DE2721314A1 - COMBUSTION MACHINE WITH TWO-STAGE TURBO CHARGING - Google Patents
COMBUSTION MACHINE WITH TWO-STAGE TURBO CHARGINGInfo
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Description
t ".t ".
P 5171/Nl/hjP 5171 / Nl / hj
Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur / SchweizSulzer Brothers, Aktiengesellschaft, Winterthur / Switzerland
Brennkraftmaschine mit zweistufiger TurboaufladungInternal combustion engine with two-stage turbocharging
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zweistufiger Turboaufladung.The invention relates to an internal combustion engine with two-stage Turbocharging.
Bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen, mit zweistufiger Turboaufladung ergeben sich bei der Führung der in dem Turbolader der ersten Stufe vorkomprimierten Luft zum Turbolader der zweiten Stufe sowie der Führung der Austrittsluft des Turboladers der zweiten Stufe durch einen Ladeluftkühler und danach zum Motor Schwierigkeiten bei der Leitungsanordnung beim Turbolader der zweiten Stufe. Bei der herkömmlichen Bauweise bilden sich hierbei oft grosse Leitungsknoten bzw. Leitungsbögen, welche sehr platzraubend sind und Schwierigkeiten bei der Montage verursachen. Ausserdem ergeben sich Probleme in Bezug auf die Befestigung des Turboladers der zweiten Stufe am Motorgehäuse, welche durch die genannten Leitungsknoten bzw. Leitungsbögen erschwert wird. In internal combustion engines, especially diesel engines, with two-stage turbocharging, there are difficulties in routing the air pre-compressed in the turbocharger of the first stage to the turbocharger of the second stage and the routing of the outlet air from the turbocharger of the second stage through a charge air cooler and then to the engine with the second stage turbocharger. In the conventional design, large line nodes or line bends often form here, which are very space-consuming and cause difficulties during assembly. In addition, there are problems with regard to the fastening of the turbocharger of the second stage to the engine housing, which is made more difficult by the aforementioned line nodes or line bends.
8O9816/Q35?8O9816 / Q35?
'\~'\ ~ 27213U27213U
Ziel der Erfindung ist die Behebung der erwähnten Nachteile.The aim of the invention is to remedy the disadvantages mentioned.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, indem der Turbolader der zweiten Stufe auf einer kastenförmigen Tragkonstruktion angeordnet ist, welche sich auf dem Motorgehäuse befindet und für die Durchleitung voneinander getrennter Lade— luftströme ausgebildet ist.This goal is achieved according to the invention by the Second stage turbocharger on a box-shaped support structure is arranged, which is located on the motor housing and for the passage of separate charging air currents is formed.
Hierdurch lässt sich insbesondere eine vorteilhafte Leitungsführung zwischen den beiden Turboladern erreichen, wobei die Luftleitung vom Turbolader der ersten Stufe zum Turbolader der zweiten Stufe und die Abgasleitung vom Turbolader der zweiten Stufe zum Turbolader der ersten Stufe im wesentlichen parallel zueinander und auf einer Seite des Motors geführt sind. Eine Seite der Motors bleibt somit für Wartung und Bedienung frei zugänglich.This makes it possible in particular to achieve an advantageous line routing between the two turbochargers, with the Air line from the turbocharger of the first stage to the turbocharger of the second stage and the exhaust line from the turbocharger of the second Stage to the turbocharger of the first stage are guided essentially parallel to one another and on one side of the engine. One The motor side remains freely accessible for maintenance and operation.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit nachstehender Zeichnung. Es zeigen:The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in conjunction with the following drawing. Show it:
Fig. 1 Eine Vorderansicht einer Dieselbrennkraftmaschine in Reihenbauweise mit zweistufiger Aufladung, wobei die Turbolader der ersten bzw. der zweiten Stufe jeweils endseitig an der Dieselbrennkraftmaschine angeordnetFig. 1 is a front view of a diesel internal combustion engine in series with two-stage supercharging, wherein the Turbocharger of the first and the second stage respectively arranged at the end of the diesel internal combustion engine
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27213H27213H
sind und mit Leitungen für Luft bzw. Abgas miteinander verbunden sind,and are connected to one another with lines for air or exhaust gas,
Fig. 2 eine Draufsicht der Dieselbrennkraftmaschine nach Fig. 1,Fig. 2 is a plan view of the diesel engine according to Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Dieselbrennkraftmaschine nach Fig. 1 mit dem Turbolader der zweiten Stufe, wobei zusätzlich die Anordnung einer weiteren Dieselbrenn— kraftmaschine schematisch angedeutet ist,3 shows a side view of the diesel internal combustion engine according to FIG Fig. 1 with the turbocharger of the second stage, with the additional arrangement of a further diesel burner. engine is indicated schematically,
Fig. 4 die Tragkonstruktion für den Turbolader der zweiten Stufe gemäss der Erfindung und4 shows the support structure for the turbocharger of the second stage according to the invention and
Fig. 5 den Schnitt V-V durch die Tragkonstruktion nach Fig. 4, wobei zusätzlich ein angebauter Ladeluftkühler schematisch dargestellt ist.FIG. 5 shows the section V-V through the supporting structure according to FIG. 4, with a built-on charge air cooler is shown schematically.
Eine achtzylindrige Reihendieselbrennkraftmaschine 10, 11 (Fig. 1-3) weist einen Turbolader der ersten Stufe 12 auf, welcher durch die Luftleitung 14, den Luftkühler 16, die Luftleitung 18 und die Luftleitung 20 mit dem Turbolader der zweiten Stufe 22 verbunden ist und von diesem aus über die Leitung 24 mit Verbrennungsgas gespeist bzw. angetrieben wird. Vom Turbolader 22 aus wird die Austrittsluft über die Leitung 26 und einen Ladeluftkühler 28 durch die erfindungsgemässe Trag-An eight-cylinder in-line diesel engine 10, 11 (Fig. 1-3) has a turbocharger of the first stage 12, which through the air line 14, the air cooler 16, the air line 18 and the air line 20 is connected to the turbocharger of the second stage 22 and from there via the line 24 is fed or driven with combustion gas. The outlet air is fed from the turbocharger 22 via the line 26 and a charge air cooler 28 through the support according to the invention
809846/0357809846/0357
27213U27213U
konstruktion 30 geführt und durch die Leitung 32 mit entsprechenden Abzweigungen den einzelnen Motorzylindern zugeführt* Die Turbinenstufe des Turboladers 12 ist (Fig. 2) mit 34 bezeichnet und die entsprechende Turbinenstufe des Turboladers 22 mit 35 bezeichnet. Die entsprechenden Verdichterstufen sind mit 36 bzw. 37 bezeichnet. Der Ladeluftkühler 28 ist direkt an die Tragkonstruktion 30 angebaut und kommuniziert mit dieser.Construction 30 out and through the line 32 with appropriate Branches fed to the individual engine cylinders * The turbine stage of the turbocharger 12 is designated by 34 (FIG. 2) and the corresponding turbine stage of the turbocharger 22 denoted by 35. The corresponding compressor stages are denoted by 36 and 37, respectively. The intercooler 28 is directly to the Support structure 30 grown and communicates with this.
Diese (Fig. 4 bzw. 5) ist im wesentlichen kastenförmig ausgebildet und mit einem durchgehenden Hohlraum 40 versehen und weist einen durchgehenden Hohlraum 42 auf, dessen vordere Oeffnung mit 44 und dessen hintere Oeffnung mit 45 bezeichnet ist. Der Hohlraum 42 ist vom Hohlraum 40 durch die Trennwand 46 abgetrennt. Zur Befestigung des Turboladers weist die kastenförmige Tragkonstruktion 30 noch eine Trägerplattform 47 auf. Flansche 48 bzw. 49 dienen zur Befestigung entsprechender Rohranschlüsse. Die Strömungsrichtuncj der Luft durch die Tragkonstruktion 30 bzw. vom angebauten Ladeluftkühler 28 ist durch Pfeile 50, 51, 52, 53 bezeichnet.This (Fig. 4 or 5) is essentially box-shaped and provided with a continuous cavity 40 and has a continuous cavity 42, the front opening of which with 44 and the rear opening with 45 is designated. The cavity 42 is separated from the cavity 40 by the partition wall 46. The box-shaped support structure 30 also has a support platform 47 for fastening the turbocharger. Flanges 48 and 49 are used to attach the corresponding pipe connections. The direction of air flow through the supporting structure 30 or from the attached charge air cooler 28 is indicated by arrows 50, 51, 52, 53.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Turboladervorrichtung ist wie folgt:The operation of the turbocharger device described above is as follows:
Der Turbolader 12 saugt die Luft an gemäss dem Pfeil 55 und komprimiert diese Luft in seiner Verdichterstufe 36, wonach die The turbocharger 12 sucks in the air according to the arrow 55 and compresses this air in its compressor stage 36, after which the
809846/0357809846/0357
Luft gemäss den Pfeilen 56, 57, 58, 59, 6Ot 61 durch die Luftleitungen 14, den Luftkühler 16 sowie die Luftleitung 18 durch den Hohlraum 40 der kastenförmigen Tragkonstruktion 3O geführt wird und gemäss dem Pfeil 62 in die Verdichterstufe 37 des Turboladers 22 geführt wird und danach gemäss dem Pfeil 64 durch den Ladeluftkühler 28 und die kastenförmige Tragkonstruktion 30 geführt wird, d.h. durch den Hohlraum 42 und die Oeffnung 44 und danach gemäss dem Pfeil 66 den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt wird.Air is guided according to arrows 56, 57, 58, 59, 6O t 61 through the air lines 14, the air cooler 16 and the air line 18 through the cavity 40 of the box-shaped support structure 3O and guided according to the arrow 62 into the compressor stage 37 of the turbocharger 22 and is then guided according to the arrow 64 through the charge air cooler 28 and the box-shaped support structure 30, ie through the cavity 42 and the opening 44 and then according to the arrow 66 is fed to the cylinders of the internal combustion engine.
Durch die Abgasleitungen des Motors, welche mit 68 bzw. 70 bezeichnet sind, wird das Verbrennungsgas gemäss den Pfeilen 71, 72, 73 in die Turbinenstufe 35 des Turboladers 22 geleitet und nachher durch die Leitung 24 gemäss den Pfeilen 74 bzw. 76 in die Turbinenstufe 34 des Turboladers 12 geleitet und danach gemäss dem Pfeil 78 einem nicht dargestellten Auslassreceiver zugeführt.Through the exhaust lines of the engine, which are designated 68 and 70, the combustion gas is directed according to the arrows 71, 72, 73 into the turbine stage 35 of the turbocharger 22 and then through the line 24 according to the arrows 74 and 76 into the turbine stage 34 of the turbocharger 12 and then fed according to the arrow 78 to an outlet receiver, not shown.
8098*6/03578098 * 6/0357
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Claims (6)
dadurch gekennzeichnet," dass
der Turbolader der zweiten Stufe (22) auf einer kastenförmigen Tragkonstruktion (30) angeordnet ist, welche sich auf
dem Motorgehäuse befindet und für die Durchleitung voneinander getrennter Ladeluftströme ausgebildet ist.1. Internal combustion engine with two-stage turbocharging,
characterized by "that
the turbocharger of the second stage (22) is arranged on a box-shaped support structure (30), which is located on
the motor housing is located and is designed for the passage of separate charge air flows.
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