DE2809907C2

DE2809907C2 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2809907C2
Application number: DE2809907A
Authority: DE
Inventors: Salvador Barcelona Gali Mallofre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1982-02-11
Also published as: DE2809907A1; US4232521A; FR2410147B3; FR2410147A1; ES464585A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem von ihren Abgasen betriebenen ersten Turbolader und einem Anlaßmotor, in dessen Auslaßsammelleitung ein zweiter Turbolader zur Kompression der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft dient.

Zur Leistungsverbesserung von Brennkraftmaschinen findet in jüngerer Zeit zunehmend wieder die sogenannte Aufladung Verwendung. Diese besteht darin, daß der Brennkraftmaschine eine größere Mischungsmenge von Luft und Treibstoff zugeführt wird, als sie von der Brennkraftmaschine selbst angesaugt werden könnte. Diese Aufladung geschieht üblicherweise mittels Kompressoren, die direkt vom Motor über eine mechanische Kupplung oder auch mittels einer Turbine angetrieben werden, die von den Auspuffgasen bewegt wird. Ein Nachteil der Aufladung besteht darin, daß der Zünddruck anwächst und dadurch die mechanische und thermische Beanspruchung der Kolben usw. steigt. Zur Verhinderung dieses Effekts muß die Aufladung mit einer entsprechenden Verringerung des Kompressionsverhältnisses des Motors einhergehen. Dies bringt keine Probleme mit sich, solange sich der Motor in vollem Betrieb befindet. Ernsthafte Probleme stellen sich jedoch beim Anlassen. Während des Startvorganges ist nämlich der Turbolader, der die Brennkraftmaschine auflädt, nicht in Betrieb und daher nicht wirksam. Es steht daher nur das Kompressionsverhältnis der Brennkraftmaschine selbst zur Verfügung; die Brennkraftmaschine erreicht mit dieser Kompression die Temperatur nicht, die zur Zündung des Treibstoffs erforderlich ist.

Eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art ist in der DE-PS 5 65 097 beschrieben. Hier wird der zweite Turbolader von einem gesonderten Hilfsmotor so betrieben, daß bei allen Betriebsverhältnissen genügend Energie zum Aufladen und Spülen der Haupt-Brennkraftmaschine zur Verfugung steht. Der Hilfsmotor läuft während der ganzen Betriebszeit der Brennkraftmaschine mit

Aus der DE-OS 14 51 891 ist es bekannt erhitzte Luft entweder direkt in einen Hauptzylinder zu injizieren 5 oder zum Anlassen des Turboladers zu benutzen.

Die DE-PS 6 64 687 beschreibt einen durch einen Hilfsmotor angetriebenen Turbolader, dessen Aufgabe es ist, das Luft-Brennstoffverhältnis bei Flugzeugmotoren in unterschiedlichen Flughöhen konstant zu halten.

ίο Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genarnten Art während des Startvorganges mit geringstem konstruktiven Aufwand eine Kompensation für die Unwirksamkeit des Haupt-Turboladers, der den Motor auflädt, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anlaßmotor ein herkömmlicher, mit Preßluft betriebener Anlaßmotor ist und die aus dem Auslaß des Anlaßmotors in die Sammelleitung strömende Luft den zweiten Turbolader betreibt, der getrennt von dem ersten Turbolader einen eigenen Kompressor antreibt der zumindest beim Anlassen der Brennkraftmaschine arbeitet, während der erste Turbolader noch stillsteht.

Eine Verbesserung der Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 ist in Anspruch 2 angegeben.

Es erfolgt also die injektion komprimierter Luft aus der Außenatmosphäre, die während des Startvorganges zusätzlich erforderlich ist, mittels eines unabhängigen zweiter. Turboladers, der von der Auslaßluft eines herkömmlichen, pneumatischen Anlaßmotors angetrieben wird. Um während der Vorkompressionsphase einen geschlossenen Ring zu erhalten, der die Einlaßleitung der Brennkraftmaschine, die Zylinder mit den entsprechenden Kammern sowie die Auslaß-Sammelleitung umfaßt, sind zwei Ventile vorgesehen. Eines befindet sich am Auslaß der Sammelleitung, das andere am Anfang der Einlaßleitung. Beide Ventile werden durch entsprechende Zeitgeber gesteuert, die ihrerseits durch das Bedienungsorgan des Anlaßmotors gesteuert werden. Die Ventile sind während des Startzyklus in Betrieb und während der normalen Arbeitsweise der Brennkraftmaschine außer Betrieb.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Verbrennungsmotor mit sechs Zylindern, wobei für einen Zylinder die Stellung der Einlaß- und Auslaßventile dargestellt ist; die Sammelleitung und die Eintaßleitung sowie der Turbolader sind geschnitten, wogegen

so der (Haupt-)Turbolader und der pneumatische Anlaßmotor nicht geschnitten sind.

Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, ist ein erster Turbolader 1 der Einlaßleitung 2 sowie der Sammelleitung 4 zugeordnet und an diese angekoppelt sowie über die Einlaßventile 15 und die Schließventile 16 an die Zylinder 3 und Kammern eines Verbrennungsmotors. Eine Drosselplatte bzw. ein Drosselventil 5 ist in der Einlaßleitung 2 enthalten und kann ihren Zugang verschließen. Eine Drosselplatte bzw. ein Drosselventil 6 ist in der Sammelleitung 4 angebracht und kann diese abschließen. Außerdem ist ein pneumatischer Anlaßmotor 7 vorgesehen, der mit dem Kronrad 8 des Rades 9 des Motors kämmt. Die Luft hierfür stammt aus dem Auslaß des Anlaßmotors 7, der über eine Sammelleitung JO mit einem zweiten Turbolader 12 bzw. dessen Antriebselement 11 kommuniziert. Der Turbolader 12 entnimmt über den Einlaß 13 der Außenatmosphäre Luft, komprimiert diese mit den Schaufeln 14 und

injiziert sie in die Einlaßleitung 2.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt: Wenn der Motor angelassen wird, ist der erste Turbolader 1 außer Funktion, wogegen die Ventile 5 und 6, welche das Außenende der Einlaßleitung 2 und der Sammelleitung 4 verschließen, betätigt werden. Hierdurch bildet sich ein Ring aus der EirJaßleitung 2, den Zylindern 3 samt ihren Kammern und der Sammelleitung 4. Die Ventile 5 und 6 werden von einer Fernsteuerung gesteuert und betätigt, die ihrerseits vom Anlaßmotor 7 gesteuert wird.

Wenn das Bedienungsorgan des Anlaßmotors 7 betätigt wird, wirkt dieser sofort auf das Kronrad 8 ein, welches stabil am Rad 9 des Motors befestigt ist. Gleichzeitig werden die Ventile 5 und 6 betätigt. Die Luft, die aus der Sammelleitung 10 des Anlaßmotors 7 kommt, dient als Energiequelle für das Antriebselement IJ des Turboladers 12. Dieser entnimmt über den Einlaß 13 Luft der Außenatmosphäre, komprimiert diese mit den Schaufeln 14 und injiziert sie in das Innere der Einlaßleitung 2.

Dies erhöht die kinetische Energie der Luftmoleküle, die sich im Inneren der Motorzylinder befinden.

Zusätzliche Luftmoleküle werden der Außenatmosphäre entnommen und durch den Injektionsvorgang kontinuierlich in den durch die Ventile 5 und 6 geschlossenen Ring eingebracht.

Wenn die Luft in dem Ring polytrop komprimiert

ίο wird, wird die Temperatur dieser Luft und damit auch in entsprechenderweise die Endtemperatur der Luft bei der Kompression des Motors angehoben, wenn die Kurbelwelle des Motors durch den Anlaßmotor gedreht wird.

Die Zeitgeber, die beim Betrieb des Anlaßmotors aktiviert wurden, öffnen die Ventile 5 und 6, wenn der Motor in Betrieb ist. Auf diese Weise wird der erste Turbolader 1 aktiviert; der Motor läuft nun unter idealen Betriebsbedingungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüclie:

1. Brennkraftmaschine mit einem von ihren Abgasen betriebenen ersten Turbolader und einem Anlaßmotor, in dessen Auslaßsammelleitung ein zweiter Turbolader zur Kompression der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßmotor (7) ein herkömmlicher, mit Preßluft betriebener Anlaßmotor (7) ist und die aus dem Auslaß des Anlaßmotors (7) in die Sammelleitung (10) strömende Luft den zweiten Turbolader (12) betreibt, der getrennt von dem ersten Turbolader (1) einen eigenen Kompressor (Schaufeln 14) antreibt, der zumindest beim Anlassen der Brennkraftmaschine arbeitet, während der erste Turbolader (5) noch stillstehL

2. Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (2) und die Sammelleitung (4) beim Starten der Brennkraftmaschine zunächst geschlossen werden, wodurch ein Ring aus Einlaßleitung (2), Zylindern (3) und Sammelleitung (4) gebildet wird, und daß die Einlaßleitung (2) und die Sammelleitung (4) nach einer bestimmten Zeitspanne geöffnet werden, wenn die Brennkraftmaschine läuft.