DE2834785C2 - Brennkraftmaschine, insbesondere abgasturbogeladene Kolben-Brennkraftmaschine, mit Beschleunigungseinrichtung - Google Patents

Description

a) der Antrieb für das Zentrifugalgebläse durch ein Schwungrad erfolgt,

b) und die Zuschaltung durch öffnen von Einlaß- und Auslaßventil (7, 8) am Zentrifugalgebläse vorgenommen wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnst, daß das Schwungrad mittelbar von der Brennkraftmaschine auf seine Drehzahl gebracht wird.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Zentrifugalgebläse geförderte Luft einer Brennkammer (9) für ein Beschleunigungs-Hilfsgasturbinentriebwerk (10) zugeführt wird.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hilfsgasturbinentriebwerk und Brennkraftmaschine oder deren Getriebe eine nur bei Beschleunigung einrückbare Kupplung (ti) vorgesehen ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwungrad und Brennkraftmaschine eine Kupplung vorgesehen ist

Bei Fahrzeugen besteht manchmal die Forderung nach sofort einsetzender starker Beschleunigung. Insbesondere trifft dies bei Panzerfahrzeugen zu, die im Gefecht aus dem Stillstand oder aus ganz kleiner Fortbewegungsgeschwindigkeit heraus plötzlich und schnell, nämlich innerhalb weniger Sekunden einen Standortwechsel vornehmen müssen.

Insbesondere mit Turboaufladung versehene Kolbenmotoren sind als Antriebsmaschinen für diesen Verwendungszweck zu träge. Überbemessene Motoren beanspruchen zu viel Raum und sind für den zeitlich weit überwiegenden normalen Leistungsbedarf für Stetiglauf recht unwirtschaftlich.

Übliche Gasturbinentriebwerke sind so träge, daß sie bisher für Panzerfahrzeuge kaum verwendet wurden, obwohl sie in anderer Beziehung große Vorteile aufweisen.

Aus der DE-PS 8 37 940 ist eine Verbrennungskraftmaschine mit Spül- oder Ladegebläse bekannt, bei der durch die Anwendung einer Freilaufkupplung zwischen Kraftmaschine und Gebläse und einer zusätzlichen Schwungmasse für das Gebläse, z. B. in Form eines Schwungrades, bei sinkender Motordrehzahl durch Auslösen der Freilaufkupplung der Gebläseläufer relativ schneller drehen soll als der Motor.

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Art. Eine solche Maschine ist durch die DE-AS 10 03 504 bekannt. Hieraus geht ein über einen eigenen Antrieb zuschaltbares Zentrifugalgebläse zur Förderung von Zusatzladeluft während bestimmter Betriebszustände hervor, bei denen Luftmangel vorliegt

Es ist Aufgabe der Erfindung, für eine als vorwiegend mit Turboaufladung versehenen Kolbenmotor bzw. als Gasturbinentriebwerk ausgebildete Antriebsmaschine mit Getriebe, insbesondere für ein Panzerfahrzeug, eine Beschleunigungseinrichtung aufzuzeigen, die den vorstehenden Forderungen genügt

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst während die Ansprüche 2 bis 5 weitere vorteilhafte Ausgestaltungen angeben.

Die Erfindung wird nun samt ihrer Wirkungsweise an Hand der Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen erläutert; dabei zeigt

F i g. 1 wie die Erfindung bei einem Kolbenmotor, und Fig. la insbesondere bei einem Gasturbinentriebwerk angewendet werden kann.
Die Antriebsmaschine 1 bzw. la weist ein Getriebe 2 bzw. la sowie einen zu den Antriebsrädern des Fahrzeugs führenden Antrieb 3 bzw. 3a auf.

Gemäß F i g. 1 ist die Antriebsmaschine als Kolbenmotor ausgebildet Ein als Energiespeicher dienendes Schwungrad 5 ist mit einem Umgebungsluft-Verdichter 6 von radialer, und zwar zentrifugaler Strömungsrichtung gekuppelt; er west ein Einlaßventil 7 und ein Auslaßventil 8 auf. Die Gehäuse von Schwungrad und Verdichter sind zwecks Verringerung der Reibungsverluste evakuiert; dabei ist das Verdichtergehäuse zweckmäßig über ein von seinem beim Verdichterbetrieb entstehenden Innendruck schließbares Rückschlagventil an das Schwungradgehäuse angeschlossen. Das Auslaßventil 8 ist an die Lufteinlaßleitung des Kolbenmotors angeschlossen, die beim Normalbetrieb, also beim Stetiglauf, direkt an die Umgebung oder an einen Turbolader angeschlossen ist.

Ferner ist das Schwungrad 5 über eine Antriebsvorrichtung 4, die ein steuerbares Getriehe und eine lösbare Kupplung enthält, mit dem Kolbenmotor 1 oder seinem Getriebe 2 verbunden.

Eine nicht dargestellte, mit dem Leistungswählhebel des Kolbenmotors verbundene Steuervorrichtung bewirkt, daß beim Stetiglauf die Antriebsvorrichtung 4 derart geschaltet ist, daß das Schwungrad 5 durch den Kolbenmotor oder sein Getriebe auf die höchstmögliche Drehzahl gebracht, also voll aufgeladen wird; sie bewirkt ferner, daß dabei die Ventile 7 und 8 geschlossen sind, so daß der Verdichter 6 nicht fördert.

Bei gewählter Beschleunigung am Leistungswählhebei wird nicht nur die Brennstoffzufuhr vermehrt sondern auch durch die Steuervorrichtung die Kupplung zwischen dem Kolbenmotor oder seinem Getriebe 2 und dem Schwungrad 5 gelöst; ferner werden die Ventile 7 und 8 geöffnet. Das Schwungrad treibt nun unter Abgabe seiner gespeicherten Energie den Verdichter 6 an; dessen geförderte Luft lädt den Kolbenmotor so lange auf, bis gegebenenfalls vorhandene Turbolader infolge der gestiegenen Drehzahl und Leistung des Kolbenmotors einen höheren Luftdruck erzeugen.

Gemäß F i g. la kann die Antriebsmaschine la wieder ein Kolbenmotor sein, insbesondere ist sie jedoch als Gasturbinentriebwerk gedacht. Schwungrad 5a und Verdichter 6a mit den Ventilen 7a und 8a sind wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Das Auslaßventil 8a ist hier jedoch an die Brennkammer 9 eines kleinen Beschleunigungs-Hilfsgasturbinentriebwerks angeschlossen, das eine Nutzturbine 10 enthält. Diese ist über eine lösbare Kupplung 11 mit der Antriebsmaschi-

ne la oder deren Getriebe 2a verbunden. Das Schwungrad ist hier mit einer der Antriebsmaschine nachgeschalteten Abgasturbine 4a gekuppelt

Auch hier bewirkt eine nicht dargestellte, mit dem Leistungswählhebel der Antriebsmaschine verbundene Steuervorrichtung, daß beim Stetiglauf die Ventile 7a und 8a geschlossen sind, so daß der Verdichter 6a nicht fördert. Das Schwungrad 5a wird deshalb durch die Abgasturbine 4a auf die höchstmögliche Drehzahl gebracht, also voll aufgeladen.

Bei gewählter Beschleunigung am Leistungswählhebel wird nicht nur die Brennstoffzufuhr vermehrt sondern auch durch die Steuervorrichtung die Kupplung 11 zwischen der Nutzturbine 10 und der Antriebsmaschine oder deren Getriebe eingerückt, die beim Stetiglauf zur Vermeidung von aufzubringender Ventilationsleistung der Turbine gelöst war; ferner werden die Ventile 7 und 8 geöffnet Das Schwungrad 5a treibt nun unter Abgabe seiner gespeicherten Energie den Verdichter 6a an; dessen geförderte Luft wird der Brennkammer 9 zugeführt, die nunmehr Brennstoff erhält und gezündet wird. Die entstehenden Heißgase treiben die Nutzturbine 10 an, die ihre Energie über die Kupplung 11 an die Antriebsmaschine abgibt

Vor allem die nach F i g. 1 ausgebildete Beschleunigungseinrichtung ist baulich recht einfach; ihr zusätzlicher Brennstoffverbrauch, insbesondere nach F i g. 1 a spielt angesichts ihrer geringen Betriebszeit keine große Rolle.

Durch die vorgeschlagene Einrichtung wird nicht nur die dem Schwungrad innewohnende Energie genutzt, sondern durch die zusätzlich geförderten Luftmengen können auch größere Kraftstoffmengen pro Zeiteinheit verbrannt und so die zur Beschleunigung zur Verfügung stehende Leistung erhöht werden.

Zusätzlich ist das Problem der momentanen Übertragung einer großen Leistung zur Beschleunigung eines Fahrzeugs in einfacher Weise gelöst.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine, insbesondere abgasturbogeladene Kolben-Brennkraftmaschine, mit einem über einen eigenen Antrieb zuschaltbaren Zentrifugalgebläse zur Förderung von Zusatzladeluft während der Betriebszustände, in denen die alleinige Luftvörderung durch Verdichter zu gering ist, dadurch gekennzeichnet, daß