DE2906182A1

DE2906182A1 - Verbrennungsmotor mit turbolader mit einem automatischen bypass

Info

Publication number: DE2906182A1
Application number: DE19792906182
Authority: DE
Inventors: Hansulrich Dr Hoerler; Erwin Dipl Ing Meier
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1979-01-31
Filing date: 1979-02-17
Publication date: 1980-08-07
Also published as: ES488061A1; GB2041084A; US4373336A; CH639172A5; JPS55104522A; DK33080A; GB2041084B; BR8000541A; FR2448034A1; PL221651A1; FR2448034B1

Description

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Verbrennungsmotor mit Turbolader mit einem automatischen Bypass

Die vorliegende Erfindung betrifft einen "Verbrennungsmotor mit Turbolader mit einem automatischen Bypass.nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei volumetrisch fördernden Verbrennungsmotoren, wie z.B. Viertaktern und Zweitaktern mit Kolbengebläse in Serie, treten bei hoher Aufladung bei Teillast Schwierigkeiten auf, da hierbei der Motor unter Luftmangel leidet und der Verdichter pumpt. Dieses Problem wird speziell bei den künftig zu erwartenden höheren Aufladedruckverhältnissen - über etwa3 , 5 bei Schiffsmotoren mit Pestpropellerbetrieb akut, da hierbei die Möglichkeit fehlt, durch Verstellung der Propellersteigung die Motordrehzahl und damit die Verdichterdrehzahl dem Verdichterkennfeld anzupassen.

Dieser Mangel kann bei Turboladern in bekannter Weise durch einen Bypass, durch den der Verdichteraustritt bei Teilleistung mit dem Turbineneintritt verbunden werden kann, beseitigt werden. Er ist bei höherem Leistungsbedarf geschlossen, ausser kurzzeitig in Sonderfällen, wie z.B. bei Tragflügelbooten während der Verdrängungsfahrt kurz vor dem Austauchen, wo infolge des grossen Pahrtwiderstandes die Motordrehzahl noch gedrückt ist.

Die Wirkung eines solchen Bypasses ist seit längerem bekannt, sie wurde aber bei Schiffsmotoren mit Pestpropellern bisher weder vorgeschlagen noch angewandt, hauptsächlich wegen der bisher niedrigen Vollastladedruckverhältnisse

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und schlechteren Turboladerwirkungsgrade. Bei Fahrzeugmotoren wurde er bisher nur in Verbindung mit Zusatzeinrichtungen s wie Hilfsbrennkammern für den Turbolader, Zusatzgebläsen für den Bypass usw., verwendet.

Diese Systeme sind aber kompliziert, so dass sie in der Praxis vorläufig selten Verwendung finden.

Das erwähnte hohe Aufladedruckverhältnis von über 3*5 wird insbesondere für mitteischnellaufende Viertaktdieselmotoren aktuell, die zunehmend in den Leistungsbereich grosser Zweitaktmotoren vorstossen.

2 Bei Festpropellerbetrieb, der durch Mo-^n charakterisiert ist3 oder noch ausgeprägter bei praktisch konstantem Drehmoment bei Drehzahldrückung,wie etwa bei Fahrzeugen., Baumaschinen usw., treten ohne Bypass bei volumetrisch fördernden Motoren bei den üblichen Aufladesystemen im Teillastbereich folgende drei Probleme auf:

- Der Ladedruck sinkt stark ab, besonders bei Gleichdruckbetrieb , so dass der Motor unter Luftmangel leidet, raucht, schlecht beschleunigt und dass höhere Abgastemperaturen als bei Vollast auftreten.

- Um die Motorbetriebslinie genügend weit weg von der Pumpgrenze des Verdichters zu halten, kommt der Volleistungs-

. punkte besonders bei Stossbetrieb, in das Gebiet schlechten Wirkungsgrades zu liegen. Dabei wird bei rascher Lastwegnahme oder bei Umgehung oder gar Heisswasserbeschickung des Ladeluftkühlers zwecks Sicherstellung der Selbstzündung die Pumpgrenze bei Teilleistung trotzdem erreicht.

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- Damit der Spitzendruck im Zylinder nicht zu hoch wird, muss unter Umständen das Verdichtungsverhältnis reduziert werden, was bei kleiner Teillast und beim Anfahren zu Zündschwierigkeiten führt. Die bekannte Abhilfemethode durch Vorwärmen der Ladeluft führt, wie gesagt, zur Gefahr des Pumpens und Rauchens.

Diese Schwierigkeiten können, wie bereits oben erwähnt, ausser durch die problematischen Lösungen mit verstellbarer Turbinen- und Verdichterbeschaufelung, umgangen oder zumindest entschärft werden, indem man zwischen dem Verdichteraustritt und dem Turbineneintritt einen regelbaren Bypass vorsieht, wobei die bekannten Ausführungen immer auch noch eine Hilfsbrennkammer zum Hochfahren des Turboladers unabhängig vom Motor sowie eventuell ein Hilfsgebläse aufweisen.

Diese heute bekannten Bauarten von Aufladeeinrichtungen mit Bypass kranken u.a. an ihrem vorerwähnten,komplizierten Aufbau mit Hilfsbrennkammer, Hilfsgebläse etc., worunter auch die Betriebssicherheit leidet und der Bauaufwand beträchtlich wird. Ausserdem benötigen diese Systeme Zusatzenergie, was ihre Wirtschaftlichkeit verschlechtert.

Bei den meisten bekannten Bauarten vermisst man auch die Möglichkeit einer einfachen Anpassung an verschiedene Motoren und Betriebsverhältnisse. Vielmehr sind hiezu oft aufwendige Aenderungsarbeiten, wie Auswechseln von Kurvenscheiben etc. nötig. Es ist ferner nicht möglich, das Drosselorgan im Bypass bei Bedarf durch äusseren Eingriff zeitweise offen zu halten, wie dies in speziellen Fällen erforderlich ist. Ein solcher, als Sonderbetrieb bezeichneter Fall tritt z.B. kurzzeitig auf bei Vorhandensein einer zweiten, langsameren Propellerkurve, wie etwa bei Tragflügelbooten vor dem Abheben aus der Verdrängungsfahrt.

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Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Turboladers mit automatisch gesteuertem Bypass, der im Aufbau einfacher ist als die bekannten Ausführungen und deren Nachteile weitgehend vermeidet, wobei die Steuerung sich mit den am Antriebsaggregat verfügbaren Drücken verwirklichen lässt, das gewünschte Betriebsverhalten auf einfache Art einstellbar ist und die raschen Druckschwankungen für die Luftförderung im Bypass ausgenutzt we-rden können, und zwar sowohl im Gleichdruck- als auch im Stossbetrieb, und der Bypass eventuell auch die Punktion eines Rückschlagventils ausüben kann.

Neben"der Vermeidung der vorerwähnten Nachteile stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, Ausführungsformen zu schaffen, die die bei den üblichen kolbengesteuerten Ventilen unvermeidlichen Leckverluste möglichst klein halten und bei denen das Rückschlagventil zwecks Vereinfachung gleichzeitig als Drosselorgan dient.

Mit der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Erfindung sollen die erwähnten Nachteile der bekannten Bypasseinrichtungen vermieden und die vorstehend aufgeführten Forderungen erfüllt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 ein typisches Verdichterkennfeld mit Kennzeichnung . dreier Betriebsfälle,

Fig. 2 ein Diagramm des Betriebsverhaltens eines Viertaktmotors im Gleichdruckbetrieb, für den Antrieb eines Festpropellers, mit und ohne gesteuerten Bypass,

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Pig. 3 ein Verdichterkennfeld mit Betriebslinien eines gesteuerten Bypasses, für einen Viertaktmotor mit Gleichdruckbetrieb für den Antrieb eines Pestpropellers,

Pig. 4 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Verdichterend- und dem. Turbineneintrittsdruck zeigt, mit Betriebslinien eines gesteuerten Bypasses, für einen Viertaktmotor mit Gleichdruckbetrieb für den Antrieb eines Pestpropellers,

Fig. 5 in schematischer Darstellung einen Viertaktmotor mit Turbolader für Gleichdruckbetrieb und mit gesteuertem Bypass gemäss der Erfindung,

Pig. 6 einen Auspuffsammler für Multistossbetrieb mit zentralem Eintritt der Bypassleitung,

Pig. 7 einen Auspuffsammler für Multistossbetrieb mit ringförmigem Eintritt der Bypassleitung in den Auspuffsammler,

Pig. 8 s,chematisch einen Reihenmotor mit einem Turbolader für annähernd konstanten Druck vor der Turbine mit einem Bypass und einer Auspuffanlage, die im Hinblick auf gute Ausnutzung der Energie der Auspuffstösse gestaltet ist,

Fig. 9 ebenfalls schematisch einen Reihenmotor mit einem Bypass und einer weiteren Ausführungsform einer solchen Auspuffanlage,

Pig. 10 einen automatischen Bypass mit einem separaten raschen Rückschlagventil,

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Fig. 11 einen automatischen Bypass mit zwei separaten raschen Rückschlagventilen und zwei Gaseintritten für Stossbetrieb,

Pig. 12 ein Diagramm der Drucksehwankungen vor der Turbine sowie ein Diagramm, das den Durchsatz durch verschiedene Drosselorgane bei kleinen derartigen Druckschwankungen darstellt, die

Fig. 13-17 verschiedene Bauarten von Drosselorganen mit erschwertem Rückfluss , die vorwiegend bei Gleichdruckbetrieb mit seinen immer vorhandenen kleinen Druckschwankungen die Funktion eines raschen Rückschlagventils übernehmen,

"Fig. 18 das Schema eines kraftfreien Drosselorgans,

Fig. 19 ein als Drosselorgan dienendes Plattenventil mit Pumpwirkung, die

Fig. 20 und 21 zwei Bauarten von Bypassventilen in schematischer Darstellung, urü die

Fig. 22-24 drei verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemässen automatischen Bypasses.

Im Diagramm der Fig. 1 bedeutet die mit 1 bezeichnete strichlierte Linie die Pumpgrenze im Verdichterkennfeld eines typischen Turboladers für Verbrennungsmotoren der hier interessierenden Art. Ausserdem enthält das Diagramm noch die

ρ
Festpropellerkurve M /·ν*η , die Kurven für η = const, M = const, die Vollastpunkte für das Drehmoment M und die Drehzahl η sowie die Teillastpunkte für M = 50 % und η = 75' % der entsprechenden Vollastwerte, und zwar für den Betrieb ohne Bypass.

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Pig. 2 stellt für den Pestpropellerbetrieb M "ν η das Verdichterdruckverhältnis P_v/P_u das Verbrennungsluftverhältnis Λ und das Verhältnis A„/A als Funktion der Motorleistung P dar, wobei A₇₃ und A_m die äquivalenten Durchtrittsflächen des Bypasses bzw. der Turbine bedeuten. Bei P_v/P_u und λ- gelten die Vollinien für einen Turbolader ohne Bypass, die strichlierten Linien für einen mit gesteuertem Bypass gemäss der vorliegenden Erfindung. Man erkennt daraus, dass mit dem gesteuerten Bypass der Verdichterenddruck und das geförderte Luftgewicht im praktisch wichtigen Bereich der Teilleistung bedeutend höher liegt als ohne Bypass. Der Kurve Ag/A-, lässt sich beispielsweise entnehmen, dass für 50 % Nennleistung Ag/A- = 0,5 ist. Das Diagramm zeigt ausserdem noch den Verlauf der relativen Bypassöffnung Ag/A- mit der Leistung.

Die Fig. 3 stellt das Verdichterkennfeld dar, d.h., den Zusammenhang zwischen dem Druckverhältnis Py/Pjj und dem Verdichterluftstrom m , und zwar mit Motorbetriebslinien für Pestpropellerbetrieb. Bei geschlossenem Bypass - Hub h = 0 -.

verläuft die Betriebslinie im Bereich der Pumpgrenze 1, der Volleistungspunkt ist dort mit a bezeichnet. Der Kurvenzug edcba stellt die Betriebslinie dar, wie sie beim Bypassbetrieb mit der vorliegenden Einrichtung verwirklicht wird. Im Bereich unterhalb e ist der Bypass geschlossen, ed stellt das untere Teilöffnungsgebiet dar, im Bereich de arbeitet der Bypass mit fixierter Oeffnung und im oberen Teilöffnungsgebiet cb schliesst der Bypass allmählich und ist von b bis a praktisch geschlossen, die Betriebslinie verläuft dort entlang· jener mit geschlossenem Bypass. Die Strecke bc^r gilt für konstantes η /ρ · mit p_m = Turbineneintrittsdruck, sie stellt T u T

sich daher im folgenden Diagramm nach Fig. 4, die das Verdichterdruckverhältnis als Funktion des Turbinendruckverhältnisses zeigt, als die zur Ordinate parallele Strec'ke bc' dar.

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Die in Fig. 4 dargestellten Betriebslinien entsprechen jenen nach Pig. 3· Die eng strichlierte Linie 3 durch c verbindet konstante Motorbetriebspunkte bei verschieden grossen BypassÖffnungen.

Aus den Diagrammen der Fig. 2, 3 und 4 ergeben sich für die Funktion des Bypasses die folgenden zu erfüllenden Bedingungen :

- Bei Volleistung ist der Bypass zwecks hohen Wirkungsgrades im wesentlichen geschlossen zu halten Strecke

ba .bzw. ab, wenn vom Volleistungspunkt a ausgegangen wird.

- Bei sinkendem Turbineneintrittsdruck ρ_ muss die Bypass-

drosselfläche A₁, bis zu einem Maximum stetig zunehmen .... ΰ

be. Diese Fläche kann entweder bis zum Punkt d oder bis zum Leerlauf hinunter beibehalten werden. Sie kann bei sehr kleiner Leistung, etwa unter 15 % Volleistung, auch auf Null zurückgenommen werden, was dem Kurvenstück de entspricht. In diesem Leerlaufbereich wirken sich beide Varianten praktisch gleich aus, da der Motor dort wie ein Saugmotor arbeitet. In diesem Leerlaufbereich kann die zweite Variante bei Motoren mit grosser Totraumspülung vorteilhafter sein .

Durch einen solchen Verlauf der Betriebslinie -erreicht man bei Teilleistung die gewünschte Erhöhung des Ladedrucks und vermeidet das Pumpen des Verdichters.

- Um die gewünschte Betriebslinie eines Motors in Zusammenarbeit mit dem Turbolader mit möglichst geringem Aufwand verwirklichen zu können, soll die Lage der Kurvenstücke bc, cd und eventuell auch de durch von aussen betätigbare Stellmittel, z.B. Stellschrauben, beeinflusst werden können, ohne dass dies einen umständlichen Eingriff erforderlich macht.

Weitere Anforderungen an die Anpassungsmöglichkeiten, die

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von der vorliegenden Bypasssteuerung erfüllt werden, sind bereits in der Einleitung erwähnt worden.

Die Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemässen Turbolader für Gleichdruckbetrieb. "Vom Motor 4 gelangen die Auspuffgase in einen Auspuffgasaufnehmer 5 und von dort durch eine Auspuffleitung 6 in die Turbine 7, die sie über eine Abgasleitung 8 verlassen. Die Turbine 7 treibt über die Welle 9 einen Verdichter 10 an, der die Verbrennungsluft über eine Ansaugleitung 11 ansaugt und die verdichtete Luft über die Ladeluftleitung 12 durch einen Ladeluftkühler 13 in einen Luftaufnehmer 14 drückt, von wo sie in den Motor 4 gelangt. Bei letzterem handelt es sich um einen hochaufgeladenen, volumetrisch fördernden Verbrennungsmotor, also um einen Viertakter oder um einen Zweitakter mit volumetrisehern, in Serie angeordnetem Zusatzverdichter.

Von der Ladeluftleitung 12 zweigt die Bypassleitung 15 ab, die entweder mit einem ringförmigen Einlauftrichter 16 in die Auspuffleitung 6 übergeht oder über eine nach oben abgewinkelte, strichliert gezeichnete Leitung 17 in den Gasaufnehmer 5 mündet. Durchmesser und Länge der Bypassleitung müssen so gross ausgeführt werden, dass ein Eindringen der heissen Auspuffgase infolge Pulsationen in den Steuerblock 18 ausgeschlossen ist.

Das Auspuffrohr 6 ist innerhalb des Einlauftrichters 16 als Injektordüse ausgebildet, um durch Saugwirkung ein besseres Ueberströmen zu erzielen.

Bei.dieser Ausführung ist das Bypassventil mit einem Rückschlagventil kombiniert und in .besagtem" SteuerbTocK z'üsämmengeBaüS. """"

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Als langsames Rückschlagventil, das durch grossen Hub und grosse Masse gekennzeichnet ist und·dessen Aufschlag daher gebremst werden muss, eignet sich vorteilhaft das Drosselorgan des automatischen Bypasses selbst.

Die Punktion und der innere Aufbau eines solchen Steuerblocks werden unten erklärt.

In der Fig. 6 ist die Einmündung einer Bypassleitung 15 in einen Auspuffsammler 19 für Multistossbetrieb dargestellt, bei dem mehrere Auspuffrohre 6 direkt ohne - Zwischenschaltung eines Aufnehmers aus den einzelnen Zylindern oder Zylindergruppen kommen. Vor dem Eintritt in die Turbine 7 ist der Auspuffsammler 19» wie im darunter gezeichneten Schnitt VI-VI dargestellt, als gleichmässig unterteilter Düsenkranz 20 ausgebildet.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Bypasseinleitung in den Auspuffkanal bei Multistoss, wobei die Bypassleitung 15 wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung in einen die Auspuffleitungen 6 ringförmig umgebenden Einlauftrichter 16 übergeht. Der darunter befindliche Schnitt VII-VII zeigt wiederum die Ausbildung des in die Turbine übergehenden AuspuffSammlers als Düsenkranz 20.

Die Fig. 8 und 9 zeigen sehematisch Reihenmotoren mit einer Auspuffanlage, die die Energie der periodischen Auspuffstösse dazu.-ausnützt, am Eintritt der Turbine 7 einen angenähert konstanten Druck der Abgase zu erzeugen,der höher ist als der Druck in der Auspuffleitung 21 bzw. 22.' Bei der Ausführung nach Fig. 8 sind die Auspuffkrümmer 23 der einzelnen Zylinder als tangential in die Auspuffleitung 21 einmündende Injektordüsen ausgebildet, während die Auspuffkrümmer 24 bei der

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Ausführung nach Fig. 9 als ringförmige Injektordüsen ausgeführt sind. Auf diese Weise wird die Energie der Auspuffstösse in Geschwindigkeitsenergie umgewandelt. Der Impuls der periodischen Strömung in diesen Injektordüsen wird auf die gleichmässigere Strömung in der jeweiligen Auspuffleitung 21, 22 übertragen, in der eine höhere Geschwindigkeit und ein tieferer Druck herrschen als nach dem Diffusor 25 vor dem Eintritt in die Turbine 7· Um in der Auspuffleitung 21 bzw. 22 eine gleichmässigere Strömung und angenähert gleichen Druck für alle Zylinder zu erzielen, kann ihr Querschnitt, wie insbesondere aus Fig. 8 hervorgeht, in Strömungsrichtung zunehmen und es kann ein Teil der Abgase zwischen dem Diffusor 25 und der Turbine 7 in eine Rückführleitung 26 abgezweigt und über diese an den Anfang der Auspuffleitung 21 zurückgeführt werden.

In den Fig. 8 und 9 bezeichnen 27 die Bypassventile und 28 und 29 die Bypassleitungen, die vorteilhaft an einer Stelle in die Auspuffleitungen 21 bzw. 22 eingeführt werden, an der ein möglichst tiefer Druck herrscht, damit auch bei kleiner Druckdifferenz ρ -p„ noch eine ausreichende Luftmenge durch den Bypass gefördert wird. Bei der Ausführung nach Fig. 8 mündet die Bypassleitung 28 in den Anfang der Auspuffleitung 21, während bei der Bauart nach Fig. 9 die Bypassleitung 29 vor dem Diffusor 25 in die Auspuffleitung 22 übergeht. Die erstgenannte Variante ergibt eine gleichmässigere Strömung in der Auspuffleitung 21 und damit eine ausgeglichenere Ausschiebearbeit und Spülung der einzelnen Zylinder. Die zweite Variante ergibt eine kürzere Bypassleitung 29 mit geringeren Energieverlusten., Natürlich kann die Auspuffanlage nach Fig.

mit der Bypassleitung nach Fig. 9 kombiniert werden und umgekehrt .

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Bypass ist das schnelle Rückschlagventil 30 vom Bypassventil 31 baulich getrennt in

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der Bypassleitung 15 angeordnete Eine gleiche Ausführung für Stossbetrieb mit ziirei Auspuffrohren 6 zeigt die Pig. Il wo= bei sich die Bypassleitung stromabwärts des Rückschlagventils in zx-jei Bypassleitungen 32 und 33_s J^e eine für jedes Auspuffrohr_s fortsetzt₉ wobei diese Bypassleitungen ein möglichst kJei-Volumen haben sollenο

Beim schnellen Rückschlagventil 30 handelt es sich um ein Blattfederv.entil_s auch Lamellenventil genannt_s üblicher Bauart_s mit sehr elastischen,, sich senkrecht zur Z.eich'enebene über den ganzen Querschnitt erstreckenden₉ einseitig eingespannten streifenförmigen Blattfedern 3^_s die die Abschlussorgane des Ventils bilden und von den über das Ventil auftretenden Druckunterschieden geöffnet und geschlossen werden. Im geschlossenen Zustand nehmen die Blattfedern 34 ihre unverformte ebene Gestalt an, im offenen Zustand legen sie sich an ihre gekrümmte Rast 35 an.

Weitere Bauarten., die sich als schnelles Rückschlagventil eignen_s sind u.a. durchbrochene Plattenventile₃ Ringplattenventile und Turmventile der für Kompressoren verwendeten Typen. Sie weisen kleine Masse und kleinen Maximalhub auf₅ benötigen keine Dämpfung und können.daher den raschen, durch die einzelnen Auspuff- und Ansaugstösse bewirkten Pulsationen synchron folgen. Ein solches Ventil kann ebenso wie das langsame Rückschlagventil mit dem Bypassventil in einem Block baulich vereinigt oder davon getrennt in der Bypassleitung angeordnet werden.

Die Bauart des Rückschlagventils und die Anordnung des Bypassvenfcils werden bei Gleichdruckbetrieb bestimmt durch die Druckdifferenzen ρ -p„ zwischen Verdichteraustritt und Turbineneintritt'₅ die bei Teilleistung trotz positivem Mittelwert ρ -ρ» infolge der immer vorhandenen Pulsationen

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zeitweise negativ werden können. Bei Anordnung eines raschen Rückschlagventils an beliebiger Stelle der Bypassleitung kann bei einer negativen Druckdifferenz kein Auspuffgas zum Drosselorgan oder in die Verdichterluftleitung vordringen und somit keine Verschmutzung oder Ueberhitzung verursachen. Um letzteres bei einem langsamen Rückschlagventil zu verhindern, muss das mit dem Drosselorgan einen Steuerblock 18 (siehe Pig. 5) bildende Rückschlagventil unmittelbar an der Luftentnahmestelle angeordnet werden und das Volumen der sich anschliessenden Bypassleitung muss so gross gemacht werden, dass bei kurzzeitigem Gasüberdruck, dem das langsame Rückschlagventil nicht folgen kann, Auspuffgas nicht in den Bypass eindringen kann. Durch ein Gitter in der Bypassleitung kann ein solches unerwünschtes Ueberströmen vergleichsmässigt werden, um das Vorschiessen einer Gaszunge zu verhindern. Ausserdem werden die Drosselorgane so ausgeführt, dass das ueberströmen in verkehrter Richtung, d.h., von der Auspuffleitung 6 in Richtung Verdichterluftleitung, trotz toller Oeffnung erschwert ist. Einige Bauformen solcher Drosselorgane werden weiter unten anhand der Fig. 13 bis 17 erklärt. Zunächst aber sei anhand der Fig. 12 auf den Einfluss verhältnismässig kleiner Druckschwankungen auf den Durchfluss eines Drosselorgans eingegangen. Das linke Bild dieser Fig. zeigt in idealisierter Form bei als konstant angenommenem P den zeitlichen Verlauf solcher abgasseitiger Druckstösse, das Diagramm rechts davon den Durchfluss m_ durch das Drosselorgan in Abhängigkeit von (p -p_T )/ Δ p„,₃ d.h., von dem auf die rasche Druckschwankung Δ Ρ_τ bezogenen Druckunterschied ρ -p mit ρ™ = mittlerer Druck vor der Turbine. Die strichlierte Kurve 36 stellt den Verlauf des Durchsatzes m_n ohne Druckschwankungen dar, die Kurve 37 den Durchsatz bei gleicher Durchflusszahl für beide Strömungsrichtungen. Die Kurve 38 gilt für ein Drosselorgan, und zwar das Bordaventil, dessen Durchsatz bei einer Rückströmung nur halb so gross ist wie beim ueberströmen vom Verdichter zur Turbine, und die Kurve

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39 gilt für ein ideal rasches Rückschlagventil. Auch bei negativem Wert von ρ »ρ™ wird bei den Ventilen^, für die die Kurven 38 und 39 gelten«, ein positiver Durchfluss«, d.h.., eine Förderxiirkung„ erzielt.

Die Figuren 13 bis 17 zeigen schematisch einige solcher Drossel= organe mit erschwerter Rückströmung _s und zwar die Fig. 13 ein gegen die Turbinenseite öffnendes_s normales Borda-Ventil_s das den Nachteil aufweist_s dass es bei kleinen Drucksehwankungen₂ die ein leichtes Abheben vom Sitz verursachen., leckt» Das in Fig. 15 gezeigte eintauchende Bordaventil vermeidet diesen Nachteil weitgehend_s"da der Umfang der Ventilplatte 40 im geschlossenen Zustand mit wenig Spiel im zylindrischen Kragen 41 sitzt und erst bei grösserem Hub aus dem Kragen austritt und den Durchfluss freigibt.

Die Fig. 14 aeigt ein Diffusorventil und die Fig. 17 einen Diffusorschieber., wobei bei letzterem die Schliessbewegung entsprechend dem Pfeil quer zur Strömungsrichtung erfolgt. Fig. 16 stellt eine Bordaklappe dar_s bei der das Betätigungsorgan an einem auf der Achse 42 befestigten^ nicht gezeigten Hebel angreift.

Das Drosselorgan nach Fig. 18 ist ein Beispiel für ein entlastetes a kraftfreies Ventil₉ bei dem infolge von Entlastungsbohrungen auf die Verbindungsstange zwischen Kolben und Drosselorgan relativ kleine Kräfte wirken.

Das in Fig» 19 dargestellte Drosselorgan ist ein Ringplattenventilj, eine vorzugsweise verwendete Bauart^ bei der der leichte Ventilkörper die Funktion eines raschen Rückschlagventils ausübt ο Ein praktisch ausgeführtes Ventil dieser Bau-T~TZ} unten anhand der Fig. 22 näher beschrieben.

Die Figuren 20 und 21 zeigen zwei Varianten von Bypassventilen 3 0 032/04.8 2

mit Steuerschieber 43 bzw. Druckhalteventil 44. Eine eingehende Beschreibung zweier ähnlicher Bauarten erfolgt anhand der in den Fig. 23 und 24 dargestellten Ausführungen.

Bei dem in Fig. 22 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bypassventils ist das Drosselorgan ein Ringplattenventil mit einer an der Ladeluftleitung 45 festgeschraubten Ventil- . grundplatte 46, einer auf einer Kolbenstange 47 befestigten, axialbeweglichen Ventilstützplatte 48 und einer zwischen der Grundplatte 46 und der Stützplatte 48 sitzenden, axialbeweglichen Ringlamelle 49, die das Schliessorgan des Ventils darstellt. Auf der anderen Seite der Kolbenstange 47 sitzt ein Betätigungskolben 50, der sich aus einer auf das Kolbenstangenende aufgeschraubten Kolbenbodenplatte 51, Tellerfedern 52 sowie einem inneren und zwei äusseren Distanzringen 53 bzw. 54 zusammensetzt. Bei dieser Konstruktion übernimmt der Kolben 50 gleichzeitig die Funktion einer Feder, die damit entbehrlich wird.

Der Kolben 50 befindet sich in einem zylindrischen Raum 55 . des Ventilgehäuses 56, der in axialer· Richtung von einer Zwischenwand 57 und einem Gehäusedeckel 58 begrenzt ist. Das verdichterseitige Ende des Kolbens 50 stützt sich auf der Zwischenwand 57 ab, während das andere Ende des Kolbens mit seiner Bodenplatte 51 an der Kolbenstange 47 befestigt ist. Der Kolben 50 und damit, auch die Kolbenstange 47 und die Ventilstützplatte 48 sind durch einen in der Zwischenwand 57 sitzenden Bolzen 59 gegen Verdrehen gesichert. Für die axiale Begrenzung des Kolbenhubes ist am rechten Kolbenstangenende eine Stellschraube 60 vorgesehen, die in einer im Qehäusedeckel 58 sitzenden Einstellhülse 61 verschraubbar, ist und an ihrem Kopf eine Zahnung 62 aufweist, durch die die jeweils

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eingestellte Stellung der Schraube 60 fixiert wer-den kann. Hierzu dient eine auf dem Gehäusedeckel 58 festschraubbare Sicherungskappe 63 mit einer der Zahnung 62 entsprechenden Innenverzahnung..

Die Einstellhülse 61 sitzt auf dem als Keilwelle ausgebildeten Kolbenstangenende und dient zur Verstellung der Federvorspannung, indem beim Drehen der Einstellhülse die Kolbenbodenplatte 51 durch das Gewinde axial verschoben wird. Die Sicherungskappe 63 sichert auch die Einstellhülse gegen Verdrehen.

In der Zwischenwand 57 befindet sich ein Kanal 64, der den Raum innerhalb des Kolbens mit der Atmosphäre verbindet und an seinem Austritt aus dem Gehäuse -56 e'ine Gewindebohrung aufweist. Diese ist für den Anschluss einer nicht dargestellten Leitung mit einem Absperrorgan vorgesehen, das zum Umschalten auf die schon früher erwähnte Betriebsart "Sonderbetrieb" dient, die bei der Beschreibung der Funktion des Ventils noch näher erläutert wird.

Ein zweiter Kanal 66 verbindet den Raum 55 ausserhalb des KoI-bens mit der Ladeluftleitung 45.

Die Bypassleitung 67 verbindet das Ventilgehäuse 56 mit dem turbxnenseitigen Anschluss des Bypasses.

Die Funktion dieses Ventils wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Diagramme der Fig. 3 und 4 erläutert. Auf den Betätigungskolben 50 wirkt der Ladeluftdruck ρ , der über den Kanal 66 auch Im Raum 55 herrscht. Bei kleinem P_v, d.h., kleiner Last, überwiegt die Federkraft des Kolbens und die Kolbenstange liegt am rechten Anschlag an, so dass das Ventil offen ist. Wenn Pm"> ρ ist, so schliesst sich hingegen die axial freibewegliche Ringlamelle 4§i. Dies ist in

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der Regel aber nur bei sehr kleinem ρ oder bei pulsierenden Drücken der Fall, worauf die in der Einleitung erwähnte Förderwirkung beruht. Dieser Betriebszustand entspricht dem Abschnitt ede der Betriebs linie. Bei Erreichen des dem Punkt e entsprechenden Brüskes ρ wird der federnde Betätigungskolben 50 zusammengedrückt und das Ventil beginnt zwangsläufig seine Schliessbewegung, die bei Erreichen des Punktes b beendet ist. Es bleibt darüber hinaus bis a geschlossen.

Mit der Stellschraube 60 lässt sich der Ventilhub und damit die Lage des Abschnittes de der Betriebslinie ändern. Die Grosse der Federvorspannung und damit die Lage des Abschnittes cb kann durch die Einstellhülse 6l verändert werden.

Für die Bestimmung der Uebergangskurve cb ist sowohl die mit dem Ventilhub sich ändernde Strömungskraft auf das Schliessorgan des Ventils als auch die Federcharakteristik zu berücksichtigen.

Diese Bauart eines Bypassventils, bei dem der Betätigungskolben stromabwärts des Drosselorgans angeordnet ist, ergibt sich aus der Forderung, dass die Baugruppe vor dem Ladeluftkühler unmittelbar an die Ladeluftleitung anbaubar sein soll und die Verstellorgane 60 und 61 unbehindert zugänglich sein müssen.

Das hier als Drosselorgan verwendete Ringplattenventil hat den Vorteil, dass es nur einen sehr kleinen Hub benötigt, wodurch Kolben mit Wellrohrfedern, Membranfedern oder, wie im vorliegenden Falle, mit Tellerfedern verwendet werden können, bei denen die Leckverluste gegenüber der Umgebung sehr klein .sind.

Bei dem eingangs erwähnten Sonderbetrieb muss das Ventil ., bei Vollast vorübergehend offen bleiben, wozu in die Ge-

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windebohrung 65 des Kanals- 64 eine Leitung mit einem Absperrorgan eingeschraubt wird. Wird das Absperrorgan geschlossen, so stellt'sich infolge der, wenn auch minimen Undichtheit des .zusammengesetzten Kolbens 50 im Inneren des letzteren der gleiche Druck wie-im Raum 55 ein, so dass die Federkraft das Ventil offen hält." Falls die konstruktiv bedingte Undichtheit eines Kolbens hiefür nicht ausreicht, so muss dafür eine kleine Oeffnung im Kolbenboden vorgesehen werden.

Diese Ausführung nach Fig. 22 benötigt in der Bypassleitung bei den Auspuffsystemen nach den Fig. 5-9 kein zusätzliches Rückschlagventil, da die als Schliessorgan dienende Ringlamelle 49 wegen ihrer kleinen Masse wie ein schnelles Rückschlagventil wirkt. ■

Bei reinem Stossbetrieb sind jedoch, wie eingangs beschrieben, zusätzlich rasche Rückschlagventile, möglichst nahe an der Auspuffleitung angeordnet, erforderlieh, da andernfalls die Stossenergie der Auspuffgase nutzlos in die Bypassleitung verpufft. Das gleiche gilt auch für die im folgenden beschriebenen zwei Ausführungsformen.

Bei dem'in.Fig. 23 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Drosselorgan als Borda-Ventil ausgeführt, bestehend aus einem "Ventilteller 68 und einem Einlaufkragen 69, der zusammen mit dem Ventilgehäuse 70 an der Ladeluftleitung 71 angeschraubt . ist. Der Ventilteller 68 ist auf einer hohlen Kolbenstange 72 befestigt, die hinter dem zugehörigen Betätigungskolben 73 mit Querbohrungen 74 versehen' ist, so dass die Ladeluftleitung mit dem Zylinderraum 75 hinter dem'Kolben in Verbindung steht. Die hohle Kolbenstange mit den Qüerböhrüngen 74 übernimmt also hier die Aufgäbe des Kanals 66 bei der Ausführung nach Fig. 22.

im inneren der Kolbenstange 72 ist an einem Stift 76 eine

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schwache Schraubenzugfeder 77 verankert, deren zweites Ende an einer Einstellgewindespindel 78 befestigt ist. Diese durchsetzt eine Einstellbüchse 79 und dient zum Einstellen der gewünschten Vorspannung der Feder 77 zwecks Festlegung des Abschnittes de der Betriebslinie (Fig. 3 und 4), mittels zweier Muttern 80, die sich auf die Büchse 79 abstützen. Mit der Einstellbüchse 79 lässt sich die gewünschte Hubbegrenzung des Borda-Ventils und damit die Lage des Abschnittes cd der Betriebslinie einstellen. Sie ist zu diesem Zweck im Gehäusedeckel 8l verschraubbar und durch eine Mutter 82 in der eingestellten Lage zu sichern.

Der Ventilteller 68 weist eine Drosselbohrung 83 auf, die den Zweck hat, bei geschlossenem Ventil bei Vollast ständig etwas Ladeluft in den Ventilraum eintreten zu lassen, um die Leckverluste zu ersetzen und zu verhindern, dass Auspuffgas durch die Bypassleitung zum Ventil strömt. Um zu verhindern, dass bei ρ_φ>ρ trotzdem Auspuffgas in die Ladeluft gelangt, kann diese Drosselbohrung mit einem Rückschlagventil versehen werden. Der Zylinderraum 75a vor dem Kolben 73 steht über öinen Kanal 84 mit einer Gewindebohrung 85 in Verbindung, die wie bei der Variante nach Fig. 22 zum Anschluss eines

Absperrorgans für den Sonderbetrieb vorgesehen und normaler-

weise mit der_TJmgebüng^irT'Vefbindung~s"€eht''."" Der Ventilraum 86 nimmt ein Druckhalteveniril_87~iuf, bestehend aus einem Ventilkolben 88, einer Schraubendruckfeder 89 und einer Einstellhülse 90 zur Einstellung der Federvorspannung, zwecks Beeinflussung des Abschnittes bc der Betriebslinie.

Zur Fixierung der Einstellhülse 90 ist ein federnder Sicherungsbügel 91 vorgesehen, der in eine der Längsnuten 92 am Umfajig der Hülse eingreift. Ueber eine Bohrung 93 im Boden der Hülse 90 steht der Ventilraum 86 mit der Atmosphäre in Verbindung.

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Bei kleinem ρ herrscht auf beiden Seiten des Betätigungskolbens 73 infolge seiner Undichtheit der gleiche Drucke da das Druckhalteventil 87 infolge Ueberwiegens der Federkraft geschlossen ist. Auf den Ventilteller 68 wirken dann nur noch die Druckdifferenz ρ -p„ und die schwache Kraft der Feder 77» Falls ρ ~p im Mittel nur leicht negativ ist, hält die Feder das Ventil offen und es tritt bei pulsierenden Drücken die beschriebene Förderwirkung des Borda-Ventils ein. Wird hingegen ρ "Pm stark negativ, so wird der Ventilteller 68 zugedrückt , der somit als langsames,auf längerdauernde Druckdifferenzen ansprechendes Rückschlagventil wirkt. Hier .sei nochmals wie schon füüher erwähnt , dass der Durchfluss eines solchen Borda-Ventils in umgekehrter Strömungsrichtung· d.h.,von der Turbine zum Verdichter unter sonst gleichen Bedingungen nur etwa halb so gross ist wie in der Richtung vom Verdichter zur Turbine.

Durch entsprechende Bemessung des Querschnittes der Kanäle 84 und fma Minimierung de*" Zylinderräume 75.und 75a wird die Aufschlaggeschwindigkeit des Ventiltellers 68 gebremst.

Bei steigendem Ladeluftdruck öffnet der Ventilkolben 88 gegen den Widerstand seiner Feder den Ringkanal 96 und verbindet so den Zylinderraum 75a mit der Atmosphäre, so dass bei weiter zunehmendem ρ der Druck im Raum 75a konstant bleibt. Bei Erreichen des dem Punkte c der Betriebslinie entsprechenden Druckes ρ überwiegt die Kraft auf den Betätigungskolben 73 die auf den Ventilteller 68 infolge ρ - p_ und der Feder wirkenden Kraft und das Ventil beginnt seine Schliessbewegung, die bei Erreichen des dem Punkte b der Betriebslinie entsprechenden Ladedrucks beendet ist.

Der Sonderbetrieb wird in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 22 b ewerks t elligt. \ Die Aus führung nach

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Pig. 24 besitzt als Drosselorgan ebenfalls ein Borda-Ventil₃ zum Unterschied von der Variante nach Fig. 23 ist die Feder im Inneren der Kolbenstange 94 aber eine Schraubendruckfeder 95j deren Vorspannung durch eine in einer Einstellbüchse 96 verschraubbare Einstellgewindespindel 97 verändert werden kann. Letztere dient zur Beeinflussung des Abschnittes de der Betriebslinie, die Büchse 96 ζην Einstellung des Abschnittes cd. Der Zylinderraum 98 auf der verdichterseitigen Seite des Betätigungskolbens 99 steht über Bobimngen 100 im Zylinderboden 101 mit der Bypassleitung 102 in Verbindung, so dass sich im Raum 98 der Druck p„ einstellen kann.

Der turbinenseitige Zylinderraum IO3 steht über einen Kanal 104 mit einem Ringraum 105 eines Steuerschiebers 106 in Verbindung. Dieser besteht aus einem Kolbenschieber 107, einer Druckfeder 108, einer im Ventilgehäuse verschraubbaren Stellschraube 109 und einer Mutter 110 zur Sicherung der Stellschraube. Mit der Stellschraube kann die Lage des Abschnittes bc der Betriebslinie beeinflusst werden. Das freie Ende des Kolbenschiebers weist '■ einen Teller 111 auf, der in eine entsprechende Bohrung 112 des Ventilgehäuses eintauchen kann, um die Verbindung zwischen dem Ringkanal 105 und der Bypassleitung abzusperren. Die Schieberfläche 113 des Kolbenschiebers ist von einem weiteren Ringraum 114 umgeben, der durch die Steuerkante der Schieberfläche 113 gegenüber dem Ringraum 105 abgesperrt oder mit ihm verbunden werden kann. Der Raum hinter dem Kolbenschieber, in dem sich die Feder 108 befindet, kann für den Sonderbetrieb über eine in die Gewindebohrung 115 einschraubbare, nicht dargestellte Leitung, in der ein Dreiwegehahn vorgesehen ist, mit der Atmosphäre, mit der Ladeluftleitung oder mit einer Stelle, an der der Turbineneintritt sdruck ρ_φ herrscht, verbunden werden.

Im Gehäuse ist ferner ein Kanal II6 vorhanden, der die Ladeluftleitung mit dem Ringraum 114 verbindet.

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Bei kleinem ρ wird bei dieser Ausführung das Ventil durch die Feder 95 geschlossen gehalten. Auf den Kolben 99 wirkt dann keine Kraft, da im Zylinderraum 98 infolge der im Zylinderboden 101 vorhandenen Bohrungen 100 der Druck ρ_φ herrscht, der sich, da der Steuerschieber gegen den Druck ρ 'offen ist, über den Ringraum 105 und den Kanal 104 auch im Zylinderraum 103 eingestellt hat. Es wirken dann also auf den Ventilteller nur die Druckdifferenz ρ - ρ_φ und die schwache schliessende Kraft der Feder 95.

Falls ρ - p_T im Mittel nur leicht positiv ist, so hält die Feder 95 das Ventil geschlossen. Bei grösserer positiver Druckdifferenz wird der Ventilteller gegen den schwachen Widerstand der Feder 95 aufgedrückt. Bei weiter steigendem Ladeluftdruck öffnet das Ventil vollständig und bleibt im Bereich de der Betriebslinie offen, da in diesem Bereich in den Räumen 98 und 103 zu beiden Seiten des Betätigungskolbens 99 der gleiche Druck herrscht, einerseits infolge der Bohrungen 100 im Zyiinderboden 101, andererseits durch die Verbindung des Raumes I03 mit der Bypassleitung über den Kanal 104 und den Ringraum 104 bei noch geöffnetem Steuerventil.

Noch vor Erreichen des dem Punkt c der Betriebslinie entsprechenden Ladedruckes ρ beginnt der Druck ρ- den Kolbenschieber 107 gegen den Widerstand der Feder 108 nach rechts zu verschieben, wodurch die Verbindung des Ringraumes IO5 mit der Bypassleitung unterbrochen und eine Verbindung zwischen den Ringräumen I05 und 114 hergestellt wird. Dadurch kommt über den Kanal 104 der Ladeluftdruck ρ im Zylinderraum 103 zur Wirkung, so dass bei Erreichen des Betriebspunktes c der Kolben 99, dessen Fläche grosser ist als jene des Ventiltellers, letzteren zu schliessen beginnt. Das Ventil wird dann noch vor Erreichen der Vollast im Punkt b vollständig geschlossen.

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Beim vorstehend beschriebenen Normalbetrieb steht die Gewindebohrung 115 mit der Atmosphäre in Verbindung.

Für kurzzeitigen Sonderbetrieb kann das Ventil auch bei Vollast durch Verbinden der Bohrung 115 mit einer Stelle, an der ρ oder ρ_ herrscht, offen gehalten werden, indem dadurch der Kolbenschieber durch die Feder IO8 bis zum Anschlag nach links geschoben wird, wodurch sich im Zylinderraum 103 der Druck pi; einstellt und cer Kolben 99 kraftfrei wird, da auch im Zylinderraum 98 der Druck Pn₁ herrscht.

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ezeichnungslis. te

1 Pumpgrenze im Verdichterkennfeld

2 Betriebslinie im Verdichterkennfeld für OO weit offenen. Bypass

3 Linie gleicher Motorbetriebspunkte bei verschieden grossen Bypassöffnungen

4 Motor

5 Auspuffgasaufnehmer

6 Auspuffleitung

7 Turbine

8 Abgasleitung

9 Welle '

10 Verdichter

11 Ansaugleitung

12 Verdichterluftleitung

13 Ladeluftkühler

14 Luftaufnehmer

15 Bypassleitung

16 Einlauftrichter

17 Leitung

18 Steuerblock

19 Auspuffsammler

20 Düsenkranz
21Γ. Auspuffleitung

22 Auspuffleitung

23 Auspuffkrümmer

24 Auspuffkrümmer

25 Diffusor

26 Rückführleitung

27 Bypassventil

28 Bypassleitung

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SO

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29 'Bypassleitung

30 Schnelles Rückschlagventil

31 Bypassvent.il

32 Bypassleitung

33 Bypassleitung

34 Blattfeder des schnellen Rückschlagventils

35 Rast des schnellen Rückschlagventils

36 Durchsatzkurve in m_Q ohne Druckschwankungen

37 Durchsatzkurve für gleiche Durchflusszahl in beiden Strömungsrichtungen

38 Durchsatzkurve für Bordaventil

39 Durchsatzkurve für rasches Rückschlagventil

40 Ventilplatte eines Bordaventils

41 Kragen des Bordaventils

42 Achse einer Bordaklappe

43 Steuerschieber

44 Druckhalteventil

45 Ladeluftleitung

46 ■ Ventilgrundplatte

47 Kolbenstange

48 Ventilstützplatte

49 Ringlamelle

50 Betätigungskolben

51 Kolbenbodenplatte

52 Tellerfedern

53 Innerer Distanzring

54 Aeussere Distanzringe

55 zylindrischer Raum

56 Ventilgehäuse

57 Zwischenwand

58 Gehäusedeckel

59 Bolzen

60 Stellschraube:-.

61 Einstellhülse

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62 Zahnung der Stellschraube

63 Sicherungskappe

64 Kanal

65 G ewind eb ο hrung 6 6 Kanal

67 Bypassleitung

68 -Ventilteller

69 Einlaufkragen

70 Ventilgehäuse

71 Ladeluftleitung

72 Kolbenstange

73 Betätigungskolben

74 Querbohrungen

75 Zylinderraum 75a Zylinderraum

76 Stift

77 Schraubenzugfeder

78 Einstellgewindespindel

79 Einstellbüchse

80 Muttern

81 Gehäusedeckel

82 Mutter

83 Drosselbohrung

84 Kanal

85 Gewindebohrung ·

86 Ventilraum

87 Druckhalteventil

88 Ventilkolben

89 Schraubendruckfeder

90 Einstellhülse

91 Sicherungsbügel

92 Längsnuten

93 Bohrung

94 Kolbenstange

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-Si-

95 Schraubendruckfeder

96 Einstellbüchse

97 Einstellgewindespindel

98 Zylinderraum

99 Betätigungskolben

100 Bohrungen

101 Zylinderboden

102 Bypassleitung

103 Zylinderraum

104 Kanal

105 Ringraum

106 Steuerventil

107 Kolbenschieber

108 Druckfeder

109 Stellschraube

110 Mutter

111 Teller des Kolbenschiebers

112 Bohrung

113 Schieberfläche

114 Ringraum

115 Gewindebohrung

116 Kanal

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Claims

BBC Aktiengesellschaft Mü/Ps

Brown, Boveri & Cie. 30.1.1979

Baden/Schweiz

Patentansprüche

Verbrennungsmotor mit Turbolader mit einem automatischen Bypass., wobei eine Bypassleitung eine, in der Auspuffleitung vor deren Einmündung in die Abgasturbine liegende Stelle mit einer nach dem Verdichter liegenden Stelle der Ladeluftleitung verbindet und ein als regulierbares Drosselorgan ausgebildetes Bypassventil zur Anpassung der überströmenden Gasmenge an den jeweiligen Betriebszustand des Motors enthält, das von den im Bypass auftretenden Drücken und von einem auf diese Drücke ansprechenden Betätigungskolben gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil Drosselelemente aufweist, deren Durchflusswiderstand in der Strömungsrichtung von der Verdichterseite zur Turbinenseite kleiner ist als in umgekehrter Richtung, dass Mittel zur Aenderung des Durchflusswiderstandes der Drosselelemente sowie zur Einstellung der Oeffnungs- und Schliesspunkte des Ventils zur Erreichung einer gewünschten Betriebslinie des Motors vorgesehen sind, dass der Betätigungskolben für das Ventil auf der der Ladeluftleitung abgewandten Seite des Ventils angeordnet ist, und dass die Mittel zur Einstellung der Oeffnungs- und Schliesspunkte des Ventils ein Schliessen desselben vor Erreichen des Nennleistungspunktes der Betriebslinie ermöglichen.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (18) unmittelbar vor dem Ladeluftkühler (15) an die Ladeluftleitung (12) angeflanscht ist und das Volumen der Bypassleitung (15) mindestens gleich dem Hubvolumen eines Zylinders des Motors ist.
3. Motor nach Anspruch 1 für Multistossbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Einmündung der Bypassleitung (15) in den Auspuffsammler (19) im Zentrum desselben erfolgt.

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4. Motor nach Anspruch 1 für Multistossbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Uebergang der Bypassleitung (15) in den Auspuffsammler (19) als ein die zu einem Düsenkranz (20) zusammengefassten Auspuffleitungen umgebender Einlauftrichter

(16) ausgeführt ist.
5. Motor nach Anspruch 1, mit einer Auspuffanlage, bei der die in die Auspuffleitung (21) einmündenden Auspuffkrümmer der einzelnen Zylinder an ihrer Einmündung in die Auspuffleitung (21) als Injektordüsen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass·die Einmündung der Bypassleitung (28) am Anfang der Auspuffleitung (21) vorgesehen ist.
6. Motor nach Anspruch 1, mit einer Auspuffanlage, bei der die Auspuffleitung (22) aus einer Reihe von hintereinander angeordneten, aus den einzelnen Zylindern kommenden Auspuffkrümmern (24) gebildet wird, die als Injektordüsen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einmündung der Bypassleitung (29) am Ende der Auspuffleitung (22) vorgesehen und in gleicher Weise wie die Auspuffkrümmer (24) ausgebildet ist.
7. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bypassleitung (15) ein schnelles Rückschlagventil (30) vorgesehen ist, das den in der Bypassleitung auftretenden Pulsationen synchron zu folgen imstande ist.
8. Motor nach Anspruch 1, mit einer Auspuffanlage für Stossbetrieb, mit mindestens zwei Auspuffleitungen (6) am Eintritt in die Turbine, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bypassleitung (15) an ihrem auspuffseitigen Ende in so viele einzelne Bypassleitungen (32, 33) verzweigt, wie Auspuffleitungen (6) vorhanden sind, und in jeder dieser Bypassleitungen (32,33) ein schnelles Rückschlagventil vorgesehen ist, das den in den einzelnen Bypassleitungen (32, 33) auftretenden Pulsationen synchron zu folgen imstande ist.

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9. Motor nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan des Bypassventils so ausgebildet ist, dass es bei kraftfreiem Betätigungskolben als langsam ansprechendes Rückschlagventil wirkt.
10. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan des Bypassventils als Ringplattenventil ausgebildet ist, dessen Ventilstützplatte (48) zwecks Einstellung des Hubes seiner Ringlamelle (49) verschiebbar ist, um die Punktion eines schnellen Rückschlagventils zu erhalten.
11. Motor nach Anspruch S₁ dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan des Bypassventils als Borda-Ventil ausgebildet ist, dessen Ventilteller (68) oder Einlaufkragen (69) mit einer Bohrung (83) versehen ist, die dazu dient, bei Vollast das Eindringen von Auspuffgas in die Ladeluftleitung zu verhindern.
12. Motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass incer Bohrung (83) ein zur Bypassleitung hin öffnendes, federbelastetes Rückschlagventil vorgesehen ist.
13..Motor nach Anspruch 9₃ dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan als Diffusorventil (Fig. 14) ausgebildet ist.
14. Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (50) des Bypassventils als leckfreier, aus einer Kolbenbodenplatte (51), Tellerfedern (52), einem inneren Distanzring (53) und äusseren Distanzringen (54) zusammengesetzter, federnder Balg ausgebildet ist, der gleichzeitig eine starke Feder zum Offenhalten des Ventils im Abschnitt de der Motorbetriebslinie bildet.

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15. Motor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (50) durch einen Bolzen (59) gegen Verdrehen um seine Achse gesichert ist, dass die Kolbenstange (47) ein Aussengewinde aufweist, das zwecks Aenderung der Federvorspannung des Betätigungskolbens (50) und damit des Abschnittes bc der Motorbetriebslinie in einem Innengewinde der Kolbenbodenplatte (51) verschcaubbar ist, und dass eine mit der Kolbenstange (47) formschlüssig verbundene Einstellhülse (6l) zum Verschrauben der Kolbenstange (47) im Innengewinde der Kolbenbodenplatte (51) vorgesehen ist.
16. Motor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Einstellhülse (61) verschraubbare Stellschraube (60) zur Axialverstellung der Kolbenstange (47 j vorhanden ist, die dazu dient, den Hub der Ringlamelle (49) des Ringplattenventils zu verstellen.
17. Motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (72) hohl ist und Querbohrungen (74) zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Ladeluftleitung (71) und dem Zylinderraum (75) hinter dem Betätigungskolben (73) aufweist, dass in der -Kolbenstange (72) eine schwache, auf den Ventilteller (68) im öffnenden Sinne wirkende Schraubenzugfeder (77) an ihrem einen Ende verankert ist, dass das andere Ende dieser Feder (77) an einer Einstellgewindespindel (78) befestigt ist, die dazu dient, die Vorspannung der Feder zwecks Festlegung des Abschnitts de der Motorbetriebslinie zu ändern, dass eine in einem Gehäusedeckel (81) -verschraubbare Einstellbüchse (79) zur Hubbegrenzung des Borda-Ventils und damit zur Beeinflussung der Lage des Abschnittes cd der Motorbetriebslinie vorhanden ist, und dass zur Beeinflussung des Abschnitts bc der Motorbetriebslinie ein Druckhalteventil (87) mit einem Ventilkolben (88), einer Schraubendruckfeder (89) und einer Einstellhülse (90) zur Aenderung der Federvorspannung vorgesehen ist.

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18. Motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9*0 hohl ist und eine schwache, auf den Ventilteller des Borda-Ventils im schliessenden Sinne wirkende Schraubendruckfeder (95) enthält, dass eine Einstellgewindespindel (97) zur Aenderung der Federvorspannung zwecks Beeinflussung der Lage des Abschnittes de der Motorbetriebslinie vorgesehen ist, dass eine Einstellbüchse (96) zur Begrenzung des Ventilhubes und damit Beeinflussung des Abschnittes cd der Motorbetriebslinie vorgesehen ist, und dass ein Druckhalteventil (106) mit einem vom Turbineneintrittsdruck beaufschlagten Kolbenschieber (10), einer Schraubendruckfeder (108) und einer Stellschraube (IO9) zur Aenderung der Federvorspannung ·■ zwecks Beeinflussung der Lage des Abschnittes bc der Motorbetriebslinie vorhanden ist.
19. Motor nach einem der Ansprüche 16, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilgehäuse eine Gewindebohrung (65ί 85; 115) zur Aufnahme eines Absperrorgans vorgesehen ist, das dazu dient, die Gewindebohrung mit der Atmosphäre zu verbinden oder gegenüber derselben abzuschliessen_s oder mit einer Stelle, an der der Ladeluft-' druck oder Turbineneintrittsdruck herrscht, zu verbinden um bei Vollast während kurzseitigen Sonderbetriebs das Bypassvetnil offen zu halten.

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