DE3030265A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
FRIEDItIGHSPIAFEN GMBH

Fri edri chshafen

Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und strebt eine optimale Anpassung zwischen der Brennkraftmaschine und den Abgast !irboladern an.

3ei Brennkraftmaschinen mit der eingangs beschriebenen bekannten Anordnung ist je nach Drehzahlbereich eine andere Anzahl der installierten Abgasturbolader in Betrieb. Die Brennkraftmaschine arbeitet dabei jeweils an oder nahe eines Bestpunktes für den Brennstoffverbrauch. Gleichzeitig sind JO die Abgasturbolader bei Drehzahlen sowie Luft- und Abgasmassendurciisätzen in Betrieb, die ihren Auslegungspunkten nahe kommen.

Als nachteilig hat sich bei den bekannten Ausführungen herausgestell f., daß die Zahl der möglichen Verbrauchsbestpunkte

Jt für den Betrieb der Brennkraftmaschine der Zahl der installierten Abgasturbolader entspricht. Für den Betrieb der Brennkraftmaschine bei einer größeren Anzahl von Verbrauchsbestpunkien ist eine erhöhte Zahl von Abgasturbölädern für die Brennkraftmaschine erforderlich. Ein oder mehrere zusätzliche Abgasturbolader verursachen aber erhebliche Mehrkosten, höheres Gewifht, vergrößertes Bauvolumen und steigenden Wartungsaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Brennkraftmaschine mit einer gegebenen Anzahl von Abgasturbölädern einen Betrieb mit einer Höchstzahl von Verbrauchsbestpunkten zu verwirklichen.

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BAD ORIGINAL)

3U30265

Diese Aufgabe wird erf indungsgeraäß mit dem kenn/,1¹ i ebnenden Merkmal von Patentanspruch 1 gelöst und durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 weiter ausgestaltet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Senkung des Brennstoffverbrauches der Brennkraftmaschine erreicht wird, daß sich das Beschleunigungsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert und daß durch gesteigerten Mitleldruck die Brennkraftmaschine bei Teilleistung in der Lage ist ein größeres Drehmoment abzugeben als vorher.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden näher beschrieben:

Eine Brennkraftmaschine ist beispielsweise mit vier Abgasturboladern ausgerüstet, die zusammen für den Luft- und Abgasrnassendurchsatz der Brennkraftmaschine bei Nennleistung ausgelegt sind. Die vier Abgasturbolader sind luft- und abgasseitig parallel geschaltet und einzeln zu- und abschaltbar. Drei der Abgasturbolader sind untereinander gleich, während ein Abgasturbolader für einen kleineren Luft- und Abgasmassendurchsatz ausgelegt ist.

Der Luft- und Abgasmassendurchsatz von jedem der drei großen Abgasturbolader verhält sich zu dem des kleinen Abgasturboladers wie 2:1. Daraus ergibt sich, daß jeder der großen Abgasturbolader für 2/7 und der kleine Abgasturbolader für 1/7 des Luft- und Abgasmassendurchsatzes der Brennkraftmaschine bei Nennleistung ausgelegt ist.

Für den Betrieb der Brennkraftmaschine zwischen Leerlauf und Höchstleistung ergibt sich mit den vier Abgasturboladern (ATL) bei vorstehender Größenabstufung beispielsweise diese Schaltfolge:

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Kl. ATL 1.Gr. ATL 2.Gr. ATL 3.Gr. ATL

1. L 2.

"5. C

6.

7. t^tf' "1

Aus diesem Schema ist ersichtlich, daß mit vier Abgasturbo-1adorn eine siebenstufige Schaltfolge zu verwirklichen ist. Die großen Abgasturbolader werden bei Erhöhung der Leistungsanforderung an die Brennkraftmaschine nacheinander zugeschaltel und i-ni Erniedrigung der Leistungsanforderung nacheinander abgeschaltet.

Während der kleine Abgasturbolader zur Verkleinerung des Stufensprunges einer Schaltstufe ergänzend zu den großen Abgasturboladern je nach Richtung der Änderung der Leistungsanforderung an die Brennkraftmaschine mehrfach zu- bzw. mehrfach abgeschaltet wird. Bei der vorstehend erwähnten Aufteilung der Massendurchsätze zwischen den installierten Abgasturboladern ergibt sich beim beschriebenen Beispiel eine Halbierung des Stufensprunges einer Schaltstufe.

Jede Schaltstufe entspricht einem bestimmten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, bei welchem der Betrieb an oder nahe bei einem Bestpunkt für den Brennstoffverbrauch möglich ist. Da bei Teilleistung der Brennkraftmaschine jeweils eine dem augenblicklichen Abgasangebot entsprechende Anzahl von Abgas i-urbolädern in Betrieb ist, arbeiten auch die Abgasturbolader bei optimalen Betriebswerten nahe ihres Auslegungspunlctes.

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Claims (3)

1. MTU MOTOREN- UND TURBINEN-(INION
   FRIEDRICHSHAFEN GMBH

   Friedrichshafen

   Patentansprüche

   Brennkraftmaschine mit mehreren parallel geschalteten einzeln zu- und abschaltbaren Abgasturboladern, die zusammen für den Abgas- und Luftmassendurchsatz der Brennkraftnuischin-^ bei Nennleistung ausgelegt sind und bei Teilleistung der Brennkraftmaschine, entsprechend dem augenblieklichf-n Abgasangebot, jeweils so viele Abgasturbolader im Betrieb sind, daß die Brennkraftmaschine möglichst nahe optimaler Betriebsbedingungen arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Abgasturbolader für einen geringeren Abgas- und Luftmassendurchsatz als die übrigen unter sich gleichen Abgasturbolader ausgelegt ist, daß die großen Abgasturbolader, entsprechend dem jeweiligen Abgasangebot bei Änderungen während des Brennkraftmaschinenbetriebes zu höherer Teilleistung nacheinander zugeschaltet und bei Änderungen zu niederer Teilleistung nacheinander abgeschaltet werden, und daß der kleine Abgasturbolader im Betriebsbereich zwischen geringsten und größten Abgasangebot der Brennkraftmaschine er-anzenri zu den großen Abgasturboladern mehrfach zu- und mehrffch abgeschaltet wird.
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufensprung einer Schaltstufe zwischen dem Zu- bzw. Abschalten eines und des nächsten großen Abgasturbolader durch das Zu- und Abschalten des kleinen Abgasturboladers verkleinert wird.
3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Luft- und Abgasraassendurchsatz von kleinem zu großem Abgasturbolader etwa wie 1 : 2 verhält.

   06.08.80 H 0 h

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   ^C0PY BAD ORIGINAL