DE3133953A1 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
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PATENTANWÄLTE Dr. rer. nat. DtETER LOUIS Dipl.-Phys. Cl-VJS PDKlAU Dipl.-inc. PRAHZ I. C'-z:nTZ PATENT LAWYERS Dr. rer. nat. DtETER LOUIS Dipl.-Phys. Cl-VJS PDKlAU Dipl.-inc. PRAHZ I. C'-z: nTZ
h/s-WOLFGAt;^ SEGETHh / s-WOLFGAt; ^ SEGETH
Sven Olof KrönendSven Olof Krönend
Karstorpsvägen 31
S-23400 Lomma / SchwedenKarstorpsvägen 31
S-23400 Lomma / Sweden
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und mit einem . den Zylinder abschließenden Zylinderkopf, der mit Einlaßund'Auslaßöffnungen \ersehen ist, wobei die Maschine durch Ventile gesteuert wird.The invention relates to an internal combustion engine with at least one cylinder and with one . The cylinder head that closes the cylinder, the one with inlet and outlet ports \ can be seen, where the machine is controlled by valves.
Die Turboaufladung von Verbrennungskraftmaschinen für Fahrzeuge kleiner und mittlerer Größe wurde mit Ausnahme • von einigen speziellen Anwendungen nicht in nennenswertem Umfange angewandt. Dies ist hinsichtlich der Vorteile, die man aufgrund der vergrößerten Leistung im Verhältnis zum verringerten Volumen und Gewicht der Maschine als auch hinsichtlich des verbesserten Wirkungsgrades erreichen kann, bemerkenswert. Bei größeren Maschinen, die für Lastwagen oder für Schiffsantriebe gedacht sind, wurde eine "Aufladung" bzw. Vorverdichtung seit langem überwiegend angewandt.The turbocharging of internal combustion engines for vehicles of small and medium size has been excepted • Not used to any significant extent by some special applications. This is in terms of the advantages due to the increased performance in relation to the reduced volume and weight of the machine as well as in terms of the improved efficiency can achieve remarkable. For larger machines, which are intended for trucks or for ship propulsion, "Supercharging" or pre-compression has long been predominantly used.
Ein beachtenswerter Grund für diesen Sachverhalt könnte sein, daß die Kosten für die Installation einer Turboaufladung die Kosten für die Fahrzeugmaschine zu sehr vergrößert haben und daß die überwiegend angewandte Technik eine vergleichsweise geringe Verbesserung der Kraftstoffausnutzung gebracht hat. Dies liegt hauptsächlich darin begründet, daß/dre Arbeits- bzw. Betriebsbedingungen eines Pkw-Motors wesentlich von denen einesA notable reason for this could be the cost of installing a turbocharger have increased the cost of the vehicle engine too much and that the predominantly applied Technology has brought a comparatively small improvement in fuel economy. This is mainly due to based on the fact that / dre working or operating conditions of a car engine is essentially one of those
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5 —5 -
Lastwagenmotors unterscheiden, wo der "Auflade"-Faktor größer ist. Die Wartungskosten für turbogeladene Maschinen werden weiterhin anwachsen und die Verwendung eines vergleichsweise großen externen Vorverdichtergehäuses, das alle Maschinenzylinder bedient, erfordert zu viel Platz für den Einbau in die bei modernen Kompaktfahrzeugen verfügbaren Motorräume, wobei diese in der Zukunft noch kleiner werden können.Truck engine differ where the "supercharging" factor is is bigger. The maintenance costs for turbocharged machines will continue to grow and the use of a comparatively large external supercharger housing serving all machine cylinders requires too much Space for installation in modern compact vehicles available engine compartments, although these may become even smaller in the future.
Es ist daher wünschenswert, daß Turbolader für kleine Motoren, die in Großserien hergestellt werden, billig produziert werden können, daß sie an den tatsächlichen Leistungsabgabebereich dieser Maschinen angepaßt werden können, daß sie kompakt sind und daß sie im Falle einer Fehlfunktion leicht ausgewechselt werden können. ·It is therefore desirable that turbochargers for small engines that are mass-produced be inexpensive can be produced so that they can be adapted to the actual power output range of these machines that they are compact and that they can be easily replaced in the event of a malfunction. ·
Auch wird bei einer Einrichtung, die aus einer Anzahl kleiner Motorgründeinheiten besteht, die mittels einer gemeinsamen Transmission zu einem Leistungsaggregat kombiniert sind, eine Anordnung gemäß der Erfindung vorteilhaft sein. Ein großer Leistungsbereich kann dadurch abgedeckt werden, daß die Grundeinheiten, die einen Teil des Aggregates bilden, in verschiedenen Kombinationen mit Zylinderköpfen ausgestattet sind, die integrierte Turbolader haben.Also, in a device that consists of a number of small engine base units, which by means of a common transmission are combined to form a power unit, an arrangement according to the invention advantageous be. A large performance range can be covered by the fact that the basic units, which are a part of the unit, equipped in various combinations with cylinder heads, the integrated Have turbochargers.
Eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der Erfindung mit zumindest einem Zylinder, der mit Einlaß- und Auslaßöffnungen in einem Zylinderkopf versehen ist> der den Zylinder abschließt, wobei die Maschine durch Ventile steuerbar ist, ist gekennzeichnet durch eine Kammer innerhalb des Zylinderkopfes, die mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen über Passagen in Verbindung steht und durch eine Einheit, die eine Abgasturbine und einen hiervon angetrie-An internal combustion engine according to the invention having at least one cylinder having inlet and outlet ports is provided in a cylinder head> which closes the cylinder, the machine through valves is controllable, is characterized by a chamber within the cylinder head, which is connected to the inlet and outlet ports via passages and by a Unit that has an exhaust gas turbine and one driven by it
° benen Spülluftkompressor aufweist, wobei die Einheit so ausgebildet ist, daß sie in die Kammer paßt.° benen scavenging air compressor, the unit so is designed to fit into the chamber.
Die Kammer kann im wesentlichen zylindrische Form haben, wobei zumindest eine der Endwände, die die Kammer bilden, ein entfernbares Teil enthält, wobei die Einheit ein Gehäuse aufweist, das einen Rotor einschließt, der ein Turbinenrad und ein Kompressorrad aufweist, die auf einer gemeinsamen Welle arbeiten und die so ausgebildet sind, daß sie in die Kammer einsetzbar sind und während des Betriebes so in der Kammer gehalten werden, daß ihre Drehachse im wesentlichen, parallel zur Längsachse der Kammer liegt.The chamber may be substantially cylindrical in shape with at least one of the end walls forming the chamber includes a removable member, the unit having a housing enclosing a rotor which has a turbine wheel and a compressor wheel, which work on a common shaft and which are thus formed are that they can be inserted into the chamber and are held in the chamber during operation so that their The axis of rotation is essentially parallel to the longitudinal axis of the Chamber lies.
Das Kompressorrad kann so angeordnet sein, daß es ankommende Luft in axialer Flußrichtung empfängt und in radialer Richtung ausgibt, während das Turbinenrad so angeordnet sein kann, daß es Gas in radialer Richtung empfängt und in axialer Richtung ausstößt. In einer umhüllenden Wand der Kammer sind dann Einlaß- und Auslaßschnecken geformt, wobei jede mit letzterer über periphere Rillen in Verbindung steht; das Gehäuse ist so kon- struiert, .daß es einen zentralen Körper mit zwei peripheren, nach auswärts gerichteten Flanschen enthält,The compressor wheel can be arranged to receive incoming air in the axial flow direction and in outputs radial direction, while the turbine wheel can be arranged so that it gas in the radial direction receives and ejects in the axial direction. Inlet and outlet screws are then located in a surrounding wall of the chamber each of which communicates with the latter via peripheral grooves; the case is so con- structured, that it contains a central body with two peripheral, outwardly directed flanges,
die in die Rillen passen, wobei die Flansche mit Fluidpassagen versehen sind und wobei zumindest die Passagen an dem Gaseinlaß als Führungsflügel ausgebildet sind. Weitere wichtige Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen. which fit into the grooves, with the flanges with Fluid passages are provided and wherein at least the passages at the gas inlet are designed as guide vanes are. Further important features of the invention can be found in the following description and the claims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher beschrieben. Es zeigt:In the following the invention is based on an exemplary embodiment described in more detail in connection with the drawing. It shows:
Figur 1 einen Schnitt durch den oberen Teil einer Ver-Figure 1 shows a section through the upper part of a
' brennungskraftmaschine, deren Zylinderkopfinternal combustion engine, its cylinder head
einen quer zur Maschine angeordneten Turboladera turbocharger arranged transversely to the machine
umschließt;encloses;
Figur 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Zylinder-Figure 2 is a plan view of part of the cylinder
' kopfes derselben Maschine, wobei ein'head of the same machine, where a
von einem Turbolader bedientes Zylinderpaar gezeigt ist;A pair of cylinders operated by a turbocharger is shown;
Figur 3 eine ebene Ansicht durch einen Zylinderkopf einer modifizierten Konstruktion, wo der Turbolader in einen Seitenteil des Zylinderkopfes eingepaßt ist und wobei seine Drehachse vertikal liegt; .Figure 3 is a plan view through a cylinder head of a modified design; where the turbocharger is fitted into a side part of the cylinder head and where its axis of rotation is vertical; .
Figur 4 eine Schnittansicht durch den oberenFigure 4 is a sectional view through the upper
Teil einer weiterhin modifizierten Maschine, wo der Turbolader in einen Seitenteil des Zylinderkopfes eingepaßt.ist,Part of a further modified machine where the turbocharger is in a side part of the cylinder head is fitted,
'5 wobei seine Drehachse jedoch vertikal'5 with its axis of rotation, however, vertical
liegt;lies;
Figur 5 eine Draufsicht auf den ZylinderkopfFigure 5 is a plan view of the cylinder head
einer 4-Zylinder-Maschine, die mit zweia 4-cylinder machine with two
ζυ eingebauten Turboladern ausgestattet ist; ζυ is equipped with built-in turbochargers;
undand
Figur 6 einen vertikalen Schnitt durch die MaschineFIG. 6 shows a vertical section through the machine
der Figur 5.
25of Figure 5.
25th
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch den oberen Teil einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein Teil eines Motorblocks 10, ein Kolben 11 und ein Zylinderkopf 12 dargestellt sind. Die Schnittansicht bzw! der Schnittver-Figure 1 shows a sectional view through the upper part of an internal combustion engine, with part of a Engine blocks 10, a piston 11 and a cylinder head 12 are shown. The sectional view or! the cut
lauf sind gestuft, wobei die Linie H-, - H- einen horizontal verlaufenden Schnitt darstellt. Vertikale Schnitte oberhalb und unterhalb der Linie H. - H- sind längs·der Linien V- - V1 und V2 - V2 in Figur 2 genommen,, die ihrerseits einen horizontalen Schnitt längs der Linie H0 - H0 J ■ ι ι run are stepped, where the line H-, - H- represents a horizontal section. Vertical sections above and below the line H - H · are disposed along the lines V - V 1 and V 2 - V2 taken in Figure 2 ,, which in turn is a horizontal section taken along the line H 0 - H 0 J ■ ι ι
in Figur 2 darstellen.in Figure 2.
-8-Τ In den Figuren 2 und 3, wo zwei benachbarte Zylinder mit gestrichelten Linien dargestellt und mit I, II bzw. III, IV dargestellt sind, haben die Maschinenkomponenten die gleiche Funktion, wobei verschiedenen Zylindern zwar das gleiche Bezugszeichen gegeben wurde, sie jedoch durch Indizes die zugeordneten Zylinder bezeichnen, unterschieden wurden.-8-Τ In Figures 2 and 3, where two adjacent cylinders with shown in dashed lines and shown with I, II and III, IV, the machine components have the same function, although different cylinders have been given the same reference numerals, but with Indices denote the assigned cylinders.
Der Zylinderkopf 12 enthält in herkömmlicher Weise ein Einlaßventil 13 und ein Auslaßventil 14 für jeden Zylinder. Die Ventile steuern bzw. überwachen Einlaß- und Auslaßpassagen 15, 16, die mit einem Verbrennungsraum 17 in Verbindung stehen. Die Passagen verbinden den Verbrennungsraum mit einer Kammer 18, die in dem Zylinderkopf ausgebildet ist und dazu dient, einen Turbolader 19 aufzunehmen. Dieser ist als Einsatz ausgebildet, der in • den Raum in dem Zylinderkopf paßt, wobei er nachfolgend detaillierter beschrieben wird.The cylinder head 12 includes a conventional manner Inlet valve 13 and an outlet valve 14 for each cylinder. The valves control or monitor inlet and outlet passages 15, 16 which are connected to a combustion chamber 17 stay in contact. The passages connect the combustion chamber to a chamber 18 which is in the cylinder head is designed and is used to accommodate a turbocharger 19. This is designed as an insert that is used in • the space in the cylinder head fits, which is described in more detail below.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Turbolader so ausgebildet, daß er zwei benachbarte Zylinder I und II "bedient", wobei die Kammer 18 quer in dem Zylinderkopf 12 angeordnet ist und etwa in der' Mitte zwischen den beiden darunterliegenden Zylindern. In the embodiment shown in FIGS the turbocharger is designed so that it "serves" two adjacent cylinders I and II, the chamber 18 is arranged transversely in the cylinder head 12 and approximately in the middle between the two cylinders below.
Die Ventile 13 und 14 liegen in Ebenen, die ungefähr parallel zur vertikalen Ebene durch die Mittellinie der Kammer verläuft. Hierdurch werden die Kanäle 15 und 16 kurz sein und hinsichtlich des Fluidflusses an einem sehr günstigen Ort liegen. Es wird auch ein ausreichender Raum (ungefähr gleich dem Zylinderdurchmesser) für den Turbolader zwischen den Ventilschäften bzw. -stößein der beiden Zylinder vorhanden sein, selbst wenn nur einThe valves 13 and 14 lie in planes that are approximately parallel runs to the vertical plane through the center line of the chamber. This makes the channels 15 and 16 short be and in terms of fluid flow on a very convenient place. There will also be sufficient space (approximately equal to the cylinder diameter) for the turbocharger between the valve stems two cylinders, even if only one
*" geringer Abstand zwischen den beiden Zylindern vorhanden ist. Der die Ventile betätigende Antrieb ist von herkömmlicher Bauart und enthält zwei oben liegende Nockenwellen (nicht dargestellt) oder möglicherweise eine* "there is little distance between the two cylinders is. The actuator that actuates the valves is of conventional design and includes two overhead camshafts (not shown) or possibly one
_Q__Q_
zentrale Nockenwelle, die zwei Sätze von Kipphebeln betätigt. central camshaft that operates two sets of rocker arms.
Der Turbolader 19 hat am Kompressorrad vorzugsweise einen axialen Einlaß und einen radialen Auslaß, während er am Turbinenrad einen radialen Einlaß und einen axialen Auslaß hat. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Turboladers bzw. Vorverdichters ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt.The turbocharger 19 preferably has an axial inlet and a radial outlet on the compressor wheel, while it has a radial inlet and an axial outlet on the turbine wheel. A preferred embodiment of the Turbocharger or supercharger is shown in Figs.
Die Kammer 18, die den Turbolader aufnimmt, ist hier a.i beiden Enden offen. Die Einlaßpassagen 15 und die Auslaßpassagen 16 an den beiden Zylindern I und II münden in eine "Auslaßschnecke" 20 bzw. eine "Einlaßschnecke" 21 in einer umhüllenden Wand der Kammer. Jede Schnecke ist in Richtung zur Kammer mittels einer peripheren Rille 22 bzw. 23 geöffnet.The chamber 18, which receives the turbocharger, is here a.i. both ends open. The inlet passages 15 and the outlet passages 16 on the two cylinders I and II open into an "outlet screw" 20 and an "inlet screw" 21, respectively in an enveloping wall of the chamber. Each screw is directed towards the chamber by means of a peripheral groove 22 or 23 open.
Die Turbolader 19 besitzen jeweils eine Rotorspule mit einem Kompressorrad 24 und einem Turbinenrad 25 auf einer gemeinsamen Welle 26. Die Rotorspule ist in einem. Gehäuse 27 gelagert, das als zentraler Körper ausgebildet ist, die Rotorspule umschließt und zwei periphere, nach außen gerichtete Flansche 28 und 29 aufweist, die in montierter Lage mit den Rillen 22 und 23 zusammenpassen und die Einlaß- und Auslaßpassagen haben. Die Einlaßpassage-an dem Turbinenrad ist - wie schematisch dargestellt - mit Führungsflügeln 30 versehen. Ebenfalls ist die Auslaßpassage an dem Kompressorrad mit Führungsflügeln versehen, die mit 31 bezeichnet sind. In gewissen Ausführungsbeispielen wird es ausreichend sein, an der .Turbine und dem Kompressor Auslaß- bzw. Einlaßschnecken zu verwenden. Die Rotorspule ist an der Welle 26 gelagert, die vorzugsweise in Luftlagern gehalten ist, wie schematisch mit' demThe turbochargers 19 each have a rotor coil with a compressor wheel 24 and a turbine wheel 25 on one common shaft 26. The rotor coil is in one. Housing 27 mounted, which is designed as a central body, encloses the rotor coil and has two peripheral, outwardly directed flanges 28 and 29 which are mounted in Position with the grooves 22 and 23 match and the Have inlet and outlet passages. The inlet passage-on the turbine wheel is provided with guide vanes 30, as shown schematically. Also is the outlet passage provided with guide vanes on the compressor wheel, which are designated by 31. In certain embodiments it will be sufficient to use outlet or inlet screws on the turbine and the compressor. The rotor coil is mounted on the shaft 26, which is preferably held in air bearings, as shown schematically with 'the
·" Bezugszeichen 32 angedeutet.· "Reference numeral 32 indicated.
Das Gehäuse 27, das oben erwähnt wurde, i.st eine Art. Umhüllung, die zur Außenseite als syminotrLiichor-Rotation«-The housing 27 mentioned above is a kind of. Envelope, which to the outside as a syminotrLiichor rotation «-
-ΙΟΙ körper ausgebildet ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Die radial nach außen ragenden Flansche 28 und 29 weisen jeweils zwei ringförmige Scheiben auf,, die in die umhüllende Wand des Hohlraumes an jeder Seite der z'ugeordneten Rille 22 bzw. 23 eingreifen. Die Führungsflügel 30 bzw. 31 erstrecken sich bis zwischen diese Scheiben und verbinden die äußeren Teile des Gehäuses mit dessen Mittelteil, der die Welle 26 umschließt.-ΙΟΙ body is formed as shown in Figs. The radially outwardly projecting flanges 28 and 29 each have two annular discs, which are in the Enveloping wall of the cavity engage on each side of the assigned groove 22 or 23. The guide wings 30 and 31 extend between these discs and connect the outer parts of the housing with it Middle part which encloses the shaft 26.
Der Rotor als auch das Gehäuse sind vorzugsweise aus Keramikmaterial hergestellt. Vorzugsweise ist das Gehäuse längs einer axialen Mittelebene in zwei Hälften geteilt, wobei die Rotorspule als einstückige Einheit gefertigt ist. Die Gehäusehälften werden in bekannter Weise vereinigt,The rotor and the housing are preferably made of ceramic material. Preferably the housing is Divided into two halves along an axial center plane, the rotor coil being manufactured as a one-piece unit is. The housing halves are combined in a known manner,
15. beispielsweise durch Klemmen oder Verlaschen.15. For example by clamping or lashing.
Der Turbolader 19 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel betrieben werden, wenn· er in dem Hohlraum eingebaut ist und wenn die Flansche 33 und 34, die einerThe turbocharger 19 can in the exemplary embodiment shown be operated if it is installed in the cavity and if the flanges 33 and 34, the one
2Ό Auspuffleitung und einem Vergaser bzw. einem Luftfilter bei einer Einspritzmaschine zugeordnet sind, mit den offenen Enden des Hohlraumes verbunden wurden. Wenn der Hohlraum wesentlich länger als der Turbolader ist, so sind ein Auspuffidffusor und/oder eine Einlaßdüse 36 zwischen den Turbolader und die Verbindungsflansche eingesetzt. Allerdings kann der Hohlraum auch im wesentlichen die gleiche Länge wie der Turbolader haben, wobei in diesem Falle die den Verbindungsflanschen 33 und 34 benachbart liegenden Leitungen vorzugsweise mit einer Diffusor- und/ oder Düsen-Geometrie ausgebildet sind.2Ό exhaust line and a carburetor or an air filter associated with an injection machine, were connected to the open ends of the cavity. If the Cavity is substantially longer than the turbocharger, so are an exhaust duct and / or an inlet nozzle 36 inserted between the turbocharger and the connecting flanges. However, the cavity can also essentially have the same length as the turbocharger, in which case the connecting flanges 33 and 34 are adjacent lying pipes, preferably with a diffuser and / or nozzle geometry are formed.
Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei modifzierte Ausführungsbeispiele von Zylinderköpfen gemäß der Erfindung und auch weitere Details des Turboladers. Beide Zylinder- ° köpfe sind so ausgebildet, daß sie Turbolader-Einsätze der oben beschriebenen Art aufnehmen können, wobei in der Figur 3 ein Querschnitt durch den Kompressorteil und in Figur 4 ein Querschnitt durch den TurbinenteilFigures 3 and 4 show two modified embodiments of cylinder heads according to the invention and also further details of the turbocharger. Both cylinder ° heads are designed so that they can be used with turbochargers of the type described above, wherein in Figure 3 is a cross section through the compressor part and in FIG. 4 a cross section through the turbine part
dargestellt ist. Es wurden die gleichen Bezugszeichen wie bei den oben beschriebenen Figuren verwendet.is shown. The same reference numerals have been used as in the figures described above.
Figur 3 zeigt einen Teil eines Zylinderkopfes 40. Zwei benachbart zueinander liegende Zylinder sind mit III bzw. IV bezeichnet. In einem der längs verlaufenden Seitenteile des Zylinderkopfes ist ein Hohlraum 41 derart ausgebildet, daß der Turbolader 19 in eingebauter Lage seine Welle 26 parallel zur längs verlaufenden Mittelebene durch die Zylinder hat. Der Turbolader wird hier zwei Zylinder bedienen, wobei der Hohlraum ungefähr symmetrisch hinsichtlich dieser Zylinder gelegen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Einlaß- bzw. Auslaßventile 4 2 bzw. 43 an den beiden Zylindern in einer gemeinsamen längs verlaufenden vertikalen Ebene gelegen. Die Einlaß- und Auslaßpassagen 44 und 45 und die zugeordneten "Schnekken" 46, 47 sind in gleicher Weise ausgebildet, wie oben beschrieben.Figure 3 shows part of a cylinder head 40. Two Adjacent cylinders are labeled III and IV, respectively. In one of the longitudinal side parts of the cylinder head, a cavity 41 is formed in such a way that the turbocharger 19 is in the installed position has its shaft 26 parallel to the longitudinal center plane through the cylinder. The turbocharger becomes two here Operate cylinder, with the cavity roughly symmetrical with regard to these cylinders. In this embodiment, intake and exhaust valves 4 are 2 or 43 located on the two cylinders in a common longitudinal vertical plane. The inlet and outlet passages 44 and 45 and the associated "screws" 46, 47 are formed in the same way as above described.
Figur 4 zeigt einen Zylinderkopf 50, der hier ebenfalls einen Hohlraum 51 aufweist, der in einem längs verlaufenden Seitenteil des Zylinderkopfes gelegen ist. Allerdings ist der Turbolader so montiert, daß seine Welle 26 in Längsrichtung der Maschine liegt. Der Zylinderkopf ist hier detaillierter dargestellt und zwar mit einem Auslaßventil 52 an einem Zylinder V sowie auch mit■einer zugeordneten Auspuffpassage 53 und einer Einlaßschnecke 54 zu der Turbine. Eine Nockenwelle ist mit 55 bezeichnetFigure 4 shows a cylinder head 50, which is also here has a cavity 51 located in a longitudinal side portion of the cylinder head. However the turbocharger is mounted so that its shaft 26 lies in the longitudinal direction of the machine. The cylinder head is Shown here in more detail, namely with an exhaust valve 52 on a cylinder V and also with an associated one Exhaust passage 53 and an intake scroll 54 to the turbine. A camshaft is denoted by 55
und eine Zündkerze mit 56.
30and a spark plug with 56.
30th
Die Figuren 5 und 6 zeigen einen horizontalen bzw. vertikalen Schnitt durch eine 4-Zylinder-Maschine, bei der zwei Turbolader in horizontalen, quer verlaufenden Passagen in einem Zylinderkopf 61 eingebaut sind, der allen vier *" Zylindern gemeinsam ist. Die Kompressorräder der Turbolader sind mit einem Einlaßkrümmer 62 verbunden, derFigures 5 and 6 show a horizontal and vertical, respectively Section through a 4-cylinder engine with two turbochargers in horizontal, transverse passages are installed in a cylinder head 61 which is common to all four * "cylinders. The compressor wheels of the turbochargers are connected to an intake manifold 62, the
mit Injektoren bzw. Einspritzdüsen 63 für den Kraftstoff versehen ist. Die Anordnung der Einspritzdüsen stromaufwärts der Kompressoren wird eine hervorragende Mischung von Luft und Brennstoff sicherstellen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn andere Brennstoffe verwendet werden, als die die bisher üblicherweise bei Vergasermotoren verwendet werden, wie z.B. Methylalkohol oder Kohlestaub in Suspension oder in Form eines Gels.is provided with injectors or injection nozzles 63 for the fuel. The arrangement of the injectors upstream of the compressors will ensure an excellent mixture of air and fuel. This is particularly advantageous when other fuels are used than those previously commonly used Carburettor engines are used, such as methyl alcohol or coal dust in suspension or in the form of a gel.
Die Auspuffgase aus den Turbinen der Vorverdichter bzw. Turbolader werden in einem Krümmer 64 gesammelt,.in den ein Nachverbrenner 65, der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 66 und eine Zündeinrichtung 67 aufweist, eingesetzt ist.Eine zweite Gasturbine 68 ist in dem Auslaß aus dem Nachverbrenner eingebaut. Letzterer kann über eine Transmission und ein (nicht dargestelltes) Freilaufrad mit der Kurbelwelle der Maschine verbunden sein, . oder er kann so ausgebildet sein, daß er einen elektrischen Generator oder einen Schwungradakkumulator antreibt. The exhaust gases from the turbines of the superchargers or turbochargers are collected in a manifold 64, .in the an afterburner 65, the fuel injectors 66 and an igniter 67 is inserted. A second gas turbine 68 is in the outlet installed from the afterburner. The latter can be via a transmission and a (not shown) freewheel be connected to the crankshaft of the machine,. or it can be designed to drive an electrical generator or a flywheel accumulator.
Wenn geringere Ausgangsleistung gefordert wird, so ist es möglich, Energie in Batterien zu speichern oder in dem Schwungrad, um sie dann später zu verbrauchen, wenn eine höhere Abgabeleistung angefordert wird.If lower output power is required, so is it is possible to store energy in batteries or in the flywheel in order to use it up later when a higher output is required.
Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Zylinderköpfe können durch Wasser oder Luft gekühlt werden. Im letzteren Falle können die Zylinderkopfe auch aus Keramikmaterial hergestellt sein. Die Anordnung mit eingebauten Vorverdichtern bzw. Turboladern schafft einen großen Freiraum hinsichtlich der Möglichkeit, in an sich bekannter Weise, Teile des die Ventile betätigenden Antriebes und/oder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen abzuschalten, um die Teillastwirtschaftlichkeit zu verbessern.The cylinder heads shown in the exemplary embodiments can be cooled by water or air. In the latter The cylinder heads can also be made of ceramic material be made. The arrangement with built-in pre-compressors or turbochargers creates a large one Free space with regard to the possibility, in a manner known per se, of parts of the drive actuating the valves and / or turn off the fuel injectors to improve part load economy.
1 Die dargestellten Turbolader werden als äußerst zweckmäßig für den vorgesehenen Zweck angesehen. Es ist jedoch auch möglich, Einheiten der Verdrängerbauart zu verwenden, die beispielsweise radiale Flügel haben.1 The turbochargers shown are believed to be extremely useful for their intended purpose. It is however, it is also possible to use units of the positive displacement type, for example having radial blades.
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S-23400 Lomma / SchwedenSven Olof Kronogärd
Karstorpsvägen 31
S-23400 Lomma / Sweden
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