DE3824373C1 - Supercharged piston internal combustion engine with a plurality of exhaust turbochargers functioning in parallel - Google Patents
Supercharged piston internal combustion engine with a plurality of exhaust turbochargers functioning in parallelInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine aufgeladene
Kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren parallel arbeitenden
Abgasturboladern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von
Patentanspruch 1.
Das Abschalten von Abgasturboladern wird bei
Kolbenbrennkraftmaschinen zur Erhöhung von Ladeluftdruck und
Ladeluftmenge bei gegenüber dem Vollastbetrieb vermindertem
Anfall von Abgasenergie, also im Teillast- und
Teildrehzahlbetrieb der Kolbenbrennkraftmaschine, durchgeführt.
Dabei arbeitet bei geringem Abgasenergieanfall nur ein
Abgasturbolader, dem bei Zunahme der Leistung der
Kolbenbrennkraftmaschine nach und nach ein oder mehrere
Abgasturbolader parallel zugeschaltet werden, bis schließlich
bei Vollastbetrieb alle vorhandenen Abgasturbolader arbeiten.
Eine gattungsgemäße Kolbenbrennkraftmaschine ist aus der
DE 34 11 408 C2 bekannt. Bei kleiner Last der
Kolbenbrennkraftmaschine wird der eine Abgasturbolader durch
eine vom Ladeluftdruck gesteuerte Abgas-Absperreinrichtung von
der Abgassammelleitung getrennt. Eine
Ladeluft-Absperreinrichtung in der Saugleitung des
Ladeluftverdichters verhindert dabei das Abströmen von Ladeluft
aus der Ladeluftsammelleitung. Im gesamten Verdichterteil des
abgeschalteten Abgasturboladers baut sich von der
Ladeluftsammelleitung her bis zur Ladeluft-Absperreinrichtung
der momentan herrschende Ladeluftdruck auf.
Mit dieser bekannten Anordnung ist der Nachteil verbunden, daß
die Forderung nach rascher und hoher Lastaufschaltung nur
unzureichend erfüllbar ist. Die Kolbenbrennkraftmaschine kann
der gewünschten Lastaufschaltung erst folgen, wenn der
Zuschaltvorgang eines vorher abgeschalteten Abgasturboladers
beendet ist. Der Ablauf ist aber dadurch verzögert, daß der
Ladeluftverdichter des zugeschalteten Abgasturboladers eine
gewisse Zeit braucht, um den in seiner Saugleitung stromab der
Ladeluft-Absperreinrichtung zunächst noch herrschenden
Ladeluftdruck auf den Öffnungsdruck der
Ladeluft-Absperreinrichtung abzubauen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß
das Laufzeug des zugeschalteten Abgasturboladers zunächst auf
eine Überdrehzahl beschleunigt wird, was ebenfalls auf den
verzögerten Druckabbau in der Saugleitung des zugehörigen
Ladeluftverdichters zurückzuführen ist. Denn solange am
Ladeluftverdichter zwischen Saug- und Druckseite keine
Druckdifferenz besteht, ist seine Leistungsaufnahme gegenüber
der an der zugeordneten Abgasturbine bereits verfügbaren
Antriebsleistung klein. Das Gleichgewicht zwischen abgegebener
und aufgenommener Leistung eines Abgasturboladers ergibt sich im
Zeitpunkt des Zuschaltbeginns in einem Bereich des
Abgasturbolader-Kennfeldes unzulässig hoher Drehzahl. Diese hohe
Drehzahl hat aber sowohl thermische als auch mechanische
Belastung des Abgasturbolader-Laufzeugs zur Folge, wodurch die
Lebensdauer gemindert wird.
Die geschilderten Nachteile treten sowohl bei
Kolbenbrennkraftmaschinen mit einstufiger als auch bei
zweistufiger Aufladung auf. Der einzige Unterschied besteht
darin, daß bei einstufiger Aufladung beide Probleme an ein und
demselben Abgasturbolader auftreten und bei zweistufiger
Aufladung die Schaltverzögerung den Niederdruck-Abgasturbolader
und das Überdrehzahlproblem den Hochdruck-Abgasturbolader
betrifft.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, für eine gattungsgemäße
Kolbenbrennkraftmaschine eine Anordnung zu schaffen, die eine
rasche Lastaufschaltung auf Nennleistung erlaubt und thermische
und/oder mechanische Überlastung des zuzuschaltenden
Abgasturboladers vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende
Merkmal von Patentanspruch 1 gelöst. Das Öffnen der
Bypaß-Absperreinrichtung im Zeitpunkt der Zuschaltauslösung
bewirkt eine sofortige Druckentlastung in der Saugleitung des
zugeschalteten Ladeluftverdichters. Damit sind luftseitig am
zugeschalteten Abgasturbolader sehr schnell die für seinen
optimalen Betrieb erforderlichen Bedingungen hergestellt.
Die vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung wird mit
den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4 erreicht.
Für eine gattungsgemäße Kolbenbrennkraftmaschine mit
zweistufiger Aufladung ergibt sich eine vorteilhafte
Weiterbildung der Erfindung mit den Merkmalen der Ansprüche 5
und 10.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere
darin, daß die Behinderung der Lastaufschaltung durch die
Schaltverzögerung beim Zuschalten eines Abgasturboladers
beseitigt ist, daß die beim Zuschalten eines Abgasturboladers
auftretende Überdrehzahl vermieden ist, daß bei zweistufiger
Aufladung auch die Beschleunigung des zugeschalteten
Niederdruck-Abgasturboladers verbessert ist und daß sich eine
einfache Steuerung der Bypaß-Absperreinrichtung ergibt, da eine
Überwachung auf Schließen entfällt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Aufladegruppe mit zwei einstufigen Abgasturboladern
einer Kolbenbrennkraftmaschine;
Fig. 2 Bypaß-Absperreinrichtung mit selbstschließendem
Verschlußteil gemäß Einzelheit II in Fig. 1 und Fig. 2;
Fig. 3 Aufladegruppe mit zwei zweistufigen Abgasturboladern
einer Kolbenbrennkraftmaschine;
Fig. 4 Bypaß-Absperreinrichtung mit gesteuertem Verschlußteil
gemäß Einzelheit IV in Fig. 3;
Fig. 5 Abgas-Absperreinrichtung mit Abgas-Bypaßleitung
gemäß Einzelheit V in Fig. 3.
Eine aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine 110 ist gemäß Fig. 1
mit einem abgas- und ladeluftseitig dauernd zugeschalteten
Abgasturbolader 111 und einem ab- und zuschaltbar ausgebildeten
Abgasturbolader 112 ausgerüstet. Der dauernd zugeschaltete
Abgasturbolader 111, der für die Ladeluftversorgung der
Kolbenbrennkraftmaschine bei Leerlauf und niedriger Last sorgt,
besteht aus einer Abgasturbine 117 und einem Ladeluftverdichter
118. Der abschaltbare Abgasturbolader 112 besteht aus einer
Abgasturbine 123 und einem Ladeluftverdichter 124.
Die beiden Abgasturbolader 111, 112 werden von einer
Abgassammelleitung 125 über Abgasleitungen 126, 127 mit dem
Abgas der Kolbenbrennkraftmaschine 110 versorgt. Ihre Ladeluft
liefern sie über Ladeluftkühler 128 und Ladeluftleitungen 129,
130 in die Ladeluftsammelleitung 131 der
Kolbenbrennkraftmaschine 110.
Bei Leerlauf und kleiner Last der Kolbenbrennkraftmaschine 110
wird der Abgasturbolader 112 durch eine vom Ladeluftdruck in der
Ladeluftsammelleitung 131 über eine Steuerleitung 132 gesteuerte
Abgas-Absperreinrichtung 133 von der Abgassammelleitung 125
getrennt. Eine Ladeluft-Absperreinrichtung 134 in der
Saugleitung 137 verhindert dabei das Abströmen von Ladeluft aus
der Ladeluftsammelleitung 131 über den Abgasturbolader 112. Im
gesamten Verdichterteil des abgeschalteten Abgasturboladers 112
baut sich von der Ladeluftsammelleitung 131 her bis vor die
Ladeluft-Absperreinrichtung 134 der momentan herrschende
Ladeluftdruck auf.
Eine Bypaßleitung 43, die von einer steuerbaren
Bypaß-Absperreinrichtung 45 beherrscht wird, verbindet die
Saugleitung 137 des Ladeluftverdichters 124 des abschaltbaren
Abgasturboladers 112 stromab der Ladeluft-Absperreinrichtung 134
mit der Saugleitung 136 des Ladeluftverdichters 118 des nicht
abschaltbaren Abgasturboladers 111.
Die Bypaß-Absperreinrichtung 45 besitzt ein durch die Kraft
einer Feder 51 selbsttätig schließendes Verschlußteil 52, das
als pendelnde, mit der Achse 53 drehfest verbundene Klappe
ausgebildet ist. Die durch das Gehäuse 54 der
Bypaß-Absperreinrichtung 45 nach außen geführte Achse 53 trägt
einen drehfest mit ihr verbundenen Hebel 55, an dem die Feder 51
befestigt ist. Die Schließstellung des Verschlußteils 52 ist bei
abgeschaltetem Abgasturbolader 112 durch einen mit Hebel 55
zusammenwirkenden, fernbetätigbarem Riegel 56 arretiert. Der
Riegel 56 bildet die Kolbenstange eines in einem Gehäuse 58
geführten Kolbens 59, der durch eine Druckfeder 57 in Arretier-
und durch Steuerdruck in Entriegelungsstellung bringbar ist. Der
Steuerdruck wird über Steuerleitung 46 zugeführt, die mit der
Steuerleitung 132 für die Betätigung der
Abgas-Absperreinrichtung 133 verbunden ist.
Wenn bei zunehmender Leistung der Kolbenbrennkraftmaschine 110
die obere Leistungsgrenze des dauernd eingeschalteten
Abgasturboladers 111 erreicht ist, wird, gesteuert durch den
Ladeluftdruck in der Ladeluftsammelleitung 131 über die
Steuerleitung 132, die Abgas-Absperreinrichtung 133 geöffnet.
Der bisher abgeschaltete Abgasturbolader 112 wird dadurch mit
Abgas der Kolbenbrennkraftmaschine beaufschlagt. Gleichzeitig
mit dem Öffnen der Abgas-Absperreinrichtung 133 wird die
Bypaß-Absperreinrichtung 45 durch den Druck in Steuerleitung 46
entriegelt. Die am Verschlußteil 52 am Zuschaltbeginn noch
vorhandene Druckdifferenz, die sich aus dem Unterschied des in
Saugleitung 137 des Ladeluftverdichters 124 vom Abschaltzustand
her noch anstehenden Überdrucks (Ladeluftdruck) und den
Unterdruck in der Saugleitung 136 des Ladeluftverdichters 118
ergibt, führt zum Aufschwingen des Verschlußteils 52. Dadurch
erfolgt über die Bypaßleitung 43 ein sofortiger Druckabbau des
Überdrucks in der Saugleitung 137 bis zu einer durch die
Rückstellkraft der Feder 51 definierten Druckdifferenz. Das
heißt, bevor ein vollkommener Druckausgleich erfolgt ist, geht
das Verschlußteil 52 wieder in die Schließstellung zurück. Die
Saugleitungen 136, 137 der Ladeluftverdichter 118, 124 sind
damit wieder getrennt. Der zugeschaltete, anlaufende
Ladeluftverdichter 124 vermindert mit beginnender Förderung den
noch verbliebenen geringen Überdruck in der ihm zugeordneten
Saugleitung 137 sehr schnell. Dadurch öffnet sich die
Ladeluft-Absperreinrichtung 134, womit der Zuschaltvorgang
abgeschlossen ist. Der Zuschaltvorgang ist damit schneller
beendet, als wenn, ohne Bypaßleitung 43, der Druckabbau in
Saugleitung 137 nur über die beginnende Ladeluftförderung des
zugeschalteten Abgasturboladers 112 erfolgen müßte. Die
Lastaufschaltung der Kolbenbrennkraftmaschine ist durch den
Zuschaltvorgang eines Abgasturboladers nicht mehr begrenzt.
Mit dem raschen Druckabbau in der Saugleitung 137 des
zugeschalteten Ladeluftverdichters 124 wird aber auch die
unzulässige Überdrehzahl des Laufzeugs vermieden. Denn die
Leistungsaufnahme des Ladeluftverdichters 124 entspricht nun
gleich nach Auslösen der Zuschaltung der von der Abgasturbine
123 abgegebenen Leistung. Der Abgasturbolader arbeitet dann im
Nennbereich seines Kennfeldes bei zulässiger Drehzahl.
In Fig. 2 ist eine aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine 10
dargestellt, bei der jeder Abgasturbolader aus einer
zweistufigen Abgasturboladergruppe 11, 12 besteht und die
Abgasturboladergruppe 12 ab- und zuschaltbar ausgebildet ist.
Die dauernd eingeschaltete Abgasturboladergruppe 11 umfaßt einen
Hochdruck-Abgasturbolader 13 mit einer Hochdruckturbine 14 und
einem Hochdruckverdichter 15 sowie einen
Niederdruck-Abgasturbolader 16 mit einer Niederdruckturbine 17
und einem Niederdruckverdichter 18. Die abschaltbare
Abgasturboladergruppe 12 besteht aus einem
Hochdruck-Abgasturbolader 19 mit einer Hochdruckturbine 20 und
einem Hochdruckverdichter 21 sowie einem
Niederdruck-Abgasturbolader 22 mit einer Niederdruckturbine 23
und einem Niederdruckverdichter 24. Die Abgasturboladergruppen
11 und 12 werden von einer Abgassammelleitung 25 über
Abgasleitungen 26 und 27 mit Abgas versorgt. Ihre Ladeluft
liefern sie über Ladeluftkühler 28, Ladeluftleitungen 29, 30 und
über eine Ladeluftsammelleitung 31 in die
Kolbenbrennkraftmaschine 10.
Wie für die Kolbenbrennkraftmaschine nach Fig. 1 bereits
beschrieben, ist auch bei der Kolbenbrennkraftmaschine 10 mit
zweistufiger Aufladung eine Bypaßleitung 43 angeordnet, die von
der Bypaß-Absperreinrichtung 45 beherrscht wird. Bypaßleitung 43
verbindet bei der Kolbenbrennkraftmaschine 10 jedoch die
Saugleitung 37 des Niederdruckverdichters 24 der abschaltbaren
Abgasturboladergruppe 12 stromab der Ladeluft-Absperreinrichtung
34 mit der Saugleitung 36 des Niederdruckverdichters 18 der
nicht abschaltbaren Abgasturboladergruppe 11.
Zusätzlich ist eine weitere Bypaßleitung 40 vorhanden, die die
Saugleitung 38 des Hochdruckverdichters 21 der abschaltbaren
Abgasturboladergruppe 12 mit der Saugleitung 39 des
Hochdruckverdichters 15 der nicht abschaltbaren
Abgasturboladergruppe 11 verbindet. In der weiteren Bypaßleitung
40 ist eine Bypaß-Absperreinrichtung 41 angeordnet, die über
eine Steuerleitung 42 mit der Steuerleitung 32 für die
Abgas-Absperreinrichtung 33 verbunden ist.
Die Bypaß-Absperreinrichtung 41 gemäß Fig. 4 ist mit einem als
Klappe ausgebildeten, drehfest mit der Achse 63 verbundenen
Verschlußteil 62 ausgestattet. Die durch das Gehäuse 64 nach
außen geführte Achse 63 trägt einen drehfest mit ihr verbundenen
Hebel 65, der mit einem über die Steuerleitung 42
fernbetätigbaren Verstellmechanismus 66 gekoppelt ist. Die
Schließstellung des Verschlußteils 62 ist bei abgeschalteter
Abgasturboladergruppe 12 durch einen mit Hebel 65
zusammenwirkenden, fernbetätigbaren Riegel 56, wie für Fig. 3
beschrieben, arretiert.
Die ab- und zuschaltbare Abgasturboladergruppe 12 ist ferner mit
einer steuerbaren Abgas-Bypaßleitung 47 ausgestattet, die an der
Abgas-Absperreinrichtung 33 beginnt und unter Umgehung der
Hochdruckturbine 20 des Hochdruck-Abgasturboladers 19 in die
Abgasleitung 48 vor der Niederdruckturbine 23 des
Niederdruck-Abgasturboladers 22 mündet.
Die Abgas-Absperreinrichtung 33 gemäß Fig. 5 ist mit einem als
drehbare Scheibe ausgebildeten, mit einer Achse 73 drehfest
verbundenen ersten Verschlußteil 72 für die Sperrung der
Abgasleitung 27 ausgestattet, das stromauf der Abzweigung der
Abgas-Bypaßleitung 47 angeordnet ist. Ein zweites Verschlußteil
74 für die Sperrung der Abgas-Bypaßleitung 47 ist mit dem ersten
Verschlußteil 72 gekoppelt. Die Koppelung ist so getroffen, daß
die Betätigung der Abgas-Absperreinrichtung 33 zum Öffnen der
Abgasleitung 27 das Schließen der Abgas-Bypaßleitung 47 bewirkt.
Der Verstellmechanismus 76 zum Betätigen der
Abgas-Absperreinrichtung 33 weist eine durch einen steuerbaren
Anschlag 78 aufhebbare Raststellung 75 auf, die zwischen 10 und
60% der Vollöffnung des ersten Verschlußteils 72 liegt. Das
zweite Verschlußteil 74 ist in Bezug auf die Abgasleitung 27
derart angeordnet, daß sich bei Raststellung 75 eine
Drosselwirkung auf die Abgasleitung 27 ergibt. Abhängig von
einer auf den steuerbaren Anschlag 78 wirkenden Betriebsgröße
der Kolbenbrennkraftmaschine 10 oder der zugeschalteten
Abgasturboladergruppe 12 erfolgt nach Rücknahme des Anschlags 78
die weitere Betätigung der Abgas-Absperreinrichtung 33 von der
Raststellung 75 bis zur Endstellung 77. Mit Erreichen der
Endstellung 77 des Verschlußteils 72 ist die Zuschaltung
beendet. Dabei ist dann die Abgas-Bypaßleitung 47 durch
Verschlußteil 74 verschlossen und der Durchgang in Abgasleitung
27 voll geöffnet.
Bei Leerlauf und kleiner Last der Kolbenbrennkraftmaschine 10
ist die Abgasturboladergruppe 12 durch die vom Ladeluftdruck in
der Ladeluftsammelleitung 31 über eine Steuerleitung 32
gesteuerte Abgas-Absperreinrichtung 33 von der
Abgassammelleitung 25 getrennt. Die Ladeluft-Absperreinrichtung
34 in der Saugleitung 37 des Niederdruckverdichters 24
verhindert dabei das Abströmen von Ladeluft aus der
Ladeluftsammelleitung 31 über die abgeschaltete
Abgasturboladergruppe 12. Im gesamten Verdichterteil der
abgeschalteten Abgasturboladergruppe 12 baut sich von der
Ladeluftsammelleitung 31 her bis vor die
Ladeluft-Absperreinrichtung 34 der momentan herrschende
Ladeluftdruck auf.
Wenn bei zunehmender Leistung der Kolbenbrennkraftmaschine 10
die obere Leistungsgrenze der dauernd eingeschalteten
Abgasturboladergruppe 11 erreicht ist, wird, gesteuert durch den
Ladeluftdruck in der Ladeluftsammelleitung 31 die
Abgas-Absperreinrichtung 33 geöffnet und die bisher
abgeschaltete Abgasturboladergruppe 12 mit Abgas der
Kolbenbrennkraftmaschine 10 beaufschlagt. Ohne besondere
Maßnahme würde das Laufzeug des Hochdruck-Abgasturboladers 19
nach ausgelöster Zuschaltung schneller beschleunigt, als das
Laufzeug des Niederdruck-Abgasturboladers 22, und sehr rasch
eine unzulässige Drehzahl erreichen. Ursache dafür ist zum einen
die thermodynamisch bedingte geringere Baugröße und dem daraus
resultierenden kleineren Massenträgheitsmoment des
Hochdruck-Abgasturboladers 19 gegenüber dem
Niederdruck-Abgasturbolader 22. Zum anderen wirkt sich ein
verzögerter Druckabbau in der Saugleitung 38 des
Hochdruckverdichters 21 unterstützend auf die unzulässige
Drehzahlsteigerung aus. Andererseits erleidet der
Niederdruck-Abgasturbolader 22 nach Auslösung einer Zuschaltung
eine verzögerte Beschleunigung, weil der Niederdruckturbine 23
infolge der vorgeschalteten Hochdruckturbine 20 nicht gleich die
erforderliche Abgasenergie zur Verfügung steht. Um die
Schaltverzögerung und die unzulässige Drehzahl beim Zuschalten
der aus Hoch- und Niederdruck-Abgasturbolader 19, 22 bestehenden
Abgasturboladergruppe 12 zu vermeiden, sind drei Maßnahmen
gleichzeitig wirksam.
- 1. Das Öffnen der Abgas-Absperreinrichtung 33 bis zur Raststellung 75 bewirkt eine Drosselung des Querschnitts der Abgasleitung 27 bei gleichzeitiger Öffnung der Abgas-Bypaßleitung 47. Unmittelbar nach Auslösung der Zuschaltung der Abgasturboladergruppe 12 strömt ein Teil der Abgasmenge direkt in die Abgasleitung 48 der Niederdruckturbine 23. Entsprechend reduziert sich die Abgasmenge für die Hochdruckturbine 20.
- 2. Das Entriegeln der Bypaß-Absperreinrichtung 45 in der Bypaßleitung 43 hat die gleiche Wirkung wie vorstehend bereits für das Beispiel nach Fig. 1 beschrieben. Der Druckabbau in der Saugleitung 37 schafft die Voraussetzungen für einen raschen Förderbeginn des Niederdruckverdichters 24, so daß nach Zuschaltung die durch Maßnahme 1 frühzeitig verfügbare Antriebsleistung der Niederdruckturbine 23 auch abgenommen wird.
- 3. Das Betätigen der Bypaß-Absperreinrichtung 41 in der Bypaßleitung 40 führt zum Druckabbau in der Saugleitung 38 des Hochdruckverdichters 21 auf das Druckniveau in der Saugleitung 39 des dauernd eingeschalteten Hochdruckverdichters 15. Damit ist auch für den Hochdruckverdichter 21 die Voraussetzung für einen regulären Förderbeginn geschaffen. Die an der Hochdruckturbine 20 verfügbare Antriebsleistung kann somit vom Hochdruckverdichter 21 auch abgenommen werden.
Der zugeschaltete Hochdruckverdichter 21 kann zudem, unabhängig
vom momentanen Betriebszustand des zugeordneten
Niederdruckverdichters 24, über die Bypaßleitung 40 gekühlte
Luft, mit einem zum momentanen Betriebspunkt passenden Vordruck,
aus der Leitung 39 der ständig in Betrieb befindlichen
Abgasturboladergruppe 11 ansaugen. Die Belastung des
Hochdruck-Abgasturboladers 19 durch nutzbringende
Ladeluftförderung in Verbindung mit der durch Maßnahme 1
verminderten Anfangs-Abgasmenge verhindert das Erreichen einer
unerwünschte Überdrehzahl seines Laufzeugs.
Für den Niederdruck-Abgasturbolader 22 ergibt sich mit der
Abgas-Bypaßleitung 48 ein vorgezogener Förderderbeginn. In
Verbindung mit der verringerten Beschleunigung des
Hochdruck-Abgasturboladers 19 wird zwischen beiden angenähert
Gleichlauf erreicht, was den Ablauf einer Zuschaltung erheblich
verkürzt und die Lastaufschaltung für die
Kolbenbrennkraftmaschine 10 verbessert.
Nach erfolgter Zuschaltung der Abgasturboladergruppe 11 kann die
Bypaßleitung 40 auf Durchgang geschaltet bleiben, da in den
verbundenen Saugleitungen 38 und 39 der im Zuschaltbetrieb
parallel arbeitenden Abgasturboladergruppen 11, 12 gleiche
Drücke herrschen. Das Verschlußteil 62 der
Bypaß-Absperreinrichtung 41 kann auch in Form des Verschlußteils
72 in Abgas-Absperreinrichtung 33 ausgebildet sein.
Claims (10)
1. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren parallel
arbeitenden Abgasturboladern, von denen einer oder mehrere durch
Anordnung jeweils einer steuerbaren Abgas-Absperreinrichtung in
der Abgasleitung vor der Abgasturbine und einer selbsttätigen
Ladeluft-Absperreinrichtung in der Saugleitung des
Ladeluftverdichters ab- und zuschaltbar ausgebildet sind, wobei
an jedem schaltbaren Abgasturbolader eine Bypaßleitung mit einer
steuerbaren Bypaß-Absperreinrichtung angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (43) als Querverbindung
zwischen der Saugleitung (136) des Ladeluftverdichters (118) des
nicht abschaltbaren Abgasturboladers (111) und der Saugleitung
(137) des Ladeluftverdichters (124) stromab der
Ladeluft-Absperreinrichtung (134) des ab- und zuschaltbaren
Abgasturboladers (112) ausgebildet ist.
2. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaß-Absperreinrichtung (45)
ein in Richtung auf die Saugleitung (37, 137) des
Ladeluftverdichters (24, 124) des schaltbaren Abgasturboladers
(12, 112) selbstschließendes Verschlußteil (52) aufweist.
3. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (52) mit einer in
der Bypaß-Absperreinrichtung (45) angeordneten
Schließstellungs-Arretiereinrichtung zusammenwirkt.
4. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Schließstellungs-Arretiereinrichtung über eine mit der
Steuerleitung (32, 132) für die Abgas-Absperreinrichtung (33,
133) verbundene Steuerleitung (46) fern betätigbar ist.
5. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach dem Obergriff von
Anspruch 1 und den Ansprüchen 2 bis 4 mit zweistufiger
Aufladung, wobei jeder der Abgasturbolader eine aus Hoch- und
Niederdruck-Abgasturbolader bestehende Gruppe umfaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (43) als Querverbindung
zwischen der Saugleitung (36) des
Niederdruck-Ladeluftverdichters (18) der nicht abschaltbaren
Abgasturboladergruppe (12) und der Saugleitung (37) des
Niederdruck-Ladeluftverdichters (24) stromab der
Ladeluft-Absperreinrichtung (34) der ab- und zuschaltbaren
Abgasturboladergruppe (12) ausgebildet ist.
6. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Bypaßleitung (40) als
Querverbindung zwischen der Saugleitung (39) des
Hochdruck-Ladeluftverdichters (15) der nicht abschaltbaren
Abgasturboladergruppe (11) und der Saugleitung (38) des
Hochdruck-Ladeluftverdichters (21) der ab- und zuschaltbaren
Abgasturboladergruppe (12) angeordnet ist.
7. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (62) der
Bypaß-Absperreinrichtung (41) in der weiteren Bypaßleitung (40)
über eine mit der Steuerleitung (32) für die
Abgas-Absperreinrichtung (33) verbundene Steuerleitung (42)
fernbetätigbar ist.
8. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Abgas-Bypaßleitung (47)
angeordnet ist, die an der Abgas-Absperreinrichtung (33) beginnt
und in die Abgasleitung (48) vor der Niederdruckturbine (23) des
Niederdruck-Abgasturboladers (22) mündet.
9. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abgas-Absperreinrichtung (33)
ein erstes Verschlußteil (72) für die Abgasleitung (27)
aufweist, das mit einem zweiten Verschlußteil (74) für die
Abgas-Bypaßleitung (47) derart gekoppelt ist, daß das Öffnen des
ersten Verschlußteiles (72) das Schließen des zweiten
Verschlußteiles (74) bewirkt.
10. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der
Abgas-Absperreinrichtung (33) eine Raststellung (75) aufweist,
die zwischen 10 bis 60% der Vollöffnung des ersten
Verschlußteiles (72) wirksam ist und bei der die Stellung des
zweiten Verschlußteils (74) den Querschnitt der Abgasleitung
(27) beeinflußt.
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3824373A DE3824373C1 (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Supercharged piston internal combustion engine with a plurality of exhaust turbochargers functioning in parallel |
| DE3903563A DE3903563C1 (de) | 1988-07-19 | 1989-02-07 | |
| CN89104029A CN1011810B (zh) | 1988-07-19 | 1989-06-16 | 有若干个并联废气涡轮增压器的增压活塞式内燃机 |
| KR1019900700571A KR900702184A (ko) | 1988-07-19 | 1989-06-23 | 병렬식으로 작동하는 다수의 배기가스 과급기를 구비한 과급 내연기관 |
| US07/490,683 US5069194A (en) | 1988-07-19 | 1989-06-23 | Control of a charged, piston internal combustion engine having a plurality of exhaust gas turbochargers |
| PCT/DE1989/000416 WO1990001112A1 (de) | 1988-07-19 | 1989-06-23 | Aufgeladene kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren parallel arbeitenden abgasturboladern |
| DE8989907072T DE58900771D1 (de) | 1988-07-19 | 1989-06-23 | Aufgeladene kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren parallel arbeitenden abgasturboladern. |
| JP1506642A JPH03500435A (ja) | 1988-07-19 | 1989-06-23 | 複数の並列に動作する排気ガス・ターボ過給機を備えた過給機付ピストン内燃機関 |
| AT89907072T ATE72019T1 (de) | 1988-07-19 | 1989-06-23 | Aufgeladene kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren parallel arbeitenden abgasturboladern. |
| EP89907072A EP0377712B1 (de) | 1988-07-19 | 1989-06-23 | Aufgeladene kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren parallel arbeitenden abgasturboladern |
| ES8902403A ES2014745A6 (es) | 1988-07-19 | 1989-07-07 | Maquina motriz de combustion de pistones sobrealimentada con varios turbo-cargadores de gas de escape, que trabajan en paralelo. |
| SU904743376A RU2011863C1 (ru) | 1988-07-19 | 1990-03-16 | Поршневой двигатель внутреннего сгорания с наддувом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3824373A DE3824373C1 (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Supercharged piston internal combustion engine with a plurality of exhaust turbochargers functioning in parallel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3824373C1 true DE3824373C1 (en) | 1989-05-18 |
Family
ID=6358965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3824373A Expired DE3824373C1 (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Supercharged piston internal combustion engine with a plurality of exhaust turbochargers functioning in parallel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3824373C1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19835594A1 (de) * | 1998-08-06 | 2000-02-10 | Audi Ag | Mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
| DE19816840C2 (de) * | 1998-04-16 | 2003-02-27 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennkraftmaschine mit mehreren, wahlweise zu- und abschaltbaren Abgasturboladern |
| DE102012202505A1 (de) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Mahle International Gmbh | Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine |
| WO2016139009A1 (de) * | 2015-03-02 | 2016-09-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Zweistufige abgasturbo-aufladevorrichtung für eine brennkraftmaschine |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE407168C (de) * | 1921-07-09 | 1924-12-15 | Auguste Rateau | Einrichtung zur UEberdruckspeisung von Explosionskraftmaschinen |
| DE2544471B2 (de) * | 1975-10-04 | 1978-07-06 | Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln | Arbeitsraumbildende Brennkraftmaschine mit zwei oder mehreren in Reihe geschalteten Abgasturboladern |
| DE3411408C2 (de) * | 1984-03-28 | 1987-10-15 | Mtu Friedrichshafen Gmbh |
-
1988
- 1988-07-19 DE DE3824373A patent/DE3824373C1/de not_active Expired
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