DE4128051A1 - Reciprocating piston engine - has mechanical supercharger in housing, integral with and same length as, intake tube - Google Patents

Reciprocating piston engine - has mechanical supercharger in housing, integral with and same length as, intake tube

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Abstract

The IC engine has mechanical supercharging. The cylinders are located in a row, and have a common intake conduit. The mechanically driven supercharger (1) has a housing (2). This is formed integrally with the intake tube. The supercharger is pref. formed as a vane cell supercharger. Roots charger, or G-charger. The charger is pref. of the same length as the intake tube. The tube has at least one branch (4) per cylinder. The branches are in flow connection via connection tubes (5). The supercharger is driven by a V-belt drive (8). ADVANTAGE - Requires min. space and weight, low cost.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mechanischer Aufladung, deren Zylinder zumindest in einer Reihe angeordnet sind und eine gemeinsame Ansauglei­ tung aufweisen.The invention relates to a reciprocating piston internal combustion engine with mechanical charging, the cylinder of which is at least in arranged in a row and a common intake tion.

Die Aufladung ist bei modernen Hubkolbenbrennkraftmaschi­ ne, insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen weit ver­ breitet. Sie dient der Leistungssteigerung, der Drehmo­ mentgestaltung und der Verbesserung der Abgasqualität.The charge is in modern reciprocating internal combustion engines ne, especially in diesel engines spreads. It serves to increase performance, the torque design and improvement of exhaust gas quality.

Die übliche Form der Aufladung bedient sich eines Abgas­ turboladers, bei dem ein Aufladegebläse mittels einer ab­ gasbetriebenen Turbine angetrieben ist. Aufgrund der hohen Drehzahl des Abgasturboladers baut dieser klein und leicht, was sich vorteilhaft auf seinen Preis auswirkt. Nachteilig ist das instationäre Verhalten, das beim Be­ schleunigen eine verzögerte Leistungsabgabe des Motors zur Folge hat. Außerdem ist die Mindestzylinderzahl auf 3 be­ schränkt, da bei Ein- und Zweizylindermotoren die starke Pulsation in der Abgasleitung eine effektive Turboaufla­ dung unmöglich macht. Die Pulsation kann zwar durch ein Puffervolumen gemildert werden. Dadurch wird jedoch das Ansprechverhalten verschlechtert und der Bauaufwand sowie der Platzbedarf vergrößert. The usual form of charging uses exhaust gas turbocharger, in which a supercharger by means of a gas powered turbine is driven. Because of the high The speed of the exhaust gas turbocharger is small and small light, which has a beneficial effect on its price. A disadvantage is the unsteady behavior that occurs with the Be accelerate a delayed power output of the engine Consequence. In addition, the minimum number of cylinders is 3 limits, since the one and two-cylinder engines are the strongest Pulsation in the exhaust pipe an effective turbocharger makes impossible. The pulsation can be caused by a Buffer volumes can be mitigated. This will, however Responsiveness deteriorated and the construction work as well the space requirement increases.  

Diese Nachteile der Abgasturboaufladung vermeidet die me­ chanische Aufladung. Hierbei wird die Verbrennungsluft durch einen vom Motor mechanisch angetriebenen Lader, z. B. einen Rootslader oder einen Zellenlader verdichtet. Nachteilig an der mechanischen Aufladung ist der Platz- und Gewichtsbedarf des Laders und sein Preis.Me avoids these disadvantages of exhaust gas turbocharging chanic charge. Here the combustion air by a loader mechanically driven by the engine, e.g. B. compresses a roots loader or a cell loader. The disadvantage of mechanical charging is the space and weight requirements of the loader and its price.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen mechanisch angetriebenen Lader mit minimalen Platz- und Gewichtsaufwand und geringstmöglichen Kosten zu schaffen.The invention is therefore based on the object mechanically powered loader with minimal space and To create weight and the lowest possible cost.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Integration von Ansauglei­ tung und Lader erübrigt sich ein gesondertes Ladergehäuse. Das führt zu Platz-, Gewichts- und Kostenersparnis.The task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved. Through the integration of intake pipes a separate charger housing is unnecessary. This leads to space, weight and cost savings.

Diese Vorteile kommen erfindungsgemäß bei unterschiedli­ chen Ladertypen zum Tragen, da diese alle ein mit der An­ saugleitung integriertes Gehäuse aufweisen.According to the invention, these advantages come from differli Chen loader types to carry, as these all with the An suction line integrated housing.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bewirkt, daß der Lader selbst als Verteiler der Ladeluft über die Länge des Motors fungiert. Damit erübrigen sich zusätzliche Ver­ teilerleitungen.An advantageous development of the invention causes the charger itself as a distributor of the charge air over the length of the engine acts. This eliminates the need for additional ver partial lines.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung schafft einen Druckausgleich zwischen den einzelnen Zylindern, falls dieser durch den Lader selbst nicht hinreichend gewähr­ leistet ist.An advantageous embodiment of the invention creates one Pressure equalization between the individual cylinders, if this is not adequately guaranteed by the loader itself is accomplished.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet eine platzsparende Aufladevorrichtung für Ein- und Zweizylindermotoren.The solution according to the invention allows a space-saving Charging device for one and two-cylinder engines.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bietet einen geräuscharmen, kostengünstigen Antrieb des Laders, der auch bei hohen Übersetzungsstuten ins Schnelle keiner Überbeanspruchung unterliegt.An advantageous development of the invention offers one low-noise, inexpensive drive of the loader, the  even with high translation mares Subject to overuse.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung begrenzt die mit der Drehzahl ansteigende Ladedruckhöhe und verhindert so eine Überbeanspruchung des Motors.An advantageous development of the invention limits the increases with the engine speed and prevents such an overuse of the engine.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung verlängert die Lebensdauer des Laders aufgrund einer einfachen Schmierung seiner gleitenden Teile.An advantageous embodiment of the invention extends the Loader life due to simple lubrication of its sliding parts.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung hervor, in der ein Aus­ führungsbeispiel schematisch dargestellt ist.Further features of the invention follow from the following Description and the drawing in which an off example is shown schematically.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße Ansaug­ rohr mit integriertem Lader, Fig. 1 is a cross section through the inventive suction pipe with integrated charger,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße An­ saugrohr mit integriertem Lader, Fig. 2 shows a cross section through the inventive An intake manifold with integrated charger,

Fig. 3 ein Querschnitt durch das Überdruckventil. Fig. 3 shows a cross section through the pressure relief valve.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Lader 1 handelt es sich um einen bekannten Flügelzellenlader. Dieser weist einen Läufer 9 mit radial stehenden, federbelasteten und in Nuten geführten Schaufeln 10 auf. Der Läufer 9 dreht sich in einem Gehäuse 2, das zugleich Ladeluftleitung ist. Er ist mit seinen Lagerzapfen 14, 14a in Wälzlagern 12, 12a gelagert, die mittels Radialdichtungen 13, 13a gegen­ über dem Läufer 9 abgedichtet sind. Auf dem Lagerzapfen 14a ist eine Keilriemenscheibe 15 mittels Keil 16 und Sechskantschraube 17 befestigt. The loader 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a known vane loader. This has a rotor 9 with radially standing, spring-loaded blades 10 which are guided in grooves. The rotor 9 rotates in a housing 2 , which is also the charge air line. It is mounted with its journals 14 , 14 a in roller bearings 12 , 12 a, which are sealed against the rotor 9 by means of radial seals 13 , 13 a. On the bearing pin 14 a, a V-belt pulley 15 is fastened by means of wedge 16 and hexagon screw 17 .

Die Ladeluftleitung 3 mit den beiden Abzweigen 4 ist für einen Zweizylindermotor ausgelegt. Die beiden Abzweige 4 sind durch eine Verbindungsleitung 5 verbunden, die ein­ stückig mit der Ladeluftleitung 3 gegossen ist. In dem ab­ triebsfernen Ende der Verbindungsleitung 5 befindet sich eine Gewindebohrung 18 für die Anbringung des in Fig. 3 dargestellten Sicherheitsventils 6. An diesem ist ein Ab­ blaseluftauslaß 19 angeordnet, der sich in Strömungsver­ bindung mit einem Abblaselufteinlaß 20 am Saugstutzen 21 des Laders befindet.The charge air line 3 with the two branches 4 is designed for a two-cylinder engine. The two branches 4 are connected by a connecting line 5 , which is cast in one piece with the charge air line 3 . In the end remote from the connecting line 5 there is a threaded bore 18 for the attachment of the safety valve 6 shown in FIG. 3. From this, a blast air outlet 19 is arranged, which is in flow connection with a blow-off air inlet 20 on the suction nozzle 21 of the charger.

Die erfindungsgemäße Anordnung funktioniert folgendermaßen:
Der Lader 1 wird von dem Motor über einen Keilriemen 8 und die Keilriemenscheibe 15 angetrieben. Er saugt die Ver­ brennungsluft über den Saugstutzen 21 an, verdichtet die­ selbe und fördert die verdichtete Luft in die Ladeluftlei­ tung 3 mit ihren Abzweigen 4, die zum nicht dargestellten Motor führen. Druckschwankungen zwischen diesen Abzweigen werden durch die Verbindungsleitung 5 weitgehend ausge­ glichen. Das Sicherheitsventil 6 dient zur Begrenzung des Ladeluftdruckes. Die abgeblasene Ladeluft wird über den Abblasluftauslaß 19 zum Abblaslufteinlaß 20 zurück in den Saugstutzen 21 geführt. Weiterhin mündet im Saugstutzen 21 eine nicht dargestellte Entlüftungsleitung des Motors, durch die öldampfhaltige Gase dem Lader zugeführt werden und dessen Schmierung bewirken.
The arrangement according to the invention works as follows:
The loader 1 is driven by the engine via a V-belt 8 and the V-belt pulley 15 . He sucks the combustion air through the suction port 21 , compresses the same and promotes the compressed air into the charge air duct 3 with its branches 4 , which lead to the engine, not shown. Pressure fluctuations between these branches are largely compensated for by the connecting line 5 . The safety valve 6 serves to limit the charge air pressure. The blown-off charge air is guided back into the suction port 21 via the blow-off air outlet 19 to the blow-off air inlet 20 . Furthermore, a ventilation line (not shown) of the engine opens through the suction nozzle 21 , through which gases containing oil vapor are fed to the charger and effect its lubrication.

Die erfindungsgemäße Laderanordnung führt zu einer kompak­ ten, leichten und kostengünstigen Aufladelösung, die sich auch an Ein- oder Zweizylindermotoren verwirklichen läßt.The loader arrangement according to the invention leads to a compact th, light and inexpensive charging solution that can also be realized on one or two-cylinder engines.

Claims (8)

1. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mechanischer Aufla­ dung, deren Zylinder zumindest in einer Reihe angeordnet sind und eine gemeinsame Ansaugleitung (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanisch angetriebene Lader (1) mit einem Ladergehäuse (2) versehen ist, wobei das Ladergehäuse (2) einteilig mit der Ansaugleitung (3) ausgebildet ist.1. reciprocating internal combustion engine with mechanical Aufla extension, the cylinders are arranged at least in one row and have a common intake line ( 3 ), characterized in that the mechanically driven charger ( 1 ) is provided with a charger housing ( 2 ), the charger housing ( 2 ) is formed in one piece with the suction line ( 3 ). 2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lader (1) vorzugsweise als Flügelzellenlader, Rootslader oder G-Lader ausgebildet ist.2. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the loader ( 1 ) is preferably designed as a vane loader, roots loader or G-loader. 3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lader (1) vorzugsweise die Länge der Ansaugleitung (3) aufweist.3. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the charger ( 1 ) preferably has the length of the intake line ( 3 ). 4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugleitung (3) min­ destens einen Abzweig (4) pro Zylinder aufweist, und daß die Abzweige (4) über Verbindungsleitungen (5) in Strö­ mungsverbindung stehen. 4. Reciprocating internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the suction line ( 3 ) min least has a branch ( 4 ) per cylinder, and that the branches ( 4 ) via connecting lines ( 5 ) are in flow connection. 5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderzahl unter drei liegt.5. Reciprocating piston internal combustion engine according to one of the preceding previous claims, characterized in that the number of cylinders is less than three lies. 6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Laders (1) ein Keilriementrieb (8) vorgesehen ist.6. Reciprocating internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a V-belt drive ( 8 ) is provided for driving the charger ( 1 ). 7. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugleitung (3) ein nach außen sich öffnendes Sicherheitsventil (6) vorgesehen ist, das vorzugsweise an einem Ende der Verbindungsleitung (5) und in deren Achse angeordnet ist.7. Reciprocating internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in the intake line ( 3 ) an outwardly opening safety valve ( 6 ) is provided, which is preferably arranged at one end of the connecting line ( 5 ) and in its axis. 8. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurbelgehäuseentlüftungs­ leitung in Strömungsrichtung vor dem Lader (1) in die An­ saugleitung (3) mündend angeordnet ist.8. Reciprocating internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a crankcase ventilation line in the flow direction upstream of the charger ( 1 ) in the suction line ( 3 ) is arranged.
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