DE512442C

DE512442C - Doppeltwirkender Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor, mit Abgasturbinenaufladung

Info

Publication number: DE512442C
Application number: DEB142508D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-03-10
Filing date: 1929-03-07
Publication date: 1930-11-12

Description

Doppeltwirkender Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor, mit Abgasturbinenaufladung Die Erfindung bezieht sich auf einen doppeltwirkenden Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor, mit Abgasturbinenaufladung. Sie besteht darin, daß für die äußeren und die inneren Zylinderseiten je eine besondere Abgasturbine mit Aufladegebläse angeordnet ist, damit den in den beiden Zylinderseiten auftretenden unterschiedlichen Drücken Rechnung getragen werden kann. Die Gesamtanlage kann weiter so ausgebildet sein, daß das Gebläse für die äußeren und dasjenige für die inneren Zylinderseiten in untereinander verbundene Aufladeluftleitungen fördern, um trotz ungleichen Abgasdruckes vor den Abgasturbinen dennoch den gleichen Aufladedruck für die äußeren und inneren Zylinderseiten zu erreichen. Ferner können die Aufladegebläse für die äußeren und inneren Zylinderseiten verschieden bemessen und ihre Druckleitungen miteinander verbunden sein, daß zwecks vermehrter Luftlieferung für die einen Zylinderseiten ein Teil der im Gebläse für die andern Zylinderseiten verdichteten Aufladeluft zu den anderen Zylinderseiten geleitet wird. Dabei kann die dem einen Gebläse an irgendeiner Stelle vor, in oder nach demselben -zusätzlich zugeführte Luft irgendeiner Druckstufe des anderen Gebläses entnommen werden. Für die Förderung dieser zusätzlichen Luft kann auch auf der Welle des einen zur Mehrlieferung herangezogenen Abgasturbogebläses ein besonderes Gebläse angeordnet sein. Jede der beiden Turbinen kann mit ein- oder mehrteiligem Eintrittsgehäuse versehen sein, wobei in jede Kammer der Turbine je nur eine Gruppe von Zylindern auspufft.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Abb. i zeigt die Anordnung entsprechend dem Erfindungsgegenstand an einer doppeltwirkenden Sechszylinderinaschine.
Die Abb. 2 und 3 zeigen gegenüber der Abb. i geänderte Anordnungen.
In Abb. i ist i eine Sechszylinder-, doppeltwirkende Maschine mit den Zylindern 2, 3, 4, 5, ö, 7. Die oberen Zylinderdeckel sind mit 8 bis 13 bezeichnet, die unteren Zylinderseiten mit 14 bis 19. 2o bzw. 21 sind nun die zwei für die äußeren und inneren Zylinderseiten vorgesehenenAbgasturbinen, welche die Gebläse 22 bzw. 23 antreiben. Die Abgase von der Maschine werden durch die Leitungen 24 und 25 der Turbine 2o und die Leitungen 27 und 28 der Turbine 21 zugeführt. Diese Leitungen führen die Abgase nur von je drei Zylindern zu besonderen Kammern in der Turbine, wie dies bekannt ist. Die Abgase verlassen die beiden Turbinen durch die Leitungen 26. Die Luft wird von den Gebläsen 22 und 23 durch die Leitungen 29 und 3 1 angesaugt und durch die Leitungen 30 und 32 zu den äußeren und inneren Zylinderseiten geführt. Es sind noch Abschlußkörper34 und35 in diesenLeitungen vorgesehen, mit denen der Zutritt zu den inneren oder äußeren Zylinderseiten abgesperrt werden kann. Des ferneren sind die Leitungen 30 und 32 durch die Leitung 33 miteinander verbunden, so daß sich in diesen Leitungen der gleiche Druck einstellt. Diese Verbindung kann durch Schließen des Abschlußkörpers 33a unterbrochen werden.
In Abb. 2 ist eine ähnliche Anordnung aufgezeichnet, nur mit dem Unterschied, daß die Abgasleitungen anders ausgestaltet sind. Die Zylinderseiten ch, i o, i i und 12 bzw. 15, 16, 17, 18 und i9 sind nicht gezeichnet; sie sind genau so angeordnet wie in Abb. i. Von der Abgasleitung 24 führt eine Ausgleichsleitung 4o zu der Abgasleitung 27, und diese Leitung kann durch die Abschlußkörper 36, 37 bzw. 38, 39 sowohl gegen die äußeren und inneren Zylinderseiten 8, 9, io b-zw. 14, 15, 16 als auch gegen die Turbinen 2o und 21 abgeschlossen werden. Auch die Abgasleitung 25 ist durch eine Ausgleichsleitung 45 mit der Abgasleitung 28 -verbunden. Diese Leitung kann gegenüber den äußeren und inneren Zylinderseiten 11, 12, 13 bzw. 17, 18, i g durch die Abschlußkörper 42 und 44 als auch gegen die Turbinen 2o und 2r durch die Abschlußkörper 4r und 43 abgeschlossen werden. Durch diese Anordnung ist es möglich, durch vollständige öffnung aller Abschlußkörper 36, 37, 38, 39 bzw. 4, 42, 43, 44 von sämtlichen Zylindern und Zylinderseiten auf beide Turbinen 2o und 21 gleichzeitig zu arbeiten, oder es kann z. B. durch Offnen der Abschlußkörper 37 und 38 und Schließen der Abschlußkörper 36 und 39 bzw. Offnen der Abschlußkörper 42 und 43 und Schließen der Abschlußkörper .f1 und 44, z. B. bei Ausschalten der unteren Zylinderseiten, nur mit den äußeren Zylinderseiten auf die untere Turbine 21 gearbeitet werden. Durch öffnen der Abschlußkörper 39, 36 und Schließen der Abschlußkörper 37, 38 bzw. durch öffnen der Abschlußkörper 44 und 41 und Schließen der Abschlußkörper 42 und 43 kann von den inneren Zylinderseiten auf die obere Turbine 2o gearbeitet werden. Es ist also mit dieser Anordnung die Möglichkeit vorhanden, trotz Ausschalten der einen Zylinderseiten noch mit den anderen Zvlinderseiten zu arbeiten, auch wenn z. B. die Turbine für diese Zylinderseiten schadhaft geworden ,wäre. Werden in einem solchen Fall dann beide Abschließungen gegen die Turbine 36, 38 bzw. 41, 43 geöffnet, so kann aber gleichwohl mit beiden Turbinen 20 und 21 gearbeitet werden, was unter Umständen von Vorteil sein kann. Wenn nur eine Turbine in Betrieb ist, so arbeitet natürlich auch nur ein Gebläse, und es kann z. B. die Förderluft des Gebläses 2 2 durch Schließen des Abschlußkörpers 34 und Offnen des Abschlußkörpers 34a und 33d und Schließen von 35`t zu den unteren "Zylinderseiten 14 bis i9 gefördert werden. Umgekehrt kann beim Betrieb der Turbine 21 durch Schließen des Abschlußorgans 35 und 34a und Offnen der Abschlußkörper 35a, 33a und 34 die Förderluft zu den äußeren "Zylinderseiten 8 bis 13 geleitet werden. Es ist also hier auch vollkommener Austausch der Förderung der Gebläse 22 und 23 auf die inneren bzw.
.äußeren Zylinderseiten möglich. Sind beide Turbinen 2o und 21 in Betrieb, so kann auch dadurch sämtliche Förderluft, wenn die Abschlußkörper 34 und 35 gleichzeitig geöffnet werden, in die Leitung 3o bzw. 32 geleitet werden.
In Abb. 3 ist eine Ausführungsform daigestellt, bei welcher zwei verschieden große Gebläse 22 und 23 angeordnet sind. Bezüglich der nur teilweisen Ausführung dieser Abbildung gilt das gleiche, wie bei Abb.2 beschrieben. Das Gebläse 22 saugt durch das Rohr a9 seine Luft ein und gibt dieselbe durch die Leitung 30 an die äußeren Zylinderseiten weiter. Außerdem ist aber an diesem Gebläse eine Anzapfleitung 46 angeordnet, welche vorverdichtete Luft durch den Stutzen 31 an das Gebläse 23 abgibt. Dieses Gebläse 23 fördert seine Luft ,N-ieder zu den inneren Zvlinderseiten. Mit dieser Anordnung wird nun bezweckt, daß ein Teil der im Gebläse 22 verdichteten Luft ins Gebläse 23 hinüberbefördert wird, damit durch dieses Gebläse mehr Luft oder Luft von höherem Druck zu den inneren Zylinderseiten gefördert wird. Dies ist wertvoll, wenn man die inneren Zvlinderseiten mit mehr Luft beschicken will, um dort besser laden bzw. spülen zu können, um geringere Verbrennungstemperaturen oder eine bessere Verbrennung zu erhalten. Dies kann auf die beschriebene Weise möglich gemacht «erden, auch wenn die Leistung der Turbine 21 für diese Luftförderung nicht ausreichen würde. Die Leitung .a.6 kann an irgendeine Stufe des Gebläses 22 angeschlossen sein, nur muß dann dafür gesorgt werden, daß die Druckleitung an einen Ort mit entsprechenden Druckverhältnissen im Gebläse 23 hingeführt wird.
Für die zusätzliche Luftlieferung von der einen Abgasturbine kann auch, wie in Abb. 4. dargestellt, ein besonderes Gebläse 51 angeordnet werden. Dieses saugt seine Luft durch die Leitung 5o ein und gibt dieselbe durch die Leitung 53 durch den Eintrittstutzen 3 i an das Gebläse 23, welches von der anderen Turbine 21 angetrieben wird, ab. Damit man aber auch mit dem Gebläse 23 direkt aus der Atmosphäre ansaugen kann, kann eine Leitung 47 mit Abschlußorgan 48 angeordnet werden. In diesem Fall ist dann das Organ 52 zu schließen. In Abb. 4 ist ferner dargestellt, daß das dem Gebläse 23 vorgeschaltete Gebläse 56 durch eine fremde Kraftquelle, wie z. B. den Elektromotor 54, angetrieben werden kann. In diesem Fall gelangt die atmosphärische Luft durch die Leitung 55 in das Gebläse 56 und von dort durch die Leitung 59 in das Gebläse 23. In diesem Fall hat man sich das Gebläse 51 wegzudenken. Um dann mit dein Gebläse 23 ohne das Hilfsgebläse 56 arbeiten zu können, sind zwei Abschlußorgane 57 und 58 angeordnet. Wird mit dem Hilfsgebläse 56 gearbeitet, so wird das Abschlußorgan 58 geschlossen und das Organ 57 geöffnet. Wird hingegen aus der Atmosphäre vom Gebläse 23 angesaugt, so ist das Abschlußorgan 58 zu öffnen.
In Abb. 5 und 6 ist eine Turbine mit mehrteiligem Eintrittsgehäuse in einem Ouerschnitt (Abb. 5) und Längsschnitt (Abb.6) dargestellt. 6o und 6,1 sind die zwei durch die Wand 62 getrennten Teile des Eintrittsgehäuses. In den Raum 6o führt die Abgasleitung 24 und in den Raum 61 die Abgasleitung 25. 63 sind die Düsen, durch welche die Gase auf das Turbinenrad 20 geleitet werden. 64 ist die Ableitung der Abgase aus der Turbine. Das Gebläse 51 bzw. 56 könnte auch direkt in die Luftleitungen 30 bzw. 32 fördern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor, mit Abgasturbinenaufladung, dadurch gekennzeichnet, daß für die äußeren und inneren Zylinderseiten je eine besondere Abgasturbine mit Aufladegebläse (20 und 21) angeordnet ist.
2. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor mit Abgasturbinenaufladung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (22) für die äußeren und dasjenige (23) für die inneren Zylinderseiten in untereinander verbundene Aufladeluftleitungen (3o und 32) fördern, damit trotz ungleichen _°,bgasdruclces vor den Abgasturbinen dennoch der gleiche Aufladeluftdruck für die äußeren und inneren Zylinderseiten erreicht wird.
3. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor mit Abgasturbinenaufladung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitungen derart ausgebildet und mit Abschlußkörpern versehen sind, daß die für die äußeren Zylinderseiten angeordnete Turbine an die inneren Zylinderseiten anschließbar ist.
4. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor mit Abgasturbinenaufladung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitungen derart ausgebildet und mit Abschlußkörpern versehen sind, daß die für die inneren Zylinderseiten vorgesehene Turbine an die äußeren Zylinderseiten anschließbar ist (Abb. :2).
5. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor mit Abgasturbinenaufladung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasturbinen und Auflädegebläse für die äußeren und inneren Zylinderseiten so bemessen und die Druckleitungen der Gebläse so miteinander verbunden sind, daß zwecks vermehrter Luftlieferung für die einen Zylinderseiten ein Teil der durch die Abgasturbine der anderen Zylinderseiten verdichteten Aufladeluft zu den einen Zylinderseiten geleitet wird (Abb. 3).
6. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor mit Abgasturbinenaufladung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem einen Gebläse zusätzlich zugeführte Luft einer niederen oder höheren Druckstufe des anderen Gebläses entnommen wird.
7. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor mit Abgasturbinenaufladung nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß für eine zusätzliche Luftzufuhr in das eine Aufladegebläse (23) auf der Welle des anderen Abgasturbogebläses (20, 22) ein besonderes Gebläse (5i) ans geordnet ist (Abb.4). B. Doppeltwirkender Verbrennungsmotor mit Abgasturbinenaufladung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Turbine in an sich bekannter Weise mit mehrteiligem Eintrittsgehäuse ausgebildet ist, wobei in jede Kammer der Turbine eine Gruppe von Zylindern auspufft.