DE545768C - Brennkraftmaschine, bei welcher eine Kolbenkraftmaschine und eine Turbine in der Weise zusammenarbeiten, dass ein Teil der Verbrennungsgase der Kolbenkraftmaschine die Turbine beaufschlaegt - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIH
5. MÄRZ 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 545768 KLASSE 46 f GRUPPE

Georg Dreher in Berlin-Charlottenburg

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Januar 1930 ab

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Verbrennungsraum von Brennkraftkolbenmaschinen durch eine Leitung mit einer Turbine zu verbinden und beim Arbeitshub des Kolbens einen Teil der Verbrennungsgase über gesteuerte Ventile nach der Turbine zu entlassen, so daß die gespannten Verbrennungsgase sowohl auf den Kolben als auch auf die Turbine einwirken.

so Bei diesen bekannten Bauarten sind verhältnismäßig lange Leitungen zwischen dem Verbrennungsraum und der Turbine vorhanden, so daß nicht nur Druckverluste, sondern auch entsprechende Wärmeverluste auftreten, die den Wirkungsgrad der Maschine herabsetzen.

Dieser Mangel soll durch die vorliegende Erfindung behoben werden. Die Erfindung besteht darin, daß die Turbine unmittelbar

ao an dem Verbrennungsraum angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wirken also die Verbrennungsgase bei Öffnen des Ventils unmittelbar auf die Turbinenbeschaufelung ein. Vorteilhaft bildet ein Teil des Turbinengehäuses den Zylinderkopf der Kolbenmaschine, so daß sich eine gedrängte und einfache Anordnung der ganzen Maschine ergibt. Sollen mehrzylindrige Kolbenmaschinen verwandt werden, so wird die Turbinenwelle parallel zur Kurbelwelle gelagert und für jeden Zylinder eine besondere Turbinenbeschaufelung vorgesehen, die unmittelbar von dem zugehörigen Zylinder gespeist wird. Die Turbinenwelle wird bei Kolbenmaschinen mit stehenden Zylindern zweckmäßig unmittelbar über den Zylindern angeordnet, so daß das Turbinengehäuse gleichzeitig den Zylinderkopf bildet. Sinngemäß würde die Turbine unterhalb der Zylinder liegen, wenn es sich um eine Kolbenmaschine mit hängenden Zylindern handelt.

Besonders vorteilhaft läßt sich die unmittelbare Verbindung der Turbine mit dem Verbrennungsraum bei V-Motoren durchführen. In diesem Fall liegt die Turbine zwisehen den oberen Enden .der beiden Zylinderreihen.

Die Erfindung kann an Brennkraftkolbenmaschinen beliebiger Art verwendet werden, also sowohl an Zweitakt- als auch an Viertaktmaschinen und sowohl an gemischverdichtenden Maschinen (Verpuffungsmaschinen) als auch an luftverdichtenden Maschinen (Dieselmaschinen und Halbdieselmaschinen).

Die Turbine ist mit der Kurbelwelle durch ein dem Drehzahlverhältnis zwischen Turbine und Kolbenkraftmaschine entsprechendes Übersetzungsgetriebe verbunden. Infolge dieser zwangsläufigen Kupplung wird die Elastizität der Gesamtmaschine verbessert. In dem unteren Drehzahlbereich, in dem die Kolbenkraftmaschine zu erheblicher Leistungsab-

gäbe nicht fähig ist, bildet die Turbine eine große Unterstützung der Kolbenmaschine, besonders auch beim Anfahren.

Da die Turbine einen Teil der Gesamtleistung liefert, können bei gleicher Gesamtleistung die Zylinderbohrungen, Kolben, Schubstangen, Kurbelwelle und alle sonstigen Teile des dazugehörigen Triebwerkes der Kolbenmaschine schwächer ausgebildet werden. Da ferner der Läufer der Turbine mit der Kurbelwelle zwangsläufig gekuppelt bleibt, kann das Schwungrad verkleinert oder bei genügendem Massenträgheitsmoment des Läufers ganz fortgelassen werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einer Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine veranschaulicht, und zwar zeigt

Abb. ι eine Seitenansicht einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung,

Abb. 2 einen Schnitt nach Linie A-B der Abb. i,

Abb. 3 eine Draufsicht auf den Läufer der Turbine,

Abb. 4 einen Querschnitt durch einen V-Motor.

In der Zeichnung ist 1 die Brennkraftkolbenmaschine, über deren Verbrennungsraum 2 an Stelle des sonst üblichen Zylinderkopfes das Gehäuse 3 der Turbine angeordnet ist, in dem sich der Turbinenläufer 4 dreht. Jedem der Vierzylinder der Kolbenkraftmaschine 1 ist eine Beschaufelung 5 des Turbinenläufers 4 zugeordnet, und zwar derart, daß die durch einen Kanal 6 strömenden Verbrennungsgase unmittelbar unter Vermeidung längerer Rohrleitungen oder Kanäle die zugehörige Turbinenbeschaufelung 5 beaufschlagen. Die Kanäle 6 sind gleichzeitig als Leitapparat für die Verbrennungsgase ausgebildet, so daß Druck- und Wärmeverluste zwischen Verbrennungsraum und Turbine weitgehendst vermieden werden. In den Kanälen 6 sind Ventile, im dargestellten Fall Drehventile 7, angeordnet, die beim Arbeitshub des zugehörigen Kolbens die Kanäle 6 öffnen. Die in der Turbine entspannten Auspuffgase strömen durch Auspuffkammern 8 in die Auspuffleitung 9.

Die Ein- und Auslaßventile sind im dargestellten Fall gleichfalls als Drehventile ausgebildet, von denen das Einlaßventil 10 in Abb. 2 dargestellt ist. Die Ventile 10 sowie die mit ihnen auf der gleichen Welle angeordneten Auslaßventile einerseits und die Drehventile 7 andererseits erhalten im dargestellten Fall durch eine umlaufende Welle π einen gemeinsamen Antrieb.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine, bei welcher eine Kolbenkraftmaschine und eine Turbine in der Weise zusammenarbeiten, daß ein Teil der Verbrennungsgase der Kolbenkraftmaschine über gesteuerte, beim Beginn des Arbeitshubes des Kolbens sich öffnende \^rentile die Turbine beaufschlägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine unmittelbar an dem Verbrennungsraum der Kolbenmaschine angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Turbinengehäuses den Zylinderkopf der Kolbenmaschine bildet.

3. Brennkraftmaschine nach An-Spruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung, einer mehrzylindrigen Kolbenkraftmaschine der Läufer für jeden Zylinder mit einer gesonderten Beschaufelung versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen