DE545907C - Zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Zweitaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number
DE545907C
DE545907C DEC36386D DEC0036386D DE545907C DE 545907 C DE545907 C DE 545907C DE C36386 D DEC36386 D DE C36386D DE C0036386 D DEC0036386 D DE C0036386D DE 545907 C DE545907 C DE 545907C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
pressure
compressor
turbine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEC36386D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CURTIS GAS ENGINE CORP
Original Assignee
CURTIS GAS ENGINE CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CURTIS GAS ENGINE CORP filed Critical CURTIS GAS ENGINE CORP
Application granted granted Critical
Publication of DE545907C publication Critical patent/DE545907C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2700/00Measures relating to the combustion process without indication of the kind of fuel or with more than one fuel
    • F02B2700/03Two stroke engines
    • F02B2700/034Two stroke engines with measures for charging, increasing the power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2720/00Engines with liquid fuel
    • F02B2720/23Two stroke engines
    • F02B2720/233Two stroke engines with measures for charging, increasing the power
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

  • Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Zweitaktbrennmaschine mit zweistufiger Vorverdichtung der Luft für Spülung oder Ladung des oder der Arbeitszylinder.
  • Die wissenschaftliche Untersuchung der Überleitung der Abgase von der Brennkraftznaschine durch einen Aufnehmer hindurch in eine zweite Kraftmaschine (Expansionsmaschine), welche die zum Verdichten der Spül- und Verbrennungsluft erforderliche Arbeit liefert, hat ergeben, daß die Leistung dieser Hilfsmaschine nicht ausreicht, um die erforderliche Verdichtungsarbeit zu erzielen. Man muß daher die in den Abgasen enthaltene Energie in irgendeiner Weise ergänzen. Dies ist besonders dann erforderlich, wenn die Maschine nicht mit voller Belastung läuft. Die Erfindung besteht darin, daß die Luft nacheinander in zwei Verdichtern vorverdichtet wird, von denen einer die zum Vorverdichten erforderliche Arbeit von der mit den Abgasen des Arbeitszylinders betriebenen Expansionsmaschine enthält, während der an der aufzuwendenden Verdichtungsarbeit noch fehlende Teil dem zweiten Verdichter von einer anderen Kraftquelle, nämlich der Maschinenwelle oder einer besonderen Kraftquelle, zugeführt wird. Die Zeichnungen veranschaulichen zwei Ausführungsbeispiele von Anlagen gemäß der Erfindung.
  • Abb. i ist ein Grundriß der einen Anlage, Abb. z ein AufriB dieser Anlage, zum Teil in Ansicht, zum Teil im Schnitt. Abb. 3 und 4 sind Einzeldarstellungen der Steuereinrichtungen für die Bewegung der Abgase durch die Turbinendüsen, und zwar ist Abb. 3 ein Ouerschnitt und Abb. q. eine Rückansicht dieser Steuervorrichtung. Die Diagramme in Abb. 5 beziehen sich auf die Arbeitsvorgänge im Innern der Anlage. Abb. 6 stellt eine zweite Anlage dar.
  • In dem in Abb. i bis q. dargestellten. Ausführungsbeispiel sind mit den Zylindern e der Brennkraftmaschine E zwei Verdichter Cl und C2 verbunden. Der Verdichter C,. ist ein Schleudergebläse mit hoher Drehzahl, das auf der Welle io einer Turbine T angeordnet ist, welche durch die in den Zylindern e nur teilweise gedehnten Abgase der Brennkraftmaschine betrieben wird. Diese Abgase strömen der Turbine T unter einem Druck zu, der wesentlich über atmosphärischem Druck liegt. Der zweite Verdichter C2 ist ein Kolbenverdichter mit zwei doppelt wirkenden Zylindern 12 und 13, die übereinander angeordnet sind. Die Kolben 15 und 16 werden durch eine auf der Kraftmaschinenwelle 1 g angeordnete Kurbel 18 angetrieben. Sie besitzt daher dieselbe Drehzahl wie die Brennkraftmaschine.
  • BeiZweitaktbrennkraftmaschinen, bei denen die Ein- und Auslaßkanäle 21 und 22 durch den Kolben gesteuert werden, findet infolge des Kanalwiderstandes ein erheblicher Druckabfall von dem Druck der zugeführten Luft bis zu dem annähernd gleichbleibenden Druck des der Turbine zuströmenden Gases statt. Dieser Druckabfall beträgt beispielsweise bei schnellaufenden Maschinen o,28 kg/cm'. Wenn mit anderen Worten der Überdruck der der Turbine zuströmenden Gase i,27 kg/cm2 beträgt, so beträgt der Überdruck im Luftaufnehmer R etwa 1,55 kg/cm2. Der Druck in einem Zylinder e beim Spülen des letzteren liegt etwa in der Mitte zwischen diesen beiden Drück Wenn die Turbine T das Gas unter einem Überdruck von 1,27 kg/cm2 und bei einer Temperatur von q.25° C aus einem Gasaufnehmer M zugeführt erhält und dieses Gas bis auf Ätmosphärendruck ausnutzt, so kann bei Verwendung einer wirtschaftlich arbeitenden Turbine und eines guten Schleudergebläses genügend Energie aus dem Gase äewonnen werden, um die richtige Spül- und Ladeluftmenge auf einen Überdruck von 0,98 kg/cm2 zu verdichten. Der Verdichter C, ist ein mehrstufiger Verdichter mit Zwischenkühlung, und er drückt Luft unter einem Überdruck von o,98 kg/cm' in einen Kühler K, wo die Dichte der Luft weiter erhöht wird, ehe diese durch ein Rohr P,. dem zweiten Verdichter C2 zugeführt wird, in dem die Verdichtung der Luft bis auf 1,55 kg/cm2 Überdruck fortgesetzt wird.
  • Bei der neuen Anordnung werden also die Abgase der Brennkraftmaschine einem Turbogebläse T, C, zugeführt, welches die Spül- und Ladeluft soweit als möglich verdichtet, und außerdem ist ein zweiter Verdichter, nämlich der Kolbenverdichter C2, vorgesehen, durch den die Energie der Abgase so weit ergänzt wird, wie zur Verdichtung der Luft auf die zum Spülen und Füllen der Zylinder e erforderliche Spannung notwendig ist. Die Größe dieser-zusätzlichen Verdichtungsarbeit, die der Maschinenwelle 1g entnommen wird, ist selbsttätig veränderlich und richtet sich nach den Schwankungen der von der Turbine T geleisteten Arbeit. Der Druck in dem Luftaufnehmer R bleibt nahezu gleich, selbst wenn die Arbeitsleistung des Turbinenverdichters T, C, sich innerhalb weiter Grenzen ändert. Wenn man das Einlaßventi125 des Kolbengebläses G vorübergehend nach der Außenluft hin öffnet, so liefert der Verdichter der Brennkraftmaschine die Spül- und Ladeluft unter einem Druck und einer Temperatur, die zum Zünden des Gemisches in den Arbeitszylindern e ausreichen.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel findet ein Verdichter mit hin und her gehenden Kolben Verwendung, der unmittelbar an die Kraftmaschinenwelle 1g angeschlossen ist. Die Zu- und Abströmung der Luft zu den Zylindern des Verdichters C2 wird durch die üblichen selbsttätigen Ventile gesteuert. Der Druck in dem mit dem Verdichter verbundenen Druckbehälter R wird in der im folgenden beschriebenen Weise annähernd auf gleicher Höhe gehalten. Der Überdruck beträgt im vorliegenden Falle etwa 455 kg/cm'. Der Druck in den Arbeitszylindern e während des Spülens beträgt annähernd 1,41 kg/cm', und der Überdruck in dein der Turbine vorgelagerten Gasaufnehmer 11l ist 1,27 kg/cm2. Die Luft wird durch die zweite Verdichtung in dem Verdichter C2 wieder erwärmt. Sie strömt durch ein Rohr P2 dem Aufnehmer R zu und kann diesem als Spül- und Verbrennungsluft entnommen und den Zylindern e zugeführt werden.
  • Die Möglichkeit, daß der Druck der dem ersten Verdichter C, entnommenen Luft etwas höher oder niedriger sein kann, als dem ursprünglichen Entwurf entspricht, braucht bei der Anordnung des zweiten Verdichters C2 nicht berücksichtigt zu werden. Dieser zweite Verdichter C2 liefert die Luft fortgesetzt nahezu unter dem Druck von 1,55 kglcm2, und da die Ventile selbsttätig gesteuert werden, so ist die Arbeit in bezug auf den Verdichtungsdruck immer befriedigend. Die Veränderung betrifft lediglich die Menge der geförderten Luft und die durch den zweiten Verdichter C2 aufgenommene Arbeitsleistung. Beispielsweise würde ein Druckabfall der dem ersten Verdichter Cl entnommenen Luft auf 0,84 kg/cm' das Gewicht der verdichteten Luft herabsetzen und dadurch die für den zweiten Verdichter G erforderliche Energie etwas erhöhen. Eine Erhöhung dieses Druckes über o,98 kg[cm2 heraus würde die umgekehrte Wirkung haben. Die folgende Beschreibung wird zeigen, daß der Betrieb der Brennkraftmaschine E durch eine solche Veränderung der Menge der zuströmenden Luft nicht wesentlich beeinflußt wird. Man muß nur dafür Sorge tragen, daß der gewünschte Druck von o,98 kg/cm2 bei einer Luftmenge erreicht wird, die etwas über dem Mindestbedarf an Spül- und Verbrennungsluft liegt.
  • Die Verdichtung der Luft in zwei getrennten Stufen gibt also die Möglichkeit, alle in den Abgasen noch enthaltene Energie auszunutzen und selbsttätig die noch fehlende, für die Luftverdichtung erforderliche Energie der Maschinenwelle 1g zu entnehmen. Die An- Lage zeichnet sich daher durch große Anpassungsfähigkeit aus, wodurch ein gleichförmiger Betrieb der Arbeitsmaschine gesichert wird.
  • In der Turbine T wird das Gas durch mehrere Düsen n gegen die Turbinenschaufel gerichtet. Einige oder alle Düsen ya werden durch Ventile 3o gesteuert, die selbsttätig oder von Hand bedient werden. Die Dehnung wird bis auf atmosphärische Spannung durchgeführt, worauf das Gas ausströmt.
  • Die Steuerung der Turbinendüsen n gibt die Möglichkeit, den erforderlichen Betriebsdruck für die Maschine E zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Durch öffnen oder Schließen eines Ventils 30 wird der Druck im Gasaufnehmer M erniedrigt oder erhöht. Auf diese Weise kann man einen Druck von 1,27 kg `cm= im Aufnehmer M aufrechterhalten. Infolgedessen erhält sich auch der Druck im Luftaufnehmer R auf der Höhe, der für die Arbeitszylinder e erforderlich ist. Zum Regeln des Turboverdichters ist eine besondere Einrichtung nicht erforderlich. Die Geschwindigkeit der Turbine T steigt bis zu einem Punkte, in dem die vom Verdichter C, aufgenommene Arbeitsleistung der Leistung der Turbine gleich ist.
  • Die Verdichtung der Luft in zwei getrennten Stufen ermöglicht eine bedeutende Überlastung der Maschine E ohne unzulässige Erniedrigung des Wirkungsgrades. Durch Schließen von Turbinendüsen za kann der Druck im Luftaufnehmer R bis auf etwa 2,11 kgj'cm' gesteigert werden. Jeder Maschinenzylinder e erhält dann ein größeres Gewicht an Luft, so daß eine größere Brennstoffmenge verbrannt und demgemäß die Arbeitsleistung gesteigert werden kann. Da die Turbine T nun mit Gas von höherer Spannung gespeist wird. so entwickelt sie eine höhere Leistung, so daß der Verdichter Cl die erforclerliche höhere Luftmenge liefern kann.
  • In ähnlicher Weise kann die Leistung der Maschine E bedeutend herabgesetzt werden. Durch öffnen weiterer Düsen ii wird der Luftdruck im Aufnehmer R herabgesetzt. Die Maschine E gibt dann die verminderte Leistung mit gutem Wirkungsgrade ab. Ein Versuch, den bei Vollbelastung im Luftaufnehmer enthaltenen Druck bei geringer Belastung beizubehalten, würde dazu führen, daß die Abgase kühl würden und zu wenig Energie abgeben könnten. Auch würde der Kolbenverdichter C., übermäßig beansprucht werden.
  • Das Anlassen der Maschine erfolgt in der bei gewöhnlichen Zweitaktverbrennungskraftmaschinen üblichen Weise, und zwar kann die Maschine durch Druckluft oder auf elektrischem Wege angelassen werden. Wenn der Verdichter C2 aus der freien Luft ansaugt, so liefert er genügend Luft zum Spülen und zum Füllen des Zylinders unter einem Druck und bei einer Temperatur, die für das Zünden ausreichen. Daher wird die Maschine ähnlich wie eine gewöhnliche Z«-eitaktverbrennungskraftmaschine angelassen, ehe der Turboverdichter T, Cl angelassen wird. Während dieses Zeitabschnittes strömt die Luft durch ein Ventil 25 ein, das später geschlossen wird. Die Düsen w bilden eine Drossel im Auspuff, durch die der Druck allmählich gesteigert werden kann, so daß die Turbine T und der Verdichter C, allmählich eingeschaltet werden. Wird nun das Ventil a5 geschlossen, so steigt der Druck in den Druckleitungen allmählich bis auf das dem gewöhnlichen Betrieb entsprechende Maß.
  • Ebenso wie die Maschine E ohne Hilfe des Turboverdichters T, Cl angelassen werdenkann, kann sie im Notfalle auch ohne diesen Verdichter arbeiten. Dieser wichtige Vorteil ist die Folge der Verbundanordnung der beiden Verdichter. Wenn die Ventile 25 und 35 nach der Außenluft hin geöffnet werden, so läuft die Maschine beständig wie eine gewöhnliche Zweitaktv2rbrennungskraftmaschine. In diesem Falle kann die volle Leistung der Maschine nicht erreicht werden. Bei gewöhnlichen Verbrennungskraftmaschinen werden etwa 30 °/o des Heizwertes des Brennstoffs als Leistung gewonnen, etwa 30 °/o gehen durch Wärmeleitung durch die Zylinderwandungen hindurch verloren, und etwa 30 °/p gehen mit den Abgasen verloren. Es bestehen also zwei wesentliche Verlustquellen. Die Abgasturbine T ist ein Beispiel für eine Einrichtung, durch die die in den Abgasen enthaltene Wärme ausgenutzt wird. Indessen kann man auch die durch die Zylinderwandungen durch Leitung und Strahlung verlorengehende Wärme in der Hilfsmaschine wiedergewinnen. Beispielsweise kann man das im Zylindermantel umlaufende Kühlwasser durch die Hitze der Abgase verdampfen und den so gewonnenen Dampf zum Antrieb der Hilfsmaschine (Expansionsmaschine) benutzen. Der Zweck des von der Maschinenwelle 1g aus angetriebenen Verdichters C2 ist der, die aus den Abgasen oder aus dem Kühlwasser gelieferte Energie zu ergänzen. Man kann aber den Verdichter auch durch eine von der Verbrennungskraftmaschine unabhängige Kraftquelle antreiben (Abb. 6).
  • Wenn ferner zwei oder mehrere Verbrennungskraftmaschinen zu einer Anlage vereinigt sind,.wie es beispielsweise bei Doppelschraubenschiffen der Fall ist, kann ein Verdichter C, auf jeder Maschinenwelle angeordnet werden, und die Druckluft kann aus beiden Verdichtern einem gemeinschaftlichen, an beide Maschinen angeschlossenen Aufnehmer zugeführt werden. In entsprechender Weise kann man die Abgase beider Maschinen in einer Turbine ausnutzen, anstatt eine Turbine für jede Maschine zu verwenden. Der Aufnehmer 31 für die Abgase kann in Fortfall kommen und durch eine andere geeignete Vorrichtung zur Übermittlung der Abgase zur Turbine ersetzt werden.
  • Die Arbeitsvorgänge der neuen Anlage werden durch die Diagramme (Abb. 5) erläutert. Das Diagramm A zeigt den Kreislauf eines Zylinders e bei der üblichen Belastung; die Diagramme D zeigen in größerem Ordinatenmaßstab die entsprechenden Arbeitsvorgänge der Turbine.
  • Das Diagramm A ist demjenigen einer gewöhnlichen Dieselmaschine ähnlich. Jedoch liegt der Spüldruck p3 erheblich oberhalb der Atmosphärenlinie, und auch der Höchstdruck p;, ist erheblich höher als bei gewöhnlichen Dieselmaschinen.
  • Das Diagramm B zeigt den Kreislauf eines Arbeitszylinders e bei Überlastung. Die Drucke sind imVergleich zu dem DiagrammA erhöht, und zwar ist der Höchstdruck p,' in demselben Maße gestiegen wie der Spüldruck p3.
  • Das Diagramm C zeigt den Kreislauf des Zylinders e bei geringerer Belastung. Der Druck liegt tiefer als im Diagramm A, und zwar ist der Druck der Spülluft und der Höchstdruck in entsprechendem Maße vermindert.
  • Die Diagramme des Gebläses, welche den Diagrammen B und C entsprechen, sind nicht dargestellt. Sie sind den dargestellten Diagrammen ähnlich, nur ist der Druck niedriger bzw. höher.
  • Das Diagramm C, zeigt die theoretische Arbeit, die durch den umlaufenden Verdichter C, geleistet wird, um eine gegebene Luftmenge von atmosphärischem Druck auf die Spannung p, zu bringen. Die Verdichtungsarbeit ist in der üblichen Weise im Diagramm dargestellt. Selbstverständlich ist ein wirkliches Indikatordiagramm der umlaufenden Maschine nicht vorhanden.
  • Bei dem Druck p, strömt die Luft durch den Kühler K. Infolgedessen wird ihr Volumen vor Eintritt in das Kolbengebläse C, verringert. Das Indikatordiagramm des letzteren ist das Diagramm C, , Dieses Diagramm zeigt ein wirkliches Indikatordiagramm. Nur ist beim Aufzeichnen die geringfügige Wirkung des schädlichen Raumes unberücksichtigt gelassen. Durch den Verdichter C2 wird der Druck von p, auf erhöht. Mit diesem Druck strömt die Luft dem Aufnehmer R zu, aus dem die Spülluft entnommen wird. Damit die Luft durch die Kanäle der Zylinder e zuströmt, ist ein Druck erforderlich, der im Diagrämm D durch den Abfall von p., auf p4 wiedergegeben ist. Die Zylinder werden also bei einem mittleren Zwischendruck gespült und geladen.
  • Das daraus entstehende Diagramm eines Zylinders e ist das Diagramm A. Anschließend an den erhöhten Druck p3 erfolgt die Verdichtung, Verbrennung und Dehnung in der üblichen Weise. Indessen liegen die Drucke höher als gewöhnlich, in dem Maße, wie der Druck p3 höher liegt als der Atmosphärendruck.
  • Wenn die verbrannten Gase aus dem Arbeitszylinder e ausströmen, so gelangen sie zusammen mit dem Überschuß an Spülluft unter einem Druck p4 zum Auspuff. Dieser Druck herrscht im Auslaß M und in den Kanälen, die zu den Düsen der Turbine T führen.
  • Die Arbeit, die theoretisch in der Turbine zur Verfügung steht, ist durch das Diagramm T wiedergegeben. Diese Arbeit ist eine Funktion des Druckes p, und der Temperatur der Gase in den Düsen n. Diese Temperatur ist etwa die gleiche, wie sie im Auspuff gewöhnlicherZweitaktverbrennungskraftmaschinen herrscht.
  • Wenn man bedenkt, daß die Turbine T und der Verdichter Cl eine Einheit bilden, so wird ersichtlich, daß die von der einen Maschine abgegebene Energie der von der anderen Maschine aufgenommenen Energie entsprechen muß. Die tatsächliche Leistung der Turbine T ist entsprechend dem Wirkungsgrade geringer als die Fläche des Diagramms T. Andererseits nimmt der Vgrdichter C, infolge der gewöhnlichen Verluste eine größere Leistung auf, als der Theorie entspricht. Aber die wirkliche Leistung der Turbine und die von dem zugehörigen Verdichter C, aufgenommene Leistung sind gleich, und die theoretische Leistung der Turbine muß in einem feststehenden Verhältnis zu der theoretischen, vom Verdichter Cl aufgenommenen Energie stehen, welches sich aus den beidenWirkungsgraden ergibt. Man kann also sagen, daß die Gase sich von dem Druck p4 bis auf Atmosphärendruck ausdehnen und so eine Arbeit leisten, welche gerade ausreicht, um den Verdichter C,_ zu betreiben. Diese Gleichung ist das Prüfungsmittel für den Betrieb der Maschine. Die Dehnung in der Turbine T bis auf die atmosphärische Spannung vollendet den Kreislauf des Arbeitsmittels.
  • Da der Turboverdichter T, C, ein geschlossenes Ganzes bildet, welches hinsichtlich der aufgenommenen und abgegebenen Energie im Gleichgewicht ist, so gibt dieses Ganze weder Arbeit an die Hauptmaschine ab, noch entzieht es ihr die Arbeit. Daher ist die indizierte Leistung der Kraftmaschinenanlage die indizierte Leistung der Arbeitszylinder e, vermindert um die Fläche C., ebenso wie bei einer gewöhnlichen Zweitaktverbrennungskraftmaschine. Die für Nutzarbeit zur Verfügung stehende Leistung ist die indizierte Leistung, vermindert um die Reibungsverluste.
  • Im vorstehenden ist der Zustand jedes Teiles der Anlage bei gewöhnlichem Betrieb erläutert. Die Überlegung wird zeigen, daß bei richtiger Wahl der Abmessungen der regelmäßige Zustand sich von selbst einstellt und bestehen bleibt. Außerdem regelt er sich selbsttätig bei einer .Veränderung der Belastung.
  • Der Verdichter C., besteht aus einem Kolbengebläse, das nahezu gleichbleibende Luftmenge fördert, deren Gewicht proportional der Dichte der zuströmenden Luft ist.
  • Zu der von dem Kolbengebläse C, gelieferten Luft kommt eine Wärmemenge, die sich aus der Verbrennung des Brennstoffs ergibt. Diese Wärmemenge ist ein gewisser Bruchteil der gesamten Verbrennungswärme. Wenn diese feststehende Wärmemenge zu einem kleinen Luftgewicht kommt, so ist die Temperatur im Auspuff hoch; kommt sie zu einem größeren Luftgewicht, so fällt die Auspufftemperatur.
  • Die Düsen n bilden eine Drossel für die Bewegung der Gase, vermöge deren bei einer gegebenen Auspufftemperatur ein bestimmter Druck erreicht werden muß, damit die gesamte Gasmenge durch die öffnungen hindurchgetrieben wird. Die Leistung der Turbine steigt bei einer Zunahme des Gewichtes, des Druckes oder der Temperatur der heißen, den Düsen zuströmenden Gase.
  • Es werde angenommen, daß der Druck p, klein ist, beispielsweise nicht weit über Atmosphärendruck. Die Pumpe C, liefert nun Luft geringer Dichte. also ein geringes Luftgewicht.
  • Wird aber eine normale Brennstoffmenge verbrannt, so erhält man eine sehr hohe Abgastemperatur. Infolgedessen steigt die Leistung der Turbine T sowie die Geschwindigkeit des umlaufenden Gebläses.
  • Diese Steigerung der Geschwindigkeit hat zur Folge, daß in dem Gebläse C, mehr Luft auf einen höheren Druck p, verdichtet wird. Das zweite Gebläse C_ wird gleichfalls mehr Luft fördern, und die Abgastemperatur sinkt.
  • Solange aber die Abgastemperatur ein bestimmtes Maß übersteigt, nimmt die Geschwindigkeit des umlaufenden Gebläses zu.
  • Der Gleichgewichtszustand wird erreicht, wenn die Leistung der Turbine T gleich der von dem Verdichter Cl aufgenommenen Energie ist. Die Wahl der Abmessungen, die die gewünschten Drucke und Temperaturen ergeben, ist eine Frage des Entwurfs, und alle Teile des Kreislaufes unterliegen bekannten Gesetzen, und der Gleichgewichtszustand läßt sich rechnerisch ermitteln.
  • Die Wirkungsweise des Gebläses C, ist schon oben auseinandergesetzt. Die Drucke, zwischen denen das Gebläse arbeiten muß, sind durch die Grenzen p, und p4 und durch den Überdruck festgelegt, der erforderlich ist, um die Luft durch die Zylinderkanäle zu treiben. Da die Maschine zweckmäßig mit gesteuerten Ventilen ausgestattet ist, paßt sie sich leicht den Druckschwankungen an. Der indizierte Kraftverbrauch läßt sich, wie das Diagramm C2 zeigt, gleichfalls für bestimmte Bedingungen rechnerisch bestimmen.
  • Eine Änderung der Belastung der Maschine hat eine Steigerung oder Verminderung der auf das Arbeitsmittel zu übertragenden Wärme zur Folge. Steigt die Belastung, so steigt die Geschwindigkeit des Turboverdichters T, Cl bis zu einem Gleichgewicht bei höherem Druck, wie im vorstehenden bereits auseinandergesetzt ist. Fällt die Belastung, so sinkt die Geschwindigkeit des Gebläses T, C, auf einen Gleichgewichtszustand bei niedrigerem Druck.
  • Die Arbeitszylinder e sprechen auf Veränderungen im Spüldruck p3 an. Jeder Zylinder hat einen bestimmten schädlichen Raum. Infolgedessen ist der Verdichtungsdruck p., proportional dem Druck p3. Die Diagramme B und C erläutern die Verhältnisse bei Überlastung und geringer Belastung. Wenn bei stärkerer Belastung das Brennstoffgewicht steigt, so wird dem Zylinder ein größeres Luftgewicht zugeführt und umgekehrt.

Claims (1)

  1. PATrNTANSPRUCH: Zweitaktbrennkraftmaschine mit zweistufiger Vorv erdichtung der Luft für Spülung und Ladung des oder der Arbeitszylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft nacheinander in zwei Verdichtern vorverdichtet wird, von denen einer die zum Vorverdichten erforderliche Arbeit von einer mit den Abgasen des Arbeitszylinders betriebenen Expansionsmaschine erhält, während der an der aufzuwendenden Verdichtungsarbeit noch fehlende Teil zum zweiten Verdichter von einer anderen Kraftquelle, nämlich der Maschinenwelle oder einer besonderen Kraftquelle, zugeführt wird.
DEC36386D 1924-12-02 1925-03-18 Zweitaktbrennkraftmaschine Expired DE545907C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US244032XA 1924-12-02 1924-12-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE545907C true DE545907C (de) 1932-03-07

Family

ID=21820407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC36386D Expired DE545907C (de) 1924-12-02 1925-03-18 Zweitaktbrennkraftmaschine

Country Status (5)

Country Link
CH (1) CH115187A (de)
DE (1) DE545907C (de)
DK (1) DK37245C (de)
FR (1) FR613998A (de)
GB (1) GB244032A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1049152B (de) * 1951-01-24 1959-01-22 William Doxford & Sons Ltd Zweitaktbrennkraftmaschine
DE1079890B (de) * 1953-11-19 1960-04-14 Wilhelm Glamann Dr Ing Brennkraftmaschine mit Aufladung
DE1116942B (de) * 1952-11-11 1961-11-09 British Internal Comb Engine R Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2540991A (en) * 1942-03-06 1951-02-06 Lockheed Aircraft Corp Gas reaction aircraft power plant
DE745369C (de) * 1942-07-04 1944-03-16 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Diesellokomotive
US2444456A (en) * 1943-08-19 1948-07-06 Jarvis C Marble Supercharging system for internal-combustion engines
US2551307A (en) * 1944-10-14 1951-05-01 Frank B Yingling Turbocharged two-cycle engine with liquid cooled exhaust ducts
US2873574A (en) * 1956-05-16 1959-02-17 Clara M Long Combination hot air and internal combustion engine
JPS6014172B2 (ja) * 1980-06-25 1985-04-11 本田技研工業株式会社 エンジンの過給機装置
GB2118621B (en) * 1982-03-12 1986-04-03 Geoffrey Light Wilde Two stage i.c. engine supercharging

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1049152B (de) * 1951-01-24 1959-01-22 William Doxford & Sons Ltd Zweitaktbrennkraftmaschine
DE1116942B (de) * 1952-11-11 1961-11-09 British Internal Comb Engine R Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
DE1079890B (de) * 1953-11-19 1960-04-14 Wilhelm Glamann Dr Ing Brennkraftmaschine mit Aufladung

Also Published As

Publication number Publication date
CH115187A (fr) 1926-06-16
FR613998A (fr) 1926-12-03
DK37245C (da) 1927-03-14
GB244032A (en) 1926-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69216405T2 (de) Energieanlage mit komprimiertem luftspeicher
DE545907C (de) Zweitaktbrennkraftmaschine
DE2617708A1 (de) Antriebsanlage mit einem mit vorverdichtung gespeisten verbrennungsmotor
DE1403953A1 (de) Kolbenverdichter
DE665955C (de) Hilfsantrieb fuer durch Abgasturbinen angetriebene Kreiselgeblaese, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen
DE717195C (de) Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung des Treibmittels
DE4123208A1 (de) Verdichteranlage
DE687277C (de) Brennkraftverdichter mit Freiflugkolben
DE632524C (de) Flugkolben-Treibgaserzeuger
DE2732315A1 (de) Verbrennungsmotor, insbesondere zweitaktmotor
DE859240C (de) Regelung von Kraftanlagen mit einem Flugkolbentreibdruckgaserzeuger und einer von diesen Gasen angetriebenen Maschine, insbesondere einer Turbine
DE60113994T2 (de) Brennkraftmaschine ohne auswendige Kühlung - Verbrennungsmotor ohne äußerliches Kühlsystem
DE533024C (de) Im Viertakt arbeitender Treibmittelerzeuger mit Drucklufterzeugung
DE454107C (de) Arbeitsverfahren fuer Viertakt-Brennkraftmaschinen mit Vorverdichtung der Ladung durch Abgasturbinen
DE751098C (de) Steuerung zur Ladungsregelung von Viertaktbrennkraftmaschinen mit Spuelung und Aufladung
DE627455C (de) Kraftmaschinenanlage, welche ausser einer Freiflugkolben-Brennkraftmaschine noch eine mit einer Kurbelwelle versehene Brennkraftmaschine aufweist
DE861485C (de) Verfahren zum Betrieb von Gaserzeugeranlagen, die unter erhoehtem Druck und mit Ausnutzung der Nutzgasenthalpie zur Verdichtung der Vergasungsluft arbeiten
DE947031C (de) Vorzugsweise mit Freiflugkolben arbeitender Treibgaserzeuger
DE909869C (de) Flugkolben-Brennkraftverdichter
DE941235C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Zweitakt-brennkraftmaschinen mit Aufladung
DE915517C (de) Gasturbinenanlage
DE425074C (de) Arbeitsverfahren fuer Zwei- oder Viertakt-Explosionskraftmaschinen
DE955009C (de) Verfarhen und Vorrichtung zur Aufladung und Regelung von Freikolben-Brennkraft-Luftverdichtermaschinen mit unveraenderlichem Kolbenhub
DE1195555B (de) Brennkraftmaschinenanlage mit mehreren luftseitig und gasseitig zusammengeschaltetenAbgasturboladergruppen
CH174423A (de) Flugkolbenmaschinenanlage.