DE569064C - Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine mit zwei oder mehr Abgasturbinen - Google Patents

Description

• Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine mit zwei oder mehr Abgasturbinen Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung und Verteilung. von Abgasrohren bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturbinen. Es ist bekannt, die Abgase einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zwei verschiedenen Turbinen zuzuführen, wobei die Zusammenfassung der Verbrennungszylinder zu den Sammelrohren symmetrisch ist und auch in die einzelnen Turbinen die gleiche Zahl von Verbrennungszylindern auspuffen. Demgegenüber bezieht sich die vorliegende Erfindung darauf, daß für eine Brennkraftmaschine zwei oder mehr Abgasturbinen angeordnet sind, wobei die Abgase aller Verbrennungszylinder in Sammelrohre auspuffen, die in Abgasturbinen ausmünden, und zwar in solcher Verteilung der Abgassammelleitungen, daß nur Zylinder, deren Zündfolgen um mindestens 12o° Kurbelwinkel verschieden sind, gemeinsam in eine Turbine auspuffen, und wobei auch bei gerader Anzahl Verbrennungszylinder in die eine der Turbinen mehr Zylinder auspuffen können als in eine andere. Durch diese Anordnung wird die Rohrleitungsführung wesentlich vereinfacht und an Isolationsstoffen, Ausdehnungsstücken u. dgl. gespart, und es brauchen nicht alle Turbinen mehrere Einlaßkammern aufzuweisen, wodurch deren Bauart vereinfacht wird. Dabei können die Abgasturbinen in der Mitte der Verbrennungskraftmaschine oder auf deren Stirnseiten angeordnet sein. Diese besondere Zusammenfassung der Verbrennungszylinder in die einzelnen Abgassammelleitungen zeitigt besondere Vorteile, wenn Verbrennungszylinder durch die eingeführte Luft gespült werden sollen. Bei einer Anlage von mehreren Brennkraftmaschinen können Verbrennungszylinder der einen Brennkraftmaschine in Turbinen einer andern auspuffen, so daß bei einer Anlage von mehreren vielzylindrigen Brennkraftmaschinen Abgasturbinen eingespart werden können.
• Ferner werden in den Abgasrohren zu den Abgasturbinen Druckschwankungen erzeugt, und die Verbrennungszylinder können gespült werden, wenn der Druck im Zylinder und in der Abgasleitung auf etwas unter die Größe des Druckes in der Luftleitung gesunken ist. Berechnungen und Versuche haben darauf geführt, daß bei Motoren, bei welchen mehrere Zylinder in die gleiche Turbine bzw. Turbinenkammer auspuffen, die Auspuffvorgänge sich dort in mindestens 12o° Kurbelwinkel folgen müssen. Andernfalls wird der Spülvorgang in einem der Zylinder durch den Auspuffvorgang eines andern Zylinders gestört. Auch bei Motoren ohne Spülung ist ein ungestörter Auspuffvorgang mit einer möglichst weitgehenden Drucksenkung von großem Vorteil. Die Verbrennungszylinder entleeren sich dann stärker von den Verbrennungsgasen, als wenn gegen das Ende des Ausputvorganges wegen des Auspuffens eines andern Zylinders der Gegendruck ansteigt. Bei kleinerem Gegendruck wird das Gewicht des im Verbrennungszylinder zurückbleibenden Gasrestes kleiner, die eintretende neue Ladung wird weniger erwärmt, so daß mehr Ladung eintritt. Für die Verbrennung steht somit eine größere Luftmenge zur Verfügung, so daß die Verhältnisse in der Verbrennungskraftmaschine wesentlich verbessert werden und dadurch eine höhere Leistung ermöglicht wird.
• Nach der vorliegenden Erfindung können die Turbinen ganz nahe an die Kraftmaschinen herangebracht werden, ohne daß deren Zugänglichkeit beeinträchtigt wird, so daß an Rohrleitung, Gewicht, Isolationsmaterial usw. erheblich gespart werden kann. Um Beschädigungen der Turbinen durch die Ausdehnung der Abgasrohre zu vermeiden, müssen besondere Rohrverbindungsstücke, die den Wärmedehnungen Folge geben können, in jedes gerade Rohrstück, also nach jeder Krümmung, eingebaut werden. .j e weniger Krümmungen also eine Rohrleitung aufzuweisen hat, um so weniger Ausdehnungsstücke müssen angebracht werden. Die Verwendung von einer Turbine für mehr als eine Kraftmaschine bei einer Mehrzahl von Kraftmaschinen hat beträchtliche Vorteile. Beispielsweise sind drei Abgasturbogebläse billiger und nehmen weniger Raum in Anspruch als deren vier, aber nur wenig kleinere. Ferner ist auch der Wirkungsgrad der größeren Abgasturbogebläse wesentlich besser als der der kleineren.
• In den Fig. i bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
• Fig. i stellt eine 12-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine im Aufriß und Fig. 2 im Grundriß dar.
• i bis 12 sind die Zylinder der Verbrennungskraftmaschine. 13 ist die auf der einen Maschinenseite angeordnete Abgasturbine, in welche die Zylinder 1, 2, 11 und 12 durch die Leitung 15 und die Zylinder 5, 6, 7 und 8 durch die Leitung 16 auspuffen. 14 ist die Abgasturbine, in welche die Zylinder 3, 4, g, to durch die Leitung 17 auspuffen.
• Fig.3 stellt das Kurbeldiagramm der Kurbelwelle einer Viertaktdieselmaschine nach den Fig. r und 2 dar. Nummern i bis 12 bedeuten die Kurbelstellungen der Verbrennungszylinder i bis 12.
• Die Turbinen 13 und 14 können zum Antrieb von Abgasturbogebläsen 20 und 21 verwendet werden, welche den Zylindern Aufladeluft zuführen. Sie könnten aber auch zu anderer Arbeitsleistung - Erzeugung elektrischer Energie usw. - herangezogen werden. Bei der Förderung von Aufladeluft könnten diese Gebläse diejenigen Zylinder speisen, von welchen sie ihre Abgase erhalten, wie dies durch die Leitungen 22 bzw. 23 in den Fig. i und 2 dargestellt ist. Oder diese Gebläse 20, 21 könnten in ein und dieselbe Leitung 24 fördern, von welcher aus sämtliche Zylinder mit Aufladeluft durch die Leitungen versorgt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine mit zwei oder mehr Abgasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Verbrennungszylinder in Sammelrohre auspuffen, die in Abgasturbinen ausmünden, und zwar in solcher Verteilung der Abgassammelleitungen, daß nur Zylinder, deren Zündfolgen um mindestens 12o° Kurbelwinkel verschieden sind, gemeinsam in eine Turbine auspuffen und auch bei gerader Anzahl Verbrennungszylinder in die eine der Turbinen mehr Zylinder auspuffen als in eine andere.
2. 2. Abgasrohrverbindung für mehrere mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß Verbrennungszylinder des einen Aggregates in eine oder mehrere Turbinen des andern Aggregates auspuffen.