DE643717C

DE643717C - Reversible internal combustion engine with a rotating supercharging fan driven by it

Info

Publication number: DE643717C
Application number: DEK140475D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Rohwer
Original assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Current assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Priority date: 1935-12-22
Filing date: 1935-12-22
Publication date: 1937-04-15

Description

Wenn ein umlaufendes Aufladegebläse an umsteuerbaren Brennkraftmaschinen vorgesehen und von diesen selbst angetrieben wird, so wechselt jeweils beim Umsteuern der Brennkraftmaschine auch die Drehrichtung des Gebläses. Die Anschlußstellen seiner Eintritts- und Austrittsseite müssen dann miteinander vertauscht werden. Statt dessen kann das Gebläse auch mittels einer besonderen Einrichtung unabhängig von dem Vorwärtsoder Rückwärtsgang der Maschine immer in der gleichen Drehrichtung angetrieben werden. Dadurch werden die Herstellungskosten der Maschine entsprechend erhöht. Außerdem ist es aber mit Rücksicht darauf, daß die durch ein solches Gebläse bewirkte Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine nur für den Vorwärtsgang derselben erforderlich ist, überhaupt unwirtschaftlich, die Antriebsleistung für ein oder sogar mehrere mitarbeitende Gebläse auch beim Rückwärtsgang der Maschine aufzubringen. Deshalb ist ferner bereits vorgeschlagen worden, das Gebläse beim Rückwärtsgang der Brennkraftmaschine abzukuppeln. Eine zuverlässige Kupplung ist nun ebenfalls ein teurer Bauteil, der oft nur mit großen baulichen Schwierigkeiten unterzubringen ist und außerdem zusätzliche Reibungsverluste mit sich bringt.When a rotating supercharger is provided on reversible internal combustion engines and is driven by these themselves, the direction of rotation changes when the internal combustion engine is reversed of the fan. The connection points of its entry and exit side must then be with one another be swapped. Instead, the fan can also use a special Device can always be driven in the same direction of rotation regardless of the forward or reverse gear of the machine. This increases the manufacturing costs of the machine accordingly. aside from that but it is with regard to the fact that the increase in output brought about by such a fan the internal combustion engine is only required for the forward gear of the same, uneconomical at all, the drive power for one or even several assisting fans to be applied even when the machine is in reverse. Therefore has also already been proposed, the fan when reverse gear of the internal combustion engine uncouple. A reliable coupling is now also an expensive component that often only involves large structural Difficulties can be accommodated and also additional friction losses with it brings.

Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung zu schaffen, mit der einerseits die Brennkraftmaschine den Antrieb für das arbeitende Gebläse nur dann aufzubringen hat, wenn dessen Leistung gebraucht wird, anderseits aber auch die mit dem Abkuppeln des Gebläses verbundenen Nachteile vermieden werden. The aim of the invention is to create a device with which, on the one hand, the internal combustion engine has to provide the drive for the working fan only when its power is needed, on the other hand but also the disadvantages associated with uncoupling the fan can be avoided.

Auch für diese besondere Aufgabe liegt schon eine Lösung vor, welche darin besteht, daß an der Lufteinlaßleitung zwischen den Sauggliedern der Zylinder und dem Aufladegebläse nach der Außenluft führende selbsttätige Rückschlagventile von solchem Querschnitt angeordnet sind, daß durch diese während der Rückwärtsfahrt der Maschine aus dem Außenraum sowohl die von den Zylindern benötigte Verbrennungsluft als auch diejenige Luftmenge angesaugt werden kann, die von dem nun umgekehrt laufenden Aufladegebläse aus der Einlaßleitung entnommen und im Sinne eines bloßen Umwälzens dieser Luft in den Außenraum wieder ausgestoßen wird. Die Maschine selbst arbeitet bei Rückwärtsfahrt also ganz ohne Aufladung.There is already a solution for this particular task, which consists in that on the air inlet line between the suction members of the cylinder and the supercharger Automatic check valves of such a cross-section leading to the outside air are arranged that through this while the machine is reversing Both the combustion air required by the cylinders and the amount of air can be sucked into the outside space, taken from the inlet line by the supercharger, which is now running in reverse and expelled again in the sense of a mere circulation of this air into the outside space will. The machine itself works without charging when reversing.

Dieser Vorschlag bringt aber insofern keine brauchbare Lösung der Aufgabe, als bei derartigen selbsttätigen Klappen, die durch Unterdruckwirkung geöffnet und durch Federdruck geschlossen werden sollen, die GefahrHowever, this proposal does not provide a useful solution to the problem as such automatic flaps that are opened by negative pressure and by spring pressure should be closed, the danger

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Heinrich Rohwer in Kiel.Heinrich Rohwer in Kiel.

des Hängenbleibens zu unrichtiger Zeit bei geöffneter oder geschlossener Stellung vorhanden ist. Wenn aber diese Klappen z. B. bei Vorwärtsfahrt ungewollt offen bleiben,, SO^, fördert das Gebläse nichts, während bei Rüctes wärtsfahrt und versehentlich geschlossene^ Klappen ein Vakuum im Zylinder entsteht. Das bedeutet aber, daß im einen Falle das Gebläse völlig nutzlos ist, während im anderen Falle eine schwere Gefährdung der Betriebssicherheit der ganzen Maschine eintritt. Dazu kommt, daß der volumetrische Wirkungsgrad der Maschine bei Rückwärtsfahrt durch den in der Saugleitung· auftretenden Unterdruck beeinträchtigt wird, weil der Widerstand der Schließfedern an den Rückschlagklappen überwunden werden muß, wobei der in den Arbeitszylindern eintretende Luftmangel zu einem Qualmen der Maschine führen kann.of getting stuck at the wrong time in the open or closed position is. But if these flaps z. B. stay open unintentionally when driving forward ,, SO ^, the fan does not promote anything, while at the back upward movement and accidentally closed ^ flaps creates a vacuum in the cylinder. But this means that in one case the fan is completely useless, while in the other If there is a serious risk to the operational safety of the entire machine. In addition, the volumetric efficiency of the machine when driving backwards is caused by the Negative pressure is impaired because of the resistance of the closing springs on the check valves must be overcome, the lack of air occurring in the working cylinders leading to a smoke in the machine can lead.

Diese Nachteile sollen durch die Eründung vermieden und es soll durch sie eine umsteuerbare Brennkraftmaschine mit Aufladegebläse geschaffen werden, bei der im Gegensatz zu der bekannten Maschine bei Rückwärtsfahrt keine Verschlechterung des Wirkungsgrades eintritt und deren Betriebssicherheit bei Vor- und Rückwärtsfahrt mit gleicher Sicherheit gewährleistet ist.These disadvantages should be avoided by the establishment and it should be reversible through them Internal combustion engine with supercharger are created in which, in contrast to the known machine, when reversing there is no deterioration in the degree of efficiency and their operational reliability when driving forwards and backwards remains the same Security is guaranteed.

Die Erfindung besteht darin, daß ein von der Umsteuervorrichtung betätigter Drehschieber bei Rückwärtsfahrt die Verbindung zwischen der Außenluft einerseits und der Einlaßleitung bzw. der Saugseite des Gebläses anderseits freigibt.The invention consists in that a rotary valve operated by the reversing device when reversing the connection between the outside air on the one hand and the Inlet line or the suction side of the fan on the other hand releases.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung an dem Ausführungsbeispiel einer sechszylindrigen Dieselmaschine mit zwei Aufladegebläsen in drei Abbildungen dargestellt, von denen Abb. 1 und 2 den Querschnitt durch ein Gebläse mit anschließenden Kanälen in der Stellung für Vorwärts- bzw. Rückwärtsgang der Dieselmaschine veranschaulichen und Abb. 3 die Ansicht auf die Geblä^seite der Maschine zeigt.The object of the invention is based on the embodiment of a drawing six-cylinder diesel engine with two turbochargers shown in three figures, of which Fig. 1 and 2 show the cross section through a fan with adjoining ducts illustrate in the position for forward or reverse gear of the diesel engine and Fig. 3 shows the view of the fan side of the machine.

Die beiden Aufladegebläse« an sich bekannter Art, von denen jedes drei Arbeitszylinder b der Dieselmaschine mit vorverdichteter Luft versorgt, sind neben den Zylindern angeordnet. Jedes Gebläse besitzt zwei zusammenarbeitende Drehkolben C, d, die auf zwei mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Drehrichtung umlaufenden Wellen e,f angeordnet sind. Von diesen wird die untere für beide Gebläse gemeinsame Wellen an der einen Stirnseite der Maschine von der in Abb. 3 hinter dieser liegenden, nicht sichtbaren Steuerwelle aus angetrieben. Der Antrieb der oberen Welle/ erfolgt durch zwei an jedem Gebläse miteinander in Eingriff stehende Zahnräder g, h. The two supercharging fans of a known type, each of which supplies three working cylinders b of the diesel engine with pre-compressed air, are arranged next to the cylinders. Each fan has two cooperating rotary pistons C, d, which are arranged on two shafts e, f rotating at the same angular speed but in opposite directions of rotation. From these, the lower shaft common to both fans on one end of the machine is driven by the not visible control shaft located behind this in Fig. 3. The upper shaft / is driven by two gear wheels g, h which are in mesh with one another on each fan.

In einem Kanal/, der einerseits zwischen der Eintritts- und der Austrittsöffnung k, m des Gebläses und anderseits zwischen dem Saug-In a channel /, on the one hand between the inlet and outlet opening k, m of the fan and on the other hand between the suction

der Maschine und der zu den Einlaßtuen ο führenden Leitung/9 liegt, befindet ein Drehschieber q. Dieser ist auf einer die beiden Gebläse gemeinsamen Weller angeordnet, die über einen kurzen Kettentrieb s mit der Umsteuervorrichtung t verbunden ist.the machine and the line / 9 leading to the inlets ο, there is a rotary valve q. This is arranged on a shaft common to the two fans, which is connected to the reversing device t via a short chain drive s.

Abb. ι zeigt ein Aufladegebläse in seiner Stellung bei Vorwärtsfahrt der Dieselmaschine. Die Drehrichtung der Gebläsekolben entspricht dann den Pfeilen x¹, x², so daß k die Saugseite und m die Druckseite des Gebläses ist. Der Drehschieber q sperrt in diesem Falle den Kanal/ ab. Das Gebläse saugt also die Frischluft aus dem Kanal« an und fördert sie mit einem entsprechenden. Überdruck, der von seiner Drehzahl und damit von der Drehzahl der Dieselmaschine abhängig ist, durch die Leitung ρ zu einem Arbeitszylinder, dessen Einlaßventil ο gerade aufgesteuert ist. Wenn die Dieselmaschine von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt umgesteuert wird, ändert sich infolge des über die Steuerwelle von der Kurbelwelle abgenommenen Antriebes der Gebläse auch deren Drehrichtung. Die Drehkolben d, h laufen jetzt im Sinne der Pfeile j/¹,}»² um (Abb. 2); in diesem Falle ist m die Eintritts- und k die Austrittsseite des Gebläses. Da die Gebläseleistung aber beim Rückwärtsgang der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist und die Gebläse deshalb erfindungsgemäß leer mitlaufen sollen, müssen sie kurzgeschlossen werden. Zu diesem Zwecke wird der Drehschieber^ beim Umsteuern der Maschine aus seiner Stellung nach Abb. 1 in die Stellung nach Abb. 2 verdreht. Das erfolgt zwangsläufig mit der Betätigung der Umsteuervorrichtung t über den Kettentrieb s. In der Schieberstellung nach Abb. 2 stehen beide Gehäuseseiten k und m miteinander über den Kanal / in Verbindung, so daß keine Verdichtung der Luft im Gebläse stattfindet und die Drehkolben ohne irgendeinen Widerstand umlaufen. Gleichzeitig mit dem Kurzschließen des Gebläses wird durch das Verdrehen des Schiebers die Leitung/; ebenfalls über den Kanal/ mit dem Saugkanal η der Maschine verbunden, aus dem die Arbeitskolben bei geöffnetem Einlaßventile die Frischluft in den Zylinder saugen.Fig. Ι shows a supercharger in its position when the diesel engine is moving forward. The direction of rotation of the blower pistons then corresponds to the arrows x ¹ , x ² , so that k is the suction side and m is the pressure side of the blower. In this case, the rotary valve q blocks the channel /. The fan sucks in the fresh air from the duct «and conveys it with a corresponding one. Overpressure, which is dependent on its speed and thus on the speed of the diesel engine, through the line ρ to a working cylinder whose inlet valve ο is just opened. When the diesel engine is switched from forward to reverse, the direction of rotation of the fan also changes as a result of the fan drive being removed from the crankshaft via the control shaft. The rotary pistons d, h now rotate in the direction of the arrows j / ¹ ,} » ² (Fig. 2); in this case m is the inlet and k is the outlet side of the fan. However, since the blower power is not required when the internal combustion engine is in reverse and the blowers are therefore supposed to run empty according to the invention, they must be short-circuited. For this purpose, the rotary valve ^ is rotated when reversing the machine from its position according to Fig. 1 into the position according to Fig. 2. This necessarily takes place with the actuation of the reversing device T via the chain drive s. In the slide position according to Fig. 2 are both housing sides k and m each other via the channel / in conjunction, so that no compression of the air takes place in the blower and the rotary pistons without any resistance circulate. At the same time as the fan is short-circuited, the line /; also connected via the channel / with the suction channel η of the machine, from which the working pistons suck the fresh air into the cylinder when the inlet valves are open.

Mit der beschriebenen Einrichtung ist beim Rückwärtsgang der Dieselmaschine statt der nicht unerheblichen Antriebsleistung für die mitarbeitenden Gebläse nur eine sehr geringe Leistung für deren Leerlauf aufzuwenden. In den Gebläsen selbst treten dabei gar keine Reibungsverluste auf, da die DrehkolbenWith the device described, the diesel engine is instead of the reverse gear not inconsiderable drive power for the working fan only a very small To spend power for their idling. None of them occur in the fans themselves Frictional losses because the rotary piston

weder miteinander noch mit den Wandungen ihrer Gehäuse unmittelbar in Berührung kommen. Ein besonderer Vorteil einer derartigen Einrichtung ist ihre große Einfachheit und Betriebssicherheit.neither with each other nor with the walls of their housing directly in contact come. A particular advantage of such a device is its great simplicity and operational safety.

Claims

Claim:

Reversible internal combustion engine with a rotating supercharging fan driven by the crankshaft and firmly coupled to it, which runs along idle when the machine is reversing, in which case both the inlet line of the machine and the side of the fan connected to it, now acting as the suction side, are connected to the outside air characterized in that a rotary valve (q) actuated by the reversing device releases the connection between the outside air on the one hand and the inlet line or the suction side of the blower on the other hand when reversing.

1 sheet of drawings