DE833877C

DE833877C - Verfahren und Vorrichtung zur Erhoehung des volumetrischen Wirkungsgrades von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE833877C
Application number: DEL451A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Links
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1949-11-23
Filing date: 1949-11-23
Publication date: 1952-03-13

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades von Brennkraftmaschinen Brennkraftmaschinen, welche ohne Aufladung arbeiten, haben eine mit wachsender Drehzahl abnehmende Charakteristik des volumetrischen Wirkungsgrades. Sobald eine bestimmte Drehzahl überschritten ist, kann die Maschine infolge .derDrosselwiderstände nicht mehr genügend Luft ansaugen. um eine volle Füllung des Maschinenzylinders zu bewirken. Durch Verwendung von Aufladegebläsen, welche der Maschine vorgeschaltet sind und dieser die gesamte Ladeluft unter Überdruck zuführen, kann zwar dieser Nachteil beseitigt -,werden; doch bedingt ein solches Gebläse einen erheblichen baulichen Aufwand. Das Gebläse muß, auch bei hohen Drehzahlen, verhältnismäßig groß bemessen sein, so daß die Maschinenanlage baulich verhältnismäßig umfangreich, schwer und teuer wird. Eine solche Maschinenanlage mit Aufladegebläse läßt sich daher praktisch nur bei Maschinen anwenden, welche für besonders hohe Leistungen bestimmt sind und bei denen der Preis eine relativ untergeordnete Rolle spielt.
Die Erfindung bezweckt demgegenüber ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades von Brennkraftmaschinen, derart, daß der bauliche Aufwand und die zusätzlichen Kosten verhältnismäßig gering sind. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß im Nebenschluß zu der von der Maschine angesaugten Luft (bzw. einem angesaugten Gemisch od. dgl.) gleichzeitig Luft unter Druck in die Ansaugeleitung eingeführt wird. Das Gebläse braucht infolgedessen stets nur so viel Luft zu fördern, als es zur Aufrechterhaltung der vollen bzw. einer ausreichenden Füllung der Zylinder bei allen in Betracht kommenden Drehzahlen erforderlich ist. Die Hauptmenge der Luft wird jedoch nach wie vor von der Maschine selbst angesaugt.
Wie Versuche ergeben haben, werden bei. geeigneter Anordnung durch das Einführen von Druckluft in die Ansaugeleitung der Maschine die Ansau;gevorgänge in der Ansaugele'itung nicht gestört, da die Druckluft nicht, wie zunächst vermutet werden könnte, durch das offene Ansaugerohr nach außen abströmt, sondern gemeinsam mit der angesaugten Luft der Maschine zuströmt und dadurch die Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades ermöglicht.
Die vom Zusatzgebläse gelieferte Druckluft wird in die Ansaugeleitung zweckmäßig an einer Stelle eingeführt, an welcher ein relativ erhöhter Unterdruck herrscht, z. B. an einer in der Ansaugeleitung angeordneten Venturidüse oder unmittelbar 'hinter dieser.
Gleichzeitig mit der Zuführung der Druckluft kann an der Zuführungsstelle auch Brennstoff, z. B. durch Saugwirkung oder durch Druck, in die Ansaugeleitung eingeführt werden. Auch kann das Zusatzgebläse statt reiner Luft gegebenenfalls ein Brennstoff-Luft-Gemisch liefern. Zweckmäßig ist ferner an der Eintrittsstelle der Ansaugeleitung eine weitere Düse angeordnet.
Die Erfindung sei an Hand des 'nachfolgenden Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. i ein Schema derAnordnung für einenVierzylindermotor mit in das Ansaugerohr förderndem Zusatzgebläse, Fig. 2 eine etwas andere Zuführung der Zusatzluft und Fig.3 ein Diagramm für den volumetrischen Wirkungsgrad.
In Fig. 3 ist der volumetrische Wirkungsgrad il" über der Drehzahl n aufgetragen. Das angesaugte Luftvolumen ist mit va bezeichnet. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, nimmt das angesaugte Luftvolumen zunächst verhältnismäßig langsam, bei höheren Drehzahlen dagegenverhält@nismäßig schnell ab. Um den ursprünglichen volumetrischen Wirkungsgrad ri,, aufrechtzuerhalten, muß daher das Zusatzgebläse ein Luftvolumen entsprechend etwa der Größe v, liefern. Es genügt unter Umständen auch, wenn der Wirkungsgrad im wesentlichen aufrechterhalten rwird.
In Fig. i sind d die Maschinenzylinder, denen die Luft durch das Ansaugerohr b zugeführt wird. Die Maschine kann als Dieselmaschine, als Vergasermaschine oder als Maschine sonstiger Art verwendet werden.
An geeigneter Stelle der Ansaugeleitung, insbesondere an der Stelle einesUnterdruckes, z. B. einer Drosselklappe oder, wie in Fig. i dargestellt, unmittelbar 'hinter einer Venturidüse c, mündet eine Zweigleitung d ein, in der sich ein Gebläse, z. B. ein Rootsgebläse e, befindet. Gleichzeitig kann an der Stelle der Venturidriise c Brennstoff durch eine Leitung f eingestäubt , werden. Zweckmäßig ist ferner an der Eintrittsstelle der Ansaugeleitung b eine weitere Düse g angeordnet.
Bei der Ausführung nach Fig.2 mündet die Leitung d', durch die Druckluft von einem Gebläse e in die Ansaugeleitung eingeführt wird, zentral innerhalb der Ansaugeleitung b in diese ein, wobei z. B. der Brennstoff f innerhalb der düsenförmligen Ausmündung d" in die Leitung unter der Wirkung der Druckluft eingesaugt oder auch unter Druck eingestäubt werden kann.
Die Wirkungsweise der Anlage ist nach dem Vorhergesagten ohne weiteres ersichtlich. Die Maschine saugt die Verbrennungsluft über die Düse g durch die Ansaugeleitung b an. Gleichzeitig wird Druckluft von dem Gebläse e, an der Stelle eines Unterdruckes, z. B. c oder d", in die Ansaugeleitung b eingedrückt. Die Druckluft vereinigt sich mit der angesaugten Luft und bewirkt, daß die Maschinenzylinder bei höherenDrehzahlenebenfalls volle oder ausreichende Füllung erhalten. Die Düsen g und c tragen dazu bei, daß ein Rückströmen der Drückluft in der Ansaugeleitüng entgegen derPfeilrichtung verhindert wird. Gegebenenfalls können noch weitere Düsen od. dgl. in der Ansaugeleitung angeordnet werden.
Das Gebläse kann ständig mitlaufen oder nur bei höheren Drehzahlen selbsttätig oder willkürlich durch den Arbeiter bzw. (im Falle der Anwendung auf Kraftfahrzeuge oder andere Fahrzeuge) durch den Fahrer eingeschaltet werden. Das Gebläse kann an sich beliebiger Art sein. Gegebenenfalls kann auch ein Gebläse verwendet werden, welches bei niederen Drehzahlen verhältnismäßig geringe, bei höheren Drehzahlen jedoch verhältnismäßig große Luftmengen fördert. Das Gebläse kann wesentlich kleiner als die bisher üblichen Aufladegebläse bemessen werden.

Claims

PATENT ANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades von Brerjnkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenschluß zu der von der Maschine angesaugten Luft (bzw. einem angesaugten Gemisch od. dgl.) gleichzeitig Luft unter Druck in diie Ansaugeleitung eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft von einem Gebläse geliefert wird, welches derart bemessen ist, daß es nur den zur Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades erforderlichenTeil der Verbrennungsluft liefert.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft in die Ansaugeleitung an einer solchen Stelle derselben eingeführt wird, an welcher ein relativ erhöhter Unterdruck herrscht.
4. Vorrichtung zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades von Brennkraftmaschinen in Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zuführung der Druckluft dienende Zweigleitung an der Stelle einer in der Ansaugeleitung angeordneten Venturidüse oder unmittelbar hinter dieser in die Ansaugeleitung einmündet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zuführungsstelle der Druckluft zugleich Brennstoff in die Ansaugeleitung der Maschine eingeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, @daß der Brennstoff (mit oder ohne Druckluft) unter Druck in die Ansaugeleitung eingestäubt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß .der Brennstoff durch dien an der Zuführungsstelle herrschenden Unterdruck in die Ansaugeleitung .der Maschine eingesaugt wird. B. Vorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsstelle der Ansau.geleitung eine weitere Düse angeordnet ist.