DE895677C

DE895677C - Utilization of the exhaust energy from internal combustion piston engines with a downstream exhaust gas turbine

Info

Publication number: DE895677C
Application number: DED5409D
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl-Ing Schoerner
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1941-10-22
Filing date: 1941-10-22
Publication date: 1953-11-05

Description

Verwertung der Auslaßenergie von Bre-nnkraftkolbenmaschinen mit nachgeschalteter Abgasturbine Bei Kolbentriebwerken mit Abgasturbolader ist zur Erreichung einer möglichst guten Wärm-ebnlanz grundsätzlich .anzustreben, daß idie Abgasienergie möglichst ohne Druck- und Wärmeverluste von der Brennleraftmaschine zur Abgasturbine gelangt. In Bodennähe treten ferner durch den Aufstau der Abgase vor den Turbinendüsen gleichbleibenden Querschnitts, notwendig zum. Durchsatz der erforlichen Abgasenergie zur Deckung des Laderkraftbed,arfs, besonders ungüns@tiige Verhältnisse bezüglich eines ausreichenden Unterschiedes dies Ladedruckes vor dem Zylinder zum Gegendruck hinter dem Zylinder auf, welche Idas Luftschluckvermögen der Brennkraftmaschine sehr beeinträchtigen und insbesondere bei Brennlz-raftmascih:inen mit Überschnittenen Steuerzeitenau 3endern eine,ausreichende Ausspülung des Zylindertotraumes behindern. Die Abgasführung von der Brennkraftmnaschine zur Abgastuirbine hat all diesen grundsätzlichen Einflüssen, namentlich für die Errelichnng einer großen Startleistung bei den erwähnten Triebwerken für Luftfahrtzwecke oder für Höchstleistungen beim Fahrzeugantrieb, Rechnung zu. tragen. Bei, dem üblichen Anschluß mehrerer Arbei:ts:zylind@er an einen Abgassammler, der zur Abgasturbine führt, verliang.t,die hone Beanspruchung bei Höchstleistung schon aus Gründen der Lebensdauer die Gewähr, d@aß bei dem in Bodennähe herrschenden verhältnismäßig hohen Gegendruck dann auch die Spülung der einzelnen Arbeitszylinder durch das Ausschieben oder anderen nicht beeinflußt wird.Utilization of the exhaust energy from combustion piston machines with downstream Exhaust gas turbine In piston engines with exhaust gas turbochargers, a As a matter of principle, to strive for the best possible heat level, so that the exhaust gas energy As far as possible without pressure and heat losses from the fuel machine to the exhaust gas turbine got. In the vicinity of the ground, the exhaust gases build up in front of the turbine nozzles constant cross-section, necessary for. Throughput of the required exhaust gas energy to cover the loader power requirement, arfs, particularly unfavorable conditions with regard to a sufficient difference between the boost pressure in front of the cylinder and the counter pressure behind the cylinder, which Idas the air absorption capacity of the internal combustion engine very affect and especially with Brennlz-raftmascih: inen with overcuts Timing also hinder adequate purging of the cylinder dead space. The exhaust gas routing from the internal combustion engine to the exhaust gas turbine has all of these basic principles Influences, especially for the achievement of a great starting performance for the ones mentioned Engines for aviation purposes or for high performance vehicle propulsion, Invoice too. wear. With, the usual connection of several work: ts: zylind @ er to one Exhaust manifold, which leads to the exhaust gas turbine, loses the stress Maximum performance for reasons of service life, the guarantee that the one near the ground The prevailing relatively high back pressure then also flushes the individual Working cylinder is not influenced by pushing it out or by others.

,Maßnahmen zur GewährleIstung einer eimvan:dfreien Spülung von Dieselmaschinen für Fahrzeugbetrieb, die mixt Abgasenergie aufgeladen werden, sind. bekannt. Sie erfordern auf alle Fälle einen gewi,ssen Bauaufwand, an unterteilten Rohrleitungen. Die Anwendung dieser Erfahrungen auf Zündrflugmotoren mit Abgasturbolader ist wegen ider beim Start und beim Betrieb, in Bodennähe auftretenden ähnlichen Verhlltnissenaheliegen@d, bringt aber auch einen zusätzlichen erheblichen Bauaufwand mit sich, weil idite zweckmäßmgerweise angewendete Regelung des Gesamtt:riebweirkes durch Abblasen von Abgas vielteilige Regelorgane an der Alygaaleitung erfordert und andere bauliche Unbequemlichkeiten zur Folge hat. Eine Möglichkeit, bei gleicher Energiezufuhr zur Turbine den Staudruck vor den Düsen und damit hinter der Brennkraftmaschine zu senken, besteht besonders bei Luftfahrttriebwerken wegen der Betriebserfo;zderni se in: größeren Häher nur in der Anwendung eines regelbaren Düsenquerschnitts, was bei den herrschenden rohen Temperaturen, namentlich hinter Zündermotoren, und der Forderung nach Leichtbau ziemliche Schwierigkeiten für eine betriebssichere Lösung verursacht., Measures to guarantee an eimvan: d-free flushing of diesel engines for vehicle operation that mixes exhaust gas energy to be charged, are. known. In any case, they require a certain amount of construction work, at subdivided ones Pipelines. The application of this experience to ignition engines with exhaust gas turbochargers is because of the similar ones that occur near the ground during start-up and operation Relationships are close, but also entail considerable additional construction costs with itself, because idite expediently applied regulation of the total: riebweirkes requires multi-part control elements on the Alygaa line by blowing off exhaust gas and other structural inconveniences. One possibility with the same Energy supply to the turbine, the dynamic pressure in front of the nozzles and thus behind the internal combustion engine to lower, exists especially with aircraft engines because of the operating profit; zderni se in: larger jars only in the use of an adjustable nozzle cross-section, what at the prevailing raw temperatures, especially behind igniter engines, and the Demand for lightweight construction presents considerable difficulties for a reliable solution caused.

Die Erfindung betrifft eine B,rennkraftko@lib,enmaschine mit Vorverdichtung der Verbrennungsluft und Entspannung des Arbeitsmittels in einer nachgeschalteten Abgasturbine, die zum Antrieb (desi Luftverdichters dient. Erfindungsgemäß ,ist (die Abgasführung von dem oder den Arbeitszylindern: zu einem o&r mehreren Abgasturboiadern derart ausgebildet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase im Auslaßventil oder -schleber (durch entsprechende Auslegung und Gestaltung der Strömungsquerschnitte dahinter und der Zylinderstutzen auf einen Wert abgesenkt wird, welchersich ohne beisondere Verluste bei gegebenem Abstand Brennkradtmaschine - Abgasturbine in einer diffusorartig erweiterten Rohrleitung bis zum Eintrittsstutzen ider Turbine im wesentlichen in statischen. Druck umsetzt. Durch diese dynamische Gestaltungsweise erreicht man Berede im. Bodennähe »r. trotz des an sich erforderlichen Abgasstaudruckes vor Iden Türbinendüsen einen verhältni@smäßdg geringen statischen Gegendruck hinter der Brennkraftmaschine, z,. durch passende Gestaltung der Stutzenquerschnitte hinter (dem Ventil Ibis zur Einmündung in den Sammler eine Art Ejekto@rwiirkung des geriad@e gusschiebenden Arbeits-zydinders, auf die Spülung,des benachbarten Zylinders.The invention relates to a B, rennkraftko @ lib, en machine with precompression the combustion air and expansion of the working medium in a downstream Exhaust gas turbine, which is used to drive the air compressor. According to the invention, is (The exhaust gas routing from the working cylinder (s): to one or more exhaust gas turbochargers designed such that the flow velocity of the exhaust gases in the exhaust valve or livers (through appropriate design and design of the flow cross-sections behind and the cylinder socket is lowered to a value which is without special losses at a given distance between the combustion engine and exhaust gas turbine in one Diffuser-like extended pipeline up to the inlet nozzle ider turbine essentially in static. Pressure. With this dynamic design you can achieve Berede im. Near the ground »r. despite the exhaust gas back pressure required per se in front of Iden Door bail nozzles have a relatively low static counterpressure behind the internal combustion engine, z ,. by appropriately designing the nozzle cross-sections behind (the Ibis valve for Confluence with the collector a kind of ejector effect of the straight casting Working cydinders, on the flush, of the adjacent cylinder.

Man; hat zwar (bei xler Ausnutzüng des Au@sdaßverlustes von Brennkraftmaschinen in sogenannten Freiauspuff-verfahren, wirlesam dm Rückstoß bied Eiau in. einem Fahrzeug, auf diie Notwendigkeit einer entsprechenden ,düsenähnlichen Gestaltung des Strömungsquerschnitts nach dem Ventil hingewiesen. Abgesehen davon, da,B idie Ausnutzung !der so entstandenen hohen Austrättsigesichwindikeit im Rückstoß bei den möglichen Fluggeschwindigkeiten nicht sehr wirtschaftlich ist, war -an eine andere Verwendung @dieser hohen GeschwinIdigkeiten von vornherein nicht gedacht. Bei vorliegender Erfindung ist .die Umsetzung dieser Geschwiüdigk,eitere, in statischetl Druck sowie die Impulsübertragung der Abgaswelle auf die Gaswechselarbei,t 'beim benachbarten Arbeitszylinder für die Beherrschung ungü nsbiger Betriebs.verhältnisse vorgesehen. Für Bre nkraftmaschinen mit überschni.ttenen Steuerzeiten ist dies sogar eine wichtige Frage der Lebensdauer.Man; has (with xler utilization of the loss of power from internal combustion engines in the so-called free exhaust process, welesam dm recoil bied Eiau in a vehicle, the need for a corresponding, nozzle-like design of the flow cross-section pointed out after the valve. Apart from that, because, I take advantage of the resulting high exit speed in recoil at the possible flight speeds is not very economical, another use of these high speeds was not thought of from the start. In the present invention. The implementation of this Geschwiüdigk, fester, in static pressure as well as the impulse transmission of the exhaust wave on gas exchange work, t 'at the neighboring working cylinder for control unfavorable operating conditions are provided. For internal combustion engines with overlap In fact, valve timing is an important issue of service life.

Ferner ist an sich der Gedanke, Iden in. der Abgasleitung vorübergehend entstehenden Unterdiruck zur Ansaugung von Frischluft zu verwenden, bekannt. Für Zweitakbdiesielnnaschinen hat man bereits Verfahren versucht, durch Vorauspuff und durch Anwendung besonderer Abigas,roihrlängendiese Wirkung der beim Ausschub entstandenen Druckwelle zur Verbesiserung (der Spülung und Ladüng ohne besondere Voxverdiiahtung auszunutzen. Freilich ist schon bei Zweitaktbrennkraftmaschinen das einwandfreie Arbeiten der Einrichtung nur bei gewissen Betriebsbedingungen und 'bei bestimmten baulichen Voraussetzungen gegeben, so daß die Aussichten beim Vderüaktmotor, auch dem mit ü(berachndttenen Steuerzeiten, im ald@g@enneinen recht unsiioher sind. Außerdem sind :bei Anschlugß mehrerer Arbeitszylinder an eine Abgasleitung, die zur Gasturbine führt, die Möglichkeiten sehr begrenzt, die erforderlichen Zylinderstutzenlängen meistens baulich sehr unbequem, namentlich bei gedrängt bauenden Luftfahrttriebwerken.Furthermore, the idea of iden in the exhaust pipe is per se temporary to use the resulting Unterdiruck for sucking in fresh air, known. For Two-cylinder diesel machines have already been tried by means of advance puff and by using special Abigas, the length of the pipe has the effect of being pushed out Pressure wave to improve (the flushing and loading without special Voxverdiiahtung to take advantage of. Of course, this is flawless even with two-stroke internal combustion engines The device only works under certain operating conditions and under certain structural conditions given, so that the prospects with the Vderüaktmotor, too which with oversight tax times, in the ald @ g @ enneinen, are quite unsafe. Besides are: when connecting several working cylinders to an exhaust pipe leading to the gas turbine leads, the possibilities are very limited, the required cylinder socket lengths mostly structurally very uncomfortable, especially with compact aircraft engines.

Demgegenüber wirbt (der Erfindungsvorschlag brauchbare Anweisungen für mehrzylindrige Verbrennungsmotoren mit zusammenfassenden Abgassammlern, in den üblichen ged'rängtenAhmessungen. Schon du@rchdie Gestaltung der Querschnitte hinter -dem Auslaßtargan und derjenigen der anschließen, dien kurzen Zylsinders:tutzen wird im eigentlichen Ar(beitszylinder durch (die Auss,chubwelle die, Spülung günstig beeinflußt, gleichzeitig wird aber infolge fier vorgeschlaigenen Anordnung der einzelnen Zylinderstutzen innerhalb des Sammlers, wie siie anschließend an einem Beispiel erläutert wind, während der Zelt dar größten kinetischen Energie des Ausschuibes auch beim Naehbarzyl-inder einer Brennkraftmaschine mit überschnittenen Steuerzeiten (die Spülung wesentlich unterstützt. Da grundnützlich im Sammler mit höheren Strömungsgesohwdndigkeiten gearbeitet wird, sind auch die Wirhtingen zieitlich und räumlich größer als bei den bisher üblichen Verhältnissen.In contrast, the proposed invention advertises useful instructions for multi-cylinder internal combustion engines with comprehensive exhaust manifolds, in the usual compact dimensions. Already you @ rch the design of the cross-sections behind - Connect the outlet argan and that of the short cylinder: tutzen is favorable in the actual working cylinder through (the exhaust shaft the, flushing influenced, but at the same time as a result of the proposed arrangement of the individual Cylinder connection inside the collector, as shown in an example below explains wind, during the tent the greatest kinetic energy of the committee also in the case of the near cylinder of an internal combustion engine with overlapping control times (The flushing is supported significantly. As it is of fundamental use in the collector with higher flow rates is being worked, the Wirhtingen are also larger in terms of space and space than at the usual conditions up to now.

Das gewählte Verfahren hat auch mit dem Vorschlag nichts zu. tun, welcher die beim Ausschub in @dker Abgasleitung entstehendL Druckwelle möglichst erhalten will, um durch: den damit zusätzlich gewonnenen Überschuß an Energiezufuhr bei dem jeweidrs . verlangten Laderkraftbedarf durch entsprechend größere Auslegung dies Düsenquerschnitts den Staudruck vor (dien Düsen abzusenken. Durch das Anstreben einer möglichst gut ausgeprägten Druckwelle auf dem Wege vom Ausdaßorgan dies Zylinders zu dien Turbinendüsen wird diese Abgasführung beim Anschluß mehrerer Zylinder an eine Abgasleitung empfindlicher geben eine ungünstige gegenseitige Beeinflussung ideir angeschlossenen Zylinder bei. der Spülung sein und verlangt daher die schon emvähnte Unterteilung der Abgasleitungen durch Zusammenfassen zeitlich günstig zueinander liegender Arbeitszylinder. 0'1a diese immerhin mit einem ansehnlichen Blauaufwand erreichte Leistungssteibnerwngdurch verringerte Gaswechsjelarbeit und gute Füllung der Arbeitszylinder auch für die ungünstigen Verhältnisse der Brennkraftmaschine mit überschndttenen Steuerzeiten mit Abgasturbine in Bodennähe besonders beim Start so wirksam ist, daß man mit einem genügend niedrigen Ladedruck vor Ventil, d. h. mit einer Schonung des Triebwerkes auskommt, ist recht fraglich. Demgegenüber ist als entscheidender Unterschied bei der vorliegenden Erfindiun@g zu beachten, @daß bei der Erhaltung !der hohen Gasgeschwindigkeit im Stutzen und Sammler die Druckwelle grundsätzlich nicht so groß ausfällt, Ader vorgesehene Diffusor sogar die Druckwelle weitgehend abbaut und die etwa vorhandene Versch:leehterung des Turbi:nen#,virkungsgmdes durch ungleichmäßige Beaufschlagung mid@.dert.The chosen procedure has nothing to do with the proposal either. to do, which the pressure wave that arises when it is pushed out in the exhaust pipe is possible wants to get through: the additional surplus of energy gained at the respective. Required loader power requirement through a correspondingly larger design this nozzle cross-section to lower the dynamic pressure before (lower the nozzles. By striving a pressure wave that is as well pronounced as possible on the way from the outlet organ of this cylinder This exhaust system becomes the turbine nozzle when several cylinders are connected an exhaust pipe more sensitive give an unfavorable mutual influence ideir connected cylinder. be the rinse and therefore already demands it afore-mentioned subdivision of Exhaust pipes by combining them in time working cylinder located conveniently to one another. 0'1a this at least with a handsome Blue effort achieved performance enhancement through reduced gas exchange work and good filling of the working cylinder even for the unfavorable conditions of the internal combustion engine with excessive control times with exhaust gas turbine close to the ground, especially when starting is so effective that with a sufficiently low boost pressure upstream of the valve, i. H. getting by with sparing the engine is quite questionable. In contrast is to be noted as a crucial difference in the present invention, @ that while maintaining the high gas velocity in the nozzle and collector, the pressure wave basically does not turn out that large, vein provided diffuser even the pressure wave largely dismantled and any existing deterioration of the turbine #, virkungsgmdes due to uneven application of mid @ .dert.

In Verbindung mit Abgasturbinen ist auch schon vorgeschlagen, worden, idie Ab gasenerigiiei in einer Strahlpumpe zum Ansaugen von Luft zu verwerten. Dabei wird idurch eine geeignete gedrängte Air ordnung des. Auslaßorgan.s der Brennkraftmaschine und der anschließenden Kanäle der Impuls der Abgase auf :die anzusaugende Luft übeirtragen .und das Gemisch nach der Üblichen Strahlpwmpenbauart in einem anschließenden Diffusor verdichtet. Bei Abgasturbinenbetrie@b (denkt man duibei vor allem an die Herabsetzung der Treibgastemperatur zur besseren Beherrschung dar Bauteilfesti!gkeit der Turbine. Vorliegende Erfindung ist aber geraide für die volle Ausnutzung der Abgasenergie ohne jede Temperaturabsenkung durch Luftzwmischen vorgesehen, wenn auch zur Erreichung ihres Zieles, der relativen Absenkung des Brennkraftmasch:inengegendruckes gegenüber dem Standruck vor den Turbinendüsen, die bekannten Kanalformen mit Erweiterung verwendet werden.In connection with exhaust gas turbines it has also been proposed i to utilize the exhaust gas energy in a jet pump to suck in air. Included is i by a suitable compressed air order of the. Auslaßorgan.s of the internal combustion engine and the subsequent channels the impulse of the exhaust gases to: transfer the air to be sucked in .and the mixture according to the usual jet pump design in a subsequent diffuser condensed. When talking about exhaust gas turbine operation @ b (one thinks primarily of the reduction the propellant gas temperature for better control of the component stability of the turbine. However, the present invention is just for the full utilization of the exhaust gas energy provided without any reduction in temperature by mixing air, albeit to achieve it their goal, the relative lowering of the internal combustion engine: counter pressure the standing pressure in front of the turbine nozzles, the well-known channel shapes with enlargement are used will.

Das Wesen der Mittel zur Erreichung @dieser Wirkungen sei an einigen Abb,il!du:ogen erläutert.The essence of the means to achieve these effects is based on some Abb, il! Du: ogen explained.

In Abb. r isst die grundsätzliche Anordnung der Abgasführung dargestellt. r stellt !den Arbeitszylinder, 2 den Abgasturbolader, 3 die hinter dbm Auslaßvenbil q. angeschlossene Rohrleitung dar. Die strichpunktierte Linie kennzeichnet die übliche Art des Anschlusses, die ausgezogeneLinie gibt sch,ematisch idie Begrenzung des eingeengten Strömungsquerschnitts hinter :dem Ventilsitz und der anschließenden@diffu:sorartiig aus@gebi.l!detenRoh:rleitung entsprechend den in ider Beschreibung gegebenen Vorschriften wieder.The basic layout of the exhaust system is shown in Fig. R. r represents the working cylinder, 2 the exhaust gas turbocharger, 3 the outlet valve behind dbm q. connected pipeline. The dash-dotted line indicates the usual one Type of connection, the solid line gives ematic i the limitation of the narrowed flow cross-section behind: the valve seat and the adjoining @ diffu: sorartiig aus@gebi.l! detenRoh: rleitung according to the regulations given in the description again.

Abb.2 zeigt als Beispiel eine Möglichkeit, wie bei einer Brennkraftmasch.ine mit der üblichen Einbauweise der Auslaßventile im Zylinderkopf durch Einsetzen von Strömungseinsä fitzen der an sich vorhandene große Strömungsquerschnitt hinter dem Ventil eingeengt und,die aus dem Steuerque rschnitt des Ventils kommende Abgaswelle (mit einem zeitlichi in bestimmter Weise verteilten Verlauf vom: einander zugeordneten Größen, wie Menge, Druck und Temperatur) so gefaßt wird, daß sie in den Abgasstutzen des Sammlers mit einer hohen Mittelgeschwindigkeit übertritt, um auf dem weiteren Weg zur Abgasturbine unter Umsetzung in statischen Druck mit geringen Verliusten a bgebaut zu wendien. Die strichpunktierten Linien stellen d!ie Lage der zwei Zylin!&r und ihrer Aus.laßventüle innerhalb Ii.nes irnAusschnittdarge.stelltenZylinderblockes dar. Die schraffiert gekennzeichnete Linie gibt einen Schnitt durch die Ventiltaschen 59, 5b wieder, an welche sich in üblicher Weise die Zylinder .tutzen 64 und 6b anschließen. In Weiterbiltdung ,der vorliegenden Erfindung werden die Taschenquerschnitte d Durch (die Strömungseinsätze 7a und 7b, hier beispielsweise in Form von zwei gekrümmten Rohren :an einer im Stutzenfiansch geführten Platte (befestigt, eingeengt; dabei sind die Anfangsquerschnitte des Strömungseinsatzes den vorliegenden charakteristischen EZ.genschiaften des Ventils (zeitlicherÜffnungsquerschnitt, Größe, Einbau ws-w.) und: der Endquerschnitt des Einsatzes wiederum dem Stutzenquerschnitt fII :anggepaßt, so daß der Zylinderstutzen selbst am Flanschende für diesen Zweck eine erhebliche Verengung vom vorgegebenen Ans:chl:in.ßqwerschnlitt fI der Ventiltasche zum Stutzenquerschnitt fü aufweisen wird.As an example, Fig. 2 shows a possibility, as in the case of an internal combustion engine with the usual installation of the exhaust valves in the cylinder head by inserting flow inserts, the existing large flow cross-section is narrowed behind the valve and the exhaust shaft coming from the control cross section of the valve ( with a temporally in a certain way distributed course of: mutually assigned variables, such as quantity, pressure and temperature) is taken so that it passes into the exhaust port of the collector with a high medium speed in order to continue on the way to the exhaust turbine under conversion into static pressure to turn with little loss. The dash-dotted lines represent the position of the two cylinders and their outlet valves within the cylinder block presented in the cutout section. The hatched line shows a section through the valve pockets 59, 5b, to which the cylinders are usually attached . Connect connector 64 and 6b. In a further development of the present invention, the pocket cross-sections d through (the flow inserts 7a and 7b, here for example in the form of two curved tubes: attached to a plate (guided in the nozzle flange; of the valve (temporal opening cross-section, size, installation white-white) and: the end cross-section of the insert in turn adapted to the socket cross-section fII: so that the cylinder socket itself at the flange end for this purpose a considerable narrowing from the specified aspect: chl: in.ßqwerschnlitt fI der Valve pocket for the nozzle cross-section will have.

Im Ansch.luß an das eben beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 3 einen Ausschnitt aus einem kegelig Sammler 8 mit zwei schräg zur Sammlerachse einnnündenden Stutzen 9a, 9b. Sowohl aus herstedluagstechnifsohen Gründen .als auch aus Erfordernissen ides Betriebes. (Wärmespannungen beim Anwärmen und Abkühlen) hat,der Anschluß,der Stutzen in gut ausgerundeten Formen zu, erfolgen; bei der üblichen Ausführung der Au,srundwng im spitzen Winkel (der Verschnoüdung von Stutzen und Sammler würde die richtige Wirkung der Statzenwand an -der Austrittsöffnung des Stutzens verhältnis:mäß(i!g beschränkt sein:. Die nach der Erfindung gegebene Bauanweisung verbessert durch. (das Hineinragen des Stutzens an dieser Stelle in den Sammlerquerschnitt die Strahlwirkun!g der Abgaswelle auf die Spülung der benachbart am Sammler angeschlossenen Arbeits@zylinlder. Durch .die Ausrichtung des Abgasstrables hoher Geschwindigkeit in: die Fortschrittsrichtung der Sammlerachse wird die Wirkung einer aerodynam-isc-hen Rückstoßidrossel erreicht, die zwar das Abströmen begünstigt, aber das Rückströmen der Druckwelle in die einzelnen Stutzen behindert. Ohne diese Maßnahme, die man unter Umständen noch durch Einziehen einer weiteren Leitwand zo in der Mitte der Stutzenaustrittsöffnung unterstützen kann, würde namentlich der Betrieb von mehrzylindrigen Motoren mit übersohnittenenSteuerzeiten bei hohem Gegendruck irnAbgas,sammler von Zylindergruppen, wie er .besonders bei Anschluß einer Abgasturbine in Bodennähe auftritt, schwer ohne allzu großen Verschleiß mä@gl.icih sein.In connection with the embodiment just described, Fig. 3 shows a section of a conical collector 8 with two inclined to the collector axis converging nozzles 9a, 9b. Both for manufacturing technology reasons. And from the requirements of the company. (Thermal stresses during heating and cooling) the connection, the connecting piece has to be made in well-rounded shapes; at the usual Execution of the roundabout at an acute angle (the constriction of nozzles and Collector would have the correct effect of the paw wall at the outlet opening of the Nozzle ratio: moderately (may be limited: the construction instructions given according to the invention improved by. (the protrusion of the nozzle at this point into the collector cross-section the jet effect of the exhaust gas wave on the scavenging of the adjacent ones connected to the collector Working @ cylinder. Due to the alignment of the exhaust duct at high speed in: the direction of progress of the collector axis becomes the effect of an aerodynamic Reached the recoil throttle, which favors the outflow, but the backflow the pressure wave hindered in the individual nozzles. Without this measure you possibly by pulling in another baffle in the middle of the Support nozzle outlet opening would, in particular, the operation of multi-cylinder Engines with excessive timing at high back pressure in the exhaust gas, collector of Cylinder groups, like him, especially when connecting an exhaust gas turbine close to the ground occurs, be difficult without excessive wear mä@gl.icih.

Durch -die Ejektorwirkun!g d1eis, gerade ausschiebenden Arbeitszylinders unter den beschriebenen Umständen (Erhaltung einer hohen Strömungsgeschwindigkeit im Stutzen, gute Führ rung des Abgasstrahles am Stutzenaustritt) auf die Spülung der am Sammler angeschlossenen übrigen Aribeitszylinder wird auch bei der mehrzylindrigen Brennkraftmaschine ohne nachgeschailtete Abgas- turbine, id. h. ohne Iden besonders hohen Gegendruck, der Liefergrad ,der Gesamtmaschine unid mit diem erhöhten Lwftschluckvermögen auch: ,die Leistung verbessert, wenn, wie oben beschrieben,, ein Teil der aufgefangenen Strömunigsigeschwindi:gkeit am Ventil in einem Diffusor in statischen Druck umgesetzt werden kann, und das isst änz vielen. Fällen auch ih pulsierenden Strömungen mit geringen Verlusten möglich. Bei der Brennkraftmaschinve mit nach- geschalteter Dehnung Jes Arbeitsmittels in einer Abgasturbine*wind bei Anwendung der Vorschläge .die normalerweise bei hohem Gegendruck äuf- tretende Verschlechterung ,des Liefergraidies zum mindestens ausgeglichen, wenn nicht verbessert. Sollte für Luftfahrttriebwerke das. Abgas nach der Dehnung ihm Arbeitszylinder nur noch zum Strahilvorschub benutzt werden, so isst darüber hinaus bei, Aufrechterhaltung hoher Ab:gasigeschwin- ,diibkeiten in den Stutzen eines gemeinsamen Summler:s für mehrere Aribeitszylinder sowie durch beiilweiises Umsetzen derselben in statiischen Druck mittels einer eich erweiternden Rohrleitung neben der Verbesserung der Spülung gegebenenfalls auch noch eine Vergrößerung dies Strahlschubes rnögilich, weil erstens das gesamte Durchsatz:gewicht wegen des erhöhten. Liefergnadles gesteigert wird und zweitens auch der Wirkumgsgreidi ,der Ausnutzung :des Endstraihlschubes, beine Austritt in die Atmosphäre wegen der für die Umsetzung in Druck erfolgten Angleichung sder Gasgeschwindivgkeät an dieGrößenordmung id@er möglächenFlnugg'eschwind'ig- keiten besser wird. Die T-Ims:eitzung idiar Geschwindigkeit in statischen Druck verlangt schließlich: bei Vermeidung großer Verluste eine schlanke Querschnittserweiterung, wozu bei gewissen Einbauten des Triebwerkes die entsprechenden Rohrlängen des Diffusors fehlen. In diesem Fall wird man die Austriittsöffhung der schräg zur Sammlerachse oinmündendeni Zylinder- stutzen so. anordnen, z. B.. ,durch seitliches Ansetzen am Sammler -statt eines mittigen Ansetzens; daß ein Drall am Anfang iderDiffusorströmung entsteht, der desisen erforderliche Baulänge verkürzt und den. Wirkungsgmd der Umsetzung verbesisert. Die Senkung des Gegenidruckes hinter de'r Brennr- kraftm:aschine und die icL@namis-che Wirkung auf die Spülung rast also besonders: für Brennlcraftmaschinen mit überschnittenen Steuerzeiten: bei 'Betrieb mit verhältnismäßig hohem Gegendruck, wie es der Bodenbetrieb mit Abgasturbinen ohne ,die baulich verwickelte Düsenquerschnittsregelung mit sich bringt, vor erheblicher Bedeutung. Ohne solche Maßnahmen ist sonst ,die Erreichung der Start- leistung solcher Kolbentriebwerke mit Aib:gas- turbolaid@er in ähnlicher Größte wie die Startleistung ,derselben Kolbentriebwerke mit mechanischem Bodenlaider bzw. eine weitere dringend erwünschte Steigerung ,der Höchstleistung nur unter An- wendung verhältnismäßig ihaherLadedrücke vor der Brenuk raftmaschine möglich, was. einer erheblichen Belastung und Abnutzung des Kolbentriebwerkes gleichkommt. Natürlich ist die Anwendung -der gegebenen Am- weisungen auch, für die unterteilte Abgasführung mehrzyliniüri:ger B-rennkraftmasch:inen, Wie sie ein- gangs erwähnt wurde, in gewissen Sonderfällen anwendbar. Due to the ejector effect of the working cylinder that is just pushing out under the circumstances described (maintenance of a high flow velocity in the nozzle, good guidance of the exhaust gas jet at the nozzle outlet) on the Rinsing of the others connected to the collector Working cylinder is also used in the multi-cylinder Internal combustion engine without downstream exhaust gas turbine, id. H. without Iden particularly high counter pressure, the degree of delivery, the overall machine unid with diem increased air swallowing capacity also: that performance improved when, as described above, part of the collected flow velocity at the valve converted into static pressure in a diffuser can be, and that eats a lot. Cases also ih pulsating currents with low losses possible. In the internal combustion engine with switched expansion Jes working equipment in one Exhaust gas turbine * wind when applying the suggestions .that normally increases with high back pressure increasing deterioration of the delivery liability to the at least balanced, if not improved. Should be for aircraft engines. Exhaust gas after the stretching him working cylinder only for Strahilfeuer are used, so eat over it in addition to maintaining high exhaust gas speeds , diibkeiten in the neck of a common Summler: s for several working cylinders as well as through at the same time converting it into static pressure by means of a pipe widening the calibration the improvement of the irrigation, if necessary An increase in this jet thrust is possible, because first of all the total throughput: weight because of of the increased. Liefergnadles is increased and secondly, the scope of action, the utilization : of the end jet thrust, legs exit into the Atmosphere because of the implementation in pressure the gas speed has been adjusted the order of magnitude id @ er possible flight speed is getting better. The T-Ims: eitzung idiar speed in static After all, pressure demands: while avoiding large ones Losses a lean expansion of the cross-section, why with certain internals of the engine the Corresponding pipe lengths of the diffuser are missing. In in this case one becomes the outlet opening of the obliquely to the collector axis oinmündendeni cylinder lop up like that. arrange, e.g. B .., by attaching to the side on the collector instead of a central attachment; the existence Swirl at the beginning of the diffuser flow arises Desisen shortened required length and the. Effectiveness of implementation improved. The lowering of the counter pressure behind the combustion kraftm: aschine and the icL @ namic effect on the Flushing is particularly raging: for still-burning machines with overlapping timing: when operating with relatively high back pressure, like the Ground operation with exhaust gas turbines without that structurally intricate nozzle cross-section control with it brings before considerable importance. Without such Otherwise, the achievement of the start performance of such piston engines with Aib: gas turbolaid @ er in a similar size as the starting power , the same piston engines with mechanical Bodenlaider or another urgently desired one Increase, the maximum performance only under The loading pressure was relatively high before the Brenuk raft machine possible what. a significant one Load and wear of the piston engine equals. Of course, the application -of the given am- Instructions also for the subdivided exhaust system Mehrzyliniüri: ger B-rennkraftmasch: inen How they was mentioned earlier, in certain special cases applicable.

Claims

PATENT CLAIM: i. Piston engine with pre-compression treatment, the combustion air and relaxation of the Work equipment in a downstream exhaust gas turbine that drives an air compressor idäent, characterized by, dlaß. the exhaust leading to the working cylinder or ids one or more exhaust turbo loaders, such is designed so that the flow bends kait, the Albgase im. Outlet valve or slide , through appropriate layout and design the flow cross-sections behind and the Cylinder socket only lowered to one value becomes, which is: without. special losses given distance internal combustion engine gasturbIne -in a diffuser-like widened Pipeline up to the inlet nozzle of the turbine essentially in static pressure. a. Fuel piston machine according to claim i, those of: - exhaust valves, Schachern, and sleeves. ge is controlled, characterized in that the Rough behind the one or more outlet valves or diaphragms per cylinder Flow inserts is reduced, that serve Exhaust gas flow, so grasp that it is with a high speed; in the nozzle Ö es Collector's conversion. 3. Brenvnkraftkölbenmaschine according to claim i and / or a, in which the nozzle obliquely to Collector axis oinmünlden, daidurcih marked draws that one edge of the nozzle in the pointed Angle, the intersection a certain load protrudes into the collector cross-section and the nozzle outlet opening in the collector as Leä: tvorrichtwng despite the necessary training all around: the wall transitions formed is. 4. Brennkraftkolbenmas-chine according to claim i and / or z and 3, characterized in that the nozzle in the summation in the usual way joins off center.

Referred publications: German patent publication No. 684 33a.