DE900633C

DE900633C - Method and device for regulating the boost pressure in the case of internal combustion engines charged by a boost fan for the propulsion of aircraft

Info

Publication number: DE900633C
Application number: DED6773D
Authority: DE
Inventors: Bernhard Ambros; Richard Norz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1944-10-27
Filing date: 1944-10-27
Publication date: 1953-12-28

Description

Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Ladedruckes bei durch ein Ladegebläse aufgeladenen Brennkrafttriebwerken für den Antrieb von Flugzeugen mit Zuführung von Zweitluft durch eine Strahlpumpe Dia Erfindung betrifft ein Verfahren; zur Regelung des Ladedruckes bei durch ein Ladegebläse aufgeladenen Brennkrafttriebwerken für den Antrieb von Flugzeugen miit Zuführung von Zweitluftl durch eine aus einer Expanslions- und' einer Auffangdüse bestehende Strahlpumpe.Method and device for regulating the boost pressure by a Charger with supercharged internal combustion engines for the propulsion of airplanes Supply of secondary air by a jet pump The invention relates to a method; for regulating the boost pressure in internal combustion engines charged by a boost fan for the propulsion of airplanes with supply of second air oil through one from one Expansion and 'a collecting nozzle existing jet pump.

Beii einer bekannten Ausführung einer Zweitluftzumilschung ist unmittelbar an der Austrittsstelle des Laufradesi ein Ejektor angeordnet. Dsie Zweit Luft vom Druck der Außenluft tritt hierbei durch den Ansaugestutzen des Gebläses ein und gelangtunter Umgehung des Laufrades bei mehrfacher Umlenkung um 9o bzw. z8o° in den Ejektor. Diese Umlenkungen des Zweitluftstromes bedingen Leistungsverluste, die mit der Menge der benötigtem Zweitluft nicht unbeträchtlich steigen., zumal sich die erste Umlenkung des Zweitiluftsitrromes unter Überwindung der saugenden Wiirkung des Laufrades vollziehen muß. Der zuletzt( genannte Umstand bedingt ohne Frage eine direkte Verschlechterung des Wilrkungsgrades, des. EjektoT!s[.In one known embodiment, a second air circulation is immediate an ejector is arranged at the exit point of the impeller. The second air from The pressure of the outside air enters through the suction port of the blower and bypassing the impeller with multiple deflections by 9o or z8o ° in the ejector. These deflections of the secondary air flow cause power losses, which increase not inconsiderably with the amount of second air required, especially the first deflection of the double air supply by overcoming the sucking air Effect of the impeller must take place. The last (mentioned circumstance conditionally without Ask a direct worsening of the efficiency, the. EjectoT! S [.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Zweitluft ohne direkte Umlenkung unmittelbar aus der Atmosphäre in die Auffangdüse hineingesaugt wird. Da hierbei Verluste durch Umlenkung des, Zweitluftsitromes vollkommen, entfallen, ist ein bestmöglicher Wirkungsgrad der Strahlpumpe gewährleistet. Eine ebenso einfache wie zweckmäB!ige Regelung des Ladedruckes ergibt sich bei einer zur Durchführung des erfindungsgenmäßen Verfahrens dienenden Einrichtung dadurch, daß die Auffangdüsen axial verschiebbar auf dem Ende der Saugleiittung der Breronkraftmaischine angeordnet sind.In contrast, the invention consists in the fact that the second air without direct Deflection is sucked into the collecting nozzle directly from the atmosphere. Since there are no losses due to the deflection of the secondary air flow, the best possible efficiency of the jet pump is guaranteed. One Control of the boost pressure that is as simple as it is expedient results from a for the implementation of the inventive method serving device by, that the collecting nozzles are axially displaceable on the end of the suction line of the Breron power machine are arranged.

Eine andere Möglichkeitt zur Regelung des Ladedruckes besteht darin, daß die Wandung der Expansiilonsdüse durch eine Anzahl stich überdeckender, radial verstellbarer Segmente gebildet wird. Vortei'lhafterweise :wind di@,ese Segmente von einer dehnbaren Gummihülle umgeben.Another way of regulating the boost pressure is to that the wall of the Expansiilonsdüse by a number of stitch overlapping, radial adjustable segments is formed. Advantageously: wind di @, ese segments surrounded by a stretchy rubber cover.

Die Verschiebung der Auffangdüse auf der Saugleitung der Brennkraftmaschine bzw. die Verstellung der Segmente der Expansionsdüse erfolgt; in an sich bekannter Weise -,in A:bhängigkeitti von der Flughöhe oder dem Ladedruck.The displacement of the collecting nozzle on the suction line of the internal combustion engine or the adjustment of the segments of the expansion nozzle takes place; in itself known Way -, in A: depending on the flight altitude or the boost pressure.

In der Zeichnung ist dien Erfindung an Hand zweier Ausfvhrungsbei@spiele von zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Einrichtungen näher erläutert.. Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die Strahlpumpe, Abb. 2 eine etwas anders ausgebildete Strahlpumpe in derselben Darst@:llungswei:se in gegenüber Abb. i verkleinertem Maßstab und die Abb. 3 einen Schnitt nach der Lilnie 3-3 in Abb. 2. Die Druckleirtung dies. im übei!gen flicht därgesitellten Ladegeb@läs;es. einßsi zurr Antrieb eines, Flugzeugeis difenenden, gleichfalls nicht dargestellten Brennkrafttttrtiiebwerkes mündet in eine Expansionsdüse 6 aus,. Di!e Fxpansiio@nsidüse 6 ragt ihn eine Auffangdüse 7 hinein, welche zwitsichen dein gebläiseseitigen Ende 16 der Saugleitung 7 der, Brennkraftmaschine und dem Druckstutzen 5 des. Gebläis,esi angeordnet ist. Die Auffangdüse 7 steht durch eiirre in der Flugrichtung sich öffnendle Ringdüse i i mit der Außenluft in Verbindung. An die Ringdrüse i i schliießitt siitch eile sich konisch erweiternder Teil 8 der Auffangdüse 7 an, welcher in einen zylindrischen, auf dem Ende 16 der Saugleitung 17 verschiiebbar angeordneten Teil g übergeht.The drawing shows the invention on the basis of two exemplary embodiments of facilities suitable for carrying out the method explained in more detail .. It Fig. i shows a longitudinal section through the jet pump, Fig. 2 a slightly different one trained jet pump in the same illustration in a smaller version than in Fig. i Scale and Fig. 3 a section after the Lilnie 3-3 in Fig. 2. The printing line this. in the other wilth the loading area. are used to drive one, Aircraft have different internal combustion engines, also not shown opens into an expansion nozzle 6. A collecting nozzle protrudes from the expansion nozzle 6 7 into it, which between your fan-side end 16 of the suction line 7 of, Internal combustion engine and the pressure port 5 of the. Fan, esi is arranged. The collecting nozzle 7 stands by a ring nozzle opening in the direction of flight i i with the outside air in connection. It closes on the ring gland i i in a rapidly expanding conical manner Part 8 of the collecting nozzle 7, which is in a cylindrical, on the end 16 of the Suction line 17 displaceably arranged part g passes.

Die Außenluft habe eiirren Druck von i ata bei einer Temperatur von 15°. In dem Ladegebläse wird die Luft auf einen Druck von 2,5 ata verdichtet, wobei sie sii!ch auf i5o° erwärmt. Mit einer Geschwindigkeiilt von go m/sec trit(tl die Laderlufti in die Düse 6 ein[. Hier wird stie auf 450 m/isec beschteuniigt und auf o,9 ata entspannt, wobei eine Abkühlung derselben auf 44° stattfindet. Die Lederluft saugt nach dem Verlasisien der Düse 6 die Außenluft nach dien Prinzip der Strahlpumpe, ohne daß eine direkte Umlenkung dieser Zweitluft stattfindet, in die Ringdüse ii hinein, wobeil jene an der engsten `Stelle derselben .einen Druck von o,9 ata bei einer Geschwindigkeiitt von 147 m/sec und einer Temperatur von 4° annimmt. Durch Vermischung der Außenluft mit der Lederluft und, gemeinsame Verdichtung der angesaugten, als Zweitluft dienenr den Außenluft> mit der Laderlüft stellt sich in der Auffangdüse 7 schließlich der gewünschte Ladedruck von i,4o ata bei einer Temperatur .der Lederluft von 77° und normaler Geschwindigkeit im Saugrohr 17 ein. Durch axiales Verschieben der Auffangdüse 7 auf dem Ende 16 des Saugrohres. 17 kann der Eintnittsquerschn:i.tt für die in der Strahlpumpe 6, 8, 11 angesaugte Frii,schluft in weiten, Grenzern; geregelt werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Lade.d:ruck, z. B.. in Abhängigkeit von. der Flughöhe, innerhalb jeder rin Frage kommenden Leistungsstufe konstant zu halten bzw. nach Wunsch zu regeln.The outside air has an insane pressure of i ata at a temperature of 15 °. In the charging fan, the air is compressed to a pressure of 2.5 ata, whereby they warmed up to 150 °. With a speed of go m / sec trit (tl die Loader air into nozzle 6 [. Here it is raised to 450 m / isec 0.9 ata relaxed, with a cooling of the same to 44 ° takes place. The leather air After the nozzle 6 has been removed, it sucks in the outside air according to the principle of the jet pump, without this second air being deflected directly into the ring nozzle ii into it, with the one at its narrowest point at a pressure of 0.9 ata assumes a speed of 147 m / sec and a temperature of 4 °. By Mixing of the outside air with the leather air and, joint compression of the sucked in, The outside air serves as secondary air> with the supercharger air in the collecting nozzle 7, finally, the desired boost pressure of i, 40 ata at a temperature of the leather air of 77 ° and normal speed in the intake manifold 17. By moving it axially the collecting nozzle 7 on the end 16 of the suction tube. 17 the incision cross section: i.tt for the Frii sucked into the jet pump 6, 8, 11, schluft in wide, limiters; be managed. This makes it possible to jerk the load, e.g. B .. depending from. the flight altitude, within each possible level of ability to be constant hold or regulate as desired.

Gemäß dem Aus-führungsbeispi'el nach den Abb. 2 und 3 besteht die Wandung 12 der Düse 6 aus einzelnen sü'ch entweder überdeckenden oder von einer nicht dargestellten dehnbaren Gummihülle umgebenen Segmenten 13, welche durch Betätigung des zum nicht dargestellten Ladedruckregler führenden Gestänges 14,15 bis. in; d'fe in unterbrochenen: Lihien gezeichnete Stellung 13' übergeführt werden können und dabei sowohl die Düsenform als auch den Eiirrtrittsquerschnitt für die Frischluft zu verändern gestatten. Mit Hilfe .dieser Einrichtung kann .der gewünscht": Ladedruck ebenfalls: eingestellt vvexden: Gegenüber einem Triiebwerk, bei dem die Regelung des Ladedruckes durch Änderung der Drehzahl des Gebläses, z. B. midthls hydraulischer Kupplung, vorgenommen wird, ergibt sürh, abgestehen von eiher beträchtlichen Vergrößerung des Re@geilbereichs, der unverkennbare Vorteil, daß keine Ölwärme anfällt und abzuführen ist. Wendet man zur Regelung des Ladedruckes außer dem erfindungsgemäßen Verfahren trotzdem eine hydraulische Kupplung an, so wird der Betrag der ab, zuführenden Ölwärme wesentlich herabgesetzt.According to the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the wall 12 of the nozzle 6 consists of individual segments 13 which either overlap or are surrounded by an elastic rubber sleeve (not shown) , 15 to. in; d'fe can be transferred to the interrupted position 13 'shown in Lihien, thereby allowing both the nozzle shape and the inlet cross-section for the fresh air to be changed. With the help of this device, the "desired": boost pressure also: set vvexden: Compared to a tri-engine, in which the control of the boost pressure is carried out by changing the speed of the fan, e.g. with the hydraulic clutch, results in sürh, refrain from eiher considerable increase of the Re @ horny range, the distinctive advantage that no oil heat is obtained and discharge is. Turning to control the supercharging pressure in addition to the inventive process still a hydraulic clutch, so the amount of the starting, supplying oil heat is substantially reduced.

Der dem oben beschriebenen Awsführungsbeilspiel zugrunde -gelegte Düsenwirkungsgrad beträgt 78'/0. Dieser Wirkungsgrad: wird in allen in Fraget kommenden Fällen; erreicht. Eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Düse wniektsich in eiiiner Temperaturerhöhung der Luft in, der Verdichterdüse aus. Ist der Wirkungsgrad o °/o, so tritt der Fall der vollkommenen Drosselung eiirr, was; der Regelung dies; Ladedrucks, mit einer Drosselklappe entspricht.The one on which the guidance example described above is based Nozzle efficiency is 78 '/ 0. This efficiency: is in question in all Cases; achieved. A deterioration in the efficiency of the nozzle is evident in a temperature increase in the air in, the compressor nozzle off. Is the efficiency o ° / o, then the case of perfect throttling occurs, what; the scheme this; Boost pressure, corresponds to a throttle valve.

Aus vorstehendem folgt, daß die Ladedruckregelung gemäß der Erfindung stets besser durchzuführen ist als ,durch Anwendung einer Drosselklappe oder lediglich durch. Regelung der Drehzahl des Gebläses,, während die bei der eingangs. erwähnten bekannten Frilschluftizumischung auftretenden Mängel vermieden werden.From the above it follows that the boost pressure control according to the invention is always better to perform than, by using a throttle or just by. Control of the fan speed, while the at the input. mentioned Known Frilschluftizumbeispiel deficiencies can be avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for regulating: of the boost pressure when a boost fan is used: Birennkrafttrileb @ werlcen for the propulsion of airplanes mixes the supply of dual air. a jet pump consisting of an expansion nozzle and a collecting nozzle, characterized in that; that. the secondary air is drawn in directly from the atmosphere into the collecting nozzle without direct deflection.

2. Facility for carrying out the procedure; according to claim i, thereby identified, that the collecting nozzle (7) can be moved axially mounted on the end (16) of the suction line (17) of the internal combustion engine.

3. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that that the wall (12) of the expansion nozzle (6) by a number of overeekender, radially adjustable segments (13) is formed. q .. device according to claim 3, characterized in that the segments (13) are covered by an elastic rubber sleeve surround. are.