DE969328C

DE969328C - Laderanlage an einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderreihen

Info

Publication number: DE969328C
Application number: DEM22691A
Authority: DE
Inventors: Hans Reiter; Richard Seifert
Original assignee: Maybach Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1954-04-10
Filing date: 1954-04-10
Publication date: 1958-05-22

Description

Laderanlage an einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderreihen Die Erfindung bezieht sich auf eine Laderandage an einer Brennkraftmaschine einer Bauart mit mehreren spiegelbildlichen Zylinderreihen, z. B. der V-, X-, H-, A- oder 0-Bauart. Die Laderan.lage besteht aus mindestens zwei Abgasturbinen-Radialladern mit axialem Lufteintritt, deren Wellen etwa in der Motorlängsmittelebene angeordnet sind, und aus zwei Ladeluftkühlern.
Die Erfindung besteht in der Vereinigung folgender Merkmale: .
a) die Wellen der Lader sind senkrecht und nebeneinander angeordnet; b) von jedem Lader führen zwei diametral abgehende Luftleitungen längs dem Motor entgegengesetzt zu den Ladeluftkühlern, die c) an den Motorstirnseiten angeordnet sind.; d) von dem einen Ladeluftkühler führt eine Ladeluftleitung zu den Einlässen mindestens der einen Zylinderreihe, von dem anderen Kühler zu den Einlässen mindestens der anderen Reihe; e) die Turhinen.abgas-Leitungsanschlüsse sitzen zwischen den Abgasturboladern und gegebenenfalls nach den Motorstirnseiten zu.
Die Anlage gemäß der Erfindung hat folgende Vorteile: Die Anordnung der Abgaslader senkrecht und nebeneinander in der Motorlängsmittelebene ermöglicht spiegelbildliche Anordnung und kürzeste Längen der von den nach innen zu gelegenen Zylinderauslässen zu den Abgasturbinen führenden Leitungen.
Im Verein mit den übrigen Merkmalen des Hauptanspruchs ergeben sich für die Ladeluft- Leitungen zwischen Lader und Kühler einerseits undKühler und Zy linderreihe andererseits deckungsgleiche Leitungslängen, bezogen auf die Mo.torlängsmittelebene und die mittlere Motorquerebene. Damit werden auch die Zvlinder einer Reihe von der Stirnseite her ebenso beaufschlagt wie die der anderen Seite. Der Bauaufwand ist so. gering wie möglich. Die Anlage ist gedrängt, raumsparend, übersichtlich und wirtschaftlich. Selbst bei Anordnung von mehr als zwei Abgasturbinenladern bleiben diese Vorteile erhalten. Die Zylinderköpfe behalten ihre Zugänglichkeit, so daß der Motor gut in allen seinen Teilen überwacht und bedient werden kann.
Die Luftleitungen aus den Ladern jeder Motorlängsseite können getrennt übereinander oder nebeneinander oder auch schräg übereinander am Ladeluftkühler münden. Die Anordnung übereinander bedingt steigende bzw. fallende Leitungsabschnitte aus den entfernter vom Ladeluftkühler angeordneten Abgasturboladern.
Mit der Anordnung der Luftleitungen nebeneinander wird eine gerade Linienführung ir- der Seitenansicht des Motors erzielt, die das gefällige Aussehen verbessert.
Eine gerade Linienführung kann auch dadurch erzielt werden, daß die Luftleitungen. aus den Ladern jeder Motorlängsseite in eine gemeinsame. längs laufende Sammelleitung münden, die dann zum Ladeluftkühler geführt ist.
Für Motoren mit höherer Zylinderzahl als etwa sechzehn empfiehlt es sich, die Ladeluftleitungen der beiden Zylinderreihen miteinander durch Leitungen zu verbinden, so daß auch die letzten Zylinder einer Zylinderreihe unter demselben Ladedruck beaufschlagt werden wie die ersten.
Es können aber auch aus jedem Ladeluftkühler die Ladeluftleitungen zu den Einlässen beider Zylinderreihen abzweigen. Hierbei sind die Mündungen der Abzweigstutzen, falls solche notwendig erscheinen, zweckmäßig gekreuzt zu den Mündungen der Stutzen der Luftleitungen aus den Ladern angeordnet. Auf diese Weise wird vermieden, da,ß der eine oder andere Zweig aus den zwei oder mehrLade-luftleitungen ungleichmäßig beaufschlagt wird.
Die Erfindung ist im wesentlichen an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, von denen. jedes wiederum zwei verschiedene Anordnungen der Luftleitungen aufweist.
Abb. i bis 6 zeigen Seitenrisse, Grundrisse und Stirnansichten eines 16-Zylinder-V-Motors, Abb. 7 bis 12 die eines 24-Zylinder-V-Motors. Abb, i bis 3 stellen den. Motor dar mit Luftleitungen, die getrennt übereinander am Ladeluftkühler münden, während an dem Motor gemäß den Abb. 4 bis 6 die Luftleitungen nebeneinander am Ladeluftkühler münden.
i i ist ein 16-Zylinder-V-Motor. In der Motorlängsmittelebene sind zwei Abgasturbinen-Radiallader 12 angeordnet. Auf der Welle jeder Abgasturbine sitzt ein Radiallader mit dem axialen, oberen Lufteintritt 13. Von jedem Lader 12 gehen diametral zwei tangentiale Luftstutzen 14 ab. Die zwei Luftströme werden längs dem Motor i i entgegengesetzt zu den Ladeluftkühlern 15 geführt. Diese sitzen an den Stirnseiten des Motors i i, und zwar etwa in Höhe der Lader. Aus jedem Ladeluftkühler führt eine Ladeluftleitung 16 zu den Einlässen einer Zylinderreihe. Die Turbinenabgas-Leitungsanschlüsse 171 und 172 sitzen zwischen den Abgasturboladern 12; sie sind nach oben gerichtet. Die längs dem Motor aus den Ladeluftstutzen 14 kommenden Luftleitungen. 18 und i9 münden getrennt übereinander am Ladeluftkühler 15 (Abh. i bis 3).
Die Luftleitungen 18' und i9' münden getrennt nebeneinander am Ladeluftkühler 15 (Abb. 4 bis 6). Die Ladeluftleitungen. 16 der beiden Zylinderreihen sind, wie aus den. Abb. 4 und 5 ersichtlich ist, durch Leitungen 2o miteinander verbunden.
Die Ahb. 7 bis 12 zeigen das Ausführungsbeispiel a - .nem 24-Zylinder-V-Motor.
31 l:,t der Motor, an dem drei Abgasturbolader mit ihren axialen Lufteintritten mit den abgehenden Luftleitungsstutzen angeordnet sind. 35 sind die Ladeluftkühler der einen Bauart, 35' die der anderen Bauart. Für die drei Abgasturbinen können die Turbinenabgas-Leitungsanschlüsse 171, 17.a, 17s angeordnet sein (Abb. 7 und 9).
Es ist auch möglich, die Anschlüsse nur auf einer Maschinenseite vorzusehen, und zwar z. B. bei 174, 172, 17g. Der Anschluß 174 sitzt dann nach der Motorstirnseite zu (Abb. io und 12).
Ebensogut kann man für jede Abgasturbine zwei diametral abgehende Anschlüsse anordnen. Im allgemeinen genügt jedoch die Anordnung je eines Anschlusses.
Die Luftleitungen 38-4o bzw. 38'-40' münden, wie bei dem 16-Zylinder-V-Motor, übereinander bzw. nebeneinander am Ladeluftkühler 35 bzw. 35'.
Während die Ladeluftkühler am 16-Zylinder-V-Motor waagerecht: quer zum Motor von der Luft durchströmt werden, werden am 24-Zylinder-Motor nur die Ladeluftkühler 35 (Abb.7 bis 9) waagerecht quer durchströmt. Die Ladeluftkühler 35' werden dagegen senkrecht durchströmt, so daß die von den Abgasturboladern kommenden Luftleitungen nebeneinander auf der Oberseite der Kühler 35' münden (Abb. io bis 12).
Am 24-Zylinder-Motor zweigen aus jedem Ladeluftkühler 35 bzw. 35' Ladeluftleitunge-n 46 und 47 bzw. 46' und 47' zu den Einlässen beider Zylinderreihen ab. Das Kreuzen der Mündungen der Abzweigstutzen gegenüber denen der Einlaßstutzen ist nur an dem Ausführungsbeispiel nach Abb. io bis 12 ausgeführt, während an dem Ausführungsbeispiel nach Abb.7 bis 9 hinter dem Ladeluftkühler 35 ein Sammelkasten 41 angeordnet ist.
Die Bauarten nach den Abb. i bis 6 und io bis 12 lassen besonders deutlich die gute Zugänglichkeit zu den Zylinderköpfen erkennen, da, über diesen noch genügend freier Raum verbleibt, um die Zylinderköpfe gegebenenfalls abnehmen zu können.
Aber auch bei der Bauart nach Abb. 7 bis 9 läßt sich ein, derartiger Raum, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, dadurch erzielen, daß die Ladeluftkühler entsprechend höher angeordnet werden. Die Luftleitung aus dem vom Kühler weitest entfernten Abgasturbolader könnte dann über der aus dem mittleren Abgasturbolader verlegt «-erden.
Die gesamte Anlage nach der Erfindung läßt sich grundsätzlich so anordnen, daß auch die übrigen Leitungsanschlüsse für das Kühlwasser, die Schmierung und die Kraftstoffzufuhr usw. ohne weiteres Platz finden. Das gleiche gilt für die Anordnung der Ventilsteuerung, der Regler sowie der Filter usw. Die gesamte Anlage erhält durch die Anordnung gemäß der Erfindung, ganz gleich, um was für einen Motor es sich handelt, einen äußerst gedrängten und geschlossenen Aufbau, der das Optimum an Raumausnutzung darstellt. Selbstverständlich sind bei der X-, H-, L- oder #J-Bau.art die Laderanlagen spiegelbildlich angeordnet wie die Zylinder.
Die Abgasturbinen werden von den aus den Zylindern kommenden Abgasen in bekannter Weise axial beaufschlagt. Die Zuordnung der Zylinder und Zusammenfassui.g zu Düsengruppen kann in bekannter Weise so erfolgen, daß die Abgase aus einem oder zwei oder gar drei benachbarten Zylindern eine Düsengruppe speisen.
An dem 16-Zylinder-Motor kann die Anordnung z. B. so getroffen werden, daß jede der beiden Abgasturbinen sechs Düsengruppen hat. die von den benachbarten acht Zylindern das Abgas erhalten, und zwar z. B. vom ersten Zylinder die erste Düsengruppe, vorn zweiten und y dritten Zylinder die zweite Düsengruppe., vom vierten Zylinder die dritte Düsengruppe und in spiegelbildlicher Anordnung auf der anderen 'Motorseite.
Beim 24-Zylinder-:\Iotor kann dieselhe Anordnung so getroffen sein, daß je acht Zylinder die drei Turbinen bedienen.
Der z@-Zylincier-l-Ior_or kann aber auch nur mit zwei Abgasturbinen ausgerüstet sein, die mit vier von je drei benachbarten Zylindern gespeisten oder mit sechs von je zwei benachbarten Zylindern gespeisten Düsengruppen versehen sind.
Selbstverständlich kann ein derartiger Motor mit einer so großen Zylinderzahl mit mehr als drei, z. B. mit vier Turboladern versehen sein unter entsprechender Schaltung der Düsengruppen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. La,deranlage an einer Brennkraftmaschine einer Bauart mit mehreren spiegelbildlichen Zylinderreihen, bestehend aus mindestens zwei Abgasturbinen-Radialladern mit axialem Lufteintritt, deren Wellen etwa in der Motorlängsmittelebene angeordnet sind, und aus zwei Ladeluftkühlern, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) die Wellen der Lader sind senkrecht und nebeneinander angeordnet; b) von jedem Lader führen zwei diametral abgehende Luftleitungen längs dem Motor entgegengesetzt zu den Ladeluftkühlern, die c) an den Motorstirnseiten angeordnet sind; d) von dem einen Ladeluftkühler führt eine Ladeluftleitung zu den Einlässen mindestens der einen Zylinderreihe, von dem anderen Kühler zu den Einlässen mindestens der anderen Reihe; e) die Turbinenabgas-Leitungsanschlüsse sitzen zwischen den Abgasturboladern und gegebenenfalls nach den Motorstirnseiten zu.
2. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitungen aus den Ladern auf jeder Motorlängsseite getrennt übereinander am Ladeluftkühler münden (Abb. i bis 3, 7 bis 9),
3. Anlage nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitungen aus den Ladern auf jeder Motorlängsseite getrennt nebeneinander am Ladeluftkühler münden (Abb. 4 bis 6, io bis 12). ,
4. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitungen aus den Ladern auf jeder Motorlängsseite in eine gemeinsame, längs laufende Sammelleitung münden.
5. Anlage nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeluftleitungen der beiden Zylinderreihen miteinander durch Leitungen (2o, Abb. 5) verbunden sind.
6. Anlage nach einem der Ansprüche i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß aus jedem Ladeluftkühler Ladeluftleitungen zu den Einlässen beider Zylinderreihen abzweigen, wobei die Mündungen der Abzweigstutzen (46', 47', Abb. i i) gekreuzt zu denen der Mündungsstutzen der Luftleitungen aus den Ladern angeordnet sein können. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 188 397; MTZ 1953, S. io6, 223, 224, 229; MTZ 195,1, S. 88.