DK150385B - Trykladet forbraendingsmotor, navnlig trykladet dieselmotor, med omlaebskanal og hjaelpebraendkammer - Google Patents
Trykladet forbraendingsmotor, navnlig trykladet dieselmotor, med omlaebskanal og hjaelpebraendkammer Download PDFInfo
- Publication number
- DK150385B DK150385B DK539580AA DK539580A DK150385B DK 150385 B DK150385 B DK 150385B DK 539580A A DK539580A A DK 539580AA DK 539580 A DK539580 A DK 539580A DK 150385 B DK150385 B DK 150385B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- throttle
- engine
- openings
- combustion chamber
- throttle member
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 title 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 14
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 244000089409 Erythrina poeppigiana Species 0.000 description 1
- 235000009776 Rathbunia alamosensis Nutrition 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/26—Controlling the air flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
- F02B37/164—Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine
- F02B37/166—Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine the auxiliary apparatus being a combustion chamber, e.g. upstream of turbine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Finger-Pressure Massage (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
i 150385
Opfindelsen angår en trykladet forbrændingsmotor, navnlig en trykladet dieselmotor, af den art hvor afgangen fra en af en udstødsturbine drevet kompressor er sluttet til turbinens tilgang gennem en omløbskanal med 5 et hjælpebrændkammer, der har en primær zone, hvori en indsprøjtningsdyse for brændstof udmunder, og en efterfølgende sekundær zone, og hvor omløbskanalen er delt i to parallelle grene, af hvilke den første udmunder i hjælpebrændkam-10 merets sekundære zone og indeholder et første drøvleor-gan med variabelt gennemstrømningstværsnit, medens den anden gren udgår fra den første gren på opstrømssiden af det første drøvleorgan og udmunder i hjælpebrændkamme-rets primære zone via et andet drøvleorgan med sam-15 virkende drøvleåbninger i henholdsvis et indre og et ydre element, hvilke elementer er indbyrdes forskydelige til samtidig variation af drøvleåbningernes fælles frie gennemstrømningstværsnit og af brændstoftilførslen til i ndsprø j tningsdysen, 20 af hvilke elementer det ene indgår i afgrænsnin gen af hjælpebrændkammerets primære zone og har sine drøvleåbninger placeret tæt ved indsprøjtningsdysen.
En motor af denne art er beskrevet i U.S.A. patentskrift nr. 4.026.115.
25 Den relative forskydning af det andet drøvleor- gans indre og ydre elementer, der som regel udgøres af cylindriske bøsninger, kan foregå som rent aksial bevægelse, som rotation eller som en kombination af de to bevægelser. Som regel er det ydre element fikseret, 30 medens det indre element er bevægeligt.
Som følge af at den primære forbrændingsluft til hjælpebrændkammeret strømmer ind i kammeret gennem åbninger placeret direkte i en vægdel af kammerets primære zone og tæt ved indsprøjtningsdysen, opstår der ved alle 35 belastningstilstande en kraftig turbulens, som sikrer 2 150385 optimale forbrændingsbetingelser med deraf følgende god økonomi og samtidig modvirker aflejring af sod og koks på kammerets vægge. Konstruktionen medfører imidlertid også, at det andet drøvleorgans indre element under 5 hjælpebrændkammerets funktionsperioder kan blive betydelig varmere end organets ydre element, som jo bestry-ges af den relativt kølige luft, der leveres af kompressoren. Ydermere varierer temperaturen af det indre element stærkt, i praksis op til 600°C, med brændkammerets 10 varierende belastning.
Da i det mindste det indre element må fremstilles af højtemperaturbestandigt materiale, f.eks. ildfast rustfrit stål, og da sådanne materialer har høje temperaturudvidelseskoefficienter, typisk omkring 2 promille 15 pr. 100°C, ændrer elementets yderdiameter sig i betydeligt omfang med brændkammerets belastning. Af indlysende grunde bør klemning mellem det ydre og det indre element med sikkerhed være forebygget i den tilstand, hvor temperaturforskellen mellem elementerne er maksimum, dvs.
20 når hjælpebrændkammerets ydelse er maksimal. En klemning ville nemlig bevirke, at en beordret nedregulering af ydelsen ikke kunne gennemføres, og dette ville føre til overhedning af brændkammerets væg og spild af brændstof.
Når elementerne dimensioneres ud fra dette kriterium vil 25 der til gengæld optræde et anseligt radialt spillerum mellem elementerne i den anden ydertilstand, hvor deres temperatur er stort set ens, dvs. når hjælpebrændkamme-ret arbejder i tomgang eller "på vågeblus". Med cylindriske elementer fremstillet af de ovenfor omtalte ma- 30 terialer og med diametre omkring 200 mm kan arealet af 2 ringspalten mellem elementerne blive omkring 700 mm.
Gennem en sådan spalte forgår der en strømning af ladeluft uden om motoren, og da både spillerummet og kompressorens afgangstryk og dermed lækagestrømmen er 35 størst, når motoren arbejder ved konstant fuldlast sva- 3 150385 rende til, at hjælpebrændkammeret kører i tomgang, forringes skylningen og trykladningen af motoren tilsvarende, med mindre kompressoren overdimensioneres, hvilket imidlertid fører til uønskeligt højt brændstoffor-5 brug ved dellast. En mærkbar lækagestrøm uden om motoren har den yderligere uheldige konsekvens, at en ellers mulig, automatisk belastningsafhængig regulering af trykfaldet fra kompressorafgangen til turbinetilgangen ved hjælp af det primære drøvleorgan forstyrres. Forsøg på 10 at reducere lækagestrømningen ved indbygning af labyrinttætninger mellem de to elementer har vist sig frug-tesløse.
Nærværende opfindelse tager sigte på at angive en enkel og pålidelig løsning på det problem, som består i 15 at undgå de ovenfor påpegede ulemper, som er knyttet til den særlige udformning af det andet drøvleorgan uden at måtte give afkald på de ligeledes omtalte fordele.
Med dette for øje er en forbrændingsmotor ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at en eller flere luft-20 tilførselspassager med konstant gennemstrømningstværsnit er koblet i parallel med det andet drøvleorgan, og at omløbskanalens anden gren på opstrømssiden af det andet drøvleorgan indeholder et tredje drøvleorgan med variabelt gennemstrømningstværsnit, hvis minimumværdi er 25 nul, og som for enhver positiv værdi er betydelig større end det fælles frie gennemstrømningstværsnit af det andet drøvleorgans drøvleåbninger.
Tilføjelsen af det tredje drøvleorgan og dimensioneringen af dettes gennemstrømningstværsnit i forhold 30 til gennemstrømningstværsnittet i det andet drøvleorgan resulterer i en betydningsfuld modifikation af arbejdsvilkårene for hjælpebrændkammeret, når dette arbejder i tomgang eller på vågeblus. Før der redegøres nærmere for denne modikation, skal det påpeges, at det trykfald, som 35 skyldes primærluftens strømning gennem det tredje drøv-
15Q38S
4 leorgan., ved enhver belastning af hjælpebrændkammeret er betydelig mindre end trykfaldet over det andet drøvle-organ, og i praksis vil det derfor stadig være sidstnævnte trykfald, som bestemmer primærluftens mængde-5 strøm, så længe der overhovedet er et fælles, overlappende gennemstrømnings areal af de to sæt åbninger i det andet drøvleorgan.
Ved maksimal belastning af hjælpebrændkammeret, f.eks. under acceleration af forbrændingsmotoren, og 10 deraf følgende høj temperaturforskel mellem det indre og det ydre element er spalten mellem elementerne under alle omstændigheder snæver, og lækagestrømningen gennem spalten er derfor betydningsløs i sammenligning med mængdestrømmen gennem det høje gennemstrømningstværsnit 15 af de helt eller i det væsentlige flugtende åbninger i organets to elementer. Specielt har lækagestrømmen ingen indflydelse på det tilstræbte - helt eller i det væsentlige støkiometriske - forhold mellem primærluft og brændstof, som bestemmes af elementernes relative stil-20 ling.
Mår hjælpebrændkammeret er stillet på vågeblus, er det radiale spillerum mellem de to elementer højt, men da der i denne tilstand kun kræves en minimal primærluftmængde, kan denne om nødvendigt leveres alene 25 gennem de med det andet drøvleorgan parallelkoblede lufttilførselspassager, medens det andet drøvleorgan kan være helt lukket. Tilsvarende kan det tredje drøvleorgan enten ligeledes være helt lukket (dersom de parallelkoblede passager udgår fra dette organs opstrømsside) eller 30 kun stå ganske lidt åbent. Som følge heraf er den trykdifferens, som kan fremkalde en lækagestrøm gennem spalten mellem de to elementer, tilsvarende nul eller minimal, og kompressoren udnyttes derfor optimalt til skylning og trykladning af forbrændingsmotoren.
35 Den før omtalte automatiske, belastningsafhængige regulering af trykfaldet over motoren kan opnås ved, at 5 150385 det første drøvleorgan er indrettet til at tilvejebringe et trykfald, som er praktisk talt uafhængigt af forholdet mellem den gennem omløbskanalen strømmende luftmængde og kompressorens levéringsmængde.
5 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende un der henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et skematisk snit i en forbrændingsmotor af delvis kendt konstruktion, fig. 2 et snit i større målestok gennem hjælpe-10 brændkammeret i motoren ifølge fig. 1, fig. 3 skematisk fordelingen af luftstrømme i motoren i fig. 1, fig. 4 et til fig. 2 svarende aksialt, skematisk snit gennem hjælpebrændkammeret i en forbrændingsmotor 15 ifølge en første udførelsesform for opfindelsen, idet resten af motoren svarer til fig. 1, fig. 5 i større målestok to samvirkende åbninger i hver sit element af det andet drøvleorgan i fig. 4, og fig. 6-12 hver sin variant af udførelsesformen i 20 fig. 4 i tilsvarende snitbilleder.
Fig. 1 svarer med enkelte tilføjelser til fig. 7 i U.S.A. patentskrift nr. 4.026.115 og viser en forbrændingsmotor 1 med en turbolader bestående af en kompressor 2 og en turbine 3. Kompressoren leverer 25 skylle- og ladeluft til motoren 1 gennem en trykkanal 4, der indeholder en ladeluftkøler 41. Fra kanalen 4 udgår en omløbskanal 5, der indeholder et hjælpebrænd-kammer 6, som er delt i en primær zone 10 og en efterfølgende sekundær zone 11. Turbinen 3 fødes med 30 udstødsgas fra motoren 1 gennem en udstødsledning 8 og med forbrændingsgas fra hjælpebrændkammeret 6, og den driver kompressoren 2 gennem en aksel 9.
Omløbskanalen 5 er delt i to parallelle grene 5a og 5b. Den første gren 5a udmunder via åbninger 43 35 i den sekundære zone 11, og den indeholder et første 6 150385 drøvieorgan 12 med variabelt gennemstrømningstværsnit. Drøvleorganet 12 er fortrinsvis indrettet til at tilvejebringe et trykfald, der er praktisk talt uafhængigt af forholdet mellem luftmængden gennem omløbskanalen 5 5 og den samlede luftmængde, der leveres af kompressoren 2, og som varierer i samme retning som trykket på opstrømssiden af drøvleorganet 12. Den anden gren 5b udgår fra kanalen 4 på opstrømssiden af drøvleorganet 12 og udmunder i hjælpebrændkammeret 6's primære zone 10 10 via et andet drøvleorgan 13.
Som vist i fig. 2 har drøvleorganet 13 samvirkende drøvleåbninger 14 og 15 henholdsvis i en indre, cylindrisk bøsning 16, der udgør en del af væggen af hjælpebrændkammerets primære zone 10, og i en ydre cy-15 lindrisk bøsning 17, der er omgivet af et hulrum 32 i direkte forbindelse med afgangen fra kompressoren 2. i fig. 2 er dette hulrum 32 en del af trykledningen 4.
En indsprøjtningsdyse 18 for brændstof udmunder i den primære zone 10 i den umiddelbare nærhed af åbningerne 20 14 og 15.
Ved en relativ forskydning af bøsningerne 16 og 17 ændres samtidig den luftmængde, der tilføres den primære zone 10 gennem det fri, fælles tværsnit af åbningerne 14 og 15, og brændstofmængden fra indsprøjt-25 ningsdysen 18.
I fig. 1 er omløbskanalen 5 omgivet af en kasse 7, der er adskilt fra trykkanalen 4 ved hjælp af en skillevæg 19 med et hul, hvis kanter danner et sæde 20, som samvirker med en lukkeskive 21 på nedstrøms-30 siden af sædet. Skiven 21 er i ét stykke med et udligningsstempel· 22, der er ført ud i det fri gennem en pakning 23 i væggen af trykledningen 4. Skiven 21 og sædet 20, der tilsammen udgør drøvleorganet 12, er i ligevægt under indvirkning af atmosfæretrykket PQ, 35 der virker på endefladen af stemplet 22, og de to tryk, 7 150385 henholdsvis P2 og P7, som virker henholdsvis på oversiden og undersiden af skiven 21. Når s er tværsnittet af stemplet 22 og S arealet af skiven 21, bestemmes det nominelle trykfald af følgende ligning (i 5 fravær af en eventuel tilbageføringsfjeder): P2 ~ P7 = ® .
P2-Po' S
10 Man ser heraf, at drøvleorganet 12 med skiven 21 tilvejebringer et trykfald P2 - P7* der praktisk talt alene afhænger af trykket P2 på opstrømssiden af drøvleorganet 12, dvs. ved kompressoren 2's afgang.
Eksempler på andre tilsvarende drøvleorganer er beskre-15 vet i det ovenfor nævnte U.S.A. patentskrift nr. 4.026.115.
Ifølge fig. 2 er den ydre bøsning 17 i drøvleorganet 13 fast i forhold til trykledningen 4, medens den indre bøsning 16, der er lukket ved sin ene side 20 med en bund 24, er aksialt bevægelig. Rummet 28 mellem bunden 24 og en fast væg 26 er gennem åbninger 29 med forholdsvis stort tværsnit sluttet til trykledningen 4.
En cylinder 34 i ét stykke med bunden 24 er 25 ført gennem en tætning 35 i væggen 26. En brændstof-trykledning 36 udmunder i et kammer 37 i væggen 26.
Dette kammer 37 er i forbindelse med cylinderen 34 gennem en åbning 38 i en af cylinderens vægge, og den modsatte væg af cylinderen 34 bærer indsprøjtningsdy-30 sen 18. En konisk nål 39 rager ind i åbningen 38, hvis frie tværsnit derfor vokser, når bunden 24 fjerner sig fra den faste væg 26.
Brændstoffets tryk, der virker på cylinderen 34, vil søge at forskyde den indre bøsning 16 helt til 35 højre i fig. 2, hvorved det fælles fri areal af de sam- 150385 δ virkende åbninger 14 og 15 og det fri tværsnit af åbningen 38 begge bliver maksimum. Dette sikrer fuld luftmængde og brændstofmængde i hjælpebrændkammeret 6.
Når brændkammerets ydelse vokser, vokser trykket P3 på 5 højre side af bunden 24, hvorved den indre bøsning 16 bevæger sig tilbage mod venstre, indtil trykket fra brændstoffet og trykket P3 udligner hinanden. Der foregår således en automatisk og samtidig regulering af brændstofmængden fra indsprøjtningsdysen 18 og primær-10 luftmængden gennem det fælles fri tværsnit i de samvirkende åbninger 14 og 15. Andre organer med tilsvarende funktion er vist i ovennævnte U.S.A. patentskrift nr. 4.026.115.
I bunden 24 er der gennemgående, kalibrerede 15 åbninger 40 og 33, der leverer henholdsvis køleluft til væggen i hjælpebrændkammerets primære zone 10 og forbrændingsluft, når kammeret arbejder i tomgang. Disse kalibrerede åbninger 40 og 33, som i øvrigt ikke findes i U.S.A. patentskrift nr. 4.026.115, er strømningstek-20 nisk koblet parallelt med drøvleorganet 13.
Den ydre bøsning 17 med åbningerne 15 og 29 fortsætter i et rør 42, fig. 1, som afgrænser hjælpebrændkammerets sekundære zone 11 og er ført gennem kassen 7. Udstødskanalen 8 fra motoren 1 udmunder i 25 røret 42 via en konvergerende blandedyse 27. Åbningerne 43 i røret 42 danner forbindelse mellem ned-strømsdelen af grenen 5a og sekundærzonen 11. En kanal 44 forbinder blandedysen 27 med turbinen 3, som således fødes med såvel udstødsgas fra motoren 1 30 som gas fra brændkammeret 6.
Forbrændingsmotorens funktion forklares i det følgende.
Luft fra kompressoren 2 deler sig i to strømme, nemlig en hovedstrøm til motoren 1 og en komplementær 35 strøm til turbinen 3 via omløbskanalen 5. Denne kom- 9 150385 plementære strøm deles på ny i to, nemlig en første del, der føder den primære zone 10 gennem åbningerne 14 og 15, og en anden del, der strømmer ind i den sekundære zone 11 i form af tværgående luftstråler gennem åb-5 ningerne 43, efter i forvejen at have passeret drøvle-organet 12. I zonen 11 blandes strømmen med varm forbrændingsgas fra den primære zone 10.
Når motoren 1 accelererer, vokser dens andel af luftmængden, og den komplementære strøm i omløbskanalen 10 5 aftager. Drøvleorganet 12 lukkes progressivt og formindsker i stigende grad luftmængden til den sekundære zone 11. Luftmængden til den primære zone 10 afhænger kun af ladetrykket og dermed af belastningen på motoren 1, men ikke af dennes omdrejningstal. Derfor 15 kan den stadig sikre forbrændingen i den primære zone 10 under betingelser, der er så nær som mulig ved det støkiometriske. Afkølingen af de varme gasser fra den primære zone 10 beror i stadig mindre grad på den sekundære luft via åbningerne 43 og i stadig højere grad 20 på tilsætningen af udstødsgas fra motoren 1 via blan-dedysen 27. Afstanden mellem åbningerne 43 og dysen 27 bør derfor være så kort som mulig for at undgå overhedning af den del af røret 42, der er beliggende på nedstrømssiden af åbningerne 43.
25 Da luften til den primære zone 10 udtages på opstrømssiden af drøvleorganet 12, svarer trykfaldet over de samvirkende åbninger 14 og 15 altid stort set til trykfaldet i drøvleorganet 12. Derfor har de luftstråler, der strømmer ind i den primære zone 10 gennem 30 det fælles fri areal af de samvirkende åbninger 14 og 15, altid, uanset funktionstilstanden af kammeret 6, en hastighed og en indtrængningsevne, der er tilstrækkelig til at sikre passende turbulens til forbrænding af det brændstof, der indsprøjtes gennem dysen 18.
35 Skemaet i fig. 3 angiver, hvorledes luften fra kompressoren 2 fordeles. Q2 er mængdestrømmen fra 10 150385 kompressoren 2. Motoren 1 forbruger en del Q^, og resten Q5 = Q2 - Qi passerer gennem omløbskanalen 5.
Strømmen Q5 deler sig i en strøm Qsa til den sekundære zone 11, en strøm 05¾ til den primære zone 10 5 og en strøm Q40» der indføres i kammeret 6 gennem åbningerne 40 og 33. Strømmen Qi afhænger af funktionstilstanden af motoren 1 og ladetrykket fra kompressoren 2.
Det nominelle trykfald fra kompressoren 2 til 10 turbinen 3 varierer efter den ovenfor angivne ligning.
Det konstaterede reelle trykfald kan blive mindre end det nominelle trykfald, specielt ved en lækage, som med hjælpebrændkammeret 6 arbejdende i tomgang bevirker en formindskelse af luftstrømmen gennem drøvleorganet 12.
15 Dette kan forekomme ved maksimal motorydelse, hvor forholdet mellem Qi og Q2 er højst. I dette tilfælde kan det nominelle trykfald ikke opretholdes, hvilket er uheldigt af hensyn til motorens behov for skylning og i tilfælde af en firtaktsmotor også for dens 20 specifikke forbrug, fordi trykket P3 og dermed motoren l's udstødsarbejde vokser.
For at afhjælpe disse vanskeligheder udføres den indre cylindriske bøsning 16 og den ydre cylindriske bøsning 17 med sådanne radiale dimensioner, at der un-25 der. hensyntagen til de anvendte materialers varmeudvi-delseskoefficienter og de øvre og nedre grænser for bøsningernes arbejdstemperaturer altid mellem dem er så stort radialt spillerum a, at der ikke opstår kontakt mellem den udvendige sidevæg af bøsningen 16 og den 30 indre sidevæg af bøsningen 17, uanset hjælpebrændkamme-rets belastning. Endvidere er et tredje drøvieorgan 45 med de ovenfor angivne karakteristiske træk monteret på opstrømssiden af drøvleorganet 13.
I en særlig enkel konstruktion udgøres drøvleor-35 ganet 45 af et ringformet lukkeelement 46 (fig. 4 og 11 150385 6) eller 46c (fig. 9 og 10) ud i ét med bøsningen 16 (fig. 4 og 6) eller 17 (fig. 9 og 10), og et med lukkeelementet samvirkende sæde 47 (fig. 4 og 6) eller 47c (fig. 9 og 10) ud i ét stykke med den anden bøsning 5 17 (fig. 4 og 6) eller 16 (fig. 9 og 10). Diameteren af sædet 47 eller 47c er meget større end de respektive diametre af den tilhørende bøsning 16 eller 17.
1 en anden udførelsesform udgøres drøvleorganet 45 af kombinationen af en ringformet endeflade 46b 10 (fig. 7 og 8) eller 46d (fig. 11) på den frie ende af den ydre bøsning 17 og en dermed samvirkende sædeflade 47b (fig. 7 og 8) eller 47b (fig. 11) udformet på den indre bøsning 16 i den umiddelbare nærhed af drøvleåb-ningerne 14.
15 Til belysning af virkemåden af de to drøvleorga- ner 13 og 45 følger nu et numerisk eksempel. Det antages, at bøsningerne 16 og 17 i fig. 4 og 5 hver har tolv cirkulære åbninger 14 og 15 med diameter 2R = 7 mm. Lad x (i mm) være vandringen af den mobile 20 bøsning 16 fra den stilling, hvor de to sæt åbninger 14 og 15 overlapper hinanden eksakt. Fællesarealet af de to åbninger er angivet med skravering i fig. 5. Når α er den halve centervinkel for hver af de buer, der omslutter dette areal, er det fælles frie gennemstrøm-25 ningstværsnit af alle åbningerne lig med: π R α x Ί 2 48.R -jgo--4 sina mm idet a = arc cos .
30
Gennemstrømningstværsnittet i drøvleorganet 45, dvs. mellem lukkeelementet 46 og sædet 47, er lig med ca.
(12-x) · 395 mm2, 12 150385 når sædet 47 har en diameter på 126 mm.
Man får således de følgende successive værdier som funktion af x: 5 x (mm) a (°) Samlede fælles areal Areal af passa- af åbningerne 14 og gen ved sædet 47 _15 (mm2)_(mm2)_ 0 90 462 4750 1 81,8 399 4354 10 2 73,4 336 3958 3 64,6 275 3563 4 55,2 214 3167 5 44,4 154 2771 6 31,0 94 2375 15 7 0 0 1979 8 - 1583 9 - 1187 10 - 792 11 - - 396 20 12 - - 0
Det ses, at det fælles frie areal af åbningerne 14 ' og 15 altid er væsentlig mindre end gennemstrømningstværsnittet ved sædet 47. Forholdet er mindre end 1:5. Trykfaldet hvert sted er omvendt proportionalt med 25 kvadratet på gennemstrømningstværsnittet og det samlede trykfald i kanalgrenen 5b optræder derfor stort set i drøvleorganet 13, så længe de samvirkende åbninger 14 og 15 overhovedet er åbne. Først ved afslutningen af den bevægelige bøsning 16's vandring træder drøvleor-30 ganet 45 i funktion til begrænsning af trykfaldet og dermed af luftlækagen gennem det ringformede mellemrum a.
13 150385
Udførelsesformen ifølge fig. 6 er kun forskellig fra den i fig. 4 viste ved, at åbningerne 33 og 40 er beliggende på nedstrømssiden af drøvleorganet 45, hvilket yderligere medvirker til forøgelse af forholdet 5 Q1/Q2·
Udførelsesformen i fig. 7 er forskellig fra den i fig. 4 viste, dels ved at den indre bøsning 16 forskydes mod højre til formindskelse af det fælles tværsnit af åbningerne 14 og 15, dels ved at drøvleorganet 45 10 indgår som en del af drøvleorganet 13. Som i fig. 4 har den indre bøsning 16 en ring af cirkulære, separate åbninger 14, medens en sammenhængende ringformet spalte mellem endefladen 47b på en hjælpebøsning 49, der bæres koaksialt af den indre bøsning 16, og en ringformet 15 endeflade 46b på den bageste ende af den ydre bøsning 17 træder i stedet for åbningerne 15 i fig. 4. Dette nødvendiggør en passende modifikation af organerne, der regulerer brændstofmængden til indsprøjtningsdysen 18.
Udførelsesformen i fig. 8 er kun forskellig fra 20 den i fig. 7 viste ved, at åbningerne 33 og 40 er beliggende på nedstrømssiden af drøvleorganet 45. Tilsvarende er hjælpebøsningen 49 fastgjort til cylinderen 34 bag ved bunden 24.
Udførelsesformen ifølge fig. 9 afviger fra udfø-25 relsesformen i fig. 4 ved, at den ydre bøsning 17 er bevægelig og den indre bøsning 16 er fast. Som følge heraf er det rngformede lukkeelement 46c i ét stykke med den ydre bøsning 17. I begge tilfælde forskydes den bevægelige bøsning i samme retning.
30 Udførelsesformen i fig. 10 er kun forskellig fra udførelsesformen ifølge fig. 9 ved, at åbningerne 33 og 40 er beliggende på nedstrømssiden af drøvleorganet 45. Med dette formål er åbningen 29 i den ydre bøsning 17 placeret på nedstrømssiden af det ringformede lukke-35 element 46c.
Claims (3)
1. Trykladet forbrændingsmotor (1), navnlig en 30 trykladet dieselmotor, .af den art hvor afgangen fra en af en udstødsturbine (3) drevet kompressor (2) er sluttet til turbinens (3) tilgang gennem en omløbskanal (5) med et hjælpebrændkammer (6), der har en primær zone (10), hvori en indsprøjtningsdyse (18) for brændstof 35 udmunder, og en efterfølgende sekundær zone (11), 150385 og hvor omløbskanalen (5) er delt i to parallelle grene (5a, 5b), af hvilke den første (5a) udmunder i hjælpebrændkammerets sekundære zone (11) og indeholder et første drøvleorgan (12) med variabelt gennemstrøm-5 ningstværsnit, medens den anden gren (5b) udgår fra den første gren på opstrømssiden af det første drøvleorgan (12) og udmunder i hjælpebrændkammerets primære zone (10) via et andet drøvleorgan (13) med samvirkende drøv-* leåbninger (14, 15) i henholdsvis et indre (16) og et 10 ydre (17) element, hvilke elementer er indbyrdes forskydelige til samtidig variation af drøvleåbningernes (14, 15. fælles frie gennemstrømningstværsnit og af brændstoftilførslen til indsprøjtningsdysen (18), af hvilke elementer det ene (16) indgår i af-15 grænsningen af hjælpebrændkammerets primære zone (10) og har sine drøvleåbninger (14) placeret tæt ved indsprøjtningsdysen (18), kendetegnet ved, at en eller flere lufttilførselspassager (29, 33, 40. med konstant gennemstrømningstværsnit er koblet i 20 parallel med det andet drøvleorgan (13), og at omløbskanalens anden gren (5b) på opstrømssiden af det andet drøvleorgan (13) indeholder et tredje drøvleorgan (45) med variabelt gennemstrømningstværsnit, hvis minimumværdi er nul, og som for enhver positiv vær-25 di er betydelig større end det fælles frie gennemstrømningstværsnit af det andet drøvleorgans (13) drøvleåbninger (14, 15).
2. Motor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det første drøvleorgan (12) er indrettet til at 30 tilvejebringe et trykfald, som er praktisk talt uafhængigt af forholdet mellem den gennem omløbskanalen (5) strømmende luftmængde og kompressorens (2) leveringsmængde .
3. Motor ifølge krav 1 eller 2, kendeteg-35 n e t ved, at det tredje drøvleorgans (45) gennemstrøm-
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7931038A FR2472082A1 (fr) | 1979-12-19 | 1979-12-19 | Perfectionnements apportes aux moteurs a combustion interne suralimentes, notamment aux moteurs diesel |
| FR7931038 | 1979-12-19 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK539580A DK539580A (da) | 1981-06-20 |
| DK150385B true DK150385B (da) | 1987-02-16 |
| DK150385C DK150385C (da) | 1987-10-26 |
Family
ID=9232913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK539580A DK150385C (da) | 1979-12-19 | 1980-12-18 | Trykladet forbraendingsmotor, navnlig trykladet dieselmotor, med omloebskanal og hjaelpebraendkammer |
Country Status (24)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4430860A (da) |
| EP (1) | EP0031770B1 (da) |
| JP (1) | JPS5698528A (da) |
| AT (1) | ATE6537T1 (da) |
| AU (1) | AU542459B2 (da) |
| BE (1) | BE886734A (da) |
| CA (1) | CA1162058A (da) |
| DE (1) | DE3047842A1 (da) |
| DK (1) | DK150385C (da) |
| ES (1) | ES8201261A1 (da) |
| FI (1) | FI66236C (da) |
| FR (1) | FR2472082A1 (da) |
| GB (1) | GB2065863B (da) |
| GR (1) | GR73123B (da) |
| HK (1) | HK55884A (da) |
| IE (1) | IE50799B1 (da) |
| IL (1) | IL61622A (da) |
| IN (1) | IN153041B (da) |
| IT (1) | IT1136365B (da) |
| MY (1) | MY8500447A (da) |
| NL (1) | NL8006837A (da) |
| NO (1) | NO154440C (da) |
| SG (1) | SG16084G (da) |
| ZA (1) | ZA807602B (da) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2484536A1 (fr) * | 1980-06-17 | 1981-12-18 | France Etat | Perfectionnements aux moteurs a combustion interne suralimentes, notamment aux moteurs diesel, et aux procedes de mise en marche de ces moteurs et de reglage de leur vitesse |
| JPS61195214A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-29 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼器の空気流量調整機構 |
| FR2585072A1 (fr) * | 1985-07-18 | 1987-01-23 | Melchior Cie | Perfectionnements aux moteurs a combustion interne suralimentes |
| FR2618528B1 (fr) * | 1987-07-23 | 1992-10-16 | France Etat Armement | Perfectionnements aux chambres de combustion auxiliaires, pour moteurs a combustion interne suralimentes, et moteurs a combustion interne equipes d'une telle chambre |
| DE3770823D1 (de) * | 1987-10-19 | 1991-07-18 | Hitachi Ltd | Einrichtung zur regulierung des verbrennungsluftdurchsatzes in gasturbinenbrennkammern. |
| DE3737247C1 (de) * | 1987-11-03 | 1989-03-02 | Zettner Michael L | Brenneinrichtung |
| DE4220060C2 (de) * | 1992-06-19 | 1996-10-17 | Mtu Muenchen Gmbh | Einrichtung zur Betätigung einer den Durchsatz von Verbrennungsluft steuernden Dralleinrichtung eines Brenners für Gasturbinentriebwerke |
| DE4304201A1 (de) * | 1993-02-12 | 1994-08-18 | Abb Management Ag | Brennkammer für eine Gasturbine |
| AU7771494A (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-08 | Westinghouse Electric Corporation | System for controlling combustion in a gas combustion-type turbine |
| US7040094B2 (en) * | 2002-09-20 | 2006-05-09 | The Regents Of The University Of California | Staged combustion with piston engine and turbine engine supercharger |
| GB0815761D0 (en) * | 2008-09-01 | 2008-10-08 | Rolls Royce Plc | Swirler for a fuel injector |
| CN102562268A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-07-11 | 上海交通大学 | 涡轮入口面积可变式涡轮增压系统 |
| US9291350B2 (en) * | 2013-03-18 | 2016-03-22 | General Electric Company | System for providing a working fluid to a combustor |
| EP3011231B1 (en) * | 2013-06-18 | 2019-10-30 | Woodward, Inc. | Gas turbine combustor assembly |
| DE102014204482A1 (de) * | 2014-03-11 | 2015-09-17 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Brennkammer einer Gasturbine |
| RU2595287C1 (ru) * | 2015-04-09 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Камера сгорания газотурбинного двигателя с регулируемым распределением воздуха |
| DE102020132494B4 (de) | 2020-12-07 | 2025-04-17 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Gasturbinenbrennkammersystem und Verfahren zum Betreiben eines Gasturbinenbrennkammersystems |
| DE102024116456A1 (de) * | 2024-06-12 | 2025-12-18 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Brennkammeranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkammeranordnung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2655787A (en) * | 1949-11-21 | 1953-10-20 | United Aircraft Corp | Gas turbine combustion chamber with variable area primary air inlet |
| FR2253389A5 (da) * | 1973-12-04 | 1975-06-27 | France Etat | |
| FR2265979B1 (da) * | 1974-03-29 | 1977-10-14 | France Etat |
-
1979
- 1979-12-19 FR FR7931038A patent/FR2472082A1/fr active Granted
-
1980
- 1980-11-19 NO NO803484A patent/NO154440C/no unknown
- 1980-12-03 IN IN1340/CAL/80A patent/IN153041B/en unknown
- 1980-12-03 CA CA000366073A patent/CA1162058A/en not_active Expired
- 1980-12-03 IL IL61622A patent/IL61622A/xx unknown
- 1980-12-04 ZA ZA00807602A patent/ZA807602B/xx unknown
- 1980-12-10 AU AU65255/80A patent/AU542459B2/en not_active Ceased
- 1980-12-12 GR GR63635A patent/GR73123B/el unknown
- 1980-12-16 ES ES497785A patent/ES8201261A1/es not_active Expired
- 1980-12-17 NL NL8006837A patent/NL8006837A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-12-17 GB GB8040421A patent/GB2065863B/en not_active Expired
- 1980-12-18 AT AT80401827T patent/ATE6537T1/de not_active IP Right Cessation
- 1980-12-18 DE DE19803047842 patent/DE3047842A1/de active Granted
- 1980-12-18 EP EP80401827A patent/EP0031770B1/fr not_active Expired
- 1980-12-18 BE BE0/203221A patent/BE886734A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-12-18 DK DK539580A patent/DK150385C/da active
- 1980-12-18 IE IE2668/80A patent/IE50799B1/en unknown
- 1980-12-19 FI FI803981A patent/FI66236C/fi not_active IP Right Cessation
- 1980-12-19 IT IT40110/80A patent/IT1136365B/it active
- 1980-12-19 JP JP17906580A patent/JPS5698528A/ja active Granted
-
1983
- 1983-04-04 US US06/481,269 patent/US4430860A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-02-23 SG SG160/84A patent/SG16084G/en unknown
- 1984-07-19 HK HK558/84A patent/HK55884A/xx unknown
-
1985
- 1985-12-30 MY MY447/85A patent/MY8500447A/xx unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK150385B (da) | Trykladet forbraendingsmotor, navnlig trykladet dieselmotor, med omlaebskanal og hjaelpebraendkammer | |
| US5865030A (en) | Gas turbine combustor with liquid fuel wall cooling | |
| JP3289954B2 (ja) | 改良された燃料噴射弁装置 | |
| US5003771A (en) | Fuel distribution valve for a combustion chamber | |
| US9523293B2 (en) | Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine | |
| JPS5860124A (ja) | ガスタ−ビンのプリチエンバ・燃料マニホルド構造 | |
| KR102801178B1 (ko) | 예연소실 | |
| JPH09504089A (ja) | ステージ燃焼室のためのパイロット燃料で冷却されたフローデバイダバルブ | |
| US5018354A (en) | Auxiliary combustion chambers for supercharged internal combustion engines and internal combustion engines equipped with such a chamber | |
| US3684257A (en) | Carburetters | |
| US4030464A (en) | Fuel-air mixture heating device for use with internal combustion engine | |
| KR950033047A (ko) | 내연기관의 흡기장치 | |
| US4227501A (en) | Fuel injection apparatus | |
| US11181051B2 (en) | Mixture formation device for a gas engine and gas engine | |
| GB2296037A (en) | Spark ignition engine charge intake system | |
| US3951119A (en) | Fuel injection system | |
| KR100257921B1 (ko) | 디젤형 왕복피스톤식 내연기관의 냉각장치 | |
| US5109664A (en) | Method of operating a combustion chamber for a gas turbine engine | |
| JPH0642407A (ja) | 可変推力型液体ロケットエンジン | |
| JP7559897B1 (ja) | 内燃機関 | |
| JPS60198315A (ja) | 内燃機関のエンジン室の給排気の循環制御デバイス | |
| CA2146996A1 (en) | Mixing/metering unit | |
| JP2729748B2 (ja) | ガスタービン用燃焼方法およびその装置 | |
| DK143518B (da) | Trykladet forbraendingsmotor navnlig trykladet dieselmotor | |
| JPH0159426B2 (da) |