DK150664B - Trykladet forbraendingsmotor, navnlig en dieselmotor, og fremgangsmaadetil start og hastighedsregulering af en saadan motor - Google Patents
Trykladet forbraendingsmotor, navnlig en dieselmotor, og fremgangsmaadetil start og hastighedsregulering af en saadan motor Download PDFInfo
- Publication number
- DK150664B DK150664B DK250881AA DK250881A DK150664B DK 150664 B DK150664 B DK 150664B DK 250881A A DK250881A A DK 250881AA DK 250881 A DK250881 A DK 250881A DK 150664 B DK150664 B DK 150664B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- engine
- turbocharger
- duct
- compressor
- combustion chamber
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 13
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
- F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
-
- 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
- F02B37/001—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
-
- 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
- F02B37/007—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
-
- 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
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- 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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
-
- 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)
- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
Description
150664
Opfindelsen vedrører en trykladet forbrændingsmotor, navnlig en firetakts dieselmotor med relativt lavt kompressionsforhold, af den art som har mindst to turboladere, hvis kompressorafgange er 5 koblet parallelt til motorens lufttilgang gennem en fælles luftkanal, og hvis turbinetilgange er koblet parallelt til motorens udstødsmanifold gennem en fælles gaskanal, samt styreorganer, der med en funktionsparameter, 10 som repræsenterer forholdet mellem den gennem motoren strømmende luftmængde og kompressorernes samlede leveringsmængde som indgangsstørrelse, er indrettet til at udkoble og indkoble en turbolader- ved henholdsvis at lukke og åbne strømningsforbindelser mellem tur-15 boladerens kompressorafgang og den fælles luftkanal og mellem den tilhørende turbinetilgang og den fælles gaskanal .
Som funktionsparameter kan man f.eks. vælge ladetrykket eller den brændstofmængde, der indsprøjtes pr.
20 cyklus i motoren. Man kan også vælge motorens omdrejningstal ved en firetaktsmotor eller luftmængden, som forbruges af motoren, ved en totaktsmotor.
En sådan motor er beskrevet i fransk offentliggørelsesskrift nr. 2 322 266. Dette trykskrift beskæf-25 tiger sig med et problem, som opstår ved motorer, der skal kunne fungere tilfredsstillende ved stærkt varierende belastninger.
Det kan f.eks. dreje sig om en firetaktsmotor med lavt kompressionsforhold, eksempelvis ca. 7, til frem-30 drift af et marinefartøj, som i korte perioder skal kunne præstere 35 knob, hvilket kræver en motoreffekt på ca. 4000 kW (ved 1600 o/min), medens fartøjet i størstedelen af sin driftstid sejler med en marchfart på 16 knob, hvortil der kræves en effekt på ca. 380 kW (ved 35 730 o/min). De tilhørende værdier for motorens brænd- 150664 2 stofforbrug er henholdsvis 980 kg pr. time og 99 kg pr. time, dvs. at det specifikke brændstofforbrug ved lav effekt stort set ikke overstiger forbruget ved høj effekt.
5 Det hertil nødvendige ladetryk kræver imidlertid, når motoren kun har én turbolader, tilførsel af ekstra energi til udstødsgassen, og til dette formål er det kendt at indbygge et hjælpebrændkammer i en omløbsledning, som forbinder turboladerens kompressorafgang di-.10 rekte med laderens turbinetilgang uden om motoren. I det givne eksempel har hjælpebrændkammeret et brændstofforbrug på omkring 40 kg pr. time, hvilket forringer motoranlæggets totalvirkningsgrad tilsvarende.
Ifølge det nævnte franske offentliggørelsesskrift 15 afhjælpes denne ulempe ved, at motoren udstyres med flere, f.eks. fire, turboladere, som indrettes til at arbejde parallelt. Hver turbolader har en spærreventil i turbinetilgangen og en spærreventil i kompressorafgangen, og disse ventiler aktiveres fra styreorganer, som 20 afføler motorens omdrejningstal. Ved åbning og lukning af spærreventilerne kan man i afhængighed af omdrejningstallet - og dermed af motorbelastningen - ændre det antal turboladere, som er i funktion samtidig. Ifølge offentliggørelsesskriftet skal spærreventilen ved en 25 turbinetilgang åbnes så hurtigt som muligt, når den pågældende turbolader skal indkobles, hvorimod ventilen skal lukkes langsomt ved udkobling af turboladeren. Det er endvidere foreskrevet, at indkoblingen af en turbolader skal ske ved et motoromdrejningstal, som er 30 højere end det omdrejningstal, ved hvilket samme turbolader udkobles.
En sådan motor er kompliceret på grund af det store antal turboladere, der skal kunne arbejde parallelt, og på grund af spærreventilerne, som ydermere må 35 styres forskelligt, alt efter om det drejer sig om at åbne dem eller lukke dem.
3 150664
Hertil kommer, at selv om den spærreventil, der er monteret ved tilgangen til en turbine, lukkes relativt langsomt, risikerer man alligevel, at den til denne turbine hørende kompressors arbejdspunkt forskydes ind i 5 stalling- eller pendlingsområdet, hvor turboladeren bliver instabil.
For yderligere at formindske disse pendlingsfænomener, som er farlige for kompressorens holdbarhed, foreslår forskellige konstruktører at forøge antallet af 10 turboladere, der er indrettet til at sættes i gang successivt, ud over fire, men derved kompliceres motoren yderligere og samtidig forøges risikoen for driftsforstyrrelser.
Nærværende opfindelse tager sigte på at forenkle 15 styringen af de enkelte turboladeres ind- og udkobling og i forbindelse hermed også forebygge risikoen for, at der ved udkoblingen af en turbolader opstår pendling i overgangsperioden, indtil laderens rotor er standset.
Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at styreor-20 ganerne er indrettet på en sådan måde, at de samtidig med at udkoble turboladeren åbner en kortslutningskanal, som forbinder kompressorafgangen og turbinetilgangen direkte, og at de lukker kortslutningskanalen, samtidig med at de indkobler turboladeren.
25 I en motor ifølge opfindelsen bevirker åbningen af kortslutningskanalen ved udkobling af en turbolader, at luft fra turboladerens kompressorafgang kan strømme til laderens turbinetilgang, og som følge heraf aftager omdrejningstallet for turboladerens rotor passende lang-30 somt, uanset om spærreventilerne lukkes hurtigt, specielt med samme hurtighed som når de åbnes ved indkobling af turboladeren. På denne måde muliggøres den tilstræbte forenkling af motorens styring, og hertil medvirker også det forhold, at det nu er muligt at udkoble 35 og indkoble hver turbolader ved samme eller i alt væ- 150664 .4 sentligt samme motoromdrejningstal. Risikoen for pendlingsfænomener er elimineret som følge af, at den nu tilladelige momentane afspærring af specielt kompressorafgangen udelukker en forstyrrende gensidig påvirkning 5 mellem afgangsluften fra den pågældende kompressor og den i den fælles luftkanal strømmende, af den eller de stadig indkoblede kompressorer leverede ladeluft.
Opfindelsen vedrører også en fremgangsmåde til start og hastighedsregulering af en trykladet forbræn-10 dingsmotor af den for opfindelsen karakteriske udformning, som yderligere har en omløbsledning, der forbinder den fælles luftkanal med den fælles gaskanal uden om motoren, og et hjælpebrændkammer i omløbsledningen. Fremgangsmåden er ejendommelig ved de i krav 7's karakteri-15 stik angivne træk.
Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 og 2 viser de væsentligste elementer af en motor ifølge opfindelsen i de stillinger, som indtages 20 henholdsvis ved relativt lavt og relativt højt motoromdrejningstal, fig. 3 et hydro-pneumatisk styresystem for motoren i en stilling svarende til fig. 1, fig. 4 et udsnit af fig. 3 i en stilling svarende 25 til fig. 2/ fig. 5 illustrerer fremgangsmåden ved start og regulering af motorens omdrejningstal, og fig. 6 viser en variant af den ene turbolader i motoren ifølge fig. 1 og 2.
30 Til den trykladede dieselmotor 1, der er vist i fig. 1 og 2, hører to kompressorer 2a og 2b, hvis afgange 3a og 3b gennem en fælles luftkanal 4 kan sluttes til motoren 1's skylleluftreceiver 5 og til en omløbskanal 6, der indeholder et hjælpebrændkammer 35 7, samt to turbiner 8a og 8b, der gennem hver sin aksel 5 150664 9a eller 9b driver en tilhørende kompressor 2a og 2b.
Hver turbine og kompressor danner en turbolader 10a eller 10b, hvis turbinetilgang 11a eller 11b gennem en fælles gaskanal 12 kan sluttes til motoren l's ud-5 stødsmanifold 13 og til afgangen 14 fra hjælpebrænd-kammeret 7.
Motoren har endvidere ikke viste styreorganer, der er indrettet til at udkoble og indkoble turboladeren 10a ved henholdsvis at lukke eller åbne forbindelsen 10 fra kompressoren 2a's afgang 3a til luftkanalen 4 og forbindelsen mellem turbinen 8a's tilgang 11a og gaskanalen 12, alt efter om motoren l's omdrejningstal er lavt eller højt. En ladeluftkøler 15 er anbragt på opstrømssiden af receiveren 5.
15 Styreorganerne, der arbejder med motorens omdrej ningstal som indgangsstørrelse, kan udgøres af en omdrejningsregulator eller en tachogenerator eller af et organ, der afføler et olietryk på afgangssiden af en tandhjulspumpe.
20 Hjælpebrændkammeret 7 er fortrinsvis indrettet som vist i dansk patentansøgning nr. 5395/80. Det er delt i en opstrøms primærzone 16 og en nedstrøms sekundærzone 17. Omløbskanalen 6 er delt i to grene 6a og 6b. Den første gren 6a udmunder i den sekundære 25 zone 17 og indeholder et første drøvleorgan 18 med variabelt tværsnit. Den anden gren 6b udgår fra den første gren 6a på opstrømssiden af det første drøvleorgan 18 og udmunder i den primære zone 16 gennem et sekundært drøvleorgan 19, som har samvirkende åbninger 30 20 og 21 henholdsvis i en indre cylindrisk bøsning 22, der afgrænser en del af den primære zone 16, og i en ydre cylindrisk bøsning 23, der afgrænser en del af luftkanalen 4. En indsprøjtningsdyse 24, som udmunder i den primære zone 16 i umiddelbar nærhed af åbninger-35 ne 20 og 21, fødes med flydende brændstof gennem en 150664 6 kanal 25. Brændstofmængden fra dysen 24 og mængden af luft, der strømmer ind i den primære zone 16 gennem det fælles, fri tværsnit af åbningerne 20 og 21, kan afstemmes efter hinanden, hvorved luftmængden ændres ved 5 relativ forskydning af bøsningerne 22 og 23.
Den første gren 6a af omløbskanalen 6 er begrænset af et hus 26, der har et hul, som er omgivet af et sæde 27, der samvirker med en ventilskive 28 beliggende på nedstrømssiden af sædet. Skiven 28 er fast 10 forbundet med et afbalanceringsstempel 29, der er ført tætsluttende gennem væggen af kanalen 4. Skiven 28, der udgør det første drøvleorgan 18, er i ligevægt under indvirkning af et referencetryk PQ, der virker på den øverste endeflade af stemplet 29, og af trykkene 15 P2 og Ρχ henholdsvis på opstrømssiden og på nedstrøms-siden af sædet 27. Hvis aralet af stemplet 29 betegnes med s og tværsnittet af skiven 28 med S, bliver ligevægtsbetingelserne for skiven 28 og stemplet 29 udtrykt ved følgende ligning: 20 P2 - >1 s P2->o=S (1).
25 Man ser således, at drøvleorganet 18 er i stand til at tilvejebringe et trykfald P2 - Ρχ» som er praktisk talt uafhængigt af forholdet mellem luftmængden i omløbskanalen 6 og den samlede luftmængde, der leveres af kompressorerne 2a og 2b, men som varierer i samme . 30 retning som trykket P2 på opstrømssiden af drøvleorganet 18.
Grenen 6a af omløbskanalen 6 støder igen til ! grenen 6b ud for den sekundære zone 17 gennem åbnin- . ger 31; Luften, der strømmer ind gennem disse åbninger, 35 fortynder forbrændingsgassen fra den primære zone 16.
7 150664
Udstødsmanifolden 13 og hjælpebrændkammeret 7's sekundære zone 17 udmunder begge i den fælles gaskanal 12.
Den gensidige tilpasning mellem brændstofmængden, 5 der indføres gennem indsprøjtningsdysen 24, og luftmængden, der indføres gennem åbningerne 20 og 21, kan foregå som beskrevet i den ovenfor nævnte danske patentansøgning nr. 5395/80 eller i U.S.A. patentskrift nr. 4 026 115.
10 Den beskrevne motors funktion forklares nærmere i det følgende, hvorved det antages, at turboladerne 10a og 10b begge er indkoblet, som vist i fig. 2.
Luft fra kompressorerne 2a og 2b deles i en luftstrøm, der føres til motoren 1, og en komplementær 15 strøm, der føres tilbage til turbinerne 8a og 8b gennem omløbskanalen 6. Den komplementære strøm deles påny i to: En første del, der føder hjælpebrændkammerets primære zone 16 gennem åbningerne 20 og 21, fortrinsvis i støkiometrisk forhold til det brændstof, der ind-20 føres gennem indsprøjtningsdysen 24, og en anden del, der strømmer ind i den sekundære zone 17 gennem åbningerne 31. Denne delstrøm, som har gennemløbet det første drøvleorgan 18. blandes i zonen 17 med de varme forbrændingsgasser fra den primære zone 16. Når 25 motoren 1 accelererer, forøges den luftmængde, der leveres til motoren, og den komplementære strømningsmængde i omløbskanalen 6 formindskes. Det første drøvleorgan 18 lukkes progressivt og reducerer i stigende grad den luftmængde, der tilføres den sekundære zone 17. Den i 30 den primære zone 16 indførte luft, hvis mængde kun afhænger af trykket og dermed af belastningen på motoren 1, men ikke af dens omdrejningstal, kan stadig sikre forbrændingen i den primære zone 16 under betingelser, der er så nær som mulig ved støkiometri.
35 Når de ovennævnte styreorganer, der påvirkes af motoren lfs omdrejningstal, skal udkoble turboladeren 150664 8 10a, afbryder de samtidig forbindelsen mellem luftkanalen 4 og afgangen 3a fra kompressoren 2a og forbindelsen mellem gaskanalen 12 og tilgangen 11a til turbinen 8a. Endvidere åbner de en kortslutningskanal 5 32, som forbinder afgangen 3a fra kompressoren 2a direkte med tilgangen 11a til turbinen 8a. Indkoblingen af turboladeren 10a fra den i fig. 1 viste driftsstilling sker ved, at styreorganerne samtidig åbner forbindelserne henholdsvis mellem kompressorafgangen 3a 10 og kanalen 4 og mellem turbinetilgangen 11a og kanalen 12 og lukker kortslutningskanalen 32.
Som skematisk vist i fig. 1 og 2 kan styreorganerne , der aktiveres i afhængighed af motoren 1' s omdrejningstal, være enten to trevejsventiler 33 og 34, 15 der kan udgøres af svingbare spjæld, og som er monteret henholdsvis ved afgangen 3a fra kompressoren 2a og ved tilgangen 11a til turbinen 8a, eller mere fordelagtigt en firevejsventil 35, der er illustreret i større skala i fig. 3 og 4.
20 I fig. 3 og 4, hvor firevejsventilen 35 er vist med en styreglider 36, ses også elementerne 2a, 3a, 4a, 8a, 9a, 10a, 11a og 12 fra fig. 1 og 2. Man ser endvidere henholdsvis kompressoren 2a's og turbinen 8a1 s rotorer 37a og 38a, som er fast forbundet med 25 akslen 9a.
Glideren 36 er forskydelig i et kammer 39, der har fire porte 40, 41, 42 og 43, der er i forbindelse med henholdsvis luftkanalen 4, gaskanalen 12, afgangen 3a fra kompressoren 2a og tilgangen 11a til tur-30 binen 8a. Glideren 36 har to gennemgående huller 44 og 45 og desuden en langagtig udsparing 46, der vender mod portene 42 og 43. Portene 40 og 41 vender til den modsatte side.
I glideren 3 6's ene yderstilling ifølge fig. 3 35 danner udsparingen 46 forbindelse mellem portene 42 9 150664 og 43, dvs. mellem kompressorafgangen 3a og turbinetilgangen 11a, medens hullerne 44 og 45 er spærret af kammeret 39's væg. I gliderens anden yderstilling ifølge fig. 4 danner hullet 44 forbindelse mellem portene 5 42 og 40, dvs. mellem kompressorafgangen 3a og kanalen 4, og hullet 45 forbinder portene 41 og 43, hvorved gaskanalen 12 forbindes med tilgangen 11a til turbinen 8a. Udsparingen 46 er spærret af kammervæggen .
10 Hullet 45 er omsluttet af en cylindrisk bøsning 66, som hindrer den varme gasstrøm til turbinen 8a i at trænge ind i udsparingen 46, og samtidig begrænser den de varme gassers kontakt med de mekaniske dele af glideren. Når glideren indtager stillingen ifølge fig.
15 3, hvor den under indvirkning af trykkene P2 og P3 i henholdsvis luftkanalen 4 og gaskanalen 12 holdes mod den flade 67 af kammeret 39, der vender mod turbinen 8a, holdes bøsningen 66 ligeledes i anlæg mod fladen og modvirker derved udstrømning af ladeluft eller 20 udstødsgas til udsparingen 46 og videre til atmosfæren gennem turboladeren 10a, når denne står stille. Trykfaldet, der fremkaldes af drøvleorganet 18, og som tjener til at skylle motoren 1 (P2 større end P3) tjener ligeledes til at skylle firevejsventilen 35 med 25 frisk luft, hvilket hindrer indstrømning af gas i mekanismen, modvirker tilsmudsning af denne og fremmer dens afkøling.
Firevejsventilen 35 eller de to trevejsventiler 33 og 34 aktiveres fortrinsvis af et system 57 (fig.
30 3), der er indrettet til at måle motorens omdrejningstal og at udsende et elektrisk styresignal, når omdrejningstallet passerer en tærskelværdi N, som i praksis kan være ens ved acceleration og ved deceleration.
Styreorganerne er fortrinsvis kombineret med en 35 starthjælp, der kan være elektrisk eller hydraulisk, men 150664 10 som fortrinsvis virker med en stråle af komprimeret luft. En sådan starthjælp er i fig. 3 vist skematisk som en dyse 47a, der er indrettet til at sende en luftstråle mod skovlene i kompressorrotoren 37a og derved 5 starte turboladeren 10a i den rigtige omdrejningsretning .
Til dette formål er en trykluftflaske 48 gennem en magnetventil 49 og en reduktionsventil 68 sluttet til dysen 47a og, via en åbning 50, til oversiden af 10 stemplet 51 i en dobbeltvirkende cylinder 52.
Stemplet 51 er gennem en stang 53 forbundet med glideren 36, og gennem en trevejsventil 54 kan stemplets underside sluttes enten til en trykoliekanal 55 eller til en returkanal 69, som indeholder en drøvleåbning 15 56. De to ventiler 49 og 54 hører til systemet 57.
Med udgangspunkt fra stillingen i fig. 3, hvor turboladeren 10a er standset, og hvor ventilen 54 er stillet til at slutte trykoliekanalen 55 til undersiden af stemplet 51, vil systemet 57, når det konsta-20 terer, at motorens omdrejningstal passerer den kritiske grænse, sende et signal til ventilerne 49 og 54. Dette signal åbner ventilen 49, som forbinder trykluftflasken 48 med startdysen 47a, der straks aktiverer rotoren _37a, og med oversiden af stemplet 51. Samtidig omstil-25 les ventilen 54 til at bringe undersiden af stemplet 51 i forbindelse med returledningen 69. Derved trækker stemplet 51 glideren 36 ned til stillingen i fig. 4, hvilket sker med en sådan forsinkelse, at turboladeren 10a er gået i gang i det øjeblik, da dens turbine 8a 30 begynder at modtage de varme gasser, når glideren 36 kommer i stillingen i fig. 4. Ventilen 49 lukkes derefter, så kompressoren 2a's tryk gennem dysen 47a er ene om at vedligeholde trykket på oversiden af stemplet 51 (som skematisk vist med stiplede pile i 35 fig. 3).
150664 11
Med udgangspunkt fra stillingen i fig. 4, hvor turboladeren 10a er i gang, vil systemet 57, når det føler, at motoren l's omdrejningstal falder under den kritiske grænse, sende et signal til ventilen 54, der 5 omstilles til at åbne forbindelsen fra trykoliekanalen 55 til undersiden af stemplet 51, som derved løftes til stillingen i fig. 3.
Fremgangsmåden ved start og regulering af motoren l's omdrejningstal skal nu forklares under henvisning 10 til fig. 5, der viser hovedelementerne fra fig. 1, 2 og 3. Kompressoren 2b har en startdyse 47b, der er analog med dysen 47a for kompressoren 2a.
To magnetventiler 58a og 58b er monteret på to kanaler 59a og 59b, der forbinder trykluftflasken 48 15 med de to startdyser 47a og 47b. En hjælpekanal 60 forbinder kanalerne 59a og 59b på nedstrømssiden af magnetventilerne 58a og 58b. Denne hjælpekanal 60 indeholder to magnetventiler 61a og 61b, mellem hvilke der udgår en kanal 62, som udmunder i et kammer 63, 20 hvori den Øverste del af stemplet 29 stikker op, og som er forbundet med atmosfæren gennem en kalibreret dyse 64. Endelig er der monteret en magnetventil 65 på brændstofkanalen 25, der føder hjælpebrændkammeret 7.
Når motoren 1 er standset, er magnetventilerne 25 58a og 58b lukket. Før motoren 1 startes, bringes glideren 36 i en stilling svarende til fig. 3, idet der tilvejebringes forbindelse mellem undersiden af stemplet 51 og trykkanalen 55 - via ventilen 54. Herefter startes turboladeren 10b, idet man lader magnet-30 ventilen 58a være lukket og åbner magnetventilen 58b, så startdysen 47b blæser komprimeret luft ind på rotorskovlene i kompressoren 2b. Kompressoren leverer luft til hjælpebrændkammeret 7's primære zone 16 gennem åbningerne 20 og 21 og til den sekundære zone 35 17 gennem åbningerne 31.
150664 12
Man åbner samtidig ventilen 61b og leder derved komprimeret luft ind i kammeret 63, hvor trykket stiger og presser stemplet 29 med ventilskiven 28 nedad.
Dysen 64 må være dimensioneret sådan, at drøvleorganet 5 18 herved åbnes helt og maksimerer omløbskanalen 6 * s tværsnit under starten af turboladeren 10b. Når magnetventilen 61b siden lukkes igen, aflastes trykket i kammeret 63 igen til atmosfæretrykket gennem åbningen 64, og drøvleorganet 18 genoptager sin normale regule-10 ring i henhold til ligning (1) ovenfor. Samtidig med ventilerne 58b og 61b åbner man magnetventilen 65, som sikrer, at indsprøjtningsdysen 24 giver en brændstofmængde, der er tilstrækkelig til at holde turboladeren 10b i gang ved forbrændingen i hjælpebrænd-15 kammeret 7. så snart turboladeren 10b kan holde sig i gang uden hjælp fra dysen 47b, lukkes magnetventilen 58b.
Derefter startes motoren 1, der fødes med ladeluft fra kompressoren 2b, og man accelererer motoren 20 op til dens marchhastighed, som er lavere end den ovenfor definerede kritiske grænse.
Hvis systemet 57 (fig. 3) detekterer, at motoren 1 passerer sin kritiske grænse, åbnes magnetventilen 58a og sikrer derved, at turboladeren 10a går 25 i gang og begynder at oparbejde et af gangs tryk. Når dette tryk har en passende værdi, kobles turboladeren 10a ind i kredsløbet ved, at glideren 36 føres fra stillingen i fig. 3 til stillingen i fig. 4. Eftersom der leveres frisk luft til omløbskanalen 6 fra turbo-30 laderen 10a, vil hjælpebrændkammeret 7 levere et energitilskud til turbinen 8a, når magnetventilen 58a lukkes. Man kan nu belaste motoren 1 op til dens normale maksimalhastighed.
For at gå ned på marchomdrejningstallet udkobler 35 man turboladeren 10a ved at føre glideren 36 fra stillingen i fig. 4 til stillingen i fig. 3.
Claims (7)
1. Trykladet forbrændingsmotor, navnlig en fi-retakts dieselmotor med relativt lavt kompressions-20 forhold, af den art som har mindst to turboladere (10a, 10b) , hvis kompressorafgange (3a, 3b) er koblet parallelt til motorens lufttilgang (5) gennem en fælles luftkanal (4), og hvis turbinetilgange (11a, 11b) er koblet parallelt til mo- 25 torens udstødsmanifold (13) gennem en fælles gaskanal (12), samt styreorganer (33, 34), der med en funk tionsparameter, som repræsenterer forholdet mellem den gennem motoren strømmende luftmængde og kompressorernes 30 (2a, 2b) samlede leveringsmængde, som indgangsstørrelse er indrettet til at udkoble og indkoble en turbolader (10a) ved henholdsvis at lukke og åbne strømningsforbindelser mellem turboladerens (10a) kompressorafgang (3a) og den fælles luftkanal (4) og mellem den tilhøren-35 de turbinetilgang (11a) og den fælles gaskanal (12), kendetegnet ved, 150664 at styreorganerne (33, 34) er indrettet på en sådan måde, at de samtidig med at udkoble turboladeren (10a) åbner en kortslutningskanal (32), som forbinder kompressorafgangen (3a) og turbinetilgangen (11a) direk- 5 te, og at de lukker kortslutningskanalen (32) samtidig med, at de indkobler turboladeren.
2. Forbrændingsmotor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den har en omløbsledning (6), som forbinder den fælles luftkanal (4) med den fælles gas- 10 kanal (12) uden om motoren, og som indeholder et hjælpe-brændkammer (7).
3. Forbrændingsmotor ifølge krav 2, kendetegnet ved, at hjælpebrændkammeret (7) har en primær zone (16) efterfulgt af en sekundær zone (17), 15 at omløbskanalen (6) er delt i to parallelle grene, af hvilke den første (6a) udmunder i hjælpebrænd-kammerets sekundære zone (17) og indeholder et første drøvleorgan (18) med variabelt gennemstrømningstværsnit, medens den anden gren (6b) udgår fra den første gren 20 på opstrømssiden af det første drøvleorgan og udmunder i brændkammerets primære zone via et andet drøvleorgan (19), at det første drøvleorgan (18) er indrettet til at tilvejebringe et trykfald, som er praktisk talt 25 uafhængigt af forholdet mellem den gennem omløbskanalen strømmende luftmængde og kompressorernes (2a, 2b) samlede leveringsmængde, og som varierer i samme retning som trykket (P2) på. det første drøvleorgans (18) opstrømsside, og 30 at der er organer, indrettet til at afpasse den i brændkammeret (7) indførte brændstofmængde og den i den primære zone (16) indførte luftmængde efter hinanden.
4. Forbrændingsmotor ifølge ethvert af kravene 1-3, og hvor motorens omdrejningstal er indgangsstørrel- 35 se for styreorganerne, kendetegnet ved, at ' 150664 styreorganerne er indrettet til at lukke de nævnte strømnings forbindelser og åbne dem ved i det væsentlige samme motoromdrejningstal.
5. Forbrændingsmotor ifølge ethvert af kravene 5 1-4, kendetegnet ved, at en starthjælp (47a) for den turbolader (10a), som er indrettet til at ud- og indkobles, er således tilknyttet styreorganerne, at starthjælpen aktiveres, før turboladeren indkobles.
6. Forbrændingsmotor ifølge ethvert af kravene 10 1-5, kendetegnet ved, at styreorganerne udgøres af en firevejsventil (35) med en glider (36), der er forskydelig i et kammer (39), som i en af sine vægge har en første port (40) i forbindelse med den fælles luftkanal (4) og en anden port (41) i forbindelse 15 med den fælles gaskanal (12), og i en anden væg har en tredje port (42) i forbindelse med kompressorafgangen (3a) og en fjerde port (43) i forbindelse med turbinetilgangen (11a), at glideren (35) har et første gennemgående hul 20 (44), der er indrettet til at forbinde den første og den tredje port (40, 42), og et andet gennemgående hul (45), der er indrettet til at forbinde den anden og den fjerde port (41, 43), samt en udsparing (46), der er indrettet til at etablere en kortslutning mellem den tredje og den 25 fjerde port (42, 43), og som er afgrænset fra det andet hul (45) ved hjælp af en bøsning (66), der omgiver hullet.
7. Fremgangsmåde til start og hastighedsregulering af en trykladet forbrændingsmotor ifølge krav 2, 30 kendetegnet ved, at man ved start af motoren (1) først starter den første turbolader (10b) efter at have udkoblet de resterende turboladere (10a), at man samtidig tilfører brændstof til hjælpebrændkammeret (7) i en mængde, der er tilstrækkelig til at sikre det for 35 motorens start nødvendige ladetryk fra den indkoblede turbolader (10b),
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8013402A FR2484536A1 (fr) | 1980-06-17 | 1980-06-17 | 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 |
| FR8013402 | 1980-06-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK250881A DK250881A (da) | 1981-12-18 |
| DK150664B true DK150664B (da) | 1987-05-18 |
| DK150664C DK150664C (da) | 1988-01-18 |
Family
ID=9243183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK250881A DK150664C (da) | 1980-06-17 | 1981-06-09 | Trykladet forbraendingsmotor, navnlig en dieselmotor, og fremgangsmaadetil start og hastighedsregulering af en saadan motor |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4432206A (da) |
| EP (1) | EP0042335B1 (da) |
| JP (1) | JPS5770916A (da) |
| AU (1) | AU542993B2 (da) |
| CA (1) | CA1173754A (da) |
| DE (1) | DE3123507A1 (da) |
| DK (1) | DK150664C (da) |
| ES (1) | ES8300932A1 (da) |
| FI (1) | FI68881C (da) |
| FR (1) | FR2484536A1 (da) |
| GR (1) | GR75236B (da) |
| HK (1) | HK47385A (da) |
| IL (1) | IL63064A0 (da) |
| IN (1) | IN154432B (da) |
| NO (1) | NO156579C (da) |
| SU (1) | SU1192634A3 (da) |
| ZA (1) | ZA813912B (da) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4742683A (en) * | 1986-08-18 | 1988-05-10 | Teledyne Industries, Inc. | Turbocompound engine |
| RU2155875C2 (ru) * | 1996-06-17 | 2000-09-10 | Бурячко Владимир Романович | Способ повышения экономичности, мощности и обеспечения положительного баланса электроэнергии в системе электрооборудования транспортного средства с турбокомпаундным двигателем |
| CN102301105B (zh) * | 2009-02-19 | 2013-09-18 | 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 | 用于控制涡轮机效率的方法和设备 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH202931A (de) * | 1937-03-25 | 1939-02-15 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Brennkraftmaschine mit Spülung und Aufladung, insbesondere für Höhenflug. |
| US2359615A (en) * | 1941-04-09 | 1944-10-03 | Wright Aeronautical Corp | Multisupercharger control system |
| US2380777A (en) * | 1942-05-04 | 1945-07-31 | Gen Electric | Turbosupercharger system |
| GB576241A (en) * | 1945-01-23 | 1946-03-25 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to turbosupercharger systems for internal-combustion engines |
| DE1451899A1 (de) * | 1965-10-28 | 1969-08-21 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Ausruestung zum Betrieb eines Dieselmotors mit Abgasturbolader |
| JPS4882214A (da) * | 1972-02-05 | 1973-11-02 | ||
| DE2207221A1 (de) * | 1972-02-16 | 1973-09-27 | Porsche Ag | Brennkraftmaschine mit abgasturbine und von dieser angetriebenem ladergeblaese |
| DE2212960A1 (de) * | 1972-03-17 | 1973-09-27 | Daimler Benz Ag | Kolbenbrennkraftmaschine mit einem abgasturbolader |
| FR2265979B1 (da) * | 1974-03-29 | 1977-10-14 | France Etat | |
| DE2537863C2 (de) * | 1975-08-26 | 1977-09-15 | Klockner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren zum Betrieb von arbeitsraumbildenden Brennkraftmaschinen |
| JPS5421483A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Showa Yuka Kk | Improved preparation of ethylene polymer |
| GB2005765A (en) * | 1977-10-12 | 1979-04-25 | Daimler Benz Ag | Supercharged multicylinder four-stroke internal combustion engine |
| FR2472082A1 (fr) * | 1979-12-19 | 1981-06-26 | France Etat | Perfectionnements apportes aux moteurs a combustion interne suralimentes, notamment aux moteurs diesel |
-
1980
- 1980-06-17 FR FR8013402A patent/FR2484536A1/fr active Granted
-
1981
- 1981-06-02 ES ES502692A patent/ES8300932A1/es not_active Expired
- 1981-06-09 CA CA000379338A patent/CA1173754A/en not_active Expired
- 1981-06-09 DK DK250881A patent/DK150664C/da not_active IP Right Cessation
- 1981-06-09 AU AU71443/81A patent/AU542993B2/en not_active Ceased
- 1981-06-10 IL IL63064A patent/IL63064A0/xx unknown
- 1981-06-10 ZA ZA00813912A patent/ZA813912B/xx unknown
- 1981-06-12 IN IN639/CAL/81A patent/IN154432B/en unknown
- 1981-06-12 GR GR65231A patent/GR75236B/el unknown
- 1981-06-12 EP EP81400935A patent/EP0042335B1/fr not_active Expired
- 1981-06-13 DE DE19813123507 patent/DE3123507A1/de not_active Ceased
- 1981-06-15 SU SU813295804A patent/SU1192634A3/ru active
- 1981-06-16 NO NO812040A patent/NO156579C/no unknown
- 1981-06-16 FI FI811876A patent/FI68881C/fi not_active IP Right Cessation
- 1981-06-17 JP JP56092419A patent/JPS5770916A/ja active Granted
-
1983
- 1983-04-04 US US06/481,267 patent/US4432206A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-06-20 HK HK473/85A patent/HK47385A/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL63064A0 (en) | 1981-09-13 |
| ES502692A0 (es) | 1982-11-01 |
| FI68881C (fi) | 1985-11-11 |
| FR2484536B1 (da) | 1982-11-26 |
| FI68881B (fi) | 1985-07-31 |
| JPS5770916A (en) | 1982-05-01 |
| NO812040L (no) | 1981-12-18 |
| DE3123507A1 (de) | 1982-04-29 |
| GR75236B (da) | 1984-07-13 |
| HK47385A (en) | 1985-06-28 |
| ZA813912B (en) | 1982-06-30 |
| SU1192634A3 (ru) | 1985-11-15 |
| CA1173754A (en) | 1984-09-04 |
| NO156579B (no) | 1987-07-06 |
| IN154432B (da) | 1984-10-27 |
| US4432206A (en) | 1984-02-21 |
| EP0042335A1 (fr) | 1981-12-23 |
| EP0042335B1 (fr) | 1984-10-24 |
| FI811876L (fi) | 1981-12-18 |
| ES8300932A1 (es) | 1982-11-01 |
| JPH0140211B2 (da) | 1989-08-25 |
| FR2484536A1 (fr) | 1981-12-18 |
| AU7144381A (en) | 1981-12-24 |
| DK250881A (da) | 1981-12-18 |
| NO156579C (no) | 1987-10-14 |
| AU542993B2 (en) | 1985-03-28 |
| DK150664C (da) | 1988-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4299090A (en) | Internal combustion engine with at least two exhaust gas turbochargers | |
| US5829254A (en) | Supercharging pressure control device | |
| US2620621A (en) | Diesel engine having controllable auxiliary burner means to supplement exhaust gas fed to turbocharger | |
| US4833886A (en) | Internal combustion engine supercharged by means of an exhaust gas turbocharger | |
| US3096615A (en) | Turbocharger system for internal combustion engines | |
| US4018053A (en) | Method and apparatus for operating an internal combustion engine with an exhaust gas turbo-charger and a combustion chamber | |
| US20020038540A1 (en) | Control system | |
| US4669269A (en) | Turbocharged internal combustion engine | |
| JPH05502080A (ja) | 一体パワーユニツト | |
| US4753076A (en) | Piston internal combustion engine with two-stage supercharging | |
| NO145109B (no) | Motoranlegg med avgassdrevet turbolader, og et varmeutvekslersystem for ladeluftstroemmen. | |
| US4078387A (en) | Power units comprising a supercharged internal combustion engine | |
| EP1329382B1 (en) | Engine integrated auxiliary power unit | |
| EP3572640B1 (en) | Gas turbine engine compressor control method | |
| US6877481B2 (en) | Multi-cylinder stationary internal combustion engine | |
| PL170640B1 (pl) | Zespól turbin gazowych i sposób zwiekszania obrotów zespolu turbin gazowych PL PL PL | |
| US4422296A (en) | Internal combustion engine with supercharging by exhaust gas turbochargers and an auxiliary combustion chamber | |
| DK150664B (da) | Trykladet forbraendingsmotor, navnlig en dieselmotor, og fremgangsmaadetil start og hastighedsregulering af en saadan motor | |
| KR101045920B1 (ko) | 왕복 내연기관의 작동 방법 | |
| US4388802A (en) | Internal combustion engine | |
| US2503410A (en) | Motor-compressor power plant, including a turbine-compressor group and a receiver | |
| US4019323A (en) | Controller for turbocharger system for internal combustion engines | |
| GB2089425A (en) | Ic engine with two exhaust-driven turbochargers | |
| KR100311069B1 (ko) | 가스터어빈엔진의듀얼연료시스템 | |
| US3046727A (en) | Power plants including at least one free piston auto-generator and at least one gas turbine fed with power gas from said generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |