EP0105509A2 - Low pressure diesel engine - Google Patents

Low pressure diesel engine Download PDF

Info

Publication number
EP0105509A2
EP0105509A2 EP83109857A EP83109857A EP0105509A2 EP 0105509 A2 EP0105509 A2 EP 0105509A2 EP 83109857 A EP83109857 A EP 83109857A EP 83109857 A EP83109857 A EP 83109857A EP 0105509 A2 EP0105509 A2 EP 0105509A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
engine
charge air
heating
low
diesel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP83109857A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0105509A3 (en
Inventor
Dietrich Julius Wilhelm Kickbusch
Ursula Charlotte Walter geb. Kickbusch
Gisela Redeker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KICKBUSCH, DIETRICH JULIUS WILHELM
REDEKER, GISELA
WALTER GEB. KICKBUSCH, URSULA CHARLOTTE
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19823236789 external-priority patent/DE3236789A1/en
Priority claimed from DE19823243226 external-priority patent/DE3243226A1/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0105509A2 publication Critical patent/EP0105509A2/en
Publication of EP0105509A3 publication Critical patent/EP0105509A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • F02B33/443Heating of charging air, e.g. for facilitating the starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine which works according to the diesel method and which has a charging device using the exhaust gas energy, preferably a rotary vibrating charger according to the European patent O o12 329 as a free-moving charging unit, but especially with a 2-stroke diesel engine also with a driving connection to Engine, charge air under pressure at least in certain working areas of the engine and in which the compression ratio is reduced so far that even taking into account the heat of compression of the charge air during the compression stroke of the engine, the temperature required for igniting the injected fuel at least in unfavorable ambient conditions when starting and at partial load, is not reached.
  • a charging device using the exhaust gas energy preferably a rotary vibrating charger according to the European patent O o12 329 as a free-moving charging unit, but especially with a 2-stroke diesel engine also with a driving connection to Engine, charge air under pressure at least in certain working areas of the engine and in which the compression ratio is reduced so far that even taking into account the heat of compression of the charge air during the compression stroke of
  • the unit consisting of the compressor 2 and the turbine 3 is driven by the powerful electric motor 4.
  • the switched valve 5 is supplied at 6 angesangte air above the combustion chamber 7 of the turbine 3 and this begins, the L a de ggregat a driving 2-3. If the speed is high enough, the charge air is heated by compression to approx. 3.7 bar by approx. 123 0 .
  • the engine 1 can now be supplied with heated charge air and its exhaust gases then drive the turbine 3 - even when the combustion chamber 7 is switched off
  • the compression ratio of the engine is reduced so far that the ignition temperature for the injected fuel is reached at a charge air temperature of 123 0 .
  • the bar is at a boost pressure of 3.7 compression end pressures of about 55 bar, and so in the said source is a V erbrennungsendtik 1 0 4 bar as "low" means that compared to the similarly specified 140 bar for marketable diesel engines well applies.
  • a charge air cooler which is not shown in FIG. 1 and is designed as an air-air unit, is provided so that the charge air quantity is not reduced in operation by the charge air temperatures being too high.
  • a turbocompressor the pump limit of which, as is well known, limits the ratio of delivery volume and delivery head.
  • the efficiency is so low that the combustion chamber has to constantly supply energy, especially in the part-load range.
  • the invention provides that, with a reduced compression ratio of the diesel engine, the charge air combined by the pre-compression in the supercharger and by heating is heated to such an extent that the ignition temperature at the end of the compression stroke of the engine is reached at a substantially reduced pressure, so that at a suitable one Law of injection the maximum combustion pressure remains in the order of magnitude that occurs in gasoline engines.
  • This charge air is preferably heated losslessly by a combustion process in the charge air flow, but it is also another heat source, e.g. Implementation of electrical energy applicable.
  • a practical m is the application of the operating substance of the diesel engine for heating.
  • the heating energy which will generally be less than 5%
  • the charge air heating is probably not ignited by a constantly burning pilot flame, but controlled electrically according to the proven state of the art, e.g. through spark gap or film arc. This also makes it easy to combine a check whether the heating is in operation and its regulated throttling until it is switched off in certain working areas of the engine.
  • this ignition and control device is expediently coupled to the starting process of the engine.
  • this invention is outstandingly suitable for use in 2-stroke diesel engines, taking into account the regulations applicable to the rotary vibratory loader to be used, since at the same time the required purge air is available.
  • the air ratio of the gasoline engine is always high, so that a lot of energy flows out.
  • the air ratio of the diesel engine at part load is particularly high, w a s shown in Fig. 2 results in a favorable fuel consumption and low exhaust gas temperatures.
  • Lower fuel consumption per se means less toxic exhaust gas, in which the NO x components are also low because of the much lower temperatures of the engine working cycle with a high air ratio in the proposed low-pressure diesel engine + rotary rocker loader.
  • the prior art provides means to optimally adapt the heating to the respective needs, the working area of the engine and the ambient conditions. So you will e.g. Heat up higher when starting and later turn back the heating when the engine is warmed up and lay it out in such a way that it can be omitted in the main work areas. This is a question of coordinating the overall unit, and it is also important that the heating by direct flame and its fire gases is not very expensive.
  • the additional warming must be taken into account in the swallowing line diagram of the motor Fig. 3.
  • 7 are the swallowing lines of the engine at different speeds
  • 8 are the respective purge air fractions
  • 1o is the loading line at full load
  • 11 that at partial load
  • 12 the loader curve at its maximum speed. The ones underneath run in parallel with the speed.
  • the charge air heater is used with one of the known charging devices, e.g. Combined exhaust gas turbocharger or pressure wave machine Comprex.
  • Fig. 4 shows the embodiment for a low pressure diesel engine with an exhaust gas turbocharger and a charge air heater according to the invention.
  • the engine starts without significant delay if the flame 15 is ignited in good time when the starter is actuated.
  • 1 is the low-pressure diesel engine to be charged, 13-14 the exhaust gas turbocharger with the exhaust gas turbine 13 and the turbocompressor 14, 15 the heating flame with the automatic ignition and regulating device 16, which receives its control impulses from the control device 17.
  • 18 is the adjustable fuel pump for the flame 15.
  • the rotary vibratory loader 19 in FIG. 5 supplies it in its compression ver ratio suitably adapted internal combustion engine according to the diesel method 1 with charge air. This is heated by the Fl a m-me 15 by direct heat transfer and by mixing with its fire gases.
  • An ignition and control equipment 16 after b tand art controls this process, wherein the heating intensity is approximately regulated according to the needs safe ignition and unnecessarily high temperature by control of the heat-sensing 17th
  • the flame 15 is fed by the fuel pump 18.
  • 2o is the temporary possible driving connection between the engine and the rotary vibratory loader during the starting process. This connection is essential for 2-stroke engines and state of the art Rotationsschwingl a.
  • an electrical resistance heater or a flame arc can be arranged.
  • the gearbox required between the vehicle and the engine can then be designed as a Föttinger converter, which could also be followed by a so-called mountain gear. However, it could also be self-reinforcing according to the state of the art in converter technology, as in a Rieseler transmission, and even integrate reverse gear by reversing the function of the impeller and idler.
  • the gear pumps available for the circulation of the converter operating medium can also be used for wear-free braking.
  • this Föttinger transmission contains a Trilok converter, the coupling point of which corresponds as closely as possible to the maximum engine torque.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

A low pressure diesel engine is proposed in which the combustion pressures do not substantially exceed those of spark ignition engines and the combustion temperatures are far below those of the spark ignition process so that the engine power can be raised when using existing models of this design. The basis of the proposal is formed by the combination of a diesel motor with a charging device, preferably with a rotational pivot charger according to the European Patent 0,012,329, the advantages of this latter device being retained: greatly reduced fuel consumption particularly in the partial load region, engine characteristic made closer to the ideal traction force hyperbola, low working speed, reduced noise, less toxic exhaust gases. For this purpose the compression ratio of the diesel engine is lowered to approximately the range of the spark ignition engines which is still favourable thermodynamically so that ignition of the injected fuel would not take place and the necessary ignition temperature would be ensured by heating up the charging air by the corresponding amount. This heating up occurs in the motor working ranges in which the compression heat of the charger is not sufficient, preferably by means of a flame and its hot combustion gases in the charging air current. Variants, for example the use of electrical energy in any form, are possible. Very light-weight two-stroke low pressure diesel engines are thus easy to construct with low specific consumption, favourable characteristic and low weight and are particularly suitable for driving small aeroplanes. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der nach dem Diesel-Verfahren arbeitet und dem eine Ladeeinrichtung mit Ausnutzung der Abgasenergie, vorzugsweise ein Rotationsschwinglader nach dem Europäischen Patent O o12 329 als freifahrendes Ladeaggregat, jedoch besonders bei einem 2-Takt-Dieselmotor auch mit treibender Verbindung zum Motor, Ladeluft unter Druck mindestens in gewissen Arbeitsbereichen des Motors zuführt und bei dem das Kompressionsverhältnis so weit abgesenkt ist, daß auch unter Berücksichtigung der Kompressionswärme der Ladeluft beim Kompressionshub des Motors die für das Zünden des eingespritzten Kraftstoffs notwendige Temperatur mindestens bei ungünstigen Umgebungsverhältnissen, beim Anfahren und bei Teillast, nicht erreichtwird.The invention relates to an internal combustion engine which works according to the diesel method and which has a charging device using the exhaust gas energy, preferably a rotary vibrating charger according to the European patent O o12 329 as a free-moving charging unit, but especially with a 2-stroke diesel engine also with a driving connection to Engine, charge air under pressure at least in certain working areas of the engine and in which the compression ratio is reduced so far that even taking into account the heat of compression of the charge air during the compression stroke of the engine, the temperature required for igniting the injected fuel at least in unfavorable ambient conditions when starting and at partial load, is not reached.

Sieht man von bekannten Zündhilfen ab, so ist beim Dieselmotor zum sicheren Zünden des eingespritzten Kraftstoffs eine Kompressionsendtemperatur um 500° erforderlich. Das bedingt nach den Gasgesetzen für den normalen Saugmotor ein hohes Verdichtungsverhältnis und einen entsprechend hohen Druck.Apart from known ignition aids, a compression end temperature of 500 ° is required for the diesel engine to safely ignite the injected fuel. According to the gas laws, this requires a high compression ratio and a correspondingly high pressure for the normal naturally aspirated engine.

Bei PKW-Motoren, welche ja auch noch auf einer Paßhöhe und bei beträchtlichen Kältegraden sicher anspringen müssen, finden sich Verdichtungsverhältnisse um 23 : 1, was einen Kompressionsenddruck um 70 bar ergibt.In car engines, which have to start safely at a pass height and with considerable degrees of cold, compression ratios are around 23: 1, which results in a compression end pressure of around 70 bar.

Wegen des besseren thermodynamischen Wirkungsgrades wurde das ursprünglich von Diesel vorgesehene Gleichdruckverfahren weitgehend modifiziert, sodaß Verbrennungsdrücke auch über 100 bar eher als normal anzusehen sind. Diese Motoren werden dann bei Aufladung durch Abgasturbolader oder Druckwellenmaschinen Comprex noch weit höhere Spitzendrücke zugemutet, wobei auch 170 bar erreicht oder gar überschritten werden können.Because of the better thermodynamic efficiency, the constant pressure process originally envisaged by Diesel has been largely modified so that combustion pressures above 100 bar are more likely to be regarded as normal. These engines are then subjected to even higher peak pressures when they are charged by exhaust gas turbochargers or Comprex pressure wave machines, whereby 170 bar can also be reached or even exceeded.

Damit diese Motoren den hohen Belastungen standhalten, müssen sie weit schwerer als Ottomotoren gebaut werden. Das höhere Gewicht bedingt einen wesentlich höheren Preis, sodaß sich der im Brennstoffverbrauch günstigere Dieselmotor als PKW-Antrieb nur zögernd am Markt durchsetzt. Es gilt die Regel, daß nur wer mehr als 15 ooo km/a fährt, zu einer relativen Kostenersparnis kommt.So that these motors withstand the high loads, they have to be built much heavier than gasoline engines. The higher weight means a significantly higher price, so that the diesel engine, which is cheaper in terms of fuel consumption than car drives, is only reluctantly gaining acceptance on the market. The rule applies that only those who drive more than 150,000 km / a can achieve relative cost savings.

Diesem unbefriedigenden Entwicklungsstand dadurch abzuhelfen, daß die Spitzendrücke besonders bei Fahrzeugdieselmotoren auf Werte vergleichbar denen des Otto-Prozesses gesenkt werden, ohne charakteristische günstige Eigenschaften des Dieselverfahrens zu beeinträchtigen, ist Zweck der vorgelegten Erfindung.To remedy this unsatisfactory state of development by reducing the peak pressures, particularly in vehicle diesel engines, to values comparable to those of the Otto process, without impairing the characteristic favorable properties of the diesel process, is the purpose of the present invention.

Hohe Triebwerksgewichte sind besonders bei Flugzeugen unangenehm. Dauer sind auf diesem Gebiet starke Kräfte zur Lösung des Problems angesetzt, günstigen Brennstoffverbrauch mit geringem Motorgewicht zu vereinen.High engine weights are particularly unpleasant for aircraft. For a long time, strong forces have been set in this area to solve the problem of combining low-cost fuel consumption with a low engine weight.

Der Stand der diesbezüglichen Entwicklung kann durch die Versuche der NASA gekennzeichnet werden, für kleinere Flugzeuge 2-Takt-Niederdruck-Dieselmotoren zu bauen. Dieses Verfahren, low compression Diesel genannt, ist in der USA-Zeitschrift "Popular Science", Heft April 1982, Seite 103 u.flgde., bescnrieben. Grundlage dafür ist offenbar ein weiter entwickeltes Hyperbar-Verfahren, das in seinen Grundzügend in K. Zinner : Aufladung von Verbrennungsmotoren - 2. Auflage - 1980 - Springer-Verlag Berlin, im Abschnitt 9.7 erkennbar ist.The state of development in this regard can be characterized by NASA's attempts to build 2-stroke low-pressure diesel engines for smaller aircraft. This process, called low compression diesel, is described in the US A journal "Popular Science", issue April 1982, page 1 03 and the like. The basis for this is apparently a further developed hyperbar process, the basic features of which can be seen in K. Zinner: Supercharging of internal combustion engines - 2nd edition - 1980 - Springer-Verlag Berlin, in Section 9.7.

Das Verfahren, wie es von der Firma Teledine im auftrag der NASA ausgearbeitet wurde, ist schematisch in Fig.1 dargestellt.The process as it was developed by Teledine on behalf of NASA is shown schematically in Fig.1.

Zum Start des Verbrennungsmotors 1 wird das aus Verdichter 2 und Turbine 3 bestehende Aggregat durch den starken Elektromotor 4 angetrieben. Durch das geschaltete Ventil 5 wird bei 6 angesangte Luft über die Brennkammer 7 der Turbine 3 zugeführt und diese beginnt, das Ladeaggregat 2-3 anzutreiben. Bei genügend hoher Drehzahl wird die Ladeluft durch Kompression auf ca 3,7 bar um ca 1230 erwärmt.At the start of the internal combustion engine 1, the unit consisting of the compressor 2 and the turbine 3 is driven by the powerful electric motor 4. By the switched valve 5 is supplied at 6 angesangte air above the combustion chamber 7 of the turbine 3 and this begins, the L a de ggregat a driving 2-3. If the speed is high enough, the charge air is heated by compression to approx. 3.7 bar by approx. 123 0 .

Jetzt kann der Motor 1 nach Schalten des Ventils 5 mit erwärmter Ladeluft versorgt werden und seine Abgase treiben dann Turbine 3 - auch bei abgeschalteter Brennkammer 7After switching the valve 5, the engine 1 can now be supplied with heated charge air and its exhaust gases then drive the turbine 3 - even when the combustion chamber 7 is switched off

Das Kompressionsverhältnis des Motors ist so weit abgesenkt, daß die Zündtemperatur für den eingespritzten Brennstoff bei einer Ladelufttemperatur von 1230 erreicht wird. Das bedeutet bei einem Ladedruck von 3,7 bar Kompressionsenddrücke von ca 55 bar, und so wird in der genannten Quelle ein Verbrennungsenddruck von 104 bar auch als "niedrig" bezeichnet, was gegenüber dem gleichfalls angegebenen von 140 bar für marktgängige Dieselmotoren wohl zutrifft.The compression ratio of the engine is reduced so far that the ignition temperature for the injected fuel is reached at a charge air temperature of 123 0 . The bar is at a boost pressure of 3.7 compression end pressures of about 55 bar, and so in the said source is a V erbrennungsenddruck 1 0 4 bar as "low" means that compared to the similarly specified 140 bar for marketable diesel engines well applies.

Es ist übrigens ein in Fig.1 nicht dargestellter, als Luft-Luft-Aggregat ausgebildeter Ladeluftkühler vorgesehen, um im betrieb nicht durch zu hohe Ladelufttemperaturen die Ladeluftmenge zu verkleinern. Dieses ist sicher notwendig, da es sich um einen Turboverdichter handelt, dessen Pumpgrenze bekanntlich das Verhältnis von Fördermenge und Förderhöhe einschränkt.Incidentally, a charge air cooler, which is not shown in FIG. 1 and is designed as an air-air unit, is provided so that the charge air quantity is not reduced in operation by the charge air temperatures being too high. This is certainly necessary because it is a turbocompressor, the pump limit of which, as is well known, limits the ratio of delivery volume and delivery head.

Außerdem ist der Wirkungsgrad besonders bei kleineren Turbomaschineneinheiten so niedrig, daß die Brennkammer vor allem im Teillastbereich ständig für Energienachschub sorgen muß.In addition, the efficiency, particularly in the case of smaller turbomachine units, is so low that the combustion chamber has to constantly supply energy, especially in the part-load range.

Für PKW-Motoren, welche durch ihre große Stückzahl nicht nur für die Industrie interessant sind, sondern auch wegen ihrer Umweltbelastung einer besonderen Beachtung bedürfen, ist dieses System bei den geringen Leistungen schon aus physikalischen Gründen nicht einsetzbar, aber auch wegen des Aufwandes nicht anzuwenden.For car engines, which are not only interesting for industry due to their large number of items, but also require special attention due to their environmental impact, this system cannot be used for physical reasons due to its low performance, but also cannot be used due to the effort involved.

Demgegenüber sollen nach dem Erfindungsvorschlag auch bei diesen Massentriebwerken günstige Ergebnisse erzielt werden. Nicht nur durch einfache Ausführung und übersichtliche Apparatur, sondern auch durch optimales Verhalten im Teillastbereich - dem Hauptarbeitsfeld der PKW-Triebwerke -, durch eine für Fahrzeuge günstige Charakteristik und niedrige Verbrauchswerte bei wenig umweltbelastendem Abgas.In contrast, according to the proposed invention, favorable results should also be achieved with these mass engines. Not only by simple design and clear equipment, but also by optimal behavior in the partial load range - the main field of work of car engines - by a characteristic favorable for vehicles and low consumption values with low pollution polluting exhaust gas.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei verringertem Kompressionsverhältnis des Dieselmotors die Ladeluft kombiniert durch die Vorkompression im Laderverdichter und durch Aufheizung so weit erwärmt wird, daß die Zündtemperatur am bnde des Verdichtungshubes des Motors bei wesentlich verringertem Druck erreicht wird, sodaß bei einem geeigneten Einspritzgesetz der maximale Verbrennungsdruck in der Größenordung des bei Ottomotoren vorkommenden bleibt.To solve this problem, the invention provides that, with a reduced compression ratio of the diesel engine, the charge air combined by the pre-compression in the supercharger and by heating is heated to such an extent that the ignition temperature at the end of the compression stroke of the engine is reached at a substantially reduced pressure, so that at a suitable one Law of injection the maximum combustion pressure remains in the order of magnitude that occurs in gasoline engines.

Diese Beheizung der Ladeluft erfolgt vorzugsweise verlustfrei durch einen Verbrennungsvorgang im Ladeluftstrom, aber es ist auch eine andere Wärmequelle, z.B. Umsetzung elektrischer Energie anwendbar.This charge air is preferably heated losslessly by a combustion process in the charge air flow, but it is also another heat source, e.g. Implementation of electrical energy applicable.

Man beachte, daß es sich um eine Kombination von spezieller Aufladung vom Start an und Aufheizung der Ladeluft besonders in gewissen Motorarbeitsbereichen handelt, während Aufheizung der Ansaugluft als Starthilfe normaler Dieselmotoren nicht unbekannt ist.It should be noted that this is a combination of special charging from the start and heating of the charge air, especially in certain engine work areas, while heating of the intake air is not unknown as a starting aid for normal diesel engines.

Ein normales Heizregister mit Wärmeaustausch zur Ladeluft hin, ohne direkte Durchmischung von Heizgasen und Ladeluft, ist schon wegen des Wirkungsgrades dieser Übertragung nicht so günstig und auch materialmäßig aufwendiger. Allerdings könnte man später, wenn der Motor läuft, die aus der Antriebsmaschine des Ladeaggregats immer noch mit erheblicher Temperatur abströmenden Motorabgase zur Beheizung benutzen. Dieses würde vielleicht im Teillastbereich und vor allem bei den durch Spülluftbedarf viel anspruchsvolleren 2-Takt- Motoren interessant sein.A normal heating register with heat exchange to the charge air, without direct mixing of the heating gases and charge air, is not so cheap because of the efficiency of this transfer and is also more expensive in terms of material. However, later, when the engine is running, the engine exhaust gases still flowing out of the drive unit of the loading assembly at a considerable temperature could be used for heating. This would perhaps be of interest in the partial load range and above all in the 2-stroke engines, which are much more demanding due to the need for purge air.

Man könnte auch heiße Motorabgase der Ladeluft zu deren brwärmung beimischen. Diese Misehung könnte bei Verwendung eines Rotationsschwingladers, in dem beide Gase nebeneinander strömen, ohne Aufwand erfolgen.You could also add hot engine exhaust to the charge air to heat it. This measure could be carried out without effort when using a rotary vibratory loader in which both gases flow side by side.

Am praktischsten ist für die Beheizung die Anwendung des Betriebsstoffes des Dieselmotors. Allerdings ist es bei dem an sich geringen Anteil der Beheizungsenergie, der im allgemeinen unter 5 % liegen wird, auch möglich, ein leichter zündendes Medium, z.B. ein Flüssiggas, zur Zusatzheizung zu benutzen.A practical m is the application of the operating substance of the diesel engine for heating. However, given the low proportion of the heating energy, which will generally be less than 5%, it is also possible to use a more easily igniting medium, for example a liquid gas, for the addition of hot water use tongue.

Gezündet wird die Ladeluftheizung wohl nicht durch eine ständig brennende Pilotflamme, sondern nach dem bewährten Stand der Technik kontrolliert elektrisch, z.B. durch Funkenstrecke oder Fmmenbogen. Damit ist auch leicht eine Kontrolle zu verbinden, ob die Heizung in Betrieb ist, sowie ihre geregelte Drosselung bis zum Abschalten in gewissen Arbeitsbereichen des Motors.The charge air heating is probably not ignited by a constantly burning pilot flame, but controlled electrically according to the proven state of the art, e.g. through spark gap or film arc. This also makes it easy to combine a check whether the heating is in operation and its regulated throttling until it is switched off in certain working areas of the engine.

Bei einem Fahrzeugantrieb, dem vorzugsweisen Anwendungsgebiet der Erfindung, wird diese Zünd- und Kontrolleinrichtung zweckmäßig mit dem Startvorgang des Motors gekoppelt.In a vehicle drive, the preferred field of application of the invention, this ignition and control device is expediently coupled to the starting process of the engine.

Es wird besonders hervorgehoben, daß diese Erfindung sich unter Beachtung der für den vorzugsweise zu benutzenden Rotationsschwinglader geltenden Vorschriften, hervorragend für den Einsatz bei 2-Takt-Dieselmotoren eignet, da gleichzeitig die erforderliche Spülluft zur Verfügung steht.It is particularly emphasized that this invention is outstandingly suitable for use in 2-stroke diesel engines, taking into account the regulations applicable to the rotary vibratory loader to be used, since at the same time the required purge air is available.

Die Vorteile der Erfindung sind vielgestaltig und leicht zu belegen :

  • Der Ottomotor ist leicht und drehfreudig, also insofern günstig für den Antrieb von Fahrzeugen. Leider ist er wegen des nur in gewissen Grenzen des Luftverhältnisses zündfähigen Arbeitsgemisches dem Dieselmotor in bezug auf den spezifischen Brennstoffverbrauch grundsätzlich unterlegen, wie dies in Fig.2 ersichtlich ist. Außerdem wird sein PV-Diagramm bei Teillast thermodynamisch schlechter, da dabei günstige Diagrammteile abgeschnitten werden. Beim Dieselmotor ist es gerade umgekehrt. Bei ihm entfallen dabei ungünstige Diagrammteile, sodaß er sich bei Teillast thermodynamisch verbessert.
The advantages of the invention are diverse and easy to demonstrate:
  • The petrol engine is light and easy to turn, so it is cheap for driving vehicles. Unfortunately, because of the working mixture that is ignitable only within certain limits of the air ratio, it is fundamentally inferior to the diesel engine in terms of specific fuel consumption, as can be seen in FIG. 2. In addition, his PV diagram gets worse thermodynamically at part load, since cheap diagram parts are cut off. The reverse is true for diesel engines. He does away with unfavorable diagram parts, so that he improves thermodynamically at part load.

Wegen des nur in engen Grenzen änderbaren Luftverhältnisses ist die Abgastemperatur beim Ottomotor immer hoch, sodaß viel Energie abströmt. Im Gegensatz dazu ist das Luftverhältnis beim Dieselmotor im Teillastbereich besonders hoch, was nach Fig. 2 zu günstigem Brennstoffverbrauch und zu geringen Abgastemperaturen führt.Because the air ratio can only be changed within narrow limits, the exhaust gas temperature of the gasoline engine is always high, so that a lot of energy flows out. In contrast, the air ratio of the diesel engine at part load is particularly high, w a s shown in Fig. 2 results in a favorable fuel consumption and low exhaust gas temperatures.

Im Stadtverkehr braucht ein mittlerer PKW auf ebener Straße eine Antriebsleistung von ca 5 kW, was bei einem 1,5 - Liter-Motor bei 2 ooo min-1 einen mittleren Effektivdruck von ca 2 bar ergibt. Diesen 2 bar gegenüber fällt es schon ins Gewicht, daß ein Ottomotor in diesem Bereich stark gedrosselt fahren muß und dementsprechend einen negativen mittleren Druck von ca -0,75 bar mitschleppt.In city traffic, a medium-sized car needs to be on a level SSE a drive power of about 5 kW, which at a 1.5 - 2 liter engine with ooo min -1 bar is derived an average effective pressure of approx. 2 These 2 bar to coat already significant that a gasoline engine needs to run strongly throttled in this area and accordingly a negative average pressure of ca - drags 0, 75 bar.

Der Aufgeladene Schwingladermotor nach dem Dieselverfahren-- wenn man damit einen Niederdruck-Dieselmotor mit Rotationsschwinglader bezeichnet - dagegen erfährt auch bei Teillast beim Ladungswechsel einen zusätzlichen Schub durch die Differenz des Ladedrucks und der zum Lader abströmenden Motorabgase von vielleicht +o,5 bar - über den ganzen Arbeitszyklus gerechnet.The turbocharged supercharged engine according to the diesel process - if you call it a low-pressure diesel engine with a rotary vibratory supercharger - on the other hand experiences an additional boost even at partial load when changing loads due to the difference in boost pressure and the engine exhaust gas flowing to the supercharger of maybe + 0.5 bar - above calculated throughout the entire working cycle.

Gegenüber den 2 bar des mittleren Effektivdrucks der benötigten Nutzleistung sind also -o,57 und + o,5 bar sehr erhebliche Beträge, welche den Brennstoffverbrauch im Stadtverkehr bestimmen.Compared to the 2 bar of the mean effective pressure of the required net power, -o, 57 and + o, 5 bar are very significant amounts, which determine the fuel consumption in city traffic.

Geringerer Brennstoffverbrauch bedeutet per se weniger toxisches Abgas, bei dem die NOx-Anteile auch wegen der viel geringeren Temperaturen des Motorarbeitszyklus bei hohem Luftverhältnis beim vorgeschlagenen Niederdruck-Dieselmotor + Rotationsschwinglader niedrig liegen.Lower fuel consumption per se means less toxic exhaust gas, in which the NO x components are also low because of the much lower temperatures of the engine working cycle with a high air ratio in the proposed low-pressure diesel engine + rotary rocker loader.

Die Erfindung macht den vorgeschlagenen Niederdruck-Dieselmotor so leicht wie einen Ottomotor, behält ihm aber die Vorteile des Dieselverfahrens in Verbindung mit denen durch den Rotationsschwinglader:

  • Überlegenen spezifischen Brennstoffverbrauch - besonders in dem für PKW-Antriebe so wichtigen Teillastbereich; hohe Drehmomente auch bei geringen Motordrehzahlen, günstige Luftverhältnisse im ganzen Motorarbeitsbereich. Durch dem Motor angepaßte Drehzahl des Rotationsschwingladers ist seine direkte Ankopplung beim Startvorgang des Motors möglich, sodaß ohne zusätzliche Apparatur sofort geheizte Ladeluft zur Verfügung steht, aber auch die Spülluft für einen 2-Takt-Dieselmotor.
The invention makes the proposed low-pressure diesel engine as light as a gasoline engine, but retains the advantages of the diesel process in connection with those of the rotary vibratory loader:
  • Superior specific fuel consumption - especially in the partial load range that is so important for car drives; high torques even at low engine speeds, favorable air conditions in the entire engine working range. The speed of the rotary vibratory charger, which is adapted to the engine, enables it to be coupled directly when the engine is started, so that heated charge air is immediately available without additional equipment, but also the purge air for a 2-stroke diesel engine.

Es sollte nicht unerwähnt bleiben, daß praktisch jedes Modell von Ottomotoren bei Änderung des Zylinderdeckels für dieses Niederdruck-Dieselverfahren benutzt werden könnte: Die Drücke bleiben in vergleichbaren Grenzen und die Temperaturen werden niedriger. Das wiederum macht eine erhebliche Leistungssteigerung ohne größre Anstrengung des Modells möglich. Zur bequemen Aufnahme z.B. einer Wirbelkammer im Zylinderdeckel könnten die Ventile kleiner gemacht werden, da der Rotationsschwinglader Strömungsverluste ausgleicht.It should be mentioned that practically every model of gasoline engine changes the cylinder cover for this low-pressure diesel process could be used: the pressures remain within comparable limits and the temperatures become lower. This, in turn, enables a significant increase in performance without much effort from the model. The valves could be made smaller in order to accommodate a swirl chamber in the cylinder cover, for example, since the rotary vibratory loader compensates for flow losses.

Beim Rotationsschwinglader gibt es keine gegenseitige Abhängigkeit von Fördermenge und Förderhöhe und keine Einschränkung wie durch die Pumpgrenze von Turboladern. Es stört ihn wenig, wenn man den Motor mit beheizter Ladeluft auflädt, da die Verkleinerung der Ladeluftmasse durch Erhöhung des Ladedrucks kompensiert werden kann.With the rotary vibratory loader, there is no mutual dependency between the flow rate and the delivery head, and there is no restriction like the surge limit of turbochargers. It does not bother him much when charging the engine with heated charge air, since the reduction in charge air mass can be compensated for by increasing the charge pressure.

Ordnet man die Aufheizung zwischen Laderverdichter und Motor an, so leistet die Erwärmung durch die Ausdehnung der Ladeluft Nutzarbeit. Deshalb ist diese Anordnung günstiger, als die vor Eintritt in den Verdichter, weil dann der Lader ein größeres Volumen bewältigen muß.If one arranges the heating between the supercharger and the engine, the heating does useful work due to the expansion of the charge air. Therefore, this arrangement is cheaper than that before entering the compressor, because then the charger has to cope with a larger volume.

Der Stand der Technik stellt Mittel zur Verfügung, um die Beheizung optimal den jeweiligen Bedürfnissen, dem Arbeitsbereich des Motors und den Umgebungsbedingungen anzupassen. So wird man z.B. beim Start höher aufheizen und später beim erwärmten Motor die Beheizung zurückfahren und überhaupt so auslegen, daß man in den Hauptarbeitsbereichen darauf verzichten kann. Das ist eine Frage der Abstimmung des Gesamtaggregats, wobei es auch von Bedeutung ist, daß die Beheizung durch direkte Flamme und deren Feuergase wenig aufwendig ist.The prior art provides means to optimally adapt the heating to the respective needs, the working area of the engine and the ambient conditions. So you will e.g. Heat up higher when starting and later turn back the heating when the engine is warmed up and lay it out in such a way that it can be omitted in the main work areas. This is a question of coordinating the overall unit, and it is also important that the heating by direct flame and its fire gases is not very expensive.

Es ist leicht nachzuweisen, daß diese direkte Aufheizung der Ladeluft durch heiße Feuergase keine wesentliche Störung des Luftverhältnisses oder bedeutende Energieverluste verursacht :

  • Bei einem Luftverhältnis von 2 wird für 1 kg Brennstoff im Motor ca 28,6 kg Luft benötigt. Um diese Luftmenge um 100° zu erhitzen, sind 72o kcal erforderlich, also ca 72 g Dieselöl, welche ihrerseits zur Verbrennung 1 kg Luft benötigen, also 3,5% der Arbeitsmenge, so daß das Luftverhältnis sich auf 1,93 ändert - was zu vernachlässigen wäre!
It is easy to prove that this direct heating of the charge air by hot fire gases does not cause a significant disturbance in the air ratio or significant energy losses:
  • At an air ratio of 2, about 28.6 kg of air is required for 1 kg of fuel in the engine. In order to heat this amount of air by 1 00 °, 72o kcal are required, i.e. about 72 g of diesel oil, which in turn is 1 kg for combustion Need air, that is 3.5% of the amount of work, so that the air ratio changes to 1.93 - which would be negligible!

Die zusätzliche Erwärmung ist im Schluckliniendiagramm des Motors Fig.3 zu berücksichtigen. Darin sind 7 die Schlucklinien des Motors bei verschiedenen Drehzahlen, 8 die jeweiligen Spülluftanteile, 9 die Durchsätze unter Berücksichtigung einer von pl = 1 bar abfallenden Beheizung der Ladeluft. 1o ist die Ladelinie bei Voll-, 11 die bei Teillast, 12 die Laderkennlinie bei dessen maximaler Drehzahl. Die darunter liegenden verlaufen drehzahlproportional par-allel dazu.The additional warming must be taken into account in the swallowing line diagram of the motor Fig. 3. Therein, 7 are the swallowing lines of the engine at different speeds, 8 are the respective purge air fractions, 9 are the throughputs, taking into account a heating of the charge air that drops from p l = 1 bar. 1o is the loading line at full load, 11 that at partial load, 12 the loader curve at its maximum speed. The ones underneath run in parallel with the speed.

Da man kaum unter ein Motorkompressionsverhältnis von 7:1 gehen wird, um noch einen günstigen thermodynamischen Wirkungsgrad zu behalten, kann mit einer Ladeluftverdichtung um 2,5 bar gerechnet werden, ohne die maximalen Verbrennungsdrücke in einem Ottomotor zu überschreiten, sofern man ein entsprechendes Einspritzgesetz für den aufgelade- nen Niederdruck-Dieselmotor verwendet. Dieser Ladedruck aber ergibt bei günstigen Umgebungsbedingungen bereits eine genügend hohe Ladelufttemperatur, so daß eine zusätzliche Heizung schon im Teillastbereich entfallen kann. Damit Ändern sich die Motorschlucklinien nicht im entscheidenden Bereich gegenüber den üblichen Werten. -ie sichtbare Verringerung der Durchsatzmenge durch die Aufheizung aber ist ohne Belang im Anfahrbereich und während des unteren Teillastbetriebes, da dort sowieso mit erheblichem Luftverhältnis gefahren wird.Since you will hardly go under an engine compression ratio of 7: 1 to maintain a favorable thermodynamic efficiency, a charge air compression of 2.5 bar can be expected without exceeding the maximum combustion pressures in a gasoline engine, provided you have a corresponding injection law for to be loaded - nen low-pressure diesel engine used. However, this charge pressure already results in a sufficiently high charge air temperature under favorable ambient conditions, so that additional heating can be dispensed with even in the partial load range. This means that the engine intake lines do not change in the decisive range compared to the usual values. -The visible reduction in the throughput volume due to the heating but is irrelevant in the start-up area and during the lower part-load operation, since there is anyway a significant air ratio.

Es wurden bisher vorwiegend die Eigenschaften erörtert, welche die Kombination von Niederdruck-Dieselmotor + Ladeluftheizung + Rotationsschwinglader zu einem optimalen Triebwerk besonders für PKW machen. Diese Sonderstellung wird einesteils durch die Verbindung der jeweils vorteilhaften Eigenschaften von Otto- und Dieselmotoren erreicht, anderenteils aber durch die Fähigkeit des Rotationsschwing- lAders, Aufladung vom Start an und im Leerlauf zu ermöglichen, beliebig hohe Ladedrücke zu fahren, sich ohne we- sentliche Verluste den motorischen Bedingungen im gesamten Arbeitsbereich anzupassen, hohe Luftverhältnisse und damit günstiges Abgas zu bringen und ganz im Gegensatz zu allen anderen Aufladeverfahren auch bei Teillast vorteilhafte Kraftstoffverbrauchswerte zu gewährleisten. Wichtig ist dabei auch die Eigenschaft, ohne merkliche Verzögerung und ohne daß prekäre Betriebszustände, wie z.B. Überschreitung der Rauchgrenze, entstehen, vom Leerlauf zur Vollast den Motor optimal zu versorgen.So far, mainly the properties that make the combination of low-pressure diesel engine + charge air heating + rotary swing loader an optimal engine, especially for cars, have been discussed. This special status is a partly achieved by connecting the respective advantageous properties of gasoline and diesel engines, the other part but to allow by the ability of Rotationsschwing- l A is the charge from the start and idle to drive any high boost pressures, without GR s entliche losses the engine conditions in GESAM adapt the work area, bring high air conditions and thus cheap exhaust gas and, in contrast to all other supercharging processes, also ensure favorable fuel consumption values even at partial load. Also important is the property of optimally supplying the engine from idle to full load without noticeable delay and without precarious operating conditions, such as exceeding the smoke limit.

Gerade aber diese Vorzüge sind nicht gegeben und es bedeutet ein schweres Handicap, wenn man, anstatt den Niederdruck-Dieselmotor mit einem Rotationsschwinglader aufzuladen, die Ladeluftheizung dabei mit einer der bekannten Aufladeeinrichtungen, z.B. Abgasturbolader oder Druckwellenmaschine Comprex kombiniert.But precisely these advantages are not given and it means a severe handicap if instead of charging the low-pressure diesel engine with a rotary oscillating charger, the charge air heater is used with one of the known charging devices, e.g. Combined exhaust gas turbocharger or pressure wave machine Comprex.

In der Tat kann bei Anwendung der Ladeluftheizung auch mit jedem normalen Abgasturbolader und auch ohne zusätzlichen elektromotorischen Antrieb des Ladeaggregates ein niedrig komprimierender Dieselmotor, der bei Abgasturbolader und Comprex ja als Saugmotor starten muß, in Gang gesetzt und gefahren werden.In fact, when using the charge air heater, even with any normal exhaust gas turbocharger and also without additional electromotive drive of the charging unit, a low-compression diesel engine, which must start as a naturally aspirated engine in the exhaust gas turbocharger and Comprex, can be started and driven.

Bei einem Verdichtungsverhältnis von z.B. 9:1 genügt bereits eine Aufheizung der Ladeluft um ca 100°, um mit oi-cherheit die Zündtemperatur des eingespritzten Brennstoffs zu erreichen. Das heißt, man könnte jeden mit Abgasturboaufladung versehenen PKW-Dieselmotor optimal niedrig komprimieren lassen und beseitigt damit die bisherige Schwierigkeit, daß der normale Saugmotor bei späterer Aufladung viel zu hohen Verbrennungsdrücken mit allen ihren unangenehmen Folgen ausgesetzt ist.At a compression ratio of, for example 9: 1 heating of the charge air by about 100 ° is sufficient in order to achieve with certainty o i-ignition temperature of the injected fuel. This means that one could have every passenger car diesel engine provided with exhaust gas turbocharging optimally compressed, thereby eliminating the previous problem that the normal naturally aspirated engine is exposed to combustion pressures that are much too high with all their unpleasant consequences.

Es sollte jedoch bemerkt werden, daß eine solche Anwendung bei PKW oder anderen Landfahrzeugen, deren Betrieb eher die Zugkrafthyperbel erfordert, nicht zu optimalen Ergebnissen etwa vergleichbar der Anwendung eines Rotationsschwingladers führt, da nur diese nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Maschine sich harmonisch dem Kolbenmotor anpaßt. Dagegen ergeben sich bei Verwendung eines Abgasturboladers folgende Anpassungsschwierigkeiten, je nachdem man die Aufheizung der Ladeluft vor oder nach dem Turboverdichter vor-oder nach dem Turboverdichter vornimmt :

  • Bei Heizung vor dem Verdichter wird das Ansaugvolumen vergrößert, also die Durchsatzmenge des Motors reduziert, was seine Schlucklinien im Arbeitsfeld des Verdichters verschiebt. Es entstehen aber keine Schwierigkeiten durch die lυmpgrenze des Verdichters.
However, it should be noted that such an application in cars or other land vehicles, the operation of which requires the traction force hyperbole, does not lead to optimal results comparable to the use of a rotary vibratory loader, since only this machine, which works on the displacement principle, harmoniously adapts to the piston engine. On the other hand, when using an exhaust gas turbocharger, the following adjustment difficulties arise, depending on whether the charge air is heated up before or after the turbo compressor. or after the turbocompressor:
  • When heating upstream of the compressor, the intake volume is increased, i.e. the throughput of the engine is reduced, which shifts its intake lines in the working area of the compressor. However, there are no difficulties due to the compressor's high limit.

Bei Heizung nach dem Turboverdichter dagegen würde der Motor gegenüber der Förderung von Luft entsprechend den Umgebungsverhältnissen mit rückwirkender Erhöhung des Ladedrucks reagieren, was leicht zum Überschreiten der Pumpgrenze führt.In contrast, in the case of heating after the turbocompressor, the motor would react to the conveyance of air in accordance with the ambient conditions with a retrospective increase in the boost pressure, which easily leads to the pump limit being exceeded.

In jedem Fall ist die Luftfüllung der Motorzylinder reduziert und es müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um beim Übergang vom Leerlauf zum Arbeitsbereich nicht die Rauchgrenze zu überschreiten. Die Beschleunigung für Landfahrzeuge wird reduziert sein. Dagegen wäre das Verfahren bei Schiffen und Flugzeugen anwendbar, da deren Propellerkurve in der Leistung langsam ansteigt, so daß ein Abgasturbolader Zeit hat, sein Verhalten den Bedingungen des Vollastbetriebes anzupassen.In any case, the air filling of the engine cylinders is reduced and special measures must be taken to ensure that the smoke limit is not exceeded during the transition from idling to the work area. The acceleration for land vehicles will be reduced. By contrast, the procedure for ships and aircraft would be applicable because their propeller curve rises slowly in the power so that an exhaust gas turbocharger has time to adapt to the conditions of V ollastbetriebes his behavior.

Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel für einen Niederdruck-Dieselmotor mit Abgasturbolader und einer Ladeluftheizung nach dem Erfindungsvorschlag. Der Motor springt ohne wesentliche Verzögerung an, wenn die Flamme 15 rechtzeitig mit der Betätigung der Starteinrichtung gezündet wird.Fig. 4 shows the embodiment for a low pressure diesel engine with an exhaust gas turbocharger and a charge air heater according to the invention. The engine starts without significant delay if the flame 15 is ignited in good time when the starter is actuated.

In Fig. 4 ist 1 der aufzuladende Niederdruck-Dieselmotor, 13-14 der Abgasturbolader mit der Abgasturbine 13 und dem Turboverdichter 14, 15 die Heizflamme mit der automatischen Zünd- und Reguliereinrichtung 16, welche ihre Steuerimpulse durch die Kontrolleinrichtung 17 erhält. 18 ist die regulierbare Brennstoffpumpe für die Flamme 15.4, 1 is the low-pressure diesel engine to be charged, 13-14 the exhaust gas turbocharger with the exhaust gas turbine 13 and the turbocompressor 14, 15 the heating flame with the automatic ignition and regulating device 16, which receives its control impulses from the control device 17. 18 is the adjustable fuel pump for the flame 15.

Etwas ausführlicher sei der eigentliche Erfindungsvorschkag an Hand von Fig. 5 als Zusammenfassung der bisherigen allgemeinen Beschreibung mit der Anwendung eines Rotationsschwingladers beschrieben : Der Rotationsschwinglader 19 in Fig. 5 versorgt den in seinem Kompressionsverhältnis zweckmäßig angepaßten Verbrennungsmotor nach dem Dieselverfahren 1 mit Ladeluft. Diese wird durch die Flam-me 15 durch direkte Wärmeübertragung und durch Vermischung mit deren Feuergasen beheizt. Eine Zünd- und Kontrollanlage 16 nach dem btand der Technik steuert diesen Vorgang, wobei die Heizungsintensität je nach den Bedürfnissen sicherer Zündung und nicht unnötig hoher Temperatur nach Kontrolle etwa über Wärmefühler 17 geregelt wird. Die Flamme 15 wird durch die Brennstoffpumpe 18 gespeist. 2o ist die zeitweilige mögliche treibende Verbindung zwischen Motor und Rotationsschwinglader während des Startvorganges. Diese Verbindung ist bei 2-Takt-Motoren unentbehrlich und Stand der Rotationsschwingladertechnik.The actual invention proposal is described in somewhat more detail with reference to FIG. 5 as a summary of the general description to date with the use of a rotary vibratory loader: The rotary vibratory loader 19 in FIG. 5 supplies it in its compression ver ratio suitably adapted internal combustion engine according to the diesel method 1 with charge air. This is heated by the Fl a m-me 15 by direct heat transfer and by mixing with its fire gases. An ignition and control equipment 16 after b tand art controls this process, wherein the heating intensity is approximately regulated according to the needs safe ignition and unnecessarily high temperature by control of the heat-sensing 17th The flame 15 is fed by the fuel pump 18. 2o is the temporary possible driving connection between the engine and the rotary vibratory loader during the starting process. This connection is essential for 2-stroke engines and state of the art Rotationsschwingl a.

Anstelle der Flamme 15 kann auch z.B. eine elektrische Widerstandsheizung oder ein Flammenbogen angeordnet werden.Instead of the flame 15, e.g. an electrical resistance heater or a flame arc can be arranged.

Möglich ist auch die Beheizung der Ladeluft durch ein nicht dargestelltes Heizregister, welches zum Start fremd beheizt werden muß, während nach dem Start des Motors die Beheizung des Registers durch Motorabgase erfolgen sollte.It is also possible to heat the charge air by means of a heating register, not shown, which must be externally heated at the start, while the register should be heated by engine exhaust gases after the engine has started.

Auch eine direkte Zumischung heißer Motorabgase - nach einem anders eingeleiteten Start des Motors - zur Ladeluft ist ohne zeichnerische Darstellung nach dem Stand der Teehnik verständlich.A direct admixture of hot engine exhaust gases - after a differently initiated engine start - to the charge air is understandable without a graphic representation according to the state of Teehnik.

Die Vorteile des Niederdruck-Dieselmotors nach der Erfindung in der optimalen Kombination mit einem Rotationsschwinglader kommen besonders eindrucksvoll zur Geltung, wenn man sie im Zusammenhang der Verwendung einer solchen Einrichtung zum Antrieb eines hochmotorisierten Fahrzeuger, z.B. eines PKW, betrachtet.The advantages of the low-pressure diesel engine according to the invention in the optimal combination with a rotary vibratory loader are particularly impressive when viewed in connection with the use of such a device for driving a highly motorized vehicle, e.g. of a car, considered.

Man kann dann das zwischen Fahrzeug und Motor benötigte Getriebe als Föttinger-Wandler ausbilden, dem auch ein sogenannter Berggang nachgeschaltet werden könnte. Es könnte aber auch entsprechend dem Stand der Wandlertechnik selbstverstärkend sein, wie bei einem Rieseler-Getriebe und sogar den Rückwärtsgang durch Umkehrung der Funktion von Lauf- und Leitrad integrieren.The gearbox required between the vehicle and the engine can then be designed as a Föttinger converter, which could also be followed by a so-called mountain gear. However, it could also be self-reinforcing according to the state of the art in converter technology, as in a Rieseler transmission, and even integrate reverse gear by reversing the function of the impeller and idler.

Dabei können die für den Umlauf des Wandlerbetriebsmediums vorhandenen Zahnradpumpen auch zum verschleißlosen Bremsen dienen.The gear pumps available for the circulation of the converter operating medium can also be used for wear-free braking.

Die Verhältnisse werden optimal, wenn dieses Föttinger-Getriebe einen Trilok-Wandler enthält, dessen Kupplungspunkt dem maximalen Motordrehmoment möglichst gut entspricht.The conditions are optimal if this Föttinger transmission contains a Trilok converter, the coupling point of which corresponds as closely as possible to the maximum engine torque.

Claims (9)

Verbrennungsmotor nach dem Diesel-Verfahren, dem eine Ladeeinrichtung mit Ausnutzung der Abgasenergie, vorzugsweise ein Rotationsschwinglader nach dem Europäischen Patent o o12 329 als freifahrendes Ladeaggregat, jedoch besonders bei einem 2-Takt-Dieselmotor auch mit treibender Verbindung zum Motor, Ladeluft unter Druck mindestens in gewissen Arbeitsbereichen des Motors zuführt und bei dem das Kompressionsverhältnis so weit abgesenkt ist, daß auch unter Berücksichtigung der Kompressionswärme der Ladeluft beim Kompressionshub des Motors die für das Zünden des eingespritzten Kraftstoffs notwendige Temperatur mindestens bei ungünstigen Umgebungsverhältnissen, beim Anfahren und bei Teillast nicht erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeluft vor Eintritt in die Arbeitszylinder des Motors in den kritischen Gebieten zusätzlich durch eine Wärmequelle im Ladeluftstrom aufgeheizt wird.Internal combustion engine according to the diesel process to which a charging device with utilization of the exhaust energy, preferably a rotary oscillating loaders according to the European Patent o o12 329 ggregat as a free-traveling charging a, however, especially in a 2-stroke diesel engine with drivingly connected to the engine, charge air under pressure at least in certain working areas of the engine and in which the compression ratio is so low that even taking into account the heat of compression of the charge air during the compression stroke of the engine, the temperature necessary for igniting the injected fuel does not reach at least in unfavorable environmental conditions, when starting and under partial load is characterized in that the charge air is additionally heated in the critical areas by a heat source in the charge air flow before entering the working cylinders of the engine. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Wärmequelle um eine verlustarme Heizung bei direkter Vermischung der Ladeluft mit Feuergasen eines Verbrennungsvorganges handelt.Device according to claim 1, characterized in that the heat source is a low-loss heater with direct mixing of the charge air with fire gases from a combustion process. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Ladeluft durch eine von Elektrizität gespeiste Wärmequelle, Flammenbogen oder Glüheinrichtung erfolgt. ,Device according to claim 1, characterized in that the charge air is heated by a heat source fed by electricity, a flame arc or a glow device. , Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem Stand der Technik ausgebildetes Kontrollorgan vorgesehen ist, welches Zünden und Wirksamkeit der Heizeinrichtung überwacht und regelt.Device according to claims 1 to 3, characterized in that a control member designed according to the prior art is provided, which monitors and controls the ignition and effectiveness of the heating device. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung der Ladeluft anstelle des normalerweise benutzten Motorkraftstoffes ein leichter entzündliches Medium, z.B. ein Flüssiggas benutzt wird.Device according to claims 1, 2 and 4, characterized in that for heating the charge air instead of the normally used engine fuel, a more flammable medium, e.g. a liquefied petroleum gas is used. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Ladeluftbeheizung mit dem Startvorgang des Motors gekoppelt ist, wobei eine Voreilung sowie eine Sicherung bei Versagen der Heizung vorgesehen ist.Device according to claims 1 to 5, characterized in that the triggering of the charge air heating is coupled with the starting process of the engine, an advance and a safety device being provided if the heating fails. Einrichtung nach Anspruch 1, vorzugsweise als Niederdruck-2-Takt-Dieselmotor, dadurch gekennzeichnet, daß beim Start und in den Bereichen, in denen die Energie der Motorabgase auch bei Zusatzheizung für den wirkungsvollen Betrieb des Rotationsschwingladers nicht ausreicht, eine treibende Verbindung Zwischen Rotationsschwinglader und Motor besteht, welche automatisch ausgeschaltet werden kann, sobald Freifahren des Laders möglich wird.Device according to claim 1, preferably as a low-pressure 2-stroke diesel engine, characterized in that at the start and in the areas in which the energy of the engine exhaust gases, even with additional heating, is not sufficient for the effective operation of the rotary vibratory loader, a driving connection between the rotary vibratory loader and There is an engine, which can be switched off automatically as soon as the loader becomes free. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die als Antrieb in einem hochmotorisierten Fahrzeug, vorzugsweise in einem PKW verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ihr als Getriebe zwischen Motor und Fahrzeug ein solches mit hydrodynamischem Wandler, mit oder ohne Berggang nachgeschaltet ist, wobei der Wandler der Trilok-Bauart entspricht und so ausgelegt ist, daß sein Kupplungspunkt etwa dem höchsten Motordrehmoment entspricht.Device according to one of claims 1 to 7, which is used as a drive in a highly motorized vehicle, preferably in a car, characterized in that it is connected as a transmission between the engine and the vehicle with a hydrodynamic converter, with or without a mountain gear, the Trilok-type converter and is designed so that its coupling point corresponds approximately to the highest engine torque. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Drehmomentwandler allein das komplette Fahrzeuggetriebe darstellt, bei dem auch der Rückwärtsgang durch Umkehrung der Funktion von Lauf- und Leiträdern integriert ist, während die für den Umlauf des Wandlerbetriebsmediums vorhandenen Zahnradpumpen gleichzeitig als verschleißlose Bremsen eingesetzt werden können.Device according to claim 8, characterized in that the hydrodynamic torque converter alone represents the complete vehicle transmission, in which the reverse gear is also integrated by reversing the function of impellers and idlers, while the gear pumps available for the circulation of the converter operating medium are simultaneously used as wear-free brakes can.
EP83109857A 1982-10-05 1983-10-03 Low pressure diesel engine Withdrawn EP0105509A3 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3236789 1982-10-05
DE19823236789 DE3236789A1 (en) 1982-10-05 1982-10-05 Low-pressure diesel engine with rotary swivel supercharger
DE3243226 1982-11-23
DE19823243226 DE3243226A1 (en) 1982-11-23 1982-11-23 Low pressure diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0105509A2 true EP0105509A2 (en) 1984-04-18
EP0105509A3 EP0105509A3 (en) 1985-10-16

Family

ID=25804935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83109857A Withdrawn EP0105509A3 (en) 1982-10-05 1983-10-03 Low pressure diesel engine

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP0105509A3 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0547566A1 (en) * 1991-12-16 1993-06-23 Oskar Dr.-Ing. Schatz Method of controlling the air admission in the combustion chamber for an internal combustion engine of a piston type in two phases
CN104260827A (en) * 2014-09-26 2015-01-07 泉州安盛船务有限公司 Transformation method for low-cost high-energy-saving power reduction running ship propulsion system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2247625A1 (en) * 1973-10-16 1975-05-09 Semt Conditioning of diesel engine's inlet air - involves precompressing flow by controlled interruption of supply
GB2067245A (en) * 1980-01-11 1981-07-22 Ct London Harwood Ltd Compression ignition engine intake air electrical heaters
DE3207424A1 (en) * 1982-03-02 1983-09-08 Ernst Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Kickbusch Combustion engine with rotary ram supercharger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2247625A1 (en) * 1973-10-16 1975-05-09 Semt Conditioning of diesel engine's inlet air - involves precompressing flow by controlled interruption of supply
GB2067245A (en) * 1980-01-11 1981-07-22 Ct London Harwood Ltd Compression ignition engine intake air electrical heaters
DE3207424A1 (en) * 1982-03-02 1983-09-08 Ernst Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Kickbusch Combustion engine with rotary ram supercharger

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0547566A1 (en) * 1991-12-16 1993-06-23 Oskar Dr.-Ing. Schatz Method of controlling the air admission in the combustion chamber for an internal combustion engine of a piston type in two phases
US5353763A (en) * 1991-12-16 1994-10-11 Oskar Schatz Method of supplying a combustible gas into the combustion chamber of an internal combustion engine in two phases
CN104260827A (en) * 2014-09-26 2015-01-07 泉州安盛船务有限公司 Transformation method for low-cost high-energy-saving power reduction running ship propulsion system
CN104260827B (en) * 2014-09-26 2018-01-23 泉州安盛船务有限公司 The remodeling method of the downrating marine propuision system of Low Cost and High Energy-saving

Also Published As

Publication number Publication date
EP0105509A3 (en) 1985-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0235390B1 (en) Marine diesel engine assembly
DE2911727C2 (en) Piston internal combustion engine with at least two exhaust gas turbochargers
DE3633405C2 (en)
DE3804906A1 (en) DRIVE DEVICE FOR AIRCRAFT
DE112009005092B4 (en) Improving fuel economy for a piston engine and using a super turbocharger
DE102010035085B4 (en) Motor vehicle with an internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine
DE1576227A1 (en) Diesel engine with supercharging and procedure for increasing its maximum power
EP2462328A1 (en) Turbocharged reciprocating piston engine having a connected pressure tank for bridging turbo lag, and method for operating said engine
EP2795075A1 (en) Method for operating a drive assembly and drive assembly
WO2019020647A1 (en) Internal combustion engine, particularly for a motor vehicle, and method for operating such an internal combustion engine
DE2617708A1 (en) DRIVE SYSTEM WITH AN COMBUSTION ENGINE SUPPLIED WITH PRE-COMPRESSION
DE102005021953A1 (en) Internal combustion engine and method for operating this
DE102013000040B4 (en) Method for operating a motor vehicle
DE2052501A1 (en) Training of the intake system of diesel engines
DE102004037763A1 (en) Uncompromising turbocharged engine, has compressor which compresses ambient air in separate process, with which air container is filled by air cooler, where air expands over expansion control equipment to turbocharger from container
EP0105509A2 (en) Low pressure diesel engine
DE4434777C1 (en) Turbocharged multicylinder diesel engine for vehicle
DE2545665A1 (en) DRIVE SYSTEM
DE3224006A1 (en) Turbocharger group for internal-combustion engines
DE4128642C2 (en) Supercharged reciprocating diesel engine
DE2834785C2 (en) Internal combustion engine, in particular an exhaust gas-charged piston internal combustion engine, with an acceleration device
DE102004061613A1 (en) Method for operating an internal combustion engine with charge air charging and internal combustion engine
DE3236789A1 (en) Low-pressure diesel engine with rotary swivel supercharger
DE112018004444B4 (en) Internal combustion engine with fast response secondary exhaust valve and associated method
DE202015101927U1 (en) Charged internal combustion engine with compressor and electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): FR GB IT

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Designated state(s): FR GB IT

19U Interruption of proceedings before grant

Effective date: 19860516

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: REDEKER, GISELA

Owner name: WALTER GEB. KICKBUSCH, URSULA CHARLOTTE

Owner name: KICKBUSCH, DIETRICH JULIUS WILHELM

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19900321