EP2478227A1 - Gas-dynamic pressure wave machine - Google Patents

Gas-dynamic pressure wave machine

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Publication number
EP2478227A1
EP2478227A1 EP10766230A EP10766230A EP2478227A1 EP 2478227 A1 EP2478227 A1 EP 2478227A1 EP 10766230 A EP10766230 A EP 10766230A EP 10766230 A EP10766230 A EP 10766230A EP 2478227 A1 EP2478227 A1 EP 2478227A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure wave
gas
wave machine
dynamic pressure
opening
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Withdrawn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
EP10766230A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Georg Glitz
Christian Smatloch
Urs Wenger
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.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
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
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Publication of EP2478227A1 publication Critical patent/EP2478227A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F13/00—Pressure exchangers
    • 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
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/42—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with driven apparatus for immediate conversion of combustion gas pressure into pressure of fresh charge, e.g. with cell-type pressure exchangers

Definitions

  • the invention relates to a gas-dynamic pressure wave machine with the features in the preamble of patent claim 1.
  • a by no means negligible aspect of internal combustion engines is the so-called engine ventilation.
  • Each internal combustion engine generates combustion gases which enter the crankcase not only into the exhaust but also due to the high pressures past the pistons. If you did not divert the gases from there, the pressure in the crankcase would rise sharply with the result that the piston would have to work against this pressure in the crankcase.
  • the pressure conditions in the intake duct thus influence the crankcase ventilation. Since the gases are entrained by the general air flow in the intake passage, no influence can be exerted on the crankcase ventilation.
  • the invention is based on the object to show a gas-dynamic pressure wave machine, by means of which the engine ventilation can be improved.
  • crankcase ventilation is connected to a cold gas housing of the pressure wave machine.
  • connection points can be saved in other areas without the complexity of the already machined cold gas housing of the pressure wave machine would increase significantly.
  • a control disk at the end of the cell rotor has openings, wherein the position of the openings is variable relative to the hot gas housing openings.
  • Such a control disc may have an opening which connects a sucking portion of the cell rotor with an opening of the engine vent line associated with the opening.
  • a separate engine ventilation duct which is assigned to a specially provided opening of a control disk, results in a separation of the general intake air flow from the gases from the engine ventilation duct. As a result, it is much easier to influence the engine ventilation than in cases where the engine ventilation duct opens into the general intake duct.
  • the complete mixing of the intake air with the vent gases takes place only when the respective gases flow into the cell rotor, ie in the low pressure range.
  • the engine ventilation is designed such that the negative pressure conditions in the ventilation duct are adapted to the requirements of the respective engine.
  • the opening in the control disk provided specifically for the engine breather is dimensioned such that even when the control disk is rotated, engine breather is ensured.
  • the opening cross-section of the intake ports of the pressure wave machine can be changed and thus the engine ventilation can be influenced.
  • the opening of the engine breather remains permeable to gases that must be removed from the crankcase.
  • leading to the pressure wave machine line of the crankcase ventilation may have a throttle. It may also be a check valve integrated into the line, so that gas sucked in exclusively via the crankcase ventilation, but can not flow back through the crankcase ventilation to the internal combustion engine.
  • the opening which is provided in the control disk of the pressure wave machine oriented so that it extends in the radial direction relative to the longitudinal axis of the control disk or the cell rotor.
  • the control disc not only has openings that allow an axial flow of cold gas, but also openings that allow a radial flow of the crankcase gas.
  • a compensation chamber is arranged in the cold gas housing, to which the line of the crankcase ventilation is connected and which communicates via the opening in the control disk with a sucking portion of the cell rotor.
  • certain pressure fluctuations can be compensated via the compensation chamber.
  • the compensation chamber has the function that the opening remains gas-permeable even when the control disk is rotated relative to the cold gas housing. This has the consequence that the opening is always coupled to the sucking areas of the gas-dynamic pressure wave machine at a correspondingly large, extending in the circumferential direction of the control disc compensation chamber.
  • control discs In general, the advantage of using control discs is that there are no moving parts in the engine compartment, such as For example, hoses that are connected to a total of adjustable housing. This makes it possible to simplify the line connections to the pressure wave machine. In addition, the mass of the moving parts is greatly reduced, whereby actuators are charged correspondingly less.
  • the installation space of the pressure wave machine according to the invention is smaller than partially rotatable housings. This makes a more compact design possible.
  • control disk can be used simultaneously as a tolerance compensation for the gap between a cold or hot gas housing and the cell rotor.
  • Figure 1 is a schematic view of an internal combustion engine with associated pressure wave machine
  • FIG. 3 shows a detail of the pressure wave charger with control disk of FIG. 2.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 with a high-pressure exhaust gas line 2, which leads to a gas-dynamic pressure wave machine 3, of which a cell rotor 4 is shown by way of example here.
  • the pressurized exhaust gas from the engine 1 serves to compress air sucked on the other side of the cell rotor 4 and supply it to the engine 1.
  • one of the gas-dynamic pressure wave machine 3 for Engine 4 leading Hochdruckladeluft effet 6 is provided.
  • a wastegate 7 is shown schematically in the exhaust area, which connects the high-pressure exhaust gas line 2 with a low-pressure exhaust gas line 8 as a bypass past the gas-dynamic pressure wave machine 3.
  • a throttle valve 10 In a suction line 9 in the cold gas area is a throttle valve 10 to control the inflowing air quantity.
  • a crankcase ventilation 11 which comprises a line 12 which leads from the crankcase 5 of the internal combustion engine 1 into the intake region of the gas-dynamic pressure wave machine 3.
  • a line 12 which leads from the crankcase 5 of the internal combustion engine 1 into the intake region of the gas-dynamic pressure wave machine 3.
  • three different lines are shown. While the line 12 has a constant cross section, a throttle 14 is provided in the form of a constriction in the conduit 13.
  • the line 15 has a check valve 16 instead of the throttle.
  • the check valve 16 is designed so that gas can flow from the crankcase 5 of the internal combustion engine 1 into the intake line 9 or the cell rotor 4, but not from the gas-dynamic pressure wave machine 3 back into the crankcase 5. This is achieved via a spring-loaded valve body, here in the form of a sphere.
  • FIG. 2 differs from that of Figure 1 in that the gas-dynamic pressure wave machine 17 has a control disc 18 in the intake, to which the line 12 of the crankcase ventilation 11 is connected.
  • the reference numbers introduced in FIG. 1 are used.
  • FIG. 3 shows in detail how the connection of the line 12 to the gas-dynamic pressure wave machine 17 is realized.
  • the control disk 18 has axially extending openings 19, via which sucked air can flow into the spatially subsequent cell rotor.
  • the axial opening marked 19 in an edge-side web additionally has an opening 20 which extends in the radial direction.
  • the opening 20 opens into a compensation chamber 21 in the cold gas housing 22, to which the line 12 is connected.
  • the control disk 18 Upon rotation of the control disk 18 relative to the cold gas housing 22 remains the Opening 20 in a position in which the compensation chamber 21 communicates with the opening 19 and thus a housing ventilation is ensured.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

The invention relates to a gas-dynamic pressure wave machine for internal combustion engines, comprising a crankcase ventilation system (11) which is connected to a cold gas housing of said pressure wave machine (3) and which leads, in particular into a cold gas side of the control disk of the pressure wave machine.

Description

Gasdynamische Druckwellenmaschine  Gas dynamic pressure wave machine
Die Erfindung betrifft eine gasdynamische Druckwellenmaschine mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a gas-dynamic pressure wave machine with the features in the preamble of patent claim 1.
Die gegenseitige Ausrichtung der Öffnungen der Hochdruckkanäle, also des Hochdruck-Abgaskanals und des Hochdruck-Ladeluftkanals, ist eine wichtige Regulierungsvariable gasdynamischer Druckwellenmaschinen. Zur Regelung dieser Ausrichtung ist es aus der DE 698 23 039 T2 bekannt, das Kaltluftgehäuse zu drehen, z.B. mittels eines Servomotors oder mit pneumatischen, mechanischen oder hydraulischen Mitteln. Zu diesem Zweck wird jeder Punkt des Kennfeldes des Verbrennungsmotors berechnet und durch ein elektronisches Steuersystem in geeignete Steuerbefehle für das Drehen des Gehäuses umgewandelt. The mutual alignment of the openings of the high-pressure channels, ie the high-pressure exhaust gas channel and the high-pressure charge air channel, is an important regulation variable of gas-dynamic pressure wave machines. To control this alignment, it is known from DE 698 23 039 T2 to rotate the cold air housing, e.g. by means of a servomotor or by pneumatic, mechanical or hydraulic means. For this purpose, each point of the map of the internal combustion engine is calculated and converted by an electronic control system into suitable control commands for rotating the housing.
Nachteilig ist bei dieser Art der Regelung der Steuerkantenverschiebung, dass die Verdrehung des Kaltgasgehäuses einschließlich der an diesem angebrachten Leitungen einerseits sehr flexible Leitungen erfordert und zudem einen hohen A disadvantage of this type of control of the control edge shift that the rotation of the cold gas housing including the attached to this lines on the one hand requires very flexible lines and also a high
BESTÄTIGUNGSKOPIE Bauraumbedarf mit sich bringt. Zudem müssen beträchtliche Kräfte durch die notwendigen Aktuatoren aufgebracht werden. Auf Grund der Tatsache, dass relativ große Massen bewegt werden müssen, besitzt das Verstellsystem eine unvermeidbare Trägheit. Die bisherigen Lösungen sind dem angeforderten Motorbetriebszustand in der Regelung nacheilend und werden unter hohem bauteiltechnischen Aufwand realisiert. CONFIRMATION COPY Requires space requirements. In addition, considerable forces must be applied by the necessary actuators. Due to the fact that relatively large masses have to be moved, the adjustment system has an unavoidable inertia. The previous solutions are the requested engine operating state lagging in the scheme and are realized with high component technical effort.
Zum Stand der Technik sind ferner die DE-B-10 52 626 und die DE-A-30 40 648 zu nennen. In diesen Veröffentlichungen wird die Verwendung von Platten oder Ringen offenbart, die mit Öffnungen versehen und am Eingang der Hochdruckkanäle angebracht sind. Die Platten oder Ringe werden an den jeweiligen Gehäusen befestigt, um die Ausrichtung der Öffnungen der Hochdruckkanäle zu beeinflussen. Bei dieser Variante sind die zu bewegenden Massen geringer. Problematisch sind hierbei allerdings die Spaltverluste zwischen der Steuerscheibe und dem rotierenden Zellenrotor. The prior art are also DE-B-10 52 626 and DE-A-30 40 648 call. These publications disclose the use of plates or rings which are apertured and attached to the inlet of the high pressure channels. The plates or rings are attached to the respective housings to affect the alignment of the openings of the high pressure channels. In this variant, the masses to be moved are lower. However, the problem here is the gap losses between the control disk and the rotating cell rotor.
Ein bei Verbrennungskraftmaschinen keinesfalls zu vernachlässigender Aspekt ist die so genannte Motorentlüftung. Jeder Verbrennungsmotor erzeugt Verbrennungsgase, die nicht ausschließlich in den Auspuff, sondern auch auf Grund der hohen Drücke vorbei an den Kolben in das Kurbelgehäuse gelangen. Würde man die Gase von dort nicht ableiten, würde der Druck im Kurbelgehäuse stark ansteigen mit der Folge, dass die Kolben gegen diesen Druck im Kurbelgehäuse arbeiten müssten. A by no means negligible aspect of internal combustion engines is the so-called engine ventilation. Each internal combustion engine generates combustion gases which enter the crankcase not only into the exhaust but also due to the high pressures past the pistons. If you did not divert the gases from there, the pressure in the crankcase would rise sharply with the result that the piston would have to work against this pressure in the crankcase.
Aus Gründen des Umweltschutzes werden die ölbelasteten Gase allerdings nicht in die Umwelt abgegeben. Zudem wäre es ungünstig, die Gase in den Abgastrakt einzuleiten, da die Ölnebel zu einer Beschädigung eines Abgaskatalysators führen würden, was sich wiederum negativ auf einzuhaltende Abgasgrenzwerte auswirkt. Die Gase werden daher in den Ansaugkanal eingeleitet. However, for reasons of environmental protection, the oil-contaminated gases are not released into the environment. In addition, it would be unfavorable to introduce the gases into the exhaust tract, since the oil mist would lead to damage of a catalytic converter, which in turn has a negative effect on exhaust gas limits to be observed. The gases are therefore introduced into the intake passage.
Die Druckverhältnisse im Ansaugkanal haben somit Einfluss auf die Kurbelgehäuseentlüftung. Da die Gase vom allgemeinen Luftstrom im Ansaugkanal mitgerissen werden, kann auf die Kurbelgehäuseentlüftung kein separater Einfluss genommen werden. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine gasdynamische Druckwellenmaschine aufzuzeigen, mittels welcher die Motorentlüftung verbessert werden kann. The pressure conditions in the intake duct thus influence the crankcase ventilation. Since the gases are entrained by the general air flow in the intake passage, no influence can be exerted on the crankcase ventilation. On this basis, the invention is based on the object to show a gas-dynamic pressure wave machine, by means of which the engine ventilation can be improved.
Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Druckwellenmaschine dadurch gelöst, dass die Kurbelgehäuseentlüftung an ein Kaltgasgehäuse der Druckwellenmaschine angeschlossen ist. Dadurch, dass der Anschluss der Kurbelgehäuseentlüftung unmittelbar am Kaltgehäuse der Druckwellenmaschine erfolgt, können Anschlussstellen in anderen Bereichen eingespart werden, ohne dass sich die Komplexität des ohnehin spanabhebend bearbeiteten Kaltgasgehäuses der Druckwellenmaschine signifikant erhöhen würde. Insgesamt ergibt sich ein kostenmäßiger Vorteil, der sich insbesondere dann einstellt, wenn das Kaltgasgehäuse mit einer Steuerscheibe versehen ist. Eine solche Steuerscheibe am Ende des Zellenrotors weist Öffnungen auf, wobei die Position der Öffnungen relativ zu den Heißgasgehäuseöffnungen veränderbar ist. Eine solche Steuerscheibe kann eine Öffnung aufweisen, die einen saugenden Bereich des Zellenrotors mit einer der Öffnung zugeordneten Leitung der Motorentlüftung verbindet. This object is achieved in the pressure wave machine according to the invention characterized in that the crankcase ventilation is connected to a cold gas housing of the pressure wave machine. The fact that the connection of the crankcase ventilation takes place directly on the cold housing of the pressure wave machine, connection points can be saved in other areas without the complexity of the already machined cold gas housing of the pressure wave machine would increase significantly. Overall, there is a cost advantage that sets in particular when the cold gas housing is provided with a control disk. Such a control disk at the end of the cell rotor has openings, wherein the position of the openings is variable relative to the hot gas housing openings. Such a control disc may have an opening which connects a sucking portion of the cell rotor with an opening of the engine vent line associated with the opening.
Durch einen separaten Motorentlüftungskanal, der einer eigens hierfür vorgesehenen Öffnung einer Steuerscheibe zugeordnet ist, ergibt sich eine Trennung des allgemeinen Ansaugluftstroms von den Gasen aus dem Motorentlüftungskanal. Dadurch kann weitaus präziser auf die Motorentlüftung Einfluss genommen werden als in den Fällen, in denen der Motorentlüftungskanal in den allgemeinen Ansaugkanal mündet. Die vollständige Vermischung der Ansaugluft mit den Entlüftungsgasen erfolgt erst, wenn die jeweiligen Gase in den Zellenrotor einströmen, also im Niederdruckbereich. A separate engine ventilation duct, which is assigned to a specially provided opening of a control disk, results in a separation of the general intake air flow from the gases from the engine ventilation duct. As a result, it is much easier to influence the engine ventilation than in cases where the engine ventilation duct opens into the general intake duct. The complete mixing of the intake air with the vent gases takes place only when the respective gases flow into the cell rotor, ie in the low pressure range.
Die Motorentlüftung ist derart ausgelegt, dass die Unterdruckverhältnisse in dem Entlüftungskanal an die Erfordernisse des jeweiligen Motors angepasst sind. The engine ventilation is designed such that the negative pressure conditions in the ventilation duct are adapted to the requirements of the respective engine.
Die eigens für die Motorentlüftung vorgesehene Öffnung in der Steuerscheibe ist selbstverständlich so bemessen, dass auch bei einem Verdrehen der Steuerscheibe eine Motorentlüftung gewährleistet ist. Durch Verdrehen der Steuerscheibe kann der Öffnungsquerschnitt der Ansaugöffnungen der Druckwellenmaschine verändert und damit die Motorentlüftung beeinflusst werden. In jedem Fall bleibt die Öffnung der Motorentlüftung für Gase durchlässig, die aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden müssen. Of course, the opening in the control disk provided specifically for the engine breather is dimensioned such that even when the control disk is rotated, engine breather is ensured. By twisting the Control disk, the opening cross-section of the intake ports of the pressure wave machine can be changed and thus the engine ventilation can be influenced. In any case, the opening of the engine breather remains permeable to gases that must be removed from the crankcase.
Um eine weitere Entkopplung der Druckverhältnisse der Kurbelgehäuseentlüftung und der Gase im Ansaugbereich vorzunehmen, kann die zur Druckwellenmaschine führende Leitung der Kurbelgehäuseentlüftung eine Drossel aufweisen. Es kann auch ein Rückschlagventil in die Leitung integriert sein, so dass Gas ausschließlich über die Kurbelgehäuseentlüftung angesaugt, aber nicht über die Kurbelgehäuseentlüftung zur Verbrennungskraftmaschine zurückströmen kann. To make a further decoupling of the pressure ratios of the crankcase ventilation and the gases in the intake, leading to the pressure wave machine line of the crankcase ventilation may have a throttle. It may also be a check valve integrated into the line, so that gas sucked in exclusively via the crankcase ventilation, but can not flow back through the crankcase ventilation to the internal combustion engine.
In vorteilhafter Weiterbildung ist die Öffnung, die in der Steuerscheibe der Druckwellenmaschine vorgesehen ist, so orientiert, dass sie sich in Radialrichtung bezogen auf die Längsachse der Steuerscheibe bzw. des Zellenrotors erstreckt. Das bedeutet, dass die Steuerscheibe nicht nur Öffnungen aufweist, die ein axiales Zuströmen von Kaltgas ermöglichen, sondern auch Öffnungen, die ein radiales Zuströmen des Kurbelgehäusegases ermöglichen. In an advantageous embodiment, the opening which is provided in the control disk of the pressure wave machine, oriented so that it extends in the radial direction relative to the longitudinal axis of the control disk or the cell rotor. This means that the control disc not only has openings that allow an axial flow of cold gas, but also openings that allow a radial flow of the crankcase gas.
In vorteilhafter Weiterbildung ist im Kaltgasgehäuse eine Ausgleichskammer angeordnet, an welche die Leitung der Kurbelgehäuseentlüftung angeschlossen ist und welche über die Öffnung in der Steuerscheibe mit einem saugenden Bereich des Zellenrotors kommuniziert. Über die Ausgleichskammer können wiederum gewisse Druckschwankungen ausgeglichen werden. Zudem hat die Ausgleichskammer die Funktion, dass die Öffnung auch dann gasdurchlässig bleibt, wenn die Steuerscheibe relativ zum Kaltgasgehäuse verdreht wird. Das hat zur Folge, dass die Öffnung bei einer entsprechend großen, sich in Umfangsrichtung der Steuerscheibe erstreckenden Ausgleichskammer immer mit den saugenden Bereichen der gasdynamischen Druckwellenmaschine gekoppelt ist. In an advantageous embodiment, a compensation chamber is arranged in the cold gas housing, to which the line of the crankcase ventilation is connected and which communicates via the opening in the control disk with a sucking portion of the cell rotor. In turn, certain pressure fluctuations can be compensated via the compensation chamber. In addition, the compensation chamber has the function that the opening remains gas-permeable even when the control disk is rotated relative to the cold gas housing. This has the consequence that the opening is always coupled to the sucking areas of the gas-dynamic pressure wave machine at a correspondingly large, extending in the circumferential direction of the control disc compensation chamber.
Generell ist zu sagen, dass der Vorteil bei der Verwendung von Steuerscheiben darin besteht, dass keine beweglichen Teile im Motorraum vorhanden sind, wie beispielsweise Schläuche, die mit einem insgesamt verstellbaren Gehäuse verbunden sind. Dadurch ist es möglich, die Leitungsanbindungen an die Druckwellenmaschine zu vereinfachen. Zudem ist die Masse der bewegten Teile stark reduziert, wodurch Aktuatoren entsprechend geringer belastet werden. Der Einbauraum der erfindungsgemäßen Druckwellenmaschine ist gegenüber teilweise drehbaren Gehäusen kleiner. Dadurch wird eine kompaktere Bauweise möglich. In general, the advantage of using control discs is that there are no moving parts in the engine compartment, such as For example, hoses that are connected to a total of adjustable housing. This makes it possible to simplify the line connections to the pressure wave machine. In addition, the mass of the moving parts is greatly reduced, whereby actuators are charged correspondingly less. The installation space of the pressure wave machine according to the invention is smaller than partially rotatable housings. This makes a more compact design possible.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Steuerscheibe gleichzeitig als Toleranzausgleich für den Spalt zwischen einem Kalt- oder Heißgasgehäuse und dem Zellenrotor genutzt werden kann. Eine aufwändige Dichtung am Übergang zwischen einem Rotorgehäuse und einem Kaltgasgehäuse, wie sie bei verdrehbaren Gehäusen erforderlich ist, entfällt vollständig. Another advantage is that the control disk can be used simultaneously as a tolerance compensation for the gap between a cold or hot gas housing and the cell rotor. An elaborate seal at the transition between a rotor housing and a cold gas housing, as required for rotatable housings, is completely eliminated.
Schließlich können mechanische Baugruppen zur Regelung der Lage der Steuerscheibe auf ein Minimum reduziert werden. Durch die geringen Stellkräfte ist es ausreichend, wenn ein kleinerer elektrisch angetriebener Aktuator eingesetzt wird. Finally, mechanical assemblies for controlling the position of the control disk can be reduced to a minimum. Due to the small actuating forces, it is sufficient if a smaller electrically driven actuator is used.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. It shows:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Verbrennungskraftmaschine mit zugehöriger Druckwellenmaschine; Figure 1 is a schematic view of an internal combustion engine with associated pressure wave machine;
Figur 2 eine abgewandelte Druckwellenmaschine mit Steuerscheibe und 2 shows a modified pressure wave machine with control disk and
Figur 3 ein Detail des Druckwellenladers mit Steuerscheibe der Figur 2. FIG. 3 shows a detail of the pressure wave charger with control disk of FIG. 2.
Figur 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 mit einer Hochdruckabgasleitung 2, die zu einer gasdynamischen Druckwellenmaschine 3 führt, von der hier exemplarisch ein Zellenrotor 4 dargestellt ist. Das unter Druck stehende Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1 dient dazu, auf der anderen Seite des Zellenrotors 4 angesaugte Luft zu komprimieren und dem Verbrennungsmotor 1 zuzuführen. Hierfür ist eine von der gasdynamischen Druckwellenmaschine 3 zum Verbrennungsmotor 4 führende Hochdruckladeluftleitung 6 vorgesehen. Ferner ist im Abgasbereich schematisch ein Waste-Gate 7 dargestellt, das die Hochdruckabgasleitung 2 mit einer Niederdruckabgasleitung 8 als Bypass vorbei an der gasdynamischen Druckwellenmaschine 3 verbindet. In einer Ansaugleitung 9 im Kaltgasbereich befindet sich eine Drosselklappe 10, um die zuströmende Luftmenge zu steuern. Ferner ist eine Kurbelgehäuseentlüftung 11 vorgesehen, die eine Leitung 12 umfasst, die vom Kurbelgehäuse 5 des Verbrennungsmotors 1 in den Ansaugbereich der gasdynamischen Druckwellenmaschine 3 führt. Beispielhaft sind drei verschiedene Leitungen dargestellt. Während die Leitung 12 einen konstanten Querschnitt besitzt, ist in der Leitung 13 eine Drossel 14 in Form einer Engstelle vorgesehen. Die Leitung 15 weist anstelle der Drossel ein Rückschlagventil 16 auf. Das Rückschlagventil 16 ist so ausgelegt, dass Gas aus dem Kurbelgehäuse 5 des Verbrennungsmotors 1 in die Ansaugleitung 9 bzw. den Zellenrotor 4 strömen kann, jedoch nicht von der gasdynamischen Druckwellenmaschine 3 zurück in das Kurbelgehäuse 5. Dies wird über einen federbelasteten Ventilkörper erreicht, hier in Form einer Kugel. 1 shows an internal combustion engine 1 with a high-pressure exhaust gas line 2, which leads to a gas-dynamic pressure wave machine 3, of which a cell rotor 4 is shown by way of example here. The pressurized exhaust gas from the engine 1 serves to compress air sucked on the other side of the cell rotor 4 and supply it to the engine 1. For this purpose, one of the gas-dynamic pressure wave machine 3 for Engine 4 leading Hochdruckladeluftleitung 6 is provided. Furthermore, a wastegate 7 is shown schematically in the exhaust area, which connects the high-pressure exhaust gas line 2 with a low-pressure exhaust gas line 8 as a bypass past the gas-dynamic pressure wave machine 3. In a suction line 9 in the cold gas area is a throttle valve 10 to control the inflowing air quantity. Furthermore, a crankcase ventilation 11 is provided which comprises a line 12 which leads from the crankcase 5 of the internal combustion engine 1 into the intake region of the gas-dynamic pressure wave machine 3. By way of example, three different lines are shown. While the line 12 has a constant cross section, a throttle 14 is provided in the form of a constriction in the conduit 13. The line 15 has a check valve 16 instead of the throttle. The check valve 16 is designed so that gas can flow from the crankcase 5 of the internal combustion engine 1 into the intake line 9 or the cell rotor 4, but not from the gas-dynamic pressure wave machine 3 back into the crankcase 5. This is achieved via a spring-loaded valve body, here in the form of a sphere.
Die Ausführungsform der Figur 2 unterscheidet sich von der derjenigen der Figur 1 dadurch, dass die gasdynamische Druckwellenmaschine 17 eine Steuerscheibe 18 im Ansaugbereich aufweist, an welche die Leitung 12 der Kurbelgehäuseentlüftung 11 angeschlossen ist. Für alle übrigen Komponenten der dargestellten Anordnungen werden die in Figur 1 eingeführten Bezugszeichen verwendet. Es wird zudem auf die dortige Erläuterung Bezug genommen. The embodiment of Figure 2 differs from that of Figure 1 in that the gas-dynamic pressure wave machine 17 has a control disc 18 in the intake, to which the line 12 of the crankcase ventilation 11 is connected. For all other components of the arrangements shown, the reference numbers introduced in FIG. 1 are used. In addition, reference is made to the explanation there.
Figur 3 zeigt im Detail, wie der Anschluss der Leitung 12 an die gasdynamische Druckwellenmaschine 17 realisiert ist. Aus der Schnittdarstellung ist zu erkennen, dass die Steuerscheibe 18 sich in Axialrichtung erstreckende Öffnungen 19 aufweist, über welche angesaugte Luft in den räumlich nachfolgenden Zellenrotor einströmen kann. Es ist aber auch zu erkennen, dass die mit 19 gekennzeichnete, axiale Öffnung in einem randseitigen Steg zusätzlich eine Öffnung 20 besitzt, die sich in Radialrichtung erstreckt. Die Öffnung 20 mündet in eine Ausgleichskammer 21 im Kaltgasgehäuse 22, an welche die Leitung 12 angeschlossen ist. Bei einem Verdrehen der Steuerscheibe 18 relativ zum Kaltgasgehäuse 22 verbleibt die Öffnung 20 in einer Position, in welcher die Ausgleichskammer 21 mit der Öffnung 19 kommuniziert und somit eine Gehäuseentlüftung sichergestellt ist. FIG. 3 shows in detail how the connection of the line 12 to the gas-dynamic pressure wave machine 17 is realized. From the sectional view can be seen that the control disk 18 has axially extending openings 19, via which sucked air can flow into the spatially subsequent cell rotor. However, it can also be seen that the axial opening marked 19 in an edge-side web additionally has an opening 20 which extends in the radial direction. The opening 20 opens into a compensation chamber 21 in the cold gas housing 22, to which the line 12 is connected. Upon rotation of the control disk 18 relative to the cold gas housing 22 remains the Opening 20 in a position in which the compensation chamber 21 communicates with the opening 19 and thus a housing ventilation is ensured.
Bezugszeichen: Reference numerals:
1 - Verbrennungsmotor 1 - internal combustion engine
2 - Hochdruckabgasleitung  2 - High pressure exhaust gas line
3 - gasdynamische Druckwellenmaschine 3 - gas-dynamic pressure wave machine
4 - Zellen rotor 4 - cell rotor
5 - Kurbelgehäuse  5 - crankcase
6 - Hochdruckladeluftleitung  6 - High pressure charge air line
7 - Waste-Gate  7 - Waste Gate
8 - Niederdruckabgasleitung  8 - low pressure exhaust gas line
9 - Ansaugleitung  9 - suction line
10 - Drosselklappe  10 - Throttle valve
11 - Kurbelgehäuseentlüftung  11 - crankcase breather
12 - Leitung  12 - line
13 - Leitung  13 - line
14 - Drossel  14 - Throttle
15 - Leitung  15 - line
16 - Rückschlagventil  16 - Check valve
17 - gasdynamische Druckwellenmaschine 17 - gas-dynamic pressure wave machine
18 - Steuerscheibe 18 - control disc
19 - Öffnung  19 - opening
20 - Öffnung  20 - opening
21 - Ausgleichskammer  21 - compensation chamber
22 - Kaltgasgehäuse  22 - cold gas housing

Claims

Patentansprüche claims
1. Gasdynamische Druckwellenmaschine für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine (1) eine Kurbelgehäuseentlüftung (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelgehäuseentlüftung (11) an ein Kaltgasgehäuse (22) der Druckwellenmaschine (3, 17) angeschlossen ist. 1. A gas-dynamic pressure wave machine for an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine (1) has a crankcase ventilation (11), characterized in that the crankcase ventilation (11) to a cold gas housing (22) of the pressure wave machine (3, 17) is connected.
2. Gasdynamische Druckwellenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Druckwellenmaschine (3, 17) führenden Leitung (13) der Kurbelgehäuseentlüftung (11) eine Drossel (14) integriert ist. 2. Gas-dynamic pressure wave machine according to claim 1, characterized in that in a pressure wave machine (3, 17) leading line (13) of the crankcase ventilation (11), a throttle (14) is integrated.
3. Gasdynamische Druckwellenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in eine zur Druckwellenmaschine (3, 17) führende Leitung (15) ein Rückschlagventil (16) integriert ist. 3. Gas-dynamic pressure wave machine according to claim 1, characterized in that in a pressure wave machine (3, 17) leading line (15), a check valve (16) is integrated.
4. Gasdynamische Druckwellenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerscheibe (18) an einer Kaltgasseite der Druckwellenmaschine (3) angeordnet ist, die eine Öffnung (20) aufweist, welche einen saugenden Bereich eines Zellenrotors (4) mit der Kurbelgehäuseentlüftung (11) verbindet. 4. A gas-dynamic pressure wave machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that a control disc (18) is arranged on a cold gas side of the pressure wave machine (3) having an opening (20) having a sucking portion of a cell rotor (4) the crankcase ventilation (11) connects.
5. Gasdynamische Druckwellenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (20) sich in Radialrichtung bezogen auf die Längsachse der Steuerscheibe (18) erstreckt. 5. Gas-dynamic pressure wave machine according to claim 4, characterized in that the opening (20) extends in the radial direction relative to the longitudinal axis of the control disk (18).
6. Gasdynamische Druckwellenmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Kaltgasgehäuse (22) eine Ausgleichskammer (21) angeordnet ist, an welche die Leitung (12) der Kurbelgehäuseentlüftung (11) angeschlossen ist und welche über die Öffnung (20) in der Steuerscheibe (18) mit einem saugenden Bereich des Zellenrotors (4) kommuniziert. 6. Gas-dynamic pressure wave machine according to claim 4 or 5, characterized in that in the cold gas housing (22) a compensation chamber (21) is arranged, to which the line (12) of the crankcase ventilation (11) is connected and which via the opening (20) in the control disc (18) communicates with a sucking portion of the cell rotor (4).
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