JPH0123655B2 - - Google Patents
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- JPH0123655B2 JPH0123655B2 JP59230503A JP23050384A JPH0123655B2 JP H0123655 B2 JPH0123655 B2 JP H0123655B2 JP 59230503 A JP59230503 A JP 59230503A JP 23050384 A JP23050384 A JP 23050384A JP H0123655 B2 JPH0123655 B2 JP H0123655B2
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- gas turbine
- internal combustion
- combustion engine
- charge air
- 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.)
- Expired
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/007—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、多数の排ガスタービン式過給機を有
しており、内燃機関の部分負荷運転においては、
１個又はそれ以上の排ガスタービン式過給機が、
運転を休止することが可能な排ガスタービン式過
給機の排ガス導管及び吸引導管内のそれぞれ１個
の遮断装置によつて運転を休止することが可能と
なつており、この場合、当該の排ガスタービン式
過給機の運転又は運転の休止のために、両方の遮
断装置の通過面積が制御されるようになつている
ピストン内燃機関に関するものである。
しており、内燃機関の部分負荷運転においては、
１個又はそれ以上の排ガスタービン式過給機が、
運転を休止することが可能な排ガスタービン式過
給機の排ガス導管及び吸引導管内のそれぞれ１個
の遮断装置によつて運転を休止することが可能と
なつており、この場合、当該の排ガスタービン式
過給機の運転又は運転の休止のために、両方の遮
断装置の通過面積が制御されるようになつている
ピストン内燃機関に関するものである。
ピストン内燃機関の排ガス中のエネルギーは、
内燃機関の空運転から、最大の出力運転に至るま
で、発生される出力に比例して増加する。また、
排ガスタービン式過給機は、流動機械としての圧
縮機を有しており、その出力は、その排ガスター
ビンの中への排ガスの供給量に関して、放物線状
の性能経過を有している。ピストン内燃機関に対
する装入空気のために、例えば、ただ１個の大き
な排ガスタービン式過給機が使用されるならば、
その圧縮機の最大効率が、内燃機関の全負荷の際
に良好な装入量を達成するために、この全負荷時
に発揮されるように、設計される。それ故、内燃
機関の部分負荷の場合には、装入量は最善では無
い。なぜならば、排ガスタービン式過給機の圧縮
機の効率は、それへ供給される排ガスエネルギー
量が、最大効率を与える供給量から反れると、放
物線状に低下するからである。この関係を回避す
るために、多数の、対応してより小さな排ガスタ
ービン式過給機を配置し、それらの内、部分負荷
においは、幾つかが休止されるようにすることが
できる。例えば、２個のより小さな排ガスタービ
ン式過給機が使用され、それらの内、内燃機関の
全負荷の場合には、それぞれが、その最大の効率
において、内燃機関から供給される排ガス量ない
しはその中に含まれるエネルギーの半分ずつを処
理することができるようにするならば、内燃機関
の部分負荷による運転においては、排ガスタービ
ン式過給機の内の一つだけが運転され、その場合
に、同様に、良好な効率で作動することができ
る。このようにして、半分の負荷においては、１
個の排ガスタービン式過給機だけにより、また、
全負荷においては、２個の排ガスタービン式過給
機により、良好な装入量が達成される。従つて、
ピストン内燃機関において、若しも、ただ１個の
排ガスタービン式過給機が設置されるだけである
ならば、全負荷運転に対して減少された排ガスエ
ネルギーの供給の際、従つて、ピストン内燃機関
の部分負荷及び部分回転数範囲内において、装入
空気圧及び装入空気量を増加させるために、排ガ
スタービン式過給機の運転は休止される。なぜな
らば、この部分負荷状態においては、この排ガス
タービン式過給機は、最善の効率で運転されるこ
とができないからである。これを回避するため
に、この場合には、上記のように、多数の排ガス
タービン式過給機を設置し、減少された排ガスエ
ネルギーの供給の際には、只１個の排ガスタービ
ン式過給機が作動し、この過給機に、ピストン内
燃機関の出力の増加の際に、１個又はそれ以上の
排ガスタービン式過給機が、漸次並列に運転に切
換えられ、ついに、全負荷運転においては、すべ
ての存在する排ガスタービン式過給機が、協同し
て作動をする。
内燃機関の空運転から、最大の出力運転に至るま
で、発生される出力に比例して増加する。また、
排ガスタービン式過給機は、流動機械としての圧
縮機を有しており、その出力は、その排ガスター
ビンの中への排ガスの供給量に関して、放物線状
の性能経過を有している。ピストン内燃機関に対
する装入空気のために、例えば、ただ１個の大き
な排ガスタービン式過給機が使用されるならば、
その圧縮機の最大効率が、内燃機関の全負荷の際
に良好な装入量を達成するために、この全負荷時
に発揮されるように、設計される。それ故、内燃
機関の部分負荷の場合には、装入量は最善では無
い。なぜならば、排ガスタービン式過給機の圧縮
機の効率は、それへ供給される排ガスエネルギー
量が、最大効率を与える供給量から反れると、放
物線状に低下するからである。この関係を回避す
るために、多数の、対応してより小さな排ガスタ
ービン式過給機を配置し、それらの内、部分負荷
においは、幾つかが休止されるようにすることが
できる。例えば、２個のより小さな排ガスタービ
ン式過給機が使用され、それらの内、内燃機関の
全負荷の場合には、それぞれが、その最大の効率
において、内燃機関から供給される排ガス量ない
しはその中に含まれるエネルギーの半分ずつを処
理することができるようにするならば、内燃機関
の部分負荷による運転においては、排ガスタービ
ン式過給機の内の一つだけが運転され、その場合
に、同様に、良好な効率で作動することができ
る。このようにして、半分の負荷においては、１
個の排ガスタービン式過給機だけにより、また、
全負荷においては、２個の排ガスタービン式過給
機により、良好な装入量が達成される。従つて、
ピストン内燃機関において、若しも、ただ１個の
排ガスタービン式過給機が設置されるだけである
ならば、全負荷運転に対して減少された排ガスエ
ネルギーの供給の際、従つて、ピストン内燃機関
の部分負荷及び部分回転数範囲内において、装入
空気圧及び装入空気量を増加させるために、排ガ
スタービン式過給機の運転は休止される。なぜな
らば、この部分負荷状態においては、この排ガス
タービン式過給機は、最善の効率で運転されるこ
とができないからである。これを回避するため
に、この場合には、上記のように、多数の排ガス
タービン式過給機を設置し、減少された排ガスエ
ネルギーの供給の際には、只１個の排ガスタービ
ン式過給機が作動し、この過給機に、ピストン内
燃機関の出力の増加の際に、１個又はそれ以上の
排ガスタービン式過給機が、漸次並列に運転に切
換えられ、ついに、全負荷運転においては、すべ
ての存在する排ガスタービン式過給機が、協同し
て作動をする。
各運転過程の際に、運転に切換えられるべき排
ガスタービン式過給機は、その運転の際の状態に
対応した運転回転数に到達していなければならな
い。このために、何らの外部エネルギー源も自由
な使用に供されない時には、この排ガスタービン
式過給機は、加速のために必要なエネルギーを、
内燃機関の排ガスから受取らなければならない。
回転数の増加が、非常に短時間内に、例えば排ガ
ス遮断装置の急な開放によつて行なわれるなら
ば、これによつて、連続的に運転されている排ガ
スタービン式過給機から、その排ガスエネルギー
のほぼ半分が取去られる。それ故、装入空気圧力
は、一時的に減少する。なぜならば、運転に切換
えられるべき排ガスタービン式過給機は、差し当
たり、まだ、何らの装入空気量をも供給しないか
らである。この場合、短時間のすすの発生によつ
て認められることができる劣悪な燃焼が問題とな
る。
ガスタービン式過給機は、その運転の際の状態に
対応した運転回転数に到達していなければならな
い。このために、何らの外部エネルギー源も自由
な使用に供されない時には、この排ガスタービン
式過給機は、加速のために必要なエネルギーを、
内燃機関の排ガスから受取らなければならない。
回転数の増加が、非常に短時間内に、例えば排ガ
ス遮断装置の急な開放によつて行なわれるなら
ば、これによつて、連続的に運転されている排ガ
スタービン式過給機から、その排ガスエネルギー
のほぼ半分が取去られる。それ故、装入空気圧力
は、一時的に減少する。なぜならば、運転に切換
えられるべき排ガスタービン式過給機は、差し当
たり、まだ、何らの装入空気量をも供給しないか
らである。この場合、短時間のすすの発生によつ
て認められることができる劣悪な燃焼が問題とな
る。
ドイツ特許第3032435号から、排ガス遮断装置
と、装入空気遮断装置との間に作動連結部材が配
置されており、この作動連結部材は、まだ、装入
空気遮断装置が閉塞している状態において排ガス
タービン式過給機の運転を開始する際に、排ガス
遮断装置の開放は、まだ運転をされていない排ガ
スタービン式過給機の回転数が、許容値に制限さ
れる中間位置に至るまで許すだけであり、排ガス
遮断装置の一層の開放は、装入空気遮断装置の開
放と共にだけ、又は、開放の後にだけ許すように
した上述の種類のピストン内燃機関が公知となつ
ている。
と、装入空気遮断装置との間に作動連結部材が配
置されており、この作動連結部材は、まだ、装入
空気遮断装置が閉塞している状態において排ガス
タービン式過給機の運転を開始する際に、排ガス
遮断装置の開放は、まだ運転をされていない排ガ
スタービン式過給機の回転数が、許容値に制限さ
れる中間位置に至るまで許すだけであり、排ガス
遮断装置の一層の開放は、装入空気遮断装置の開
放と共にだけ、又は、開放の後にだけ許すように
した上述の種類のピストン内燃機関が公知となつ
ている。
この場合にも、排ガスタービン式過給機は２段
にではあるが、しかしながら、直接的に引続いて
短時間内に加速され、一時的に、シリンダの充て
んにおける過剰空気の低下が現われる。
にではあるが、しかしながら、直接的に引続いて
短時間内に加速され、一時的に、シリンダの充て
んにおける過剰空気の低下が現われる。
その他、運転の休止の可能な排ガスタービン式
過給機に対する装入空気遮断装置が、その圧縮機
の後部に配置されているピストン内燃機関が提案
されている（ドイツ特許公開第2809202号）。運転
の開始の際には、排ガス遮断装置は、運転を開始
されている排ガスタービン式過給機の装入空気圧
力に関係して、運転を開始される排ガスタービン
式過給機の圧縮機が、この装入空気圧力に到達す
るまでの間、常に広く開放されていなければなら
ない。その場合、それから供給される空気は、弁
を介して、圧縮機が、ほぼ放物状曲線で圧縮機の
性能曲線内において駆動されるように排出されな
ければならない。
過給機に対する装入空気遮断装置が、その圧縮機
の後部に配置されているピストン内燃機関が提案
されている（ドイツ特許公開第2809202号）。運転
の開始の際には、排ガス遮断装置は、運転を開始
されている排ガスタービン式過給機の装入空気圧
力に関係して、運転を開始される排ガスタービン
式過給機の圧縮機が、この装入空気圧力に到達す
るまでの間、常に広く開放されていなければなら
ない。その場合、それから供給される空気は、弁
を介して、圧縮機が、ほぼ放物状曲線で圧縮機の
性能曲線内において駆動されるように排出されな
ければならない。
それ故、運転を開始される圧縮機は、運転の開
始過程の経過中に、益々出力が増加するが、しか
しながら、その場合、それによつて供給された空
気は、内燃機関の装入には役立たない。
始過程の経過中に、益々出力が増加するが、しか
しながら、その場合、それによつて供給された空
気は、内燃機関の装入には役立たない。
ドイツ特許公開第2809202号公報による方法お
いては、半分の負荷におけるピストン内燃機関の
排ガスの中に含まれているエネルギーが、２個の
排ガスタービン式過給機を駆動しなければならな
い。その場合、これらの両方の排ガスタービン式
過給機が、この領域内において作動をする低下さ
れた効率の外に、一つの排ガスタービン式過給機
から供給される空気が、無駄に吹き出されること
も、特に、欠点である。この運転方法は、内燃機
関がその応用の場合に応じて、この切換えの始ま
りと、切換えの終りとの間に横たわつている領域
内において、より長い時間駆動されなければなら
ないので、特に不利である。
いては、半分の負荷におけるピストン内燃機関の
排ガスの中に含まれているエネルギーが、２個の
排ガスタービン式過給機を駆動しなければならな
い。その場合、これらの両方の排ガスタービン式
過給機が、この領域内において作動をする低下さ
れた効率の外に、一つの排ガスタービン式過給機
から供給される空気が、無駄に吹き出されること
も、特に、欠点である。この運転方法は、内燃機
関がその応用の場合に応じて、この切換えの始ま
りと、切換えの終りとの間に横たわつている領域
内において、より長い時間駆動されなければなら
ないので、特に不利である。
発明が解決しようとする問題点
切換え過程の間に現われる、特に、ほんのわず
かな排ガスタービン式過給機だけによつて全体の
運転領域が覆われなければならないような高装入
内燃機関に生ずる装入空気の不足をできる限り減
少させることが、本発明の課題である。
かな排ガスタービン式過給機だけによつて全体の
運転領域が覆われなければならないような高装入
内燃機関に生ずる装入空気の不足をできる限り減
少させることが、本発明の課題である。
問題点を解決するための手段
この課題は、排ガスタービン式過給機の運転へ
の切換えの際に、排ガスエネルギーの増加する供
給によつて、まず、それ自体公知であるように、
運転へ切換えられるべき排ガスタービン式過給機
の排ガス遮断装置が、次のように、すなわち、連
続的に運転されている排ガスタービン式過給機
が、その上方の出力限界まで更に駆動されるよう
に、開放されるようにすることと、運転に切換え
られるべき排ガスタービン式過給機の圧縮機に、
切換え過程の間に、内燃機関の装入空気導管から
圧縮機の吸入導管の中に、装入空気遮断装置の後
方において導かれる、遮断可能なバイパス導管に
よつて、単に、著しく絞られた空気装入量だけが
可能とされるようにすることと、排ガス遮断装置
の完全な開放が、排ガスタービン過給機が、運転
への切換えのために必要な運転回転数が、ほぼ達
成した時に、始めて行なわれるようにすることと
によつて解決される。
の切換えの際に、排ガスエネルギーの増加する供
給によつて、まず、それ自体公知であるように、
運転へ切換えられるべき排ガスタービン式過給機
の排ガス遮断装置が、次のように、すなわち、連
続的に運転されている排ガスタービン式過給機
が、その上方の出力限界まで更に駆動されるよう
に、開放されるようにすることと、運転に切換え
られるべき排ガスタービン式過給機の圧縮機に、
切換え過程の間に、内燃機関の装入空気導管から
圧縮機の吸入導管の中に、装入空気遮断装置の後
方において導かれる、遮断可能なバイパス導管に
よつて、単に、著しく絞られた空気装入量だけが
可能とされるようにすることと、排ガス遮断装置
の完全な開放が、排ガスタービン過給機が、運転
への切換えのために必要な運転回転数が、ほぼ達
成した時に、始めて行なわれるようにすることと
によつて解決される。
この手段によつて、運転に切換えられた排ガス
タービン式過給機は、まず、ドイツ公開特許第
2909202号の場合におけるのと同じ様式で、切換
えの間に、内燃機関に対する装入空気を供給し、
単に、過剰な排ガスエネルギーだけが、運転に切
換えられた排ガスタービン式過給機のタービンに
供給される。しかしながら、この排ガスタービン
式過給機の必要な駆動動力は、著しく絞られた供
給量及びその圧縮機の吸引側への還流によつて非
常にわずかであるので、その運転への切換えのた
めに必要な運転回転数は、公知の方法に対して、
本質的に、わずかな過剰動力によつて達成され
る。この過剰動力は、内燃機関によつて、わずか
な出力上昇の際に、既に、問題無しに自由な使用
に供されることができる。圧縮機は、空気装入量
によつて冷却されるので、切換え領域内に横たわ
つている各運転点は、より長い時間の間、内燃機
関又は排ガスタービン式過給機に対して何らの不
利も無しに駆動されることができる。
タービン式過給機は、まず、ドイツ公開特許第
2909202号の場合におけるのと同じ様式で、切換
えの間に、内燃機関に対する装入空気を供給し、
単に、過剰な排ガスエネルギーだけが、運転に切
換えられた排ガスタービン式過給機のタービンに
供給される。しかしながら、この排ガスタービン
式過給機の必要な駆動動力は、著しく絞られた供
給量及びその圧縮機の吸引側への還流によつて非
常にわずかであるので、その運転への切換えのた
めに必要な運転回転数は、公知の方法に対して、
本質的に、わずかな過剰動力によつて達成され
る。この過剰動力は、内燃機関によつて、わずか
な出力上昇の際に、既に、問題無しに自由な使用
に供されることができる。圧縮機は、空気装入量
によつて冷却されるので、切換え領域内に横たわ
つている各運転点は、より長い時間の間、内燃機
関又は排ガスタービン式過給機に対して何らの不
利も無しに駆動されることができる。
運転への切換えは、公知のように、排ガス遮断
装置の完全な開放によつて完了される。しかしな
がら、この場合、運転へ切換えられた排ガスター
ビン式過給機は、その全運転回転数を維持するた
めに、従つて、その装入空気遮断装置の開放を可
能とするために、その排ガスタービン式過給機の
完全な運転の開始は、この排ガスタービン式過給
機が、その運転回転数にほぼ到達した時に始め
て、行われる。それ故、この完全な運転開始によ
り、排ガスエネルギー、これらのエネルギーの排
ガスタービン式過給機への分配、従つて、内燃機
関の負荷には、何らの大きな状態の変化も、生じ
ない。
装置の完全な開放によつて完了される。しかしな
がら、この場合、運転へ切換えられた排ガスター
ビン式過給機は、その全運転回転数を維持するた
めに、従つて、その装入空気遮断装置の開放を可
能とするために、その排ガスタービン式過給機の
完全な運転の開始は、この排ガスタービン式過給
機が、その運転回転数にほぼ到達した時に始め
て、行われる。それ故、この完全な運転開始によ
り、排ガスエネルギー、これらのエネルギーの排
ガスタービン式過給機への分配、従つて、内燃機
関の負荷には、何らの大きな状態の変化も、生じ
ない。
実施例
以下、本発明をその１実施例を示す添附図面に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
図は、ピストン内燃機関に対する２段の排ガス
タービン過給機１１及び１２を示すものである。
連続的に運転をされる排ガスタービン式過給機１
１は、タービン１４及び圧縮機１５を有している
高圧タービン式過給機１３と、タービン１７及び
圧縮機１８を有している低圧タービン式過給機１
６とから成立つている。運転の休止の可能な排ガ
スタービン式過給機１２は、タービン２０及び圧
縮機２１を有している高圧タービン式過給機１９
と、タービン２３及び圧縮機２４を有する低圧タ
ービン式過給機２２とから成立つている。排ガス
タービン式過給機１１及び１２は、排ガス集合導
管２５から、排ガス導管２６及び２７を介して排
ガスを供給される。それらの装入空気を、過給機
１１，１２は、装入空気冷却器２８、装入空気導
管２９及び３０並びに装入空気集合導管３１を介
して、図示されていない内燃機関に供給する。
タービン過給機１１及び１２を示すものである。
連続的に運転をされる排ガスタービン式過給機１
１は、タービン１４及び圧縮機１５を有している
高圧タービン式過給機１３と、タービン１７及び
圧縮機１８を有している低圧タービン式過給機１
６とから成立つている。運転の休止の可能な排ガ
スタービン式過給機１２は、タービン２０及び圧
縮機２１を有している高圧タービン式過給機１９
と、タービン２３及び圧縮機２４を有する低圧タ
ービン式過給機２２とから成立つている。排ガス
タービン式過給機１１及び１２は、排ガス集合導
管２５から、排ガス導管２６及び２７を介して排
ガスを供給される。それらの装入空気を、過給機
１１，１２は、装入空気冷却器２８、装入空気導
管２９及び３０並びに装入空気集合導管３１を介
して、図示されていない内燃機関に供給する。
小負荷においては、排ガスタービン式過給機１
２は、装入空気集合導管３１内の装入空気圧力に
よつて、制御導管３２を介して制御される排ガス
遮断装置３３を介して、排ガス集合導管２５から
分離される。この場合、装入空気遮断装置３４
が、装入空気集合導管３１から、排ガスタービン
式過給機１２を介する装入空気の流出を阻止す
る。
２は、装入空気集合導管３１内の装入空気圧力に
よつて、制御導管３２を介して制御される排ガス
遮断装置３３を介して、排ガス集合導管２５から
分離される。この場合、装入空気遮断装置３４
が、装入空気集合導管３１から、排ガスタービン
式過給機１２を介する装入空気の流出を阻止す
る。
装入空気導管３０から、弁３５を介して制御可
能なバイパス導管３６が分岐しており、このバイ
パス導管３６は、圧縮機２４の吸引導管３７の中
に、装入空気遮断装置３４の後方において流入し
ている。高圧タービン式過給機１９の回転数指示
器３８から、制御導管３９が、排ガス遮断装置３
３まで達している。なお、弁３５は、排ガスター
ビン式過給機１２が、運転されている際、従つ
て、ピストン内燃機関が半分の負荷と全負荷との
間において運転しつつある際には、閉鎖されなけ
ればならない。また、弁３５は、排ガスタービン
式過給機１２の運転の開始、又は、運転の休止の
際には、開放されなければならない。排ガスター
ビン式過給機１２の運転が休止の際、従つて、内
燃機関が、空運転と、半分の負荷との間において
運転しつつある場合には、弁３５の状態は、装入
空気量には、何らの影響をも与えるものではない
が、制御技術上の理由から、その場合には、弁３
５は開放される。
能なバイパス導管３６が分岐しており、このバイ
パス導管３６は、圧縮機２４の吸引導管３７の中
に、装入空気遮断装置３４の後方において流入し
ている。高圧タービン式過給機１９の回転数指示
器３８から、制御導管３９が、排ガス遮断装置３
３まで達している。なお、弁３５は、排ガスター
ビン式過給機１２が、運転されている際、従つ
て、ピストン内燃機関が半分の負荷と全負荷との
間において運転しつつある際には、閉鎖されなけ
ればならない。また、弁３５は、排ガスタービン
式過給機１２の運転の開始、又は、運転の休止の
際には、開放されなければならない。排ガスター
ビン式過給機１２の運転が休止の際、従つて、内
燃機関が、空運転と、半分の負荷との間において
運転しつつある場合には、弁３５の状態は、装入
空気量には、何らの影響をも与えるものではない
が、制御技術上の理由から、その場合には、弁３
５は開放される。
ピストン内燃機関の出力の増加の際に、無論、
第一の排ガスタービン式過給機１１を単独に、ピ
ストン内燃機関の半分の負荷の際に、その排ガス
の中に含まれるエネルギーよりも、本質的により
大きなエネルギーにより駆動することは、不可能
である。それ故、半分の負荷を超過した際には、
第二の排ガスタービン式過給機１２が、運転を開
始されなければならない。このことは、この排ガ
ス遮断装置３３により行われる。しかしながら、
この排ガス遮断装置３３は、即座に完全に開放さ
れるならば、各排ガスタービン式過給機１１，１
２は、その最大可能な排ガスエネルギーの半分を
含むだけであり、それ故、運転中の第一の排ガス
タービン式過給機１１の排ガスエネルギーは、
100％から50％に減少し、また、第二の、運転を
開始されるべき排ガスタービン式過給機１２は、
なお加速されなければならない。それに応じて、
装入空気圧力及び装入空気量は、約半分に低下す
る。それ故、排ガス遮断装置３３は、半分以上に
横たわつている排ガスエネルギーだけが、第二の
排気ガスタービン式過給機１２に供給される範囲
内において、開放されるだけである。第一の排気
ガスタービン式過給機１１が、その最大の動力
で、依然として駆動されるために、第一の排気ガ
スタービン式過給機１１は、それによつて発生さ
れる装入空気圧力により、制御される。内燃機関
の出力、従つて、排ガスの中に含まれるエネルギ
ーが、一層増加すると、装入空気集合導管３１内
の上昇された装入空気圧力により、排ガス遮断装
置３３を一層開放するが、しかしながら、単に、
装入空気圧力の低下が生じないような値に開放さ
れるだけである。それ故、運転を休止されていた
排ガスタービン式過給機１２は、回転され、内燃
機関の排ガスの中の過剰出力の到来に従つて加速
される。その場合、その供給された空気量が、弁
３５が開放している際に、バイパス導管３６を介
して、その吸引導管３７の中に還流される。この
空気量は、開放された弁の横断面積又はバイパス
導管３６の横断面積によつて著しく制限される。
圧縮機２１、又は、２４により取り上げられる動
力は、それに供給される空気量に比例する。空気
量が、弁３５の小さな弁通過横断面積により、あ
るいは、バイパス導管３６の小さな通過横断面積
により、小さく保持される時は、圧縮機２１，２
４の動力も、また、供給される空気量により、小
さくなる。排ガス遮断装置３３を介して、排ガス
集合導管２５から、排気ガスタービン式過給機の
運転のために分岐された排ガス導管２７は、主と
して、排気ガスタービン式過給機１２の加速のた
めに使用される。
第一の排ガスタービン式過給機１１を単独に、ピ
ストン内燃機関の半分の負荷の際に、その排ガス
の中に含まれるエネルギーよりも、本質的により
大きなエネルギーにより駆動することは、不可能
である。それ故、半分の負荷を超過した際には、
第二の排ガスタービン式過給機１２が、運転を開
始されなければならない。このことは、この排ガ
ス遮断装置３３により行われる。しかしながら、
この排ガス遮断装置３３は、即座に完全に開放さ
れるならば、各排ガスタービン式過給機１１，１
２は、その最大可能な排ガスエネルギーの半分を
含むだけであり、それ故、運転中の第一の排ガス
タービン式過給機１１の排ガスエネルギーは、
100％から50％に減少し、また、第二の、運転を
開始されるべき排ガスタービン式過給機１２は、
なお加速されなければならない。それに応じて、
装入空気圧力及び装入空気量は、約半分に低下す
る。それ故、排ガス遮断装置３３は、半分以上に
横たわつている排ガスエネルギーだけが、第二の
排気ガスタービン式過給機１２に供給される範囲
内において、開放されるだけである。第一の排気
ガスタービン式過給機１１が、その最大の動力
で、依然として駆動されるために、第一の排気ガ
スタービン式過給機１１は、それによつて発生さ
れる装入空気圧力により、制御される。内燃機関
の出力、従つて、排ガスの中に含まれるエネルギ
ーが、一層増加すると、装入空気集合導管３１内
の上昇された装入空気圧力により、排ガス遮断装
置３３を一層開放するが、しかしながら、単に、
装入空気圧力の低下が生じないような値に開放さ
れるだけである。それ故、運転を休止されていた
排ガスタービン式過給機１２は、回転され、内燃
機関の排ガスの中の過剰出力の到来に従つて加速
される。その場合、その供給された空気量が、弁
３５が開放している際に、バイパス導管３６を介
して、その吸引導管３７の中に還流される。この
空気量は、開放された弁の横断面積又はバイパス
導管３６の横断面積によつて著しく制限される。
圧縮機２１、又は、２４により取り上げられる動
力は、それに供給される空気量に比例する。空気
量が、弁３５の小さな弁通過横断面積により、あ
るいは、バイパス導管３６の小さな通過横断面積
により、小さく保持される時は、圧縮機２１，２
４の動力も、また、供給される空気量により、小
さくなる。排ガス遮断装置３３を介して、排ガス
集合導管２５から、排気ガスタービン式過給機の
運転のために分岐された排ガス導管２７は、主と
して、排気ガスタービン式過給機１２の加速のた
めに使用される。
循環する空気量が、装入空気冷却器２８によつ
て冷却され、圧縮機２１及び２４を冷却するの
で、内燃機関は、必要がある時には、運転の切換
えの領域内において、圧縮機の過熱が生ずること
無しに、より長い時間の間駆動されることができ
る。圧縮機２１，２４が、それらの運転回転数に
到達する直前に、制御導管３９内の信号を介し
て、遮断装置３３は全開放され、同時に、弁３５
は遮断される。それ故、装入空気遮断装置３４
は、自動的に開放し、又は、ドイツ特許第
3032435号から公知であるように、排ガス遮断装
置３３の開放に関係して開放する。それ故、運転
への切換えは完了する。
て冷却され、圧縮機２１及び２４を冷却するの
で、内燃機関は、必要がある時には、運転の切換
えの領域内において、圧縮機の過熱が生ずること
無しに、より長い時間の間駆動されることができ
る。圧縮機２１，２４が、それらの運転回転数に
到達する直前に、制御導管３９内の信号を介し
て、遮断装置３３は全開放され、同時に、弁３５
は遮断される。それ故、装入空気遮断装置３４
は、自動的に開放し、又は、ドイツ特許第
3032435号から公知であるように、排ガス遮断装
置３３の開放に関係して開放する。それ故、運転
への切換えは完了する。
内燃機関の出力の減少の際には、排ガスエネル
ギーの提供、従つて、装入空気量及び装入空気圧
力が対応して降下する時には、例えば、装入空気
集合導管３１内の空気圧力によつて制御導管３２
を介して排ガス遮断装置３３は連続的にか、又
は、段階的にか閉塞される。それ故、排ガスター
ビン式過給機１１は、多量の排ガスエネルギーを
保持し、排ガスタービン式過給機１２は、たと
え、その空気の供給を装入空気遮断装置３４の閉
塞によつて遮断しても、装入空気量を、ほぼ一定
に維持する。その後、弁３５の開放によつて、バ
イパス導管３６内及び圧縮機２１，２４内におけ
るわずかな空気の循環が維持されるが、この循環
は、排ガスタービン式過給機１２が排ガス遮断装
置３３の最終的な閉塞によつて停止され、従つ
て、休止への切換えが終了すると停止される。
ギーの提供、従つて、装入空気量及び装入空気圧
力が対応して降下する時には、例えば、装入空気
集合導管３１内の空気圧力によつて制御導管３２
を介して排ガス遮断装置３３は連続的にか、又
は、段階的にか閉塞される。それ故、排ガスター
ビン式過給機１１は、多量の排ガスエネルギーを
保持し、排ガスタービン式過給機１２は、たと
え、その空気の供給を装入空気遮断装置３４の閉
塞によつて遮断しても、装入空気量を、ほぼ一定
に維持する。その後、弁３５の開放によつて、バ
イパス導管３６内及び圧縮機２１，２４内におけ
るわずかな空気の循環が維持されるが、この循環
は、排ガスタービン式過給機１２が排ガス遮断装
置３３の最終的な閉塞によつて停止され、従つ
て、休止への切換えが終了すると停止される。
発明の効果
本発明は、上記のような構成及び作用を有して
いるので、従来公知のものにおける問題点を解消
したピストン内燃機関を提供するものである。
いるので、従来公知のものにおける問題点を解消
したピストン内燃機関を提供するものである。
図は、本発明の１実施例を示す略図である。
１１，１２……排ガスタービン式過給機；２
１，２４……圧縮機；２８……空気冷却器；３１
……装入空気集合導管；３３……排ガス遮断装
置；３４……装入空気遮断装置；３６……バイパ
ス導管；３７……吸入導管。
１，２４……圧縮機；２８……空気冷却器；３１
……装入空気集合導管；３３……排ガス遮断装
置；３４……装入空気遮断装置；３６……バイパ
ス導管；３７……吸入導管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多数の排ガスタービン式過給機を有している
ピストン内燃機関であつて、ピストン内燃機関の
部分負荷運転においては、１個又はそれ以上の排
ガスタービン式過給機が、それぞれの排ガス導管
内及び吸引導管内の遮断装置によつて運転を休止
することが可能となつており、この場合、前記の
排ガスタービン式過給機の運転の開始及び運転の
休止のために、両方の遮断装置の通過横断面積が
制御可能となつているピストン内燃機関におい
て、排ガスエネルギーの供給の増加に伴つて運転
の開始のために、まず、運転を開始されるべき排
ガスタービン式過給機の排ガス遮断装置３３が、
次のように、すなわち、連続的に運転をされてい
る排ガスタービン式過給機１１が、その上方の出
力限界において更に駆動されるように、開放され
るようにすることと、運転を開始されるべき排ガ
スタービン式過給機１２の圧縮機２１及び２４
に、運転の開始の過程の間に、ピストン内燃機関
の装入空気集合導管３１から、圧縮機２４の吸引
導管３７内に、圧縮機２１及び２４への空気の導
入は許すが、装入空気の流出は阻止する装入空気
遮断装置３５の背後において導かれる、遮断可能
なバイパス導管３６によつて、単に、著しく絞ら
れた空気の装入が可能とされるだけであるように
することと、排ガス遮断装置３３の完全な開放
が、排ガスタービン式過給機１２が、運転の開始
のために必要な運転回転数にほぼ到達した時に始
めて、行われるようにすることを特徴とするピス
トン内燃機関。 ２ ピストン内燃機関の装入空気集合導管３１
と、運転を休止することが可能である排ガスター
ビン式過給機１２との間の導管内に配置されて１
個の装入空気冷却器２８が設けられ、バイパス導
管３６が、装入空気冷却器２８の直後において分
岐されている特許請求の範囲第１項記載のピスト
ン内燃機関。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843411408 DE3411408A1 (de) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | Kolbenbrennkraftmaschine |
| DE3411408.4 | 1984-03-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206933A JPS60206933A (ja) | 1985-10-18 |
| JPH0123655B2 true JPH0123655B2 (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=6231864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59230503A Granted JPS60206933A (ja) | 1984-03-28 | 1984-11-02 | ピストン内燃機関 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4570442A (ja) |
| JP (1) | JPS60206933A (ja) |
| CH (1) | CH665879A5 (ja) |
| DE (1) | DE3411408A1 (ja) |
| ES (1) | ES535235A0 (ja) |
| FR (1) | FR2562161B1 (ja) |
| GB (1) | GB2156429B (ja) |
| IT (1) | IT1175753B (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3607698C1 (de) * | 1986-03-08 | 1987-06-19 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Kolbenbrennkraftmaschine mit zweistufiger Aufladung |
| DE3817246A1 (de) * | 1988-05-20 | 1989-11-23 | Audi Ag | Mehrzylinder-brennkraftmaschine |
| DE3903563C1 (ja) * | 1988-07-19 | 1990-03-22 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | |
| DE3824373C1 (en) * | 1988-07-19 | 1989-05-18 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Supercharged piston internal combustion engine with a plurality of exhaust turbochargers functioning in parallel |
| US7222614B2 (en) * | 1996-07-17 | 2007-05-29 | Bryant Clyde C | Internal combustion engine and working cycle |
| US8215292B2 (en) * | 1996-07-17 | 2012-07-10 | Bryant Clyde C | Internal combustion engine and working cycle |
| DE19856960A1 (de) * | 1998-12-10 | 2000-06-21 | Udo Mailaender Gmbh | Vorrichtung zum Aufladen eines Verbrennungsmotors |
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| US6324848B1 (en) * | 2000-09-21 | 2001-12-04 | Caterpillar Inc. | Turbocharger system to inhibit surge in a multi-stage compressor |
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1984
- 1984-03-28 DE DE19843411408 patent/DE3411408A1/de active Granted
- 1984-07-27 CH CH3670/84A patent/CH665879A5/de not_active IP Right Cessation
- 1984-08-17 ES ES535235A patent/ES535235A0/es active Granted
- 1984-09-18 IT IT22696/84A patent/IT1175753B/it active
- 1984-10-09 FR FR8415497A patent/FR2562161B1/fr not_active Expired
- 1984-11-02 JP JP59230503A patent/JPS60206933A/ja active Granted
-
1985
- 1985-01-15 GB GB08500946A patent/GB2156429B/en not_active Expired
- 1985-01-18 US US06/692,722 patent/US4570442A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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| IT1175753B (it) | 1987-07-15 |
| FR2562161A1 (fr) | 1985-10-04 |
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| ES535235A0 (es) | 1985-05-01 |
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