Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader <B>und</B> mindestens einem Zusatzlader V erbrennungskraftmasehinen werden in bekannter Weise mittels Turboladern aufge laden, das heisst mittels Kreiselverdichtern, die von Gasturbinen angetrieben werden, deren Betriebsmittel die Auspuffgase der Kraftmaschine selbst sind. Das Verfahren wird sowohl auf Viertaktmaschinen wie auch :ruf Zweitaktmaschinen angewendet.
Die Ab- gitse der Kraftmaschine werden entweder in einem verhältnismässig grossen Behälter ge staut, bevor sie der Turbine des Abgaaturbo- laders (oder den Turbinen der Abgasturbo lader ) im sogenannten Gleichdruck zuge leitet werden, oder es können mit Hilfe von engen Auspuffleitungen die Auspuffstösse der einzelnen Zylinder der Kraftmaschine ausgenützt werden.
Bei Zweitaktmaschinen reicht bei niedri ger Belastung die in den Auspuffgasen ent haltene Energie oft nicht aus, um die ganze für die Spülung und Aufladung der Maschi nenzylinder benötigte Verdiehterleistung auf zubringen. Für solche Fälle ist, schon v orge- scblagen worden, einen oder mehrere Zusatz lader, die mit andern Mitteln als einer Ab gasturbine angetrieben werden, mit den Turboladern zu kombinieren. Die Turbolader und die Zusatzlader sind entweder hinterein- wider- oder nebeneinandergeschaltet.
Bei den Zusatzladern kann es sieh sowohl um Kolben- pumpen wie auch um Kreiselverdichter han deln; es werden aber auch Drehkolbenverdich- ter, die Unterseite der Kolben der Kraftma schine selbst, oder Kurbelkastenpumpen ver wendet. Der Antrieb dieser Zusatzlader kann im übrigen durch Kolbenmotoren, elektrische Motoren oder durch die Kraftmaschine selbst erfolgen.
Bei Nebeneinandersehaltung der Turbo laderverdichter und der Zusatzlader tritt oft, besonders bei Teilbelastung der Kraftma schine, ein Pumpen der Laderverdichter auf, das heisst eine unregelmässige Luftförde rung derselben, verbunden mit Luftdruck schwankungen, wobei dann die Kraftmaschine unter Luftmangel leidet.
Dies tritt dann auf, wenn die von der Turbine an den Verdichter abgegebene Leistung nicht genügt, um so viel Luft zu fördern, wie für das stabile Arbeiten des Verdichters erforderlich ist: Für solche Fälle ist schon vorgeschlagen worden, die Turbine des Abgasturboladers mit einem be sonderen Düsensegment zu versehen, durch welches ihr zwecks Erhöhung der Turbinen leistung vom zusätzlichen Lader geförderte Luft zugeführt werden kann.
Die Erfindung betrifft demnach eine Ver- brennungskraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader und mindestens einem mit andern Mitteln als einer Abgasturbine ange triebenen Zusatzlader, wobei die Turbine des Abgasturboladers mit einem besonderen Dü sensegment versehen ist, durch welches ihr zwecks Erhöhung der Turbinenleistung vom Zusatzlader geförderte Luft zugeführt werden kann, und ist gekennzeichnet durch Regel organe in Abgas- und Luftleitungen, die so eingestellt werden können,
dass bei höherer Leistung der Verbrennungskraftmaschine min destens ein Teil der vom Zusatzlader geför derten Luft ins Freie und ein Teil in einen Lade- und Spülluftbehälter geleitet wird, während gleichzeitig das besondere Düsen segment der Turbine des Abgasturboladers mit Abgas der Verbrennungskraftmaschine be- aufschlagt wird.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Bei spiel einer erfindungsgemässen Verbrennungs- kraft.maschine, während in Fig. 2 die Abgas und Luftzuleitung zur Turbine des Abgas- turboladers gesondert dargestellt ist.
In Fig. 1 stellt 1 einen Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine schematisch dar; mit 2 ist ein Lade- und Spülluftbehälter und mit 3 ein Abgasbehälter bezeichnet. Bei 4 ist der Läufer eines Turboladers gezeigt, dessen Abgasturbine 4a und Kreiselverdichter 4b auf derselben Welle angeordnet sind. Ein Zusatz lader 5 ist beispielsweise als Kolbenpumpe dargestellt, deren Antrieb nicht besonders ge zeigt ist.
Der Luftbehälter 2 wird sowohl vom Laderverdichter 4b wie auch vom Zusatzlader 5 gespeist; aus dem Abgasbehälter 3 kann die Turbine des Abgasturboladers 4a durch zwei gesonderte Abgasleitungen beaufschlagt wer den, die in Fig. 2 nochmals separat dargestellt sind.
In Fig. 2 ist überdies ein Teilstück des Schaufelkranzes der Abgasturbine 4a gezeigt sowie ein Teilstück 4c der üblichen Düsen segmente für die Zuleitung der Abgase der Kraftmasehine zu demselben; daneben aber ist bei 4d auch ein besonderes Düsensegment dargestellt, durch welches der Turbine des Abgasturboladers zwecks Erhöhung der Tur binenleistung vom Zusatzlader 5 geförderte Luft zugeführt werden kann.
In verschiedenen Luft- und Abgasleitun gen, die den Turbolader, den Zusatzlader, den Abgasbehälter und den Luftbehälter in der dargestellten Weise miteinander verbinden, sind Regelorgane angeordnet, mit deren 1lilie bei zunehmender Leistung der Verbr einiungs. kraftmaschine mindestens ein Teil der vom Zusatzlader geförderten Luft.
je ins Freie und in den Lade- und Spülluftbehälter ge leitet wird, während gleichzeitig das besondere Düsensegment 4d der Turbine des Abgas- turboladers mit Abgas der Verbrennungs- kraftmaschine beaufschlagt werden kann.
Ein solches Regelorgan 6 befindet sich in einer Ausblaseleitung. Ein weiteres Regelorgan 7 ist in einer der Luftleitungen, die den Zusatz lader 5 mit dem Spülbehälter 2 verbinden, angeordnet, und ein drittes Regelorgan 8 be findet sieh in der Luftleitung, die zum beson deren Düsensegment 41 der Turbine des Ab gasturboladers führt. Sehliesslieh ist. auch noch die Abgasleitung, die den Abgasbehälter 3 mit diesem Düsensegment. 41 verbindet, mit einem Regelorgan 9 versehen.
Mit der gezeigten Anordnung der Abgas- und Luftleitungen und der Regelorgane sind für die Kraftmasehine versehiedene Betriebs weisen möglich.
In erster Linie kann bei ent sprechender Stellung der Regelorgane die Luft, die bei gewissen Kra.ftmasehinenleist.un- gen zum Antrieb der Turbine des Abgasturbo- laders dient, ins Freie und in den Luftbehäl ter abgeblasen werden, während gleichzeitig alle Düsensegmente der Turbine des Abgas- turboladers, mit Einschluss des besonderen. Segmentes 4d, mit Abgas beaufschlagt wer den.
Durch diese Massnahmen wird die zum Antrieb des Zusatzladers nötige Leistung ver mindert und gleichzeitig der Kraftmasehine noch etwas mehr Luft. zugeführt. Sodann kann die Regelung wie soeben beschrieben erfolgen, mit dem Unterschied, dass bei höhe rer Leistung der Kraftmasehine Luft nur ins Freie abgeblasen und dem besonderen Düsen segment zugeführt wird. Durch diese Mass nahme wird der Gegendruck nach dem Zu satzlader wesentlich herabgemindert und deren Leistungsaufnahme wird klein. Die eben beschriebene Regelung kann so verän dert werden, da.ss die Luftzufuhr zur besonde ren Düse unterbrochen und diese dafür mit Abgas beaufschlagt wird.
Dadurch wird der Turbinenwirkungsgrad verbessert, da keine Teilbeaufsehlagung der Gasturbine mehr statt findet. Die in erster Linie beschriebene Rege lung kann so variiert werden, dass bei höhe rer Leistung der Kraftmaschine Luft nur in Alen Luftbehälter abgeblasen und dem beson deren Düsensegment zugeführt wird. Diese Regelunart kommt in Frage für Kraftma- sehinen, bei denen auch bei Vollast die Turbo lader zuwenig Luft fördern und es deshalb zweekmässig ist, durch den zusätzlichen Lader parallel zum Turbolader noch Luft fördern zu lassen.
Eine Variante der zuletzt beschrie benen Regelungsart besteht darin, dass die Luftzufuhr zum besonderen Düsensegment unterbrochen wird. Dadurch wird vermieden, dass Luft durch die Düse verlorengeht. Wird bei der soeben beschriebenen Regelung das Düsensegment mit Abgas beaufschlagt, so werden Teilbeaufschlagungsverluste an der Turbine vermieden.
Schliesslich können die Regelorgane so betätigt werden, dass bei Aus fall. eines Turboladers automatisch oder durch llandverstellung alle vom Zusatzlader geför derte Luft der Kraftmaschine zugeführt wird, womit vermieden wird, dass Luft verloren geht, und erreicht wird, dass die Kraftma- sehine noch möglichst viel Leistung abgeben kann. Laut bestehenden Torschriften wird etwa verlangt, dass aufgeladene Zweitakt motoren über einen Hilfsverdichter verfügen müssen, der bei Ausfall des Turboverdichter eingesetzt werden kann; der zuvor erwähnte Zusatzlader stellt einen solchen Hilfsverdich ter dar.
Die Verstellung der beschriebenen Regel organe kann von Hand erfolgen, oder aber selbsttätig, sei es in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kraftmaschine oder von einem der im System vorhandenen Drücke, z. B. dem Druck in der Förderleitung des Zusatz- laders, oder sei es in Abhängigkeit von der Füllungsverstellung der Kraftmaschine oder von irgendeiner oder von mehreren der lei- stimgsabhängigen Grössen.