DE1084081B

DE1084081B - Auspuff-Motorbremseinrichtung fuer Viertakt-Brennkraftmaschinen mit Abgasturboaufladung

Info

Publication number: DE1084081B
Application number: DEST15024A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Goetz; Dipl-Ing Hans Tomala
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1958-05-22
Filing date: 1959-04-17
Publication date: 1960-06-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auspuffbremseinrichtung für Viertakt-Brennkraftmaschinen mit Abgasturboaufladung und-mit je nach der Zylinderzahl wenigstens zwei von den Zylinderauslaßöffnungen zur Turbine führenden, vor der Turbine absperrbaren Auspuffleitungen. Für den Betrieb derartiger Abgasturbinen wird im wesentlichen die kinetische Energie des Abgasstroms ausgenützt. Es soll daher zur Verringerung von Energieverlusten das Volumen der Auspuffleitung vor der Turbine möglichst klein sein und es müssen je nach der Zylinderzahl und der Zündfolge zwei oder mehrere Auspuffleitungen vorgesehen werden, damit sich die Auspuffströme von den Zylindern zur Turbine nicht gegenseitig stören. Eine gute Wirkung einer Auspuffbremse bedingt dagegen ein möglichst großes Volumen des Aufnahmeraums vor dem Absperrorgan der Auspuffleitung, dem die Abgasströme möglichst aller Zylinder zugeleitet werden sollen. Es ist nämlich für eine starke Bremswirkung ein hoher Auspuffgegehdruck erforderlich, der nur durch Zusammenarbeit möglichst aller Zylinder bei großem Aufnahmevolumen erreicht werden kann. Eine Erweiterung des Aufnahmevolumens durch Verlegung der Absperrorgane der Auspuffleitung hinter die Turbine ist praktisch undurchführbar, da die Abtlichtungen der Turbine dem hohen Druck nicht standhalten und Ölverluste eintreten. Die Forderungen zur weitgehenden Ausnützung der Energie der Auspuffgase durch die Abgasturbinen stehen also gerade im Gegensatz zu den für eine gute Bremswirkung gestellten Bedingungen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer einfachen Auspuffbremseinrichtung, die ohne Beeinträchtigung der Turbinenleistung eine starke Bremswirkung ergibt.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der während des Turbinenbetriebs zur Aufnahme der Abgase je Auspufftakt vorhandene Raum vor den Auspufföffnungen für den Bremsvorgang durch Verbindung der Auspuffleitungen untereinander oder mit einer zusätzlichen Kammer vergrößerbar ist. Demnach bleibt die zur Erzielung einer hohen Turbinenleistung erforderliche Gesamtanordnung gewahrt, dennoch aber wird eine gegenüber den bekannten Ausführungen bedeutend erhöhte Bremswirkung erzielt, da während der Bremsung das Aufnahmevolumen vergrößert ist, also Zylinder in einen gemeinsamen Kaum ausschieben und somit die Voraussetzungen zur Erzielung eines hohen und gleichmäßigen Auspuffgegendrucks erfüllt sind. Es kann für jede Auspuffleitung eine eigene und auf das erforderliche Volumen abgestimmte zusätzliche Kammer vorgesehen sein. Günstiger ist es jedoch, eine gemeinsame zusätzliche Kammer für die einzelnen Auspuffleitungen anzuordnen, Auspuff-Motorbrems einrichtung

für Viertakt-Brennkraftmaschinen

mit Abgasturboaufladung

Anmelder:

Steyr-Daimler-Puch Aktiengesellschaft,
Steyr (Österreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Schnell, Patentanwalt,
Ingolstadt/Donau, Feselenstr. 52

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 22. Mai 1958

Dipl.-Ing. Gerhard Götz und Dipl.-Ing. Hans Tomala,

Steyr (Österreich),
sind als Erfinder genannt worden

so daß diese über die Kammer miteinander verbunden sind. Wegen der bei Kraftfahrzeugen meist sehr beengten Einbauverhältnisse ist jedoch die unmittelbare Verbindung der Auspuffleitungen untereinander am zweckmäßigsten, zumal sich auch eine wesentliche Verringerung des Bauaufwands ergibt. Bei der unmittelbaren Verbindung der Auspuff leitungen wird eine ausreichende Vergrößerung des Auf nehmer raums erzielt, da für jeden Auspuffvorgang das Volumen beider bzw. aller Auspuffleitungen zur Druckspeicherung zur Verfügung steht, wogegen bisher immer nur eine Auspuffleitung als Aufnehmerraum dient.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist zwischen den Auspuffleitungen eine verschließbare Verbindungsöffnung vorgesehen, wobei das Verschlußorgan der Verbindungsöffnung durch ein Gestänge od. dgl. mit den Absperrorganen der Auspuffleitungen derart gekuppelt ist, daß es bei geöffneten Absperrorganen seine Schließstellung einnimmt, so daß die Trennung der Auspuffleitungen im üblichen Fahrbetrieb und ihre Verbindung im Bremsbetrieb gewährleistet ist. Die Auspuffleitungen liegen unmittelbar aneinander und die verschließbare Verbindungsöffnung in der Trennwand bringt keine merkbare Vergrößerung des schädlichen Raums mit sich.

Um möglichst gleich lange Wege der Gasströme zum gemeinsamen Aufnahmeraum zu erreichen, ist erfindungsgemäß die Verbindungsöffnung etwa in der

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Mitte der Zylinderreihe angeordnet. Eine besonders einfache und zweckmäßige Konstruktion ergibt sich, wenn die Verschluß- bzw. Absperrorgane der Verbindungsöffnung und der Auspuffleitungen als auf parallelen Achsen gelagerte Klappen ausgebildet sind, die bei geschlossener Verbindungsöffnung bzw. geöffneten Auspuffleitungen in Parallelebenen liegen.

Bei mehrzylindrigen, schlitzgesteuerten Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Abgasturboaufladung ist es bereits bekannt, die Auspuff stutzen je zweier Zylinder, deren Zündabstand nicht kleiner als 90° ist, durch eine Querleitung zu verbinden und in der Verbindungsleitung eine Drosselklappe od. dgl. vorzusehen. Durch diese Maßnahme soll der vor dem Turbineneinlaß entstehende Druckberg durch die Auspuffleitung zurück über die Verbindungsleitung in einen Stutzen mit geringem Druck und in die dem Stutzen nachgeschaltete Turbine bzw. Turbinenkammer wandern, wodurch das Abklingen des Druckbergs beschleunigt und gleichzeitig die in den Abgasen vorhandene Energie besser ausgenützt wird. Mit der bekannten Einrichtung wird also ein ganz anderer Zweck angestrebt und erreicht. Es ist ferner bekannt, bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Auspuffleitungen in letzteren Absperrorgane vorzusehen, die als auf parallelen Achsen gelagerte Klappen ausgebildet sind und in ihren verschiedenen Stellungen in Parallelebenen liegen. Hierbei ist aber weder eine Abgasturboaufladung noch eineAuspuff-Motorbremseinrichtung vorgesehen, und die Klappen in den Auspuffleitungen dienen lediglich dazu, die Lichtweite der Auspuffleitungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit zu verändern, um von der Auspuffseite her die Spülung zu beeinflussen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 den Teil einer Auspuffanlage vor der Abgasturbine schematisch im Schaubild, und

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II der Fig. 1 im größeren Maßstab.

Mit 1, 2, 3 und 4 sind die Auslaßöffnungen der vier Zylinder einer Viertakt-Brennkraftmaschine bezeichnet, wobei für die Auslaßöffnungen 1 und 4 eine gemeinsame Auspuffleitung 5 und für die Auslaßöffnunnen 2 und 3 eine gemeinsame Auspuffleitung 6 vorgesehen sind. In den beiden Auspuffleitungen 5 und 6 ist knapp vor der (nicht dargestellten) Abgasturbine je eine Auspuffklappe 7 und 8 angeordnet. Mit 9 ist eine etwa in der Mitte der Zylinderreihe angeordnete Verbindungsöffnung zwischen den beiden Auspuffleitungen 5 und 6 bezeichnet, die durch eine Klappe 10 verschlossen werden kann. Die Klappen 7 und 8 befinden sich jeweils in Öffnungsstellung, wenn die Klappe 10 geschlossen ist und umgekehrt. Die Klappen 7 und 8 und die Klappe 10 sind durch ein Gestänge 11 miteinander gekuppelt und werden gemeinsam betätigt. Es ist ersichtlich, daß die Achsen 12, 13 und 14 der Klappen 7, 8 und 10 parallel angeordnet sind und daß diese Klappen beim üblichen Fahrbetrieb in parallelen Ebenen liegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Auspuff-Motorbremseinrichtung für Viertakt-Brennkraftmaschinen mit Abgasturboaufladung und mit je nach der Zylinderzahl wenigstens zwei von den Zylinderauslaßöffnungen zur Turbine führenden Auspuffleitungen mit für die Motorbremsung vor der Turbine absperrbaren Auspufföffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß der während des Turbinenbetriebes zur Aufnahme der Abgase je Auspufftakt vorhandene Raum vor den Auspufföffnungen für den Bremsvorgang durch Verbindung der Auspuffleitungen (5, 6) untereinander oder mit einer zusätzlichen Kammer vergrößerbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auspuffleitungen (5, 6) eine verschließbare Verbindungsöffnung (9) vorgesehen ist, wobei das Verschluß organ (10) der Verbindungsöffnung durch eine Gestänge (11) od. dgl. mit den Absperrorganen (7, 8) der Auspuffleitungen derart gekuppelt ist, daß es bei geöffneten Absperrorganen (7, 8) seine Schließstellung einnimmt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung (9) etwa in der Mitte zwischen den Zylinderauslaßöffnungen (1, 4) des ersten und letzten Zylinders einer Reihe angeordnet ist, so daß sich bei Motorbremsbetrieb für die Gasströme etwa gleich lange Wege von den Zylinderauslaßöffnungen (1 bis 4) zum gemeinsamen Aufnahmeraum (5, 6) ergeben.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschluß- bzw. Absperrorgane der Verbindungsöffnung (9) und der Auspuffleitungen (5, 6) als auf parallelen Achsen gelagerte Klappen (10, 7, 8) ausgebildet sind, die bei verschlossener Verbindungsöffnung bzw. geöffneten Auspuffleitungen in Parallelebenen liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 004 861;
USA.-Patentschrift Nr. 2 717 583.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen