DE2152520A1

DE2152520A1 - Verbrennungsmotor mit Vorverdichtung

Info

Publication number: DE2152520A1
Application number: DE19712152520
Authority: DE
Inventors: Olsson Rolf Einar Magnus
Original assignee: Goetaverken AB
Current assignee: Goetaverken AB
Priority date: 1970-12-17
Filing date: 1971-10-21
Publication date: 1972-07-13
Also published as: SE348521B; GB1308436A; NO126751B

Description

Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Abgase einer Verbrennungskraftmaschine keine Energiemenge enthalten, die ausreicht, um adt Hilfe eines durch eine Abgasturbine angetriebenen Turboladers eine ausreichende Versorgung der Kraftmaschine bzw. des Motors mit Verbrennungsluft aufrechtzuerhalten. Daher ist es erforderlich, während des Amlassens eines solchen Motors und beim Betrieb mit geringer Last die Zufuhr von Luft von dem Abgasturbolader aus zu vergrößern. Dies gilt insbesondere für Zweitaktmotoren. Die zusätzliche Luftmenge kann mit Hilfe einer HilfsantriebsvorrichtuBg bereitgestellt werden, die dem Turbolader lugeordnet ist, oder mit Hilfe einer durch den Verbrennungsmototr angetriebenen Luftpumpe oder mit Hilfe einer von dem Verbrennungsmotor unabhängigen Kraftquelle. Eine zusätzliche Fördereinrichtung der zuletzt genannten Art kann mit dem Verdichter des Turboladers in Eeihe oder mit ifrrc parallelgeschaltet sein.

Bei einem Verbrennungsmotor ist es grundsätzlich erforderlich, daß ein Druckunterschied zwischen seiner Einlaßseite und seiner Auslaßseite vorhanden ist, und dieser Druck-

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unterschied wird in vielen Fällen während des Anlassens und beim Betrieb mit geringer Last durch eine Luftpumpe aufrechterhalten, die in der Strömungsrichtung vor dem durch die Abgase angetriebenen Verdichter angeordnet oder mit diesem Verdichter parallelgeschaltet und unmittelbar mit der Luft ansaugleitung des Motors verbunden ist. Bessere Ergebnisse sowie eine höhere Betriebssicherheit lassen sich jedoch gemäß der Erfindung erzielen, wenn man der Abgasleitung in der Strömungsrichtung hinter der Abgasturbine eine Absaugvorrichtung zuordnet, die durch eine von dem Verbrennungsmotor unabhängige Kraftquelle

W angetrieben wird und eine Einrichtung umfaßt, die es ermöglicht, die Absaugvorrichtung nach Bedarf mit der Abgasleitung zu verbinden oder sie gegenüber der Abgasleitung abzusperren· Auf diese Weise ist es möglich, eine weitgehende Ausnutzung des Energieinhalts der Abgase über einen sehr große» Betriebsbereich zu erzielen. Wenn man einen Zweitaktverbrennungsmotor mit mindestens einer Gruppe von zwei lurbolädern ausrüstet, die in Reihe geschaltet sind, wobei jeder Turbolader eine Abgasturbine und einen durch sie angetriebenen Verdichter umfaßt, ergibt sich die Möglichkeit, standardisierte Seile zu verwenden, wodurch eich die Kosten der Anlage verringern. In diesem Fall kann die ersteAbgasturbine so ausgebildet sein, daß sie als Aktionsturbine arbeitet} ein Motor mit mehreren Zylindern muß mit einer ausreichenden Anzahl solcher Gruppen ausgerüstet sein, damit Zylinder, deren AuspuffPerioden sich nicht gegenseitig beeinträchtigen, an ein und dieselbe Turbine angeschlossen werden können·

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen großen Zweitakt-Schiffsmotor, der mit einer zweistufigen Ladeeinrichtung ausgerüstet ist.

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Gemäß der Zeichnung umfaßt der Motor drei Zylinder 10, die üher eine Ansaugleitung 11 mit Luft versorgt werden, und von denen aus die Abgase zu einer ersten Abgasturbine 12 geleitet werden. Die erste Abgasturbine 12 treibt einen Verdichter 13 an, welcher einem Verdichter 14 nachgeschaltet ist, der durch eine zweite Turbine 15 angetrieben wird. Diese zweite Turbine ist der ersten Turbine 12 nachgeschaltet· Zwischen d.en beiden Turbinen 12 und 15 ist ein Aufnehmer 16 vorgesehen, in dem sich die Druckschwankungen der Abgase ausgleichen, und an den gegebenenfalls weitere Turbinen 12 und 15 angeschlossen sind, die mit nicht dargestellten weiteren Zylindern des Motors, in Verbindung stehen. Zwischen dem Verdichter 14 und dem Verdichter 12 ist ein Kühler 17 vorgesehen, und zwischen dem Verdichter 13 und der Ansaugleitung 11 ist ein zweiter Kühler 18 angeordnet.

Bei einer einstufigen' Aufladung ist es bekannt, einen Vorverdichter zu benutzen, der dem Hauptverdichter vorgeschaltet ist, und bezüglich der vorstehend beschriebenen zweistufigen Aufladungsanordnung wurde bereits eine vorgeschlagen, dem Verdichter 14· einen Vorverdichter vorzuschalten· Gemäß der Erfindung ist jedoch stattdessen eine Absaugvorrichtung vorgesehen, die an die Abgabeleitung 21 der zweiten Turbine angeschlossen ist und durch einen von dem Verbrennungsmotor unabhängigen Elektromotor 20 oder eine andere Kraftquelle angetrieben wird. In die Abgasleitung 21 ist ein Dreiwegeventil "22 eingeschaltet, so daß die Absaugvorrichtung 19 nach Bedarf an die Abgasleitung 21 angeschlossen oder gegenüber dieser Leitung abgesperrt werden kann. Bei der beschriebenen Anordnung arbeitet die Motoranlage betriebssicher und mit einen hohen Wirkungsgrad. Die Absaugvorrichtung 19 wird normalerweise nur während des Anlassens des Verbrennungsmotors und beim Betrieb mit geringer Last benutzt, so deß sie nicht den hohen Abgastemperaturen ausgesetzt ist, die während des Betriebe mit Vollast auftreten.

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AlIe in den Unterlagen enthaltenen Angaben und Merlanale, insbesondere die räumliche Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

hy Mit Vorverdichtung arbeitender Verbrennungsmotor, dem Luft durch mindestens einen Turbolader zugeführt tird, dem eine Abgasturbine und einen durch sie angetriebenen Verdichter umfaßt, dadurch gekennzeichnet ,'daß eine Absaugvorrichtung (19) an die Abgasleitung (21) in der Strömungsrichtung hinter der Abgasturbine (12) angeschlossest ist, daß die Absaugvorrichtung durch eine von dem Verbrennungsmotor unabhängige Kraftquelle (20) angetrieben wird, und daß die Absaugvorrichtung mit einer Einrichtung (22) versehen ist, die es ermöglicht, die Absaugvorrichtung nach Bedarf an die Abgasleitung anzuschließen oder sie ihr gegenüber abzusperren.
2. Mit Vorverdichtung arbeitender Zweitaktverbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufladeeinrichtung mindestens eine Gruppe von zwei in Reihe geschalteten Turboladera umfaßt, daß jeder turbolader eine Abgasturbine (12, 15) und einen durch sie angetriebenes. Verdichter (13, 14) umfaßt, und daß die Absaugvorrichtung (19) der Abgasleitung (21) in der Strömungsrichtung hinter der letzten !Turbine (15) der bzw. jeder Gruppe zugeordnet ist.

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