DE946936C

DE946936C - Verfahren und Einrichtung zum Aufladen und Spuelen von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE946936C
Application number: DEP53796A
Authority: DE
Inventors: Alfred Buechi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-09-25
Filing date: 1949-09-04
Publication date: 1956-08-09
Also published as: GB677783A; CH310602A; US2730861A; FR995976A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufladen und Spülen von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen durch abgasturbinengetriebene Gebläse. Sie bezieht sich auf solche Brennkraftmaschinen, bei welchen die Abgase von mindestens zwei Motorzylindern mit gegenseitig verschobener Arbeitsphase durch zwei getrennte Leitungen zu derselben Abgasturbine in getrennte Turbinenlaufradsektoren mit verschieden großen Energieinhalten geführt werden.

Die sektorenweise Beaufschlagung der Turbine und die besondere Ausbildung der Abgasleitung nach vorstehenden Ausführungen ist aus der einschlägigen Literatur unter Büchi-Aufladung bekanntgeworden. Unterschiedlich hiervon wird nach vorliegender Erfindung eine ej ektorenartige Ausbildung der Austritte der Abgase hinter der Turbinenschaufelung aus je mindestens zwei Turbinensektoren vorgeschlagen. Im wesentlichen wird mit dieser Vorrichtung eine Ausnutzung der Geschwindigkeits- und Druckenergie der- die Turbinenschaufelung verlassenden Abgase erzielt, und zwar zur Vergrößerung des Expansionsverhältnisses und Verkleinerung der Temperatur der

Abgase in der Turbine, womit die Aufgabenstellung vorliegender Erfindung festgelegt ist.

Nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren besteht die Lösung darin, daß je die aus mindestens zwei Turbinenlaufradsektoren mit verschieden großen EneTgieinitoaften .austretenden Gasströme in eine hinter der Turbinenschaufelung angeordnete gemeinsame, ejektorartige Vorrichtung geleitet werden, wobei die mit größerer Geschwindigkeit in ίο diese Vorrichtung eintretenden Abgase mit den> mit kleinerer Geschwindigkeit eintretenden Abgasen gemischt werden, derart, daß bei dieser Mischung der Abgase hinter dem Turbinenlaufrad ein Unterdruck gegenüber dem Außendruck erzeugt wird, wodurch die der Brennkraftmaschine zuströmende Luftmenge zur Verstärkung der Spülung und Aufladung vergrößert sowie die Leistung der Abgasturbine und Brennkraftmaschine gesteigert wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält je für die aus mindestens zwei Turbinenlaufradsektoren mit verschieden großen Energieinhalten austretenden Gasströme einen gemeinsamen Raum, in dem sich die Gasströme mischen. Der Austritt aus diesem Raum ist als Ejektor ausgebildet, derart, daß die Gase, die mit größerer Energie in" den Mischraum eintreten, bei ihrer Mischung mit den Gasen kleinerer Energie hinter den entsprechenden Turbinenlaufradsektoren einen Unterdruck erzeugen.

Die erzielte Vergrößerung des Expansionsdruckverhältnisses der Abgase in der Turbine hat eine Leistungssteigerung derselben zur Folge. In den abwechslungsweise mit Ladeluft gespülten Brennkraftzylindern wirkt sich das vergrößerte Druckverhältnis im Sinne einer verstärkten Spülung aus. Ferner kann dadurch die Periode, während welcher der Druck hinter dem entsprechenden Turbinensektor kleiner als der Ladeluftdruck (Spüldruck) ist, bzw. die Periode, während welcher die Brennkraftzylinder gespült werden können, verlängert werden. Es ergibt sich eine erhebliche Vergrößerung der Spülwirkung in den einzelnen Arbeitszylindern und damit in der ganzen Maschine. Durch diese Maßnahmen gemäß Erfindung wird die Leistungssteigerung, die mit der Büchi-Aufladung bei Brennkraftmotoren erreicht wird, weiter beträchtlich erhöht.

Es wird aber auch die Leistung der Turbine erhöht. Daraus resultiert des weiteren auch eine größere Leistung des von der Turbine angetriebenen Ladeverdichters, wodurch entweder mehr Luft- bzw. Spüldruck erzeugt oder eine größere Lade- bzw. Spülluftmenge gefördert wird oder beide Vorteile ausgenutzt werden können. Dementsprechend kamm die Leistung der Brennkraftmaschine noch des weiteren gesteigert werden. Eine vermehrte Auflade- bzw. Spülwirkung wird auch schon bei kleineren Motordrehzahlen*und bei kleineren Leistungen erreicht, so daß unter diesen Umständen höhere Drehmomente erzeugt bzw. niedrigere Temperaturen im Gasprozeß und in den Werkstoffen sowohl im Motor als auch in der Abgasturbine eingehalten werden können.

Durch diese Arbeitsweise mit dem erzeugten höheren Expansionsdruckverhältnis in der Gas-■ turbine wird auch ganz allgemein die mittlere Gastemperatur und deshalb auch die Materialtemperatur der Turbine erniedrigt. Dies sogar selbst dann (wegen der erhöhten Expansion der Gase), wenn die Eintrittstemperatur vor der Turbine gleich hoch wie bisher gehalten würde.

Die erfindungsgemäßen Eigenschaften weist der Erfindungsgegenstand auch im Vergleich zu den bekannten Anlagen auf, in denen verschiedene Leitungen aus in der Arbeitsphase versetzten Zylindern mit unterschiedlichem Druck in eine gemeinsame Sammelleitung münden. Solche Abdampf- bzw. Abgasejektoren· hinter einer Kolbenmaschine zur Gegendruckabsenkung können die Eigenschaften durch die Wechselwirkung zwischen Abgasturbolader, Abgasejektor und Brennkraftmaschine deshalb nicht aufweisen, weil bei diesen bekannten nur aus einer Kolbenmaschine und Ejektor bestehenden Anlage eine Abdampf- bzw. Abgasturbine gar nicht vorgesehen ist. -

Die ejektorartige Vorrichtung kann auch mit einer derartigen diffusorartigen Erweiterung versehen sein, daß auch ohne eine gegenseitige, ejektorartige Wirkung der zusammengeführten Gasströme entsprechend der hinter der Turbine vorhandenen freien Energie dieser Gasteile ebenfalls gegenüber dem Außendruck ein Unterdruck nach der Turbine erzeugt wird. Es kann die Ausbildung des Ernndungsgegenstandes auch so getroffeni sein, daß im Zeitpunkt, wo die freie Energie der getrennt aus den verschiedenen Zylindern durch die Turbine hindurch in die ejektorartige Vorrichtung strömenden Gasteile gleich groß ist, dieser Energie ein -freier positiver Wert gegeben wird, um auch in diesem Zeitpunkt mittels des Diffusors der ejektorartigen Vorrichtung einen Unterdruck hinter der Turbine herzustellen. Damit kann nicht nur während der Spülperiode, sondern während der ganzen Arbeitspeniode der Brennkraftmaschine hinter der Turbine ein gegebenenfalls sich ändernder Unterdruck erzeugt werden.

Ferner kann der Erfindungsgegenstand so ausgebildet sein, daß insbesondere solche Zylinder an gemeinsame ejektorartige Vorrichtungen nach der Abgasturbine angeschlossen werden, deren Arbeitsspiele zeitlich so ,zueinander versetzt sind; 'daß die Unterdruckwirkung in der ejektorartigen Vorrichtung eine größte Spülwirkung im oder in den zu spülenden Zylindern bewerkstelligt.

Er kann ferner so ausgebildet sein, daß bei einer geraden Anzahl von besonderen Abgasleitungen, welche die Abgase der Brennkraftzylinder getrennt zur' und durch die Abgasturbine führen, im Anschluß an die letztere für mindestens je zwei Zylinder, deren Arbeitsspiele zeitlich zueinander versetzt sind, mindestens eine besondere ejektorartige Vorrichtung nach der Abgasturbine angeordnet ist.

Des weiteren kann die Ausbildung so getroffen sein, daß bei Brennkraftmaschinen mit einer ungeraden Anzahl von besonderen Abgasleitungen,

wodurch die Abgase getrennt zur und durch die Abgasturbine geführt werden, im Anschluß an die letztere eine ungerade Anzahl von ejektorartigen Vorrichtungen angeordnet ist und daß je eine derselben nur je die halbe austretende Gasmenge der beiden in bezug auf die Turbinenlaufschaufelung benachbarten und wechselweise stärker und schwächer beaufschlagten Laufschaufelsektoren aufnimmt.

ίο Ferner kann die Ausbildung so getroffen werden, daß sowohl zwischen und/oder in den einzelnen Stufen der Turbine als auch zwischen und/oder in der Turbine und der ejektorartigen Vorrichtung nur kleinere, höchstens bis zur Schallgeschwindigkeit reichende Gasgeschwindigkeiten auftreten. Sie kann ferner so ausgeführt werden, daß in mindestens einem der energieumsetzenden Teile der Turbine, den Leitkanälen nach derselben, in den Mischräumen oder in der ejektorartigen Vorrichtung wenigstens zeitweise ein überkritisches Druckverhältnis verarbeitet wird.

Die Ausbildung kann auch, insbesondere bei hohen Aufladedrücken, so getroffen sein·, daß in allen energieumsetzenden Teilen der Turbine, den Leifikanälen nach derselben, den Mischräumen sowie in den ejektorartigen Vorrichtungen wenigstens zeitweise über die Schallgeschwindigkeit hinausgehende Gasgeschwindigkeiten entstehen.

Mindestens in einem Teil der ejektorartigen Vorrichtungen können Reguliervorrichtungen eingebaut werden, mit welchen die Saug- und Verdiehtungsleistung derselben geändert werden kann. Diese Reguliervorrichtungen können aus die ejektorartigen Vorrichtungen mindestens teilweise ausfüllenden und darin einstellbaren Füllstücken, durch welche die Durchflußquerschnitte derselben geändert werden können, bestehen.

Insbesondere bei axialen-, halbaxialen und innenbeaufschlagten Radialturbine» können die die Abgase nach dem Turbinenlaufradaus tritt sammelnden und zu mindestens nach der Mischkammer einer ejektorartigen· Vor richtung führenden Leitungen als spiralförmige, unter sich getrennte Leitkanäle ausgebildet sein. Diese sollen die Gase vom Turbinenlaufradaustritt unter möglichster Beibehaltung ihrer Geschwindigkeit im spiralförmigen Leitkanal zum Mischraum der ejektorartigen Vorrichtung führen.

Insbesondere bei axialen., halbaxialen und außenbeaufschlagten Radialturbinen kann die Ausbildung so getroffen werden, daß die Abgase aus der Gasturbine vorerst eventuell unter sich getrennt und unter möglichster Beibehaltung ihner Geschwindigkeit durch Leitkanäle in Richtung der Achse der Turbine geführt und dann in mindestens einen vorzugsweise axial zur Turbine angeordneten Mischraum mindestens einer ejektorartigen Vorrichtung übergeleitet werden.

Vom Turbinenlaufradaustritt bis zur Stelle, wo sich die vorher getrennten Gasströme im Mischraum der ejektorartigen Vorrichtung vereinigen, wird die Form und Richtung der Gasleitkanäle vorzugsweise so gewählt, daß die dort aufeinandertreffenden Gasströme über ihrem ganzen Durchflußquerschnitt und mit möglichst wenig Verlusten zu- 6g sammengeführt werden. Des ferneren können die Begrenzungen der Gasleitkanäle für die getrennten Gasströme vor ihrem Zusammentritt im Mischraum derart besonders geformt werdeni, daß beim Zusammentreffen der Gasströme eine größere Berührungsfläche derselben entsteht, als wenn diese durch Kanäle mit regelmäßigen Querschnittsformen, wie z. B. kreisförmigen, rechteckigen, zusammengeführt wurden.

Der Erfindungsgegenstand kann auch so ausgebildet sein, daß mehrere Zylinder gleichzeitig oder verhältnismäßig kurz nacheinander in die gleiche Abgasleitung auspuffen und mehrere Zylinder, in welchen ebenfalls gleichzeitig oder verhältnismäßig kurz nacheinander gespült wird, an eine andere Abgasleitung angeschlossen sind, wobei diese Abgasleitungen ihre Gase durch die Turbine hindurch getrennt, aber in die gleiche ejektorartige Vorrichtung gemeinsam abgeben.

Die Ausbildung kann auch so getroffen sein, daß bei Arbeiten mit bis zur Schallgeschwindigkeit strömenden Gasen beim Eintritt in die ejektorartige Vorrichtung der Durchflußquerschnitt der Leitkanäle für die getrennten Gasteile von hinter der Turbine bis zur Mischstelle der ejektorartigen Vorrichtung annähernd gleich groß ist. Die Ausbildung kann bei mit Überschallgeschwindigkeit in die ejektorartige Vorrichtung einströmenden Gasen aber so getroffen sein, daß der Durchfluß querschnitt der Leitkanäle für die noch getrennten Gasströme zwischen der Turbine und der Mischstelle, insbesondere in ihren vor der Mischstelle liegenden geradachsigen Teilen, lavaldüsenartige Ouerschnittserweiterung aufweist.

Der Erfindungsgegenstand kann bei Brennkraftmaschinen mit irgendwelcher Taktzahl Anwendung finden. Auch kann seine Anwendung bei allen Motoren mit beliebiger Zylinderzahl erfolgen, sofern diese nur größer als Eins ist. Dies deshalb, weil eine wechselseitige Beeinflussung der aus den einzelnen Zylindern mit verschieden großer und wechselnder Abgasenergie strömenden Gase Bedingung für die Unterdruckerzeugung während der Spülperioden der einzelnen Zylinder hinter der Abgasturbine mit der ejektorartigen Vorrichtung ist.

Die Erfindung kann sowohl bei nach dem Aktions- oder Reaktionsprinzip arbeitenden ein- oder mehrstufigen Abgasturbinen Anwendung finden. Es kann eine beliebige Anzahl von ejektorartigen Vorrichtungen angebracht werden, welche die Gasteile mehrerer Zylinder in beliebiger Kombination aufnehmen. Die Durchfluß querschnitte und die Form der Leitkanäle nach der Turbine und den ejektorartigen Vorrichtungen können in Anlehnung an die Bauart der betreffenden Turbine beliebig gewählt werden. Vorzugsweise empfehlen sich aber möglichst runde, ovale, halbkreisförmige usw. Querschnitte und eine möglichst geradachsige Ausbildung wenigstens der Mischkammer und des sich daran anschließenden Diffusors. Aus Platzgründen kann aber auch eine wenigstens teilweise gebogene

Form der ejektorartigen Vorrichtung notwendig werden.

Der Mischraum der ejektorartigen Vorrichtung kann mit konstantem oder veränderlichem, vorzugsweise aber mit sich verengendem Durchfmßquerschnitt ausgeführt werden. Ee kann, an den Mischraum eine Leitung mit konstantem, oder ein Diffusor mit sich erweiterndem Querschnitt angeschlossen werden. Es soll mit dem Erfindungsgegenstand besonders hinter dem Turbinenlaufrad, insbesondere hinter denjenigen Laufradschaufelsektoren, durch welche die Spülluft durchströmt, ein möglichst großer Unterdruck gegenüber dem Außendruck erzeugt werden.

Der Erfindungsgegenstand und ' seine Arbeitsweise sind an einigen Ausführungsbeispielen in Ii Blättern und 41 Figuren dargestellt. Gleiche Zahlen bzw. Buchstaben bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile bzw. Zustände. Für die Darstellung 20" der Figuren ist ainie schematische gewählt, bei welcher die Maschinenabmessungen sowie die Druckmittelzustände wie die herrschenden Drücke und Geschwindigkeiten unmaßstäblich, aber so veranschaulicht sind, daß das Wesen der Erfindung deutlich zum Ausdruck kommt.

Die Fig. 1 bis 6 stellen den Erfindungsgegenstand und seine Arbeitsweise am Beispiel einer Sechszylinder-Viertaktbrennkraftmaschine mit zwei unter sich getrennten Abgasleitungen zwischen Brennkraftmaschine und Abgasturbine und mit zwei unter sich getrennten Eintritten in die letztere dar.

Fig. ι ist eine Außenansicht dieser Brennkraftmaschine, und
Fig. 2 zeigt die Kurbelstellungen derselben;

Fig. 3 stellt die Schaufelung der Abgasturbine

und die ejektorartige Vorrichtung in vergrößertem

Maßstab und in abgewickelter Form mit den Gasgeschwindigkeitsdreiecken beim Laufradaustritt der Abgasturbine dar;

Fig. 4 und 5 zeigen die Gasgeschwindigkeitsdreiecke beim Gaseintritt in das Laufrad der Abgasturbine im Vergleich zu denjenigen einer ohne den Erfindungsgegenstand ausgerüsteten Brennkraftmaschine;

Fig. 6 veranschaulicht den Verlauf des absoluten Druckes bei einer entsprechenden Brennkraftmaschine vor und hinter der Abgasturbine, nach dem Aufladegebläse und in einem Zylinder der Brennkraftmaschine in Funktion des Kurbelwinkels der letzteren.

Die Fig. 7 bis 9 stellen den Erfindungsgegenstand am Beispiel einer Achtzylinder-Viertaktbrennkraftmaschine mit zwei unter sich getrennten Abgasleitungenzwischen Brennkraftmaschine und Abgasturbine und zwei getrennten Eintritten der letzteren dar. Dabei zeigt

■ Fig. 7 in schematischer Darstellung eine entsprechende Brennkraftmaschine im Aufriß und Fig. 8 ihre Kurbelstellungen.;

Fig. 9 veranschaulicht den Verlauf des absoluten Druckes vor und hinter der Abgasturbine, nach dem Aufladegebläse und in einem Zylinder der Brennkraftmaschine in Funktion des Kurßelwinkels der letzteren.

Die Fig. 10 bis 13 stellen den Erfindungsgegenstand und seine Arbeitsweise am Beispiel einer Achtzylinder-Viertaktbrennkraftmaschine mit vier unter sich getrennten Abgasleitungen zwischen der Brennkraftmaschine und der Abgasturbine und mit vier unter sich getrennten Eintritten in die letztere dar.

Fig. 10 zeigt schematisch eine weitere Brennkraftmaschine im Aufriß und

Fig. 11 die Kurbelstellungen derselben;

Fig. 12 zeigt die Schaufelung der Abgasturbine und die ejektorartige Vorrichtung an sich in vergrößertem Maßstab und in Abwicklung;

Fig. 13 gibt eine Darstellung des Verlaufes des absoluten Druckes bei der dargestellten Brennkraftmaschine vor und hinter der Abgasturbine und nach dem Aufladegebläse in Funktion des Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine.

Die Fig.'14 bis 17 stellen den Erfindungsgegenstand und seine Arbeitsweise am Beispiel einer Sechszylinder-Viertaktbrennkraftmaschine mit drei unter sich getrennten Abgasleitungen zwischen der Brennkraftmaschine und der Abgasturbine und mit drei unter sich getrennten Eintritten in die letztere dar.

Fig. 14 zeigt schematisch eine Außenansicht einer solchen Brennkraftmaschine, aber ohne Aufladegebläse, und

Fig. 15 die Kurbelstellungen derselben-; Fig. 16 zeigt die Schaufelung der Abgasturbine und die ejektorartige Vorrichtung an sich in vergrößertem Maßstab und in Abwicklung;

Fig. 17 stellt den Verlauf des absoluten Druckes der betreffenden Brennkraftmaschine vor und hinter der Abgasturbine, nach dem Aufladegebläse und in einem Zylinder der Brennkraftmaschine in Funktion des Kurbelwinkels der letzteren dar.

Die Fig. 18 bis 20 stellen den Erfindungsgegenstand und seine Arbeitsweise am Beispiel einer Sechszehnzylinder-Viertaktbrennkraftmaschine in V-Form mit vier unter sich getrennten Abgasleitungen zwischen der Brennkraftmaschine und der Abgasturbine und mit vier unter sich getrennten Eintritten in die letztere dar.

Fig. 18 zeigt eine schematische Seitenansicht dieser Brennkraftmaschine, aber ohne das Aufladegebläse, und

Fig. 19 eine Stirnansicht derselben mit angedeuteten Kurbelstellungen;

Fig. 20 veranschaulicht den Verlauf des absoluten Druckes der betreffenden Brennkraftmaschine, und zwar vor und hinter der Abgasturbine, nach dem Aufladegebläse und in einem Zylinder der Brennkraftmaschine in Funktion,des Kurbelwinkels der letzteren.

Die Fig. 21 bis 23 stellen den Erfindungsgegenstand¹ am Beispiel einer Sechszylinder-Zweitaktbrennkraf tmäschine mit zwei unter sich getrennten Abgasleitungen zwischen der Brennkraftmaschine und der Abgasturbine und mit zwei unter sich getrennten Eintritten in die letztere dar. Vor dem ab-

gasturbinengetriebenen Aufladegebläse ist ein von der Brennkraftmaschine angetriebenes Aufladegebläse vorhanden, welches in selbsttätiger Weise seine Förderluft direkt in die Brennkraftmaschine 5 oder an das abgasturbinengetriebene Aufladegebläse abgibt. Dabei zeigt

Fig. 2i eine solche Brennkraftmaschine schematisch im Aufriß in ihren für die Erfindung wesentlichen Bestandteilen mit einem vertikal angeordneten Aufladeturbogebläse im Schnitt;

Fig. 22 zeigt die Kurbelstellungen derselben, und Fig. 23 gibt eine Darstellung des Druckverlaufes der dargestellten Brennkraftmaschine vor und hinter der Abgasturbine und nach dem Aufladegebläse und in einem Zylinder der Brennkraftmaschine in Funktion des Kurbelwinkels der letzteren;

Fig. 24 bis 26 zeigen Querschnitte durch eine

Abgasturbine mit einer ejektorartigen Vorrichtung gemäß dem Erfindungsgegenstand bei einer Turbine mit axialer Beaufschlagung und tangentialem GasauS'tri'tt;

Fig. 27 und 28 zeigen Querschnitte nach Linie I-I der Fig. 28 bzw. Linie H-II der Fig. 27 durch eine Abgasturbine mit einer ejektorartigen Vorrichtung bei einer Turbine mit axialradialer Beaufschlagung und ebenfalls tangentialem Gasaustritt;

Fig. 29 bis 34 stellen ein Ausführungsbeispiel eimer Abgasturbine und einer ejektorartigen Vorrichtung bei einer radialaxial von außen beaufschlagten Gasturbine mit zwei unter sich getrennten Gaseintritten dar; die Abgase verlassen die Turbine und die ejektorartige Vorrichtung in axialer Richtung;

Fig. 35, 36, 36 a und 37 zeigen ein Ausführungsbeispiel bei einer von außen tangential beaufschlagten Radialabgasturbine mit vier unter sich getrennten Gaseintritten; die Gase verlassen die Turbine nach innen in radialer und die ejektorartige Vorrichtung in axialer Richtung; sie treten nach dem Turbinenlaufrad in zwei untereinander getrennte ejektorartige Vorrichtungen über;

Fig. 38 bis 41 zeigen eine andere Ausführung einer ejektorartigen Vorrichtung für eine Abgasturbine, ähnlich derjenigen der Fig. 35 bis 37.

In Fig. ι sind 1 bis 6 die sechs Zylinder einer Brennkraftmaschine. 10 ist ihre Kurbelwelle und

11 ihre Kupplung, mit welcher die Kraft der Brennkraftmaschine nach außen abgegeben wird.

Die Zylinder 1, 2 und 3 puffen durch die Abgasleitung I in den Eintrittsteil 13' der Abgasturbine

12 aus. Die Zylinder 4, 5 und 6 puffen hingegen durch die Leitung II in eine von 13' getrennte Eintrittskammer 13" der Abgasturbine 12 aus. Aus den Kammern 13' und 13" der Abgasturbine 12 beaufschlagen die Abgase der Brennkraftmaschine durch das Leitrad 14 hindurch das Laufrad 15 der Turbine.

Erfindungsgemäß wird nun an die Abgasturbine 12 eine ejektorartige Vorrichtung A angebaut. Diese ejektorartige Vorrichtung^ besteht unter anderem aus mindestens einem Mischraum 18 und mindestens einem sich daran anschließenden Diffusor 20. 21 ist ein Aufladegebläse, das von der Abgasturbine 12 angetrieben wird. Dasselbe gibt seine Förderluft durch die Leitung 22 an die verschiedenen Zylinder 1 bis 6 ab.

Fig. 2 zeigt in einer Stirnansicht nach Fig. 1 die Stellung der Kurbeln für die verschiedenen Zylinder 1 bis 6 und die Drehrichtung der Brennkraftmaschine. Die Stellung der Kurbeln wird zweckmäßigerweise 'so gewählt, daß ein möglichst vollkommener Massenausgleich der rotierenden und hin und her gehenden Massen entsteht sowie daß auch günstige Verhältnisse in bezug auf Torsionsschwingungen der rotierenden Massen sich ergeben. Auch sollten dadurch und durch die gewählte Zündfolge möglichst regelmäßige Zündabstände zwischen den einzelnen Zylindern resultieren. Letztere sind im vorliegenden Fall zu je I2O° Kurbelwinkel angenommen.

In Fig. 3 sind 13' und 13" die unter sich getrennten Eintrittskanäle der Gasturbine 12. 14 ist das Leitrad, wobei man sieht, daß die Gase, je nachdem sie bei 13' oder 13" eintreten, getrennt durch dasselbe auf das Turbinenlaufrad 15 geleitet werden.

Die Erfindung bezieht sich nun auf solche Brennkraftmaschinen, bei welchen die Abgase aus ihren einzelnen Zylindern unter stark veränderlichem, aber gegenseitig verschieden hohem Druck zur Abgasturbine überströmen. Dieser Druck soll nach Öffnung der Auspufforgane der Brennkraftmaschine sein Maximum erreichen, um dann später im Verlauf der weiteren Auspuffperiode und zu Beginn der Spül- und Einlaßperiode unter den Aufladedruck zu sinken. Dieser Zustand wird nun erfindungsgemäß dazu benutzt, um die Zylinder und die Abgasturbine weitgehender als sonst möglichst mit Aufladeluft zu spülen. Für die in Fig. 3, 4 und 5 eingezeichneten Gasgeschwindigkeitsdreiecke ist angenommen, daß im Eintrittskanal 13" ein verhältnismäßig hoher, vorzugsweise über dem Aufladedruck liegender Druck herrsche. Diesem Zustand beim Eintritt in das Laufrad 15 entspricht dann das Eintrittsgeschwindigkeitsdreieck nach Fig. 4, wobei U₁ die Umfangsgeschwindigkeit, C₁ die absolute Eintrittsgeschwindigkeit und W₁ die relative Eintrittsgeschwindigkeit der Gase in das Laufrad 15 darstellt.

Würde nun. keine Ausbildung nach dem Erfindungsgegenstand getroffen, so ergäbe sich ein Geschwindigkeitsdreieck in dem dem Eintrittsteil ^X3' gegenüberliegenden Laufradeintritt entsprechend den strichpunktierten Linienzügen in Fig. 5. Bei. gleichen U₁ ergäbe sich eine absolute Eintrittsgeschwindigkeit C₁" und eine relative Eintrittsgeschwindigkeit W₁'. Weil der Druck im. Eintrittsteil 13' bei der betreffenden Maschinengattung viel kleiner ist als der im gleichen Zeitpunkt im Eintrittsteil 13" herrschende, ergibt sich gegenüber C₁ (Fig. 4) eine viel kleinere absolute Gasgeschwindigkeit C₁" vor dem entsprechenden Laufradteil. Dementsprechend wird auch die relative Eintrittsgeschwindigkeit W₁" der Gase in diesem Laufrad-

abschnitt viel kleiner ausfallen als W₁ (Fig. 4). Was besonders bemerkenswert ist, ergibt sich auch eine ganz verschiedene relative Eintrittsrichtung der Gase in das Lautrad, d. h. von W₁" in Fig. 5, als hinter dem Eintrittsteil 13", d. h. von W₁ entsprechend Fig. 4. Die beiden Richtungen von und W₁" sind um mehr als 90'⁰ verschieden.

Nach dem Erfindungsgegenstand werden nun aber die Abgase von beiden Eintrittsteilen 13' und 13" in eine besonders ausgebildete und dimensionierte, ejektorartige Vorrichtung A übergeleitet. Erst von dort gelangen sie nach außen. Diese besondere Vorrichtung besteht aus zwei Sammelkanälen 16' und 16", welche die aus den Eintritts-IS kanälen 13' und 13" kommenden und durch die Schaufelung des Turbinenrades 15 strömenden Gase aufnehmen, sammeln und sie zur Mischstelle 18 führen.

Nach dem Laufradaustritt kann auch noch eine die beiden aus der Laufschaufelung austretenden Gäsströme zum mindesten eine gewisse Strecke weiter traenande, aber gasführende Schaufel· 17 angebracht sein.

An den Mischraum 18 schließt sich der engste Kanalquerschnitt 19 an, welchem dann ein diffusorartig sich erweiternder Kanal 20 folgt/

Um nun die Wirkung dieser ejektorartigen Vorrichtung zu veranschaulichen, sind in Fig. 3 die Geschwindigkeitsdreiecke beim Austritt aus dem Laufrad punktiert eingezeichnet. Bei eimer Umfangsgeschwindigkeit U₂ am Laufradaustritt ergäbe sich gegenüber dem Eintrittsteil 13" eine relative Gasaustrittsgeschwindigkeit W₂ und eine absolute Gasaustrittsgeschwindigkeit c₂.

Es ist nun selbstverständlich, daß die absolute Gasaustrittsgeschwindigkeit c₂ größer ist als die absolute Gasaustrittsgeschwindigkeit c₂" (strichpunktiert) an der der Eintrittsstelle 13' gegenüberliegenden Laufschaufelpartie. Diese hohe Gasgeschwindigkeit C₂ ermöglicht es nun, in der ejektorartigen Vorrichtung A, d. h. in ihrem Mischraum'18 — und bis zur engsten Stelle 19, wenn an dieser bloß ein unterkritisches Druckverhältnis hergestellt werden- soll —, einen Unterdruck gegen-4-5 über dem Äußendruck zu erzeugen, der dann im Diffusor 20 auf den Außendruck erhöht wird.

Der im Raum 18 entstehende Unterdruck wirkt sich auf den Zustand der durch die Eintrittsstelle 13' in das Turbinenlaufrad 15 eintretenden Gase aus. Das entsprechende Geschwindigkeitsdreieck beim Laufradeintritt wird in Fig. 5 durch die gestrichelten Linien dargestellt. U₁ ist die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades, die gleich angenommen wurde wie entsprechend dar Fig. 4. C₁ ist die absolute Ein'trittsgeschwindigkeit der Gase. Diese ist immerhin infolge des kleineren Druckes und auch der damit kleineren Geschwindigkeit der Gase im Eintrittsteil 13' gegenüber im Eintrittsteil 13" kleiner als C₁. Daraus resultiert (gestrichelfin tes Dreieck) auch eine kleinere Relativgeschwindigkeit Zf₁' gegenüber W₁. Beide Geschwindigkeiten C₁ und W₁ sind aber größer als C₁" und W₁", weil hinter dem Turbinenlaufrad ein Unterdruck erzeugt wird. Es werden deshalb beim Erfindungsgegenstand aus 13' mehr Gase bzw. Spülluft durch das Laufrad 15 durchtreten als bei einer andern Ausführung. Am Austritt des Laufrades wird auch ! eine höhere relative Gasgeschwindigkeit W₂ und eine höhere absolute c₂' bei der gleichen Umfangsgeschwindigkeit M₂ entstehen, als wenn ohne die ejektorartige Vorrichtung A gearbeitet wird. Das entsprechende Geschwindigkeitsdreieck ist in Fig. 3 durch gestrichelte Linien ebenfalls dargestellt. Ist aber hinter der Turbine keine ejektorartige Vorrichtung nach dem Erfindungsgegenstand vorgesehen, derart, daß nur ein kleineres Druckgefälle zwischen 13' und dem Raum nach der Turbine besteht, so ergibt sich bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit M₂ ein Geschwindigkeitsdreieck, das in Fig. 3 durch die strichpunktierten Linien dargestellt ist. W₂" ist dann die entsprechende relative Austrittsgeschwindigkeit der Gase und c₂" die* absolute Austrittsgeschwindigkeit. Diese beiden Geschwindigkeiten sind bedeutend kleiner als W₂ und C₂'. '

Ferner ist aber auch' die absolute Austrittsrichtung C₂ gegenüber derjenigen von C₂" eine ganz verschiedene.' C₂" l<ann, wie gezeichnet, eine im Sinne der Drehrichtung des Laufrades 15 laufende Richtung haben. Durch die Einwirkung der ejektorartigen Vorrichtung kann die Richtung von C₂ demgegenüber in eine mehr axiale oder nach rückwärts laufende geändert werden. Aus den strichpunktierten Gaseintritts- und Gasaustrittsdiagrammen (Fig. S und 3) erkennt man, daß für den dargestellten Betriebszustand ohne die ejektorartige Vorrichtung die Turbinenleistung sehr klein ausfällt, ja sogar eine negative sein kann. Es wurden dann auch, weil die Gasströmungsrichtungen nicht mehr mit den Schaüfeleintrittsrichtungen korrespondieren, große Stoßverluste entstehen. Dies macht das Arbeiten der Gase, welche durch die Eintrittsstelle 13' bei niedrigem Druck eintreten, sehr ungünstig. Das entsprechende Laufradsegment kann dann sogar als Bremse wirken.

Wird aber eine ejektorartige Vorrichtung angebracht, so gibt auch das mit niedrigerem Druck beaufschlagte Laufradsegment trotzdem eine positive Leistung ab. Auch die absolute Gasaustrittsrichtung C₂' wird eine andere sein. Sie wird nicht mehr so stark verschieden sein von der absoluten Austrittsrichtung entsprechend C₂, herrührend vom unter höherem Druck arbeitenden Eintrittskanal 13".

Die Sammelkanäle 16' und 16" für die Gase vor der ejektorartigen Vorrichtung A werden nun, insbesondere in ihrer Form und Abmessung, so ausgebildet, daß sie die Gasströme, aus beiden Eintrittsstellen 13' und 13" herrührend, mit mögliehst wenig Verlusten aufnehmen und zur Mischstelle 18 führen. Das gegenüber der Eintrittsstelle 13' liegende Laufradschaufelsegment verarbeitet nun ein höheres Druckg.sfälle als bei einer ohne den Erfindungsgegenstarid arbeitenden Turbine. Die eistung dieses Turbinensegmentes wird deshalb

auch eine größere sein, abgesehen davon, daß, wie bereits erwähnt, der Energie-Umsetzungswirkungsgrad wegen kleinerer Stoßverluste ebenfalls ein besserer ist. Es würde schon mit einer gleich großen Abgasenergie eine höhere Spül- und Aufladeleistung erzielt.

Auch die Schaufel ij wird zweckmäßig so ausgebildet und geformt, daß sie zusammen mit den Wänden der Kanäle i6' und i6" die durchströmenden Gase möglichst ohne Verluste an Geschwindigkeit an die Mischkammer i8 weiterleitet, w ist die in der ejektorartigen Vorrichtung erzeugte Gasgeschwindigkeit. Im anschließenden Diffusor 20 kann ein in seiner Lage verschieden einstellbares Füllstück oder eine Einbaute 23, welches strichpunktiert in Fig. 3 eingetragen ist, z. B. axial beweglich angeordnet sein. Durch ein solches kann, z. B. bei veränderlicher Belastung der Maschine, die Druckerzeugung im Diffusor 20 beeinflußt werden.

In Fig. 6 ist P₁ der absolute Druck in der Abgasleitung I bzw. im Raum 13' und P₁₁ der absolute Druck in der Abgasleitung II bzw. im Raum 13" vor der Abgasturbine 12. Der Verlauf dieser Drücke ist in Funktion des Kurfeelwdnkels von ο bis 720⁰, d. h. über je eine volle Arbeitsperiode einer Viertaktbrennkraftmaschine, aufgetragen. Das obere Diagramm α veranschaulicht in ausgezogenen Linien die Gasdrücke P₁ vor der Abgasturbine, d. h. im Raum 13', und das Diagramm b — durch gleiche Linien — die Drücke p_n im Raum 13". Demgegenüber sind im Diagramm α die Gasdrücke p_n im Raum 13" durch gestrichelte Linien angegeben und im Diagramm b, ebenfalls gestrichelt, durch pi diejenigen, welche im Raum 13' herrschen. In Fig. 6 ist durch die Zahlen 1 bis 6 angedeutet, von welchen Zylindern die Auspuffdruckstöße herrühren. Die diesen folgenden Drucksenkungen entsprechen den Spül- und Aufladevorgängen in den gleichen Zylindern.

Die besondere Zusammenfassung der beiden Gasströme aus 13' und 13" in einer ejektorartigen Vorrichtung hinter der Turbine bewirkt nun, wie bereits beschrieben, sofern die absolute Gasaustrittsgeschwindigkeit im einen Laufradabschnitt größer ist als im anderen, daß dadurch hinter der Turbine ein niedrigerer Druck erzeugt wird, als wenn keine solche Vorrichtung vorhanden ist. Die punktierten Linien p_Q stellen den Verlauf dieses Unterdruckes dar, während p_a die Höhe des absoluten Außengegendruckes veranschaulicht. p₀ wird beim Erfindungsgegenstand wenigstens vorübergehend niedriger als p_a.

Verfolgen wir nun im Diagramm α den Abgasdruckverlauf P₁, vom Auspuff des Zylinders 1 herrührend, so sehen wir, daß beim Kurbelwinkel χ der gestrichelt eingezeichnete Druck p_n vor der Turbine, herrührend von Zylinder 5, sich gleich einstellt wie P₁, herrührend von Zylinder 1. Später steigt p_u über den Druck P₁ hinaus und fällt dann wieder. Dabei erreicht er beim Kurbelwinkel x' wieder den gleichen Druck p_h wie er in der Abgasleitung I bzw. im Raum 13' herrscht. Es ist nun leicht erkennbar, daß zwischen -den Kurbelwinkelstellungen χ und x' durch die ejektorartige Vorrichtung A gegenüber dem Außendruck p_a ein Unterdruck p₀ hinter dem Turbinenlaufrad erzeugt wird, wie dieser gestrichelt eingezeichnet ist. Durch das Aufladegebläse 21 und die Leitung 22 wird nun der Brennkraftmaschine Aufladeluft unter dem absoluten Druck p₂₁ zugeführt. Es herrscht deshalb zwischen ihrem Eintritt in die Brennkraftmaschine und dem Austritt aus der Turbine 12 ein sich dauernd änderndes Druckverhältnis p₂₁: p₀. Bei einer ohne den Erfindungsgegenstand arbeitenden Maschine ist dieses Druckverhältnis kleiner, d. h. nur p₂₁: p_a. Der Gegendruck p_a ist höher als p₀.

Wie wir bei der Beschreibung der Fig. 3 bis 5 bereits erwähnt haben, ist beim Erfindungsgegenstand des weiteren auch die Leistung der Turbine und damit auch diejenige des Aufladegebläses eine höhere. Der Aufladedruck p₂₁ ist also bei demselben auch höher als bei einer bekannten Ausführung. An den verschiedenen Stellen zwischen dem Lufteintritt in die Brennkraftmaschine und dem Austritt aus der Turbine herrschen selbstverständlich verschiedene Drücke. Diese Drücke stellen sich auf gewisse Werte zwischen dem Aufladeluftdruck P₂₁ vor der Maschine und dem Turbinenaustrittsdruck p₀ ein. P₁ im Diagramm a go stellt beispielsweise den Druckverlauf im Zylinder 1 während seiner Auspuff- und Einlaßperiode dar. Dieser Druck P₁ ist, solange ein ungehinderter Durchtritt der aus demselben strömenden Gase und keine Beeinflussung durch den Auspuff eines anderen in die gleiche Abgasleitung auspuffenden Zylinders erfolgt, wenig höher als der Druck P₁ im gleichen Zeitpunkt vor der Abgasturbine. Man erkennt, daß der Druck P₁ zwischen den Kurbelwinkeln y und y' unter den Auspuffgegendruck p_a ('beispielsweise die Atmosphäre) fallen kann. Würde die Maschine nur gegen den Gegendruck p_a arbeiten, ohne Unterdruckerzeugung nach dem Erfindungsgegenstand, so würde der absolute Druck vor der Abgasturbine nur auf den Wert p{', entsprechend der strichpunktierten Linie, sinken. Diagramm b zeigt die gleiche Unterdruckerzeugung hinter der Turbine wie Diagramm a, aber durch den Druckverlauf P₁, herrührend von den Zylindern 1, 3, 2, während der Unterdruckperioden, d. h. den Spül- und Auflade-Perioden in den Zylindern 5, 6 und 4.

Wenn nun die Ausbildung der Brennkraftmaschine, der Abgas leitungen und der Abgasturbine 12 so getroffen ist, daß in den Kurbelstellungen χ und x' der Brennkraftmaschine (Diagramm a) die absoluten Drücke P₁ und pn dort einen gleichen, über p_a liegenden Wert haben bzw. dort und auch in den Räumen i6' und 16" je eine gleiche Abgasenergie zur Verfügung steht, so wird — wenn bei der ejektorartigen Vorrichtung ein Diffusor an den Mischraum angeschlossen ist — dadurch vor und an seinem Eintritt zusätzlich, d. h. ohne eine Ejektorwirkung, weil dann C₂ gleich C₂ (Fig. 3) ist, schon ein gewisser Unterdruck erzeugt (s. z. B. die Unterdrücke p₀' nach der Turbine in den Kurbelstellungen χ und x' in Fig. 6 a). Steigt

nun z.B. von der Kurbelstellung χ aus bei fortschreitender Drehung der Maschine der Druck über p_h so setzt die vorher beschriebene ejektorartige Saugwirkung in der Vorrichtung A sich sukzessive verstärkend zusätzlich ein (s. p₀). Der total resultierende Unterdruck nach der Turbine -: sinkt dann entsprechend dem weiteren Verlauf der ausgezogenen Linie ^₀' teilweise als Folge dieser Ej ektorwirkung, hervorgerufen durch den Druckunterschied

herrührend von der Zylindergruppe 5, 6, 4 (s. punktierten Druckverlauf p₀) als auch durch die Wirkung des Druckverhältnisses Pi : p_a bzw. pi : p₀, d. h. durch die Überdruckwirkung der Zylindergruppe i, 3, 2 gegenüber dem Außendruck p_a bzw. p₀, solange eine solche vorhanden ist. Während p₀ nur den Verlauf des durch die Ej ektorwirkung erzeugten Unterdruckes darstellt, veranschaulicht p₀' den Unterdruck, der durch beide genannten Druck- bzw. Gasgeschwindigkeiten zustande kommt. In den Kurbelwinkeln χ und x' ist, wenn p_x = ρ_ϊτ ist, allerdings praktisch keine Ej ektorwirkung vorhanden. p₀' stellt dann den Unterdruck hinter der Turbine dar, welcher durch die beiden unter gleichem Druck aus der Turbine strömenden, aus 13' bzw. 13" herrührenden Gasteile im Diffusor 20 erzeugt wird. Die Temperatur dieser beiden Gasteile unter gleichem Druck kann nicht eine ganz gleiche sein. Dies wird aber keine große Differenz in den geschilderten Verhältnissen, höchstens eine kleine Änderung der Druckvorgänge im Gefolge haben, was für den Fachmann ohne weiteres verständlich ist. Der entsprechende Druckunterschied ist in Fig. 6 nicht dargestellt, weil dies beim gewählten Maßstab für die Druckwerte nicht in deutlicher Weise möglich ist. p₀ erreicht je in den Kurbelstellungen χ und x' einen maximalen Wert. Die maximale kombinierte Ej ektorwirkung und Überdruckwirkung im Diffusor findet

4.0 zwischen χ und x' statt. p₀' wird dann ein Minimum.

In · Fig. 7 sind 1 bis 8 die acht Zylinder einer Brennkraftmaschine. Die Abgase der Zylinder 1, 2, 7 und 8 werden durch eine Leitung I zur Abgasturbine 12 geführt und diej enigen der Zylinder 3,4,5 und 6 durch eine Abgasleitung II. Die Abgasi·"--leitung I mündet in die Eintrittsstelle 13' der Turbine 12 und die Abgasleitung II in die Eintrittsstelle 13" derselben. 14 ist das Leitrad der Turbine und 15 ihr Laufrad. Als letzteres wird ein zweikränziges Laufrad mit dazwischenliegenden ·:*- Leitschaufeln 15' verwendet, weil angenommen ist, daß ein großes, z. B. überkritisches Druckverhältnis in der Turbine wenigstens zeitweise ausgenutzt wird. An die Turbine schließt sich eine ejektorartige Vorrichtung A an. Diese besteht aus den ^;·" zwei Sammelräumen 16' und 16", einer Leitschaufel 17, einem Mischraum 18, einer sich anschließenden engsten Stelle 19 und einem Diffusor

20. 21 stellt das von der Abgasturbine 12 angetriebene Aufladegebläse dar. Dieses gibt die Auf-'-■ ^: ladeluft durch eine Leitung 22 an die Zylinder 1 bis 8 ab. 10 ist die Kurbelwelle der Maschine und i'i ihre die Leistung nach außen abgebende'Kupplung.

Fdg. 8 zeigt die Kurbelstellungen der Maschine und ihre Drehrichtung.

In Fig. 9 stellt im Diagramm α die voll ausgezogene Linie den Druck P₁ vor der Turbine, d. h. im Eintrittskanal 13', herrührend von den Zylindern 1, 7, 8, 2 dar. p₀ bzw. p₀' ist der Druck nach der Turbine. P₁ ist der Druck im Zylinder 1 während des Auslaß- und Einlaßvorganges der Brennkraftmaschine. p_a ist der Auspuffgegendruck (z. B. der Atmosphärendruck) außerhalb der Turbine. Weil je vier Zylinder in die gleiche Abgasleitung auspuffen, folgen sich in diesem Ausführungsbeispiel ihre Auslaßvorgänge (Auspuffstöße) verhältnismäßig rasch, d. h. in einem Abstand von i8o° Kurbelwirikel. Der Abgasdruck p_n im Eintrittskanal 13", herrührend von den Zylindern 4,6,5 und 3, welcher im Diagramm α gestrichelt dargestellt isit₃ wirkt nun auf die gleiche ejektorartige Vorrichtung A wie die vorher getrennt davon zugeführten Abgase aus den Zylindern 1, 7, 8, 2. Er erzeugt dort, d.h. in den Räumen 16' und 16" bzw. im Mischraum 18, während der Zeitperiode, wo pn größer ist als /»!,herrührend von denZylindern 1,7,8 unid 2., nach der Turbine einen punktiert eingezeichneten Unterdruck p₀.

Ist, wie in Fig. 9 dargestellt, zudem in den Kurbelwinkeln χ der Druck P₁ gleich pn, aber größer als p_a und P₀' und ergeben diese Drücke nach der Abgasturbine noch eine gewisse absolute Austrittsgeschwindigkeit, so wird dadurch, weil ein Diffusor an den Mischraum angeschlossen ist, ebenfalls ein Unterdruck hinter der Turbine hergestellt. Dieser ist mit p₀ bezeichnet. Eine Ej ektorwirkung findet im Kurbelwinkel x, wenn dort beide Drücke P₁ und p_n und die Geschwindigkeitsenergien gleich sind, aber nicht statt. Dreht sich nun die Maschine weiter, so nimmt infolge des gegenüber P₁ steigenden Druckes pn die Ejektorwirkung zu, was durch die fallende Drucklinie p₀ angedeutet ist. Solange auf diesem Kurbelwinkel P₁ größer als p₀ ist, ergibt sich dadurch noch eine weitere Absenkung des Unterdruckes auf p₀' gegenüber dem Außendnuck p_a bis auf den Wert p_omi_n. P₀'min stellt deshalb den unteren Grenzwert des Druckes nach der Turbine dar. Dieser Druck stellt sich beim Kurbelwinkel x' wieder iauf seinen Maximalwert p_Q'_max ein, um weiter zwischen seinen beiden Grenzwerten periodisch zu schwanken. Es besteht dann während der ganzen Periode x-x' gegenüber dem Außendruck p_a hinter der Turbine deshalb ein Unterdruck. Dadurch wird auch das Spüldruckverhältnis P₂₁ : p₀' zwischen Aufladelufteintritt (Spülluft in die Brennkraftmaschine) und Druck nach Turbine dauernd größer ausfallen, als p₂₁ : p_a bei einer ohne die ej ektorartige Vorrichtung arbeitenden Maschine. Dies zeitigt das Resultat, daß eine größere Spülhiftmenge durch die Brennkraftmaschine, die Abasleitungen und durch die Turbine hindurchtritt als ohne die ejektorartige Vorrichtung. Während der ganzen Unterdruckperiode wird deshalb auch der Druck P₁ vor der Gasturbine 12 sowie P₁ im

Zylinder stärker sinken als bei· einer Maschine, die ohne ejektorartige Vorrichtung arbeitet. Der Druck vor der Turbine wird für letzteren Fall durch die strichpunktierte Linie P₁" annähernd angedeutet. Die Diagrammfigur b zeigt ähnliche Druckverhältnisse aber während der Spülperioden der Zylinder 4, 6, 5 und 3. In diesem Fall wird der Gesamtunterdruck p₀' hinter der Turbine 12 durch die Druckdifferenzen zwischen pi bzw. p_n und p_a bzw.

p₀', d. h. durch die Druckstöße P₁ im Eintrittskanal 13', herrührend von den Zylindern 1, 7, 8 und 2, mittels der ejektor artigen Vorrichtung^ erzeugt.

In Fig. 10 sind 1 bis 8 die Brennkraftzylinder

einer achtzylindrigen Brennkraftmaschine. I, II, III und IV sind die vier unter sich getrennten Abgasleitungen mit den vier korrespondierenden, getrennten Eintritten 13', 13", 13'", 13"" der Abgasturbine 12. 10 ist die Kurbelwelle dieser Maschine und 11 ihre die Leistung nach außen abgebende Kupplung. 14 ist das Leitrad dieser Turbine und 15 ihr Laufrad. Es sind zwei ejektorartige Vorrichtungen yi und B angeordnet. 21 ist das von der Abgasturbine 12 angetriebene Aufladegebläse, welches seine Förderluft durch die Leitung 22 zu den Brennkraftzylindern 1 bis 8 abgibt. Es ist hier ferner eine Kühlvorrichtung 24 für die Aufladeluft vorgesehen mit den Kühlmittelzu- und -ableitungen 26, 25.

Die Fig. 11 zeigt die Drehrichtung der Kurbelwelle w sowie die Stellung der einzelnen Kurbeln der Zylinder 1 bis 8.

Fig. 12 zeigt die nähere Ausbildung der Gasturbine und der daran angeschlossenen ejektorartigen Vorrichtungen. 13', 13", 13"', 13"" stellen die Eintrittskanäle der Gasturbine 12 dar. 14 zeigt das Leitrad in Abwicklung, aus welchem man erkennt, daß die vier aus den Leitungen I, II, III und IV zuströmenden Gase auch in diesem getrennt durchtreten. Für die Leitradschaufelung sind hier verengte und nachher konisch sich erweiternde Düsen (Lavaldüsen) vorausgesetzt. In der betreffenden Turbine soll ein höheres, d. h. ein überkritisches Druckverhältnis ausgenutzt werden. 15 ist das Laufrad in ebenfalls abgewickelter Form.

Daran sind zwei ejektorartige Vorrichtungen A und B mit je zwei Sammelkanälen 16', 16" bzw. 16'", 16"" angeschlossen, ferner je ein Mischraum 18 bzw. 18', je eine engste Stelle 19 bzw. 19/ und je eine diffusorartige Erweiterung 20 bzw. 20'. In jeder konischen Erweiterung 20 bzw. 20' kann ein strichpunktiert gezeichnetes verstellbares Füllstück 23 bzw. 23' vorgesehen sein. Dadurch kann die Geschwindigkeitsumsetzung in Druck in den beiden Diffusoren 20 und 20' geändert werden.

In Fig. 13 ist in vier übereinanderliegenden Diagrammen a, b, c, d der Verlauf der absoluten Drücke vor und nach der Abgasturbine dargestellt. P₁ im Diagramm α ist der Druck vor der Abgasturbine, herrührend vom Auspuffen der Zylinder 1 und 8. Er ist durch eine dicke Linie veranschaulicht. Im Diagramm b ist in gleicher Weise der entsprechende Druck p_n, herrührend vom Auspuffvorgang in den Zylindern 7 und 2, eingezeichnet, im Diagramm c der Druck p_m vor der Turbine, herrührend von den Auspuffvorgängen in den Zylindern 6 und 3, und im Diagramm d der entsprechende Druck piy, herrührend von den Zylindern 4 und 5. Man erkennt aus Diagramm a, daß zwischen den Kurbelwinkeln χ bis x' der Abgasdruck pn (gestrichelte Linie), herrührend vom Auspuff des Zylinders 7, über dem Abgasdruck P₁, herrührend vom Zylinder 1, liegt. Während dieser Zeitperiode wird deshalb hinter dem Turbinenlaufrad 15 durch die entstehenden Druck- bzw. Geschwindigkeitsdifferenzen ein unter dem Außendruck p_a liegender Druck p₀ durch die ejektorartige Vorrichtung A erzeugt. Wie dies bereits bei den übrigen Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, wird auch dadurch während dieser Zeitperiode die Spülung des Brennkraftzylinders 1 sowie der daran angeschlossenen Leitungen und Turbinenteile gegenüber bei einer ohne den Erfindungsgegenstand arbeitenden Maschine verstärkt. Ein gleicher Vorgang wird durch den Auspuffstoß des Zylinders 2 in bezug auf eine vermehrte Spülung des Zylinders 8 ausgeübt. Dies ist ebenfalls im Diagramm α gezeigt. Es ist dort auch dargestellt, daß in den Kurbelwinkeln χ und x' bereits ein Unterdruck p₀' erzeugt wird, wenn dann noch eine gewisse absolute Augtrktsgeschwindigkeit hinter der Turbine besteht. Die Drücke P₁ und p_n sind dann gleich groß. Wenn die Geschwindigkeit und die Temperatur der beiden entsprechenden Gasströme ebenfalls gleich sind, so erzeugen dieselben im Mischraum ebenfalls einen gleichen·Unterdruck p₀'. EineEjektorwiTkung findet aber dann dabei nicht statt. Die Diagramme b, c und d zeigen die durch den Erfindungsgegenstand erzielbaren Druckverhältnisse bei den übrigen Zylindern 7, 2 bzw. 6, 3 bzw. 4, 5. Die Diagramme α und b zeigen den Druckverlauf vor und hinter der Turbine 12 dort, wo die Eintrittskammern 13' und 13" liegen und die ejektorartige Vorrichtung A angeordnet ist. Die Diagramme c und d zeigen die gleichen Druckverhältnisse in bezug auf die Turbmeneintrittskammern 13'" und 13"" und die ejektorartige Vorrichtung B.

In den Diagrammen α bis d sind außer den Drücken P₁ bis p_lv auch noch strichpunktiert die Drücke P₁", P₁₁", p_m" bzw. p_1Y" eingetragen, wie sie sich vor der Turbine ergeben würden, wenn ohne den Erfindungsgegenstand gearbeitet wird. Der Aufladeluftdruck wird durch die Linie p₂₁ dargestellt. p₀' ist der total resultierende Druckverlauf nach der Turbine, wenn an deren Austritt ohne und mit Ejektorwirkung stets ein Unterdruck erzeugt wird, wie dies bezüglich der Fig. 6 und 9 bereits eingehend beschrieben wurde. p_o'_max sind die minimal und p_o'_min die maximal erreichbaren Grenzwerte der Unterdrücke nach der Turbine gegenüber dem Außendruck p_a.

In Fig. 14 sind 1 bis 6 die Arbeitszylinder einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine, welche durch drei unter sich getrennte Leitungen I, II, III in die Eintrittsstellen 13', 13", 13'" der Turbine 12 auspuffen. 10 ist die Kurbelwelle der Maschine und 11 die ihre Leistung nach außen abgebende Kupplung.

14 ist das Leitrad der Abgasturbine 12 und 15 ihr Laufrad. Es sind drei ejektorartige Vorrichtungen A₁ B₁ C angeordnet.

Fig. 15 zeigt die Stellungen der Kurbeln der Zylinder 1 bis 6 sowie die Drehrichtung der Maschine.

Wie aus Fig. 16 ersichtlich ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel die ejektor artigen Vorrichtungen A₁ B₁ C anders als bei den" bisher gezeigten Beispielen angeordnet. Der Unterschied besteht darin, daß die Gase aus ein und derselben Turbinen-■ eintrittskammer zu zwei verschiedenen ejektorartigen Vorrichtungen gelangen, und zwar im gezeichneten Beispiel je zur Hälfte. So gelangen beispielsweise die durch die Leitung I bzw: die Eintrittsstelle 13' in das Leitrad 14 eintretenden Gase, nachdem sie das entsprechende Segment des Laufrades 15 durchlaufen haben, zur Hälfte in die ejektorartige Vorrichtung A und zur anderen Hälfte in die entsprechende Vorrichtung B. Herrscht also im Raum 13' ein höherer Druck bzw. eine höhere Geschwindigkeitsenergie als in den anderen Eintrittskanälen 13" und 13'", so wird sowohl in der Vorrichtung A als auch in B und damit hinter den Eintrittssteilen 13" und 13'" ein Unterdruck p₀ gegenüber dem Außendruck p_a erzeugt. Diese in beiden Ejektoren erreichbare Unterdruckeraeugung ist dann selbstverständlich schwächer, als wenn aus einer Turbineneintrittsstelle unter höherem Druck bzw. Geschwindigkeit in die gleiche ejektorartige Vorrichtung nur die Gase von einer einzigen anderen, unter niedrigerem Druck bzw. Geschwindigkeit stehenden Turbineneintrittsstelle zuströmen wurden. -

Aus der Fig. 17 kann nun die Wirkung des Erfindungsgegenstandes für" dieses. Ausführungsbeispiel ersehen werden. Das obere Diagramm α zeigt links die Unterdruckerzeugung hinter der Abgasturbine, die sich beim Spülvorgang des ,Zylinders 1 durch das Auspuffen der Zylinder 3 und 5 einstellt. Ein solcher Unterdruck wird vorerst durch die ejektorartige Vorrichtung A durch den Auspuffstoß des Zylinders 3 erzeugt und nachher ein solcher in B durch den Druckstoß des Zylinders 5, was den 4-5 mit (A) und (B) bezeichneten Kurbelwinkelstrecken im Diagramm a entspricht. Bei. dieser Ausführung wird wegen des kleineren erzeugten Unterdruckes in den Vorrichtungen A₁ B₁ C ein kleineres Spüldruckverhältnis p₂₁: p₀ bzw. p_n : P₀' erzeugtals wenn nur je ein Zylinder gleichzeitig in die gleiche ejektorartige Vorrichtung auspuffen würde, gleich wie je der gleichzeitig zu spülende Zylinder. Die Dauer der Unterdruckperiode, wo P₂₁ : P₀ bzw. P₂₁: p₀' kleiner ist, ist aber länger als bei einer Maschine, wo nur der Auspuff stoß· je eines Zylinders zur Vergrößerung der Spülung eines anderen durch eine Vorrichtung nach dem Erfindungsgegenstand herangezogen wird, wie dies in den Fig. 1 bis 13 zur Darstellung gelangte. Verläuft der Druck im Zylinder 1 nach P₁, so kann eine Spülperiode während des im Diagramm Fig. 17 a eingezeichneten Kurbelwinkels 5" erfolgen. Selbstverständlich kann aber, z. B. aus Rücksicht zu der konstruktiven Ausbildung der Maschine usw., auch nur eine kürzere Spülperiode wirklich ausgenutzt werden.

Im Diagramm a, rechte Seite, sind die Unterdrücke p₀ und P₀ dargestellt, wie sie sich bei der Spülung des Zylinders 6 durch die Auspuffstöße der Zylinder 4 und 2 ergeben. Im Diagramm b werden die Unterdruckverhältnisse hinter dem Turbinenlaufrad 15 während der Spülperiode der Zylinder 3 und 4 durch die Auspuffstöße der Zylinder 5, 6 bzw. 2, ι dargestellt. Die Unterdruckperioden hinter der Turbine sind durch die Kurbelwinkel-Perioden (C) und (A) angedeutet. Im Diagramm c werden hingegen die Unterdrücke hinter dem Turbinenlaufrad 15 während der Spülperioden der Zylinder 5 und 2 durch die Auspuffstöße der Zylinder 6, 4 bzw. 1, 3 zur Darstellung gebracht. Die Unterdruckperioden im Diagramm c sind durch die Kurbelwinkelperioden (B) und (C) dargestellt. P₀ ist der durch die Ejektorwirkung erzeugbare Unterdruck und p₀ der total erreichbare Unterdruck. Beim minimalsten Wert des Druckes nach der Turbine ist die Differenz, besonders in diesem Fall zwischen p₀ und p₀ nicht sehr groß. Dieser Unterschied kommt deshalb in der Diagrammfigur 17, wie dies bereits in den Diagrammfiguren 6, 9 und 13 der Fall war, nicht stark zum Ausdruck.

In den Fig. 18 und 19 sind 1 bis 8 und 1' bis 8' je acht in V-Form angeordnete Zylinder einer Sechszehnzylinder-Brennkraftmaschine. 10 _ist die Kurbelwelle dieser Maschine und 11 die ihre Leistung nach außen abgebende Kupplung. I ist die gemeinsame Abgasleitung von der Brennkraftmaschine zur Abgasturbine für die Zylinder 1, 1', 8, 8'. II ist diejenige für dile Zylinder 2, 2', 7 und 7', III diejenige für die Zylinder 3, 3' und 6, 6' und IV -diejenige für die Zylinder 4, 4', 5 und 5'. Den Abgasleitungen I, IL III und IV entsprechen die Turbineneintrittskanäle 13', 13", 13"' und 13"". Das Leitrad der Turbine wird durch 14 dargestellt. 15 ist das Turbinenlaufrad. Hinter diesem Laufrad sind zwei ejektorartige Vorrichtungen A und B angeordnet. Es ist auch hier wie bei Fig. 14 angenommen, daß die Turbine ein nicht gezeichnetes Auflagegebläse antreibt, das seine Förderluft an die Brennkraftmaschine auf irgendeine Weise abgibt.

In der Stirnänsicht der Maschine in Fig. 19 sieht jjian die Kurbelstellungen bzw. Zündabstände der Maschine. Sie tragen die Nummern der ihnen entsprechenden Zylinder 1 bis 8 bzw. 1' bis 8' in Klammern. Die je einander im V gegenüberliegenden Zylinder 1, i', 2, 2' usw. bis 8, 8' arbeiten auf die gleiche Kurbel der Kurbelwelle. Ihr Zündabstand ist aber jeweils um den öffnungswinkel α des V gegeneinander verschoben. Zwischen den V-förmigen Zylindern und etwas oberhalb derselben sieht man die vier Abgasleitungen I, II, III und IV und dahinter die Gasturbine 12.

Fig. 20 zeigt den Druckverlauf vor und nach der Turbine 12 in Funktion des Kur bei winkeis der Maschine über eine volle Arbeitsperiode von 720⁰ derselben. Diagramm α zeigt durch einen ausgezogenen Linienzug den Druckverlauf P₁ in der

Abgasleitung I. Der von den Zylindern i' und ι herrührende Druck P₁ vor der Turbine wird durch die Einwirkung der Auspuffgase der Zylinder j' und 7 (Drucken), welche durch die Leitung II und die Eintrittsstelle 13" in die Turbine, aber in die gleiche ejektorartige Vorrichtung^ übertreten, während der Spülperiode in den Zylindern i' und 1 erniedrigt. Dies geschieht auch hier dadurch, daß hinter der Turbine durch die Ejektorwirkung ein Druck p₀ hergestellt wird, der tiefer ist als der Auspuffgegendruck p_a, gegen welchen die Auspuffgase sonst aus der Turbine treten müßten. Dieser Unterdruck p₀ dauert von der Kurbelstellung χ bis zur Kurbelstellung x¹ bei Zylinder 1. Der Druck im Zylinder 1 selbst während der Aus- und Einlaßperiode wird durch P₁ dargestellt.

S stellt die für die Maschine gewählte Dauer der Spülperiode dar. Dieselbe könnte, wie aus dem Diagramm klar hervorgeht, aber noch langer gewählt werden. Während der Unterdruckperiode nach der Turbine stellt sich auch der Druck vor der Turbine tiefer ein als bei einer ohne die Erfindung arbeitenden Maschine. Der Druck der letzteren während dieser Periode wird durch die strichpunktierte Linie p{' dargestellt. Im rechten Teil der Diagrammfigur α sehen wir, wie bei den Zylindern 1 und i' bereits erwähnt, die gleichen Verhältnisse, die während der Spülperiode der Zylinder 8' und 8 stattfinden, dargestellt. Die Diagrammfigur b zeigt die gleichen Verhältnisse in bezug auf die Zylinder 5', 5 bzw. 4', 4, die Diagrammfigur c dieselben von Zylinder 7', 7 und 2', 2 und Diagrammfigur d dieselben von Zylinder 3', 3 und 6', 6. Die Diagramme α und c zeigen den Verlauf der Drücke vor und in der ejektorartigen Vorrichtung A und die Diagramme b und d diejenigen vor und in der ejektorartigen Vorrichtung B. p_m und Ριγ sind die Drücke in den Eintrittskammern 13"' und 13"" vor der Turbine. P₁₁", p_m" und p_lv" zeigen strichpunktiert den Verlauf des Druckes vor der Abgasturbine in den Kammern 13", 13'" bzw. 13"" während der entsprechenden Spülperioden, wenn nicht nach dem Erfindungsgegenstand gearbeitet würde. />₂₁ ist der vom nicht gezeichneten

Aufladegebläse gelieferte Aufladedruck, der vor den Eintrittsorganen der Zylinder 1 bis 8 bzw. 1' bis 8' herrscht.

Die im gesamten nach der Turbine resultierenden Drücke p₀' sind in. den Diagrammen α bis d ebenfalls

eingetragen. Diese rühren, wie bereits an anderen Stellen erwähnt, einerseits von den herrschenden Gasaustrittsgeschwindigkeiten nach der Abgasturbine her, mittels deren gegenüber p_a ein Unterdruck hinter der Turbine, wenn nach den Mischräumen Diffusoren angeschlossen sind, hergestellt werden kann, und andererseits von der ejektorartigen Wirkung solcher Gasaustritte aus der Turbine, welche mit verschiedener Energie zur gleichen Zeit in die ejektorartigen Vorrichtungen nach dem Erfindungsgegenstand auspuffen.

In Fig. 2:i sind 1 bis 6 die sechs Zylinder einer Zweitakt-Brennkraftmaschine. 10 ist ihre Kurbelwelle und 11 ihre Kupplung, mit welcher die Kraft der Brennkraftmaschine nach außen abgegeben wird. Die Zylinder r, 2, 3 puffen durch die Abgasleitung I in den Eintrittsteil 13' der Abgasturbine 12 aus. Die Zylinder 4, 5, 6 puffen hingegen durch die Leitung II in eine· von 13' getrennte Eintrittskammer 13" der Abgasturbine 12 aus. Aus den Kammern 13' und 13" der Abgasturbine 12 beaufschlagen die Abgase der Brennkraftmaschine, getrennt voneinander, durch das Leitrad 14 hindurch das Laufrad 15 der Turbine. Erfindungsgemäß ist nun an die Abgasturbine 12 eine ejektorartige Vorrichtung^ angebaut. Diese ejektorartige Vorrich- tnngA besteht aus den zwei: Gassammeiräumen 16' und 16", den Führungsschaufeln 17, dem Mischraum 18 und dem sich daran anschließenden Diffusor 20. 21 ist ein Aufladegebläse, das von der Abgasturbine 12 angetrieben wird. Dasselbe gibt seine Förderluft durch die Leitung 22 an den Spülluftbehälter 40 der Zweitakt-Brennkraftmaschine ab. Von dort tritt die Spülluft durch die Schlitze 41 in die verschiedenen Zylinder 1 bis 6. Im Spülluftbehälter 40 kann eine Kühlvorrichtung 42 eingebaut sein, welche die durch die Leitung 22 zuströmende Spülluftmenge vor Eintritt in die Zylinder durch die Eintrittsschlitze 41 kühlt. Das Wasser wird der Kühlvorrichtung durch die Leitung 43 zu- und durch die Leitung 44 abgeführt. Es ist nun noch ein von der Brennkraftmaschine angetriebenes Gebläse 45 angeordnet, welches seine Luft von außen, beispielsweise durch einen Filter 46, erhält. Die Förderluft dieses Gebläses gelangt in den Raum 47. Von diesem kann sie durch die Klappen 48 direkt in den Spülluftbehälter 40 gelangen. Dies ist beispielsweise der Fall, solange das Gebläse 21 noch keinen Druck erzeugt, der höher ist als der vom Gebläse 45 erzeugte. Das mechanisch angetriebene Gebläse 45 kann aber auch seine Förderluft über den Raum 47 durch den Eintritt 49 an das abgasturbinengetriebene Gebläse 21 direkt abgeben. Erzeugt das Gebläse 21 einen höheren Druck als das Gebläse 45, so schließen sich die Klappen 48, und alle vom Gebläse 45 geförderte Luft gelangt vorerst ins Gebläse 21 und wird dort weiterverdichtet, um schließlich zum Spüllufteintrittsraum. oder Behälter 40 und zu den Zylindern der Brennkraftmaschine zu gelangen. Im Raum 47 kann ebenfalls eine Kühlvorrichtung 50 eingebaut sein, um die Förderluft des Gebläses 45 zu kühlen. Das Kühlwasser wird dieser Vorrichtung durch die Leitung 51 zu- und durch die Leitung 52 abgeführt. Aus der Fig. 22 ist die Stellung der Kurbeln für die verschiedenen Zylinder 1 bis 6 und die Drehrichtung der Brennkraftmaschine ersichtlich.

In Fig. 23 ist P₁ der absolute Druck in der Abgasleitung I bzw. im Raum 13' und P₁₁ derjenige in der Abgasleitung II bzw. im Raum 13" der Abgasturbine 12. Ihr Verlauf ist hier in Funktion des Kurbelwinkels von 0 bis 360⁰, d. h. über eine volle Arbeitsperiode einer Zweitakt-Brennkraftmaschine, aufgetragen. Das obere Diagramm α veranschaulicht in ausgezogenen Linien die Gasdrücke P₁ im Raum 13', und das Diagramm b durch gleiche Linien die Drücke p_n im Raum 13". Demgegenüber

sind im Diagramm α die Gasdrücke pn im Raum 13" durch gestrichelte Linien angegeben und im Diagramm b die Gasdrücke^, welche im Raum 13' herrschen. Die besondere Zusammenfassung der beiden Gasströme aus 13' und 13" in einer ejektorartigen Vorrichtung A hinter der Turbine bewirkt nun, wenn die absolute Gasiaustrittsgeschwindigkeit in dem einen beaufschlagten Laufradabschnitt größer ist als· im anderen, daß dadurch hinter der Turbine ein niedrigerer Druck (Unterdruck) gegenüber 'dem Außendruck erzeugt wird. Die Linien p₀ stellen den Verlauf dieses Druckes dar, wenn p_a die Höhe des Außendruckes veranschaulicht. p₀ wird, weil pi und />_π sich ändern, wenigstens vorüber-gehend, niedriger als p_a.

Verfolgen wir nun im Diagramm α den Abgasdruck P₁, vom Zylinder 1 herrührend, so· sehen' wir, daß im Kurbelwinkel χ der gestrichelt eingezeichnete Druck pn vor der Turbine, herrührend vom Zylinder 5, sich gleich einstellt wie pi, herrührend von Zylinder 1. Später steigt pn über den Druck P₁ weit hinaus und fällt dann nachher wieder. Dabei erreicht er beim Kurbelwinkel x¹ wieder den gleichen Druck, wie er in der Abgasleitung I herrscht. Es ist nun leicht erkennbar, daß während der Kurbeldrehung von χ auf x' durch die ejektorartige Vorrichtung A gegenüber dem Außendruck pa ein Unterdruck hinter dem Turbinenlaufrad erzeugt wird, wie dies durch den punktiert angedeuteten Linienzug p₀ dargestellt ist. Durch das Aufladegebläse 45 bzw. 21 werden nun idem Spülluftbehälter 40 und damit auch der Brennkraftmaschine Spül- und Aufladeluft unter dem Druck P₂₁ zugeführt. Es herrscht deshalb zwischen ihrem Eintritt in die Brennkraftmaschine und dem. Austritt aus der Turbine 12 ein sich dauernd änderndes Druckverhältnis p₂₁: p₀.

P₁ stellt den Druckverlauf im Zylinder 1 selbst während der Auspuff- und Einlaßperiode dar. Er ist auch hier im gleichen Zeitpunkt höher als der Druck pi vor der Abgasturbine. Diese Druckdifferenz ist abhängig von den Durchgangsquersehnitten der Brennkraftmaschine und der Abgasleitung zur Turbine.

Man erkennt aus dem Diagramm a, daß zwischen den Kurbelwinkeln s und s', welche Kurbelstrecke durch vS¹ bezeichnet ist, der Druck P₁ unter denSpül- und Aufladedruck p₂₁ fällt. Während dieses Kurbelwinkelbereiches wird, deshalb Aufladeluft in den Zylinder eintreten. Dieser Kurbelwinkelbereich kann deshalb für die Spülung und Aufladung des Zylinders verwendet werden.

Wenn auch hier die Ausbildung der Brennkraft¹ maschine, der Abgasleitungen und der Abgasturbine 12 so getroffen ist, daß mindestens in gewissen Kurbelstellungen der Brennkraftmaschine die absolute Gasaustrittsgeschwindigkeit aus der Turbine 12 einen positiven Wert hat, so wird ohne eine Ejektorwirkung dadurch allein schon ein gewisser Unterdruck vor dem Diffusor 20 erzeugt. Dies ist in Fig. 23 a durch den dick ausgezogenen Linienzug p_Q' angedeutet. p₀ ist dabei der aus dieser Unterdruckerzeugung und durch die Ejektorwirkung resultierende Unterdruck. Im 'Kurbelwinkel χ und x' findet keine Ejektorwirkung statt. P₀' ist dann nur der Unterdruck allein, herrührend von den Gasaustrittsgeschwindigkeiten aus der Turbine. Er rührt nicht von einer Beeinflussung des einen Gasstromes durch den anderen her, welche in die gleiche ejektorartige Vorrichtung eintreten.

Durch eine ejektorartige Vorrichtung wird im dargestellten Fall dauernd ein Unterdruck hinter der Abgasturbine hergestellt, der aber periodisch schwankt. Der niedrigste Druck hinter der Turbine entspricht dem absoluten Druck p_omi_ns der höchste Druck hinter derselben hingegen^ dem absoluten Druck pQmax- Der erstere entsteht, wenn in dem einen Eintrittsteil der ejektorartigen Vorrichtung ein Höchstwert an Gasenergie vorhanden ist, wodurch die in die gleiche Vorrichtung mit niedrigerer Energie eintretenden Gase durch Ejektorwirkung im größten Ausmaß beschleunigt werden. Es entsteht dann durch diese ejektorartige Wirkung der niedrigste Druck p₀. In diesem Zeitpunkt wird aber auch noch eine weitere Verkleinerung dieses Druckes, auf p_o'_m{_n beim Erfindungsgegenstand mit an den Mischraum angeschlossenem Diffusor eintreten, wenn dann die Gasaustrittsenergie aus der Turbine, vom gespülten Zylinder herrührend, noch einen positiven Wert hat. Ist der Eintrittsdruck vor der Turbine pi bzw. pn, aber wenigstens zeitweise tiefer als p_a, wie dies z. B-. entsprechend der Fig. 6 und auch Fig. 20 angenommen ist, so verstärkt sich dadurch die Ejektorwirkung wegen der größeren Druckdifferenz der zusammenarbeitenden Gasteile. Eine wesentliche Erniedrigung des Unterdruckes durch eine zusätzliche Energiewirkung findet nicht mehr statt. P₀' ist dann praktisch gleich p₀.

Im Diagramm b wird der Einfluß der ejektorartigen Vorrichtung A auf die Spül- und Ladevorgänge in den Zylindern 6, 5 und 4 durch die Druckstöße, herrührend von den Zylindern 1, 3 und 2, in ähnlicher Weise wie im Diagramm α dargestellt. P_01nIn ist dann der resultierende Druck beider Gasenergiewirkungen. p_Q'_max ist der höchste Druck hinter der Turbine.

Fig. 24 zeigt einen Axialschnitt entsprechend der Linie I-I von Fig. 25 und letztere einen Radialschnitt ,entsprechend U-II der Fig. 24. Fig. 26 veranschäulicht einen partiellen Radialschnitt entsprechend dem Linienizug IH-III von· Fig. 25, aber bei einer anderen Ausführungsart. In den Fig. 24 bis 26 ist 14 das Leitrad und 15 das Laufrad der Abgasturbine 12. Diese Turbine treibt das Gebläserad 27 des Aufladegebläses 21 an. Es sind an der Turbine zwei unter sich getrennte Gaseintrittskanäle 13' und 13" im Eintrittsgehäuse 28 der Turbine 12 vorhanden. Die durch den Eintrittskanal 13' eintretenden Abgase treten nach Verlassen des Laufrades 15 in den Sammel- und Leitkanal 16' des Austrittsgehäuses 29 der Turbine. Dieser erstreckt sich in tangentiaier Richtung um das Laufrad 15 herum und erweitert sich spiralförmig bis zu seinem Austritt 30 in den Mischraum 18. Die durch den Eintrittskanal 13" eintretende Gasmenge

tritt nach ihrem Austritt aus dem Laufrad 15 in einen andern spiralförmig erweiterten Kanal 16" des Gehäuses 29 über. Dieser erstreckt sich ebenfalls in tangentialer Richtung und übergreift den Kanal i6'. Er ist von 16' durch die Wand 17 getrennt. Beide Kanäle i6' und 16" sind so ausgebildet, daß in ihrem ganzen Verlauf die beim Austritt aus dem Turbinenlaufrad 15 herrschende absolute Austrittsgeschwindigkeit der aufgenommenen Gase möglichst erhalten bleibt. Die beiden durch 16' und 16" fließenden Gasströme mischen sich nach ihrer im Querschnitt 30 beginnenden Vereinigung, d. h. im Mischraum 18. Die mit größerer Geschwindigkeit abwechslungsweise in den Mischraum 18 eintretenden Abgase aus den Kanälen i6' bzw. 16" beschleunigen die mit kleinerer Geschwindigkeit in letzteren fließenden Gase. Es wird sich deshalb im engsten Querschnitt 19 (bei überkritischem Druckverhältnis von p_a : p₀' schon vorher) ebenfalls abwechslungsweise eine resultierende, in ihrer Größe veränderliche Gasgeschwindigkeit w einstellen, die zwischen den beiden genannten Geschwindigkeiten liegt. Je nach der erzielbaren Geschwindigkeit w läßt sich nun im angeschlossenen Diffusor 20 eine gewisse Druckerhöhung erreichen. Bei einem Gegendruck p_a am Diffusoraustritt wird deshalb im engsten Querschnitt 19 (bei überkritischen Geschwindigkeitsverhältnissen schon vorher) und damit auch im Mischraum 18 und den Kanälen 16' und 16" hinter dem Laufrad 15 sich ein gewisser maximaler Unterdruck p₀' herstellen lassen. Im Diffusor 20 kann, wie bereits andernorts erwähnt, noch ein Füllstück 23 von bestimmter konischer Form vorgesehen sein, welche gegenüber dem Diffusor 20 axial verschiebbar ist. Die Verschiebung kann z. B. durch die Spindel 31, welche im Lager 32 verschiebbar angeordnet ist, bewerkstelligt werden.

Um die Mischung der beiden Gasströme nach ihrem Austritt aus den Kanälen 16' und 16" wirksamer zu gestalten, kann vor der Austrittsstelle bzw. Düse 30, wie dies in Fig. 25 strichpunktiert angedeutet ist, wenigstens vor der Übergangsstelle 30 eine Trennwand 33, welche eine wellige Oberfläche besitzt, statt einer verhältnismäßig glatten Wand 17 eingebaut sein.

Fig. 26 zeigt in einem Querschnitt zu den Kanälen 16' und 16" eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Trennwand 33. Diese ist so wellig ausgebildet, daß bei Beginn des Mischraumes 18 bei 30 die beiden Gasströme in 16' und 16" auf einer möglichst großen Oberfläche sich berühren. Damit soll die Beschleunigung des Gasstromes mit kleinerer Geschwindigkeit durch den Gasstrom mit größerer Geschwindigkeit rascher und verlustloser erfolgen. Je größer die sich gegenseitig berührende Oberfläche der beiden Gasströme ist, um so wirksamer und rascher kann diese Beschleunigung durchgeführt werden. Fig. 27 zeigt einen Axialschnitt nach dem Linienzug I-I von Fig. 28 und letztere einen Radialschnitt nach II-II von Fig. 27. 14 ist das Leitrad der Turbine und 15 das Laufrad. Das letztere treibt das Gebläserad 27 des Aufladegebläses 21 an. Es sind wieder zwei unter sich getrennte Gaseintrittskanäle 13' und 13" im Eintrittsgehäuse 28 vorhanden. Diese geben aber die Gase in axial-radialer Richtung auf das Leitrad 14 und das Laufrad 15 ab. Hinter dem Laufrad 15 sind wieder außen zwei Sammel- und Leitkanäle 16' und 16" spiralförmig angeordnet. Als Trennwand zwischen den beiden Kanälen ist eine dünne Wand 17 z. B. derart in das Turbinenaustrittsgehäuse 29 eingegossen, daß der Durchflußquerschnitt der beiden Kanäle i6' und 16" vom Anfang der Kanäle an sich sukzessive so ändert, daß die absolute Gasaustrittsgeschwindigkeit aus dem Turbinenrad 15 bis zur Austrittsdüse 30 dieser Kanäle in die Mischkammer 18 mindestens annähernd erhalten bleibt. 19 ist die engste Stelle des Diffusors 20. Wenn in dem einen der Kanäle i6' bzw. 16" abwechslungsweise eine höhere Gasgeschwindigkeit herrscht als in dem anderen, was bei einer Brennkraftmaschine nach dem Erfindungsgegenstand wenigstens zeitweise der Fall sein muß, so wird dadurch im Querschnitt 19 eine gewisse Geschwindigkeit erzeugt. Dieser Geschwindigkeit entspricht dann ein gewisser Unterdruck im Mischraum 18 und den angeschlossenen Kanälen 16' und 16". Dieser Unterdruck hängt von der im engsten Querschnitt 19 oder bei überkritischem Druckverhältnis schon vorher erzielbaren resultierenden Gasgeschwindigkeit ab. Je größer diese Geschwindigkeit ist, um so mehr Unterdruck kann hinter dem Laufrad 15 erzeugt werden. Es wird dann durch diese Geschwindigkeit die Gesamtgasmenge von diesem Unterdruck im Diffusor 20 auf den Außendruck verdichtet.

Fig. 29 zeigt einen Axialschnitt entsprechend dem Linienzug I-I von Fig. 30, und letztere zeigt einen Radialschnitt durch Fig. 29 entsprechend dem Linienzug II-II. Alle Schnitte sind in Richtung der eingezeichneten Pfeile gesehen. 14 ist das Leitrad der Turbine und 15 ihr Laufrad. 28 ist das Turbineneintrittsgehäuse mit den zwei Eintrittskanälen 13' und 13". 29 ist das Turbinenaustritts- gehäuse. Beim Austritt aus dem Turbinenrad 15 werden die Gase durch geeignet gerichtete Leitschaufeln 34 aufgenommen, umgelenkt und in die Räume 16' und 16" geleitet, welche durch die vorzugsweise radial angeordneten Trennwände 17 voneinander getrennt sind. Die Trennwände 17 reichen mit ihrem Ende 30 bis zur Eintrittsstelle der Gase in die Mischkammer 18. Die Durchflußquerschnitte der Kanäle i6' und 16" werden vorzugsweise so gewählt, daß darin die absolute Gasaustrittsgeschwindigkeit aus der Turbine möglichst erhalten bleibt. Von der Mischstelle 18 gelangen die Gase zur engsten Stelle 19 des Diffusors und dann in die konische Erweiterung 20 desselben, und weiter zum Austritt in eine nicht gezeigte Austrittsleitung. Die Richtung der inneren Wand 35 der Kanalteile i6' und 16" wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß möglichst bei der Austrittsdüse 30 schon die ineinanderströmenden Gase praktisch über die ganze Durchströmfläche des Mischraumes 18 bzw. der engsten Stelle 19 des Diffusors gleich-

mäßig verteilt sind. Dadurch soll eine innige Mischung der aus den Kanälen i6' und i6" in die Mischkammer i8 austretenden Gase erfolgen.

Die Ausbildung der Kanäle i6' und i6" kann gegen den Mischraum i8 hin so erfolgen, wie dies in den Fig. 29 und 31 bis 33 dargestellt ist.

Die Fig. 31 zeigt einen Schnitt entsprechend LinienEUg III-III von Fig. 29; Fig. 32 einen solchen entsprechend Linienzug IV-IV und Fig. 33 eine Ansicht entsprechend Linienzug V-V, beide der gleichen Figur. Es ist, wie aus diesen ersichtlich, statt einer durchwegs glatten Trennwand 17 eine wellig geformte Trennwand 33 längs einer gewissen Strecke vor der Übertrittsstelle 30 der Gase in den Mischraum 18 angeordnet. Wie aus Fig. 29 ersichtlich, wird diese wellige Form zwischen dem Austrittsende der inneren Kanal wände 35 bis zur Übertrittsstelle 30 verwendet. Die Wellen beginnen nahe dem Austrittsende der inneren Kanalwand 35 der Kanäle 16' und 16" in wenig ausgeprägter Form (s. Fig. 31). Sie nehmen an Zahl gegen den Austritt 30 immer mehr zu und vertiefen sich auch (Fig. 32 und 33). Die wellenartigen Vertiefungen werden an der Übergangsstelle 30 (Fig: 33) so ausgebildet, daß die zwei austretenden Gasströme von je gleicher totaler Querschnittsgröße sich eng umklammern. Damit wird der gegenseitige Einfluß derselben ein rascher und wirksamer. Aus Fig. 29 erkennt man auch, daß 'der äußere Durchmesser des Turbinenaustrittsgehäuses 29 zwischen' den Schnittstellen III bis V gleichgehalten ist. Auf dieser Strecke soll nur eine Oberflächeriänderung der beiden Gasströme unter Beibehaltung ihrer Querschnittsfläche zwecks Erreichung einer großen Berührungsoberfläche beim Zusammentritt der beiden Gasströme erzielt werden.

Fig. 34 stellt noch einen Schnitt entsprechend Linie VI-VI von Fig. 29 dar. Man erkennt darin, daß an dieser Stelle keine Trennwand 17 oder 33 mehr vorhanden ist. Die beiden dojrt bereits innig gemischten Gasströme füllen den ganzen Querschnitt aus, und ihre Geschwindigkeit setzt sich im Diffusor 20 in Druck um.

In Fig. 29 ist noch durch strichpunktierte Linien gezeigt, daß das Stück mit der wellenartigen Trennungswand 33 auch weggelassen werden kann. In diesem Fall mischen sich die beiden in den Kanal teilen 16' und 16" getrennt strömenden Gasströme bald nach dem Laufrad 15. Die Trennwände 17 reichen deshalb nur bis zu ihren Enden 30'. Der Mischraum 18' liegt dann nahe bei der Innenwand 35. Die engste Stelle 19' des Diffusors 20' sowie letzterer liegen ebenfalls näher am Turbinenaustritt. Diese Ausbildung ist aber in ihrer Wirkung, besonders weil die Mischung der beiden ungleich schnell fließenden Gase nicht so gleichmäßig erfolgt, schlechter. Sie kann jedoch in manchen Fällen genügen.

Fig· 35 stellt einen Schnitt entsprechend dem Linienzug I-I der Fig. 36 dar und Fig. 36 einen Schnitt entsprechend der Linie H-II von Fig. 35.

Fig. 37 stellt einen partiellen Schnitt entsprechend der Linie IH-III von Fig. 36 dar.

In den Fig. 35 und 36 ist 28 ein Turbineneintrittsgehäuse mit vier unter sich getrennten Eintrittskanälen 13', 13", 13'", 13"". Aus diesen treten die Gase in tangentialer Richtung durch die Leitradschaufelung 14 in die Laufradschaufelung 15. Aus jedem der Eintrittskanäle gelangen die Gase, ebenfalls getrennt, durch die Leitradschaufelung und durch ein gewisses Segment der Laufradschaufelung. Nach der Laufradschaufelung sind z. B. acht feste Auffangschaufeln 34 angeordnet, die so gerichtet sind, daß sie für eine möglichst stoßfreie Aufnahme der Gase aus dem Laufrad sorgen. Vier dieser Auffangschaufeln 34 sind in den vier Trennwänden 17 verlängert, so daß nach dem Laufrad vier getrennte Kanalteile 16', 16", 16"' und 16"" entstehen. Die durch die Leitkanäle 16' und 16" bzw. 16"' und 16"" fließenden Gase werden nun je in eine ejektorartige Vorrichtung A bzw. B übergeführt. Diese zwei Vorrichtungen^ und B bestehen im dargestellten Beispiel je aus einem Mischraum 18 bzw. 18', zwei engsten Stellen 19 und 19' und aus den daran angeschlossenen zwei Diffusoren 20 und 20'. Alle diese drei Teile haben je einen halbkreisförmigen Querschnitt. Die halbkreisförmigen Querschnitte der Teile 18 und 18'· bzw. 19 und 19' bzw. 20 und 20' können, wie gezeichnet, durch die Einsetzung einer Trennwand 33 in einer Leitung mit rundem Querschnitt" hergestellt werden. Fig. 36 a ist eine Ansicht des Austrittsendes der ejektorartigen Vorrichtung 20, 20', in der PfeilrichtunglV von Fig. 36 gesehen. Man erkennt dort die Trennwand 33 zwischen den Diffusoren 20 und 20'.

In Fig. 37 erkennt man die Trennwand 33 zwischen den beiden ejektorartigen Vorrichtungen. Man sieht dort auch, wie und wie weit die Trennwände 17, welche die Kanäle 16', 16", i6'" und 16"" trennen, reichem. Diese Kanäle nehmen, wie bereits erwähnt, die Abgase aus der Turbine durch ihre besonders geformten Eintrittsschaufeln 34 auf und sichern eine möglichst verlustlose Weiterleitung derselben.

In den Fig. 38 bis 41 stellt Fig. 38 einen partiellen Längsschnitt durch die Abgasturbine und die ejektorartige Vorrichtung ebenfalls für eine Turbine mit vier getrennten Eintritten entsprechend der Linie IV-IV der Fig. 39 dar. Die Fig. 39 ist ein Radialschnitt entsprechend der Linie I-I, Fig. 40 ein solcher entsprechend der Linie H-II und Fig. 41 ein solcher entsprechend Linie HI-III, alles Schnitte durch die Fig. 38. In Fig. 38 sieht man, daß dort der Durchflußquerschnitt in der Strömungsrichtung auf der Strecke, wo die wellenförmigen Trennwände vorgesehen sind, sich erweitert. Es ist hier nämlich angenommen, daß mindestens der in die ejektorartige Vorrichtung einströmende Gasstrom mit höherer Energie eine überkritische 'Geschwindigkeit vor seiner Mischung mit dem andern, in die gleiche Vorrichtung eintretenden Gasstrom erhalten soll. Hierzu ist nach dem engsten Querschnitt, nach dem Querschnitt I-I, ine entsprechende Querschnittserweiterung, wie gezeichnet und wie bei einer Lavaldüse, notwendig.

Hinter dem Laufrad 15 sind im Turbinenaustrittsgehäuse 29 wieder mindestens annähernd radiale Trennwände 17 eingebaut (Fig. 39). Diese gehen aber vor dem Mischraum 18, 18' einerseits in eine ebene Trennwand 33" und zwei solche mit wellenartiger Form 33 und 33' über. Die Form der Trennwände 33, 33' und 33" ist aus Fig. 40 ersichtlich. Dort sieht man eine radiale, ebene Mittelwand 33", und quer dazu verlaufen die wellenartigen Trennwände 33 und 33'. Durch diese Trennwände entsteht eine Verlängerung der Kanalteile 16', 16", 16'" und 16"". Die wellenartigen Trennwände 33 und 33' reichen bis· zu ihrem äußeren Ende 30 bzw. 30' vor den Mischräumen 18 und 18'.

Von dort weg besteht nur noch die Trennwand 33" bis zum Ende der Diffusoren 20 und 20'. Diese letzteren haben nach der gezeichneten Darstellung auch halbkreisförmige Querschnitte. Sie könnten aber auch mit runden oder andern Querschnitten hergestellt sein.

In Fig. 41 sieht man, weil dieser Schnitt von außen gesehen ist, die wellenförmigen Trennwände 33 und 33' in Ansicht sowie die vertikale Trennwand 33" im Schnitt.

In Fig. 39 sieht man ebenfalls den Schnitt durch die Kanalteile i6', 16", 16"' und 16"" und durch die dort radial verlaufenden Wände 17.

Eine Ausführung nach den Fig. 38 bis 41 mit wellenförmigen, ineinandergreifenden Durchflußquerschnitten ergibt, wie dies bereits für die Fig. 29 bis 34 beschrieben worden ist, eine bessere Wirkung der ejektorartigen Vorrichtungen, weil die unter verschiedenen Geschwindigkeiten aufeinandertreffenden Gasströme jeweils besser ineinandergreifen, d. h. sich auf einer größeren Oberfläche bei ihrer Mischung berühren.

In den Diagrammfiguren 6, 9, 13, 17, 20 und 23 sind die Druckverhältnisse vor und hinter der Abgasturbine bei relativ hoher Belastung der betreffenden Brennkraftmaschine dargestellt. Der Erfindungsgegenstand wirkt aber auch zur Erhöhung des Spülluftdurchsatzes bei kleinen Belastungen derselben in ähnlicher Weise, was insbesondere auch das Anlassen der Brennkraftmaschine, ihre Beschleunigung und ihre plötzlich gesteigerte Krafterzeugung wesentlich erleichtert und sichert. Ein nach dem Erfindungsgegenstand arbeitende Maschine wird auch unter besseren Gastemperaturverhältnissen arbeiten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zum Aufladen und Spülen von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen durch abgasturbinengetriebene Gebläse, in welchen die Abgase von mindestens zwei Motorzylindern mit gegenseitig verschobener Arbeitsphase durch zwei getrennte Leitungen zu derselben Abgasturbine in getrennte Turbinenlaufradsektoren mit verschieden großen Energie-Inhalten geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß je die aus mindestens zwei Turbinenlaufradsektoren mit verschieden großen Energieinhalten austretenden Gasströme in eine hinter der Turbinenschaufelung angeordnete gemeinsame, ejektorartige Vorrichtung geleitet werden, wobei die mit größerer Geschwindigkeit in diese Vorrichtung eintretenden Abgase mit den mit kleinerer Geschwindigkeit eintretenden Abgasen gemischt werden, derart, daß bei dieser Mischung der Abgase hinter dem Turbinenlaufrad ein Unterdruck gegenüber dem Außendruck erzeugt wird.
2. Einrichtung zum Aufladen und Spülen von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je für die aus mindestens zwei Turbinenlaufradsektoren (13', 13", 13'", 13"") mit verschieden großen Energieinhalten austretenden Gasströme ein gemeinsamer Raum (18, 18', 18") vorgesehen ist, in dem sich diese Gasströme mischen und der Austritt (19, 19', 19") aus diesem Raum als Ejektor (19, 19', 19") ausgebildet ist, derart, daß die Gase, die mit größerer Energie in den Mischraum (18, 18', 18") des Ejektors (19, 19', 19") eintreten, bei ihrer Mischung mit den Gasen kleinerer Energie hinter den entsprechenden Turbinenlaufradsektoren einen Unterdruck erzeugen.
3. Einrichtung zum Aufladen und Spülen von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ejektorartige Vorrichtung anschließend an den Mischraum für die zugeführten Gasteile mit einer diffusorartigen Erweiterung versehen ist.
4. Verfahren zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zeitpunkt, wo die Energien der getrennt aus der Turbine in die ejektorartige Vorrichtung strömenden Gasteile gleich groß sind, diesen gleich großen Energien ein gegenüber dem Atmosphärendruck positiver Wert gegeben wird und der ejektorartigen Vorrichtung ein Diffusor nachgeschaltet wird, damit auch in diesem Zeitpunkt, wo infolge der Gleichheit dieser Energien keine Ejektorwirkung stattfindet, hinter dem Laufrad trotzdem ein Unterdruck erzeugt wird, so daß dadurch während der ganzen Arbeitsperiode der Brennkraftmaschine ein Unterdruck herrscht.
5. Verfahren zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Turbine als auch in den hinter der Turbine anschließenden Teilen höchstens bis zur Schallgeschwindigkeit reichende Gasgeschwindigkeiten auftreten.
6. Verfahren zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der Energie umsetzenden Teile mindestens zeitweise Gasgeschwindigkeiten erzeugt werden, welche über der Schallgeschwindigkeit liegen.
7. Verfahren zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach

Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Energie umsetzenden Teilen mindestens zeitweise über die Schallgeschwindigkeit hinausgehende Gasgeschwindigkeiten erzeugt werden.
8. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Zylinder mit gemeinsamen· ejektorartigen Vorrichtungen verbunden sind, denen Arbeitsspiele zeitlich so zueinander versetzt sind, daß der Druck hinter der Turbine jeweils beim Spülen eines Zylinders am tiefsten ist.
9. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerade Anzahl von getrennten Abgasleitungen zur Abgasturbine führen.
10. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2 mit einer ungeraden Anzahl von getrennten Abgasleitungen zur Abgasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungerade Anzahl von ejektorartigen Vorrichtungen derart angeordnet ist, daß jede ejektorartige Vorrichtung je die halbe Menge des aus zwei nebeneinander in die Turbine mündenden Abgasleitungen austretenden Gases aufnimmt.
11. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2 mit mehreren ejektor artigen Vorrichtungen mit Diffusoren, dadurch gekennzeichnet, daß in die Diffuseren Vorrichtungen eingebaut sind, mit welchen die Verdichtung in diesen Diffusoren beeinflußt werden kann.
12. Einrichtung zur Spülung und' Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtungen in den Diffusoren verstellbare Füllstücke sind.
13. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Turbinenlaufrad und der ejektorartigen Vorrichtung je unter sich getrennte Kanäle vorgesehen sind.
14. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzyldndrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß spiralförmige, getrennte Kanäle vorgesehen sind, welche die Gase aus den Turbinenlaufradabschnitten unter annähernder Beibehaltung ihrer dortigen Austrittsgeschwindigkeit zu einer zur Turbine tangential angeordneten ejektorartigen Vorrichtung führen.
15. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Abgasturbinenlaufrad getrennte, gegen die Turbinenachse gerichtete Kanäle angeordnet sind, welche die Abgase mindestens einer axial

angeordneten ejektorartigen Vorrichtung zuführen.
16. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Kanäle hinter der Turbine, welche die Gasströme von den Turbinensektoren zu der mindestens einen ejektorartigen Vorrichtung führen, so geformt und gerichtet sind, daß die zusammenfließenden Gasteile im Mischraum der ejektorartigen Vorrichtung über dem ganzen Durchflußquerschnitt zusammentreffen.
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17. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Gaskanäle hinter der Turbine besonders in Richtung und an ihren Austrittsenden in den Mischraum so wellenförmig ausgebildet sind, daß beim Zusammenfließen der Gasströme -im Mischraum der gleichen ejektorartigen Vorrichtung eine größere Berührungsfläche entsteht, als wenn die Gasströme über flache oder kreisförmige Wandformen zusammengeführt würden.
18. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung so getroffen ist, daß mehrere Zylinder verhältnismäßig kurz nacheinander in die gleiche Abgasleitung auspuffen und mehrere Zylinder, welche verhältnismäßig kurz nacheinander gespült werden, an eine andere Abgasleitung angeschlossen sind, wobei diese Abgasleitungen ihre Gase durch die Turbine hindurch getrennt, aber in die gleiche ejektorartige Vorrichtung abgeben.
19. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Kanäle vorgesehen sind, welche "die Gasströme vom Turbinenlaufrad zur ejektorartigen Vorrichtung führen, in der höchstens ZaitWeiseSchallgeschWindiiglieiterreichtWitdunid welche annähernd konstanten^ Querschnitt haben.
20. Einrichtung zur Spülung und Aufladung von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Kanäle vorgesehen sind, welche die Gasströme vom Turbinenlaufrad zur ejektorartigen Vorrichtung führen, in welchen mindestens zeitweise Überschallgeschwindigkeit erreicht wird, und diese Kanäle eine diffusorartige Querschnittserweiterung aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 724 606, 639 972,

565468, 547 939* 314347;

schweizerische Patentschriften Nr. 248 087,
661;

französische Patentschrift Nr. 833 256.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

© 609 574 8.56