SE503996C2 - Överladdad förbränningsmotor - Google Patents

Description

593 996 2 att anordna en Laval-dysa i anslutning till kompressorns inlopps- och/eller utloppsport.

Syftet med föreliggande uppfinning är att med utgångspunkt från ovan angivna kända ljuddämpningsteknik utveckla en motor av i inledningen angivet slag, som med enkla medel, som får plats i ett normalt motorrum i ett lastfordon, är så väl ljuddämpad att den inte utgör en olägenhet i komforthän- seende.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att en insugningsled- ning från ett luftfilter mynnar i ett expansionskärl, från vilket nämnda ledning innehållande ventilanordningen leder till turbokompressorns sugsida och från vilket en andra ledning leder till den mekaniska kompressorns sugsida, och att en ledning innehållande en första dysa förbinder den mekaniska kompressorns trycksida med turbokompressorns sug- sida.

Utförda försök pà en dieselmotor med sex liters cylindervolym har visat att man just med kombinationen av ett expansions- kärl på insugningssidan och en dysa på den mekaniska kompres- sorns trycksida kan uppnå l-4 DB(A) ljuddämpning av bullret från den mekaniska kompressorn.

I en vidare utveckling av uppfinningen övergår dysan i en konisk expansionskammare, vars största diameter är större än innerdiametern på ledningen före inloppet. Utloppet från kammaren är bildat av en dysa, som är identisk med inlopps- dysan. Utförda försök på den ovan angivna sexliters motorn försedd med denna dubbeldysa med mellanliggande expansions- volym har visat att - vid driven motor - bullernivån i varv- talsområdet 800-1500 kunnat sänkas med 4-8 DB(A) jämfört med en motor utan ljuddämpare för kompressorljud.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifo- gade ritningar visade utföringsexempel, där fig. 1 visar en schematisk framställning av en utföringsform av en motor 3 I 503 996 enligt uppfinningen och fig. 2 ett längdsnitt genom en före- dragen utföringsform av en ljuddämpningsanordning.

I fig. 1 betecknar 1 en förbränningsmotor, t.ex. dieselmotor, med ett avgassamlarrör 2 och en inloppskåpa 3. Ett generellt med 4 betecknat turboaggregat och en mekaniskt driven kom- pressor 5 av deplacementtyp matar insugningsluft genom en ledning 6 från turbokompressorns 4 kompressordel 7 och via en laddluftkylare 8 till motorns inloppskåpa 3. Turboaggregatets 4 turbindel 9 är på inloppssidan via en ledning 10 ansluten till avgassamlarröret 2 och på utloppssidan via en ledning 11 till ett avgassystem 12. Den mekaniska kompressorn 5 är driven av motorns vevaxel 13 via en transmission, som i det Visade utföringsexemplet är en remtransmission innefattande ett med vevaxeln 13 ovridbart förbundet remhjul 14, ett med en axel 15 ovridbart förbundet remhjul 16, en mellan axeln 15 och en ingående axel 17 hos kompressorn 5 anordnad kopplings- anordning 18 och en mellan remhjulen 14, 16 löpande drivrem 19.

Turboaggregatets 4 kompressordel 7 är på sugsidan ansluten till en ledning 20 innehållande en mot sugsidan öppnande backventil 21. Ledningen 20 utgår från ett expansionskärl 22, i vilket en insugningsledning 23 från motorns luftfilter 24 mynnar. Från expansionskärlet 22 utgår även en ledning 25, som är ansluten till den mekaniska kompressorns 5 inlopp. En ledning 26 från kompressorns 5 utlopp mynnar i en förgrening 27 hos ledningen 20 nedströms om backventilen.

Ledningen 25 på kompressorns 5 inloppssida innehåller en dysa 28, genom vilken insugningsluften från expansionskärlet 22 strömmar till kompressorns 5 inlopp. I ledningen 25 på kompressorns utloppssida är en generellt med 30 betecknad dysanordning inkopplad, vilken beskrivs närmare med hänvis- ning till en i fig. 2 visad föredragen utföringsform.

Dysanordningens 30 högra ände i figuren är ansluten till ledningen 26a från den mekaniska kompressorns utlopp, medan dess vänstra ände är ansluten till ledningen 26b, som mynnar 505 996 4 i förgreningen 27 i ledningen 20. Dysanordningen 30 kan i princip uppdelas i tre olika delar med kontinuerlig övergång i varandra, nämligen en första dysa 31, som sträcker sig från anordningens högra ände i figuren och fram till delnings- planet "a“, en konisk expansionskammare 32 som i det visade utförandet har samma konvinkel a som dysan 31, vilken sträck- er sig från delningsplanet "a" till delningsplanet "b", och en andra dysa 33, vilken är identisk med den första dysan 31 och slutar vid dysanordningens 30 vänstra ände. Generellt gäller att lufthastigheten skall vara så stor som möjligt i dysornas 31, 33 minsta tvärsnitt samtidigt som expansionsför- hàllandet skall vara så stort som möjligt i expansionskamma- ren. Gränsen sätts emellertid av maximalt tillåtet tryckfall, tillgängligt utrymme, remtransmissionens 14, 16, 19 kapacitet m.m. Utförda försök med dysor 31, 33 och en kammare 32 med en konvinkel av cirka 120 och där kammaren medgav ett expan- sionsförhàllande av 1:2, d.v.s. kammarens största diameter "d" var cirka 1,4 gånger innerdiametern "e" på ledningen 26a före inloppet, har härvid givit optimalt resultat vad gäller ljuddämpning och prestanda för en given motor, som i det aktuella fallet var en sexcylindrig dieselmotor med sex liters cylindervolym. I beroende av typen av motor och det ljudfrekvensområde som prioriteras vad gäller ljuddämpningen kommer ovannämnda värden att variera. För konvinkeln a gäller då cirka 100-150 och för expansionsförhållande 1: cirka 1,7-2,3, d.v.s. största diametern på kammaren kan vara 1,3-1,5 gånger diametern på ledningen 26a.

Den ovan i anslutning till fig. 1 beskrivna utföringsformen med ett expansionskärl 22, en dysa 28 på den mekaniska kompressorns inloppssida och anordningen 30 med en dubbel dysa med mellanliggande expansionskammare på utloppssidan ger maximal ljuddämpning av ljudet från den mekaniska kompressorn . I beroende av ljuddämpningskraven och tillgängligt utrymme i motorrummet m.m. kan dysan 28 på inloppssidan och dysan 33 efter den koniska expansionskammaren 32 slopas, då expan- sionskärlet 22 och den första dysan 31 på utgàngssidan till- sammans med den koniska expansionskammaren har visat sig ge det största bidraget till ljuddämpningseffekten.

W 503 996 När turbokompressorns 5 sugbehov överstiger den mekaniska kompressorns maximala luftkapacitet stänger backventilen 21, sà att turbokompressorn 5 kan suga luft direkt från expan- siønskärlet. I detta läge kan den mekaniska kompressorn 5 kopplas ur medelst kopplingen 18.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 503 996 6 patentkraV

1. Överladdad förbränningsmotor, innefattande en avgasdriven turbokompressor, en av motorn mekaniskt driven kompressor, vars trycksida är ansluten till turbokompressorns sugsida, och en ventilanordning, som är upptagen i en till turbo- kompressorns sugsida ansluten ledning och är anordnad att förbinda turbokompressorns sugsida enbart med den mekaniska kompressorns trycksida i ett första ventilläge och medge lufttillförsel till turbokompressorn förbi den mekaniska kompressorn i ett andra ventilläge, kännetecknad av att en insugningsledning (23) från ett luftfilter (24) mynnar i ett expansionskärl (22), fràn vilket nämnda ledning (20) innehål- lande ventilanordningen (21) leder till sugsidan på turbo- kompressorns (4) kompressor (7) och frán vilket en andra ledning (25) leder till den mekaniska kompressorns sugsida, och att en ledning (26) innehållande en första dysa (31) förbinder den mekaniska kompressorns trycksida med turbo- kompressorns sugsida.

2. Förbränningsmotor enligt krav 1, kännetecknad-av att en andra dysa (28) är anordnad i nämnda andra ledning (25) mellan expansionskärlet (22) och den mekaniska kompressorns (5) sugsida.

3. Förbränningsmotor enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att ventilanordningen (21) är en backventil, som är så anord- nad, att den ställer sig i nämnda andra ventilläge, när trycket pà den mekaniska kompressorns (5) trycksida under- skrider trycket i expansionskärlet (22).

4. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att den första dysan (31) pà utloppssidan övergår i en konisk kammare (32), vars största diameter (“d“) är större än innerdiametern (“e") på ledningen (26) före inloppet i dysan.

5. Förbränningsmotor enligt krav 4, kännetecknad av att dysan (31) och kammaren (32) har en konvinkel av cirka lO°-150 och 10 15 503 996 7 att kammarens största diameter ("d") är cirka 1,3-1,5 gànger innerdiametern ("e") pà ledningen (26) före inloppet i dysan.

6. Förbränningsmotor enligt krav 5, kännetecknad av att dysan (31) och kammaren (32) har en konvinkel av cirka 120 och att kammarens största diameter ("d") är cirka 1,4 gånger inner- diametern ("e") pá ledningen före inloppet i dysan.

7. Förbränningsmotor enligt något av kraven 4-6, kännetecknad av att kammaren (32) har ett utlopp, som är bildat av en tredje dysa (33).

8. Förbränningsmotor enligt krav 7, kännetecknad av att den tredje dysan har samma konvinkel samt samma minsta diameter som den första dysan (31), vilken bildar inloppet i kammaren.