DE1012125B

DE1012125B - Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Abgasgeblaese

Info

Publication number: DE1012125B
Application number: DEM28022A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Helmut Mueller
Original assignee: Motorenfabrik Darmstadt G M B
Current assignee: Motorenfabrik Darmstadt G M B
Priority date: 1955-08-20
Filing date: 1955-08-20
Publication date: 1957-07-11

Description

Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Abgasgebläse Die Aufladung von Zweitakt-Brenr1kraftmaschinen unter Ausnutzung der Abgasenergie erreicht die Höhe derjenigen von Viertaktmaschinen deswegen nicht, weil die Abgase von Zweitaktmotoren stark mit Spülluft durchsetzt und dadurch in ihrer Temperatur herabgesetzt sind. Die Energie der Abgaswärme ist durch die Senkung der Abgastemperatur vermindert worden. Hinzu kommt noch das Fehlen der Totraumspülung, wie sie beim Viertaktmotor üblich ist. .
Um diesen Nachteil zu beheben, hat man gemäß einem bekanntgewordenen Vorschlag den in den Abgasen des Zweitaktmotors enthaltenen, durch die Spülung verhältnismäßig hohen Sauerstoffanteil zur Nachverbrennung ausgenutzt. Zu diesem Zweck ist in die Abgasleitung eine Verbrennungskammer eingebaut, die mit zusätzlicher Brennstoffeinspritzung und Nachverbrennung arbeitet. Der thermische Wirkungsgrad der Nachverbrennung ist jedoch verhältnismäßig schlecht, da die in den Abgasen enthaltene Frischluft (Spülung) durch die große Menge an inerten Gasen von der Brennstoffeinspritzung in der Nachverbrennung nur unvollkommen erfaßtwird. Der spezifische Kraftstoffverbrauch des Motors in g!PSeh wird bei Verwendung einer solchen Nachverbrennung höher. als wenn keine Nachverbrennung angewendet wird.
Ein anderer bekanntgewordener Vorschlag geht dahin, jeden Zylinder des Motors mit zwei voneinander getrennten, zum Abgasgebläse führenden Ableitungen für die Auspuffgase und die Spülluft zu versehen. Hierbei wird das vorhandene Turbinenrad nacheinander, und zwar, da die Schlitze für die Abgase zuerst von dem abwärts gehenden Kolben geöffnet «-erden, im ersten Stadium der Beaufschlagung von den Abgasen und dann von der Spülluft beeinflußt, somit nacheinander von zwei Medien, die ein unterschiedliches Wärme- und Druckgefälle besitzen. Aus diesem Grunde ist das Turbinenrad mit unterschiedlicher Beschaufelung versehen, die aber wiederum eine Verteuerung darstellt und auch nicht die in den Abgasen und der Spülluft enthaltene Energie voll ausnutzt.
Die Erfindung geht auch von dem Gedanken aus, bei einer Zweitakt-Brenukraftmasch,ine mit Abgasgebläse für den Ladungswechsel an jedem Zylinder zwei voneinander getrennte Ableitungen für die Spülluft und die Abgase vorzusehen. Zur besseren Ausnutzung der enthaltenen Energie wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, in der Ableitung für die Spülluft in an sich bekannter Weise vor dem Abgasgebläse eine Brennkammer anzuordnen. Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß das Druckgefälle der Spülluft gegenüber dem der Abgase verhältnismäßig gering ist und die beiden Teilströme, insbesondere bei schnell laufenden Maschinen, wie sie heute in zunehmendem Maße gebaut werden, sehr schnell aufeinanderfolgen. Dies hat aber zur Folge, daß die Spülluft eher bremsend als antreibend auf das gemeinsame, zuvor von den Abgasen beschleunigte Turbinenrad wirkt. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß durch die besondere Anordnung der an sich bekannten Brennkammer behoben und darüber hinaus zugleich noch der Vorteil erreicht, daß nur ein in seiner Beschaufelung einfaches, und zwar gleich ausgebildetes Turbinenrad erforderlich ist. Die Beaufschlagung erfolgt durch die zusätzliche Wärmezufuhr in einem der beiden Stränge, und zwar in dem Strang für die Spülluft gleichmäßiger und somit, was den Wirkungsgrad anbelangt, günstiger. Die Erfindung behebt in einer nicht ohne weiteres vorhersehbaren Weise die bisher aufgetretenen Mängel und Nachteile eines Ladegebläses durch eine mit gutem Wirkungsgrad arbeitende Nachverbrennung bei einer einfachen Gestaltung der Turbine.
Mit dieser Einrichtung dürfte es nicht nur möglich sein, die Auf ladung des Zweitaktmotors auf die gleiche Höhe derjenigen von Viertaktmotoren zu bringen, sondern die Gasenergie dürfte mit dieser Zusatzverbrennung sogar dazu ausreichen, den gesamten Ladungswechsel, d. h. die Aufladung und die Spülung des Zylinders, abzudecken. Gegebenenfalls kann die Turbine sogar noch Leistung direkt, d. h. auf die Arbeitswelle, abgeben.
In den Abb. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzip schematisch dargestellt.
Die Abb. 1 zeigt den Zweitaktzvlinder 1, der mit drei Reihen von Schlitzen ausgerüstet ist, und zwar den Auspuffschlitzen 2, den Spiilauslaßschlitzen 3 und den Spüleinlaßschlitzen 4. An den Kühlwassermante15 des Zylinders 1 ist das Abgasrohr angeschlossen, das in das Auspuffrohr 6 und das Spülauslaßrohr 7 unterteilt ist. In dem Auspuffrohr 6 ist eine Rückschlagklappe 8 angeordnet, die durch eine vorgespannte Feder auf den gewünschten Aufladedruck des Zylinders eingestellt werd-,In kann.
Die Abb. 2 zeigt, daß an das Spülauslaßrohr 7 eine Brennkammdr 9 angeschlossen ist, der über eine Zerstä.uberdüse 10 Brennstoff zugeführt wird. Diese Brennkammer gibt ihre Gase in den Leitapparat 11 der Turbine hinein. In diesen Leitapparat strömen auch die heißen Auspuffgase des Vorauspuffes durch das Auspuffrohr 6. Von dem Leitapparat strömen die Gase in das Laufrad 12 der Turbine. Das Gebläserad 13 liefert dann die Spül- und Ladeluft über ein Spülluftrohr und die Spülschlitze 4 in den Zylinder 1.
Für die Gegenstände der Unteransprüche wird Schutz nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch beansprucht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zweitakt-Brennkraftinaschine mit Abgasgebläse für den Ladungswechsel und mit mehreren Auslaßorganen an jedem Zylinder, die zwei voneinander getrennte, zum Abgasgebläse führende Ableitungen für die Auspuffgase und die Spülluft steuern, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ableitung (7) für die Spülluft in an sich bekannter Weise vor dem Abgasgebläse (11, 12, 13) eine Brennkammer (9) angeordnet ist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (1) mit drei Reihen von Schlitzen (2, 3, 4) versehen ist, von denen die eine Schlitzreihe (2) zur Ableitung der Auspuffgase und die beiden anderen (3 und 4) als Spüleinlaß und -auslaß dienen. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintritt in die Auspuffleitung (6) eine Rückschlagklappe (8) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 298 625; britische Patentschrift Nr. 596 819; USA.-Patentschrift Nr. 2 585 96b.