DE1526457C - Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Kolben- Zweitaktmotor 1 mit einer Turboladegruppe 2 verbrennkraftmaschine mit mindestens einer Turbolade- sehen. Die Turboladegruppe enthält eine Abgasgruppe und einem direkt unter Ausschluß eines turbine 3, die an eine Abgasleitung 4 des Motors anÜbersetzungsgetriebes an die Welle der Turbolade- geschlossen ist. Die Abgasturbine 3 treibt über eine gruppe gekuppelten hydraulischen volumetrischen S Welle 5 einen Turbokompressor 6 an, welcher Luft Motor, dessen Antriebsmittel das Schmieröl der durch eine Luftleitung 7 in einen Luftaufnehmer 8 Brennkraftmaschine ist. am Motor fördert. Die Welle 5 der Turboladergruppe

Turboladegruppen von Kolbenbrennkraftmaschi- ist über eine Kupplung 10 mit einer hydraulischen

nen haben unter Umständen in bestimmten Arbeits- volumetrischen Maschine 11 verbunden, die in diesem

bereichen, wie z. B. bei Teillast oder stoßweiser Be- io Fall eine Schraubenmaschine nach der Art der

lastung der Maschine einen Mangel an Luft. Es ist Schraubenpumpen mit parallelen schraubenförmigen

daher in diesen Fällen vorteilhaft, wenn den Turbo- Läufern 12,13 ist, welche in einem Gehäuse 14 unter-

ladegruppen zusätzliche Antriebsenergie zugeführt gebracht sind. Die Schraubenmaschinell ist über

werden kann. eine Druckleitung 15 an eine Hochdruckpumpe 16

Bei der genannten Kolbenbrennkraftmaschine, die 15 angeschlossen, die vom gleichen Typ sein kann wie aus der USA.-Patentschrift 2 968 914 oder aus der die Maschine 11. Die Pumpe 16 wird im vorliegenden britischen Patentschrift 488 396 bekannt ist, wurde Fall über ein Getriebe 9 von der Kurbelwelle des vorgeschlagen, für diesen Antrieb eine Turbine, und Motors 1 angetrieben. Der Antrieb der Pumpe 16 zwar eine Freistrahlturbine, zu verwenden. Ein der- kann jedoch auch von einem besonderen Motor erartiger Antrieb hat sich jedoch nicht bewährt, da das ao folgen. Das Gehäuse 14 der Schraubenmaschine 11 zum Antrieb der Turbine verwendete öl rasch zum ist über eine Abströmleitung 17 mit einem Behälter Schäumen kommt. Auch die bisher für diese Antriebe 18 eines hydraulischen Mediums verbunden, welches in Betracht gezogenen Kolbenmotoren, die in der in diesem Fall das Schmieröl der Kolbenbrennkraftbritischen Patentschrift erwähnt sind, waren nicht im- maschine ist. Dem Behälter 18 wird das öl durch stände, mit den erforderlichen hohen Drehzahlen zu 35 eine Zubringerpumpe 20 entnommen, an deren laufen. Druckleitung 21 die Hochdruckpumpe 16 angeschlos-

Andererseits ist es aus der britischen Patentschrift sen ist.

623 615 bekannt, für den Zusatzantrieb einer Turbo- Die Druckleitung 15 ist mit der Abströmleitung 17 ladegruppe eine Schmierpumpe des Schraubentyps zu durch eine Umgehungsleitung 22 mit einem Ventil 23 verwenden, die als hydraulischer Motor wirken kann. 30 verbunden. Das Ventil 23 wird von einem Servomotor In diesem Falle hat man jedoch ein Getriebe zwi- 24 betätigt, und zwar in Abhängigkeit von einer Besehen der als Motor dienenden Pumpe und dem Rotor triebsgröße der Kolbenbrennkraftmaschine oder der der Turboladegruppe vorgesehen. Derartige Getriebe Turboladegruppe. In der Zeichnung ist beispielsweise sind jedoch kostspielig und bilden in der Regel bei eine Signalleitung 25 dargestellt, welche einer Betätiden erforderlichen hohen Drehzahlen eine un- 35 gung des Ventils 23 in Abhängigkeit vom Druck im erwünschte Geräuschquelle, was der Grund ist, daß Luftbehälter 8 der Maschine dient,
sich diese Anordnung ebenfalls nicht durchsetzen In der Abströmleitung 17 ist ein federbelastetes konnte. Druckhalteventil 28 angeordnet. Die Hochdruck-

Die Erfindung hat die Schaffung eines Zusatz- pumpe 16 ist mit einer Umgehungsleitung 30, die ein antriebes der Turboladegruppe bei einer aufgelade- 4° Rückschlagventil 31 enthält, versehen. Die Leitungen nen Kolbenbrennkraftmaschine zum Ziel, welcher die 15,17 sind durch ein Überdruckventil 26 verbunden, erwähnten Nachteile nicht aufweist, einfach ist, welches so eingestellt ist, daß es einen gefährlichen dauernd mit der Welle der Turboladegruppe ge- Anstieg des Druckes in der Leitung 15 verhindert, koppelt sein kann, so daß die bei lösbaren Kupplun- Wenn die Kolbenbrennkraftmaschine mehrere Turbogen bei den hohen Drehzahlen entstehenden 45 ladegruppen enthält, so können die diesen zugeordne-Schwierigkeiten entfallen. ten hydraulischen Schraubenmaschinen an abzwei-

Die erfindungsgemäße Kolbenbrennkraftmaschine, gende Leitungen 15', 17' angeschlossen sein,
durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch · Im Betrieb fördert die Zubringepumpe 20 öl aus gekennzeichnet, daß der Motor eine Schrauben- dem Behälter 18 in die Leitung 21. Die Hochdruckmaschine mit mehreren parallelen Läufern ist. 5° pumpe 16 entnimmt ihrerseits das öl dieser Druck-

Es hat sich nämlich überraschenderweise erwiesen, leitung und fördert es über die Druckleitung 15 in daß hydraulische Kolbenmaschinen des Schrauben- die Schraubenmaschine 11. Die Schraubenmaschine typs, die bisher überwiegend als Pumpen verwendet 11 arbeitet als Motor und führt die mechanische wurden, fähig sind, mit den hohen Drehzahlen der Energie über die Kupplung 10 der Welle 5 zu; Das Turboladegruppen zu arbeiten bzw. mitzulaufen. Es 55 abströmende öl gelangt über das Druckhalteventil 28 ist bei diesen Maschinen möglich, auf ein Über- in den Behälter 18 zurück. Da durch das Gegensetzungsgetriebe zwischen dem hydraulischen Motor druckventil 28 im ganzen System ein Überdruck und der Welle der Turboladegruppe vollständig zu gegenüber der Atmosphäre gehalten wird, wird daverzichten und diese fest miteinander zu verbinden. durch ein Schäumen des Öles im System bzw. eine

Die Erfindung wird an Hand einer, in der Zeich- 60 Kavitation in der Schraubenmaschine verhindert oder nung schematisch dargestellten Ausführung erläutert. erschwert. Das Ventil 28 kann jedoch auch weg-Eszeigt ■'.·'■ gelassen werden, wenn keine derartige Gefahr be-■ Fig. 1 ein Schema- einer erfindurigsgemäßen .' steht. Dadurch wird der zum Überwinden des Wider-Kolbenbrennkraftmaschine mit Turbolader und Zu- Standes des Ventils 28 erforderliche Energieaufwand satzantrieb, 65 vermieden.

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 mit einer Wenn bei höherer Leistung der Kolbenbrennkraftgegenüber der F i g. 1 abgeänderten Ausführung. maschine ein Zusatzantrieb der Turboladegruppe

In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein längsgespülter nicht mehr benötigt wird, da z.B. der Luftdruck im

Claims (2)

1. Luftaufnehmer 8 ausreichend hoch ist, kann durch lische Kupplung sein, z. B. eine Strömungskupplung, ein Signal der Signalleitung 25 das Ventil 23 mehr welche nach Bedarf gefüllt oder entleert wird,
   .oder weniger geöffnet werden. In diesem Fall wird In der Fig. 2, die einen Ausschnitt aus der Fig. 1 die Umführungsleitung 22 der Schraubenmaschine 11 bildet, ist eine abgeänderte Schaltung des hydraugeöffnet und das von der Hochdruckpumpe 16 ge 5 tischen Kreislaufs der Pumpe 16 und der Schraubenförderte öl strömt durch diese Leitung und die Lei- maschine 11 dargestellt. Bei dieser Anordnung wird tung 17 in den Behälter zurück. Wenn andererseits als Zubringerpumpe die normale Schmierpumpe 40 die ölmenge, welche die Schraubenmaschinell der Kolbenbrennkraftmaschine verwendet, welche durchströmt, größer ist als die von der Hochdruck- das öl einem Schmierölbehälter 41 der Kolbenbrennpumpe 16 geförderte Menge, so arbeitet die io kraftmaschine 1 entnimmt. Die Hochdruckpumpe 16 Schraubenmaschine 11 als Pumpe und saugt zusatz- ist in diesem Fall an die Schmierleitung 42 der liches öl durch die Leitung 30 und das Rückschlag- Kolbenbrennkraftmaschine angeschlossen, welcher ventil31 an. sie das öl unter dem normalen Schmierdruck, d.h.

   Je nach der Auslegung und Dimensionierung der einem Druck von 3 bis 6 atü, entnimmt. Von den Hochdruckpumpe 16 und des hydraulischen Motors 15 Schmierstellen der Brennkraftmaschine strömt das 11 sind somit verschiedene Arbeitsweisen der erfin- öl durch eine Leitung 43 in den Behälter 41 zurück, dungsgemäßen Anordnung möglich. So kann z. B. bei Die Abströmleitung 17 mündet in diesem Fall ebengenügend großer Pumpe 16 die Zufuhr des Öles zum falls in die Schmierleitung 42. Bei dieser Anordnung hydraulischen Motor 11 dauernd erfolgen, d. h. es erübrigt sich ein Gegendnickventil 28, da der Gegenbraucht keine zusätzliche Strömung durch die Lei- ao druck durch den Schmierdruck gebildet wird. Das tung 30 und auch keine Umführung durch die Lei- Druckniveau .des durch die Schraubenmaschine fühtung22 und das Ventil 23 zu erfolgen. Es ist jedoch renden hydraulischen Kreislaufs ist um den Förderauch möglich, wie bereits erwähnt, die Pumpe 16 nur druck der Pumpe 20 erhöht, was für die Funktion für einen niedrigeren Drehzahlbereich auszulegen und der Anlage vorteilhaft ist. Dabei entfallen die mit der bei höheren Drehzahlen der Turboladegruppen den »5 Drosselung in einem Gegendruckventil verbundenen hydraulischen Motor 11 selbst öl ansaugen zu lassen. Verluste. Es ist jedoch auch möglich, bei der Anord-

   Dabei kann die Hochdruckpumpe 16 ihren Antrieb nung nach der F i g. 1 eine Zubringepumpe vor-

   entweder von der Kurbelwelle der Kolbenbrennkraft- zusehen, welche die hydraulische Flüssigkeit in den

   maschine erhalten, oder es kann für den Antrieb die- Behälter 18 fördert und diesen unter Überdruck

   ser Pumpe ein besonderer Motor, z.B. ein Elektro- 30 gegenüber der Atmosphäre hält. Der Behälter 18 muß

   motor, vorgesehen sein. Der Motor kann mit kon- in diesem Fall ein Druckbehälter sein. Andererseits

   stanter oder mit veränderlicher Drehzahl laufen. kann auch bei der Anordnung nach der Fig. 1 als

   Auch ist es möglich, anstatt einer festen Kupplung Zubringepumpe 20 die normale Schmierpumpe der 10 eine im Betrieb lösbare Kupplung vorzusehen. Die Kolbenbrennkraftmaschine dienen. In diesem Fall Kupplung kann z. B. eine Überholkupplung sein, 35 würden dann die Schmierstellen der Brennkraftweiche eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der maschine an eine Leitung 21' angeschlossen sein.
   Schraubenmaschine und der Welle 5 der Turbolade- In den Zeichnungen wurde aus Gründen der Eingruppe unterbricht, sobald die Turboladegruppe eine fachheit jeweils eine Anordnung mit einer Pumpe 16 höhere Drehzahl erreicht als die Schraubenmaschine. und einem hydraulischen Motor 11 dargestellt. Es Die Schraubenmaschine kann sich nach der Unter- 40 versteht sich jedoch, daß bei einer Kolbenbrennkraftbrechung der Verbindung zwischen beiden Wellen maschine mit mehreren Turboladegruppen eine weiter frei drehen, oder sie kann z. B. durch Ausschal- Pumpe 16 auch mehrere, den einzelnen Turboladeten des Antriebs der Pumpe 16 oder durch öffnen gruppen zugeordnete hydraulische Motoren 11 mit des Ventils 23 zum Stillstand bzw. in den Zustand Drucköl beliefern kann, wie dies in der F i g. 1 durch eines stark verlangsamten Leerlaufes gebracht wer- 45 die Leitungen 15' und 17' angedeutet ist.
   den. Die lösbare Kupplung kann jedoch z. B. eine an

   sich bekannte elektromagnetische Kupplung sein, die Patentansprüche:
   in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der Kolben- 1. Aufgeladene Kolbenbrennkraftmaschine mit brennkraftmaschine oder der Turboladegruppe be- mindestens einer Turboladegruppe und einem tätigt wird. So kann z. B. die Kupplung beim Er- 50 direkt unter Ausschluß eines Übersetzungsreichen eines bestimmten Druckes im Luftbehälter 8 getriebes an die Welle der Turboladegruppe geder Kolbenbrennkraftmaschine oder beim Über- kuppelten hydraulischen volumetrischen Motor, schreiten einer bestimmten Drehzahl der Kolben- dessen Antriebsmittel das Schmieröl der Brennbrönnkraftmaschine oder des Turboladersausgeschal- kraftmaschine ist, dadurch gekennzeichtet werden. Wie bereits erwähnt, kann bei aus- 55 η e t, daß der Motor eine Schraubenmaschine mit geschalteter Kupplung der hydraulische Motor 11 mehreren parallelen Lauf ern ist.
   zum Stillstand gebracht werden oder mit voller bzw.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch geverminderter Drehzahl weiterlaufen. Die Kupplung kennzeichnet, daß der Antriebsmittelausgang der 10 kann jedoch auch eine mechanisch betätigte Rei- Schraubenmaschine direkt, der Eingang über eine bungskupplung sein, deren Betätigung in Abhängig- 60 Hochdruckpumpe an die Förderleitung einer keit von den erwähnten Größen erfolgen kann. Schmierpumpe der Brennkraftmaschine an-Schließlich kann die Kupplung auch eine hydrau- . . geschlossen ist. ^;

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen