CH195421A - Verfahren zur Regelung des Aufladeluftdruckes bei Brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Regelung des     Aufladeluftdruckes    bei     Brennkraftmasehinen.            Bei        Brennkraftmasehinen,    die     mit    einem       Abgasturbogebläse    zum Verdichten     derr    Auf  ladeluft,     bestehend    aus einem     Aufladege-          bläse    und einer dieses antreibenden Abgas  turbine, eventuell noch einem Hilfsantrieb,  ausgestattet sind, ist     es        erwünscht,        den.    Auf  ladeluftdruck     regeln    zu können,

       um    bei  Änderung der Belastung     eler        B.renukraft-          maschine        -das.    in die     Arbeitszylinder    einge  brachte     Luftgewicht    der jeweiligen     Brenn-          stoffmenge    anzupassen, d. h.

   bei grösserer       Belastung    und     Brennstoffmenge    bei höherem       Aufladeluftdruck    ein entsprechend grösseres  Luftgewicht     einzubringen        und    bei     sinkender          Belastung    das eingebrachte     Luftgewicht     durch entsprechende Senkung des     Aufla:

  de-          luftdruckes    zu     verringern.    Es     ist    bekannt,  durch Verkleinerung des     Düsenquerschnittes     der     Abgasturbine    die     Turbinenleistung    und  damit die     Gebläseleistung    und den     Auflade-          luftdruck    zu     steigern.    Wegen der hohen       Temperaturen    der     der        Abgasturbine    zuströ-         menden        Gase    bieten jedoch     Düsenventile    an  der 

      Abgasturbine    bauliche und betriebliche       Schwierigkeiten..     



  Die     vorliegende    Erfindung ermöglicht  bei     konstanten,        Düsenquerschnitten    eine       Regelung        ,des        Auflad-eluftdruckes    und sieht  die     Einführung        eines    Teils der vom Gebläse  geförderten     Druckluft    über ein     Regelventil     in d     .ve        Abgase    vor der     Abgasturbine    vor.

   Ge  mäss der     Erfindung    wird dieser Teil der       Druckluft    zur Erhöhung     des        Förderdruckes     des     Aufladegebläses    durch weiteres Öffnen  des     Regelventils    erhöht und     erniedrigt,    wenn  der     Aufladeluftdruck    verringert werden     soll.     



  Damit die     durch    einen     bestimmten:        Düsen-          querschnitt    der     Abgasturbine    strömende       Gasmenge        steigt,        muss    das Gefälle erhöht  werden, es sei     denn,    dass die     Temperatur    vor  .den Düsen     stark        sinken    würde.

   Bei einer Er  höhung     des        Gefälles        nimmt        die    der Turbine       zugeführte    Energie wesentlich     stärker    zu als  der     Erhöhung    der     durch    :die     Düsen    strömen-      den Gasmenge entspricht, und zwar     umso     stärker, je weniger die Temperatur des     (xa-          ses    vor den Düsen mit steigendem Gasge  wicht abnimmt.

   Zweckmässig wird deshalb  die der Turbine zugeführte Druckluft zwi  schen dem Gebläse und der Abgasturbine  geheizt, um<I>die</I> Mischtemperatur vor den     Dii-          sen        möglichst    hoch zu halten.

   Benützt man  für     diese        Aufheizung    die Abwärme der Ab  gasturbine, so kann bei dem kleinen Tempe  raturgefälle, das die Abgasturbine     verarbei-          tet,        diese    Druckluft nahezu bis auf die  Temperatur der der Turbine     zuströmenden     Abgase aufgeheizt werden.     Infolgedessen     wird die     Mischtemperatur    für Druckluft und       Abgase    der     Brennkraftmaschine    mit steigen  der Druckluftzufuhr nur wenig abnehmen  und die der Turbine zugeführte Energie  einen grösstmöglichen Wert erreichen.

   Stei  gende Turbinenleistung     steigert    den     Förder-          druek    des Gebläses und ermöglicht. eine stär  kere     Aufladung.     



  Die der Abgasturbine     zugeführte    Druck  luft kann zu ihrer     Aufheizung    durch einen,  geschlossenen     Isoliermantel.    der die Turbine  und heisse,     gasführende        Leitungen    um  schliesst,     geführt    werden und so die Wir  kung einer Wärmeisolierung oder einer       Wasserkühlung    der heissen Teile mindestens  zum Teil ersetzen.  



  Das     Regelventil    kann von Hand oder  selbsttätig in Abhängigkeit von einer Be  triebsgrösse, zum Beispiel von der Brenn  stoffzufuhr in der     \'e.ise    verstellt werden.  dass bei     zunehmender    Brennstoffüllung auch  der     Aufladeluftdruck    zunimmt.

   Der äussere  Luftdruck nimmt mit der Höhe ab; bei  Flugmotoren ist es     aber    vorteilhaft, wenn  der     Aufladeluftdruck    in grösseren Flug  höhen trotz des     geringeren        Aussenluftdruckes     auf der gleichen Höhe     wie    am Erdboden ge  halten wird, damit die     Leistung    der Brenn  kraftmaschine in grösseren Höhen nicht we  gen eines geringeren Luftgewichtes im Ar  beitszylinder abfällt.  



  In der Zeichnung sind zwei Ausfüh  rungsbeispiele der Erfindung     dargestellt.       Von der     Brennkraftmaschine    1 werden  nach     Fig.    1 die     Abgase    durch die     Leitung    2  der     Abgasturbine    3 zugeführt, welche das  Gebläse 4 antreibt.     Die    Druckluft strömt  der     Brennkraftmaschine    1 durch die     Leitung     5 zu.

   Zwischen den     Leitungen    2 und 5 ist  eine Verbindungsleitung 6 angeordnet, die  mit einem     Regelventil    7     versehen    ist, mit  dessen Hilfe     das    Überströmen von Druck  luft in die Abgasleitung 2 geregelt wird.  Das Regelventil 7 wird von Hand eingestellt.

    Es könnte aber     selbsttätig    in     Abhängigkeit     von einer     Betriebsgrösse,    zum Beispiel durch  den     Brennstoffzufuhrregler    in Abhängig  keit von der     Brennstoffzufuhr    oder bei Flug  zeugen durch einen Höhenmesser in Abhän  gigkeit von der     Flughöhe        verstellt    werden.  Zur Erwärmung der den Abgasen zugesetz  ten     Druckluft    besitzt die     Verbindungs-          leitung    6 einen     Heizmantel    8, durch den die  Abgase der Turbine 3 strömen.  



  Beim     Ausführungsbeispiel    nach der       F'ig.21    ist die     Leitung    6 nicht unmittelbar  mit der Abgasleitung 2 verbunden,     sondern          führt    in einen     Kühlmantel    9 der     Abgas-          turbine    3 und strömt aus diesem Kühlman  tel 9 in erhitztem Zustand durch die     Leitung     10 in die Abgasleitung 2.

       Diese    Anordnung  hat den     Vorteil,        dass        gleichzeitig    mit der Er  wärmung der Druckluft die     Abgasturbine     gekühlt     wird.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Regelung des Aufladeluft- druckes bei Brennkraftmaschinen mit Ab- gasturbogebläse zum Verdichten der Auf ladeluft, dadurch gekennzeichnet.

   da.ss ein Teil der vom Aufladegebläse gelieferten Druckluft über ein Regelventil den Abgasen der Brennkraftmazchine vor der Abgastur bine zugeführt wird,

   und dass dieser Teil der Druckluft zur Erhöhung des Förderdruckes des Aufladegeblä.ses durch weiteres Öffnen des Regelventils vergrössert und zur Absen kung des Aufladeluftdruckes durch entspre- ehendes Schliessen des Regelventils verringert wird.

   UNTERANSPRÜCHE: .1. Verfahren, zur Regelung des Aufladeluft- druakes nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, die der Abgasturbine zugeführte Druckluft zwischen dem Auf ladegebläse und der Abgasturbine geheizt wird. 2.

   Verfahren zur Regelung des Aufladeluft- d:ruckes nach Patentanspruch und Unter- anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ss die der Abgasturbine zugeführte Druck- luft zwecks Betheizung durch einen ge- s:chlossenen Isoliermantel der Abgasturbine geführt wird. 0.

   Verfahren zur Regelung des Aufladeluft- druckes nach Patentanspruch für Flug motoren, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil selbsttätig in Abhängig keit von der Flughöhe verstellt wird.