<B>Verfahren zum Betriebe von</B> Zweitaktbrennkraftmaschinen <B>und Einrichtung an</B> Zweitaktbrennkraftmascbinen zur Durchführung des Verfahrens. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betriebe von Zweitaktbrenn- kraftmaschinen, bei dem eine Nachladung nach Abschluss des Auslasses durch ge steuerte Nachladekanäle von einem mittels Abgasturbine angetriebenen Kreiselgebläse in den Zylinder gefördert wird.
Das erfin dungsgemässe Verfahren besteht darin, dass nur die während des Vorauslasses aus dem Zylinder entweichenden Abgase in die Ab gasturbinen geleitet werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Einrichtung an Zweitaktbrennkraftmaschinen zur Durchfüh rung dieses Verfahrens.
In der beiliegenden Zeichnung ist die Einrichtung gemäss der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt dureh die Zweitaktbrennkraftmaschine, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. An Hand dieses Ausführungsbei spiels wird im folgenden auch das Ver fahren gemäss der Erfindung beispielsweise erläutert.
Die gezeichnete Zweitaktbrennkraftma- sehine besitzt vom Kolben 1 gesteuerte Spül kanäle 2 und Nachladekanäle 3. Die Na.ch- la:dekanäle 3 werden zusätzlich noch durch einen von der Kurbelwelle angetriebenen Steuerschieber 4 gesteuert. Der Steuerschie ber 4 öffnet @dic Naclil4dckan4le 3 beim Auf- wärtsgaxig des Kolbens 1 in dem Augenblick, in dem die Auslasskanäle vom Kolben 1 ge schlossen werden.
Die Nachladekanäle 3 blei ben so lange geöffnet, bis der Kolben 1 ihre Oberkante erreicht hat. Während der übri gen Zeit sind die Nachladekanäle 3 geschlos sen. Die Auslasskanäle sind unterteilt in die Vorauslasskanäle 5 und die Hauptauslass- kanäle 6. Die Oberkanten der Hauptaitslass- kanäle 6 liegen mit den Oberkanten der Spülkanäle 2 ungefähr auf gleicher Höhe.
Die Oberkanten der Vorauslasskanäle 5 lie gen niedriger als die Oberkanten der Nach ladekanäle 3. Zu den Spülkanälen 2 führt die Spülluftleitung 7, die vom Spülgebläse 8 herkommt. An die Hauptauslasskanäle 6 ist der Auspufftopf 9 und an diesen die Aus- puffleitung 10 angeschlossen. Von den Vor auslasskanälen 5 führt eine Leitung 11 zu einer Abgasturbine 12, die ein Schleuder gebläse 13 antreibt.
Das Schleudergebläse 13 steht durch eine Leitiuig 14 mit den Nach- la-dekanäJen 3 in Verbindung. Die Abgas turbine 12 ist über eine Abgasleitung 15 mit der Auspuffleitung 10 verbunden. Die Mün dung 16 der Abgasleitung 15 in die Auspuff leitung 10 ist ejektorartig ausgebildet.
Die Wirkungsweise der gezeichneten Ein richtung ist folgende: Es sei angenommen, dass die Zweitaktbrennkraftmaschine eine Dieselmaschine ist. Beim Abwärtsgang des Kolbeils 1 werden zunächst die VQlraaslass- kanäle 5 geöffnet, so dass die im Zylinder vorhandenen hochgespannten Verbrennungs gase durch die Leitung 11 in die Abgas turbine 12 strömen und diese antreiben.
Das mit der Abgasturbine 12 gekuppelte Schleu dergebläse 13 saugt Luft und fördert diese unter Druck in die Leitung 14, so dass diese vor den durch den Schieber 4 verschlossenen Nachladekanälen 3 steht. Beim weiteren Ab wärtsgang des Kolbens 1 werden die Haupt auslasskanäle 6 und die Spülkanäle 2 geöff net.
Zu diesem Zeitpunkt haben sich die Ver brennungsgase im Zylinder so weit entspannt, dass die vom Spülgebläse 8 durch die Lei tung 7 und durch die Spülkanäle 2 in den Zylinder geförderte Spülluft den Zylinder ungehindert ausspülen kann, wobei die noch im Zylinder befindlichen restlichen Verbren nungsgase durch die Hauptauslasskanäle 6 in den Auspufftopf 9 und die Auspuffleitung 10 entweichen.
Der Spülvorgang dauert, bis der Kolben 1 bei seinem Aufwärtsgang .die Spülkanäle 2 und .die Hauptauslasskanäle 6 verschliesst. Beim weiteren Aufwärtsgang des Kolbens 1 werden auch die Vorauslasskanäle 5 geschlossen. Im Augenblick des Schliessens der Vorauslasskanäle 5 öffnet der Schieber 4 die Nachladekanäle 3, so dass ,
die vor den Nachladekanälen 3 stehende gespannte Luft in den Zylinder strömen kann und diesen nachlädt, bis der Kolben 1 die Nachlade- kanäle 3 verschliesst. Bei seinem weiteren Aufwärtsgang verdichtet .der Kolben die nun mehr in dem Zylinder befindliche Luft in der üblichen Weise, worauf die Einspritzung des Brennstoffes erfolgt.
Im Gegensatz zu den bekannten Zweitakt- brennkraftmaschinen, die mit Nachladung arbeiten, hat die Zweitaktbrennkraftmaschine gemäss der Erfindung den Vorteil, dass zur Nachladung nur die Energie enthaltenden, während des Vorauslasses noch hochge spannten Verbrennungsgase in die Abgas turbine 12 geleitet werden, so dass diese nicht für die während,der Zeit nach dem Voraus lass aus dem Zylinder entweichenden Abgase nutzlos grösser bemessen zu werden braucht. Das Spülgebläse 8 hat nur gegen seinen nor- malen Gegendruck zu fördern.
Das Schleu dergebläse 13 för deit nur die zur Nach ladung notwendige Luftmenge.
Zweckmässig wird .dem Schleudergebläse 13 die Nachladung vom Spülgebläse 8 zuge leitet, wie durch die gestrichelt gezeichnete Leitiung 17 angedeutet ist. Dies wirkt sich ebenfalls günstig auf die Bemessung der Ab gasturbine aus. Da das Schleudergebläse 13 mit dem Druck der Spülluft ansaugt, nimmt es weniger Leistung auf.
Um zwei Auspuffstellen zu vermeiden, ist die Abgasleitung 15 der Abgasturhine 1 ? an die Auspuffleitung 10 angeschlossen, jedoch vorteilhaft derart, dass die aus der Abgas turbine 12 austretenden Abgase ihre Rest energie in dem Ejektor 16 zur Unterstüt zung der Spülung des Zylinders abgeben.
Wenn es sieh bei der Zweitaktbrennkraft- maschine um eine Gasmaschine handelt, ist es zwecks Vermeidung von Frischgasverlusten ratsam, dass das Spülgebläse 8 Luft und das Schleudergebläse 13 ein fettes Gas-Luft- Gemisch fördert. Dies kann mit einem Ge- bläserad erfolgen, jedoch auch mit zwei Ge- bläserädern, wobei das eine das Gas und das andere Luft dem Mischungsverhältnis ent sprechend getrennt fördert.
Zweckmässig ist die Leitung 11 zwischen den Vorauslasskanälen 5 und der Abgas turbine 12 möglichst kurz: Dies wird z. B. bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit zwei in V-Form zueinander angeordneten Zylinder reihen am besten erreicht, wenn das Abgas kreiselgebläse zwischen den Zylinderreihen angeordnet ist. Wenn es sich um eine Zwei taktdieselmaschine handelt, bei der ein Auf nehmerraum für die Spülluft im Grund des V-Winkels liegt,
kann das Abgaskreisel gebläse aus dem Aufnehmerraum ansaugen.
<B> Method for operating </B> two-stroke internal combustion engines <B> and installation of </B> two-stroke internal combustion engines for carrying out the method. The present invention relates to a method for operating two-stroke internal combustion engines, in which a recharge is conveyed into the cylinder after the outlet has been completed through controlled recharging channels from a centrifugal fan driven by an exhaust gas turbine.
The method according to the invention consists in that only the exhaust gases escaping from the cylinder during the discharge are passed into the exhaust gas turbines. The invention also relates to a device on two-stroke internal combustion engines for implementing this method.
In the accompanying drawing, the device according to the invention is shown in one embodiment, namely Fig. 1 shows a vertical longitudinal section through the two-stroke internal combustion engine, and Fig. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1. With reference to this Ausführungsbei game is also explained below, the method according to the invention, for example.
The two-stroke internal combustion engine shown has flushing channels 2 and reloading channels 3 controlled by the piston 1. The drainage channels 3 are additionally controlled by a control slide 4 driven by the crankshaft. The control slide via 4 opens @dic Naclil4dckan4le 3 when piston 1 is upwards gait at the moment the piston 1 closes the outlet channels.
The reloading channels 3 remain open until the piston 1 has reached its upper edge. During the rest of the time, the reloading channels 3 are closed. The outlet channels are subdivided into the pre-outlet channels 5 and the main outlet channels 6. The upper edges of the main outlet channels 6 are approximately at the same height as the upper edges of the flushing channels 2.
The upper edges of the pre-exhaust ducts 5 are lower than the upper edges of the after-loading ducts 3. The flushing air line 7, which comes from the flushing fan 8, leads to the flushing channels 2. The muffler 9 and the exhaust line 10 are connected to the main outlet ducts 6. From the front outlet channels 5, a line 11 leads to an exhaust gas turbine 12, which drives a centrifugal fan 13.
The centrifugal blower 13 is connected to the downstream devices 3 through a duct 14. The exhaust gas turbine 12 is connected to the exhaust line 10 via an exhaust line 15. The Mün extension 16 of the exhaust pipe 15 in the exhaust pipe 10 is formed like an ejector.
The mode of operation of the drawn device is as follows: It is assumed that the two-stroke internal combustion engine is a diesel engine. During the downward gear of the piston ax 1, the VQlraaslass- ducts 5 are first opened so that the high-tension combustion gases present in the cylinder flow through the line 11 into the exhaust turbine 12 and drive it.
The Schleu dergebläse 13 coupled to the exhaust gas turbine 12 sucks air and conveys it under pressure into the line 14 so that it is in front of the reloading channels 3 closed by the slide 4. When the piston 1 continues downward, the main outlet channels 6 and the scavenging channels 2 are geöff net.
At this point, the combustion gases in the cylinder have relaxed so much that the scavenging air conveyed into the cylinder by the scavenging fan 8 through the pipe 7 and through the scavenging channels 2 can flush the cylinder unhindered, with the remaining combustion gases still in the cylinder through the main outlet ducts 6 into the muffler 9 and the exhaust line 10 escape.
The flushing process lasts until the piston 1 closes the flushing channels 2 and the main outlet channels 6 during its upward movement. When the piston 1 continues upward, the discharge channels 5 are also closed. At the moment of closing the pre-discharge channels 5, the slide 4 opens the reloading channels 3, so that,
the tensioned air standing in front of the recharging channels 3 can flow into the cylinder and recharge it until the piston 1 closes the recharging channels 3. During its further upward movement, the piston compresses the air that is now more in the cylinder in the usual way, whereupon the fuel is injected.
In contrast to the known two-stroke internal combustion engines that work with recharging, the two-stroke internal combustion engine according to the invention has the advantage that for recharging only the combustion gases that contain energy and are still high during the discharge are passed into the exhaust turbine 12 so that they are not for the exhaust gases escaping from the cylinder uselessly larger during the time after the advance release. The flushing fan 8 only has to deliver against its normal counter pressure.
The Schleu dergebläse 13 för deit only the amount of air necessary for after charging.
Appropriately, the centrifugal fan 13, the reloading from the flushing fan 8 passes, as indicated by the dashed line 17 is indicated. This also has a favorable effect on the dimensioning of the exhaust gas turbine. Since the centrifugal fan 13 sucks in with the pressure of the scavenging air, it consumes less power.
In order to avoid two exhaust points, the exhaust pipe 15 of the exhaust gas turbine 1? connected to the exhaust line 10, but advantageously in such a way that the exhaust gases emerging from the exhaust gas turbine 12 release their remaining energy in the ejector 16 to support the flushing of the cylinder.
If the two-stroke internal combustion engine is a gas engine, in order to avoid fresh gas losses it is advisable that the scavenging fan 8 convey air and the centrifugal fan 13 convey a rich gas-air mixture. This can be done with one fan wheel, but also with two fan wheels, one of which conveys the gas and the other air, depending on the mixing ratio.
The line 11 between the exhaust ducts 5 and the exhaust gas turbine 12 is expediently as short as possible. B. in two-stroke internal combustion engines with two rows of cylinders arranged in a V-shape to each other is best achieved when the exhaust gas centrifugal fan is arranged between the rows of cylinders. If it is a two-stroke diesel engine with a receiving area for the purge air in the bottom of the V-angle,
the exhaust gas gyro fan can suck in from the pick-up chamber.