CH389987A - Abgaslader für Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

  Abgaslader für     Verbrennungskraftmaschinen       Die Erfindung betrifft einen Abgaslader für     Ver-          brennungskraftmaschinen,    welcher aus einer Abgas  turbine oder einer     Abgasdreh'kolbenmaschine    und  einem     Drehkolbengebläse    besteht.  



  Es sind aus Turbinen und     Gebläserad    bestehende  Abgaslader bekannt, deren Drehzahl im wesentlichen  von Menge und     Druck    des     angelieferten    Verbren  nungsgases abhängt. Bei niedriger Motordrehzahl,  insbesondere bei Leerlauf, ist auch die Drehzahl  des Laders gering, weil     trotz    des     verminderten          Gebläsedruckes    die     Verbrennungsgasmenge    nicht aus  reicht, um den Lader auf hoher Drehzahl zu halten.  Der Lader muss infolgedessen bei jedem Anfahren  erst wieder auf Touren gebracht werden.

   Dies ge  schieht wegen der zunächst nur geringen Verbren  nungsgasmenge und der Massenträgheit der rotieren  den     Laderteile    mit mehr     oder    weniger starker Ver  zögerung gegenüber der schnell ansteigenden Motor  drehzahl. Infolgedessen arbeitet der Motor einige  Zeit mit Luftmangel und stark rauchendem Abgas,  was vor allem bei Strassenfahrzeugen im Stadtverkehr  unzulässig ist. Würde der Turbinenteil mit einem       Rootsgebläse    gekuppelt werden, so würde das Er  gebnis nicht 'besser, sondern eher schlechter sein,  da die Masse der     Rootsläufer    grösser als die eines       Gebläserades    ist.  



  Um das     jedesmalige    Hochfahren des Abgasladers  nach dem Leerlauf und die damit verbundene     Ver-          qualmung    der Umgebung zu vermeiden, wird er  findungsgemäss vorgeschlagen, das     Drehkolbengebläse     mit einem     Mengenregelorgan    zu versehen, welches  in Abhängigkeit von der Motordrehzahl oder von  dem Abgasdruck die Fördermenge bei niedriger  Motordrehzahl bzw. niedriger Motorleistung herab  setzt. Die so verringerte Fördermenge bedeutet ver  ringerte Arbeitsleistung des Laders und damit auch  des Antriebsteils und ermöglicht bei gleicher Abgas-    menge eine höhere Drehzahl.

   Die Verwendung einer       Drehkolbenmaschine    als     Gebläseteil    legt es nahe,  auch den Antriebsteil als     Drehkolbenmaschine    aus  zuführen. Die in Betracht kommenden Bauarten  müssen der Grundbedingung entsprechen, dass ihre  zulässigen Drehzahlen hoch liegen und zueinander  passen und dass     ferner    der     Gebläseteil    mengen  geregelt werden kann. Diese Bedingungen sind in  besonderem Masse erfüllt bei     Drehkolbenmaschinen,     die zwei ineinander angeordnete Drehkolben aufwei  sen und von denen nur der eine angetriebene Dreh  kolben Arbeit verrichtet, während der andere durch  direkte Berührung oder über ein Zahnradpaar leer  mitgenommen wird.  



  In weiterer Ausbildung der Erfindung werden  zwei solcher     Drehkolbenmaschinen    verwendet, wobei  deren arbeitsleistende Drehkolben durch bekannte  Kupplungselemente miteinander verbunden sind und  die beiden anderen Drehkolben leer     mitlaufen.    Vor  teilhafterweise werden die beiden Teile des Laders  zu einer Einheit zusammengefasst. Dies geschieht  zum Beispiel dadurch, dass die beiden arbeitsleisten  den Drehkolben nur je einen kurzen Wellenstummel  erhalten, die starr und     biegungssteif    miteinander  verbunden werden. Auf diesen Wellenstummeln er  folgt ferner die Lagerung der zu einer Einheit zu  sammengefassten Drehkolben.

   Schliesslich birgt die  genannte Art der     Drehkolbenverbindung    auch die  Möglichkeit in sich, beide Drehkolben in einem  gemeinsamen Gehäuse zu lagern. In einer anderen  Ausführung können die arbeitsleistenden Drehkolben  auch aus einem Stück bestehen, müssen jedoch in  diesem Falle in einem längsgeteilten Gehäuse ge  lagert werden.  



  In der Zeichnung ist ein     Ausführungsbeispiel     eines aus zwei zu einer Einheit zusammengefassten       Drehkolbenmaschinen    bestehenden Abgasladers in           Fig.    1 im Längsschnitt auf der Linie     1-I    der     Fig.    2  und in     Fig.    2 im Schnitt nach der Linie 11-II der       Fig.    1 dargestellt.  



  Auf der linken Seite des in     Fig.    1 dargestellten  Abgasladers befindet sich der Antriebsteil mit dem  äusseren Drehkolben 1 und dem inneren Drehkolben  5; der     Gebläseteil    weist einen äusseren Drehkolben 2  und einen inneren Drehkolben 6 auf. Der äussere  Drehkolben 1 ist mit dem äusseren Drehkolben 2  beispielsweise mit Hilfe von Ringspannfedern 3 starr  und     biegungssteif    verbunden. Die somit eine Einheit  bildenden Drehkolben sind in einem gemeinsamen  ungeteilten Gehäuse 4 gelagert. Innerhalb der äusse  ren Drehkolben befinden sich die inneren Dreh  kolben 5 und 6, welche keine Arbeit leisten und  unmittelbar von den äusseren Drehkolben mitgenom  men werden. Die Ein- und Ausströmung für beide  Maschinenseiten erfolgt durch die Deckel 7 und B.

    In diesen Deckeln sind auch die Lagerzapfen 9 und  10 für die inneren Drehkolben fest verankert. Inner  halb des Deckels 8 ist das Steuerorgan 11 angeordnet,  welches durch Winkelverschiebung in die Schnitt  ebene gerückt ist.  



  In der     Fig.2    sind insbesondere die Steuerein  richtung und strichpunktiert die beispielsweise     sechs-          und        fünfzahnigen    Drehkolben 2 und 6 gezeichnet.  Das     kreuzweis    schraffierte Steuerorgan 11 ist bei  spielsweise als     Segmentstück    ausgeführt, welches in  dem Schlitz des Deckels 8 durch eine äussere Steuer  einrichtung bekannter Art in     tangentialer    Richtung  verstellt werden kann. Zu beiden Seiten des Segment  stückes befinden sich der     Einströmschlitz    13 und  der     Ausströmschlitz    14.

   Sie werden von zwei radialen  feststehenden und zwei radialen beweglichen Kanten       begrenzt.    Die feststehende Kante 15 bestimmt das  Ende des Ansaugens und die feststehende Kante 16  gibt den     Ausschub    der verdichteten Luft frei. Die  bewegliche Kante 17 steuert den Beginn des An  saugevorganges und die bewegliche Kante 18 das  Ende des     Ausschubs    oder genauer gesagt die Menge  der in die Druckleitung gefilterten Luft. Von den  beiden im     Uhrzeigersinne    rotierenden Drehkolben  werden beispielsweise Arbeitskammern 19, 20, 21,  22, 23 umschlossen, die sich vor dem Ansaugschlitz  erweitern und nach Durcheilen des unteren Tot  punktes wieder verkleinern.

   Wird nun das Steuer  organ nach rechts in die gestrichelt gezeichnete  Stellung verschoben, so gibt die Steuerkante 18  eine Verbindung des hinter dem     Ausströmschlitz     14 liegenden Druckstutzens mit den ansaugenden  Arbeitskammern, im gezeichneten Falle mit der  Kammer 19 frei. Bereits in den Druckstutzen aus  geschobene Luft kann also von dort wieder in die    Arbeitskammern zurückströmen. Durch Rückexpan  sion der zurückgeströmten Luftmenge wird der grösste  Teil der für diese Luftmenge aufgewendeten Ver  dichtungsarbeit wiedergewonnen. Der Antriebsteil  des Laders braucht also im wesentlichen nur die  Energie für die tatsächlich geförderte Luftmenge  aufzubringen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Aus einer Abgasturbine oder Abgasdrehkolben- maschine und einem Drehkolbengebläse bestehender Abgaslader für Verbrennungskraftmaschinen, da durch gekennzeichnet, dass das Gebläse mit einem Steuerorgan für die Regelung der Fördermenge ver sehen ist, welches durch mechanische, hydraulische oder elektrische übertragungsmittel mit der Ver- brennungskraftmaschine derart verbunden ist,

   dass bei niedriger Drehzahl oder niedrigem Abgasdruck der Brennkraftmaschine die Födermenge des Ab- gasladers vermindert und ein übermässiges Abfallen der Drehzahl des Laders vermieden wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Abgaslader nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Antriebs- und der Gebläseteil aus zwei getrennten Drehkolbenmaschinen bestehen, wobei jede zwei ineinander angeordnete Drehkolben aufweist, von denen nur je ein Drehkolben die Arbeit verrichtet, und dass diese Arbeitskolben miteinander gekuppelt sind, während die beiden anderen Dreh kolben leer mitgenommen werden. 2.

   Abgaslader nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, d'ass der Antriebsteil und der Gebläse teil, welche je zwei ineinander angeordnete Drehkol ben enthalten, zu einer Einheit zusammengefasst sind. 3. Abgaslader nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die arbeitsleistenden Drehkol ben nur je einen kurzen Wellenstummel besitzen, die beispielsweise durch Pressverbindung, Keilnuten oder Ringspannfedern starr und biegungssteif mit einander verbunden sind. 4. Abgaslader nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der arbeitsleisten den Drehkolben auf deren Wellenstummeln erfolgt. 5.

   Abgaslader nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die arbeitsleistenden Drehkolben in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert sind. 6. Abgaslader nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die arbeitsleistenden Drehkolben aus einem Stück bestehen und in einem längsgeteilten Gehäuse gelagert sind.