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Verfahren zum Anfahren von Diesel-Lokomotiven mit unmittelbarem Antrieb.
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Motor unveränderlich ist. In Verbindung mit der ersten Gleichung ergibt sich :
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Da nun die Beschleunigung der Zugkraft verhältnisgleieh ist, so ergibt nach Gleichung (1) die
Forderung möglichst schneller Beschleunigung des Zuges auch die Forderung möglichst grosser Tangential- kraft. Anderseits besagt Gleichung (2), dass die Tangentialkraft eine durch die Abmessungen der Lokcmotive bestimmte Grösse nicht überschreiten darf, wenn kein Schleudern stattfinden soll.
Da also jede Unterschreitung von T ma eine Verminderung der Beschleunigung, jede Überschreitung ein Schleudern bewirkt, so muss auf der ganzen der Beschleunigung dienenden Strecke die Tangentialkraft eine möglichst gleichbleibende, den geringsten Schwankungen ausgesetzte Grösse sein, um grösste Beschleunigung unter Vermeidung des Gleitens zu erreichen.
Legt man nun zum Anfahren der Dieselmaschine ein Druekluftverbrennungsdiagramm mit der normalen Betriebsverdichtung von etwa 33 Atm. und eine Gleichdruc1. -verbrennung und 20% Füllung zugrunde, so ergeben sich gemäss Fig. 3 für eine doppeltwirkende Zweizylinder-Zweitaktmasehine die Tangentialdrucklinien Tel-Te, der Einzelzylinderseiten und die zusammengesetzte TangentialDrucklinie T ; ebenso nach Fig. 4 für eine doppeltwirkende Dreizylinder-Zweitaktmaschine die einzelnen Tangentialdrucklinien TC1-Tc6 und die zusammengesetzte tangentiale Drueklinie T.
Man erkennt also, dass durch eine solche Druelduftverbrennung zwar ein sehr volles Diagramm, das an Flächeninhalt dem normalen Dieseldiagramm überlegen ist, zu gewinnen ist, dass aber die oben aufgestellte Forderung eines möglichst gleich hohen tangentialen Druckes nicht zu erreichen ist.
Hier setzt die Erfindung ein ; sie besteht darin, dass die Druckluftverbrennung unter einem gegen-. über dem normalen Höchstdruck des reinen Dieselbetriebes bedeutend, z. B. auf etwa die Hälfte, verminderten Höchstdruck und einer gegenüber der normalen Verbrennungszeit des reinen Dieselbetriebes bedeutend, z. B. auf etwa das Drei-bis Fünffache, verlängerten Verbrennungszeit erfolgt. Ein solches Niederdruck-Verbrennungsdiagramm gemäss der Erfindung ist in Fig. 5 mit einem gleichbleibenden Verbrennungsdruck von 15 Atm. Verbrennungsdruck bei 50% Füllung dargestellt. Den Erfolg auf das Tangentialdruckdiagramm ersieht man in Fig. 6 bei einer doppeltwirkenden Zweizylinder-Zweitakt- maschine, in Fig. 7 bei einer doppeltwirkenden Dreizylinder-Zweitaktmasehine.
Während die Hoehdruck- diagramme der Fig. 3 und 4 noch Druckschwankungen von 6-19 Atm. hatten, sind sie nunmehr auf 2-2% Atm. heruntergezogen. Die Verbrennungslinie braucht nicht genau waagerecht zu verlaufen.
Wie nämlich Fig. 8 mit einer von 18 auf 14 Atm. abfallenden Verbrennungslinie zeigt, ergeben sich in solchem Fall sogar noch etwas günstigere Tangentialdrucke gemäss Fig. 9 und 10, in denen die Schwankungen des Tangentialdruckes nur noch 2-1% Atm. sind.
Dabei ist trotz der starken Verminderung des höchsten Verdichtungsdruekes von 33 Atm. auf etwa die Hälfte der mittlere Tangentialdruck nicht etwa vermindert worden. Denn während er beim Hoehdruckdiagramm gemäss Fig. 3 und 4 etwa 12 Atm. bei der Zweizylindermaschine und 18 Atm. bei der Dreizylindermascl. ine beträgt, ist er bei dem Niederdruckdiagramm gemäss Fig. 6 und 9 auf 14-14 2 bei der Zweizylindermaschine und auf 20-25 bei der Dreizylindermaschine gesteigert worden.
Dabei ist trotz des hohen mittleren Tangentialdruckes nicht etwa der Auspuffdruek unzulässig gesteigert worden ; denn er hält sich in beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 8 auf etwa 7 Atm., also auf einer Höhe, die einen für die verhältnismässig kurze Dauer der Anfahrzeit noch erträglichen Verlust an Auspuffenergie darstellt.
Dieses Ergebnis des Verfahrens, das durch ein unter günstigen Umständen verlaufendes Anfahren der Lokomotive ohne merkbare Stösse mit starkem Beschleunigungsdruek dargestellt ist, konnte nicht durch eine Verlängerung der Verbrennungszeit bei Aufrechterhaltung des hohen Verdiehtungsdruckes erzielt werden, was einen zu hohen Auspuffdruck und damit zu hohen Ölverbrauch ergeben hätte, es konnte auch nicht durch Verminderung des Verdichtungsdruckes bei Aufreehterhaltung einer normalen Verbrennungszeit von 10 bis 20% des Kolbenhubes erzielt werden, was einen zu niedrigen Tangentialdruck, also ein zu langsames Anfahren ergeben hätte ; es kommt vielmehr erst durch Zusammenwirken beider Massnahmen :
Verminderung des Verdichtungsdruckes auf ein gewisses Mass und Vergrösserung der Verbrennungszeit auf ein gewisses Mass zustande.
Die Ausführung dieses Verfahrens setzt in allen Fällen die Anwendung einer künstlichen Zündung, die beim späteren reinen Dieselbetrieb nicht nötig ist, voraus. Es ist jedoch nicht an die Einhaltung enger Grenzen bei der Verminderung des Verdichtungsdruekes und Vergrösserung der Füllung gebunden ; seine Vorteile setzen praktisch schon ein, wenn der Verdiehtungsdruck auf etwa zwei Drittel des normalen Verdichtungsdruckes ermässigt und die Füllung auf etwa das Doppelte der normalen Füllung erhöht wird.
Anderseits wird man bei den ersten Anfahrhüben gegebenenfalls den ganzen Verdichtungswiderstand ausschalten.
Die Ausfühlung des Verfahrens kann mit den für den Betl ieb von Dieselmasehinen an sich bekannten Steuerorganen, zu denen eine Zündvorrichtung hinzukommt, ausgeführt werden. Diese Zündvorrichtung muss so beschaffen sein, dass sie durch unmittelbares Anspritzen des Treiböles und Anblasen durch Diuek-
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luft in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt wird, z. B. eine Glühspirale aus wenigen starken Drähten eines schwer schmelzbaren Metalles, wie Niehrotherm, oder eines keramischen Halbleiters, wie Karborundum oder Silit.
Die Verminderung des Verdichtungsdruckes kann durch zeitweises Offenhalten eines Ent- lüftungsorganes oder durch ein dauernd geöffnetes Drosselorgan während des Kolbenvorganges oder durch Vergrösserung des Verdichtungsraumes bewirkt werden.
Die Steuerungen der den Anfahrvorgang beherrschenden Organe werden vorteilhaft verkuppelt, insbesondere das Brennstoffzufuhrorgan oder die Brennstoffzufuhrorgane und das Druckluftzufuhrorgan. Um mit wachsender Geschwindigkeit der Lokomotive allmählich auf den normalen Dieselbetrieb über- gehen zu können, wird vorteilhaft das Verdiehtungsverminderungsorgan ebenfalls mit diesen beiden Organen derart verbunden, dass mit Verminderung der Druekluftzufuhr und Brennstoffzufuhr die Verdichtung erhöht wird, bis bei vollständiger Abstellung der Druckluft und Erreichung der vollen Verdichtung der reine Dieselbetrieb hergestellt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Verfahren zum Anfahren von Diesel-Lokomotiven mit starrer Verbindung zwischen Motor und Treibachse, gekennzeichnet durch Einleitung von Druckluftverbrennungen mit Zuhilfenahme einer künstliehen Zündung im Arbeitszylinder unter einem gegenüber dem Dieselbetrieb erheblich verminderten Verdiehtungs-und Verbrennungsdruck und einer gegenüber dem Dieselbetrieb erheblich vermehrten Einspritz-und Brennzeit.