CH631240A5 - Verfahren zum anlassen der brennkammer einer kolbenbrennkraftmaschine. - Google Patents

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Description

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PATENTANSRPUCH Verfahren zum Anlassen einer Brennkammer, deren Abgase zum Vorwärmen der Ladeluft einer Kolbenbrennkraftmaschine und zum Antrieb eines Abgasturboladers der Kolbenbrennkraftmaschine beim Starten und beim Betrieb der Kolbenbrennkraftmaschine mit Teillast verwendet werden und der im Betrieb von dem Abgasturbolader geförderte Verbrennungsluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Anlassen der Brennkammer erforderliche Luftdurchsatz in der Brennkammer bei noch stehendem Abgasturbolader dadurch bewirkt wird, dass der von der Kolbenbrennkraftmaschine beim Anlassen erzeugte Ansaugluftstrom durch die Brennkammer geleitet wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlassen einer Brennkammer, deren Abgase zum Vorwärmen der Ladeluft einer Kolbenbrennkraftmaschine und zum Antrieb eines Abgasturboladers der Kolbenbrennkraftmaschine beim Starten und beim Betrieb der Kolbenbrennkraftmaschine mit Teillast verwendet werden und der im Betrieb von dem Abgasturbolader geförderte Verbrennungsluft zugeführt wird. Durch eine derartige Brennkammer soll insbesondere bei niedrigverdichtenden, hochaufgeladenen Brennkraftmaschinen und bei fehlendem oder ungenügendem Anfall von Abgas die für eine Zündung des Kraftstoffes notwendige Verdichtungsendtemperatur in den Zylindern der Kolbenbrennkraftmaschine erzielt werden.
Zur Inbetriebnahme der Brennkammer durch Zünden des eingespritzten Kraftstoffes muss zunächst ein Luftdurchsatz in der Brennkammer erzeugt werden.
Es ist bekannt, diesen Luftdurchsatz durch fremd angetriebene Lüfter oder durch andere Druckluftquellen zu erzielen. Es wurde auch schon vorgeschlagen, den Abgasturbolader fremd anzutreiben und die dabei von dem Verdichter geförderte Luft durch die Brennkammer zu leiten. So wird z.B. bei der Brennkraftmaschine nach der DE-OS 1451 899 zunächst bei stehendem Motor der Abgasturbolader durch einen Fremdantrieb angetrieben. Die vom Lader dabei geförderte Luft wird unter Druck der Brennkammer zugeführt und erzeugt den zum Anlassen der Brennkammer erforderlichen Luftdurchsatz. Die Abgase aus der Brennkammer werden der Turbine des Abgasturboladers zugeführt und beschleunigen diesen weiter. Erst danach, also bei laufendem Turbolader und in Betrieb befindlicher Brennkammer, wird der Motor angelassen, wobei seinen Zylindern die vom Lader geförderte Luft unter Druck und gegebenenfalls Abgase aus der Brennkammer ebenfalls unter Druck zugeführt werden. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass zuvor der Turbolader und die diesen antreibende Brennkammer durch Hilfseinrichtungen angelassen werden müssen. In der Brennkraftmaschine gemäss der DE-OS 1451 899 geschieht dies durch Zuführen von Druckluft auf das Turbinenrad über eine Startdüse aus einer Druckluftquelle. Bei anderen bekannt gewordenen Ausführungen wird dazu der Abgasturbolader mit Hilfe eines Elektromotors angetrieben.
Alle diese bekannten Lösungen sind aufwendig. Es müssen die Antriebseinrichtungen für den Abgasturbolader bereitgestellt werden. Die erforderlichen Hilfsenergiequellen müssen neu beschafft oder vorhandene vergrössert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Inbetriebnahme der
Brennkammer den Aufwand der hierzu bisher bekannten Lösungen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der zum Anlassen der Brennkammer erforderliche Luftdurchsatz in der Brennkammer bei noch stehendem Abgasturbolader dadurch bewirkt wird, dass der von der Kolbenbrennkraftmaschine beim Anlassen erzeugte Ansaugluftstrom durch die Brennkammer geleitet wird.
Durch diese Massnahme kann in einfacher Weise ohne zusätzliche Antriebseinrichtungen und Hilfsenergiequellen die Voraussetzung für die Zündung der Brennkammer geschaffen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In der Zeichnung ist schematisch eine Kolbenbrennkraftmaschine 11 dargestellt, die über eine Ladeluftleitung 12 mit einem Verdichter 13 und über eine Abgasleitung 14 mit einer Abgasturbine 15 verbunden ist. Zwischen Ladeluft- und Abgasleitung ist in bekannter Weise eine Bypassleitung 16 mit einer Brennkammer 17 angeordnet. In der Ladeluftleitung 12 ist noch ein Ladeluftkühler 31 vorgesehen. Ventile 19, 22 und 23 regeln den Luft- bzw. Abgasstrom. Eine Verbindungsleitung 20 zweigt hinter der Brennkammer 17 von der Bypassleitung 16 ab und mündet hinter dem Ladeluftkühler 31 in die Ladeluftleitung 12.
Wirkungsweise:
Im Normalbetrieb der Kolbenbrennkraftmaschine strömen die Abgase über die Abgasleitung 14 zur Abgasturbine 15 und treiben den Abgasturbolader an. Die Ladeluft wird vom Verdichter 13 über Ladeluftleitung 12 und Ladeluftkühler 31 in die Zylinder der Brennkraftmaschine 11 befördert. Dabei ist Ventil 22 geschlossen und Ventil 23 geöffnet.
Zum Anlassen der Kolbenbrennkraftmaschine wird Ventil 22 geöffnet und Ventil 23 geschlossen. Ventil 19 befindet sich in der gezeichneten Stellung. Beim Andrehen der Brennkraftmaschine wird die angesaugte Luft durch den Verdichter 13, Ladeluftleitung 12, Bypassleitung 16, Brennkammer 17, Verbindungsleitung 20 und Ladeluftleitung 12 zur Brennkraftmaschine 11 geleitet. Dieser Luftdurchsatz durch die Brennkammer ist die Voraussetzung dafür, dass einzuspritzender Brennstoff in der Brennkammer entzündet werden kann. Die Brennkraftmaschine erhält dadurch stark erhitzte Luft, die in den Zylindern beim Verdichten die zum Zünden des Kraftstoffes notwendige Temperatur erreicht. Nachdem die Brennkraftmaschine gestartet ist, können die Abgase der Brennkammer durch Umschalten des Ventils 19 gemeinsam mit den Abgasen der Brennkraftmaschine zum Antrieb der Abgasturbine 15 verwendet werden. Dabei muss durch Öffnen des Ventils 23 dafür gesorgt werden, dass der Brennkraftmaschine die jetzt vom Verdichter 13 geförderte Ladeluft zuströmt. Natürlich ist durch entsprechendes stetiges Umschalten der Ventileinrichtungen für einen langsamen Übergang von dem einen zum anderen Betriebszustand zu sorgen. Ebenso ist es denkbar, dass die Brennkammer in einer Übergangsphase ihre Abgase sowohl an die Brennkraftmaschine als auch an die Abgasturbine liefert.
Wenn der Abgasanfall bei mittleren Belastungen der Brennkraftmaschine ausreicht, so dass der Abgasturbolader eine genügende Menge an Ladeluft mit dem notwendigen Druck liefert, kann die Brennkammer abgeschaltet werden. Die Ladeluft wird dann in der oben beschriebenen Weise der Brennkraftmaschine über den Ladeluftkühler 31 zugeleitet.
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1 Blatt Zeichnungen
CH172478A 1977-02-17 1978-02-16 Verfahren zum anlassen der brennkammer einer kolbenbrennkraftmaschine. CH631240A5 (de)

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