CH697943B1 - Dieselmotor. - Google Patents

Abstract

Bei einem Dieselmotor, insbesondere Zweitakt-Dieselmotor, mit mehreren, gemäss einer vorgegebenen Zündfolge phasenverschoben arbeitenden Zylindern (1), die jeweils einen durch einen mit einer Kurbelwelle (4) zusammenwirkenden, zyklisch bewegbaren Kolben (2) begrenzten, mit einer Verbrennungslufteinlasseinrichtung (7), einer Abgasauslasseinrichtung (10), einer Brennstoffeinspritzeinrichtung (8) und einer Anlasslufteinlasseinrichtung (13) versehenen Arbeitsraum (3) aufweisen und die beim Anlassen des Motors mittels einer bei Erreichen einer Umschaltdrehzahl auslösbaren Umschalteinrichtung (22) von einer Anlassbetriebsweise auf eine Einspritzbetriebsweise umschaltbar sind, lassen sich dadurch Fehlstarts vermeiden und Anlassluft einsparen, dass die Abgasauslasseinrichtung (10) in der Anlassbetriebsweise länger geöffnet ist als in der Einspritzbetriebsweise und dass die Umschalteinrichtung (22) die Zylinder (1) in Abhängigkeit vom ihrem Kolben (2) jeweils zugeordneten Kurbelwinkel der Kurbelwelle (4) phasenverschoben von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise umschaltet, wobei die Umschaltung der Zylinder (1) jeweils erfolgt, bevor ihr Kolben (2) die Position bei der in der Einspritzbetriebsweise die Abgasauslasseinrichtung (10) schliesst, passiert.

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft einen Dieselmotor, insbesondere einen Zweitakt-Dieselmotor, mit mehreren, gemäss einer vorgegebenen Zündfolge phasenverschoben arbeitenden Zylindern, die jeweils einen durch einen mit einer Kurbelwelle zusammenwirkenden Kolben begrenzten, mit einer Verbrennungslufteinlasseinrichtung, einer Abgasauslasseinrichtung, einer Brennstoffeinspritzeinrichtung und einer Anlasslufteinlasseinrichtung versehenen Arbeitsraum aufweisen und die beim Anlassen des Motors mittels einer bei Erreichen einer Umschaltdrehzahl auslösbaren Umschalteinrichtung von einer Anlassbetriebsweise auf eine Einspritzbetriebswiese umschaltbar sind,

   wobei in der Anlassbetriebsweise zumindest bei einem Teil der Zylinder bei jedem Arbeitszyklus ein durch Anlassluft bewerkstelligter Arbeitshub und in der Einspritzbetriebsweise bei allen Zylindern bei jedem Arbeitszyklus ein durch Kraftstoffverbrennung bewerkstelligter Arbeitshub stattfinden.

[0002] Bei den bekannten Motoren dieser Art sind die Öffnungs- und Schliesszeitpunkte der Abgasauslasseinrichtung für beide Betriebsweisen gleich. Es erfolgt daher auch in der Anlassbetriebsweise eine Verdichtung, die der Expansion der Anlassluft und bei der Umschaltung von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise der Massenträgheit der bewegten Organe entgegenwirkt. Sobald in der Anlassbetriebsweise eine vorgegebene Umschaltdrehzahl der Kurbelwelle erreicht ist, werden bisher alle Zylinder gleichzeitig von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise umgeschaltet.

   Infolge der nicht vermeidbaren Totzeiten der am Umschaltvorgang beteiligten Organe erfolgt die tatsächliche Umschaltung der einzelnen Organe jedoch mit entsprechendem Verzug gegenüber der Auslösung der Umschalteinrichtung, d.h. gegenüber dem Umschaltbefehl. Dies kann u.U. dazu führen, dass die Kraftstoffeinspritzung im Arbeitszyklus der Umschaltung unterbleibt. Bisher ist dabei aufgrund der oben beschriebenen Bremswirkung der Verdichtung ein Absinken der Drehzahl zu befürchten, was dazu führen kann, dass es zu keiner ordnungsgemässen Zündung und Verbrennung mehr kommt. Es besteht daher die Gefahr eines Fehlstarts, was insbesondere bei der Durchführung von Manövriervorgängen in einem Hafen etc. katastrophale Folgen haben kann. Ausserdem besteht die Gefahr, dass es zu Explosionen im Abgaskanal kommt.

   Um derartigen Nachteilen vorzubeugen, muss eine hohe Umschaltdrehzahl vorgegeben werden. Dies ergibt jedoch einen hohen Verbrauch an Anlassluft und erfordert daher grosse Anlassluftflaschen mit grossen zugeordneten Kompressoren, was zu einem hohen Bedarf an Bauraum führt, der bei Schiffen knapp ist. Der Verbrauch an Anlassluft kann auch durch Totzeit des Anlasslufteinlassventils noch weiter erhöht werden.

   Die bekannten Anordnungen erweisen sich daher als nicht einfach, kompakt, sicher und zuverlässig genug.

[0003] Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dieselmotor eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie ein sparsamer Verbrauch von Anlassluft erreicht werden.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Abgasauslasseinrichtung in der Anlassbetriebsweise länger geöffnet ist als in der Einspritzbetriebsweise und dass die Umschalteinrichtung die Zylinder in Abhängigkeit vom ihrem Kolben jeweils zugeordneten Kurbelwinkel der Kurbelwelle phasenverschoben von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise umschaltet, wobei die Umschaltung der Zylinder jeweils erfolgt, bevor ihr Kolben die Position,

   bei der in der Einspritzbetriebsweise die Abgasauslasseinrichtung schliesst, passiert.

[0005] Diese Massnahmen stellen sicher, dass Verdichtungsvorgänge während der Anlassbetriebsweise verhindert werden können. Dennoch ist sichergestellt, dass jeder Zylinder nach seiner Umschaltung von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise noch einen vollständigen Verdichtungshub ausführen kann, so dass die anschliessende, erste Einspritzung auch zu einer Zündung und Verbrennung und damit zu einer tatsächlichen Energiezufuhr führt.

   Zylinder, die zum Zeitpunkt der Auslösung der Umschalteinrichtung keine Möglichkeit mehr haben, innerhalb des dabei begonnenen Arbeitszyklusses noch einen vollständigen Verdichtungshub auszuführen, also die Position, bei der in der Einspritzbetriebsweise die Abgasauslasseinrichtung schliesst, bereits passiert haben, werden erst beim nächsten Arbeitszyklus umgeschaltet und können daher zunächst nochmals Anlassluft bekommen. Die erfindungsgemässen Massnahmen führen dementsprechend zu einem Umschaltmodus, bei dem bereits in einem Teil der Zylinder eine Verbrennung stattfindet, während andere Zylinder noch mit Anlassluft beaufschlagt werden, was eine hohe Energiezufuhr beim Umschaltvorgang ergibt und ein Absinken der Drehzahl vermeidet.

   Der Umschaltvorgang kann daher in vorteilhafter Weise bereits bei einer vergleichsweise niedrigen Umschaltdrehzahl eingeleitet werden, was sich vorteilhaft auf den Verbrauch von Anlassluft auswirkt. Man kommt daher in vorteilhafter Weise mit vergleichsweise kleinen Anlassluftflaschen aus. Dasselbe gilt für die diesen zugeordneten Kompressoren. Dennoch gewährleisten die erfindungsgemässen Massnahmen ein sehr stabiles Startverhalten, sodass Fehlstarts zuverlässig vermieden werden. Mit den erfindungsgemässen Massnahmen werden daher die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen vollständig vermieden.

[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmässige Fortbildungen der übergeordneten Massnahmen sind in den abhängigen <Unteransprüchen angegeben.

   So können die Zylinder zur Erzielung einer besonders hohen Zuverlässigkeit von der Umschalteinrichtung zweckmässig einzeln von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise umgeschaltet werden.

[0007] Vorteilhaft kann die Umschalteinrichtung so ausgebildet sein, dass die Umschaltung jedes zur Umschaltung kommenden Zylinders erst erfolgt, nachdem sein Kolben die Position, bei der in der Einspritzbetriebsweise die Einspritzung beendet ist, passiert hat. Hierdurch werden Fehleinspritzungen zuverlässig vermieden.

[0008] Eine weitere zweckmässige Massnahme kann darin bestehen, dass bei einer Umschaltung eines Zylinders von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise im Kurbelwinkelbereich zwischen Öffnen und Schliessen der Anlasslufteinlasseinrichtung diese bis zu ihrer in der Anlassbetriebsweise regulären Schliessposition geöffnet bleibt.

   Hierdurch wird sichergestellt, dass die Anlassluftenergie soweit wie möglich genutzt wird.

[0009] Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der übergeordneten Massnahmen kann darin bestehen, dass solche Zylinder, deren Kolben innerhalb des Arbeitszyklusses, in den die Auslösung der Umschalteinrichtung fällt, bei der Auslösung der Umschalteinrichtung die Position, bei der in der Einspritzbetriebsweise die Abgasauslasseinrichtung schliesst, noch nicht passiert haben, innerhalb dieses Arbeitszyklusses umgeschaltet werden und die anderen Zylinder innerhalb des jeweils nächsten Zyklusses. Hierdurch verkürzt sich der Umschaltvorgang auf wenige Arbeitszyklen, in der Regel zwei Arbeitszyklen.

[0010] Vorteilhaft kann die Abgasauslasseinrichtung in der Anlassbetriebsweise erst kurz vor dem oberen Totpunkt schliessen. Hierdurch wird auch eine leichte Verdichtung vermieden.

   Vorteilhaft kann die Abgasauslasseinrichtung in der Anlassbetriebsweise ferner erst später geöffnet werden als in der Einspritzbetriebsweise. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise der Arbeitshub der Anlassluft vergrössern.

[0011] Eine weitere vorteilhafte Massnahme kann darin bestehen, dass der Abstand zwischen der Position, bei der die Anlasslufteinlasseinrichtung schliesst und der Position, bei der die Abgasauslasseinrichtung öffnet, so gewählt ist, dass die in den Arbeitsraum eingebrachte Anlassluft bis auf den Druck der vor der Verdichtung in den Arbeitsraum eintretenden Luft expandieren kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass keine Anlassluftenergie verloren geht.

   In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls von Vorteil, wenn die Abgasauslasseinrichtung in der Anlassbetriebsweise schliesst bevor die Anlasslufteinlasseinrichtung öffnet.

[0012] In weiterer Fortbildung der Erfindung ist ein elektronisch gesteuerter Motor vorgesehen. Dies ermöglicht auf einfache Weise die Verwirklichung einer frei wählbaren, von einem mechanischen Antrieb unabhängigen Steuerung der Organe der Einspritzeinrichtung, der Abgasauslasseinrichtung und der Anlasslufteinlasseinrichtung, so dass deren Einsatzbeginn- und -endzeitpunkte auf höchst einfache Weise entsprechend den Bedürfnissen der Erfindung verschiebbar sind.

   Diese Massnahmen bieten zudem den Vorteil, Totzeiten der steuerbaren Organe auf einfache Weise auszugleichen.

[0013] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmässige Fortbildungen der übergeordneten Massnahmen sind in den restlichen abhängigen Ansprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.

[0014] In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Dieselmotors,


  <tb>Fig. 2<sep>einen Zylinder der Anordnung gemäss Fig. 1 mit einem Zyklus der Einspritzbetriebsweise und


  <tb>Fig. 3<sep>einen Zylinder der Anordnung gemäss Fig. 1 mit einem Zyklus der Anlassbetriebsweise.

[0015] Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind Zweitakt-Grossdieselmotoren, wie sie beispielweise für Schiffsantriebe Verwendung finden. Der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise derartiger Motoren sind an sich bekannt.

[0016] Der in Fig. 1 dargestellte Zweitakt-Grossdieselmotor enthält mehrere, hier vier in Reihe nebeneinander angeordnete Zylinder 1, die jeweils einen durch einen auf- und abgehend bewegbaren Kolben 2 begrenzten Arbeitsraum 3 aufweisen. Die Kolben 2 wirken jeweils über eine Kraftübertragungseinrichtung mit einer Kurbelwelle 4 zusammen. Die Kraftübertragungseinrichtung ist hier als Pleuelverbindung 5 angedeutet.

   Bei Grossdieselmotoren enthält die Kraftübertragungseinrichtung in der Praxis jedoch einen hier nicht näher dargestellten Kreuzkopf, der über eine Kolbenstange mit dem zugeordneten Kolben verbunden ist und über eine Pleuelverbindung mit der Kurbelwelle zusammenwirkt.

[0017] Die Kurbelwelle 4 ist direkt oder indirekt mit einem anzutreibenden Aggregat gekoppelt. Im dargestellten Beispiel ist die Kurbelwelle 4 direkt mit einem Schiffspropeller 6 verbunden. Dieser kann, wie in Fig. 1 angedeutet, als Festpropeller, das heisst als Propeller mit feststehenden Schaufeln, ausgebildet sein.

[0018] Im normalen Betrieb werden die Arbeitsräume 3 der Zylinder 1 mit aus der Umgebung entnommener, zur Verbrennung benötigter Luft, d.h. mit Verbrennungsluft, versorgt, die durch den jeweils zugeordneten Kolben 2 soweit verdichtet wird, dass anschliessend eingespritzter Brennstoff zündet.

   Infolge der anschliessenden Verbrennung des Brennstoffs wird der Kolben 2 nach unten bewegt. Nach der Verbrennung werden die dabei entstandenen Abgase ausgestossen.

[0019] Es finden daher bei jedem Arbeitszyklus ein Verdichtungshub des Kolbens 2, eine Kraftstoffeinspritzung, ein Arbeitshub des Kolbens 2 sowie ein Auspuff- und Füllungsvorgang statt. Diese Betriebsweise wird nachstehend als Einspritzbetriebsweise bezeichnet.

[0020] Jeder Zylinder besitzt eine Verbrennungslufteinlasseinrichtung, hier in Form von im unteren Zylinderbereich angeordneten, vom jeweils zugeordneten Kolben 2 steuerbaren Lufteinlasschlitzen 7, über die der jeweils zugeordnete Arbeitsraum 3 mit Verbrennungsluft versorgt, d.h. gefüllt wird.

   Zur Einspritzung von Brennstoff besitzt jeder Zylinder 1 wenigstens eine Brennstoffeinspritzeinrichtung, hier in Form einer Einspritzdüse 8, die an eine Brennstoffversorgungsleitung 9 angeschlossen ist. Ferner enthält jeder Zylinder 1 eine Abgasauslasseinrichtung hier in Form wenigstens eines Auslassventils 10, das einem vom Arbeitsraum 3 abgehenden Abgasauslass 11 zugeordnet ist, an den ein Auslasskanal 12 anschliesst.

[0021] Zum Anlassen d.h. Starten des Motors wird der Arbeitsraum 3 aller oder ausgewählter Zylinder 1 bei der Abwärtsbewegung des jeweils zugeordneten Kolbens 2 mit Anlassluft beaufschlagt. Dabei handelt es sich um Pressluft, die in hier nicht näher dargestellten Anlassluftflaschen bereitgehalten wird, denen ebenfalls nicht näher dargestellte Kompressoren zugeordnet sind.

   Mit Hilfe dieser Kompressoren werden die Anlassluftflaschen im normalen Betrieb aufgeladen. Eine Vorschrift besagt, dass die Anlassluftflaschen so dimensioniert sein müssen, dass mindestens zwölf Starts durchführbar sind. Beim Anlassen findet bei jedem Arbeitszyklus zunächst ein durch die komprimierte Anlassluft bewerkstelligter Arbeitshub und danach ein Auspuffvorgang statt. Diese Betriebsweise wird nachstehend als Anlassbetriebsweise bezeichnet.

[0022] Zur Einleitung der Anlassluft sind die Zylinder 1 jeweils mit einer Anlasslufteinlasseinrichtung versehen.

   Hierbei handelt es sich um ein Einlassventil 13, das eine im oberen Zylinderbereich vorgesehene Einlassöffnung kontrolliert, die über eine Verbindungsleitung 14 mit einer hier nicht näher dargestellten Anlassluftflasche verbunden ist.

[0023] Den Auslassventilen 10 ist jeweils eine Betätigungseinrichtung 15, beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders, zugeordnet, der seinerseits mittels elektrisch oder elektronisch betätigbarer Organe steuerbar ist. Ebenso sind den Einspritzventilen 8 und den Anlassluft-Einlassventilen 13 elektrisch oder elektronisch betätigbare Organe zugeordnet. Diese elektrisch oder elektronisch betätigbaren Organe sind hier mittels einer zugeordneten, elektronischen Steuereinrichtung 16 steuerbar, wie durch von dieser abgehende Signalleitungen 17, 18, 19 angedeutet ist.

   Der Steuereinrichtung 16 ist ein die Winkelstellung der Kurbelwelle 4 abtastender Sensor 20 zugeordnet. Zur Verarbeitung der Sensorsignale enthält die Steuereinrichtung 16 einen Rechner 21, der über eine Signalleitung 24 mit dem Sensor 20 verbunden ist.

[0024] Der Motor kann aber auch insgesamt als elektronisch steuerbarer Motor ausgebildet sein, der mit einem die Winkelstellung der Kurbelwelle 4 abtastenden Sensor 20 zusammenwirkenden Zentralrechner zur elektronischen Steuerung aller elektronisch steuerbaren Organe versehen ist. In jedem Fall macht die Elektronik einen mechanischen Steuerantrieb der oben genannten Organe entbehrlich und stellt auf einfache Weise sicher, dass diese unabhängig voneinander einzeln gesteuert werden können und Verschiebungen der Steuerpunkte möglich sind.

   Ebenso ist es dabei auf einfache Weise möglich, die zu steuernden Organe, hier zumindest der Abgasauslasseinrichtung, der Brennstoffeinspritzeinrichtung und der Anlasslufteinlasseinrichtung, mit einem der Totzeit dieser Organe entsprechenden Vorlauf anzusteuern, so dass der tatsächlich erwünschte Kurbelwinkel für die Schaltung erreicht wird. Der durch die Totzeit bewirkte Kurbelwinkelversatz der Schaltpunkte ist geschwindigkeitsabhängig, was jedoch rechnerisch leicht erfassbar ist.

[0025] Dem Motor ist eine Umschalteinrichtung 22 zugeordnet, durch welche beim Anlassen des Motors eine Umschaltung von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise bewerkstelligt wird. Die Umschalteinrichtung 22 ist der elektronischen Steuereinrichtung 16 zugeordnet bzw. in dieser enthalten.

   Die Umschalteinrichtung 22 wird ausgelöst, sobald beim Anlassvorgang eine vorgegebene Drehzahl der Kurbelwelle 4 erreicht ist. Der Auslösebefehl kann mit Hilfe des Rechners 21 automatisch gegeben werden. Der erste Startbefehl kann auch manuell ausgelöst werden, wie durch eine Eingabeeinrichtung 23 angedeutet ist.

[0026] Die Einspritzbetriebsweise, die dem Normalbetrieb entspricht, und die Anlassbetriebsweise, die nur zum Starten des Motors verwendet wird, ergeben sich anschaulich aus den Fig. 2 und 3. Dabei ist jeweils die von der Kurbelwelle 4 durchgeführte Drehbewegung als Kurbelwinkelkreis angedeutet. Ein Arbeitszyklus umfasst bei einem Zweitaktmotor eine Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens 2 und damit eine Drehung der Kurbelwelle 4 um 360  .

   Jeder Punkt des Kurbelwinkelkreises entspricht dementsprechend einer entsprechenden Stellung des Kolbens 2 während des eine auf- und abgehende Bewegung des Kolbens 2 umfassenden Arbeitszyklusses. Der obere Totpunkt ist jeweils mit OT, der untere Totpunkt jeweils mit UT bezeichnet.

[0027] In der Einspritzbetriebsweise wird das Auslassventil 10 in einem Kurbelwinkelbereich vor UT geöffnet und in einem Kurbelwinkelbereich nach UT geschlossen. Der vor UT liegende Öffnungszeitpunkt ist in Fig. 2 durch die Position 30, der nach UT liegende Schliesszeitpunkt durch die Position 31 angedeutet. Der Winkelabstand zwischen den Positionen 30 und 31 soll im dargestellten Beispiel etwa 60 deg. betragen. Je nach Bauweise sind hiervon jedoch Abweichungen selbstverständlich möglich. Im Bereich des oberen Totpunkts erfolgt die Brennstoffeinspritzung.

   Diese kann zweckmässig kurz vor OT beginnen und etwas nach OT enden. Der Beginn der Einspritzung ist in Fig. 2 durch die Position 32, das Ende der Einspritzung durch die Position 33 angedeutet. Der Abstand zwischen den Positionen 32 und 33 beträgt im dargestellten Beispiel etwa 30  . Selbstverständlich sind auch hier Abweichungen möglich.

[0028] In der Anlassbetriebsweise ist die Abgasauslassöffnung 11 wesentlich länger geöffnet als in der Einspritzbetriebsweise, um sicherzustellen, dass beim Aufwärtshub des Kolbens 2 keine Verdichtung erfolgt und somit dem Kolben 2 keine Kraft entgegenwirkt. Der Schliesszeitpunkt des Auslassventils 10 ist daher, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, von der Position 31 in Fig. 2 auf eine kurz vor OT sich befindende Position 31a verlegt.

   Die Position 30 für das Öffnen des Auslassventils 10 kann unverändert bleiben oder vorteilhaft mehr an UT angenähert werden. Die Brennstoffeinspritzeinrichtung ist in der Anlassbetriebsweise passiviert, d.h. abgeschaltet.

[0029] Zur Bewerkstelligung einer Drehung der Kurbelwelle 4 werden die Arbeitsräume 3 aller oder ausgewählter Zylinder 1 mit Anlassluft beaufschlagt. Hierzu wird die jeweils zugeordnete Anlasslufteinlasseinrichtung entsprechend betätigt. Das der Anlasslufteinlasseinrichtung zugeordnete Einlassventil 13 öffnet gemäss Fig. 3 im Bereich des oberen Totpunkts, vorzugsweise kurz vor OT. Der Öffnungszeitpunkt ist in Fig. 3 durch die Position 35 angedeutet. In jedem Fall öffnet das Einlassventil 13 erst, nachdem das Auslassventil 10 geschlossen hat. Die Position 35 ist daher der Position 31a in Drehrichtung nachgeordnet.

   Das Einlassventil 13 schliesst bei der Position 36, die weit nach OT liegt, jedoch der Position 30, bei der das Auslassventil 10 öffnet, in Drehrichtung vorgeordnet ist.

[0030] Zweckmässig ist der Abstand zwischen der Position 36, bei der die Anlasslufteinlasseinrichtung 13 schliesst und der Position 30, bei der die Abgasauslasseinrichtung 10 öffnet, so gewählt, dass die in den Arbeitsraum 3 eingebrachte Anlassluft bis auf den Druck der vor der Verdichtung in den Arbeitsraum 3 eintretenden Luft expandieren kann. Dies ermöglicht eine vollständige Ausnutzung der Energie der Anlassluft.

   Zur Verlängerung des durch die Anlassluft bewerkstelligten Arbeitshubs kann dabei die Position 30, bei der das Auslassventil 10 öffnet, gegenüber dem Einspritzbetrieb mehr in Richtung UT verschoben werden, so dass das Auslassventil 10 in der Anlassbetriebsweise später öffnet als in der Einspritzbetriebsweise.

[0031] Beim Übergang von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise, der wie oben bereits erwähnt wurde, eingeleitet wird, wenn in der Anlassbetriebsweise eine vorgegebene Geschwindigkeit der Kurbelwelle 4 erreicht worden ist, werden erfindungsgemäss nicht alle Zylinder 1 gleichzeitig umgeschaltet, sondern in Abhängigkeit von der Kolbenstellung, d.h. von dem ihrem Kolben 2 jeweils zugeordneten Kurbelwinkel der Kurbelwelle 4 phasenverschoben und zwar derart, dass der bzw. die Zylinder 1, deren bzw.

   dessen Kolben 2 bei Auslösung der Umschalteinrichtung 22 noch die Möglichkeit haben, innerhalb des Arbeitszyklusses, in den die Auslösung der Umschalteinrichtung 22 fällt, einen vollständigen Verdichtungshub durchzuführen, das heisst die Position 31, bei welcher das Auslassventil 10 in der Einspritzbetriebsweise schliesst, noch nicht überschritten haben, innerhalb des Arbeitszyklusses umgeschaltet werden, in den die Auslösung der Umschalteinrichtung 22 fällt. Die anderen Zylinder 1 werden erst beim nächsten Arbeitszyklus umgeschaltet und bekommen daher zunächst noch Anlassluft.

   Die phasenverschobene Umschaltung der Zylinder kann gruppenweise oder vorzugsweise einzeln erfolgen.

[0032] Es ergibt sich somit ein Umschaltmodus, bei dem manche Zylinder 1 noch mit Anlassluft beaufschlagt werden und andere bereits eine Brennstoffeinspritzung bekommen, die zu einer Zündung und Verbrennung führt. Auf diese Weise wird daher die Einbringung von Energie in den Motor während der Umschaltung optimiert, was zu sehr stabilen Umschaltverhältnissen beträgt und Fehlstarts vermeidet. Die Umschaltung kann hier auch schon bei einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit durchgeführt werden, was Anlassluft einspart und dazu beiträgt, dass man mit vergleichsweise geringem Druck der Anlassluft auskommt. Insgesamt sind die erfindungsgemässen Massnahmen einer platzsparenden Bauweise der Anlassluftbereitstellungseinrichtung sehr förderlich.

   Die hohe Energieeinbringung während des Umschaltvorgangs erweist sich insbesondere auch dort als besonders vorteilhaft, wo mit dem Motor eine vergleichsweise grosse Last verbunden ist, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form des Festpropellers 6.

[0033] Um die Energie der Anlassluft voll auszunutzen, kann vorgesehen sein, dass bei einer Umschaltung eines Zylinders 1 von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise im Kurbelwinkelbereich zwischen Öffnen und Schliessen der Anlasslufteinlasseinrichtung 13 diese bis zu ihrer in der Anlassbetriebsweise regulären Schliessposition 36 geöffnet bleibt.

   Es wäre aber auch denkbar, die Umschaltung der Zylinder 1 erst dann erfolgen zu lassen, wenn der betreffende Kolben 2 die Position 36, bei der in der Anlassbetriebsweise das Einlassventil 13 schliesst, bereits passiert hat Um eine Fehleinspritzung vom Brennstoff zu vermeiden, erfolgt die Umschaltung des Zylinders bzw. der Zylinder, der bzw. die während des Arbeitszyklusses umgeschaltet werden, in den die Auslösung der Umschalteinrichtung 22 fällt, in jedem Fall erst dann, wenn der betreffende Kolben 2 die Position 33 passiert hat, bei der in der Einspritzbetriebsweise die Einspritzung beendet ist.

[0034] Die Umschalteinrichtung 22 ist zweckmässig als in der Recheneinrichtung, hier im Rechner 21, abgelegtes Programm ausgebildet.

   Eine Anpassung an die Verhältnisse des Einzelfalls kann daher in vorteilhafter Weise softwaremässig erfolgen.

[0035] Die Anzahl der beim Starten des Motors mit Anlassluft beaufschlagten Zylinder 1 kann in Abhängigkeit von der zu erwartenden Belastung bestimmt werden. Hierzu kann in der Recheneinrichtung, hier im Rechner 21, ein entsprechendes Programm abgelegt sein. Die nichtbeteiligten Zylinder 1 laufen dabei leer mit. An der Umschaltung auf die Einspritzbetriebsweise sind jedoch alle Zylinder 1 beteiligt. Dabei gilt in jedem Fall, dass die Zylinder 1 erst dann Brennstoff bekommen, das heisst dass die Einspritzdüse 8 erst dann aktiviert wird, wenn der Kolben 2 des betreffenden Zylinders 1 zwischen Auslösung der Umschalteinrichtung 22 und Einspritzung noch die Möglichkeit hatte, einen vollständigen Verdichtungshub auszuführen.

Claims (14)

1. Dieselmotor, insbesondere Zweitakt-Dieselmotor, vorzugsweise Zweitakt-Grossdieselmotor, mit mehreren, gemäss einer vorgegebenen Zündfolge phasenverschoben arbeitenden Zylindern (1), die jeweils einen durch einen mit einer Kurbelwelle (4) zusammenwirkenden Kolben (2) begrenzten, mit einer Verbrennungslufteinlasseinrichtung (7), einer Abgasauslasseinrichtung (10), einer Brennstoffeinspritzeinrichtung (8) und einer Anlasslufteinlasseinrichtung (13) versehenen Arbeitsraum (3) aufweisen und die beim Anlassen des Motors mittels einer bei Erreichen einer Umschaltdrehzahl auslösbaren Umschalteinrichtung (22) von einer Anlassbetriebsweise auf eine Einspritzbetriebsweise umschaltbar sind, wobei in der Anlassbetriebsweise zumindest bei einem Teil der Zylindern (1) bei jedem Arbeitszyklus ein durch Anlassluft bewerkstelligter Arbeitshub und in der Einspritzbetriebsweise bei allen Zylindern (1)

bei jedem Arbeitszyklus ein durch Kraftstoffverbrennung bewerkstelligter Arbeitshub stattfinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasauslasseinrichtung (10) in der Anlassbetriebsweise länger geöffnet ist als in der Einspritzbetriebsweise und dass die Umschalteinrichtung (22) die Zylinder (1) in Abhängigkeit vom ihrem Kolben (2) jeweils zugeordneten Kurbelwinkel der Kurbelwelle (4) phasenverschoben von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise umschaltet, wobei die Umschaltung der Zylinder (1) jeweils erfolgt, bevor ihr Kolben (2) die Position (31) bei der in der Einspritzbetriebsweise die Abgasauslasseinrichtung (10) schliesst, passiert.

2. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (22) die Zylinder (1) einzeln von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise umschaltet.

3. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise jeweils erfolgt, nachdem der Kolben (2) des betreffenden Zylinders (1) die Position (33), bei der in der Einspritzbetriebsweise die Einspritzung beendet ist, passiert hat und vorzugsweise auch die Position (36), bei der in der Anlassbetriebsweise die Anlasslufteinlasseinrichtung (13) schliesst, passiert hat.

4. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Umschaltung eines Zylinders (1) von der Anlassbetriebsweise auf die Einspritzbetriebsweise im Kurbelwinkelbereich zwischen Öffnen und Schliessen der Anlasslufteinlasseinrichtung (13) diese bis zu ihrer in der Anlassbetriebsweise regulären Schliessposition (36) geöffnet bleibt.

5. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass solche Zylinder (1), deren Kolben (2) innerhalb des Arbeitszyklusses, in den die Auslösung der Umschalteinrichtung (22) fällt, bei der Auslösung der Umschalteinrichtung (22) die Position (31), bei der in der Einspritzbetriebsweise die Abgasauslasseinrichtung (10) schliesst, noch nicht passiert haben, innerhalb des Arbeitszyklusses, in den die Auslösung der Umschalteinrichtung (22) fällt, umgeschaltet werden und dass die anderen Zylinder (1) innerhalb des jeweils nächsten Arbeitszyklusses umgeschaltet werden.

6. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessposition (31a) der Abgasauslasseinrichtung (10) in der Anlassbetriebsweise im Kurbelwinkelbereich kurz vor dem oberen Totpunkt liegt, wobei vorzugsweise die Abgasauslasseinrichtung (10) in der Anlassbetriebsweise schliesst (Position 31a) bevor die Anlasslufteinlasseinrichtung (13) öffnet (Position 35).

7. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasauslasseinrichtung (10) in der Anlassbetriebsweise später öffnet, als in der Einspritzbetriebsweise.

8. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasslufteinlasseinrichtung (13) bei einer Kolbenstellung im Bereich des oberen Totpunkts, vorzugsweise kurz vor dem oberen Totpunkt (Position 35), öffnet.

9. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasslufteinlasseinrichtung (13) schliesst (Position 36) bevor die Abgasauslasseinrichtung (10) öffnet (Position 30), wobei vorzugsweise der Abstand zwischen der Position (36), bei der die Anlasslufteinlasseinrichtung (13) schliesst und der Position (30), bei der die Abgasauslasseinrichtung (10) öffnet, so gewählt ist, dass die in den Arbeitsraum (3) eingebrachte Anlassluft bis auf den Druck der vor der Verdichtung in den Arbeitsraum (3) eintretenden Luft expandieren kann.

10. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalteinrichtung (22) ein die Winkelstellung der Kurbelwelle (4) abtastender Sensor (20) zugeordnet ist, wobei vorzugsweise der Umschalteinrichtung (22) ein Rechner (21) zugeordnet ist, der anhand der Signale des Sensors (20) die Drehzahl sowie den Kurbelwinkel der Kurbelwelle (4) ermittelt.

11. Dieselmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (22) als im Rechner (21) abgelegtes Programm ausgebildet ist.

12. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Abgasauslasseinrichtung (10), die Brennstoffeinspritzeinrichtung (8) und die Anlasslufteinlasseinrichtung (13) von einem mechanischen Antrieb befreite, einzeln steuerbare Organe aufweisen, wobei zumindest zur Steuerung der Einspritzeinrichtung (8) der Abgasauslasseinrichtung (10) und der Anlasslufteinlasseinrichtung (13) eine elektronische Steuereinrichtung (16) vorgesehen ist, die den Rechner (21) und die Umschalteinrichtung (22) enthält und mit dem Sensor (20) zusammenwirkt, vorzugsweise der Motor insgesamt als elektronisch steuerbarer Motor ausgebildet ist.

13. Dieselmotor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der steuerbaren Organe zumindest der Abgasauslasseinrichtung (10), der Brennstoffeinspritzeinrichtung (8) und der Anlasslufteinlasseinrichtung (13) mit einem der Totzeit dieser Organe entsprechenden Vorlauf erfolgt.

14. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlassbetriebsweise nur ein Teil der Zylinder (1) mit Anlassluft beaufschlagbar ist und die anderen Zylinder (1) leer mitlaufen und dass bei Auslösung der Umschalteinrichtung (22) alle Zylinder (1) so auf die Einspritzbetriebsweise umgeschaltet werden, dass nur dann eine Einspritzung erfolgt, wenn vorher ein vollständiger Verdichtungshub stattgefunden hat.