DE1021631B

DE1021631B - Device for preheating the intake air of internal combustion engines before starting

Info

Publication number: DE1021631B
Application number: DEM27355A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Siegfried Muerer; Dipl-Ing Ottmar Winkle
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1955-06-10
Filing date: 1955-06-10
Publication date: 1957-12-27

Description

Vorrichtung zum Vorwärmen der Ansaugluft von Brennkraftmaschinen vor dem Anlassen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwl ärmen der Ansaugluft von Brennkraftniaschinen, insbesondere von Dieselmaschinen, vor dem Anlassen, ')ei der zur Erzeugung einer Anwärmflamme im Luftanbaugrohr der Maschine in einem Brenner Brennstoff durch Druckluft zerstäubt wird.Apparatus for preheating the intake air of internal combustion engines before cranking The invention relates to a device for Vorwl 'arms' of the intake air of Brennkraftniaschinen, in particular of diesel engines, before starting,' ei) of the atomized to produce a Anwärmflamme in Luftanbaugrohr the machine in a burner fuel by compressed air will.

Zweck der Erfindung ist die Verbesserung derartiger Vorrichtungen im Hinblick auf die ständige Betriebsbereitschaft der Druckluftanlage.The purpose of the invention is to improve such devices with regard to the constant operational readiness of the compressed air system.

Bei den in obiger Weise arbeitenden Kaltstartvorrichtungen wird Druckluft aus einem besonderen Druckluftspeicher durch eine Düse derart über eine Brennstoffdüse geblasen, daß Brennsto#ff ejektorartig aus einem Behälter gesaugt, durch die Luft zerstäubt und das Gemisch mittels einer Zündvorrichtung entzündet wird. Eine solche mit Druckluft arbeitende Vorwärmvorrichtung besitzt gegenüber älteren Vorrichtungen, bei denen Anwärmbrennstoff unter Druck in die Ansaugluft eingespritzt wird, den Vorteil, daß man. ohne übermäßig kleine Düsen verwenden zu müssen, kleine Flammen erzeugen kann, was sich als ein besonders wirksames Mittel zum Erleichtern des Anlassens bei tiefen Außentemperaturen bewährt hat. Die'\Terwendung vonDruckluftergibtdieMöglichkeit. eine Vorwärmung der Ansaugwege bei stehender Maschine, d.h. vor dem Anlassen, durchzuführen. Dadurch wird die Anlaßanlage merklich entlastet. Infolge dieser Vorwärmung der Ansaugwege vor dem eigentlichen Andrehen zundet das Gemisch in der Maschine schon nach wenigen Umdrehungen. Die unter Druck in das Saugrohr eingeblasene Zerstänbungsluft schafft ein Druckgefälle gegenüber der Atmosphären. Die von dem Druckluftbrenner erzeugten heißen Gase strömen deshalb durch das Ansaugluftfilter nach a-ußen, d. h. in umgekehrter Richtung wie nach Ingangsetzen der Maschine die Ansaugluft strÖmt.In the cold start devices operating in the above manner, compressed air is blown from a special compressed air reservoir through a nozzle over a fuel nozzle in such a way that fuel is sucked in an ejector-like manner from a container, atomized by the air and the mixture is ignited by means of an ignition device. Such a preheating device working with compressed air has the advantage over older devices in which heating fuel is injected under pressure into the intake air that one. can generate small flames without having to use excessively small nozzles, which has proven to be a particularly effective means of facilitating starting at low outside temperatures. The use of compressed air gives the possibility. to preheat the intake ducts while the machine is at a standstill, ie before starting. This noticeably relieves the load on the starting system. As a result of this preheating of the intake path before the actual cranking, the mixture in the machine ignites after just a few revolutions. The atomization air blown into the suction pipe under pressure creates a pressure gradient in relation to the atmosphere. The hot gases generated by the compressed air burner therefore flow to the outside through the intake air filter, i.e. to the outside. H. in the opposite direction as the intake air flows after starting the machine.

Die zum Betrieb des Kaltstartbrenners erforderliche Druckluft wird in bekannter Weise am einfachsten einer vorhandenen Druckluftanlage, z. B. der Druckluftanlaßanlage oder dem Brernsluftnetz eines Fahrzeuges, entnommen. Ist ein besonderer Druckluftspeicher (Druckluftkessel) vorhanden, so wird derselbe zweckmäßig mit dem gleichfalls üblicherweise an der Maschine vorhandenen Verdichter, z. B. dem Bremsluftverdichter, derart gekoppelt, daß der Druckluftspeicher in den kaltstartfreien Zeiten nachgeladen werden kann.The compressed air required to operate the cold start burner is in a known manner the simplest of an existing compressed air system, z. B. the compressed air starting system or from the combustion air system of a vehicle. Is a special compressed air storage (Compressed air tank) is present, then the same is useful with the likewise usually on the machine existing compressor, z. B. the brake air compressor, coupled in such a way that the compressed air reservoir can be recharged in times when there is no cold start.

Eine in der vorstehenden Weise ausgerüstete Kaltstarteinrichtung arbeitet jedoch nur dann zufriedenstellend, wenn der Druckluftspeicher gefüllt ist und in ihm der erforderliche Luftdruck herrscht. Wird jedoch aus irgendwelchen Gründen die Nachladung übersehen, dann ist die Kaftstartanlage nicht betriebsfähig5 und es muß eine andere Anwärmung zu Hilfe genommen werden, was zeitraubend und unangenehm ist.A cold start device equipped in the above manner works however, only satisfactory when the compressed air reservoir is filled and in he has the required air pressure. However, for whatever reason overlook the reloading, then the power start system is not operational5 and another heating system must be used, which is time-consuming and uncomfortable is.

Ulm ein derartiges Versagen auszuschließen und auch bei zu geringem Luftvorrat im Druckluftspeicher sofort beim Anfahren der Maschine die Kaltstarteinrichtung in Betrieb zu setzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kaltstartvorrichtung so auszurüsten, daß bei Ausfall des Druckluftspeiche#rs der Verdichter sofort bei den ersten Umdrehungen der Maschine, die Druckluft für den Kaltstartbrenner liefert.Ulm to rule out such a failure and also with too little Air supply in the compressed air reservoir immediately when the machine starts up the cold start device to put into operation is proposed according to the invention, the cold start device to equip in such a way that if the compressed air reservoir fails, the compressor starts immediately the first revolutions of the machine, which supplies compressed air for the cold start torch.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen Druckluftspeicher und Drucklufterzeuger ein Ventil eingebaut ist, das in Richtung vom Druckluftspeicher zum Drucklufterzeuger keine Drosselung aufweist. während es in umgekehrter Richtung erst nach Überschreiten des Betriebsdruckes für den Druckluftbreilner eine Durchströmung zum Druckluftspeicher freigibt und daß der Druckluftbrenner zwischen Drucklufterzeuger und Ventil an das Druckluftsystem angeschlossen ist.The invention consists in that between the compressed air reservoir and the compressed air generator a valve is installed, which in the direction of the compressed air reservoir to the compressed air generator has no throttling. while it is reversed only after crossing of the operating pressure for the compressed air blower a flow to the compressed air reservoir releases and that the compressed air burner between the compressed air generator and valve is connected to the Compressed air system is connected.

Auf diese Weise wird erreicht, daß in jedem Falle unmittelbar nach den ersten Umdrehungen der Verdichterwelle genügend Luft für den Brenner der Kaltstartvorrichtung zur Verfügung steht und damit eine sofortige wirksame Anwärmung der angesaugten Verbrennungsluft für die Maschine durch Verinischung mit den Abgasen des Brenners im Saugrohr möglich ist.In this way it is achieved that in each case immediately after the first few revolutions of the compressor shaft there is enough air for the burner of the cold start device is available and thus an immediate effective heating of the sucked in Combustion air for the machine through mixing with the exhaust gases from the burner is possible in the intake manifold.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. An den Zylinderblock la der Brennkraf tmaschine 1 ist das f ür alle Zylinder gemeinsame Luftalisaugrohr 2 angeschlossen, in dem der übliche, mit Druckluftzerstäubung des Brennstoffes arbeitende Kaltstartbrenner angeordnet ist; derselbe besitzt eine Druckluftdüse 3, aus welcher Luft über eine Brennstoffdüse 4 geblasen wird, wodurch Anwärmbrennstoff ejektorartig aus dem Behälter 5 gesaugt wird. Die Zündung des durch Brennstoffzerstäubung gebildeten Gemisches erfolgt bei 6 durch eine nicht weiter gezeigte Zündeinrichtung. Die beim Anwärmen entstehenden Abgase werden durch eine zweite Luftdüse 7 quer zur Flamme 8 nach dem vorgeschalteten Luftfilter 9 geblasen, wo in bekannter Weise eine innige Lufterwärmung stattfinden kann, was im übrigen nicht mit zur Erfindung gehört.In the drawing, the invention is shown schematically in one embodiment. TMachine to the cylinder block la of Brennkraf 1 is the f or all cylinders common Luftalisaugrohr 2 is connected, in which the usual, operating with compressed air atomization of the fuel cold starting burner is arranged; The same has a compressed air nozzle 3, from which air is blown over a fuel nozzle 4, whereby warm-up fuel is sucked out of the container 5 in the manner of an ejector. The mixture formed by fuel atomization is ignited at 6 by an ignition device (not shown any further). The exhaust gases resulting from the heating are blown through a second air nozzle 7 across the flame 8 after the upstream air filter 9 , where an intimate heating of the air can take place in a known manner, which is not part of the invention.

Die Druckluftdüsen 3 und 7 sind durch Leitungen 10 und 11 einerseits an den Druckluftkessel 12 und andererseits an den von der Kurbelwelle 13 der Brennkraftmaschine 1 angetriebenen Bremsluf tverdichter 14 angeschlossen, wobei die Leitung 10 den Druckluftkessel mit dem Verdichter verbindet und die Leitung 11 bei 15 von der Leitung 10 abzweigt.The compressed air nozzles 3 and 7 are connected by lines 10 and 11 on the one hand to the compressed air tank 12 and on the other hand to the brake air compressor 14 driven by the crankshaft 13 of the internal combustion engine 1 , the line 10 connecting the compressed air tank to the compressor and the line 11 at 15 from the line 10 branches off.

Erfindungsgemäß ist nun im Leitungsweg 10 vom Bremsluftverdichter 14 zum Druckluftkessel 12 hinter der Abzweigstelle 15 ein Überdruckventil 16 angeordnet, das so eingestellt ist, daß es in Richtung vom Druckluftkessel zum Verdichter keine Drosselung der Luftströmung bewirkt, dagegen in umgekehrter Richtung, d. h. vom Verdichter zum Druckluftkessel, erst dann öffnet, wenn der überdruck in der Leitung 10 vom Verdichter 14 bis zum Überdruckventil 16 einen Wert erreicht hat, der für den Betrieb des Druckluftbrenners 3, 4 ausreicht. Der Vollständigkeit halber ist in die Leitung 10 noch das bei jeder Bremsluftanlage üblicherweise vorhandene Druckventil 17 einge7eichnet, das jedoch für die Betätigung der Kaltstarteinrichtung keinerlei Bedeutung besitzt. Mit 18 ist ein in die Leitung 11 eingebauter Druckknopfschalter bezeichnet, durch den einerseits die nicht weiter dargestellte Zündeinrichtung bei 6 in Tätigkeit gesetzt und andererseits gleichzeitig der Weg für die Druckluft über das überdruckventil 16 zu den Druckluftdüsen 3, 7 des Kaltstartbrenners freigegeben wird.According to the invention, a pressure relief valve 16 is now arranged in the line path 10 from the brake air compressor 14 to the compressed air tank 12 behind the branch point 15 , which is set so that it does not cause any throttling of the air flow in the direction from the compressed air tank to the compressor, but in the opposite direction, i.e. H. from the compressor to the compressed air tank, only opens when the overpressure in the line 10 from the compressor 14 to the overpressure valve 16 has reached a value that is sufficient for the operation of the compressed air burner 3, 4. For the sake of completeness, the pressure valve 17 , which is usually present in every brake air system, is also included in the line 10 , which, however, is of no importance for the actuation of the cold start device. With a built-in push-button switch in the line 11 is designated by 18 , on the one hand the ignition device (not shown) at 6 is activated and on the other hand the path for the compressed air via the pressure relief valve 16 to the compressed air nozzles 3, 7 of the cold start burner is released at the same time.

Die Wirkungsweise ist folgende: Wird der Druckknopfschalter 18 bei genügendem Luftvorrat im Kessel 12 betätigt, dann strömt die Luft ungehindert durch (las Überdruckventil 16 züi den Düsen 3, 7 des Kalt--,tartbrenners. Bei diesem nonnalen Vorwärmen tritt der \7erdichter nicht in Tätigkeit, da die Maschine noch stillsteht. Hat dagegen der Kessel 12 nicht genügend Luftvorrat, muß erst die Maschine angedreht wereien, damit der Verdichter 14 dem Kaltstartbrenner 3, 4 die nötige Druckluft liefert. Der Ve#rdichter kann in diesem Fall die von ihm verdichtete Luft so lange nicht nach dem Luftkessel 12 drücken, bis der Überdruck in der Leitung 10 vorn Verdichter 14 bis zum Überdruckventil 16 einen Wert erreicht hat, der für den Betrieb des Kaltstartbreimers 3, 4 ausreicht. Es steht somit bereits bei den ersten Umdrehungen der Kurbelwelle Luft von ausreichendem Druck für den Kaltstartbrenner zur Verfügung.The mode of operation is as follows: If the push button switch 18 is actuated when there is sufficient air in the boiler 12, the air flows through unhindered (read the pressure relief valve 16 to the nozzles 3, 7 of the cold, starter burner. With this normal preheating, the compressor does not start Activity, since the machine is still at a standstill. If, on the other hand, the boiler 12 does not have sufficient air supply, the machine must first be turned on so that the compressor 14 supplies the required compressed air to the cold start burner 3, 4. In this case, the compressor can use the compressed air it has compressed Do not press air after the air tank 12 until the overpressure in the line 10 from the compressor 14 to the overpressure valve 16 has reached a value that is sufficient for the operation of the cold start pusher 3, 4. It is therefore already at the first revolutions of the crankshaft Air of sufficient pressure for the cold start burner is available.

Claims

PATEN T ANS PR 1; C 11 Device for preheating the intake air of internal combustion engines, in particular these machines, before starting, in which fuel is atomized by compressed air in a slurry to generate a warming flame in the intake pipe of the machine. wherein a compressed air reservoir with a compressed air generator, z. B. is coupled with a brake air compressor, characterized in that a valve (16) is installed between the compressed air reservoir # r (12) and compressed air generator (14), which has no throttling in the direction from the compressed air reservoir to the compressed air generator, while it is only in the opposite direction after the operating pressure for the compressed air burner (3, 4) is exceeded, a flow through to the compressed air reservoir is released, and that the compressed air burner (3 -, 4) is connected to the compressed air lines between the compressed air generator (14) and valve (1 &). Considered publications: German Patent Nos. 844093, 680265, 489 670, 907 003; Swiss patent specification No. 227849 #; British Patent No. 642018.