-
Anlaßverfahren für Freikolbenverdichter Die Erfindung betrifft ein
Anlaßverfahren für 1,rennkraftinaschinen mit frei fliegenden Kolben und finit Atifladung
der Motorzylinder durch einen mittels einer Abgasturbine angetriebenen Verdichter,
bei welchem Verfahren die Kolben zum Ingangsetzen der 'ilaschine mit Druckluft beaufschlagt
werden.
-
Abgesehen von Maschinen kleiner Leistung, die mit mechanischen Energiespeichern
angelassen werden können, werden Brennkraftinaschinen niit frei fliegenden Kolben
mit Druckluft angelassen, die während des Betriebes durch besondere Einrichtungen
erzeugt und in Behältern gespeichert wird. Zum Anlassen mit elektrischen Startern
oder pneumatischen bzw. hydraulischen Motoren eignen sich Freikolbeniiiaschinen
im Gegensatz zu Motoren mit Kurbelwelle v: egen Fehlens einer rotierenden Bewegung
nicht.
-
Es ist bekannt, bei Kurbelmotoren einen Kompressor mit dem Triebwerk
zu kuppeln, der Druckluft für besondere Zwecke, wie Druckluftbremsen, Reifen-«ufpuinpen
usw., fördert. Nach Speicherung kann diese Druckluft auch zum Anlassen dienen und
die Maschine durch Beaufschlagung der Arbeitskolben in Gang setzen.
-
Auch ist bekannt, den Verdichter aufgeladener hurl)ellnotoren vor
dem Ingangsetzen des Motors <furch eine fremde Energiequelle anzutreiben, die
erzeugte Druckluft umzuwälzen und so die Temperatur der Verbrennungsluft und damit
die Zündtemperatur heraufzusetzen, wodurch ein besseres und sichereres Anspringen
der Maschine erreicht wird.
-
Bei Maschinen mit frei fliegenden Kolben ist auch bekannt, außer der
normalen Fördereinrichtung für die Spülluft einen durch eine Abgasturbine angetriebenen
Hilfsverdichter anzuordnen, der vor Ingangsetzen der Maschine durch eine fremde
Energiequelle und für gewisse Zeit auch während des Betriebes durch die Abgasturbine
angetrieben wird. Diese Einrichtung dient hauptsächlich dem Zweck, vorübergehende
größere Widerstände in der Auspuffleitung durch Betrieb mit Überladung zu überwinden.
-
Bei den bekannten Anlaßverfahren für Breimkraftmaschinen mit frei
fliegenden Kolben müßte zum Anlassen einer solchen Maschine, die mit Abgasturbine
und damit angetriebenem Verdichter für die Ladeluft ausgerüstet ist, nicht nur die
Anlaßluft, sondern auch die gesamte Ladeluft der Maschine für die Zeit gespeichert
werden, die vergeht, bis die Abgasturbine ihre Betriebsdrehzahl erreicht hat und
selbst die Förderung der Ladeluft übernehmen kann. Dies bedeutet die Speicherung
einer vielfachen Menge Druckluft bei aufgeladener Maschine gegenüber der ohne Aufladung.
-
Neingegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe ziigrunde. eine Brenukraftrnaschine
mit frei fliegenden I@.olben, die mit Hilfe eines von- einer Abgasturbine angetriebenen
Verdichters aufgeladen wird, ohne zusätzliche Einrichtungen zur Erzeugung und Speicherung
der Anlaßluft in Gang zu setzen. Sie besteht darin, daß vor dem Ingangsetzen der
Kalben die Abgasturbine und der mit ihr gekuppelte Verdichter in an sich bekannter
Weise durch eine fremde Energiequelle angetrieben und die von dem Verdichter erzeugte
Druckluft anschließend zum Ingangsetzen der Kolben verwendet wird. Die bei solchen
Verdichtern erreichbaren Drücke reichen dann zum Anlassen aus, wenn dieser Druck
möglichst während der ganzen Dauer des Einwärtshubes auf die Kalben zur Einwirkung
gebracht wird.
-
Vorteilhafterweise werden die Abgasturbine und der mit ihr gekuppelte
Verdichter vor dein Ingang-5etzen der Kolben, wie an sich bekannt, durch einen von
einer elektrischen Batterie mit Strom gespeisten Anlaßniotor angetrieben.
-
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, während des Ingangsetzens
von Abgasturbine und Verdichter den Teil der vom Verdichter geförderten Druckluft,
der nicht zum Füllen und Unterdrucksetzen der verschiedenen Räume gebraucht wird,
der Abgasturbine über den Motorzylinder wieder zuzuleiten und so die Arbeit der
fremden Energiequelle zu unterstützen.
-
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, nach jedem Stillsetzen
der Brennkraftmaschine die Kolben sogleich unter Ausnutzung der noch in den Betriebsräumen
vorhandenen Druckluft bei gleichzeitiger Entlüftung der Rücklaufzylinder durch Einwirkung
dieser Druckluft auf die Rückseite der Rücklaufkolben in die Anlaßstellung zu bringen.
-
Die Zeichnung -zeigt schematisch und beispielsweise die Anwendung
des Verfahrens und die zugehörigen Einrichtungen lief einer Brennkraftinaschine
mit frei fliegenden Kolben, deren Motorzylinder durch einen
von
einer Abgasturbine angetriebenen Verdichter aufgeladen wird und die dem Antrieb
von Pumpen zur hydraulischen Kraftübertragung dient.
-
Im Motarzvlinder 1 arbeiten die :Motorkolben 2, die über die Pleuelstangen
3 die Pumpen 4 antreiben. An dem Motorkolben 2 sind die Rücklaufkodben 5 befestigt,
die in den Rücklaufzylindern 6 arbeiten. Die hücklaufzylinder dienen zurRückführung
derKolben in ihre innere Totlage und leisten die Arbeit für die Verdichtung im Motorzylinder.
Als Arbeitsdruck für die Rücklaufzylinder dient der vom Verdichter 7 bei der Förderung
der Ladeluft erzeugte Ladedruck. Der Verdichter 7 ist hierzu durch die Leitung 8
mit den Rücklaufzylindern 6 verbunden. Von der Leitung 8 ist die Leitung 9 abgezweigt,
durch die die Ladeluft zu den Spülschlitzen 10 strömt. Von den Auspuffschlitzen
11 führt die Leitung 12 zur Auspuffturbine 13. In die Leitung 12 ist gegebenenfalls
ein Druckhaltungsorgan 14 eingebaut. Von der Leitung 8 führt die Leitung 15 zum
Anlaßv entilgehäuse 16. Im Ventilgehäuse 16 befindet sich der Steuerkolben 17 und
die auf den Anlaßdruck eingestellte Feder 18. Das An:laßventilgehäuse 16 ist durch
die Leitung 19 mit dem Ventilgehäuse 20 verbunden. Im Ventilgehäuse 20 befindet
sich der Kolben 21, der über das Gestänge 22, 23 und die Hebel 24 die Drosselklappen
25 betätigt. Die Feder 26 dient zum Schließen der Drosselklappe 25, wenn nach Stillsetzen
der Maschine der Druck in den Leitungen abgesunken ist. Fällt der Druck in der Leitung
8 bei Stillstand der Maschine entsprechend ab, schließt der Kolben 16, und die noch
im Ventilgehäuse 20 befindliche Druckluft entweicht hinter dem Kolben 17 durch die
Öffnung 27.
-
Der Anlaßvorgang vollzieht sich folgendermaßen: Sofort nach jedem
Stillsetzen werden die Kolben in die im äußeren Totpunkt befindliche Anlaßstellung
gebracht. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß der zu dieser Zeit noch in den
Leitungen 8 und 9 befindliche Druck bei gleichzeitiger Entlüftung der Räume 28 der
Rücklaufzylinder6 auf die Rückseite derRücklaufkolben 5 zur Einwirkung gebracht
wird. Soll die Maschine in Gang gesetzt werden, wird durch Einschalten des elektrischen
Stromes der Anlaßmotor 29 in Gang gesetzt, der über ein von der Verdichterwelle
abschaltbares Getriebe 30 Verdichter und Turbine annähernd auf die Betriebsdrehzahl
bringt. Die vom Verdichter hierbei geförderte Luft dient zum Füllen und zum Aufbau
des Drucks in den Leitungen 8 und 9 und im Motorzylinder 1, wobei ein Teil der Luft
durch die Auspuffschlitze 11 der Auspuffturbine zuströmt. Das etwa vorhandene Druckhaltungsorgan
14 ist während des Anlaßvorganges ausgeschaltet.
-
Sind mit Hilfe des Anlaßmotars die Turbine und der Verdichter etwa
auf die Betriebsdrehzahl gebracht, ist auch in den Leitungen 8 und 9 sowie im Motorzylinder
und in der Leitung 12 der zum Ingangsetzen der Maschine ausreichende Anlaß- bzw.
Betriebsdruck erreicht Damit öffnet derKolben17 die Leitung 15 und läßt die Druckluft
schnell auf den Kolben 21 einwirken, der die Drosselklappen 25 öffnet. Die Rücklaufkolben
werden dann durch den Anlaßdruck einwärts beschleunigt. Gleichzeitig wird der Anlaßmotor
abgestellt und die Kupplung mit der Verdichterwelle gelöst. Da durch den Druck in
der Leitung 15 der Kolben 17 die Verbindung zum Kolben 21 offen hält, bleiben die
Drosselklappen 25 während des Betriebes offen.
-
Zur Beschränkung v an Druckschwankungen können sowohl die Leitung
8 und die Leitung 12 durch Zusatzräume in ihrem Volumen vergrößert werden.
-
Der Anlaßmotor kann ebenso auch je nach den vor-IiegendenVerhältnissen
hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden. Das Ingangsetzen der Kolben kann
auch in anderer, bekannter Weise durch die von dem Verdichter erzeugte Druckluft
erfolgen.