DE1501121C - Dieselbrennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung - Google Patents

Description

daher kein selbständiger Schutz begehrt. Vielmehr sollen diese nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs geschützt werden.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Strömungskreis zur Speisung eines Dieselmotors mit der den Sauerstoffträger bildenden Luft;

F i g. 2, 3, 4 und 5 sind schematische Teilansichten von vier verschiedenen Ausführungsformen eines wesentlichen Teils des in F i g. 1 dargestellten Speisekreises.

Der Speisekreis des Motors M ist in an sich be

insbesondere zum Antrieb von schweren Fahrzeugen, ίο motor antreibt, wie etwa Eisenbahntriebwagen, bestimmt sind, wird Die zur Drehzahlregelung des Kompressors der

die Leistung der Kompressionskältemaschine in Kältemaschine verwendbaren Antriebe, wie Riemendirekter Abhängigkeit von der Drehzahl der Diesel- trieb mit veränderbarem Riemenscheibendurchbrennkraftmaschine gesteuert. Dies bringt den Nach- messer, Hydromotor, hydraulische Kupplung und teil mit sich, daß der Kompressor der Kompressions- 15 regelbarer Elektromotor sind für sich bekannt, kältemaschine erst in dem Augenblick auf eine Für die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 5 wird

höhere Drehzahl gebracht wird, in dem auch die Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine ansteigt. Die Leistung der Kompressionskältemaschine steigt also mit Verzögerung relativ zur Drehzahlerhöhung der Dieselbrennkraftmaschine an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dieselbrennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung so auszubilden, daß die Kompressionskältemaschine bereits in dem Augenblick eine erhöhte Kühlleistung abgibt, in dem dies im Hinblick auf den Betrieb der Dieselbrennkraftmaschine erforderlich wird. Die Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des von der

Brennkraftmaschine mittelbar angetriebenen Korn- 30 kannter Weise ausgebildet und enthält, wie in F i g. 1 pressors der Kältemaschine zusammen mit der Rege- dargestellt, ein Turboverdichteraggregat zur Speisung lung der Brennstoffeinspritzung der Brennkraft- des Motors M mit Vorverdichtung unter Ausgang maschine in der Weise erfolgt, daß einer Leistungs- von Luft A₀ unter Atmosphärendruck und bei Außenerhöhung der Brennkraftmaschine eine Erhöhung der temperatur, wobei dieses Aggregat durch zwei in Kompressordrehzahl entspricht. Die Regelung der 35 Reihe geschaltete Verdichter 1 und 2 gebildet wer-Kompressionskältemasdiine erfolgt also unabhängig den kann, welche z. B. Fliehkraftverdichter sind und von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Damit
besteht die Möglichkeit, die Drehzahl des Kompressors zu steigern, bevor sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht bzw. bevor die Brennkraft- 40 tors M abgenommen wird, einen primären Ausmaschine in ihrer Leistung gesteigert wird. Es steht tauscher 6, in welchem das warme Strömungsmittel, also immer in dem Zeitpunkt, in dem es erforderlich
ist, eine entsprechende Kälteleistung der Kältemaschine zur Verfügung. Auf diese Weise läßt sich

die Dieselbrennkraftmaschine insbesondere hinsieht- 45 des Motors M oder auch ein unabhängiger Kühlkreis lieh ihrer verfügbaren Leistung erheblich besser als sein kann, und einen Sekundäraustauscher 8, in welbisher den verschiedenen Betriebserfordernissen an- chem das warme Strömungsmittel, nämlich die aus passen. dem Primäraustauscher 6 austretende verdichtete

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung LuitA.₂, Wärme an ein kaltes Mittel abgibt, z.B. sind zur Regelung des Kompressors eine direkt von 50 das Kühlmittel des Strömungskreises 9 einer mit der Brennkraftmaschine angetriebene Riemenscheibe einem Verdichter versehenen Kältemaschine 10, sowie eine auf der Welle des Kompressors sitzende, welche in an sich bekannter Weise einen Verdichter in ihrem Durchmesser veränderbare und über die 12, einen Kondensator 13, ein Entspannungsventil 14 Regelung der Brennstoffeinspritzung steuerbare Rie- und einen den Sekundäraustauscher 8 bildenden Vermenscheibe vorgesehen. Dies stellt eine besonders 55 dämpfer 15 enthält.

einfache und betriebssichere Vorrichtung zur Rege- Erfindungsgemäß wird nun der Verdichter 12 der

lung und zum Antrieb des Kompressors dar. Kältemaschine 10 durch eine Übertragungsvorrich-

Unter Verwendung einer hydraulischen Einrich- tung 16 angetrieben, welche so ausgebildet ist, daß tung ist es vorteilhaft, zur Regelung des Kompressors die Leistung der Kältemaschine 10 unabhängig von eine direkt von der Brennkraftmaschine angetriebene 60 der Drehzahl des Motors M verändert werden kann, und über die Regelung der Brennstoffeinspritzung in Man kann dann bei einer voraussichtlichen Zu-

ihrer Fördermenge steuerbare Pumpe vorzusehen, nähme der Belastung des Motors M vor dem Aufdie einen auf der Welle des Kompressors sitzenden treten derselben die Kältemaschine 10 so beeinflushydraulischen Motor antreibt. In ähnlicher Weise sen, daß sie mit einer gewissen Voreilung die Leikann man vorzugsweise zur Regelung des Kompres- 65 stung liefert, welche in dem Augenblick erforderlich sors auch eine zwischen der Brennkraftmaschine und ist, in welchem der Motor M beschleunigt wird, um dem Kompressor angeordnete hydraulische Kupplung der vorausgesehenen Lasterhöhung zu genügen, verwunden, wobei die in die Kupplung eingeführte Das von der Kältemaschine 10 gelieferte zusätz-

auf der gleichen Welle 3 sitzen und von einer Turbine 4 angetrieben werden, z. B. einer Axialturbine, deren Triebmittel an den Auspuffgasen 5 des Mo-

nämlich die verdichtete Luft A₁ am Ausgang des Verdichters 2, Wärme an einen Strömungskreis für ein Kühlmittel 7 abgibt, welcher z. B. der Kühlkreis

liehe Kältemittel kann dann zweckmäßig in einer in F i g. 1 sichtbaren Kammer R aufgespeichert werden, welche an dem Strömungskreis 9 des Kältemittels vor dem dem den Sekundäraustauscher 8 bildenden Verdampfer 15 vorausgehenden Entspannungsventil 14 angeordnet ist.

Der Speisekreis des Motors M kann, wie in Fig. 1 dargestellt, zweckmäßig ein Verschlußorgan 11 aufweisen, welches gestattet, bei Beschleunigung des Motors einen unmittelbaren Einlaß von den Sauerstoffträger bildender Luft A₀ unter Atmosphärendruck und mit der Außentemperatur vorzunehmen, wobei dieses Verschlußorgan 11 so angeordnet ist, daß diese Zufuhr zwischen dem Primäraustauscher 6 und dem Sekundäraustauscher 8 erfolgen kann, so daß der auf diese Weise zugeführten Luft A₀ immerhin die Temperatursenkung zugute kommt, welche durch ihren Durchgang durch den Sekundäraustauscher 8 erzeugt wird.

Die Übertragungsvorrichtung 16 kann zweckmäßig, wie schematisch in F i g. 1 dargestellt, durch einen mechanischen, hydraulischen oder elektrischen Regeltrieb gebildet werden, welcher weiter unten genauer erläutert ist. Die Einstellung dieses Regeltriebs wird durch das Organ gesteuert, welches die Brennstoffeinspritzung in den betreffenden Motor M regelt und im allgemeinen die Form eines handbetätigten Griffs 50 hat.

Nachstehend sind vier mögliche Ausführungsformen dieses Regeltriebs beispielshalber erläutert.

Gemäß der ersten in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform wird die Übertragungsvorrichtung 16 durch einen mechanischen Regeltrieb mit Keilriemen gebildet. Diese enthält eine Riemenscheibe mit verstellbarem Flansch 51, welche unmittelbar von einer Welle 52 angetrieben wird, welche drehfest mit einem sich drehenden Teil des Motors M verbunden ist, sowie eine Riemenscheibe mit verstellbarem Flansch 53, welche von dem Treibriemen 54 des Regeltriebs angetrieben wird und auf der Welle des Verdichters 12 der Kältemaschine 10 befestigt ist.

Die z. B. von der Riemenscheibe 53 getragene Regelvorrichtung dieses Regeltriebs wird dann durch die Stellung des Handgriffs 50 gesteuert.

Gemäß der zweiten in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird die Übertragungsvorrichtung 16 durch einen hydraulischen Regeltrieb mit Pumpe und Motor gebildet. Der Regeltrieb enthält daher eine hydraulische Pumpe 55, welche unmittelbar von einer Welle 56 angetrieben wird, welche mit einem sich drehenden Teil des Motors M drehfest verbunden ist, wobei die hydraulische Pumpe mit Einrichtungen zur Regelung ihrer Förderleistung versehen ist, sowie einen hydraulischen Motor 57, welcher von der Pumpe 55 über Leitungen 58 gespeist wird und die Welle des Verdichters 12 der Kältemaschine 10 antreibt.

Die Regelung der Förderleistung der hydraulischen Pumpe 55 wird dann durch die Stellung des Handgriffs 50 gesteuert. . . .

Bei der dritten in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform wird die Übertragungsvorrichtung 16 durch eine hydraulische Kupplung 59 gebildet, deren Eingangswelle 60 von dem Motor M z. B. über ein Übersetzungsgetriebe 61 mit Kegelrädern angetrieben wird und deren Ausgangswellc 62 unmittelbar die Welle des Verdichters 12 der Kältemaschine 10 antreibt.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, welche z. B. durch ein Ventil 63 gebildet werden und die hydraulische Kupplung 59 mit einer Flüssigkeitsreserve 64 verbinden, um die in die hydraulische Kupplung 59 eingeführte Flüssigkeitsmenge zu verändern, wobei das Ventil 63 durch die Stellung des Handgriffs 50 gesteuert wird.

Bei der vierten in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform wird die Übertragungsvorrichtung 16 durch einen elektrischen Regeltrieb gebildet, welcher einen Gleichstromerzeuger 65, welcher unmittelbar von einer mit einem sich drehenden Teil des Motors M drehfest verbundenen Welle 66 angetrieben wird, sowie einen Gleichstrommotor 67 enthält, welcher von dem Stromerzeuger 65 über Verbindungen gespeist wird und die Welle des Verdichters 12 der Kältemaschine 10 antreibt, wobei der Gleichstrommotor 67 mit einem einen veränderlichen Widerstand 70 enthaltenden Erregerkreis 69 versehen ist.

Der veränderliche Widerstand 70 wird dann durch die Stellung des Handgriffs 50 gesteuert.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dieselbrennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und einem Ladeluftkühlkreis mit Ladeluftkühler und wenigstens einem weiteren luftseitig nachgeschalteten Ladeluftkühler, der als Verdampfer einer Kompressionskältemaschine arbeitet, in dem die aus dem ersten Ladeluftkühler austretende verdichtete Luft ihre Wärme an das Kältemittel abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des von der Brennkraftmaschine (M) mittelbar angetriebenen Kompressors (12) der Kältemaschine (10) zusammen mit der Regelung der Brennstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine in der Weise erfolgt, daß einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine eine Erhöhung der Kompressordrehzahl entspricht.

2. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Kompressors (12) eine direkt von der Brennkraftmaschine (M) angetriebene Riemenscheibe (51) sowie eine auf der Welle des Kompressors sitzende, in ihrem Durchmesser veränderbare und über die Regelung (50) der Brennstoffeinspritzung steuerbare Riemenscheibe (51) vorgesehen sind.

3. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Kompressors (12) eine direkt von der Brennkraftmaschine (M) angetriebene und über die Regelung (50) der Brennstoffeinspritzung in ihrer Fördermenge steuerbare Pumpe (55) vorgesehen ist, die einen auf der Welle des Kompressors sitzenden hydraulischen Motor (57) antreibt.

4. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Kompressors (12) eine zwischen der Brennkraftmaschine (M) und dem Kompressor angeordnete hydraulische Kupplung (53) vorgesehen ist und daß die in die Kupplung eingeführte Flüssigkeitsmenge über die Regelung (50) der Brennstoffeinspritzung steuerbar ist.

5. Dieselbrennkraftmaschtne nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Kompressors (12) ein direkt von der Brennkraftmaschine (Λ/) angetriebener Gleichstromgenerator

(65) vorgesehen ist, der einen auf der Welle des Kompressors sitzenden, einen Erregerkreis (69) mit einem über die Regelung (50) der Brennstoffeinspritzung steuerbaren Widerstand (70) aufweisenden Gleichstrommotor (67) antreibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen