DE2365573C3

DE2365573C3 - Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Betrieb mit einer Sauerstoff-Abgas-Mischung

Info

Publication number: DE2365573C3
Application number: DE2365573A
Authority: DE
Inventors: Tadataka Asada; Tadamaro Fujiwara; Kazuhito Miwa; Masashi Nagai; Masakazu Tsunetsugu
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1973-04-14
Publication date: 1978-07-20
Also published as: DE2365573B2; DE2365573A1

Description

messen, wobei die Brennstoffpumpe Über ein Gestänge mit einer Druckmindervorricntung mechanisch zusammenwirkt. Bei der in der DE-PS 946396 beschriebenen Regeleinrichtung zur Steuerung der Sauerstoffzufuhr hei unter Luftabschluß betriebenen Brennkraftmaschinen wird die Brennstoffzufuhr durch eine Druckdifferenz ermittelt und der gemessene Wert in einen hydraulischen Druck umgewandelt, der das Sauerstoff-Regeiventil betätigt. Auch bei diesen Konstruktionen ergeben sich bei Veründerungen des Betriebszustandes unerwünschte Abweichungen im Sauerstoffgehalt des Ansauggases.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache, rasch wirkende und zuverlässige Steue- '5 rung des Kreislaufvolumens und der Sauerstoffzufuhr unter allen vorkommenden Betriebsbedingungen und insbesondere während des Anfahrens ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Regeleinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch ao gekennzeichnet, daß die Gaszuführleitung in die die Abgasleitung mit der Ansaugleitung verbindende Kreislauf leitung einmündet und mit dem Preßluft oder ein Inertgas mit hoher spezifischer Wärme enthaltenden Druckgasbehälter verbunden ist, das Über- druck-Auslaßventil zum Abblasen von Kreislaufgas beim Einblasen von Preßluft oder Inertgas zwischen der Einmündung der Gaszuführleitung und der Ansaugleitung angeordnet ist und eine weitere die Kreislaufleitung mit dem Druckgasbehälter verbindende Leitung vorgesehen ist, die eine Düse und ein nach dem Anlassen bis zum Erreichen einer ausreichend hohen Ansauggastemperatur geöffnetes Absperrventil aufweist.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Regeleinrichtung unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung wiedergegebene schematische Darstellung erläutert.

Bei der dargestellten Ausführungsform strömt das Abgas der in einem Maschinenraum 2 angeordneten Brennkraftmaschine 1 durch eine Abgassammelleitung 3 in einen Abgaskühler 4 und wird in diesem auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei durch die Verbrennung entstandener Wasserdampf kondensiert. Das abgekühlte Abgas wird durch eine Abgasleitung S in einen Wasserabscheider 6 geleitet, in welchem das kondensierte Wasser abgetrennt wird. Ein dem bei der Verbrennung erzeugten Kohlendioxidgas entsprechender Anteil des tntwässerten Abgases wird durch eine Kreislauf leitung 7 und eine Zweigleitung 8 einem Abgarkompressor 9 zugeführt und nach Verdichtung durch eine Abführleitung 10 und ein Rückschlagventil 11 gegen einen der Wasseriiefe entspre- chenden äußeren Wasserdruck aus dem Maschinenraum 2 abgeführt. Das verbleibende entwässerte Abgas wird als Kreislauf gas durch die Kre^:slauf leitungen 7 und 12 in einen Mischbehälter 13 eingeführt und in diesem mit Sauerstoff vermischt, der aus einem Sauerstoffbehälter 15 über eine Sauerstoffzuleitung 29 und ein in dieser angeordnetes Regelventil 14 zugeführt wird. Das auf diese Weise erzeugte sauerstoffhaltige Ansauggas wird über eine Ansauggas-Zuleitung 16, einen Ansauggas-Vorwärmer 17 und eine Ansaugleitung 18 in die Brennkraftmaschine gesaugt und zur Verbrennung «:ines Brennstoffes benutzt, der aus einem Brennstofftank 1.9 über eine Brennstoffzuleitung 34 und eine Brennstoffpumpe 20 zugeführt wird. Die in der Maschine erzeugte Kraft treibt eine mit einer Antriebswelle 21 verbundene Lasivorrichtung 22 und über Riemenscheiben 23 und 24 auch den Abgaskompressor 9 an.

Die Ansauggas-Zuleitung 16 ist weiterhin durch eine Luftansaugleitung 31 mit einem Lufteinlaßventil 25 verbunden. Von der Zweigleitung 8 führt eine Auspuffleitung 32 zu einem Auspuffventil 26. Zwischen den Kreislaufleitungen 7 und 12 ist ein Umschaltventil 28 angeordnet. In der Sauerstoffzuleitung

29 ist ein Absperrventil 30 vorgesehen. Durch einen Schwimmerschalter 27 werden jeweils das Lufteinlaßventil 25 und das Auspuffventil 26 automatisch geöffnet und das Umschaltventil 28 und das Absperrventil

30 geschlossen, wenn der Maschinenraum an der Wasseroberfläche auftaucht. Beim anschließenden atmosphärischen Betrieb wird durch die Luftansaugleitung 31 Luft angesaugt und das Abgas durch die Auspuffleitung 32 abgeführt. Durch Schließen eines in der Brennstoffzuleitung 34 angeop'rjeten Absperrventils 33 kann die Maschine 1 stillgesetzt werden.

Zur Regelung des Kreislaufgasvolumens wird eine dem bei der Verbrennung des Brennstoffes in der Maschine 1 erzeugten Kohlendioxidgas entsprechende Abgasmenge aus dem Gaskreislauf (Abgas, Kreislaufgas, Ansauggas) abgeführt, so daß der Gasdruck im Kreislauf auf einem vorbestimmten Wert konstant gehalten wird. Hierzu wird ein Anteil des Abgases verdichtet, der etwas großer ist, als die bei Maximalbelastung der Maschine 1 überschüssige Abgasmenge. Jeweils ein Teil des verdichteten Abgases wird über ein Druckregelventil 35 und ein Konstantdruckventil 37 in das Kreislaufgas-System zurückgeführt. Dies kann über eine beliebige von der Abführleitung zum Kreislaufgas-System führende Verbindungsleitung erfolgen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist diese mit dem oberen Teil des Wasserabscheiders 6 verbunden. Das Konstantdruckventil 37 arbeite» auf der Grundlage des absoluten Druckes innerhalb eines thermostatischen Luftbehälters 36, so daß der Gasdruck an dieser Stelle bezogen auf den Absolutdruck konstant gehallen wird. Das überschüssige verdichtete Abgas wird aus der Abführleitung 10 über das Rückschlagventil 11 aus dem Maschinenraum 2 abgeführt. Da der vom Abgaskompressor 9 erzeugte Gasdruck selbst bei geringen Wassertiefen höher sein muß, als der Druck des Kreislaufgases, muß der Schließdruck des Rückschlagventils 11 entsprechend eingestellt werden. Da bei geringen Wassertiefen der Abgabedruck des Abgaskompressors 9 niedrig ist, kann dabei auf die vorstehend beschriebene, zweistufige Druckregelung, d. h. das Druckrcgelventil 35, verzichtet werden. Da die bisher verwendete komplizierte Drehzahlregelung und Abgas-Strömungsregelung für den Abgaskompressor 9 entbehrlich sind, wird mit geringem Aufwand eine zuverlässige Regelung erzielt.

Durch das in der Sauerstoffzuleitung 29 angeordnete Druckregelventil 38 wird der Sauerstoff mit konstantem Druck dem Regelventil 14 zugeführt, welches das zugeführte Sauerstoffvolumen in Abhängigkeit von der durch einen SäUefstoff-Istweftmessef 39 ermittelten Sauerstoffkonzentration in der Ansauggas-Zuleitung 16 regelt.

Da das im Mischbehälter 13 erzeugte Ansauggas im wesentlichen aus Kohlendioxid in Mischung mit gesättigtem Wasserdampf und dem zur Verbrennung des Brennstoffes erforderlichen Minimalvolumcn

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Sauerstoff besteht, ist das Verhältnis der spezifischen Wärme gering, so daß die Kompressionstemperatur in der Maschine abfällt und die Zündung und Verbrennung des Brennstoffes beeinträchtigt wird. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit dient der Ansauggas-Vorwärmer 17 mit einem die mit den Abgaszweiglcitungen 52 verbundene Abgassammclleitung 3 und auf deren Umfangsfläche angeordnete Rippen 53 umschließenden, gleichzeitig als Windkessel dienenden Ansaugbehälter 54. Beim Durchströmen des An- to Mugbehälters 54 wird, das Ansauggas im Kontakt mil den Rippen 53 durch das heiße Abgas mit hohem Wirkungsgrad vorgewärmt, so daß seine Temperatur lasch ansteigt und die: vorgenannten Schwierigkeiten !-!csci'.igt werden. Dadurch wird darüber hinaus ein unerwünschter Temperaturanstieg im Maschinenraum 2 durch die von der Abgassammelleitung 3 bei lioher Temperatur ausgehende Strahlungswärme verhindert und die Haltbarkeit der Teile verbessert. Zur Steigerung dieser Wirkung kann der Ansaugbehäiter ao 54 auch die Abgaszweiglcitungen 52 umschließen. Die Wärmeübergangsfläche des Ansauggas-Vorwärmers 17 muß so bestimmt werden, daß bei Maximalbelastungdcr Maschine 1 im Ansauggas die vorbestimmte Temperatur erreicht wird. Da bei niedriger Belastung »5 die Temperatur des Abgases und damit auch die Temperatur des Ansauggases absinkt, ergeben sich ungünstigere Verbrennungsbedingungen als bei hoher Belastung. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist im Auslaßteil 55 des Ansaugbehälters 54 ein Überstromventil 56 angeordnet, das bei einem Temperaturabfall im Ansauggar, während niedriger Belastung öffnet und zum Ausgleich der verringerten Ansauggas-Vorwärmung einen Teil des Abgases direkt in das Ansauggas überströmen läßt, so daß die Temperatur des Ansauggases erhöht wird.

Zur Steuerung des Überströmventils 56 können hauptsächlich drei Methoden verwendet werden:

Einerseits kann die Temperatur des Ansauggases in dem Teil der Ansaugleitung 18, der der Maschine 1 niihcrliegt als dem Überströmventil 56, gemessen und zur Steuerung des Öffnungsgrades des Überströmventils 56 verwendet werden, um die Temperatur des Ansauggases konstant zu halten.

Andererseits kann das Überströmventil 56 bei Vollast der Maschine: 1 in seiner Schließstellung, bei niedriger Belastung in seiner Offenstellung und bei Teillast in einer mittleren Öffnungsstellung gehalten oder alternierend geöffnet und geschlossen werden. In diesem Falle muß die Stellung bei Teillast unter Berücksichtigung der zulässigen Maximaltemperatur des Ansauggases-'■•si voller Öffnung und der zulässigen Minimaltemperatur dies Ansauggases bei vollständiger Schließung des Überströmventils 56 bestimmt werden. In einigen Fällen ist es dabei notwendig, eine zweistufige Regelung zwischen einer vollständigen Schließstellung, einer mittleren Öffnungsstellung und einer vollen Öffnungsstellung anzuwenden. Die Belastung der Maschine IL kann dabei durch die Stellung des Fördervolumen-Stellorgans der Brennstoffpumpe 20 oder durch ein Produkt aus diesem Meßwert und der Maschinendrehzahl bestimmt werden.

Schließlich kann das Überströmventil 56 auch dadurch gesteuert werden, daß sich die Abgassammelleitung 3 mit zunehmender Belastung infolge des An- stieges der Temperatur des Abgases mehr oder weniger stark thermisch ausdehnt.

Durch Verwendung des Ansauggas-Vorwärmers

17 ist das Ansauggas speziell bei hoher Belastung Irci von durch Überströmen eingespeistem Abgas, und zum Erreichen der Ansaugtemperatur braucht nicht wie bisher die gesamte Wärme durch Überströmen von Abgas zugeführt zu werden. Hierdurch können die beim Überströmen von Abgas durch Ablagerung von Schwefeloxiden, verbrannten Kohlenstoff resten etc. verursachten Schaden an der Maschine und dem Kreislaufgas-Systcm weitgehend verringert werden.

Selbst bei Verwendung des Ansauggas-Vorwärmers 17 steigt die Temperatur des Ansauggases während des Anlassens und kurz danach nicht hinreichend an, da die Ansaugleitung IK eine große Wärmekapazität besitzt. Da dabei die Drehzahl der Maschine noch gering ist, wird der Brennstoff wegen der niedrigen Kompression nur schlecht gezündet und verbrannt, so daß es sehr schwierig ist, die Maschine 1 unter Kreislaufbedingungen anzulassen. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit wird aus einem Druckgasbehälter 58 Preßiuft nach Druckminderung über öruckregciventile 59 und 60 in das Kreislaufgas-System eingespeist, um die Kohlendioxidkonzentration im Kreislauf gas zu verringern. Das Einblasen von Preßluft kann an beliebiger Stelle des Kreislaufgas-Systems zwischen der Abgasleitung 5 und der Ansaugleitung 18 erfolgen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Preßluft in die Kreislaufleitung 12 eingespeist.

Nahe dem Einlaß der Ansaugleitung 18 ist ein Überdr'uik-Auslaßventil 61 angeordnet, durch das beim Einblasen von Preßluft Kreislauf gas ausgeblasen wird, um so Kreislaufgas im System durch Luft zu ersetzen. Die Mündu ig der Gaszuiührleitung 62 ist soweit wie möglich vom Überdruck-Auslaßventil 61 entfernt zur Abgasleitung 5 hin angeordnet. Bei geöffnetem Überströmventil 56 kann auch Kreislaufgas aus dem Abgaskühlcr 4, der Abgasleitung 5 und dem Wasserabscheider 6 über das Überströmventil 56 zum Überdruck-Auslaßventil 61 strömen.

Während diese Methoden wirksam sind, urn die Maschine nach Verringerung der Kohlendioxidkonzentration im Kreislauf-System oder Ersatz des Kreislaufgases durch Luft zu starten, können diese Maßnahmen auch während des Startens der Maschine durchgeführt werden. Da in diesem Fall der Abgaskompressor 9 zusammen mit der Maschine 1 rotiert, kann der Arbeitsgasdruck durch Verringerung des Kreislaufgasvolumens und Vergrößerung des Abgasvolumens konstant gehalten werden, wenn das eingeblasene Luftvolumen geringer ist als die überschüssige Kompressionskapazität des Abgaskompressors 9. Die Differenz der Kompressionskapazität des Kompressors und des restlichen Abgasvolumens ist dabei yeicr dem durch das Abgas-Druckregelventil 35 und da; Konstantdruckventil 37 zurückgeführten Kreislaufgasvolumen, das in dem beim Anlassen gegebener Leerlauf relativ groß ist. Wenn das eingeblasene Luftvolumen die überschüssige Kompresstonskapazitäi übersteigt, wird die Startfähigkeit ebenfalls verbessert, jedoch steigt der Arbeitsgasdruck an bis zum Ausblasen in den Maschinenraum 2 über das Überdruck-Auslaßventil 61.

Da die Kohlendioxidkonzentration im Ansaugga; nach Beendigung des Einblasens von Preßluft ansteigt und wegen der erst nach einiger Zeit wirksam werdenden Vorwärmung durch den Ansauggas-V iuei 17 die Ansaugtemperatur noch niedrig ist, wird zunächst keine stabile Verbrennung erreicht, so daß ir extremen Fällen die Maschine stoppt. Dies kann da-

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durch vermieden werden, daU nach dem Start bis zu einem fiir eine stabile Verbrennung hinreichenden Anstieg der Ansaugtemperatur über eine mit einem Absperrventil 63 und einer Düse versehene Leitung 64 durch Offnen des Absperrventils 63 geringe Mengen Preßluft innerhalb der überschussigen Kompressionskapazität des Abgaskompressors 9 in das Kreislauf j.is-Systcm eingcblasen werden, um die Kohlcndioxidkonzentration im Ansauggas zu verringern.

Alle vorstehend beschriebenen UctriebsmaUnah- »o men werden unter Kreislaufbedingunp.cn, d. h. bei geöffnetem Umschaltventil 28 durchgeführt, wahrend über das Regelventil 14 Sauerstoff eingespeist wird.

Anstelle des l-jnblascns von PrcUlufl kann während des Anlassens der Maschine auch unter Druck stehendes Inertgas mit hohem Verhältnis der spezifischen Wärme, beispielsweise Stickstoff, Helium oder Argon in das Kreislaufgas-System eingcblasen werden, um die Kohlcndioxidkonzcnlration zu verringern und die »o Slartschwierigkciten zu beseitigen. Dazu wird beim Anlassen der Maschine 1 das zwischen dem Wasserabscheider 6 und dem Mischbehälter 13 angeordnete Umschaltventil 28 geschlossen und zwischen diesem und dem Mischbehälter 13 über das Absperrventil 57 »5 ein aus dem Druckgasbehälter 58 über die Druckregelventile 59 und 60 mit reduziertem Druck zugeführtes Inertgas mit hohem Verhältnis der spezifischen Warme eingespeist. Das Inertgas wird im Mischbehälter 13 mit Sauerstoff vermischt, der aus dem Sauerstoff-Hchältcr 15 über das Absperrventil 30 und das Druckregelventil 38 mit konstantem Druck dem Regelventil 14 zuströmt. Die Mischung aus Inertgas und Sauerstoff strömt dann in die Ansauggas-Zulcitung 16. Das aus der Maschine 1 ausströmende Abgas erwärmt das Ansauggas im Ansauggas-Vorwärmer und wird dann im Abgaskühlcr 4 gekühlt, im Wasserabscheider 6 entwässert und über die Kompressor-Ansaugleitung 8dem Abgaskompressor 9 zugeführt. Das verdichtete Abgas wird dann über die Auspuffleitung 32 und das Rückschlagventil 11 gegen den Außendruck aus dem Maschinenraum 2 abgeführt. Da die Kompressionskapazität des Abgaskompressors 9 erheblich geringer ist als das Volumen des aus der Maschine 1 austretenden Abgases, wird das nicht über *5 den Abgaskompressor 9 abgeführte Abgas durch ein an der Zweigleitung 8 angeordnetes Überdruck-AuslaUvcntil 65 in den Maschinenraum 2 abgeblasen.

Die Maschine 1 kann auch bei geöffnetem Umschaltventil 28 gestartet werden, wobei Sauerstoff zudosiert und zur Verringerung Kohlendioxidkonzentration im Ansauggas ein Inertgas mit hohem Verhältnis der spezifischen Wärme in das Kreislaufgas-System eingeblasen wird. Wenn das Volumen des zugeführten Inertgases geringer ist als die überschUssige Kompressionskapazität des Abgaskompressors 9 (wobei die Kompressionskapazität des Abgaskompressors nach Abzug des überschüssigen Abgasvolumens dem durch das Abgas-Druckregelventil 35 und das Konstantdruck-Regelventil 37 zurückgeführten, bei dem im Start vorliegenden Leerlauf erheblichen Gasvolumen entspricht) kann der Arbeitsgasdruck durch Erhöhung des zurückgeführten Kreislaufgasvolumens und eine Erhöhung des Abgasvolumens auf dem durch das Konstantdruckventil 37 bestimmten Druck gehalten werden. Wenn das Inertgasvolumen die überschüssige Kompressionskapazität des Abgaskompressors 9 übersteigt, kann die Startfähigkeit

durch Verringerung der Kohlendioxidkonitentration und Erhöhung der Inertgaskonzentration verbessert werden, wobei der Arbeitsgasdruck ansteigt, bis das Arbeitsgas über das Überdruck-Auslaßventil 65 in den Maschinenraum 2 ausströmt.

Da nach Beendigung des Einblascns die Kohlcndioxidkonzentration im Ansauggas ansteigt und die Temperatur des Ansauggases infolge der nur langsamen Aufheizung des Ansauggas-Vorwärmers 17 nocli niedrig ist, wird zur Erzielung einer stabilem Verbrennung und zur Vermeidung eines unerwünschten Stillstandes der Maschine nach dem Start in der bereit;· beschriebenen Weise bis zu einem hinreichenden Anstieg der Temperatur des Ansauggases durch die Leitung 64 über das Absperrventil 63 ein innerhalb der überschüssigen Kompressionskapazität des Abgaskompressors liegendes geringes Volumen an Inertgas eingespeist, um die Kohlendioxidkonzentiration im Ansauggas zu verringern.

Durch das aus den Ubcrdruck-Auslaßvuntilcn 61 oder 65 ausströmende Gas wird der Druck iirn Maschinenraum 2 erhöht. Wenn die Maschine 1 jedoch ihrer normalen Betriebszustand und der Arbcii:sgasdruek den am Konstantdriickventil 37 eingestellten Wert erreicht hat, strömt über das Rückschlagventil 66 Ga; aus dem Maschinenraum 2 in das Kreislaiuf-Systcrr zurück, soweit der Gasdruck im Maschinenraum 2 der durch das Konstantdruckventil 37 eingestellten Druck übersteigt. Auf diese Weise wird im Maschinenraum ein etwas über dem Druck des Konstantdruckventih liegender Druck eingehalten.

Das Kurbelgehäuse 68 der Maschine 1 ist über eint mit einem ersten Rückschlagventil 67 versehene Lei tung mit der Ansaugleitung 18 verbunden. In ähnli eher Weise kann außerdem oder statt dessen das Kur bclgehäuse des Abgaskompressors 9 über ein Rück sehlagvcntil mit der Ansaugleitung verbunden sein In beiden Fällen wird dadurch das an den Kolbenringen ausgetretene Gas in das Arbeitsgas zurückgeführt Die das erste Rückschlagventil 67 enthaltende Lei tung kann in Strömungsrichtung hinter dem mit der Maschinenraum 2 verbindenden zweiten Rückschlag ventil 66, beispielsweise am Eingang der Ansauglei tung angeordnet sein. Selbst wenn die das erste Rück schlagventil 67 enthaltende Leitung an der gleichet Stelle mündet wie das zweite Rückschlagventil 66, sol der Öffnungsdruck des ersten Rückschlagventils 6" auf einen geringeren Wert eingestellt werden als der jenige des zweiten Rückschlagventils 66, da auf dies« Weise der Druck im Kurbelgehäuse 68 geringer is als im Maschinenraum 2, so daß der Schmierölnebe im Kurbelgehäuse nicht in den Maschinenraum 2 aus treten kann.

Durch geeignete Festlegung des öffnungsdrucke des zweiten Rückschlagventils 66 kann sidfiergestell werden, daß der Arbeitsgasdruck unter dem Drucl im Maschinenraum 2 liegt, so daß nicht die Gefah eines Austretens des Arbeitsgases in den Maschinen raum 2 besteht. Dies ist aus Sicherheitsgründen vor teilhaft.

In den Brennstofftank 19 kann über eine mit einen Druckminderventil 69 versehene Leitung ein der Brennstoff ersetzendes Gas eingeleitet werden.

Der Maschinenraum 2 kann als vollständig ge schlossener Behälter ausgebildet werden, wenn eii Startsystem angewendet wird, bei welchem unte Kreislaufbedingungen bei geöffnetem Umschaltventi 28 und Starten der Maschine unter Einblasen voi

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Preßluft oder einem Inertgas mit hohem Verhältnis der spezifischen Warme und geregelter Sauerstoffzufuhr die Sicherheitsventile 61 und 65 weggelassen werden und die Konzentration an Kohlcndioxidgas im Ansauggas verringert wird, wenn dabei durch die das erste Rückschlagventil 67 enthaltende Verbindungsleitungeine Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse 68 der Maschine 1 'tnd/oder dem Kurbelgehäuse des Abgaskompressors 9 einerseits und dem Krcislaufgas-System andererseits geschaffen und das aus den Zylindern der Maschine 1 und/oder des Abgaskompressors 9 austretende Gas aus dem Kurbelgehäuse ins Arbeitsgas zurückgeführt wird. Aus Sicherheitsgründen ist es sehr vorteilhaft, wenn ein Inertgas, wie Stickstoff im Maschinenraum 2 hermetisch eitigeschlossen ist, da selbst bei einer Beschädigung der Brennstoffzuführung -in Verspritzen des Brennstoffes im Maschinenraum 2 nicht a\ einer Explosion führen kann.

In das aus der Maschine I abströmende Abgas wird im Abgaskühler 4 mittels einer Sprühvorrichtung 70 kaltes Wasser eingespritzt, um das Abgas im wesentlichen auf Raumtemperatur abzukühlen und die bei der Verbrennung erzeugten Dämpfe zu kondensieren. Das Kühlwasser und das Kondensationswasser werden im Wasserabscheider fi abgetrennt und fließen in den Wassertank 71 ab, während das entwässerte Abgas als Kreislaufgas dem Mischbehälter 13 und das überschüssige Abgas dem Abgaskompressor 9 zugeführt wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine zürn Betrieb mit einer Sauerstoff-Abgas-Mischung, mit einer die Abgasleitung mit der Ansaugleitung verbindenden, mit iner Brennstoffzuführvorrichtung versehenen Kreislaufleitung für Abgas, einem in dieser angeordneten Abgaskühler, einem über eine Zweigleitung mit der Kreislaufleitung verbundenen Abgaskompressor, einer mit dessen Druckseite verbundenen Abführleitung für verdichtetes Abgas, einer Regelvorrichtung tür den Kreislaufdruck mit einem an der Kreislaufleitung angeordneten Überdruck-Auslaßventil, einer mit der Ansaugleitung verbundenen Sauerstoffzuleitung, einem darin angeordneten, in Abhängigkeit von einem Parameter des Kreislaufgases betätigten Regelventil sowie mit einer Gaszuführleitung zum Einblasen von Druckgas wie etwa Preßluft aus einem Druckgasbehälter über eine Verbindungslcitung in das Kreislaufsystem, wobei in der Gaszuführleitung ein vor dem Anlassen und/oder während des Anlassens der Maschine geöffnetes Absperrventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Gaszuführleitung (62) in die die Abgasleitung (5) mit der Ansaugleitung (18) verbindende Kreislaufleilung (7, 12, 16) einmündet und mit dem Preßluft oder ein Inertgas mit hoher spezifischer Wärme enthaltenden rUuckgasbe hälter (58) verbunden ist,

b) das Uberdruck-Ausiaßvenul (61) zum Abblasen von Kreislaufgas beim Einblasen von Preßluft oder Inertgas zwischen der Einmündung der Gaszuführleitung (62) und der Ansaugleitung (18) angeordnet ist und

c) eine weitere, die Kreislaufleitung mit dem Druckgasbehälter verbindende Leitung (64) vorgesehen ist, die eine Düse und ein nach dem Anlassen bis zum Erreichen einer ausreichend hohen Ansauggastemperatur geöffnetes Absperrventil (63) aufweist.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung als Abgassammelleitung (3) ausgebildet ist, die auf ihrer Umfangsflache mit Rippen (53) versehen und in einem diese umschließenden, die Ansaugleitung (18) mit der Kreislaufleitung (16) verbindenden Ansaugbehälter (54) angeordnet ist.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufsystem eine mit einem ersten Rückschlagventil (67) versehene, zum Kurbelgehäuse (68) der Maschine und/oder des Abgaskompressors (9) führende Zweigleitung und ein stromauf dieser angeordnetes zweites Rückschlagventil (66) zum Einlassen von in den Maschinenraum (2) ausgetretenem Gas in das Kreislaufsystem aufweist.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rückschlagventil (66) auf einen höheren öffnungsdruck ausgelegt ist als das erste Rückschlagventil (67).

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Betrieb mit einer Sauerstoff-Abgas-Mischung, mit einer die Abgasleitung mit der Ansaugleitung verbindenden, mit einer 5- Brennstoffzuführvorrichtung versehenen Kreislaufleitung für Abgas, einem in dieser angeordneten Abgaskühler, einem über eine Zweigleitung mit der Kreislaufleitung verbundenen Abgaskompressor, einer mit dessen Druckseite verbundenen Abführlei- tung für verdichtetes Abgas, einer Regelvorrichtung für den Kreislaufdruck nnit einem an der Kreislaufleitung angeordneten Überdruck-Auslaßventil, einer mit der Ansaugleitung verbundenen Sauerstoffzuleitung, einem darin angeordneten, in Abhängigkeit von

is einem Parameter des Kreislaufgases betätigten Regelventil sowie mit einer Gaszuführleitung zum Einblasen von Druckgas wie etwa Preßluft aus einem Druckgasbehälter über eine Verbindungsleitung in das Kreislaufsystem, wobei in der Gaszuführleitung

ao ein vor dem Anlassen ui;id/oder während des Anlassens der Maschine geöffnetes Absperrventil angeordnet ist.

Bei der aus der Zeitschrift »MTZ«, 1952, Seiten 4 bis 9 bekannten Vorrichtung dieser Art erfolgt das

as Anlassen des Motors durch einen Preßluftstarter, dem aus einem Preßluftbehiilter ausschließlich während des Anlassens Preßluft zugeführt wird, wobei die Abluft in einen Zweig der Ansaugleitung des Motors eingespeist wird. In der Kreislauf leitung ist ein Druckre- gelventil angeordnet, das in Abhängigkeit vom Gasdruck in dem nachgeschalteten Teil der Kreislaufleitung schließt und dafür sorgt, daß der Ladedruck des umlaufenden Abgase::; auf einem niedrigen Niveau gehalten wird. An der Abgasleitung ist ferner ein Druckregelventil angeordnet, das vom Einmündungspunkt der vom Preßluftslarter kommenden Abluft einerseits durch das Niveanregelventil und andererseits durch den Motor selbst getrennt ist. Da das Kreislaufsystem vor dem Anlassen mit kaltem sauerstoffarmem Abgas gefüllt ist, das bei dem vom PrcSluftstarter bewirkten Durchdrehen des. kalten Motors über die Abgasleitung und das Niveamregelventi! im Kreislauf bewegt und erst nach Aufbau eines hinreichenden Druckes über das Druckregelventil aus dem Kreislauf entfernt wird, ergeben sk:h Schwierigkeiten beim Anlassen des Motors.

Bei der aus der Zeitschrift »MTZ«, 1954, Seiten 33 bis 35 bekannten Regeleinrichtung wird der Kreislaufdruck durch ein in der zum Abgaskompressor füh-

So renden Zweigleitung angeordnetes, von einem barometrisch gesteuerten Abgas-Druckregler betätigtes Ventil geregelt und das Sauerstoff-Regelventil durch einen Differenzdruckregler gesteuert, welcher den Sauerstoffdruck und den Abgasdruck auf die gleiche

SS Höhe einstellt. Dabei wird jedoch der Abgaskompressor je nach der Stellung des vorgeschalteten Ventils sehr ungleichmäßig belastet und eine Korrektur des Kreislaufdruckes ersil nach Auftreten einer erheblichen Abweichung verhältnismäßig langsam bewirkt.

Die Steuerung der Sauerstoffzufuhr durch einen Differenzdruckregler fuhrt ferner bei Veränderungen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine zu erheblichen Abweichungen in Sauerstoffgehalt des Ansauggases.

Cj Bei der aus der DE-FS 826988 bekannten Regeleinrichtung wird das zugeführte Brennstoffvolumen durch einen Duichflußmengenmesser und die zugeführte Sauerstoffmenge durch einen Druckmesser ge-