DE2501771A1 - Verfahren zum starten eines maschinensatzes zur notstromerzeugung - Google Patents

Verfahren zum starten eines maschinensatzes zur notstromerzeugung

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DE2501771A1
DE2501771A1 DE19752501771 DE2501771A DE2501771A1 DE 2501771 A1 DE2501771 A1 DE 2501771A1 DE 19752501771 DE19752501771 DE 19752501771 DE 2501771 A DE2501771 A DE 2501771A DE 2501771 A1 DE2501771 A1 DE 2501771A1
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Walter Dipl Ing Leitgeb
Paul Dipl Ing Tholen
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Description

ag /W^BlLHW "5 Köln 80, den 6. Januar 1975
Unser Zeichen: D 74/103 - APTA So/Bu
Verfahren zum Starten eines Mascninensatzes zur Notstromerzeugung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Starten eines Maschinensatzes zur Notstromerzeugung, bei dem eine luftverdicntende Einspritzhubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere mit Abgasturbolader über eine Kupplung ein Speicherschwungrad antreibt, das über eine Kupplung mit einem Generator und einem Elektromotor verbunden ist.
Bei Notstromaggregaten besteht bekanntlich die Forderung, bei Ausfall des Netzstromes in einer möglichst kurzen Zeitspanne durch das Aggregat die Stromversorgung sicherzustellen.
Hierzu wird der Generator und das Speicherschwungrad von einem Elektromotor, der an das Netz angeschlossen
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ist, vorsorglich auf einer Drehzahl knapp über der Generator-Solldrehzahl gehalten. Bei Stromausfall wird die bis dahin abgekuppelte Brennkraftmaschine durch Einkuppeln mit dem Speicherschwungrad verbunden und auf dessen Drehzahl hochgerissen.
Bei einer Brennkraftmaschine, die als Saugmotor ausgebildet ist, wird mit dem Hochreißen auf die Drehzahl des Speicherschwungrades auch unmittelbar die volle Leistungsabgabe erreicht, weil die Zylinder füllung d-."i Betriebszustand und der Drehzahl bereits weitgehend entspricht. Bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturbolader wird beim Hochreißen der Maschine auf die Drehzahl des Speiciierschwungrades zwar die beabsichtigte Maschinendrehzahl erreicht, jedoch mit einer nur ungenügenden Zylinderfüllung. Die schlechte Zylinderfüllung ergibt sich dadurch, daß der Abgasturbolader nicht starr mit der Brennkraftmaschine gekuppelt ist und während des Hochreißens der Brennkraftmaschine durch das Speicherschwungrad noch nicht genügend mit heißen Abgasen beaufschlagt wird, so daß andererseits auch nicht ausreichend Lade-
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luft abgegeben wird. Das bedeutet zugleich eine eine verzögerte Abgabe der vollen Leistung der Hubkolbenbrennkraftmaschine.
Um die Zeit bis zur Förderung ausreichender Mengen Ladeluft abzukürzen, verwendet man heute bevorzugt Abgasturbolader kleiner Bauart mit hohen Drehzahlen, die sich rasch der wechselnden Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine anpassen.
Bei Brennkraftmaschinen ist es üblich, die Kraftstoffe einspritzpumpe auf die volle Zylinderfüllung abzustimmen. Da bei aufgeladenen Maschinen beim Start und in der Hochlaufphase durch den nur langsam nachkommenden Abgasturbolader jedoch keine volle Zylinderfüllung erreicht wird, würde bei voller Einspritzmenge ein unerwünschter Rauchstoß entstehen. Aus diesem Grunde wird die Kraftstoffeinspritzmenge durch eine besondere Einrichtung in Abhängigkeit vom Ladedruck verringert, damit die Rauchentwicklung herabgesetzt wird. Durch diese Maßnahme wird jedoch die Abgasturbine noch weniger
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mit heißem Gas beaufschlagt, ao daß der Abgsturbolader noch langsamer beschleunigt wird.
Mit solchen Zeitverzögerungen kann jedoch die an
ein Notstromaggregat zu stellende Forderung nach einem schnellen Start und möglichst sofortiger Lastübernahme nicht erfüllt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Notstromaggregat mit aufgeladener Brennkraftmaschine die Zeit vom Start bis zur Lastübernahme möglichst zu verkürzen.
Dieses wird bei einem Maschinensatz der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Einspritzmenge beim Start der Hubkolbenbrennkraftmaschine kurzzeitig erhöht wird, indem in die Luftverteilerleitung ein flüssiges Mittel mit hoher Verdampfungswärme z.B. Methanol oder ein Gemisch aus Methanol und Wasser eingespritzt wird.
Durch die kurzzeitige Erhöhung der Einspritzmenge
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wird durch den größeren Wärmeinhalt der Abgase die Abgasturbine in einer wesentlich kürzeren Zeit beschleunigt. Die Einspritzmenge kann etwa der Startmenge entsprechen oder der bereits erwähnten Einspritzmenge, die der vollen Zylinderfüllung entspricht.
Da die Mehrmenge an Kraftstoff aber zugleich eine größere thermische Belastung der Bauteile, die den Verbrennungsgasen ausgesetzt sind, bedeutet, könnten sehr leicht Kolbenfresser oder sonstige Schaden eintreten, wenn die Wirkung der Mehrmenge an Kraftstoff nicht durch die erfindungsgemäße zusätzliche Einspritzung von Mitteln mit hoher Verdampfungswärme gemildert würde. Diese Mittel mit hoher Verdampfungs wärme bewirken eine gute Innenkühlung, die Kolbenfresser oder sonstige Überhitzungserscheinungen verhindern.
Als geeignete Mittel zur Erzielung einer guten kühlung kann sowohl Wasser als auch Methanol oder ein
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Gemisch aus beiden verwendet werden. Andere bekannte Zusätze, wie Äthanol, sind ebenso möglich. Das Einspritzen der bekannten Kraftstoffzusätze mit hoher Verdampfungswärme kann in bekannter Weise in das Luftverteilerrohr erfolgen, so daß alle Zylinder gleichmäßig beaufschlagt werden.
Ein besonderer Vorteil bei dieser Maßnahme ist der, daß keine Änderung der Blockiermenge der Einspritzpumpe notwendig ist. Es genügt vielmehr die bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturbolader bekannte zusätzliche Einrichtung zur Verringerung der Einspritzmenge fortzulassen oder aber die größere Startmehrmenge nicht drehzahlabhängig sondern zeitabhängig einzuspritzen und beispielsweise bis zu einer Minute nach Startbeginn beizubehalten.
Für Notstromaggregate ergibt sich damit der Vorteil, kleinere leistungsstarke Brennkraftmaschinen mit Aufladung zu verwenden, die zugleich kleinere Speicherschwungräder zulassen. Die Verwendung kleiner Speicher-
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Schwungräder bedeutet zugleich eine erhebliche Energieeinsparung, die bei großen Speicherschwungrädern durch den Ventilationaverlust der ständig auf Bereitschaftsdrehzahl gehaltenen Schwungmassen unvermeidlich sind.
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Claims (1)

  1. Patentanspruch
    /1. Verfahren zum Starten eines Maschinensatzes zur Notstromerzeugung, bei dem eine luftverdichtende Einspritz-Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Abgasturbolader über eine Kupplung ein Speicherschwungrad antreibt, das über eine Kupplung mit einem Generator und einem Elektromotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzmenge beim Hochlaufen der Hubkolbenbrennkraftmaschine kurzzeitig erhöht wird, indem in die Luftverteilerleitung ein flüssiges Mittel mit hoher Verdampfungswärme z.B. Methanol oder ein Gemisch aus Methanol und Wasser eingespritzt wird.
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    in 000 4.72 RLDA
    F 360 d/T
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