DE2826373A1

DE2826373A1 - Aufgeladener dieselmotor

Info

Publication number: DE2826373A1
Application number: DE19782826373
Authority: DE
Inventors: Jean Ribeton
Original assignee: Alsacienne de Constructions Mecaniques SA
Current assignee: Alsacienne de Constructions Mecaniques SA
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1979-01-25
Also published as: CH623889A5; FR2397523A1; FR2397523B1; NL7806099A; IT1096693B; JPS5420215A; GB2001128B; IT7825574A0; GB2001128A; SE437283B; SE7806975L

Description

Rolf Charter

Patentanwalt

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D-8900 Augsburg 31

Telefon 08 21/3 6015+3 6016

Telex 53 3 275

Postscheckkonto: München Nr. 1547 89-801

-7605/03 Dr.W/L - Augsburg, den 12. Ouni 1978

SOCIETE ALSACIENNE DE CONSTRUCTIONS MECANIQUES DE MULHOUSE
1 rue de la Fonderie

68054 Mulhouse Cedex/Frankreich

Aufgeladener Dieselmotor

Die Erfindung betrifft aufgeladene Dieselmotoren, insbesondere aufgeladene Dieselmotoren mit verringertem volumentrischen Verhältnis.

Es ist bekannt, daß es bei Dieselmotoren mit Aufladung durch Turbokompressor vorteilhaft sein kann, beim Aufbau ein verringertes volumetrisches Verhältnis zu wählen, so daß der Verdichtungsdruck unter 12, beispielsweise in der Größenordnung von 7-10 liegt. Es ist dann möglich, dem Motor mittels Aufladung unter starkem Druck eine größere Luftmenge zuzuführen und entsprechend eine größere Kraft im Verhältnis zum Hubraum zu erzielen. Bei dieser verringerten Verdichtung ist es aber schwierig, unter Umständen unmöglich, den Motor anzulassen, weil die Selbstzündungstemperatur des Brennstoffs nicht erreicht wird.

Es sind Verfahren bekannt, insbesondere durch Er-

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hitzen der dem Motor zugeführten Luft, mit deren Hilfe diese Schwierigkeiten überwunden werden und ein zufriedenstellender Lauf des Motors beim Anlassen und bei niederer Drehzahl erreicht wird. Bei Volllast des Motors muß die zusätzlich in der Hochdruckstufe des Turbokompressors zugeführte Luft abgekühlt werden, wozu sie herkömmlich durch ein oder im allgemeinen zwei in Serie geschaltete Kühlelemente geführt wird. Auf diese Weise werden zufriedenstellende Ergebnisse bei den extremen Betriebsforaen (Anlassen, niedrigste Drehzahlen und Vollast) erreicht, während die Betriebsbedingungen bei niedriger und mittlerer' Last nicht optimal sind.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem bei einem kompressoraufgeladenen Dieselmotor mit Wärmeaustauschsystem zum Austausch der Wärme zwischen zugeführter Luft und einer wärmeabführenden Flüssigkeit einfach und wirtschaftlich dadurch, daß die zwei Kühlelemente im Luftstrom zwischen Kompressor und Ansaugventil in bestimmter Weise angeordnet werden. Gegenstand der Erfindung ist ein solcher Motor, bei welchem die beiden Wärmeaustauscher parallel montiert sind. Hierbei werden die Kühlelemente durch zwei verschiedene Kühlkreisläufe mit wärmeabführender Flüssigkeit von verschiedener Temperatur beschickt. Ferner ist eine Vorrichtung vorgesehen, mit welcher der Luftstrom wahlweise durch die beiden Kühlelemente geschickt werden kann. Wird beispielsweise der erste Wärmeaustauscher mit einer warmen Flüssigkeit, beispielsweise dem heißen Kühlwasser des Motors

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versorgt, während der zweite Austauscher durch eine kältere Flüssigkeit durchflossen wird, bei einem Schiffsdiesel z. B. Meerwasser, so kann durch ein Steuerventil ohne weiteres die Verteilung der Luft durch die beiden Wärmeaustauscher gesteuert und damit der Motor mit Luft von bestgeeigneter Temperatur beschickt werden. Selbstverständlich kann die Steuervorrichtung, insbesondere also ein Verteilerventil automatisch aufgrund jedes geeigneten charakteristischen Betriebs-Parameters (Temperatur, Kompression, Last usw.) gesteuert werden. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die detaillierte nachstehende Beschreibung und die beigefügte Zeichnung verwiesen, die beispielhaft und nicht abschließend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Die einzige beigefügte Zeichnung zeigt schematisch einen aufgeladenen Dieselmotor mit der erfindungsgemäßen Verbesserung.

Der Dieselmotor M mit niedrigem volumetrischen Verhältnis, z. B.niedriger als 12 besitzt eine Turobkompressor-Aufladung 2 mit einer Turbine Ί·. Die Turbine wird durch die Auspuffgase angetrieben, die aus dem Auspuff 6 des Motors kommen. Sie ist über eine Welle 8 mit einem Kompressor 10 verbunden. Im allgemeinen weißt eine Aufladevorrichtung dieser Art zwei Stufen auf, von denen hier jedoch zur Vereinfachung der Zeichnung nur eine dargestellt wurde. Der Kompressor 10 saugt bei seinem Einlaß 12 Außen-

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luft an und stößt die für die Motorzufuhr bestimmte Luft durch den Auslaß 14- aus. Der Auslaß IA- des Turbokompressors ist mit der Ansauqleitunq 16 des Motors über eine Leitung 18 verbunden. Die Leitungen für die Luftzufuhr 14 und 18 sind untereinander durch eine Kühlvorrichtung 20 für die zugeführte Luft verbunden. Das Element 20 besteht aus zwei Wärmeaustauschern R 1 und R 2, die in der Luftzufuhr über zwei Leitungen 22, 22' und 24, 24" parallel angeordnet sind. Der erste Wärmeaustauscher R 1 ist an einen Kühlkreislauf 26, 26' angeschlossen, in welchem eine wärmeabführende Flüssigkeit mit verhältnismäßig hoher Temperatur zirkuliert. Beispielsweise kann der Kühlkreislauf 26, 26' von dem heißen Motorkühlwasser durchflossen werden; dies ist auf der Zeichnung nicht dargestellt. Der zweite Wärmeaustauscher R 2 besitzt einen Kühlkreislauf 28, 28', in dem eine wärmeabführende Flüssigkeit von niedrigerer Temperatur als im Wärmeaustauscher R 1 zirkuliert. Wenn der Motor M ein Schiffsdiesel ist, kann der Kühlkreislauf 28, 28' des zweiten Wärmeaustauschers von Meerwasser versorgt werden. Bei einem feststehenden Motor kann der Kreislauf 28, 28' an das öffentliche Wassernetz angeschlossen werden. Mit Hilfe einer Verschlußvorrichtung, wie z. B. einem Regulierventil oder einer Verschlußklappe 30, die in der Zuführleitung zwischen den beiden Wärmeaustauschern, z. B. in der Leitung 24 angebracht wird, kann die Verteilung der Luft zwischen den beiden Wärmeaustauschern beliebig geregelt werden. Auf diese Weise ist es möglich, im

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gezeigten Beispiel etwa für Teillast oder schwache Lasten heiße Luft zur Verfügung zu haben, in dem die Verschlußklappe 30 ganz oder teilweise geschlossen bleibt. In diesem Fall strömt die gesamte Luft für die Aufladung, oder der größte Teil davon, nur durch den "warmen" Wärmeaustauscher R 1. Für hohe Last oder Vollast wird die Verschlußklappe 30 allmählich geöffnet, so daß der Motor mit abgekühlter Luft versorgt wird, weil ein größerer Teil der zugeführten Luft durch den "kalten" Wärmeaustauscher R 2 fließt. Auf diese Weise wird durch einfache Anordnung bewirkt, daß der Motor jeweils Luft von derjenigen Temperatur erhält, die seinem augenblicken Betrieb am besten angepaßt ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Ladungsverlust durch die parallele Anordnung der Wärmeaustauscher verringert wird. Die Verschlußklappe 30 kann automatisch über einen Servomechanismus 32 gesteuert werden, der durch einen der Funktionsparameter des Motors, beispielsweise dem Aufladedruck gesteuert wird. Es kann vorteilhaft sein, bei diesem Servomechanismus zwei Einstellungen "Sommer" und "Winter" vorzusehen, um der wechselnden Außentemperatur Rechnung zu tragen. Selbstverständlich können weitere Verschlußklappen an anderen Stellen der Luftzufuhr angeordnet werden. In der Leitung 2A-' kann ein weiteres Absperrventil angeordnet sein, welches bei großer Last oder Volllast schließt.

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Claims

Patentansprüche

(ί) Kompressor aufgeladener Dieselmotor, insbesondere aufgeladener Dieselmotor mit niedrigem, unter 12 liegendem volumetrische!« Verhältnis, ausgestattet mit einem aus zwei Wärmeaustauschern bestehenden Wärmeaustauschsystem zwischen Kompressor und Motor zum Austausch der Wärme zwischen Zuluft und einer wärmeableitenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Wärmeaustauscher im Zuluftstrom parallel angeordnet sind und zwei verschiedene Kühlflüssigkeitskreisläufe haben, wobei die Kühlflüssigkeit des ersten Wärmeaustauschers wärmer ist als diejenige des zweiten Wärmeaustauschers und die Verteilung des Luftstroms zwischen den beiden Wärmeaustauschern gesteuert werden kann.
2. Dieselmotor nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet , daß der erste Wärmeaustauscher ein Luffc/Wasseraustauscher ist und der Wasserkreislauf an den Motorkühlwasserkreislauf angeschlossen ist.
3. Dieselmotor nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Wärmeaustauscher

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ein Luft-ZWasseraustauscher ist, dessen Wasserkreislauf an eine außerhalb des Motors liegende Kaltwasserquelle angeschlossen ist.
4-, Dieselmotor nach Ansprüchen 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet , daß die Steuervorrichtung aus mindestens einem Verschluß besteht, der in der Zuluftleitung zwischen den beiden Wärmeaustauschern angebracht ist.
5. Dieselmotor nach Anspruch 4-., dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß über einen Servomechanismus automatisch gesteuert wird.
6. Dieselmotor nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet , daß der Servomechanismus durch einen oder mehrere der Funktionsparameter des Motors, wie Druck der zugeführten Luft, Temperatur oder Last, gesteuert wird.

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