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Anlaßhilfsvorrichtung für Motoren. blmotoren, bei denen der Brennstoff
mittels hochgespannter Druckhift in den Zylinder eingeblasen wird und die durch
Druck-. Luft wesentlich niederer Spannung angelassen werden, brauchen außer den
Anlaßdruckluftbehältern noch Vorratsbehälter für die hochgespannte Einblaseluft,
um das schnelle, sichere Anspringen des Motors auf Brennstoffbetrieb schon zu ermöglichen,
während der Kompressor seine Druckräume noch nicht selbst auf genügend hohen Druck
während der wenigen Anlaßhübe aufzupumpen imstande ist. Um dennoch die Anlaßeinrichtung
des Motors tun die Hochdruckbehälter mit ihren kostspieligen Armaturen vereinfachen
zu können, gibt es bereits Vorrichtungen, die schnelle Bereitschaft von Hochdruckluft
anstreben, z. B. dadurch, daß die zwischen den Kompressordruckstufen eingeschalteten
-Druck- oder Kühlräume durch Anlaßluft vor Inbetriebgehen aufgefüllt werden können,
damit der Kompressor während der Anlaßhübe sich selbst und die Druckräume nur noch
vom Anlaßdruck auf Einblasespannung zu pumpen braucht. In anderer Weise und mit
größerer Sicherheit und Unterstützungsmöglichkeit der Kompressoranfangsarbeit in
weiteren Grenzen erreicht folgende Erfindung diesen Zweck.
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Die Fördermenge des Kompressors wird während der wenigen Anlaßhübe,
bei denen es gerade auf besonders sichere Erzielung der ersten Zündungen ankommt,
vergrößert bz«-. vervielfacht, indem Druckluft aus dem Anlaßbehälter in den Kompressorzylinder
geleitet wird; dabei wird der Luftübertritt in einfachster Weise vom Konipressorkolben
gesteuert.
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Die Einrichtung der Erfindung ist in Fig. i dargestellt. Der Ölmotor
A treibt den Kompressor B an, dessen Druckstufen S und T sind. Das Anlassen erfolgt
in bekannter Weise durch Druckluft aus dem Anlaßluftbehälter C, welche durch das
Absperrventil I>,. die Leitung E und -das gesteuerte Anlaßventil F dem Motorzylinder
zugeführt wird. Während des Anlassens ist nun das Ventil G geöffnet und läßt Druckluft
durch das Rohr II in den Kompressorzylinder an der gewählten Stelle I überströmen,
wobei die übertretende Luftmenge selbsttätig mit schneller laufender Maschine, mit
zunehmendem Druck in den Kompressorräutnen S, T, K, I. und 31 und mit fallendem
Anlaßd ruck abnimmt. h und I_ sind Zwischenkühler, 31 Einblaseleitung.
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Die Füllung des Niederdruckzylinders S (Fig. i) geschieht dabei in
folgender Weise. Zunächst wird beim Niedergang des Kolbens Luft durch das Ventil
N angesaugt, bis der Kalben die Mündung I freilegt. :Nun strömt Druckluft durch
Rohr H aus dein Behälter C so lange in den Niederdruckzylinder S; bis die Drücke
sich in beiden Räumen C und S ausgeglichen haben. Hierbei dringt die Druckluft aus
dem Behälter C nicht bloß in den Niederd.ruckzylinder S, sondern auch durch die
Druckventile der Konipressorstufen in den Zwisdiendruckbehälter K, in den Hochdruckzylinder
T, in den Hochdruckkühler I.
und in die Hochdruckleitung 1I, alle diese
Räume mit Druckluft füllend. Beim Aufwärtsgang des T-Zoml)ressorlcoll)ens wird nein
zunächst
ein Teil der Druckluff aus dem Niederdruckzylinder S in den Behälter C zurückgedrängt,
bis die Mündung J vom Kolben überdeckt ist. Hierauf beginnt die -v-Zeitere Verdichtung
der Druckluft im Niederdruck-Zylinder S und gleichzeitig das Überdrücken in die
Räume K, T, L und M. Diese im Zylinder S weiter verdichtete Luftmenge ist
um so größer, je früher der Kompressorkolben beim Druckhub die Mündung J überdeckt;
also wird die Wirkung der Vorrichtung z. B. am größten sein, wenn die Mündung J
so gelegt ist, daß die Druckluft aus dem Behälter C am Ende des Saughubes (bz-w.
Beginn des Druckhubes) des Kompressorkolbens dem Niederdruckzylinder S zugeführt
wird.
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Durch die freie Wahl der Übertrittsstelle J kann demnach auch die
Schnelligkeit der Wirkung dieser Vorrichtung gegenüber anderen, in beliebigen, hier
in Frage kommenden Grenzen vergrößert und den vorhandenen Druck- und Größenverhältnissen
des Anlaßbehälters und der Einblasevorrichtung angepaßtwerden, andererseits gefährliche
Drucksteigerungen auch verhindert werden.
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Die Wirkung der Vorrichtung und ihr Unterschied von bisher bekannten
Einrichtungen ist in Fig. 2 unter vereinfachenden Annahmen in einem Volumen-Druckdiagramm
dargestellt.
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Die Schaulinien des Druckverlaufs sind nur für den ersten Druckhub
des Niederdruckkolbens S und des Hochdruckkolbens T gezeichnet, da sie trotzdem
die Unterschiede der Arbeitsweisen erkennen lassen, wobei zur weiteren Vereinfachung
angenommen ist, daß der erste Druckhub des Hochdruckkolbens erst nach Vollendung
des ersten Druckhubes des Niederdruckkolbens beginnt.
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Die Linie i, 6, 7, 8, 9, io zeigt zunächst den Druckverlauf im zweistufigen
Kompressor beim normalen Betriebe während des Kompressionshubes unter Vernachlässigung
der Druckschwankungen in den Aufnehmern K und L bei einem Hubvolumenverhältnis 8:,1.
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Ist während des Anlassens der Maschine der Kompressor auf seine eigene
Fördermenge und -druck angewiesen, so erfolgt der Druckanstieg nach der Linie i,
2, 3, 4, 5, -,wobei eine große Zahl von Hüben bis zur Betriebsdruckhöhe erforderlich
ist, wie aus dem Diagramm zu ersehen ist. Der Linienzug i, 2, 12, 13, 14, 15 zeigt
den Verlauf bei einer bisher bekannten Vorrichtung, bei der die Zuführung der Anlaßluft
zum Kompressor in den Zwischendruckbehälter K erfolgt. Bei der gezeichneten Bemessung
des Druckraumes L ist die Drucksteigerung als nicht besonders groß zu erkennen,
vor allem im Vergleich zur Erfindung mit dem Druckverlaufe 16, 17, 19, 20, 21, 22.
Mit dem ersten Druckhube des Niederdruck- und Hochdruckkolbens wird für die beispielsweise
gewählte Übertrittsstelle J bereits ein ausreichender Einblasedruck erzielt.
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Eine Erweiterung der Erfindung besteht nun darin, daß die Anlaßvorrichtung
von Ölmotoren mit Brennstoffeinblasung auch noch um die Aufladeleitung P nebst Armaturen
vereinfacht "-erden kann, nämlich dadurch, daß die Übertrittstelle J so angebracht
ist. daß bei ihrem Abschluß durch den Kom- -pressorkolben im normalen Betriebe gerade
der volle Behälterdruck C im Kompressorzylind'er erreicht ist. Diese Vorrichtung
stellt in bezug auf die schnelle Gewinnung des Einblasedruckes einen Spezialfall
der in Fig. i veranschaulichten Vorrichtung dar und ist besonders bei klein gehaltenen
Hochdruckräumen. L, 37 anzuwenden; sie ist in Fig. 3 dargestellt. Die Überstromleitung
P erhält zweckmäßig ein abhebbares Rückschlagventil R, das schließlich auch noch
mit dem Absperrventil 0 vereinigt werden kann, wie Fig.4 zeigt. Während des Anlassems
tritt zum schnellen Gewinnen des Einblasedruckes Anlaßluft aus dem Behälter C durch
Absperrventil 0, Rückschlägventil R bei J in den Kompressorzylind'er, in Fig. 3
beispielsweise in den Hochdruckzylinder T. Nach Übergang des Motors zum Brennstoffbetriebe
wird das Rückschlagventil R durch die Schraube 0 hochgehoben, so daß der vom Kompressor
geförderte Druckluftüberschuß zwecks Aufladung in den Anlaßbehälter C abströmt.
Dies geschieht auf folgende Weise. Da.die Kompressoren immer etwas reichlich in
ihrer Größe gewählt werden, so muß im normalen Betriebe das Drosselventil N auf
etwas kleinere Fördermenge eingestellt werden, als der Kompressor liefern könnte;
nämlich so, daß eben. gerade der für die jeweilige Motorbelastung günstigste Einblasedruck
erreicht wird. Wird dann aber -das Drosselventil N -auf größte Kompressorleistung
eingestellt, so würde der Druck im Kompressor überall entsprechend steigen, also:
der Enddruck im Niederdruckzylinder S, der mittlere Druck im Aufnehmer K, der Enddruck
im Hochdruckzylinder T und auch der Druck an der Mündung J immer bis zu dem Augenblick,
wo sie eben der Kompressorkolben überdecken will.
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Zum Aufladen des Anlaßbehälters C wird nun beim Druckhube von der
Luftmenge im Hochdruckzylinder T so viel bei J durch die Leitung P in den Anlaßbehälter
C hinübergedrückt als durch Öffnen des Drosselventils N mehr gefördert wurde, so
daß der Kompressionsendd,ruck gleich dem gewünschten Einblasedruck bleibt. Ein unerwünschtes
Luftpendeln in der Ladeleitung kann dabei leicht durch ein eingefügtes in umgekehrtem
Sinne
zum Ventil R abhebbares Rückschlagventil verhindert werden. Einblasespannung ebenso
wie Aufladedruck werden also durch Einstellung des Drosselventils N in bequemer
und genauer Weise geregelt. Während des normalen Betriebes können zeitweilige Druckschwankungen
in der Einb:laseeinrichtung bei offenem Rückschlagventil R durch Abgabe oder Aufnahme
von Luft aus dem als Zwischenaufnehmer wirkenden Anlaßbehälter C ausgeglichen werden.
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Die Vorzüge der Erfindung gegenüber anderen Vorrichtungen bestehen
darin, daß eine beträchtliche Kompressorarheit beim Aufladen des Anlaßbehälters
dadurch gespart wird:, daß die Ladeluft nicht auf die volle Einblasespannung gepreßt
zu werden braucht, von der sie dann ja wieder auf den Druck im Anlaßbehälter C expandieren
müßte; ferner kann im allgemeinen sowohl eine Kühlvorrichtung für die Ladeluftleitung
P, als auch die Hochdruckkülhlvorrichtung L (in Fig. 3 noch mitgezeichnet) gespart
werden infolge Wegfalls der Gefahr von Ölexplosionen im Behälter C.