DE388366C - Verfahren fuer Druckluftantrieb durch Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren für Druckluftantrieb durch Verbrennungskraftmaschinen. Verbrennungskraftmaschinen haben den Kolbendampfmaschinen gegenüber den Nachteil nur geringer Überlastungsfähigkeit. Auch kann mit ihnen kein besonders großes Drehmoment bei niedriger Umlaufszahl erzielt werden, wie es bei Fahrzeugen, im besonderen Lokomotiven, beim Anfahren und bei Steigungen nötig ist. Es ist daher vorgeschlagen worden, von der Verbrennungskraftmaschine einen Kompressor treiben zu lassen und mit der geförderten Druckluft die Räder des Fahrzeuges anzutreiben, um Drehmomente an den Rädern zu erzielen, die in gleicher Weise wie bei Kolbendampfmaschinen gesteigert werden können. Auch hat man bei solcher mittelbaren Übertragung die Abluft der Druckluftmaschine, die das Fahrzeug treibt, dem Kompressor wieder zugeführt.
• Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses Verfahrens. Sie besteht an erster Stelle darin, daß das Luftgewicht, welches in dem Kreislauf vom Kompressor zur Luftantriebsmaschine und zurück zu dem Luftkompressor enthalten ist, bei Steigerung der zu übertragenden Leistung aus Vorratsbehältern erhöht oder im umgekehrten Falle durch Rückförderung in die Vorratsbehälter oder in die Atmosphäre vermindert wird, so daß bei Leerlauf und geringer Leistung eine Spannung niedriger als die atmosphärische, bei hohen Leistungen höher als die atmosphärische in der Rückflußleitung herrscht. An diesen Kreislauf der Luft sind als Vorratsbehälter für verdichtete Luft Druckluftflaschen angeschlossen, in die der Kompressor fördert, wenn die Druckluftantriebsmaschine weniger Luft verbraucht als der Kompressor fördert, und denen Druckluft entnommen werden kann, wenn von der Druckluftantriebsinaschine :besonders hohe Leistung verlangt wird. In diesem Falle steigt die Ansaugespannung des Kompressors und damit die auf die Druckluft übertragene Leistung. Außerdem ist in die Druckluftleitung vor dem Eintritt der Druckluft in die Antriebsmaschine entsprechend wie bei umsteuerbaren Dampfmaschinen mit veränderlicher Füllung ein Absperr- und Regelventil (bei Lokomotiven Regulator genannt) vorgesehen, und die Maschine selbst besitzt eine Steuerung, durch die Füllung und Umlaufsrichtung eingestellt werden können. Bei ganz oder teilweise geschlossenem Absperrventil wird die Ansaugespannung des Kompressors unter die atmosphärische sinken. Dadurch wird die auf die Druckluft übertragene Leistung sehr gering. Die Zeichnung gibt eine Ausführung der Maschinenlage für das Verfahren beispielsweise schematisch wieder. Die sechszylindrige Verbrennungskräftmaschine a treibt den dreistufigen Kompressor b, der die Druckluft entweder in die Flaschen c oder durch das Regelventil d hindurch zur Druckluftantriebsmaschine e fördert, von wo die Abluft durch den Entöler f hindurch zum Luftkompressor b zu- rückkehrt. An der Umsteuerung g können Füllung und Umlaufsrichtung der Druckluftantriebsinaschine eingestellt «-erden.
• Der Betrieb dieser Maschinenlage in seiner Verwendung für Lokomotiven ist der folgende: Bei Stillstand läuft der Motor mit Luftpumpe leer. Däs Regelventil d ist abgestellt. Die Luftpumpe saugt daher mit voller Drehzahl die Arbeitszylinder und Schieberkasten der Luftantriebsmaschine luftleer und fördert die Luft, die durch Undichtigkeiten, z. B. an den Stopfbüchsen einströmt, in die Luftflaschen c, bis deren Luftinhalt den Höchstdruck von beispielsweise 3o Atm. erreicht hat. Wird noch mehr gefördert, so blasen sie durch ein Sicherheitsventil ab. Das Anfahren geschieht entsprechend wie bei Dampflokomotiven beiweitgeöffnetemRegelventil und großer an der Umsteuerung der Druckluftantriebsmaschine eingestellter Füllung. Da die Umdrehungszahl der Druckluftantriebsmaschine gering ist, die Luftpumpe aber immer mit voller Umlaufszahl läuft, so bildet sich vor der Luftantriebsmaschine ein Luftstau, so daß in der Rückleitung der Luft von der L uftantr iebsmaschine zum Kompressor immer noch erheblich niedrigere Spannung herrschen wird als atmosphärische, so daß auch heim Anfahren die Verbrennungskraftmaschine nur teilweise belastet ist, obgleich rlie Luftantriebsmaschine bei größtem Anfahrdiagramm das größte Drehmoment und damit die größte Zugkraft am Radumfang abgibt.
• Diese große Füllung der Luftantriebsmaschine kann bei sich ste=germler Umlaufszahl beibehalten werden, bis rlie größte Leistung fier Verbrennungskraftniaschine erreicht ist, wodurch die Lokomotive schnell eine hohe Geschwindigkeit erreicht.
• Dabei kann die vom Kompressor auf die Druckluft übertragene Leistung erhöht werden, indem die Spannung in der Saugleitung des Kompressors.gesteigert wird. Bis die atmosphärische Ansaugespannung erreicht ist, kann diese Drucksteigerung in der Saugleitung durch offnen eines Lufteinlasses geschehen. Darüber hinaus wird die in dem Kreislauf eingeführte Luft den Vorratsflaschen entnommen, indem sie aus diesen in die Saugleitung oder Druckleitung eingeführt wird, um das kreisende Luftgewicht zu steigern.
• Mit steigender Fahrgeschwindigkeit auf wagerechter Strecke wird die Füllung derLuftantriebsmaschine= verkleinert, wobei jedoch wegen ihrer hohen Umlaufszahl die Verbrennungskraftmaschine und der 'Kompressor voll belastet sind.
• Durch vorübergehendes (Offnen der Vorratsbehälter c kann aus ihnen Luft in den Kreislauf übergeführt, das kreisende Luftgemisch dadurch vegrößert, der. Druck in der Rückleitung der Luft zum Kompressor noch höher gesteigert werden, wenn besonders hohe Leistungen, wie z. B. bei der Bergfahrt, von der Lokomotive verlangt werden.
• Bei Gefälle und beim Ausrollen des Zuges wird das Regelventil d geschlossen. Die Luftpumpe saugt dann die Zylinder der Luftantriebsmaschine und die Schieberkasten bis zum Regelventil luftleer, wobei nur durch Undichtigkeiten 'an Stopfbüchsen und Packungen frische Luft eintritt, die der Kompressor in die Luftflaschen fördert, bis sie z. B. auf 3o Atin. aufgepumpt sind. Die Leistung der Verbrennungskraftmaschine ist däbei sehr gering. Dadurch, daß die Zylinder der Luftantriebsmaschine luftleer gesaugt werden, ist ihre Leerlaufsarbeit sehr klein, und die besonderen Umlaüfsventile, die man bei Dampflokomotiven vielfach vorsehen mußte, sind unnötig.
• Trifft während der Fahrt den Verbrennungsmotor ein Unfall z. B. dadurch, daß beim Dieselmotor die Luftleitung platzt, so kann der Zug unter Benutzung der Umsteuerung gebremst werden, indemdieLuftantriebsmaschine dann als Kompressor wirkt und die Luftflaschen, falls diese nicht die volle Spannung haben, auffüllt, so daß zur Wiederinbetriebsetzung des Dieselmotors Druckluft zur Verfügung steht.
• Bei der beschriebenen Vorrichtung kann die Verbrennungskraftmaschine in bekannter Weise so ausgebildet sein, daß auf der einen Seite des Kolbens, z. B. auf der oberen, der Verbrennungsraum ist, während dieUnterseite des Kolbens als Kompressorkolben wirkt: Sind die Kolben der Verbennungszylinder alle gleich, so wirken mehrere derselben als Niederdruckkolben des Luftkompressors, eine kleinere Zahl als Mitteldruckkolben und z. B. ein einziger als Hochdruckkolben.
• Sowohl bei der Verwendung einer besonderen Luftpumpe als auch dann, wenn die Unterseite der Verbrennungszylinder als Kompressor ausgebildet ist, muß für Abkühlung der Luft bei. der Verdichtung durch Zylinder- und Zwischenkühlung gesorgt werden, wie dies bei mehrstufigen Luftkompressoren bekannt und allgemein üblich ist. Die Wirtschaftlichkeit der ganzen Anlage kann dadurch erheblich verbessert werden, daß die Druckluft in .bekannter Weise vor Eintritt in .die Luftantriebsmaschine und falls die Luftantriebsmaschine mehrstufig ist, auch zwischen . den einzelnen Stufen durch das erwärmte Kühlwasser. oder durch die Auspuffgase der Verbremiungskraftmaschine erwärmt werden. Dabei wird trotzdem, infolge der Ausdehnung der Luft in den Arbeitszylindern, die Abluft, die zum Kompressor zurückkehrt, recht kalt sein können, wodurch der Leistungsbedarf des Kompressors beschränkt wird.
• Die Abscheidung des Öles erfolgt, soweit sie überhaupt erforderlich ist zweckmäßig in der Rückleitung der Luft zum Kompressor, da es sich aus- der kalten Luft am leichtesten abscheidet.
• Nur wenn eine starke Erhitzung der Luft vor ihrem Eintritt in die Luftantriebsmaschine vorgesehen ist, wird man das Öl aus der Luft vor der Erhitzung abscheiden, um Zündungen zu vermeiden.

Claims (2)

1. PATENT-ANsPRÜCHL-: t. Verfahren zur Regelung der übertragenen Leistung beim mittelbaren Antrieb mittels Verbrennungskraftmaschinen und Druckluftüberl:ragung, im besonderen bei Diesellokomotiven, bei dein die von der Verbrennungskraftmaschine verdichtete Luft im Kreislauf vom Kompressor zur Luftantriebsmaschine und von dieser zurück zum Kompressor strömt, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisende Luftgewicht aus einem an die Kreislaufleitung angeschlossenen Druckluftbehälter vergrößert wird, wenn die übertragene Leistung vergrößert werden soll, und daß.das kreisende Luftgewicht durch @ Abblasen oder Förderung in diese Druckluftbehälter verkleinert wird, wenn die übertragene Leistung verkleinert werden soll.
2. 2. Verfahren nach Anspruch z, in seiner Verwendung für Lokomotiven dadurch gekennzeichnet, daß beim Stillstand der Lokomotive, beim Auslaufen oder Talfahrten in der Luftantriebsmaschine und -in der Luftrückleitung - zum Kompressor ein Vakuum erzeugt wird, indem die Verbindungsleitung zwischen Kompressor und Luftantriebsmaschine geschlossen wird.