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Anlaßverfahren für Zweitaktverbrennungsmotoren. Gegenstand der Erfindung
ist ein Anlaßverfahren. für Zweitaktverbrennungsmotoren mit Stufenkolben. Im all-,meinen
benutzte man bisher Druckluft zum Anlassen. Hierbei tritt aber eine erhebliche Abkühlung
des Arbeitszylinders ein.
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Man hat bereits vorgeschlagen, Dampf zum Anlassen zu benutzen. Bei
den bekannten Maschinen dieser Art wirkt der Dampf auf derjenigen Kolbenseite, die
während des Betriebes zum Verdichten der Spül- und Ladeluft dient. Hierbei ist es
also nicht möglich, während des Aniassens Spül- und Ladeluft zu erzeugen.
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Nach anderen Vorschlägen leistet der Dampf entweder in einem besonderen
Zylinder oder auf der Vorderseite des Kolbens Arbeit. Im ersteren Fall ist ein besonderer
Anlaßzylinder notwendig, im zweiten Fall ist man bezüglich der Größe des Dampfzylinders
an die Abmessungen des zur Aufnahme der Explosionswirkungen dienenden Kolbens gebunden.
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Gemäß der Erfindung wirkt Wasserdampf
auf die der
Kurbelwelle zugekehrte, eine große Arbeitsfläche bildende Kolbenseite des Stufenkolbens
ein, und während des Anlassens wird von der oberen Seite des Stufenkolbens im Ringraum
Luft angesaugt und verdichtet. Bei dieser Ausbildung der Maschine ist es möglich,
infolge der großen Arbeitsfläche des Kolbens niedrig gespannten Dampf zu verwenden
und schon während des Anlassens Ladeluft zu erzeugen und diese verdichtete Luft
durch den Anlaßdampf anzuwärmen, so daß beim Verdichten der Luft die zur Entzündung
des Brennstoffes erforderliche Temperatur schon beim Anlassen erreicht wird. Es
können also beim Anlaßbetrieb Dampf auf der unteren Kolbenseite und entzündete Gase
auf der oberen Kolbenseite wirken, so daß ein ungestörter Übergang von »Anlassen«
auf den normalen Betrieb erfolgen kann.. Sobald die Kurbelwelle eine gewisse Umlaufszahl
erreicht hat, wird die Dampfzuleitung abgestellt. Dieses Verfahren eignet sich für
solche Maschinen, die unter Belastung anlaufen müssen, also für Maschinen zum Antrieb
von Lokomotiven.
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Auf der Zeichnung ist ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter
Verbrennungsmotor beispielsweise im senkrechten Längsschnitt schematisch dargestellt.
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Der Zylinder besteht aus einem Arbeitszylinder a und aus einem Pumpenzylinder
3. in welchen sich der Stufenkolben r bewegt. Oben im Arbeitszylinder ist das Einblaseventi17
für den Brennstoff angeordnet. Vom Stufenkolben t wirkt die Kolbenringfläche 5 als
Luftpumpe, während die Seite 4, die der Kurbelwelle zugekehrt , ist, als Arbeitsfläche
für den Dampf dient, der durch das Ventil 6 in diesen Zylinder eintritt.
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Der zum Anlassen erforderliche Dampf wird in einem kleinen (nicht
dargestellten) Kessel erzeugt, der während des normalen Betriebes durch Abgase des
Verbrennungsmotors beheizt wird.
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Um den Motor nach längeren Betriebspausen anlassen zu können, wenn
der Dampf in dem Kessel sich niedergeschlagen hat, ist der Kessel mit einer besonderen
Wärmequelle, z. B. einem Ölbrenner, versehen. Dieser wird beim erstmaligen Anlassen
entzündet, und die Heizgase verdampfen einen Teil des in dem Kessel befindlichen
Wassers. Der Dampf gelangt durch das Ventil 6 unter die Kolbenfläche 4 und setzt
auf diese Weise den Kolben in Bewegung. Der Dampf erhitzt gleichzeitig den Kolben
4 sowie die Wandungen des Zylinders 3. Die oberhalb von der Kolbenringfläche 5 verdichtete
Luft wird also durch den heißen Kolben und gleichzeitig durch die erhitzten Zylinderwandungen
erwärmt.
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Der beim Überströmen der verdichteten Luft in den Arbeitszylinder
eintretende Temperaturabfall läßt infolge hoher Anfangstemperatur der verdichteten
Luft eine nicht so tiefe Anfangstemperatur der Verdichtung im Arbeitszylinder entstehen.
Es kann die Verdichtungsspannung im Arbeitszylinder niedriger gehalten werden, da
infolge höherer Anfangstemperatur der Verdichtung die notwendige Zündungstemperatur
bei einem kleineren Verdichtungsdruck dennoch erreicht wird. Bei dieser Maschine
ist das Anlassen selbst bei großer Belastung möglich, da schon während der Anlaßperiode
infolge Dampferwärmung im Arbeitszylinder Zündungen um eine halbe Drehung später
eintreten als die Dampfarbeit auf der unteren Seite 4 des Arbeitskolbens, so daß
das Gestänge keine zusätzliche Belastung erhält.
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Will man eine besondere Kesselbeheizung vermeiden, so kann man das
erstmalige Anlassen nach längeren Betriebspausen mittels Druckluft bewirken.
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Sobald das Anlassen beendet und der normale Betrieb des Motors begonnen
hat, dient der Ringraum oberhalb des Kolbens 4 zum Ansaugen und Verdichten der Spülluft.
Der Raum unterhalb des Kolbens 4 wird während des normalen Betriebes mit der Außenluft
in Verbindung gesetzt, damit keine unnötige Leerlaufarbeit verzehrt wird. Die Verbindung
zwischen diesem Zylinderraum und der Außenluft kann durch ein nicht gezeichnetes
Absperrorgan von genügend großem freien Querschnitt hergestellt werden. Falls genügend
große Abwärmemengen vorhanden sind, d. hwenn die Maschine hoch belastet ist, so
kann der unteren Seite des Kolbens 4 auch durch das Ventil 6 während des Aufwärtsganges
des Kolbens Dampf zugeführt werden, so daß ein Teil der Maschinenarbeit durch Dampf
bewirkt wird.