-
.Druckluftzuleitung für mehrzylindrige Lokomotivdieselmaschinen Es
sind bereits mehrzylindrige Lokomotivdieselmaschinen bekannt geworden, bei denen
aus den mit vorverdichteter Luft überreichlich gespeisten Zylindern nach einem Anfangsteil
der weiteren Verdichtung die Druckluftüberschußmenge abgezapft und zum pneumatischen
Antrieb der Lokomotivräder verwendet wird.
-
Bei diesen Maschinen wird beim Öffnen des Abzapfventils eine Verbindung
zwischen den Zylindern der Verbrennungsmaschine und dem Druckluftbehälter hergestellt,
aus dem die Luft zum Antrieb der Maschine entnommen wird. Da jedoch in diesem Behälter
der Luftdruck nicht unverändert bleibt, sondern schwankt, so wird auch der Enddruck
bei der Zündung in den Zylindern der Verbrennungsmaschine schwankend.
-
Diesem offenbaren ÜUbelstand begegnet '-die Maschine gemäß der Erfindung
dadurch, daß durch ein einstellbares, belastetes Ventil der Druck in derjenigen
Leitung nahezu unverändert gehalten wird, in welche alle Zylinder die in ihnen verdichtete
Luftüberschußmenge abgeben und aus welcher die Luft erst dann in die Verwendungsleitung
eintreten kann, wenn der durch das Ventil eingestellte Druck überschritten wird.
-
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, und
zwar zeigt Abb. i einen Schnitt durch eine Viertaktdieselmaschine, in der zwei Zylinder
sichtbar werden, während -Abb. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch den Zylinderkopf
zeigt.-Abb. 3 zeigt einen Längsschnitt der Anlage. In Abb. i sind die Zylinder 6
durch ihre gemeinsame Achse mit einem Niederdruckverdichter 2 gekuppelt. Die vom
Verdichter angesaugte und schwäch verdichtete Luft wird in das Rohr io gepreßt und
gelangt von da, je nach der Stellung des Dreiwegehahns ig, entweder durch Rohr il
ins Freie oder durch Rohr 17 zu den Ansaugeventilen q. der Dieselmaschine. Es vollzieht
so die Dieselmaschine die Ansaugung unter einem höheren als dem atmosphärischen
Druck, nämlich unter dem ihm durch die Pumpe 2 und durch die Ventile q. zugeführten
Druck. Es soll dieser Druck zweckmäßig 2 Atm. - absoluten Drucks nicht überschreiten,
da dann die Pumpe 2 den Charakter eines Niederdruckverdichters mit allen
dessen Vorzügen behält. An dem in Abb. 2 gezeigten Zylinderkopf sind ¢ und 5 die
Ansaugventile. Das Ventil = ist gesteuert und hat die -Aufgabe, die Druckluft unter
dem zum Lökomotivantrieb gewünschten Druck in die Leitung 8 einzulassen.
-
Wenn der Kolben 7 am Ende des normalen Ansaughubes, bei dem sich das
Ventil 5 öffnet, seine untere Totpunktlage erreicht hat, so ist der Zylinder mit
Luft von atmosphärischem Druck gefüllt. In diesem Augenblick öffnet sich das Ventil4,
durch welches die von der Pumpe 2 verdichtete Luft aus der Leitung 17 in den
Zylinder
gelangt, in welchem daher bei Beginn des. Verdichtungshubs ein Druck von i kg/cm2
herrscht. Beim Aufwärtsgang erfolgt die Verdichtung, und wenn der gewünschte Betriebsdruck,
z. B. r'4 kg/cm2, erreicht ist, öffnet sich das Ventil i, welches den Zylinder mit
Leitung 8 verbindet, in der für jeden Zylinder ein Rückschlagventil r'4 vorgesehen,
ist, DieseRückschlagventilei4sindselbsttätig, öffnen sich von unten nach oben und
haben die Aufgabe, den Druck im Behälter 8 nahezu unverändert zu halten und eine
Verbindung zwischen den Zylindern 6 zu verhindern. Das Rohr 8 endigt mit einem Ventil
15, das von einer Feder 21 belastet wird, deren Druck durch die Schraube 22 einstellbar
ist. Wenn die Fede 21: beispielsweise mit einem Druck von 14 Atm belastet wurde,
so wird das Ventil 15 sich nur dann öffnen, wenn der Druck der in Rohr 8 enthaltenen
Luft um ein Geringes 14 Atm. überschreitet und die Ventile i geöffnet sind.
-
Wenn die Luft einen Druck von r'4 kg/cm2 erreicht hat, ist die Lage
des Kolbens 7 im Zylinder tiefer, als wenn der Zylinder atmosphärische Luft angesaugt
hätte, d. h. mit anderen Worten, der Druck von 14 Atm. wird früher erreicht, und
zwar um so früher, je größer der Druck der von der Dieselmaschine angesaugten Luft
ist. Bei dieser Lage entweicht jedoch die verdichtete Luft durch das selbsttätige
Ventil 15, da -das Ventil i durch den Hebel 3 geöffnet wurde.
-
Der Kolben 7 setzt seinen Aufwärtsgang fort, indem er die Luft dauernd
auf 14 kg/cm2 verdichtet, bis er die Lage erreicht- die er dann eingenommen hätte,
wenn er atmosphärische Luft angesaugt hätte, weil die Luft inzwischen durch die
Ventile 1, 14 und 15 entwichen und in das Rohr r'8 für den Antrieb der Lokomotive
gelangt ist. Wenn der Kolben die Lage erreicht hat, die er bei r'4 kg/cm2 Druck
einnehmen würde, wenn der Zylinder Luft von atmosphärischemDruckangesaugthätte,schließt
sich das Ventil i (s. Abb. 2). -Infolgedessen erhöht sich der Druck der im Zylinder
6 verbliebenen Luft, bis der Kolben 7 die obere Totpunktlage erreicht hat. Es erhellt
ohne weiteres, daß der in der Druckkammer herrschende Druck beim Erreichen der oberen
Totpunktlage seitens des Kolbens derselbe ist wie bei einer normalen Dieselmaschine,
die atmosphärische Luft angesaugt hat. Der Druck ist daher geeignet, die Verbrennung
des Schweröls zu bewirken.
-
Das Ventil r'5 öffnet sich stets bei dem durch die Feder 21 eingestellten
Druck, gleichgültig, welcher Druck in dem mit dem Hauptbehälter in Verbindung stehenden
Rohr 18 herrscht. Es hat darum die Form eines kleinen Kolbens, um zu verhindern,
daß der im Hauptbehälter herrschende Druck die Spannung der Feder 2i'heeinflusse
und den Öffnungsdruck des Ventils selbst ändere. Dies ist eine wesentliche Bedingung
dafür, daß der sich im Rohr 8 zwischen den Ventilen 14 und dem Ventil 15 einstellende
Druck nahezu unverändert bleibt, um über die selbsttätigen Ventile 14 dedDruck in
den Zylindern 6 der Dieselmaschine für eine gegebene Lage der Kolben 7 nahezu unverändert
zu halten.
-
Man schließt das nicht gezeichnete Luftansaugrohr -der Pumpe 2 und
stellt den Dreiwegehahn ig wie auf der Zeichnung rechts gezeigt. Dann öffnet man
den Hahn am Rohr 9 (Abb. 3) und somit die Verbindung zwischen einem Druckdampfkessel
und der Saugseite der Pumpe 2.
-
Natürlich ist diese Pumpe,2 umkehrbar und kann als -Dampfmaschine
arbeiten, wenn sie Dampf in die Schieber bekommt, während sie als Verdichter arbeiten
kann, wenn man sie atmosphärische Luft ansaugen läßt. Zum Anlassen erhält die Pumpe
2 den Dampf von einem Dampfkessel aus und arbeitet als Dampfmaschine zum Anlassen
der Dieselmaschine. Während dieser Zeit entleert sich der Dampf, der in der Pumpe
2 gearbeitet hat, durch die Rohre io und ii ins Freie, während die Dieselmaschine
durch die Rohre 12, 17 und 4 atmosphärische Luft ansaugt. In diesem Fall wird die
Dieselmaschine ohne Belastung angelassen wie eine normale Dieselmaschine und ihr
Betrieb ist ein normaler, da das Ventil 15 der Abb. i keine Luft entweichen lassen
kann, weil in den Antriebszylindern 6 der beispielsweise festgesetzte Druck von
14 kg/cm2 nur erreicht wird, wenn man das Ventil i schließt. Im Rohrabschnitt 8
zwischen den Ventilen 14 und r'5 herrscht ein nahezu unveränderter Druck von r'4
kg/cm2, weil Luft unter' diesem Druck in ihm zurückgeblieben ist.
-
Wenn die Dieselmaschine angelassen ist, schließt man den Dampfzutritt
zu Pumpe 2 ab und stellt die Verbindung zwischen Atmosphäre und der Saugseite der
Pumpe wieder her. Die Pumpe saugt so atmosphärische Luft an und stößt sie durch
die Rohre io und ii wieder in die -Atmosphäre aus, während die Dieselmaschine -
noch weiter durch die Ventile 5 Luft ansaugt. Bewegt man. nun den Schieber ig in
Abb. i mit dem Handrad nach links, so tritt weniger Luft aus der Pumpe aus, und
im Ansaugrohr r'7 der Dieselmaschine beginnt sich ein Überdruck zu bilden. Wenn
die Ventile 4 geöffnet werden, tritt die Druckluft aus der Pumpe 2 in die Zylinder
6 der Dieselmaschine, die infolgedessen mit auf i kg/cm2 vorverdichteter Luft gefüllt
werden. Von diesem Augenblick an läuft die Dieselmaschine mit Vollast, nachdem die
Menge des eingespritzten Schweröls allmählich erhöht wurde. .
Es
erhellt, daß man mittels des Schiebers ig die in die Dieselmaschine einzuspritzende
Brennstoffmenge vollkommen im Verhältnis zur Belastung der Maschine regeln kann.
Denn wenn man den Schieber ig nur um eine Kleinigkeit nach links verschiebt, kann
ein Teil der von der Pumpe 2 verdichteten Luft in die Atmosphäre entweichen, wobei
sich der in den Röhren io und 17 über Kammer 16 gebildete Druck verringert. In Abhängigkeit
davon verringert sich die von der Pumpe 2 aufgenommene Leistung und die vom Zylinder
6 verdichtete Menge, welche durch die Rohre i und 8 in Abb. i zum Antrieb der Lokomotive
abgeführt wurde. Da der Zylinderinhalt einer normalen Viertakt-Dieselmäschine ungefähr
auf der Basis von 6 cbm Luft atmosphärischen Drucks pro PS-Stunde berechnet wird,
braucht man nur den Luftdruck in den Rohren io und 17 auf Atmosphären absoluten
Drucks zu bringen, um beispielsweise 6 cbm auf 14 Atm. verdichtete Luft aus der
Leitung 8 abführen zu können. Jede effektive Druckverminderung um 1/1o Atm. in Leitung
io und 17 bringt eine Verminderung der verdichteten Luftmenge um 1/1o und gestattet
daher die Regelung der Erzeugung von Druckluft im Verhältnis zu der von der Lokomotive
verbrauchten Druckluft.