-
Lokomotive mit Antrieb durch eine Brennkraftmaschine Die Erfindung
betrifft eine Lokomotive mit Antrieb durch eine Brennkraftmaschine. Es ist die Aufgabe
gestellt, den von der Lokoinotive angetriebenen Zug in möglichst kurzer Zeit auf
volle Fahrgeschwindigkeit zu bringen. Nun ist der- an den Schienen übertragbaren
Zugkraft durch das auf den Triebrädern lastende Gewicht eine Grenze gesetzt. Demnach
läßt sich die größte Beschleunigung mit einer Zugkraft erreichen, die eben unterhalb
dieser Grenze liegt, jedoch möglichst wenig davon abweicht. Diese Forderung wird
von einer normalen Brennkraftmaschine nicht erfüllt. Hierzu kommt, daß für einen
unmittelbaren Lokomotivantrieb die Zahl der Arbeitszylinder aus Platzmangel meist
auf drei beschränkt ist. Hierdurch wird die Ungleichförmigkeit in der Drehkraft
der Brennkraftmaschine noch gesteigert. Eine größere Gleichförmigkeit soll bei der
Lokomotive gemäß der Erfindung durch eine Einspritzung des Brennstoffes über einen
größeren Teil des Arbeitshubes erzielt werden.
-
Die für den normalen Betrieb und hohe Drehzahl der Maschine bestimmte
Einspritzdüse besitzt Bohrungen, die unter Berücksichtigung einer genügenden Durchschlagskraft
und Verteilung des Brennstoffes über den Brennraum für den normalen Drehzahlbereich
bemessen sind. Die Größe der Düsenbohrungen bestimmt sich ferner aus dein Umstand,
daß die ganze Brennstoffmenge eines Arbeitsganges während des normalen Betriebes
mit Rücksicht auf eine genügende Expansion der Gase über nur to bis 25° des Kurbelkreises
eingespritzt wird. Mit einer solchen Düse würde eine gleich große, jedoch über 9o°
des Kurbelkreises eingespritzte Brennstoffmenge bei der geringen Anfahrdrehzahl
entweder nicht zerstäubt oder infolge der großen Durchschlagskraft an die Zylinderwandung
angespritzt werden. Aus diesem Grunde wird eine weitere Brennstoffdüse für das Anfahren
verwendet.
-
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren gleichzeitig
die Brennstoffdüse, die den Brennstoff mit großer Durchschlagskraft und geringer
Streuung einspritzt (Betriebsbrennstoffdüse), und die Düse für das Anfahren mit
geringer Durchschlagskraft und feiner Brennstoffzerstäubung arbeiten. Die Anfahrdüse
ist geeignet, bei den geringen Anfahrgeschwindigkeiten selbst kleine Brennstoffmengen
bei feiner Zerstäubung über einen größeren Kurbelwinkel einzuspritzen und die erstrebte
Gleichförmigkeit der Drehkraft herzustellen. Auch gelangt der durch diese Düse eingespritzte
Brennstoff vor seiner Entzündung nicht an die Zylinderwandung. Praktisch erreicht
man die feinere Zerstäubung bei geringer Durchschlagskraft durch Erzeugung einer
turbulenten Strömung in der Düse. Unter normalen Verhältnissen, d. h. auf ebener
Strecke, ist die Belastung (Drehmoment) der Maschine beim Anfahren aus den eingangs
genannten Gründen erheblich größer als bei voller Fahrgeschwindigkeit. Da ferner
zur Erreichung
der erstrebten Gleichförmigkeit des Drehkraftdiagramms
erfahrungsgemäß beim Anfahren nicht die gesamte Brennstoffmenge über den größeren
Einspritzkurbelwinkel der Anfahrdüse eingespritzt zu werden braucht, wird die Betriebsbrennstoffdüse
während des Anfahrens nicht abgeschaltet, sondern gleichzeitig mit der Anfahrdüse
benutzt.
-
Es ist bereits bekannt, Einspritzbrennkraftmaschinen mit zwei verschiedenen
Düsen für das Anfahren und den Betrieb auszurüsten, wobei jedoch jeweils die eine
Düse abgeschaltet wird, während die andere arbeitet. Ein weiterer Unterschied gegenüber
der Erfindung liegt darin, daß die Betriebsbrennstoffdüse nicht für große Durchschlagskraft
und geringe Streuung und. die Anfahrdüse nicht für geringe Durchschlagskraft und
feine Brennstoffzerstäubung ausgeführt ist.
-
Ferner ist es bekannt, mehrere in gleicher Weise arbeitende Brennstoffdüsen
im Zylinder Brennkraftmaschine anzubringen, von denen eine oder mehrere abgeschaltet
werden können, damit bei verschiedener Belastung der Maschine ein nahezu gleicher
Einspritzdruck erhalten bleibt.
-
Ein guter Übergang von der Anfahreinspritzung zum späteren Betriebszustand
wird bei der Lokomotive nach der Erfindung dadurch erzielt, daß die Betriebsbrennstoffdüse
während des Anfahrens eine nahezu gleichbleibende Menge einspritzt, während die
Einspritzmenge der Anfahrdüse mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive
abnimmt. Man wird, um ein Zusetzen der Düse durch unverbrannten Brennstoff zu vermeiden,
die Einspritzung des Brennstoffes durch die Anfahrdüse nicht ganz unterbrechen,
sondern eine geringe Menge auch während des späteren Betriebes durch die Anfahrdüse
einspritzen.
-
Bei Anwendung größerer Brennstoffmengen während des Anfahrens ist
es nicht möglich, eine genügende Luftmenge unmittelbar in den Zylinder anzusaugen.
Die Einführung zusätzlicher Druckluft wird dann erforderlich, die vorzugsweise etwa
gleichzeitig mit dem Anfahrbrennstoff in den Arbeitsraum eingeführt wird. Erfindungsgemäß
ist die Steuerung der Maschine so eingerichtet, daß die Druckluftmenge pro Arbeitshub
mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit abnimmt. Das kann etwa in gleichem Maße geschehen
wie die Verminderung der Anfahrbrennstoffmenge.
-
Die Erfindung wird durch ein Schaubild der Zeichnung erläutert. Darin
ist in Abszissenrichtung die Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive und in Ordinatenrichtung
die Einspritzdauer in Winkelgraden des Kurbelkreises aufgetragen. Die Brennstoffeinspritzung
wie auch die Drucklufteinführung beginnt etwa im oberen Kurbeltotpunkt. Linie a
zeigt den Kurbelwinkel der Betriebsbrennstoffdüse, Linie b den der Anfahrdüse und
Linie c den Einführungswinkel der Druckluft in Abhängigkeit von der zunehmenden
Fahrgeschwindigkeit. Die Gesetzmäßigkeit in der Einführung des Anfahrbrennstoffes
und der Druck-Iuft ist die gleiche. Die Anfahr düse wird nicht ganz geschlossen,
nachdem eine für den Dieselbetrieb ausreichende Fahrgeschwindigkeit erreicht ist
und die Druckluft wie auch die Anfahreinspritzung im wesentlichen nicht mehr benötigt
werden. Die Einspritzung durch die Betriebsdüse entspricht während des Anfahrens
und bei voller Belastung etwa dem Höchstwert, den die Pumpe fördert. Im späteren
Normalbetrieb kann diese Einspritzmenge gegebenenfalls noch verringert werden. Die
angegebenen Winkel und Fahrgeschwindigkeiten sind nur beispielsweise für eine bestimmte
Belastung aufgezeichnet; sie ändern sich mit der Wagenzahl und der Schienensteigung.