DE649286C

DE649286C - Verbremungskraftmaschinenanlage mit Aufladung und elektrischer Kraftuebertragung

Info

Publication number: DE649286C
Application number: DES120877D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1935-12-18
Filing date: 1935-12-18
Publication date: 1937-08-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschinenanlage mit Aufladung und elektrischer Kraftübertragung, insbesondere für Schienenfahrzeuge.

Es ist bekannt, bei dieselelektrischen Fahrzeugen automatische Steuerungen zu verwenden, bei denen die vom Dieselmotor abzugebende Leistung durch geeignete Abstimmung der Erregerwicklungen des Hauptgenerators sowie weiterer zur Regulierung herangezogener Maschinen für veränderliche Ströme angenähert unveränderlich gehalten wird. Wenn die Brennkraftmaschine einer solchen Stromerzeugergruppe mittels eines Gebläses aufgeladen wird, so hält der Generator die durch Aufladung vergrößerte Leistung unveränderlich. Sinkt aus irgendeinem Grunde der vom Aufladeaggregat erzeugte Druck, z. B. durch Störungen an der Turbine oder am Gebläse oder durch Aussetzen eines Zylinders, so nimmt bei gleichbleibender Belastung der Luftüberschuß in den Zylindern der Brennkraftmaschine ab, und dieselbe beginnt zu rauchen. Die Auspufftemperatur steigt, so daß die Brennkraftmaschine beschädigt werden kann, wenn dieser Zustand · längere Zeit anhält.

Die Erfindung bezweckt, diesen Übelständen abzuhelfen, und besteht darin, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche, bei Änderung des Aufladedruckes die Leistungsaufnahme des Generators durch Änderung des Widerstandes in mindestens einem der Erregerstromkreise des Generators oder weiterer zur Regulierung verwendeter Maschinen dem veränderten Aufladedruck angepaßt wird. Die Regulierung des Widerstandes kann beispielsweise durch eine Bourdon-Röhre, ein Quecksilbermanometer oder ein Membranmanometer bewirkt werden. Gegebenenfalls kann auch ein Servomotor vorgesehen sein. Die Verstellvorrichtung des Widerstandes kann auch auf das Regelorgan der Brennstoffpumpe einwirken, um den Widerstand und die Brennstoffmenge gleichzeitig verstellen zu können. Wenn mindestens zwei Aufladegruppen vorgesehen sind, kann jede Aufladegruppe mit einer eigenen Vorrichtung ₍ zur Änderung des Widerstandes in mindestens einem 'der Erregerstromkreise versehen sein und die Brennstoffpumpengruppe zu jeder Zylindergruppe für sich auf veränderte Brennstoffmenge eingestellt werden.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Brennkraftmaschinenanlage, welche aus einer Brennkraftmaschine^ besteht, die mit einem Generator B gekuppelt und auf einem Rahmen C gelagert ist. Die Aufladung der Brennkraftmaschine A erfolgt durch eine Aufladegruppe D, welche einen Verdichter 1 und eine Abgasturbine 2 aufweist. Der Verdichter 1 saugt über einen Filter 3 die Luft an und drückt diese in die Aufladeleitung 4 und von

dort in die einzelnen Arbeitszylinder 5. £ ist die Regelvorrichtung, die in Abhängigkeit vom Druck der Aufladeluft arbeitet, F die Brennstoffpumpe und G der Regler der Brennkraftmaschine. Der Strom für den Antrieb der Elektromotoren T wird vom Generator B geliefert. In den Stromkreis 6 der Erregerwicklung 7 ist ein Widerstand 8 eingeschaltet. Die Arbeitsweise der Anlage ist folgende: Bei normalen Betriebsverhältnissen, d. h. bei Vollast der Brennkraftmaschine, wird unter der Wirkung der Bourdon-Röhre 9, die durch die Leitung 10 an die Luftleitung 4 angeschlossen ist, durch den Kontakthebel 11 der Widerstand, wie ausgezogen gezeichnet ist, auf ein Minimum, z. B. auf Null, eingestellt. Mit dem Kontakthebel 11 kann gleichzeitig ein Zeiger 12 verbunden sein, welcher den in der Leitung 4 herrschenden Druck auf einer Skala 13 anzeigt. Bei Verkleinerung des Aufladedruckes, z. B. wenn derselbe ein bestimmtes Maß unterschreitet, wird der Widerstand entsprechend vergrößert, bis der Kontakthebel 11 in der gestrichelt' angegebenen Lage ankommt. Dadurch wird die Erregung geschwächt und die Leistungsaufnahme des Generators verkleinert, so daß der Brennkraftmaschinenregler veranlaßt wird, eine dem geringeren Aufladedruck bzw. dem geringeren Luftgewicht entsprechende Brennstoffmenge einzustellen.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausbildung, bei welcher die Einstellung des Widerstandes 8 durch ein Ouecksilbermanometer 15 erfolgt. Bei höherem Aufladedruck P₁ ist der Widerstand ein Minimum, beispielsweise kurz geschlossen. Bei geringerem Aufladedruck p₂ nimmt der Widerstand zu bis zum geringsten Aufladedruck (gegebenenfalls auch L^nterdruck, wenn die Luft durch den stillstehenden Verdichter angesaugt werden muß), bei welchem er ein Maximum erreicht. Dadurch wird die Erregung des Generators in entsprechender Weise beeinflußt, wie dies bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem für die Aufladung der Brennkraftmaschine A zwei Aufladegruppen D₁ und D₂ vorgesehen sind. Für die Zylinder 5', die durch die Aufladegruppe D₁ aufgeladen werden, ist die Brennstoffpumpe F₁, für die Zylinder 5" mit der Aufladegruppe D₂ die Brennstoffpumpe P₂ vorgesehen.

Als weitere Ausbildung gegenüber den Einrichtungen in den Fig. 1 und 2, in welchen die Anpassung der Belastung der einzelnen Zylinder an den veränderten Aufladedruck lediglich durch Vorschalten eines Widerstandes im Feld des Generators erfolgt, ist gemäß Fig. 3 für eine Brennkraftmaschine mit zwei Aufladegruppen vorgesehen, von der vom Aufladedruck beeinflußten Vorrichtung aus neben dem Widerstand im Feld des Generators auch die Brennstoffpumpe der be-. tfeffenden Zylindergruppe zu beeinflussen, um ^ verhindern, daß die Belastung der auf den vollen Druck aufgeladenen Zylindergruppe auf das für die reduziert aufgeladene Zylindergruppe zulässige Maß verringert wird. Arbeitet eine Zylindergruppe mit einem anderen Aufladedruck als die andere Zylindergruppe, so ist dadurch eine individuelle Regelung der einzelnen Zylindergruppen möglich, so daß der Leistungsausfall bei Abfallen des Aufladedrucks einer Gebläsegruppe auf einen Kleinstwert beschränkt wird.

Zu diesem Zweck »sind zwei Regelvorrich-, hingen H₁ und H_z vorgesehen, die ein Membrangehäuse 20, ein Steuerorgan 21 und einen Servomotor 22 aufweisen. Das Membrangehäuse 20 steht durch das Verbindungsrohr 23 unter dem Einfluß des Aufladedrucks in der Luftleitung 4. Die Membran 33 ist durch das Gestänge 24, 25 mit dem Steuerschieber 21 und dem Kolben 27 des Servomotors 22 verbunden. Mit dem Kolben 27 ist das Gestänge 26 verbunden. Dadurch wird erreicht, daß jeder Stellung der Membran 33 eine bestimmte Größe des Widerstandes 8 entspricht. Außer dem Gestänge 26 ist mit dem Servomotorkolben 27 noch das Gestänge 28 verbunden, welches über den Winkelhebel 29 die Reglerstange 30 der Brennstoffpumpe F₁ bzw. F₂ einstellt. Zwischen den Brennstoffpumpen F₁ bzw. .F₂ und dem Regler G ist je ein federndes Zwischenglied 31 eingeschaltet.

Die Regelung der Brennkraftmaschine ist folgende: Die Membran 33 wird über die Leitung 23 durch den Druck der Aufladeluft beeinflußt. Die Bewegung der Membran 33, die durch eine Feder 34 im Gleichgewicht gehalten ist, wird über das Gestänge 25 auf den Schieber 21 übertragen, der den ölraum 35 über dem Servomotorkolben 27 mit der Druckleitung 36 oder mit dem Ablauf 37 verbindet. Die Bewegung des Kolbens 27 wird über das Gestänge 28 und den Hebel 29 auf die Reglerstange 30 der Brennstoffpumpe F₁ bzw. F₂ übertragen. Die federnde Verbindung 31 gestattet eine Verschiebung der Regulierstange 30 ohne Rücksicht auf die Stellung des Reglers G im Sinne einer Verkleinerung der Brennstoffmenge, so daß 3er Regler G nur noch auf die zu den voll aufgeladenen Zylindergruppen gehörende Brennstoffpumpe wirkt, für den Fall, daß die andere Zylindergruppe nicht mehr voll aufgeladen ist. Fig. 3 zeigt die Stellung der Regelvorrichtungen H₁ und Hg bei vollem Aufladedruck. iao Fällt aus irgendeinem Grunde z. B. in der Aufladegruppe D₂ der Aufladedruck, so

drückt die Feder 34 die Membran 33 nach oben und zieht damit das Gestänge 25 in die gestrichelt gezeichnete Lage. Dadurch kann das durch die Zuleitung 40 zuströmende Druckmittel durch die Leitung 41 über den Servomotorkolben 27 gelangen und drückt diesen nach unten, wodurch der Kontakthebel in die gestrichelt gezeichnete Lage gedreht und der Widerstand 8 entsprechend vergrößert wird. Gleichzeitig wird durch das Gestänge der Hebel 29 derart verstellt, daß die Brennstoffpumpe .F₂ weniger Füllung gibt. Damit wird die Erregung des Generators geschwächt und dessen Leistungsaufnahme entsprechend dem kleiner gewordenen Aufladedruck verringert.

Claims

Patentansprüche:

ι. Verbrennungskraf tmaschinenanläge mit Aufladung und elektrischer Kraftübertragung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung des Aufladedrucks die Lei-

stungsaufnahme des Generators (B) durch Änderung des Widerstandes in mindestens einem der Erregerstromkreise dem veränderten Aufladedruck angepaßt wird.
2. Verbrennungskraftmaschinenanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Generator (B), dessen Leistungsaufnahme mindestens bei einer bestimmten Drehzahl durch Abstimmung der Erregerwicklungen des Generators (B) bzw. weiterer die Erregung desselben beeinflussenden Maschinen bei veränderlicher Stromstärke annähernd unveränderlich gehalten wird.

3. Verbrennungskraf tmaschinenanläge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung des Widerstandes durch eine Bourdon-Röhre (9) bewirkt wird.

4. Verbrennungskraftmaschinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung des Widerstandes durch ein Quecksilbermanometer (15) bewirkt wird.

5. Verbrennungskraftmaschinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung des Widerstandes durch ein Membranmanometer (33) be- _i wirkt wird.

6. Verbrennungskraftmaschinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Widerstandes durch einen Hilfsmotor (Servomotor) bewirkt wird.

7. Verbrennungskraftmaschinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung des Widerstandes mit dem Regelorgan der Brennstoffpumpe verbunden ist, zum Zweck, den Widerstand und die Brennstoffmenge gleichzeitig verstellen zu können.

8. Verbrennungskraftmaschinenanlage nach Anspruch 7 mit mindestens zwei Aufladegruppen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufladegruppe (D₁, D₂) mit einer eigenen Vorrichtung zur Änderung des Widerstandes in mindestens einem der Erregerstromkreise versehen ist und die Brennstoffpumpe (F₁, F₂)' für jede Zylindergruppe (5', 5") für sich auf veränderte Brennstoffmenge eingestellt werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen