Verfahren zum Anlassen von Zweitakt-Brennkraftmaschinen Es ist bereits
bekannt, Zweitakt-Brennkraftmaschinen, die durch ein Abgasturbogebläse aufgeladen
werden, in der Weise mit Druckluft anzulassen, daß die Abgasturbine mittels einer
Sonderdüse durch Anlaßdruckluft beaufschlagt und für das Druckgefälle in der Düse
der volle Luftdruck des Anlaßbehälters ausgenutzt wird. Eine solche Maßnahme ist
notwendig, weil andernfalls beim Anlassen der Maschine zunächst kein Antriebsmittel
für die Abgasturbine zur Verfügung steht, das die Lieferung einer genügenden Fördermenge
und die Erzeugung des erforderlichen .Mindestdruckes der Spül- und Ladeluft durch
das Gebläse gewährleisten könnte. Denn mittels der nur schwach gespannten und wegen
der niederen- Drehzahl nur in geringer Menge anfallenden Abluft der Kolbenmaschine
kann das Turbinengebläseaggregat entweder überhaupt nicht zum Anlaufen oder jedenfalls
nicht auf eine Drehzahl gebracht werden, die die zum Übergang auf den Normalbetrieb
erforderliche Mindestleistung des Gebläses ergeben würde.Method for starting two-stroke internal combustion engines It is already
known, two-stroke internal combustion engines that are charged by an exhaust gas turbo fan
are to start in such a way with compressed air that the exhaust gas turbine by means of a
Special nozzle pressurized by starting compressed air and for the pressure gradient in the nozzle
the full air pressure of the starting tank is used. One such measure is
necessary because otherwise there is initially no drive means when the machine is started
for the exhaust gas turbine is available that the delivery of a sufficient flow rate
and the generation of the required minimum pressure of the purge and charge air
the fan could guarantee. Because by means of the only weakly tense and because of
the low-speed only a small amount of exhaust air from the piston machine
the turbine blower unit can either not start at all or at least
cannot be brought to a speed that is necessary for the transition to normal operation
required minimum fan power would result.
Erfindungsgemäß wird das vorausgesetzte bekannte Verfahren dadurch
vervollkommnet, daß die beim Anlaßvorgang zur Beaufschlagung der Turbine verwendete
Druckluft nach Arbeitsleistung im Turbinenlaufrad zur Spülung der Maschinenzylinder
herangezogen wird. Hierbei kann die Druckluft nach Verlassen der Turbine dem oder
den Maschinenzylindern entweder unmittelbar oder über das Gebläse zugeleitet werden.
In weiterer Entwicklung der Erfindung wird die Austrittsseite des Turbinenlaufrades
teilweise abgedeckt, und zwar unter Abstimmung auf den Querschnitt der Sonderdüse,
auf die Strömungsgeschwindigkeit in der Düse und auf die absolute Geschwindigkeit
der Strömung
durch das Laufrad, derart, daß die Druckluft hinter
diesem Rad durch eine besondere Leitung möglichst vollständig erfaßt wird. Ferner
wird, um zu vermeiden, daß vom Einsetzen der ersten Zündungen an Abgase in den Spülluftstrom
gelangen können, in der Druckleitung hinter der Turbine ein Rückschlagventil vorgesehen,
das sich nur unter dein Druck der Turbinenabluft, nicht aber des niedriger gespannten
Turbinenabgases öffnet. Ermöglicht wird ein solcher Druckunterschied durch die Ausbildung
und Bemessung der Anlaßluftdüse für den vollen Behälterdruck gemäß dem als bekannt
vorausgesetzten Vorschlag, wobei sich auch ein rascher Durchsatz von Druckluft durch
die Turbine unmittelbar nach Eröffnung des Zulaßventils zur Luftdüse ergibt.According to the invention, the presupposed known method is thereby achieved
perfect that the used during the starting process to act on the turbine
Compressed air after work in the turbine wheel to flush the machine cylinders
is used. Here, the compressed air can after leaving the turbine or
the machine cylinders either directly or via the fan.
In a further development of the invention, the outlet side of the turbine impeller
partially covered, in coordination with the cross-section of the special nozzle,
on the flow velocity in the nozzle and on the absolute velocity
the current
through the impeller, so that the compressed air is behind
this wheel is covered as completely as possible by a special line. Further
is to avoid that from the onset of the first ignitions of exhaust gases in the purge air flow
a check valve is provided in the pressure line behind the turbine,
that is only under your pressure of the turbine exhaust, but not the lower tension
Turbine exhaust opens. Such a pressure difference is made possible by the design
and sizing the starting air nozzle for full tank pressure according to what is known as
presupposed proposal, with a rapid throughput of compressed air through
the turbine results immediately after opening the admission valve to the air nozzle.
Diese Maßnahmen sind besonders geeignet zu verhindern, daß gerade
beim Übergang auf den Brennstoffbetrieb der Maschine noch während mehrerer Umdrehungen
ein Luftmangel im Arbeitszylinder vorhanden ist, der regelmäßige Zündungen erschweren
müßte. Denn auch die Abgasturbine, selbst wenn sie mit Druckluft angelassen wird,
braucht eine gewisse Zeit, um auf hinreichende Drehzahlen zu kommen, und somit fördert
das Gebläse in dieser Zeit noch unzulängliche Luftmengen. Der erfindungsgemäß entstehende
Vorteil liegt demgegenüber darin, daß beim Anlassen von vornherein ausreichende
zusätzliche Luftmengen mit einem gewissen Überdruck zur Spülung der Arbeitszylinder
zur Verfügung stehen, so daß die Anlaßvorgänge im ganzen beschleunigt werden und
eine Ersparnis an Druckluft eintritt.These measures are particularly suitable to prevent that straight
during the transition to fuel operation of the engine for several revolutions
there is a lack of air in the working cylinder, which makes regular ignitions difficult
would have to. Because even the exhaust gas turbine, even if it is started with compressed air,
takes a certain amount of time to reach sufficient speeds, and thus promotes
the fan still has insufficient air volumes during this time. The resulting according to the invention
On the other hand, the advantage lies in the fact that when starting, sufficient from the start
additional amounts of air with a certain overpressure to flush the working cylinder
are available, so that the starting processes are accelerated as a whole and
there is a saving in compressed air.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, eine zur Spülluftförderung
dienende Kolbenpumpe für Zweitakt-Brennkraftmaschinen zeitweilig mit Druckluft zu
betreiben, um die Hauptmaschine zum Anlassen vorzubereiten. Dies geschieht- in der
Weise, daß vorgewärmte Druckluft mittels einer besonderen Anlaßsteuerung der Kolbenluftpumpe
zugeführt wird, die somit beim Anlassen als Druckluftmotor arbeitet und, da der
Pumpenantrieb unmittelbar mit dem Kurbeltrieb der Maschine gekuppelt ist, auf diesem
Wege zum mechanischen Andrehen der Hauptmaschine dient. Die Abluft der Pumpe, die
infolge Vollfüllung des Pumpenzylinders keine Abkühlung durch Ausdehnungsarbeit
erleidet, wird den iNlaschinenzylindern zugeführt, um diese zwecks Erleichterung
der ersten Zündungen einerseits vorzuwärmen und andererseits mit heißer Ladeluft
zu versehen. Die Vorwärmung eines Maschinenzylinders geht dabei so vor sich, daß
nach Eröffnung der Ein- und Auslaßschlitze durch den Arbeitskolben ein Teil der
heißen, noch unter dein vollen Behälterdruck stehenden Abluft den Maschinenzylinder
frei zwischen den Ein-und Auslaßquerschnitten durchströmt, wobei ihr Druck verlorengeht,
und die Ladung des Arbeitszylinders erfolgt derart, daß nach @bschluß der Auslaßschlitze
durch den Kolben ein weiterer Teil der Abluft mittels eines besonders gesteuerten
Zuladeventils durch noch offen bleibende Überladeschlitze in den Zylinder eingelassen
wird.It has already been proposed, one for purging air delivery
Serving piston pump for two-stroke internal combustion engines temporarily closed with compressed air
to prepare the main engine for cranking. This happens in the
Way that preheated compressed air by means of a special start control of the piston air pump
is supplied, which thus works as a compressed air motor when starting and, since the
Pump drive is coupled directly to the crank drive of the machine on this
Ways to mechanically turn the main engine is used. The exhaust air from the pump that
No cooling due to expansion work due to full filling of the pump cylinder
suffers, is fed to the machine cylinders for relief
of the first ignitions on the one hand to preheat and on the other hand with hot charge air
to provide. The preheating of a machine cylinder takes place in such a way that
after opening the inlet and outlet slots through the working piston a part of the
hot exhaust air, which is still under your full tank pressure, hits the machine cylinder
flows freely between the inlet and outlet cross-sections, whereby its pressure is lost,
and the charging of the working cylinder takes place in such a way that after closing the outlet slots
through the piston another part of the exhaust air by means of a specially controlled
The loading valve is let into the cylinder through the unloading slots that remain open
will.
Es liegt auf der Hand, daß ein solches Anlaßverfahren einen übermäßig
großen Verbrauch von Druckluft, die zudem durch eine fremde Wärmequelle beheizt
sein soll, bedingt. Für das Andrehen der Hauptmaschine mittels der als Druckluftmotor
mit Vollfüllung arbeitenden Pumpe wird mindestens die gleiche Anlaßenergie, also
auch die gleiche Druckluftmenge benötigt, wie zum unmittelbaren Druckluftantrieb
der Arbeitskolben, der beim Gegenstand der Erfindung vorausgesetzt ist, und dazu
tritt bei dem bekannten Vorschlag der große Luftverlust beim freien Durchströmen
der Abluft durch die Arbeitszylinder unter Entspannung vom Behälter- auf Atmosphärendruck
vor Beginn der Ladung.Obviously, such a tempering procedure would be excessive
large consumption of compressed air, which is also heated by an external heat source
should be, conditional. For cranking the main machine using the air motor
with full filling working pump is at least the same starting energy, so
also requires the same amount of compressed air as for the direct compressed air drive
the working piston, which is required in the subject matter of the invention, and in addition
occurs in the known proposal, the large air loss when flowing freely
the exhaust air through the working cylinder with relaxation from the container to atmospheric pressure
before the start of the charge.
Alle diese Nachteile entfallen beim Gegenstand der Erfindung, bei
dem die zum Anlassen der das Gebläse treibenden Turbine verwendete Druckluft, deren
Menge an sich gering ist und mit steigender Betriebsbereitschaft der ganzen Maschinenanlage
noch stetig verringert werden kann, nach Verlassen der Turbine in fast entspanntem
Zustande nur zur Ergänzung der vom Gebläse anfänglich nur unzureichend gelieferten
Spül- und Ladeluft ausgenutzt wird.All these disadvantages do not apply to the subject matter of the invention
the compressed air used to start the turbine that drives the fan, their
Quantity in itself is small and with increasing operational readiness of the entire machine system
can still be steadily decreased after leaving the turbine in almost relaxed
Condition only to supplement what was initially insufficiently supplied by the blower
Purge and charge air is used.
In der Zeichnung, durch die in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung veranschaulicht wird, bedeuten a den Behälter für Anlaßdruckluft,
von dem eine besondere, durch das nicht drosselnde Ventil c absperrbare Leitung
b zu der Anlaßluftdüse d des Turbinenrades e führt. Hinter dein Rad wird durch eine
Teilabdeckung, die durch Schraffur angedeutet ist und deren Lage, Form und Ausmale
unter Berücksichtigung der schon angeführten Querschnitts-und Strömungsverhältnisse
zu wählen sind, ein Auffangkanal f für die Turbinenabluft gebildet, die das Rad
e noch mit Überdruck verläßt. Eine federbelastete Rückschlagklappe g zwischen dem
Kanal f und der Druckleitung h. verhindert, daß Abgase nach Einsetzen der ersten
Zündungen in den Spülluftstrom der Maschine gelangen können. Der Kanal f bleibt
somit von diesem Zeitpunkt an während des gesamten Abgasbetriebes der Turbine abgeschlossen.
Von der
Leitung lt wird die Luft entweder unmittelbar den
Maschinenzvlindern als zusätzliche Spülluft zugeführt oder strömt dem Gebläseeinlaß
zu, so daß die Saugleistung und damit auch die Förderleistung des Gebläses erheblich
gesteigert und der - Übergang der Maschine auf Normalbetrieb mit Aufladung beschleunigt
wird.In the drawing, by which an embodiment of the invention is illustrated in schematic form, a denotes the container for starting compressed air, from which a special line b, which can be shut off by the non-throttling valve c, leads to the starting air nozzle d of the turbine wheel e. Behind your wheel, a partial cover, which is indicated by hatching and whose position, shape and dimensions are to be selected taking into account the cross-sectional and flow conditions already mentioned, forms a collecting channel f for the turbine exhaust air, which leaves wheel e with overpressure. A spring-loaded check valve g between the channel f and the pressure line h. prevents exhaust gases from entering the machine's purge air flow after the first ignitions. The channel f thus remains closed from this point in time during the entire exhaust gas operation of the turbine. From the line lt the air is either fed directly to the Maschinenzvlinder as additional purge air or flows to the fan inlet, so that the suction power and thus the conveying power of the fan is increased considerably and the - transition of the machine to normal operation with supercharging is accelerated.