DE838896C - Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsuebertragung - Google Patents

Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsuebertragung

Info

Publication number
DE838896C
DE838896C DEH3938A DEH0003938A DE838896C DE 838896 C DE838896 C DE 838896C DE H3938 A DEH3938 A DE H3938A DE H0003938 A DEH0003938 A DE H0003938A DE 838896 C DE838896 C DE 838896C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
pressure
motor
compressor
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEH3938A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Helmut Haehndel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HELMUT HAEHNDEL DIPL ING
Original Assignee
HELMUT HAEHNDEL DIPL ING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HELMUT HAEHNDEL DIPL ING filed Critical HELMUT HAEHNDEL DIPL ING
Priority to DEH3938A priority Critical patent/DE838896C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE838896C publication Critical patent/DE838896C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/08Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines
    • B61C9/22Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines pneumatic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  • Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsübertragung Der Verwendung der wärmetechnisch den Kolbendampfmaschinen überlegenen Verbrennungsmotoren für den Antrieb von Lokomotiven, insbesondere großer Leistung, stand bisher entgegen, daß das Drehmoment der Motoren sich nur wenig und nur unter erheblicher Einbuße an Wirkungsgrad verändern läßt, während der Lokomotivbetrieb stärkste Änderung erfordert. Der direkte Antrieb ist zwar mehrfach versucht worden, aber mit wenig befriedigendem Erfolg. Man schaltete daher Übersetzungsglieder ein, die solche Änderungen ermöglichen, wie Zalinradstufengetriebe mit mechanischen oder magnetischen oder hydraulischen Kupplungen, hydrostatische oder hydrodynamische Getriebe, oder manwähltedieelektrischeÜbertragung. Wohlhaben es einige dieser Verfahren zu einer erheblichen Verbreitung gebracht, doch befriedigten sie nicht entweder hinsichtlich des Wirkungsgrades oder hinsichtlich Gewichts, Raumbedarfs oder Kosten.
  • Auch die pneumatische Leistungsübertragung wurde versucht, indem man Luft aus der freien Atmosphäre oder auf Atmosphärendruck entspannte oder rückgekühlte Verbrennungsgase verdichtete, dann durch die heißen Motorabgase erhitzte und schließlich in unmittelbar auf die Lokomotivachsen wirkenden Treibzylindern entspannte und ins Freie entweichen ließ. Die einstufige Verdichtung und Entspannung erfordert aber sehr großen Raumbedarf, hohe Gewichte und Kosten der Verdichter, Erhitzer, Treibzylinder und der Rohrleitungen. Der Gesamtwirkungsgrad ist infolge mechanischer, thermischer und Strömungswiderstandsverluste bestenfalls auf wenig über 5o °/o der Motorleistung zu bringen. Die Aufbesserung durch die Erhitzung mittels der Motorabgase ist durch den Wärmeinhalt derselben begrenzt bzw. durch die für Luft mit Rücksicht auf die Schmierung zulässige Temperatur und kann deshalb auch nicht zu einem befriedigenden Gesamtwirkungsgrad führen. Die Einspritzung von Wasser in den Verdichterzylinder zur I-lerabsetzung der Verdichtungsendtemperatur und Gewinn an Arbeitsmittel kann daran nur wenig ändern, ganz abgesehen von den betrieblichen Unannehmlichkeiten, die im gesamten Verdichterbau sonst zum Verlassen des nassen Verfahrens geführt haben.
  • Die Erfindung beseitigt die Nachteile des bislierigen pneumatischen Verfahrens in weitgehendem Maße. Durch Erhöhung des Druckniveaus, beispielsweise auf den lofachen Atmosphärendruck, werden Raumbedarf, Gewicht und Kosten der Verdichter, Rohrleitung, Treibzylinder wesentlich herabgesetzt, obwohl noch eine Rückkühlanlage für das Kreislaufgas hinzukommt. Bei den kleinen Abmessungen sind relativ größere Querschnitte in Ventilen und sonstigen Strömungswegen leicht zu verwirklichen und damit die Strömungswiderstände zu ermäßigen. Es ermöglicht ferner die Herabsetzung des Druckverhältnisses und damit, durch ein besseres Verhältnis der mittleren zur Höchstbelastung, einen besseren mechanischen Wirkungsgrad, ferner die Herabsetzung der Verdichtungsendtemperatur, die einerseits geringere thermische Verluste im Verdichter, andererseits eine höhere Ausnutzung der Motorabgase gestattet.
  • Die Verwendung eines Gases gemäß Anspruch gibt weiterhin Möglichkeiten zur Verbesserung des pneumatischen Verfahrens. Gedacht ist hier vorzugsweise an die Verwendung von Methan oder eines methanreichen Gasgemisches. Gase mit niedrigrerem Verdichtungsexponenten ergeben niedrigrere Endtemperaturen und damit wiederum bessere Ausnutzungder Motorabgase und verringerte thermische Verluste im Verdichter. Geringeres spezifisches Gewicht ergibt geringere Widerstandsverluste und hohe Wärmeübergangszablen, geringere Abmessungen und Gewichte der Erhitzer und Rückkühlanlage. Es ist nicht erforderlich, daß das gewählte Gas, z. B. Wasserstoff, alle drei der erwähnten Eigenschaften zugleich haben muß.
  • Das aus den Treibzylindern kommende Gas wird zunächst in einem besonderen Kühler mittels atmospliärischer Luft, soweit es inwirtschaftlicherWeise geschehen kann, abgekühlt. Die nachfolgende weitere Kühlung mit Hilfe eines besonderen Kühlmittels vor oder im Verdichter verringert die Endtemperatur des Verdichters und gibt damit die Möglichkeit zu weiterer Ausnutzung der Motorabgase; sie vermehrt auch das mit der gleichen Leistung geförderte Gewicht des Arbeitsmittels und verbessert auch in dieser Hinsicht den Wirkungsgrad.
  • Sowohl in der Kolbendampfmaschine als auch bei den bisherigen Motorlokomotiven mit pneumatischer Übertragung würde die Vergrößerung des Drehmoments an den Treibachsen bzw. der Zugkraft erzielt durch größere Füllung der Treibzylinder mit Hilfe einer veränderlichen Steuerung, und zwar naturgemäß bei gleichbleibendem Dampf bzw. Gaseintrittsdruck und dem Atmosphärendruck als Gegendruck. Diese Art der Drehmomentänderung bedingt aber einen erheblichen Verlust durch unvollständige Entspannung des Dampfes bzw. des Treibgases. Bei der Erfindung ergibt sich aber eine Möglichkeit der Drehmomentänderung ohne diese Verluste, indem nämlich der mittlere Druck in den Treibzylindern dadurch verändert wird, daß das Druckniveau verändert wird. Arbeitet beispielsweise der Treibzylinder bei voller Geschwindigkeit und Leistung mit dem Eintrittsdruck 40 und dem Austrittsdruck to at, so kann das Drehmoment bei gleicher Leistung dadurch erhöht werden, daß der Eintrittsdruck auf 6o und der Austrittsdruck auf 15 at heraufgesetzt wird, also bei gleichem Druckverhältnis. Erzielt wird dies dadurch, daß aus einem Vorratsbehälter gespeichertes Druckgäs in den Kreislauf eingeführt wird bis zur Auffüllung auf den entsprechenden Druck. Damit durch diese Heraufsetzung des Eintritts- und Austrittsdrucks keine Steigerung des mittleren indizierten Drucks bzw. der Antriebsleistung am Verdichter eintritt, wird gleichzeitig das Fördervolumen (bezogen auf den Ansaugdruck) durch eine der bekannten Verdichterregulierungsarten herabgesetzt. Zur Herabsetzung der Zugkraft unter die normale unter Beibehaltung der vollen Leistung muß allerdings die Füllung vermindert werden.
  • Bekannt ist (durchPatent424817), denEintrittsdruck herabzusetzen unter Beibehaltung des Austrittsdrucks, doch dient dieses Verfahren nur .zur Herabsetzung der Zugkraft bei voller Leistung und bedingt eine entsprechende Überdimensionierung des Verdichter-Motor-Aggregats; es hat mit wirtschaftlicher Erhöhung der Zugkraft nichts zu tun.
  • Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Luft im Kreislaufverfahren zu verwenden, um mit veränderlichem Saugdruck des Verdichters arbeiten zu können. Der Zweck war aber ein ganz anderer als bei der Erfindung. Beabsichtigt und erzielt wurde damit eine Regulierung des Motor-Verdichter-Aggregats bei gleichbleibender Drehzahl. Wirtschaftlicher als Teilbelastungen des Motors bei gleichbleibender Drehzahl ist aber gleichbleibendes Drehmoment bei herabgesetzter Drehzahl sowohl hinsichtlich der Strömungswiderstände als auch hinsichtlich des mechanischen Wirkungsgrades. Die Zugkraft muß bei diesem Vorschlag durch die sonst bei Lokomotiven übliche Steuerung mit Füllungsänderung erfolgen. Wenn hohe Zugkraft aber nur geringe Leistung verlangen wird, so wird die Zugkraftänderung noch unwirtschaftlicher (vergrößerte Füllung bei verringertem Gegendruck) als bei Auspuff in die Atmosphäre. Demgegenüber bezweckt die Erfindung im _'lnspruch 4, auch bei kleiner Leistung hohe Zugkraft in wirtschaftlicher Weise zti erzielen.

Claims (4)

  1. PATI?^;TAVSPHÜCHE: i. VIotorlol<omotive mit pneumatischer Übertragung der 1_eistung durch Gas im Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung geringer Abmessungen, Gewichte und Kosten sowie guter Wirkungsgrade der Ansaugdruck des \erclicliters ein höheres Vielfaches des Atmosphärendruckes beträgt (mindestens das Fünf-fache).
  2. 2. Motorlokomotive nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kreislauf ein Gas mit kleinerem Exponenten, mit kleinerem spezifischen Gewicht und höheren Wärmeübergangszahlen als Luft oder Verbrennungsgas verwendet wird.
  3. 3. Motorlokomotive nach Anspruch i und 2; dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufgas nach Verlassen der Treibzylinder zunächst mit Luft und dann vor oder im Verdichter noch durch ein anderes Kühlmittel gekühlt wird.
  4. 4 Motorlokomotive nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur wirtschaftlichen Vergrößerung der Zugkraft die Füllung der Treibzylinder beibehalten, Eintritts- und Austrittsdruck angenähert verhältnisgleich erhöht werden, wobei dem Kreislauf Zusatzgas zugeführt und im Verdichter durch eine Mengenregulierung das Fördervolumen (bezogen auf den Ansaugdruck) verringert wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 424 817; schweizerische Patentschrift Nr. 189 724.
DEH3938A 1942-10-13 1942-10-13 Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsuebertragung Expired DE838896C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEH3938A DE838896C (de) 1942-10-13 1942-10-13 Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsuebertragung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEH3938A DE838896C (de) 1942-10-13 1942-10-13 Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsuebertragung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE838896C true DE838896C (de) 1952-05-12

Family

ID=7143801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEH3938A Expired DE838896C (de) 1942-10-13 1942-10-13 Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsuebertragung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE838896C (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE424817C (de) * 1923-10-07 1926-02-03 Esslingen Maschf Regelungsverfahren und Vorrichtung fuer Motorlokomotiven mit Kraftuebertragung durch ein gas- oder dampffoermiges Druckmittel
CH189724A (de) * 1938-10-13 1937-03-15 Tech Studien Ag Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibt und Anlage zur Ausführung dieses Verfahrens.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE424817C (de) * 1923-10-07 1926-02-03 Esslingen Maschf Regelungsverfahren und Vorrichtung fuer Motorlokomotiven mit Kraftuebertragung durch ein gas- oder dampffoermiges Druckmittel
CH189724A (de) * 1938-10-13 1937-03-15 Tech Studien Ag Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibt und Anlage zur Ausführung dieses Verfahrens.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1451901A1 (de) Verfahren und Vorrichtung bei Waermekraftmaschinen mit hin- und hergehendem Arbeitszyklus,insbesondere bei Gleichdruckbrennkraftmaschinen
DE3935367C2 (de)
DE1751845B2 (de) Gasturbinentriebwerk fuer flugzeuge
DE838896C (de) Motorlokomotive mit pneumatischer Leistungsuebertragung
DE2630456A1 (de) Brennkraftmaschine
DE2752283C2 (de) Brennkraftmaschinen-Anlage
DE2545665A1 (de) Antriebsanlage
DE1902497A1 (de) Anlage zur Energieerzeugung in einem Gaskreislauf
DE2948917A1 (en) A vehicle combustion engine of the compound type
DE668602C (de) Verfahren zum Betrieb von zum Antrieb von Luftfahrzeugen dienenden Brennkraftmaschinen
DE2116824A1 (de) Antnebsgruppe
DE632897C (de) Verfahren zur Erzeugung mechanischer Arbeit mit Hilfe der Ausdehnung von Fluessigkeiten
DE1149573B (de) Waermekraftanlage mit einer aus Verdichter, Brennkammer und Gasturbine bestehenden Gasturbinenanlage
DE2743149A1 (de) Verbrennungsmotor
DE827593C (de) Antrieb von Kraftfahrzeugen
DE1003505B (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Entspannungsturbine
DE332227C (de) Vereinigte Viertaktexplosionskraft- und Dampfmaschine
DE872415C (de) Gasturbinenanlage
AT160755B (de) Verfahren zum Betrieb von zum Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen, dienenden Brennkraftmaschinen.
CH314435A (de) Aufgeladene Zweitakt-Brennkraftmaschine
DE622942C (de) Lokomotive, insbesondere Grubenlokomotive
AT159862B (de) Verfahren zur Erzeugung eines Druckluft-Dampf-Gemisches als Treibmittel für pneumatische Kraftübertragung.
AT90650B (de) Betriebsverfahren für Kraftanlagen, die aus einer Verbrennungsmaschine und einer Dampfmaschine bestehen.
DE899133C (de) Mit fluessigem Brennstoff betriebene thermische Anlage, z. B. Dieselmotoranlage
AT151548B (de) Verfahren zur Regelung des Aufladeluftdruckes bei Brennkraftmaschinen.