NO323742B1

NO323742B1 - Method and device for starting, braking and reversing a two-stroke diesel engine

Info

Publication number: NO323742B1
Application number: NO20002237A
Authority: NO
Inventors: Frederic Porchet
Original assignee: Waertsilae Nsd Schweiz Ag
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2007-07-02
Also published as: CN1201077C; JP2000320437A; CN1272594A; DE50008185D1; DK1048844T3; KR20000077086A; KR100635441B1; PL199244B1; PL339895A1; NO20002237D0; EP1048844B1; EP1048844A1; NO20002237L

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for starting, bremsing og omkasting av en totaktsdieselmotor som angitt i innledningen i krav 1. Oppfinnelsen angår vide-re en innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge innledningen i krav 11. The invention relates to a method for starting, braking and reversing a two-stroke diesel engine as stated in the introduction in claim 1. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the introduction in claim 11.

Det er kjent pneumatisk å starte, bremse eller omkaste selvtennende stempel-forbrenningsmotorer, idet følgende også angitt som dieselmotorer. Således blir f.eks. store totaktsdieselmotorer som anvendes for fremdrift av skip startet på en slik måte at i en første driftsfase blir et komprimert fluid, særlig trykkluft blåst inn i sylinderen på en slik måte at stempelet som befinner seg deri settes i bevegelse og driver dieselmotoren, idet brennstoff tilføres til sylinderne i en andre driftsfase etter at et minste turtall er nådd, og sylinderne tennes som annen forbrenningsmotordrift. Slike dieselmotorer lar seg ved anvendelse av det komprimerte fluid som trykkluft også nedbremse, evt. til stillstand. Dersom det er nødvendig kan dieselmotoren også omkastes, idet den dreiende dieselmotor bringes til stillstand og startes igjen dreiende i den motsatte retning. Som komprimert luft er særlig trykkluft egnet, men også andre ikke-brennbare fluider kan anvendes. It is known pneumatically to start, brake or reverse self-igniting piston internal combustion engines, the following also referred to as diesel engines. Thus, e.g. large two-stroke diesel engines used to propel ships are started in such a way that in a first operating phase a compressed fluid, in particular compressed air, is blown into the cylinder in such a way that the piston located therein is set in motion and drives the diesel engine, as fuel is supplied to the cylinders in a second operating phase after a minimum speed has been reached, and the cylinders are ignited as another internal combustion engine operation. By using the compressed fluid such as compressed air, such diesel engines can also be slowed down, possibly to a standstill. If necessary, the diesel engine can also be reversed, as the rotating diesel engine is brought to a standstill and started again rotating in the opposite direction. Compressed air is particularly suitable as compressed air, but other non-flammable fluids can also be used.

Ulempen ved kjente fremgangsmåter for pneumatisk starting, bremsing og omkasting av totaktsdieselmotorer, særlig av store skipsdieselmotorer hhv. av store totaktsdieselmotorer er den kjensgjerning at det er nødvendig med en stor mengde med trykkluft som står under høyt trykk. Således eksisterer det internasjonale for-skrifter at forrådet av trykkluft for utførelse av 12 starter skal være tilstrekkelig, hvor det for en stor skipsdieselmotor f.eks. er nødvendig med en mengde på 30 m<3> trykkluft, som står under et trykk på 30 bar. Slike trykkluftlagre er meget store, voluminø-se og dyre, idet det for opplading dessuten er nødvendig med dyre kompressorer. The disadvantage of known methods for pneumatic starting, braking and reversing of two-stroke diesel engines, particularly of large marine diesel engines or of large two-stroke diesel engines, it is a fact that a large quantity of compressed air under high pressure is required. Thus, there are international regulations that the supply of compressed air for carrying out 12 starts must be sufficient, where for a large marine diesel engine, e.g. a quantity of 30 m<3> of compressed air is required, which is under a pressure of 30 bar. Such compressed air stores are very large, voluminous and expensive, as expensive compressors are also required for charging.

Startingen, bremsingen og omkastingen av en totaktsskipsdieselmotor blir i tillegg vanskeliggjort ved at totaktsdieselmotoren ofte er direkte forbundet med en ikke stillbar skipspropell via en gjennomgående aksel. Kreftene som virker på propellen blir således overført direkte til totaktsdieselmotoren. Ved starting, bremsing og omkasting må derfor ikke bare totaktsdieselmotorens massetreghetskrefter overvin-nes, men i tillegg de betydelige krefter og ytterligere masser som virker på propellen. The starting, braking and reversing of a two-stroke marine diesel engine is also made more difficult by the fact that the two-stroke diesel engine is often directly connected to a non-adjustable marine propeller via a through shaft. The forces acting on the propeller are thus transferred directly to the two-stroke diesel engine. When starting, braking and reversing, not only must the two-stroke diesel engine's mass inertial forces be overcome, but also the significant forces and additional masses that act on the propeller.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en økonomisk fordelaktig fremgangsmåte og en tilsvarende innretning for starting, bremsing og omkasting av en totaktsdieselmotor. The purpose of the present invention is to provide an economically advantageous method and a corresponding device for starting, braking and reversing a two-stroke diesel engine.

Dette formål oppnås med en fremgangsmåte som har de karakteristiske trekk som angitt i krav 1. De uselvstendige krav 2-10 angir ytterligere fordelaktige frem-gangsmåtetrinn. Formålet blir dessuten oppnådd med en innretning for utførelse av fremgangsmåten som har karakteristiske trekk som angitt i krav 11. This purpose is achieved with a method which has the characteristic features as stated in claim 1. The independent claims 2-10 indicate further advantageous method steps. The purpose is also achieved with a device for carrying out the method which has characteristic features as stated in claim 11.

Formålet blir særlig oppnådd med en fremgangsmåte for starting, bremsing og omkasting av en totaktsdieselmotor idet et komprimert fluid, særlig trykkluft, til-føres til minst én sylinder på en slik måte at et stempel som befinner seg i sylinderen settes i bevegelse eller nedbremses ved den resulterende trykkforandring, idet sylinderen har minst én utløpsventil som åpnes og lukkes varierbart med hensyn til veivakselens dreievinkel for å holde sylinderen i det vesentlige kompresjonsløs, eller å bevirke et for tidlig trykkfall i sylinderen, og hvor tilføringen av det komprimerte fluid og utløpet av sylinderen avstemmes gjensidig i avhengighet av veivakselens dreievinkel på en slik måte at det ved samvirkningen tilveiebringes en øket trykkforandring i sylinderen. The purpose is particularly achieved with a method for starting, braking and reversing a two-stroke diesel engine in that a compressed fluid, in particular compressed air, is supplied to at least one cylinder in such a way that a piston located in the cylinder is set in motion or slowed down by the resulting pressure change, the cylinder having at least one discharge valve which opens and closes variably with respect to the angle of rotation of the crankshaft to keep the cylinder substantially decompressed, or to cause a premature pressure drop in the cylinder, and where the supply of the compressed fluid and the discharge of the cylinder are matched mutually dependent on the angle of rotation of the crankshaft in such a way that the interaction provides an increased pressure change in the cylinder.

Forutsetning for utførelse av fremgangsmåten er at dieselmotoren har ventiler som er styrbare atskilt fra veivakselen. Ved starting av dieselmotoren blir ventilene styrt hhv. holdt åpne på en slik måte at dieselmotoren kan startes i det vesentlig uten kompresjon. En totaktsdieselmotor blir f.eks. startet på en slik måte at ved den sylinder hvor stempelet befinner seg direkte etter det øvre dødpunkt blir utløpsventilen stengt, og trykkluft innblåst for å bevege stempelet mot det nedre dødpunkt. Utløps-ventilene for de andre sylindere forblir åpne slik at det ikke tilveiebringes noen vesentlig kompresjon. Såsnart et ytterligere stempel befinner seg direkte etter det øvre dødpunkt blir dets utløpsventil stengt og trykkluft innblåst for å bevege også dette stempel mot det nedre dødpunkt. Før stempelet i sylinder som står under trykk når det nedre dødpunkt blir utløpsventilen igjen åpnet slik at stempelet beveger seg i det vesentlige igjen kompresjonsløst til det øvre dødpunkt. Den kan f.eks. påvirkes to sylindere som beskrevet med trykkluft for å starte dieselmotoren, mens de andre sylindere i det vesentlige holdes kompresjonsløse. Imidlertid kan også alle sylinderne påvirkes med trykkluft etter hverandre som beskrevet. Da sylinderen ved tidspunktet hvor det befinner seg ved det øvre dødpunkt i det vesentlige er kompresjonsløst, fremkommer det som en vesentlig fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen det faktum at det er tilstrekkelig med et forholdsvis lite lufttrykk for å starte dieselmotoren. Hittil måtte luften som ble anvendt til starting ha et trykk som er vesentlig høyere enn det kompresjonstrykket som er i sylinderen ved starting når stempelet befinner seg i det øvre dødpunkt. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har således den fordel at trykket i trykkluftakkumulatoren kan holdes lavere, eller at volumet i trykkluftakkumulatoren ka holdes lavere. Trykkluftakkumulatoren, som på fordelaktig måte er forsynt med trykkflasker kan således utformes billigere og mindre, eller det kan med innholdet i den eksisterende trykkluftakkumulator gjennomføres en stør-re antall starter. Dessuten kan det anvendes kostnadsgunstigere kompressorer for oppladning av trykkluftakkumulatoren. A prerequisite for carrying out the procedure is that the diesel engine has valves that can be controlled separately from the crankshaft. When starting the diesel engine, the valves are controlled respectively kept open in such a way that the diesel engine can be started substantially without compression. A two-stroke diesel engine is e.g. started in such a way that at the cylinder where the piston is located directly after top dead center, the outlet valve is closed, and compressed air is blown in to move the piston towards bottom dead center. The exhaust valves for the other cylinders remain open so that no significant compression is provided. As soon as a further piston is located directly after the top dead center, its outlet valve is closed and compressed air is blown in to move this piston also towards the bottom dead center. Before the piston in the cylinder that is under pressure, when the bottom dead center is reached, the outlet valve is opened again so that the piston moves essentially without compression again to the top dead center. It can e.g. two cylinders are affected as described with compressed air to start the diesel engine, while the other cylinders are essentially kept without compression. However, all the cylinders can also be affected with compressed air one after the other as described. As the cylinder is essentially decompressed at the time it is at top dead center, a significant advantage of the method according to the invention is the fact that a relatively small air pressure is sufficient to start the diesel engine. Until now, the air used for starting had to have a pressure that is significantly higher than the compression pressure that is in the cylinder when starting when the piston is at top dead center. The method according to the invention thus has the advantage that the pressure in the compressed air accumulator can be kept lower, or that the volume in the compressed air accumulator can be kept lower. The compressed air accumulator, which is advantageously supplied with pressure cylinders, can thus be designed cheaper and smaller, or a greater number of starts can be carried out with the contents of the existing compressed air accumulator. In addition, more cost-effective compressors can be used for charging the compressed air accumulator.

For bremsing av dieselmotoren blir det under stempelets komprimerende stempelslagbevegelse blåst inn trykkluft i sylinderen, og deretter blir sylinderens startventil styrt slik at denne åpnes like etter at stempelet har gått over det øvre død-punkt for å blåse ut trykkluften som befinner seg i sylinderen og for på den måten å redusere en drift av stempelet ved ekspanderingen av trykkluften. For braking the diesel engine, compressed air is blown into the cylinder during the piston's compressive stroke movement, and then the cylinder's start valve is controlled so that it opens just after the piston has passed the top dead center to blow out the compressed air that is in the cylinder and for in such a way as to reduce a movement of the piston during the expansion of the compressed air.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er også egnet til å omkaste dieselmotoren, hvor den i et første deltrinn bremses til stillstand som allerede beskrevet, hvor det i det andre deltrinn blir blåst inn trykkluft på en måte i avhengighet av stem-pelstillingen, og utløpsventilene blir styrt på en slik måte at dieselmotoren blir beve-get dreiende i motsatt retning, slik at dieselmotoren som dreier i motsatt retning i et tredje deltrinn blir startet med den allerede beskrevne fremgangsmåte. The method according to the invention is also suitable for reversing the diesel engine, where in a first sub-stage it is braked to a standstill as already described, where in the second sub-stage compressed air is blown in in a manner dependent on the piston position, and the outlet valves are controlled on a in such a way that the diesel engine is moved rotating in the opposite direction, so that the diesel engine which rotates in the opposite direction in a third partial stage is started with the already described method.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er egnet for totaktsdieselmotorer. The method according to the invention is suitable for two-stroke diesel engines.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser skjematisk en totaktsdieselmotor med en innretning for utførelse av fremgangsmåten, fig. 2a er et diagram som viser sylindertrykket som funksjon av veivvinkelen ved starting av en kjent totaktsdieselmotor, fig. 2b er et diagram som viser sylindertrykket som funksjon av veivvinkelen ved starting av et totaktsdieselmotor etter fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen, fig. 2c er et diagram som viser sylindertrykket som funksjon av veivvinkelen ved bremsing av en totaktsdieselmotor etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fig. 2d er et diagram som viser sylindertrykket som funksjon av veivvinkelen ved omkasting av en totaktsdieselmotor etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. The invention shall be described in more detail in the following in connection with some design examples and with reference to the drawings, where fig. 1 schematically shows a two-stroke diesel engine with a device for carrying out the method, fig. 2a is a diagram showing the cylinder pressure as a function of the crank angle when starting a known two-stroke diesel engine, fig. 2b is a diagram showing the cylinder pressure as a function of the crank angle when starting a two-stroke diesel engine according to the method according to the invention, fig. 2c is a diagram showing the cylinder pressure as a function of the crank angle when braking a two-stroke diesel engine according to the method according to the invention, fig. 2d is a diagram showing the cylinder pressure as a function of the crank angle when revving a two-stroke diesel engine according to the method according to the invention.

Den på fig. 1 skjematisk viste totaktsdieselmotor omfatter et syltnderhus 6 med flere sylindere som hver har en innsprøytingspumpe 3 med tilførselsledninger 3a, 3b, såvel som et veivakselhus 7 med en veivaksel 2. En styre- og reguleringsinnretning 8 er ved hjelp av elektriske ledninger 8a, 8d, 8e, 8f og 8h The one in fig. 1 schematically shown two-stroke diesel engine comprises a cylinder housing 6 with several cylinders, each of which has an injection pump 3 with supply lines 3a, 3b, as well as a crankshaft housing 7 with a crankshaft 2. A control and regulation device 8 is by means of electrical lines 8a, 8d, 8e , 8f and 8h

forbundet med en dreievinkelsensor 9 som registrerer veivakselens 2 dreievinkel, connected to a rotation angle sensor 9 which registers the rotation angle of the crankshaft 2,

forbundet med en utløpsventil 4a, connected to an outlet valve 4a,

forbundet med en trykkluftventil 4b, connected to a compressed air valve 4b,

forbundet med en innsprøytingspumpe 3, connected to an injection pump 3,

såvel som forbundet med en sensor 12 for måling av trykket i trykkluftbehol-deren 11. as well as connected to a sensor 12 for measuring the pressure in the compressed air container 11.

Trykkluften blir via ledningen 1 lb tilført trykklutfventilen 4b fra trykkluft-beholderen 11. The compressed air is supplied via line 1 lb to the compressed air valve 4b from the compressed air container 11.

En avgassledning 13 er anordnet etter utløpsventilen 4a. An exhaust line 13 is arranged after the outlet valve 4a.

Forbrenningsluft blir tilført totaktsdieselmotoren via innløpsslisser som befinner seg i sylinderen, som her ikke er vist. Combustion air is supplied to the two-stroke diesel engine via inlet slots located in the cylinder, which are not shown here.

Fig. 2a viser trykket 20 inne i en sylinder i totaktsdieselmotoren som funksjon av veivakselens 2 veivvinkel o>. Startende på den venstre side beveger stempelet seg frem til det nedre dødpunkt UPT, idet sylindertrykket 20 avtar og først åpner ut-løpsventilen 4a, som vist med kurven 22, og deretter, som vist med kurven 21, er totaktsdieselmotorens innløpsslisse åpnet. Under stempelets bevegelse fra det nedre dødpunkt UTP frem til det øvre dødpunkt OTP blir innløpsslissen først stengt, deretter utløpsventilen 4a stengt, hvorpå sylindertrykket 20 stiger ved den følgende kompresjon. I den sylinder hvor stempelet befinner seg direkte etter det øvre dødpunkt OTP, blir det tilført trykkluft 23 ved betjening av trykklutfventilen 4b, slik at trykket i sylinderen får et øket trykkforløp 20. Kurvavsnittet 20a viser trykkforløpet uten innblåsingen av trykkluft. Flaten 24a viser trykkøkningen i sylinderen som forårsaker at stempelet trykkes nedover, idet trykket 20 avspennes kontinuerlig inntil utløps-ventilen 4a såvel som innløpsslissene åpnes, som vist med kurvene 21, 22. Dieselmotoren blir startet på en slik måte at trykkluft tilføres i det minste ved to sylindere, fortrinnsvis også alle sylindere, som vist på fig. 2a, inntil dieselmotoren får et forut-bestemt nominelt turtall, hvor det ved overskridelse av dette tilføres brennstoff i sylinderen som antennes slik at dieselmotoren går over i driftstilstanden for en forbrenningsmotor. Fig. 2a shows the pressure 20 inside a cylinder in the two-stroke diesel engine as a function of the crank angle o> of the crankshaft 2. Starting on the left side, the piston moves forward to the bottom dead center UPT, as the cylinder pressure 20 decreases and first opens the outlet valve 4a, as shown with the curve 22, and then, as shown with the curve 21, the two-stroke diesel engine's inlet slot is opened. During the movement of the piston from the lower dead center UTP to the upper dead center OTP, the inlet slot is first closed, then the outlet valve 4a is closed, after which the cylinder pressure 20 rises during the following compression. In the cylinder where the piston is located directly after the top dead center OTP, compressed air 23 is supplied by operating the compressed air valve 4b, so that the pressure in the cylinder has an increased pressure curve 20. The curve section 20a shows the pressure curve without the injection of compressed air. The surface 24a shows the increase in pressure in the cylinder which causes the piston to be pushed downwards, as the pressure 20 is continuously released until the outlet valve 4a as well as the inlet slots are opened, as shown by the curves 21, 22. The diesel engine is started in such a way that compressed air is supplied at least at two cylinders, preferably also all cylinders, as shown in fig. 2a, until the diesel engine reaches a predetermined nominal speed, where if this is exceeded fuel is added to the cylinder which is ignited so that the diesel engine switches to the operating state of an internal combustion engine.

Fig. 2b viser sylindertrykket 20 som funksjon av veivvinkelen co ved start-fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Utløpsventilen 4a er åpen i kurven 22, idet kurven 22 har en flanke 22a med åpen utløpsventil 4a og en flanke 22b med lukket ut-løpsventil 4a. I normal driftstilstand, dvs. under drift av totaktsdieselmotoren med konstant turtall, blir utløpsventilen 4a åpnet og lukket i det vesentlige tilsvarende kurveforløpet 22 vist på fig. 2a. Innretningen ifølge oppfinnelsen har den egenskap at utløpsventilen 4a, som vist ved flanken 22a, 22b, kan åpnes og stenges ved fritt valg-bare veivvinkler co. Innløpsslissen blir under forløpene ifølge fig. 2a - 2d åpnet og lukket til de samme tidspunkter konstruksjonsbetinget av totaktsdieselmotoren, men hvor utløpsventilen 4a i forløpet ifølge fig. 2b blir lukket senere, hhv. forskjøvet frem til det øvre dødpunkt OTP når det gjelder normaldrift, noe som bevirker, som vist ved trykkforløpet 20, at stempelet som beveger seg mot det øvre dødpunkt OTP nesten ikke bevirker en kompresjon i sylinderrommet, fordi luften strømmer ut via utløps-ventilen 4a slik at sylinderen i det vesentlige holdes kompresjonsløs. Utløpsventilen 4a blir lukket like før det øvre dødpunkt OTP. Etter at stempelet har gått forbi det øv-re dødpunkt OTP blir trykklutfventilen 4b åpnet, og som vist med kurven 23 blir trykkluft ledet inn i sylinderen som tilveiebringer et trykkforløp 20. Kurveavsnittet 20a viser trykkforløpet dersom ikke noe trykkluft hadde vært tilført. Flaten 24a viser trykkøkningen i sylinderen som forårsaker at stempelet utfører en ekspanderende bevegelse. Utløpsventilen 4a blir via styrekurven 22 og trykkluftventilen 4a styrt gjensidig avstemt via styrekurven 23 på en slik måte at sylinderen ved omtrent det øvre dødpunkt OTP er i det vesentlige kompresjonsløst eller har et lite innvendig trykk, og at den etterfølgende innblåsing av trykkluft bevirker en øket trykkforandring i sylinderen hhv. en forholdsvis høy trykkforandring i sylinderen. I motsetning til den kjente fremgangsmåte ifølge fig. 2a er det i fremgangsmåten ifølge fig. 2b nødvendig med trykkluft med et vesentlig mindre trykk, idet denne trykkluft dessuten bevirker en øket trykkforandring i sylinderen som understøtter stempelets ekspandering. For-øvrig forløper startingen som allerede beskrevet i beskrivelsen av fig. 2a, idet dieselmotoren etter overskridelse av et foregitt nominelt turtall overføres i driftstilstanden for en forbrenningsmotor. Fig. 2b shows the cylinder pressure 20 as a function of the crank angle co in the starting method according to the invention. The outlet valve 4a is open in the basket 22, the basket 22 having a flank 22a with an open outlet valve 4a and a flank 22b with a closed outlet valve 4a. In normal operating conditions, i.e. during operation of the two-stroke diesel engine at a constant speed, the outlet valve 4a is opened and closed essentially corresponding to the course of the curve 22 shown in fig. 2a. The device according to the invention has the property that the outlet valve 4a, as shown at the flanks 22a, 22b, can be opened and closed at freely selectable crank angles co. The inlet slot becomes during the courses according to fig. 2a - 2d opened and closed at the same times due to the design of the two-stroke diesel engine, but where the outlet valve 4a in the sequence according to fig. 2b will be closed later, respectively. shifted forward to the top dead center OTP in terms of normal operation, which causes, as shown by the pressure curve 20, that the piston moving towards the top dead center OTP hardly causes a compression in the cylinder space, because the air flows out via the outlet valve 4a as that the cylinder is essentially kept without compression. The outlet valve 4a is closed just before the top dead center OTP. After the piston has passed the top dead center OTP, the compressed air valve 4b is opened, and as shown by the curve 23, compressed air is led into the cylinder which provides a pressure flow 20. The curve section 20a shows the pressure flow if no compressed air had been supplied. The surface 24a shows the increase in pressure in the cylinder which causes the piston to perform an expanding movement. The discharge valve 4a is via the control curve 22 and the compressed air valve 4a controlled mutually coordinated via the control curve 23 in such a way that the cylinder at approximately the top dead center OTP is essentially compression-free or has a low internal pressure, and that the subsequent blowing in of compressed air causes an increased pressure change in the cylinder or a relatively high pressure change in the cylinder. In contrast to the known method according to fig. 2a, in the method according to fig. 2b required compressed air with a significantly lower pressure, as this compressed air also causes an increased pressure change in the cylinder which supports the expansion of the piston. Incidentally, the start proceeds as already described in the description of fig. 2a, in that the diesel engine, after exceeding a predetermined nominal speed, is transferred into the operating state of an internal combustion engine.

Utløpsventilen 4a blir stengt i et område mellom -180°og 0° før det øvre dødpunkt OTP, særlig i et område mellom - 90° og 0° før det øvre dødpunkt OTP. The outlet valve 4a is closed in a range between -180° and 0° before the top dead center OTP, in particular in a range between -90° and 0° before the top dead center OTP.

Bremsingen ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir forklart ved hjelp av fig. 2c som viser sylindertrykket 20 som funksjon av veivvinkelen to. Først blir tilførselen av brennstoff forhindret. Under kompresjonsslaget blir det tilført trykkluft i sylinderen, som vist med kurven 23, slik at trykket stiger over det ellers forekommende trykk 20a til sylindertrykket 20, som resulterer i et sylindertrykk øket med flaten 24a. Etter overskridelsen av det øvre dødpunkt OTP blir utløpsventilen åpnet tidligere hhv. skjøvet fremover frem til det øvre dødpunkt OTP med hensyn til normaldriften, særlig vist med den åpnende flanke 22a, hvorpå sylindertrykket 20 har et trykk som er vesentlig dypere sammenliknet med det ellers eksisterende trykk 20b, hvor differansen er vist med flaten 24b. Med denne tidligere åpning av utløpsventilen 4a blir fluidet som befinner seg i sylinderen i det vesentlige ikke ekspandert ved stempelet, men blåst bort til omgivelsene. Således blir stempelbevegelsen bremset ved innføringen av trykkluft før det øvre dødpunkt OTP, og etter overskridelsen av det øvre dødpunkt blir den drivende virkning av det komprimerte fluid redusert. I det minste én av sylinderne blir styrt ifølge denne bremseprosess ifølge oppfinnelsen, i-det det for å bevirke en hurtig bremsing hhv. en hurtig stillstand av dieselmotoren blir fortrinnsvis alle sylindere styrt på den måten. The braking according to the method according to the invention is explained with the help of fig. 2c which shows the cylinder pressure 20 as a function of the crank angle two. First, the supply of fuel is prevented. During the compression stroke, compressed air is supplied to the cylinder, as shown by the curve 23, so that the pressure rises above the otherwise occurring pressure 20a to the cylinder pressure 20, which results in a cylinder pressure increased by the surface 24a. After the upper dead center OTP is exceeded, the outlet valve is opened earlier or pushed forward until the top dead center OTP with respect to normal operation, particularly shown with the opening flank 22a, whereupon the cylinder pressure 20 has a pressure that is significantly deeper compared to the otherwise existing pressure 20b, the difference being shown with the surface 24b. With this earlier opening of the outlet valve 4a, the fluid in the cylinder is essentially not expanded by the piston, but blown away to the surroundings. Thus, the piston movement is slowed by the introduction of compressed air before the upper dead center OTP, and after the upper dead center is exceeded, the driving effect of the compressed fluid is reduced. At least one of the cylinders is controlled according to this braking process according to the invention, in that to effect rapid braking or a quick standstill of the diesel engine, preferably all cylinders are controlled in that way.

Utløpsventilen blir ved bremsing åpnet i et område mellom 0° og 90° etter det øvre dødpunkt OTP, f.eks. ved omtrent 45°, nemlig når åpningskraften for ventilen 4a overvinner stengekraften forårsaket av trykket i sylinderen. During braking, the outlet valve is opened in a range between 0° and 90° after the top dead center OTP, e.g. at approximately 45°, namely when the opening force of the valve 4a overcomes the closing force caused by the pressure in the cylinder.

Utløpsventilen 4a blir via styrekurven 22 og trykkluftventilen 4b via styrekurven 23 styrt gjensidig avstemt på en slik måte at innerommet i sylinderen under kompresjonen har et forhøyet innvendig trykk, og har en tidligere trykkreduksjon under ekspansjonen, noe som fører til en øket trykkredusering i sylindernes innerom, og det står til disposisjon mindre trykkenergi for stempelbevegelsen. The discharge valve 4a is via the control curve 22 and the compressed air valve 4b via the control curve 23 controlled mutually coordinated in such a way that the interior of the cylinder during compression has an elevated internal pressure, and has an earlier pressure reduction during expansion, which leads to an increased pressure reduction in the interior of the cylinders, and less pressure energy is available for the piston movement.

Fig. 2d viser sylindertrykket 20 som funksjon av veivvinkelen co ved omkasting av dieselmotoren 1. Til det blir enhver sylinder hvor stempelet befinner seg før det øvre dødpunkt OTP, som vist med kurven 23, tilført trykkluft, noe som bevirker et trykkforløp 20 som er øket sammenliknet med trykkforløpet 20a uten anvendelsen av trykkluft. Dette bevirker at stempelet dreier veivakselen 2 i motsatt retning, slik at dieselmotoren 1 blir omkastet. Såsnart veivakselen 2 dreier i motsatt retning kan dieselmotoren 1 akselereres tilsvarende startprosessen vist på fig. 2b for ved nådd min-steturtall å overføre dieselmotoren til forbrenningsmotordrift. Ved omkasting ifølge fig. 2d kunne innerommet i sylinderen ved en betjening av utløpsventilen 4a først gjøres i det vesentlige kompresjonsløs, og etter stenging av utløpsventilen 4a tilføres trykkluft. Fig. 2d shows the cylinder pressure 20 as a function of the crank angle co when reversing the diesel engine 1. Compressed air is supplied to any cylinder where the piston is located before the top dead center OTP, as shown by the curve 23, which causes a pressure curve 20 that is increased compared to the pressure curve 20a without the use of compressed air. This causes the piston to turn the crankshaft 2 in the opposite direction, so that the diesel engine 1 is overturned. As soon as the crankshaft 2 turns in the opposite direction, the diesel engine 1 can be accelerated corresponding to the starting process shown in fig. 2b in order to transfer the diesel engine to internal combustion engine operation when minimum engine speed is reached. When reversing according to fig. 2d, by operating the outlet valve 4a, the interior of the cylinder could first be essentially decompressed, and after closing the outlet valve 4a, compressed air is supplied.

Omkastingen av en løpende dieselmotor skjer i flere deltrinn, idet motoren i et første trinn bremses til stillstand med bremseprosessen vist på fig. 2c, deretter i et andre trinn blir dens dreieretning endret med omkastingsprosessen vist på fig. 2d for i et tredje trinn med startprosessen vist på fig. 2b igjen å akselerere dieselmotoren i motsatt retning og å tilføre brennstoff ved overskridelse av et minste turtall og å drive motoren etter tenningen av brennstoffet i forbrenningsmotordrift. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har den fordel at omkastingen kan skje hurtigere, slik at dieselmotoren bremses med færre omdreininger, omkastes og drives dreiende i motsatt retning, og i tilfellet med et skipsfremdirftsanlegg kan skipet stanses innenfor en kortere strekning. The reversing of a running diesel engine takes place in several sub-stages, with the engine being braked to a standstill in a first stage with the braking process shown in fig. 2c, then in a second step its direction of rotation is changed with the reversing process shown in fig. 2d for in a third step with the starting process shown in fig. 2b again to accelerate the diesel engine in the opposite direction and to add fuel when exceeding a minimum speed and to drive the engine after the ignition of the fuel in internal combustion engine operation. The method according to the invention has the advantage that the reversal can take place more quickly, so that the diesel engine is braked with fewer revolutions, reversed and driven rotating in the opposite direction, and in the case of a ship propulsion system, the ship can be stopped within a shorter distance.

Claims

1. Method for starting, braking or reversing a two-stroke diesel engine where a compressed fluid from a pressure vessel (11), in particular compressed air from a shock air bearing, is supplied to at least one cylinder depending on the angle of rotation of the crankshaft in such a way that a piston located in the cylinder by the pressure change that results from this is accelerated or decelerated, characterized in that the cylinder's outlet valve (4a) is opened and closed variably in relation to the angle of rotation of the crankshaft, the closing flank (22b) of the outlet valve (4a) being moved to the top dead center OTP for starting so that the cylinder is kept essentially without compression, and where the opening flank (22b) for the outlet valve (4a) is moved forward to the top dead center OTP for braking, so that an earlier pressure drop occurs in the cylinder.

2. Method according to claim 1, characterized in that, for starting, the discharge valves for all cylinders are opened, the discharge valve for any cylinder where the piston is located directly after a top dead center OTP is closed, the compressed fluid is fed into this cylinder by which the piston is moved forward to the bottom dead center UTP, the discharge valve is opened and is closed again at the latest after the piston is at the top dead center OTP, the cylinder is again supplied with compressed fluid as soon as the piston is after the top dead center OTP, and the outlet valve is opened and closed alternately and then the compressed fluid is supplied until the diesel engine has a minimum speed at which the diesel engine's exhaust valves, when this has been achieved, are controlled as a continuing internal combustion engine operation.

3. Procedure for introducing requirements 1 or 2, characterized in that the outlet valve is closed before the top dead center OTP in a range between -150° and 0°, in particular between -90° and 0°.

4. Method according to claim 3, characterized in that the compressed fluid is supplied to the cylinder in part of the range between 0° and 90° after the top dead center OTP to drive the two-stroke diesel engine.

5. Procedure according to the preceding claim, characterized in that the outlet valve at several or all cylinders is alternately opened and closed, and then the compressed fluid is supplied.

6. Method according to claim 1, characterized in that for braking a cylinder where the piston is in a compression stroke, the compressed fluid is supplied, and during the subsequent expansion stroke the outlet valve is opened and closed again during the subsequent compression stroke, and compressed fluid is supplied and the outlet valve is opened and closed in such a manner manner alternately.

7. Method according to claim 6, characterized in that the outlet valve is opened in a range between 0° and 90° after the top dead center OTP, in particular between 0° and 45°.

8. Method according to claim 7, characterized in that the compressed fluid is supplied to the cylinder in part of the area between -180° and 0° before the top dead center OTP.

9. Method according to claim 1, characterized by the fact that for reversing when the diesel engine is essentially braked down or at a standstill, the outlet valve is closed for any cylinder where the piston is located directly before a top dead center OTP, and this cylinder is supplied with the compressed fluid

10. Procedure for reversing a diesel engine, characterized in that a braking process according to claim 6, a subsequent reversing process according to claim 9, and a subsequent starting process according to claim 2.

11. Device for carrying out the method according to one of claims 1-10, characterized in that it comprises one container (11) which contains a compressed fluid, in particular compressed air, where the container (11) is connectable via a valve (4b) in a fluid-conducting manner with the inner space of a diesel engine's (1) cylinder housing (6), and comprising a controllable outlet valve (4a) which is fluid-conductingly connectable to the interior of the cylinder housing (6), and comprising a rotation angle sensor (9) for recording the position of the crankshaft (2), and comprising a control device (8) which is signal-conductingly connected to the rotation angle sensor (9), the valve (4b) as well as the outlet valve (4a).

12. Two-stroke diesel engine, characterized in that it is operated with a method according to one of claims 1-10 or comprising a device according to claim 11.