DE1451899A1 - Verfahren und Ausruestung zum Betrieb eines Dieselmotors mit Abgasturbolader - Google Patents

Description

nit Abgasturbolader

Dio jJrfindung betrifft ein Vorfahre η. a an Betrieb einen Dien öl; in tor;u mit Abgas turbolader, insbesondere sun Anlassen, einen oolülicn Violcstoffraotora, oov/io eine Dioselno boro.iuirürjturi^; sun Durclifiihron dea Verfahrens.

Ea iat "oekanntlich nicht inner möglich, die nil; Selb a tütUiduriii arbeitenden Dieaelno"boron ohne eine geeignete Sönrthilfe ansultfoseii. 'frotz dea gegeriübor fremdgesündetsn LIo tore η v/oaentlich hüheron Verdichbunsöverhliltniöserj oodiont nan üich in der Regel besonderer Glühkerson, die ein achnelloa and saverläDöigoa Anlassen gev/ährleis bon. Diese Schwierigkeiten v/erden aber dann noch größer, v/enn man dazu übergeht, den verhältnismäßig aündwilligen Dieselkrafts boff durch einen anderen, insbesondere hochoktanigen Kraftstoff zn ersetzen, der wesentlich aünduiiv/illiger ist. Dem Bestreben, einen üblichen Dieselmotor als sogenannten "Vielstoffmotor" auch mit anderen als Dieselkraftstoffen im Dieselverfahren betreiben zu können, steht die geringere Zündwilligkeit und der größere Zündvorzug der anderen. Kraftstoffe hindernd im . Besonders bei hochoktanigen Kraftstoffen bereitet

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der Start und der unters Ib LUa stbe trieb beträchtliche ' Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Dieselverfahren eingangs genannter Dieselmotoren so zn ergänzen, daß in diesen ISo tor en auch andere, insbesondere hochok ba nige Kraftstoffe ohne Start- und Ü3e triebsschwierigkeiton verwendet werden können.

Die gestell be Aufgabe ist erfindungsgeiaäß dadurch geläst, daß die durch ein übliches Anlassen des Abgas burboladera deseingarigs genannten Dieselmotors erzeugte Druckluft bei zunächst noch s !lohendem Ilotor einer Brennkammer zugeführt wird und die in dieser erzeugten Verbrennungsgase der Abgasturbine des Abgas-lnirboladers augeführt werden.

Durch einen solchen zusätzlichen Antrieb des Abgas turboladers ist die irbglichkeit geschaffen, der Ladeluft des Dieselmotors schon von vornherein einen gegenüber dem bisher üblichen Anlaßzustand v/es entlich höheren Druck zu verleihen, der das Anlassen selbst bei Verwendung anderer als Dieselkraftstoffe ohne Schwierigkeiten

Insbesondere bei der Verwendung hbchoktaniger Kraftstoffe ist es nach einer bevorzugten Ausgestaltang der Erfindung

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nweokmLlßig, vrcnn clic sualitsliche Spoiaung del* Abgasturbine Γ Ό o.* die iironnknmiicj' auch nacli dem Anlassen während eines .ioillna übe trieb ου dec I Toto its mittels von der Ladeluft des .Io to ro abgezweigter and der Brcnn.kasu.ior sage füJir bor Druckluft fortgesetzt wird.

anderen Ausgoßlaltungen der Erfindung kann da σ Anlassen und aucli dor Teillsο bbetrieb dadurch nocli weiter verbeasert werden, wenn ein Teil der erzeugten Verbrennungsgaoe der .13-reo.nkfii.iuur odei· der Vorbrenaungsgane des Dioaelmotora sun Auflieisen der den Uotor sugefülix'ten Ladeluft verwendet und sun "Beicpiel r-elbct in die sun Hotor fülirende Ladeluftleitung ausätalicli eingeführt wird. Auch der tJberlastbetrieb. dea Diosolraotora kann in einfacher \7oioe noch vei"besoert werden, wenn nach einer wiederum anderen Ausgestaltung des erfindungsgenäßen Verfahrens die zusätzliche Speisung der Abgasturbine über die Brennkammer auch während eines Übei*lastbetriebes des Motors erfolgt. Ein solcher zusätzlicher Antrieb des Abgasturboladers ermöglicht einen besonders erhöhten Aufladedruck für den Dieselmotor.

Ein Dieselmotor zum Durchführen eines der genannten Verfahre*; ist erfindungsgemäß mit einer ihre Verbrennungsgase in die Abgasleitung des Iiotors abgebenden Brennkammer ausgerüstet, die zwischen seine Ladeluft- und seine Abgasleitung im Bereich zwischen dem Abgasturbolader und dem Motor eingeschaltet und

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aus' deriadeluftleitang gespeist'ist* Diese ,Brennkammer kann, nach einer weiferen Ausgestaltung derErfindung über eine . aweite A|)ga6lei1nitignöcii an ei^e gegenüber der Anschlußstelle .ihrer Luftzuführungsleitung motors ei ti ge Anschlußstelle der Ladeluftleitung angeschlossen sein, wobei in der La&eluftleitung zwischen den beiden Anschlußstellen ein Drosselorgan angeordnet ist·

Andere Ausgestaltungen betreffen weitere Iconstruktive. Einzelheiten der erfinduagsgemäßen Bieselmotorausrüstung.

In der Zeichnung, die eine erfinduagsgemäße Dieeelinotoraaordnung in einer schematisch gehaltenen Ansicht von oben darstellt, ist die Erfindung beispielsweise veranechaulicht.

Der dargestellte Dieselmotor 1 wla?4 mit iadtlmft gegenüber der Atmosphäre höheren Druckes von "einem Iiadöfi her über eine übliche Iiadeluftleitung 3 versörgti während seine Abgabe tiber eine äbliehe Abgasleitung 4 einer Abgas ttaarfeine 5 äuge-, führt werden, die gemeinsam Mit? deii^äör £%%&&& Abgas turbo- ' lader bildet* 35er Lader 2 saugt die j&uft aus der freiem Atmosphäre durch einen Ansaugstii.'tzen 6 an, während die Abgasturbine 5 die Abgase durch einen Aui^uff 7 an die freie Atmosphäre abgibt» : _; /: ·

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Von einer nahe dem Abgasturbolader gelegenen Abzweigungsstalle 8 der ladeluftleitung 3 führt eine abgezweigte iuft-zuführungsleitung 9 asu einör zwischen der ladeluftleitung 3 und der Abgasleitung 4 angeordneten Brennkammer ΐθ,^4|ο?βη Ver&rennungsgase über je. eine Iieitung ti und 12 mit eingebauten Hegelorganen 13 und 14 wahlweise lind in nachstehend £ooh näher "beschriebener Weise auch gleichzeitig in die Abgasleitung 4 und/oder in-die ladeluftleitung 3 eingeführt werden können. Zwischen die Abzweigungsstelle 8 der Iiuftzuführungsleitung 9 und der Einmündungsstelle 15 der leitung ig in die ladeluftleitung 3 ist in dieser«noch ein Drosselorgan 16,angeordnet^ während auoh· in dör luftzuführungäleitung 9 noch ein: regelbares Absperrorgan 17 vorgesehen ist.

Zum Anlassen des Abgasturboladers dient gemäß dem Aubführungsbeispiel eine Drucicluftquells 18, von welcher her Druckluft über eine Iieitung 19 einer eintrittsseitig des Türbinenläufers angeordneteß Startäüaei 2ί> zugeführt werden kann.

Der Dieselmotor 1 kann mittels der beschriebenen Anordnung wie folgt betrieben werden! .

Bei noch stehendem Dieselmotor 1 wird -zunächst der Abgasturbolader durch Zuführen von Druckluft duroh die Startdüse 20 angelassen, wobei die Regelorgane 13 und 16 sowie das

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Absperrorgan 17 geöffnet sind, während aas Eegeloiegan 14 zunächst geschlossen ist. Die der Brennkammer 10 zugeführte luft wird Über einen üblichen, nicht besonders dargestellten Brenner verbrannt und die erzeugten Verbrennungsgase strömen bei zunächst stehendem Dieselmotor 1 der Abgasturbine 5 zu, die entsprechend beschleunigt-wird. Dementsprechend erhöht sich auch die Laderdxehzahl und der Ladedruck kann noch vor dem Anlassen des Dieselmotors Ϊ selbst beliebig hoch eingestellt werden.

Durch den hohen Ladedruck und die dajait verbundene höhere Ladelufttemperatur sind für den nunmehr anssulasseiMiiaDieselmotor 1 besonders günstige Startbedingungen geschaffen, die ein zuverlässiges Weiterlaufen des Uo tors gewährleisten, selb afc wenn er statt mit einem Dieselkraftstoff mit einem anderen Kraftstoff, z.B, Benzin, betrieben wird.

Zur weiteren; Verb essearung der Startbedingungett kann gewünschtenfalls ein Teil der^Verbrennungsgas e der Brennkammer 1Ö durch die Leitung 12 und das entsprechend geöffnete Regelorgan 14 in die Ladeluftleituög 3 eingeführt werden, in welchen i&lle gegebenenfalls das Drosselorgan 16 zusätzlich betätigt wird. Die hierdurch herbeigeführte weitere Erhöhung der Ladeluf t temperatur gewährleistet eine entsprechende weitere Verbesserung der Anlaßfreudigkeit des Dieselmotors 1.

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Sollten beim Betrieb des Dieselmotors 1 im !Eeillastbereich (bei niedriger last oder niedriger Breh&ahl) Verbrennungsschwierigkeiten wegen zu niedriger üadedrUofce bzw* Verdichtungsdr&eke bestehen» dann können die Betriebsbedingungen dadurch · verbessert werden, daß die Brennkammer to atteh während dee Motorbetriebs weiterbetrieben wird und deren Verbrennungsgasfc auch, weiterhin der Abgasturbine 5 zugeführt werden, !Dadurch kann auch bei kleinen Drehzahlen ein höherer liitteldniok und damit zugleich eine bessere Verbrennung gewährleistet werden*

Insbesondere im unteren Teillastbereißh kann es überdies vorteilhaft Bein, wenn ein Seil der Terbrennungsgase der weiterbetriebeaen Brennkammer 1© auoh weiterhin der Xadöluftleitung 3 augefiSlirt wird, um auoh bei diesem Betriebszustand die Sfldelufttemperatur zu erhöhen.

Es ist auch möglich, den Teillastbetrieb allein sohon. dadurch zu verbessern, daß man einen Seil der heißen Abgase dös Dieselmotors 1 bei außer Betrieb gesetzter Brennkammer .10 und entsprechend geschlossenem Absperrorgan 17 durch die Leitungen 11 und 12 hindurch in die Ladeluftleitung 3 geleitet wira, dsauch hierdurch die angestrebte Erhöhung der Iiadelufttemperatar gesichert wird. Statt in die ladeluftleitung 3 können die genannten !Teile der Abgase bzw, Verbrennungsgase aber auch einem die ladeluft aufheizenden Wärme tauscher zugeführt werden*

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Weiterhin kann es auch vorteilhaft sein, die Brennkammer 10 während eines Überlastbetriebes des Dieselmotors 1 zu betreiben, um mittels der der Abgasturbine 5 zusätzlich zugeführten Verbrennungsgase einen höheren Ladeluftdruck zu erzielen, als er sich sonst ergeben würde. Dabei ist es für die angestrebte Beschleunigung des Abgasturboladers unerheblich, ob die Temperatur der Verbrennungsgase dar Brennkammer 10 hierbei höher oder niedriger als die Abgastemperatur in der Abgasleitung 4 ist. Schließlich kann es bei sehr hohen' Ansaugtemperaturen des Gebläses zweckmäßig Bein, bei abgeschalteter Brennkammer 10 verdichtete Luft durch die leitung 9» die Brennkammer 10 und die Leitung 11 bei geöffneten Ab sperr- und Hegelorganen 17» 13 unmittelbar der Abgasleitung 4 zuzuführen, um durch eine entsprechende Abgaskühlung eine Überhitzung der Abgasturbine zu verhindern»

Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. Insbesondere könnte der Abgasturbolader auch auf andere Weise als über die dargestellte Startdüse angelassen werden, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Sohutzbereich der Erfindung verlassen wird.

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