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PATENTANSPRÜCHE
1. Druckluftzuführung in die Zylinderräume eines Kolbenmotors für die Druckluftanlassung über die Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Zylinderkopf (3) angeordnete Dieseleinspritzdüse (12) mit einem Durchlass (16) für die Luft versehen ist, oder dass ein Druckluftzuführungsrohr (6) zwischen dem Motoreinlassventil (4) und einer Rückschlagvorrichtung (7) in den Lufteinlasskanal (6) des Zylinders (1) mündet.
2. Zuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass eine Längsbohrung (16) in der Einspritzdüse (12) ist.
3. Zuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass durch einen Ringraum einer ummantelten Einspritzdüse (12) gebildet ist.
4. Zuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse Anschlüsse (13, 14, 15) für den Brennstoffzu- und -rücklauf sowie für die Druckluft aufweist.
5. Zuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft unmittelbar neben dem Düsenkopf in den Zylinderraum (11) mündet.
6. Zuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagvorrichtung eine verschwenkbare Klappe (7) geringer Masse ist.
7. Zuführung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine pneumatische oder hydraulische Betätigung der Klappe (7) über den Druckluftverteiler.
Die Erfindung betrifft eine Druckluftzuführung in die Zylinderräume eines Kolbenmotors für die Druckluftanlassung über die Kolben.
Zum Starten von Dieselmotoren werden häufig Druckluftanlasser verwendet, bei denen ein Luftverteiler die Druckluft in einer vorbestimmten Reihenfolge den einzelnen Motorzylindern zuführt. Bei kleineren Motoren wird die Druckluft direkt in den Zylinderraum geblasen, währenddem bei grösseren Motoren der Verteiler einzelne Startluftventile steuert, die dann ihrerseits die Druckluft auf die Kolben leiten. Die Druckluftanlassung von Dieselmotoren ist hinlänglich bekannt, z.B. aus den schweizerischen Patentschriften 347041 und 491290.
Bei der Auslegung eines Motors für die Druckluftanlassung, insbesondere aber bei der nachträglichen Ausrüstung eines Motors mit einem Druckluftanlasssystem stellen sich Probleme hinsichtlich der Zuleitung der Luft in die Zylinderräume. Jede Öffnung im Zylinderkopf bringt eine Leistungs- reduktion des Motors und evtl. eine Schwächung des Zylinderkopfes mit sich, so dass die Anzahl der Durchführungen im Zylinderkopf auf ein Minimum beschränkt werden muss. Oft sind die Zylinder von einem Wassermantel umgeben, dessen Durchdringung mit grossen konstruktiven Schwierigkeiten verbunden ist.
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, hier Abhilfe zu schaffen, was erfindungsgemäss so erfolgt, dass eine im Zylinderkopf angeordnete Dieseleinspritzdüse mit einem Durchlass für die Luft versehen ist, oder dass ein Druckluftzuführungsrohr zwischen dem Motoreinlassventil und einer Rückschlagvorrichtung in den Lufteinlasskanal des Zylinders mündet.
Die Druckluft wird also unter Verwendung bestehender Durchlässe in den Zylinderraum eingeführt. Somit müssen im Zylinderkopf keine zusätzlichen Bohrungen, Kanäle, Büchsen, Startventile, usw. angebracht werden, die das Material in bezug auf Festigkeit beeinträchtigen könnten.
Nachstehend werden anhand der Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Druckluftzuführung für einen Dieselmotor und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform.
In der Figur 1 ist der obere Teil eines Verbrennungsmotors dargestellt mit Zylinder 1, Kolben 2, Zylinderkopf 3, Einlassventil 4 und Einlasskanal 5. Die von einem nicht dargestellten Druckluftverteiler gesteuerte Druckluft wird über das Drucklufteinlassrohr 6 im richtigen Zeitpunkt in den Einlasskanal 5 gepresst, was zum augenblicklichen Schliessen der Rückschlagvorrichtung 7 und zum Aufbau eines Überdruckes im Einlasskanal 5 führt.
Der entstehende Überdruck bewirkt das Öffnen des Einlassventils 4 entgegen der Kraft der Feder 8. Infolge der grossen Ventilfläche hebt sich der Ventilteller 10 nur wenig vom Ventilsitz 9 ab. Die Druckluft kann nun in den Zylinderraum 11 strömen und den Kolben 2 kräftig nach unten pressen, wodurch ein grosses Drehmoment und ein kräftiges Durchdrehen des Motors erreicht wird.
In der Startphase wirkt somit das Einlassventil 4 als Startluftventil. Es müssen daher im Zylinderkopf keine zusätzlichen Bohrungen und Kanäle angebracht werden, die die Festigkeit und Funktion beeinträchtigen könnten.
Die Rückschlagvorrichtung 7 kann z.B. eine Klappe umfassen, die gelenkig mit der Wand des Einlasskanals 5 verbunden ist und eine möglichst geringe Masse aufweist. Es wäre auch möglich, die Klappe über den Druckluftverteiler separat zu steuern, z.B. mittels einer pneumatischen oder hydraulischen Betätigung. Durch die Anordnung des Lufteinlassrohres 6 zwischen dem Einlassventil 4 und der Rückschlagklappe 7 wird infolge des Mehrvolumens im Einlasskanal 5 mehr Startluft verbraucht als bei konventionellen Anlagen, bei denen die Startventile direkt in den Zylinderraum münden. Dieser Nachteil wird aber mehr als wettgemacht durch den Vorteil der Vermeidung separater Öffnungen im Zylinderkopf.
Bei der Ausführungsform gemäss der Figur 2 ist eine Dieseleinspritzdüse 12 so konzipiert, dass neben dem Dieselölzulauf 13 und dem Rücklauf 14 noch ein Startluftanschluss 15 angebracht ist, durch welchen die vom Druckluftverteiler dosierte Startluft in die Einspritzdüse gelangt. Diese weist eine separate Bohrung 16 auf, welche direkt in den Zylinderraum 11 mündet, so dass die Luft vor der Zündung in den Zylinderraum gepresst wird, was zur Folge hat, dass der Kolben 2 durch den Druck kräftig hinuntergedrückt wird, und der Motor somit auf die erforderliche Zünddrehzahl gebracht wird.
Es wäre auch möglich, eine konventionelle Einspritzdüse mit einer Ummantelung zu versehen, die einen Ringraum umhüllt, durch welchen die Luft in den Zylinderraum zugeführt werden könnte. In beiden Fällen gelangt die Druckluft unmittelbar neben dem Düsenkopf in den Zylinderraum.
Auch bei dieser Lösung können separate Durchlässe im Zylinderkopf vermieden werden.
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PATENT CLAIMS
1. Compressed air supply in the cylinder spaces of a piston engine for the compressed air connection via the pistons, characterized in that a diesel injection nozzle (12) arranged in the cylinder head (3) is provided with a passage (16) for the air, or that a compressed air supply pipe (6) is located between the engine inlet valve (4) and a non-return device (7) opens into the air inlet duct (6) of the cylinder (1).
2. Feeder according to claim 1, characterized in that the passage is a longitudinal bore (16) in the injection nozzle (12).
3. Feed according to claim 1, characterized in that the passage is formed by an annular space of a covered injection nozzle (12).
4. Feed according to claim 1, characterized in that the injection nozzle has connections (13, 14, 15) for the fuel supply and return as well as for the compressed air.
5. Feeder according to claim 1, characterized in that the compressed air opens directly next to the nozzle head into the cylinder chamber (11).
6. Feeder according to claim 1, characterized in that the non-return device is a pivotable flap (7) of low mass.
7. Feeder according to claim 6, characterized by a pneumatic or hydraulic actuation of the flap (7) via the compressed air distributor.
The invention relates to a compressed air supply in the cylinder spaces of a piston engine for the compressed air starting via the pistons.
Compressed air starters are often used to start diesel engines, in which an air distributor supplies the compressed air to the individual engine cylinders in a predetermined sequence. With smaller engines, the compressed air is blown directly into the cylinder chamber, while with larger engines the distributor controls individual start air valves, which in turn direct the compressed air to the pistons. The compressed air tempering of diesel engines is well known, e.g. from Swiss patents 347041 and 491290.
When designing an engine for compressed air starting, but especially when retrofitting an engine with a compressed air starting system, there are problems with the supply of air to the cylinder rooms. Each opening in the cylinder head leads to a reduction in engine power and possibly a weakening of the cylinder head, so that the number of bushings in the cylinder head must be kept to a minimum. The cylinders are often surrounded by a water jacket, the penetration of which is associated with great structural difficulties.
The object of the invention is to remedy this, which according to the invention takes place in such a way that a diesel injector arranged in the cylinder head is provided with a passage for the air, or that a compressed air supply pipe between the engine inlet valve and a non-return device opens into the air inlet duct of the cylinder.
The compressed air is therefore introduced into the cylinder space using existing passages. This means that no additional bores, channels, bushes, start valves, etc., which could impair the material in terms of strength, need be made in the cylinder head.
Two exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 shows a first embodiment of a compressed air supply for a diesel engine and
Fig. 2 shows a second embodiment.
1 shows the upper part of an internal combustion engine with cylinder 1, piston 2, cylinder head 3, inlet valve 4 and inlet duct 5. The compressed air controlled by a compressed air distributor, not shown, is pressed into the inlet duct 5 at the correct time via the compressed air inlet pipe 6, which is what leads to the instantaneous closing of the non-return device 7 and the build-up of excess pressure in the inlet duct 5.
The resulting overpressure causes the inlet valve 4 to open against the force of the spring 8. As a result of the large valve area, the valve plate 10 is raised only slightly from the valve seat 9. The compressed air can now flow into the cylinder chamber 11 and forcefully push the piston 2 downward, as a result of which a high torque and a strong cranking of the engine is achieved.
In the starting phase, the inlet valve 4 thus acts as a starting air valve. There is therefore no need for additional holes and channels in the cylinder head, which could impair the strength and function.
The check device 7 can e.g. comprise a flap which is articulated to the wall of the inlet duct 5 and has the lowest possible mass. It would also be possible to control the flap separately via the compressed air distributor, e.g. by means of a pneumatic or hydraulic actuation. Due to the arrangement of the air inlet pipe 6 between the inlet valve 4 and the check valve 7, more starting air is consumed than in conventional systems in which the starting valves open directly into the cylinder space due to the increased volume in the inlet duct 5. This disadvantage is more than made up for by the advantage of avoiding separate openings in the cylinder head.
In the embodiment according to FIG. 2, a diesel injection nozzle 12 is designed in such a way that, in addition to the diesel oil inlet 13 and the return 14, a start air connection 15 is also provided, through which the start air metered by the compressed air distributor reaches the injection nozzle. This has a separate bore 16, which opens directly into the cylinder chamber 11, so that the air is pressed into the cylinder chamber before the ignition, with the result that the piston 2 is pressed down forcefully by the pressure, and the engine is thus open the required ignition speed is brought.
It would also be possible to provide a conventional injection nozzle with a sheathing which surrounds an annular space through which the air could be fed into the cylinder space. In both cases, the compressed air enters the cylinder chamber directly next to the nozzle head.
With this solution, too, separate passages in the cylinder head can be avoided.