DE2753584C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrzylindrigen Dieselmotor nach dem gattungsbildenden Oberbegriff des Patentanspruches, wie er aus der DE-PS 26 48 411 als bekannt hervorgeht.

Bei dem bekannten Dieselmotor ist Voraussetzung, daß der Verdichtungstakt jedes als Verdichter arbeitenden Zylinders zeitlich kurz vor dem Verdichtungstakt des zugeordneten, als Motor arbeitenden Zylinders abläuft, damit die Druckluft des Verdichterzylinders sicher in den zugehörigen Motorzylinder etwa am Anfang eines Verdichtungstaktes bei geschlossenen Einlaß- und Auslaßventilen zusätzlich zu der von ihm zuvor angesaugten Luft gedrückt wird.

Diese Voraussetzung ist jedoch nur bei wenigen bestimmten Motorausführungen mit geeigneten Zylinderzahlen gegeben, so daß diese Maßnahme nur sehr begrenzt anwendbar ist. Auch ist diese Voraussetzung bei Neukonstruktionen im Interesse eines guten Schwingungsverhaltens des Motors oft nicht zu verwirklichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile der bekannten Ausführungen das Anlassen und den Teillastbetrieb niedrig verdichteter Dieselmotoren jeglicher Bauart und Zylinderzahlen mit einfachen und betriebssicheren Mitteln zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst. Durch diese Maßnahmen ist es nicht mehr notwendig, daß die zugeordneten Verdichter- und Motorzylinder in Bezug auf ihre Arbeitsspiele zueinander passen. Die zugeordneten Zylinder können vielmehr nach ihrer Lage oder nach ihrem Schwingungsverhalten einander zugeordnet werden. Bei Anordnung eines gemeinsamen Zwischenspeichers ist es möglich, die Anzahl der als Motor oder als Verdichter arbeitenden Zylinder je nach den Erfordernissen und Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zu variieren.

Aus der DE-PS 6 50 569 ist eine Kolbenbrennkraftmaschine bekannt, bei der ein Teil der Zylinder zeitweilig als Kompressor arbeitet und die von ihnen geförderte Luft an einen Druckluftspeicher liefert. Eine zusätzliche Aufladung der als Motor arbeitenden Zylinder aus dem Druckluftspeicher ist dabei nicht vorgesehen.

Aus der DE-PS 4 04 823 ist außerdem eine Brennkraftmaschine bekannt, bei welcher an der Kolbenunterseite der Zylinder ein Kompressor für den der Kolbenoberseite zugeordneten Arbeitsraum gebildet ist. Die vom Kompressor geförderte Luft kann auch durch Umschaltventile dann in einem Behälter gespeichert werden, wenn eine Vorverdichtung im Arbeitsraum nicht notwendig ist. Eine Verwendung der im Behälter gespeicherten Druckluft zur Aufladung der Arbeitsräume ist nicht vorgesehen. Auch eine anderweitige Zwischenspeicherung der Druckluft ist nicht möglich und die druckluftliefernden Verdichterräume sind als Arbeitsräume nicht verwendbar.

Anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Dieselmotor mit acht Zylindern in V-Anordnung in Draufsicht.

Die Fig. 3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen Dieselmotor mit Einzelheiten der Erfindung.

In dem Dieselmotor 11 mit niedrigem Verdichtungsgrad werden beim Anlassen und gegebenenfalls im Teillastbetrieb die Zylinder 1 bis 4 als Verdichter betrieben, um die von diesen erzeugte Druckluft den dabei als Motor arbeitenden Zylindern 5 bis 8 zusätzlich zu der von diesen angesaugten Verbrennungsluft zuzuführen.

Da die Druckluft den Motorzylindern 5 bis 8 in einem bestimmten Abschnitt des Arbeitspieles, frühestens gegen Ende des Saughubes und während des Verdichtungshubes zugeführt werden muß, ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ein Zwischenspeicher 12 für die gesamte von den als Verdichter arbeitenden Zylindern erzeugte Druckluft angeordnet. Anstelle eines einzigen Zwischenspeichers können auch mehrere Zwischenspeicher vorgesehen werden, die dann jeweils einer beliebigen Anzahl von Zylindern zugeordnet sein können.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 ist für je einen als Verdichter arbeitenden Zylinder 1 bis 4 und einen jeweils zugeordneten, als Motor arbeitenden Zylinder 5 bis 8 je ein Zwischenspeicher 13 angeordnet, der vorteilhaft durch die Druckluftleitung zur Verbindung der einander zugehörigen Zylinder gebildet wird und die dazu mit entsprechendem Querschnitt ausgeführt ist.

Zwischen den als Verdichter arbeitenden Zylindern 1 bis 4 und den Zwischenspeichern 12, 13 sind abschaltbare Ventile 14 angeordnet, die sich zum Anlassen und im Teillastbetrieb in ihrer in Fig. 3 gezeigten Arbeitsstellung befinden, in der sie die bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens in dem betreffenden Zylinder erzeugte Druckluft in die Zwischenspeicher 12, 13 durchtreten lassen. Diese Ventile sind als Rückschlagventile mit der Durchgangsrichtung von Verdichterzylinder zu Zwischenspeicher ausgebildet, um den Rückfluß der Druckluft aus den Zwischenspeichern 12, 13 in die Zylinder 1 bis 4 bei der Abwärtsbewegung der Kolben zu vermeiden.

Zur Vermeidung von unnötigen Verlusten durch die Bremswirkung bei der an den Verdichtungshub anschließenden Abwärtsbewegung der Kolben der als Verdichter arbeitenden Zylinder 1 bis 4 bei geschlossenen Einlaß- und Auslaßventilen kann jeweils ein Rückschlagventil 15 zur Verbindung dieser Zylinder mit der Außenluft der Ansaugleitung angeordnet sein, das vorzugsweise in dem jeweiligen Ventil 14 miteingebaut ist.

Die Ventile 14, die beim normalen Motorbetrieb, wenn alle Zylinder als Motor arbeiten, sich in Ruhestellung mit gesperrtem Durchgang befinden, werden zum Anlassen und zum Teillastbetrieb durch eine geeignete mechanische, elektromagnetische oder druckmittelbeaufschlagte Betätigungseinrichtung 16 in die gezeigte Arbeitsstellung mit den beschriebenen Durchlaßrichtungen gestellt.

Vorzugsweise wird die Betätigungseinrichtung 16 durch eine nicht dargestellte Steuervorrichtung für die Einspritzpumpe gesteuert, die gewährleistet, daß die Einspritzpumpe zum Anlassen und beim Teillastbetrieb des Motors nur die als Motor arbeitenden Zylinder und beim Normalbetrieb des Motors alle Zylinder entsprechend mit Kraftstoff vorsorgt. Diese Steuervorrichtung kann vorteilhaft in den Motorregler miteinbezogen sein, so daß die Stellung der Ventile 14 und die zugehörige Arbeitsweise der Einspritzpumpe sich selbsttätig entsprechend den augenblicklichen Motor-Betriebsanforderungen ergeben.

Zwischen dem Zwischenspeicher 12, 13 und den als Motor arbeitenden Zylindern 5 bis 8 sind Ventile 17 angeordnet, die jeweils gegen Ende des Ansaugtaktes und während des Verdichtungstaktes dieser Zylinder die in den Zwischenspeichern 12, 13 befindliche Druckluft in diese Zylinder durchtreten lassen.

Um zu vermeiden, daß bei ansteigendem Druck in den Zylindern 5 bis 8 gegen Ende ihres Verdichtungstaktes Luft in die Zwischenspeicher 12, 13 zurückgeschoben wird, sind die Ventile 17 ebenfalls als Rückschlagventile mit der Durchlaßrichtung von Zwischenspeicher 12, 13 zu den als Motor arbeitenden Zylindern 5 bis 8 ausgebildet.

Die Ventile 17 können von der Motornockenwelle 18 über geeignete mechanische Übertragungsglieder 19 betätigt werden. Falls die mechanische Steuerung durch konstruktive Gegebenheiten nur schwierig oder gar nicht ausführbar ist, können diese Ventile 17 auch durch elektromagnetische oder druckmittelbetriebene Vorrichtungen 20 betätigt werden, die von einem von der Nockenwelle 18 oder der Motorkurbelwelle 21 angetriebenen Verteiler 22 gesteuert werden.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf die in Fig. 1 und 2 gezeigten Motorbauarten mit acht Zylindern in V-Anordnung, sondern ist für jede mögliche Motorbauart mit mindestens zwei Zylindern geeignet. Auch braucht die Anzahl der als Verdichter betriebenen Zylinder nicht gleich der Anzahl der als Motor betriebenen Zylinder sein. Schließlich können bei V-Motoren die als Verdichter und Motor arbeitenden Zylinder auf beide Zylinderbänke verteilt sein. Die Wahl, welche Zylinder eines Motors als Verdichter und welche als Motoren arbeiten sollen, wird man zweckmäßigerweise unter Berücksichtigung von V-Winkel und Kurbelsternanordnung im Hinblick auf einen gleichmäßigen Zündabstand und schwingungsarmen Lauf im Teillastbetrieb treffen.

Claims (1)

1. Mehrzylindriger, aufgeladener Dieselmotor mit niedrigem Verdichtungsverhältnis, bei welchem im Betrieb mit mittlerer oder voller Leistung alle Zylinder als Motorzylinder betrieben werden und bei welchem beim Anlassen und bei Betrieb mit niedriger Teilleistung ein Teil der Zylinder als Verdichter betrieben wird und die von diesen Zylindern erzeugte Druckluft den übrigen als Motor arbeitenden Zylindern zusätzlich zu der von den Motorzylindern angesaugten Verbrennungsluft zur Erzielung ausreichender Zündbedingungen über getrennte Verbindungsleitungen zugeführt wird, die gegen die als Motor arbeitenden Zylinder mittels im Takt der Motorzylinder ansteuerbarer Absperrventile und gegen die als Verdichter arbeitenden Zylinder mittels in Abhängigkeit von der Betriebsart des Dieselmotors ansteuerbarer Absperrventile abgesperrt sind und Rückschlagventile aufweisen, welche Außenluft zu den als Verdichter arbeitenden Zylindern fließen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen in ihren zwischen den Absperrventilen (14, 17) liegenden Abschnitten einen gemeinsamen oder jeweils einen getrennten Zwischenspeicher (12, 13) aufweisen und zwischen den als Verdichter arbeitenden Zylindern (1 bis 4) und dem Zwischenspeicher (12, 13) zusätzliche Rückschlagventile für den Durchtritt der Druckluft zum Zwischenspeicher besitzen.