DE3319359A1

DE3319359A1 - Verfahren und vorrichtung zur erhoehung der lufttemperatur beim anlassen eines dieselmotors

Info

Publication number: DE3319359A1
Application number: DE19833319359
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl.-Ing. Prag Ort
Original assignee: CKD Praha DIZ AS
Current assignee: CKD Praha DIZ AS
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1983-12-01
Also published as: CS232764B1; FR2527685B1; FR2527685A1

Description

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CKD Praha, oborovy podnik Prag, CSSR

Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Lufttemperatur beim Anlassen eines Dieselmotors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Lufttemperatur im Zylinder beim Anlassen am Ende der Kompression an einem überladenen Dieselmotor mit einem niedrigen Kompressionsverhältnis.

Das Anlassen von überladenen Hochleistungsdieselmotoren nit niedrigem Komprer.sionsverhältnis ist schwierig, weil die Lufttemperatur in Zylinder am Ende des !Compressions— hubs, d. h. im Augenblick der Kraftstoffeinspritzung, zu niedrig ist.

Bekannt ist ζ. B. das Erwärmen der Füliuft durch heißes Kühlwasser aus dem Luftkühler. Ein Kachteil bei« Anlassen des Motors ist die komplizierte Kühleinrichtung und ein Zeitverlus

Aufgabe der Erfindung ist es, ein besonders wirksames Aufwärmen der Verbrennungsluft eines Dieselmotors bei geringem technischen Aufwand zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß verdichtete Anlaßluft am Anfang des Kompressionshubs im Bereich zwischen 160° der Kurbelwelle vor dem unteren Totpunkt und 160° hinter dem unteren Totpunkt des Kolbens in den ,jeweiligen Zylinder eingeführt wird. Hierzu dient ein Zusatzverteiler an der Steuerwelle des Motors für die Zuführung der Anlaßluft zu Beginn des Kompressionshubs.

Die Erhöhung der Lufttemperatur im Zylinder am Ende des Kompressionshubs ist von Erhöhung des Luftdrucks abhängig, welche durch Zuleitung der Anlaßluft in den Zylinder am Anfang des Kompressionshubs erreicht wird. Der Verlauf der Druckerhöhung im Zylinder ist in Fig. 1 als pV Diagramm und durch die waagrechte Skala für das Zylindervolumen V in Abhängigkeit von der Kolbenlage zwischen dem oberen OT und unteren Totpunkt TU und mit einer senkrechten Skala für den Luftdruck ρ im Zylinder dargestellt. Der Kolben, der durch die Anlaßluft durchgedreht wird, geht von dem unteren Totpunkt TU im Punkt i aus, in dem sJeh die Püllventile schließen und sich das Anlaßventil öffnet, das die Anlaßluft in den Zylinder führt. Der Luftdruck steigt gemäß der Kurve a bis zum Punkt 2 an, in dem das Anlaßventil schließt. Die Länge der Kurve a ist von der Größe der Durchgangsquerschnitte zwischen dem Speicher der Anlaßluft und dem Hubrau:n des Motors abhängig und entspricht einer Teil-

•Umdrehung der Kurbelwelle von 10° bis 4-0°. Die Luft kann in den Zylinder schon vor dem Punkt 1 zugeführt werden, wo die schließenden Füllventile das Entweichen der Luft aus dem Zylinder verhindern. Die Kurve b zwischen Punkten 2 und 3 kennzeichnet die Kompression der Luft bis zum oberen Totpunkt OT, der dem Punkt 3 entspricht. Der Druck und damit die Lufttemperatur am Ende der Kompression im Punkt 5 ist höher als ohne Zufuhr der Anlaßluft am Anfang der Kompression und verläuft gemäß der Kurve c zwischen den Punkten 1 und 4.

Die erreichte höhere Lufttemperatur, welche die Zündtemperairur des Kraftstoffs von ca. 725° K überschreitet, ermöglicht die Zündung des Kraftstoffs, der in den Zylinder eingespritzt wird. Am Anfang des Expansionshubs expandiert die Luft vom Punkt 3 zum Punkt 5» in. dem das Anfahrventil öffnet und die Anlaßluft in den Zylinder strömt. Zwischen den Punkten 3 "und 5 kann der Luftdruck im Zylinder höher sein als der Druck im Speicher der Anlaßluft. Die Anlaßluft wird in den Zylinder zwischen den Punkten 5 und 6 der Kurve d zugeführt, deren Neigung von der Größe der Durchgangsquerschnitte und von der Drehzahl des Motors abhängt. Im Punkt 6 öffnen die Auslaßventile und der Druck der aus dem Zylinder abströmenden Luft sinkt gemäß der Kurve f.

Es wurde durch thermodynamische Berechnung festgestellt, daß bei einem Kompressionsverhältnis von 1 : 12 bei einem überladenen Motor mit einer Bohrung von 275 mm bei 150 U/min, ohne Zufuhr von Anlaßluft am Anfang des Kompressionshubs, die Lufttemperatur im Zylinder am Ende der Kompression 770 K erreicht wird. Bei einem geringeren Kompressionsverhältnis von 1 : 10 und mit Zufuhr der Anlaßluft am Anfang der Kompression während 30° der Teilumdrehung der

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Kurbelwelle wird bei demselben Motor eine Lufttemperatur im Zylinder am Ende der Kompression von 844°K erreicht. Es wurde weiter festgestellt, daß bei diesem Motor für den Bereich von 10° bis 50° der Drehung der Kurbelwelle und für einen Drehzahlbereich von 100 bis 200/min die Lufttemperatur im Zylinder am Ende der Kompression im Bereich von 807° zu 882⁰K liegt. Der Luftdruck im Zylinder beträgt 39 bis 91 b.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Erhöhung der Lufttemperatur im Zylinder des Motors nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben· Es zeigen:

Fig. 1 ein FV-Diagramm des Dieselmotors gemäß der Erfindung;

Fig. 2 schematisch den Dieselmotor mit der Zufuhreinrichtung der Zusatzluft;

Fig. 3 eine Einzelheit der Zufuhreinrichtung.

Am Ende einer Steuerwelle 1 des Motors 2 ist ein Verteiler 3 zur Verteilung der Anlaßluft während des Expansionshubs zu den Steuerteilen der Anlaßventile 4 angebracht, die im Zylinderkopf 5 sitzen. Zur Vereinfachung ist das Anlaßventil 4 nur für einen Zylinder des Motors eingezeichnet. Auf der Steuerwelle 1 ist ein Zusatzverteiler 6 für die Verteilung der Anlaßluft während des Kompressionshubs auf die Steuerteile der Anlaßventile 4 angebracht. Ein Speicher 7 für die Anlaßluft 7 weist ein Sperrventil 8 auf und ist durch ein Rohr 9 mit einem Hauptanlaßventil 10 verbunden, von dem ein erstes Verteilerrohr 11 abgeht, das sich in einzelne Zuleitungen 12 zu den Anlaßventilen

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im Zylinderkopf 5 verzweigt. Ein zweites Verteilerrohr führt vom Haupt-an7.aßventil 10 zu einem Ventil 14 vor dem Verteiler 3 und zu einem parallelgeschalteten Ventil 15 vor dem Zusatzverteiler 6· Sie beiden Verteiler 3 und 6 münden in selbsttätige Schieber 16, deren Ausgänge über Steuerrohre 17 mit den Steuerteilen der Anlaßventile 4 verbunden sind. ;.

Der Schieber 16 nach Fig. 3 enthält eine waagrechte Kammer 18, deren erste Stirn 19 mit dem Ausgang des Verteilers und deren zweite Stirn 20 mit dem Ausgang des Zusatzverteilers 6 verbunden sind. In der Mitte der Kammer 18 befindet sich ein Auslaß 21, der zum Anlaßventil 4 führt. In der Kammer 18 bewegt sich frei eine Kugel 22, welche durch den Druck der Anlaßluft aus dem Verteiler 3 oder aus dem Zusatzverteiler 6 die Zuleitung aus dem entgegengesetzten Verteiler schließt und die Zufuhr der Anlaßluft zum Anlaßventil 4 ermöglicht.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:

Durch öffnen des Sperrventils 8 an dem Speicher 7» Hauptanlaßventils 10 und des ersten Ventils 14 wird Druckluft aus dem Speicher 7 über den Verteiler 3 und den Schieber 16 in den Steuerteil des Anlaßventils 4 geführt und während des Expansionshubs in den Zylinder eingelassen, um ihn auf diese Weise anzudrehen. Durch öffnen des zweiten Ventils 15 wird die Druckluft über den Zusatzverteiler 6 und den Schieber 16 in den Steuerteil des Anlaßventils 4 geführt, durch das sie in den Zylinder am Anfang des Kompressionshubs eingelassen wird. Gleichzeitig wird an der Einspritzpumpe die Startdosis des Kraftstoffs eingestellt. Nach Anspringen des Motors schließt sich das erste Ventil 14,

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wodurch, die Zufuhr der Anlaßluft in die Zylinder während des Expansionshubs beendet wird. Das zweite Ventil Iß bleibt offen und die in Zylinder während des Kompressionshubs gelieferte Anlaßluft sichert den erhöhten Kompressionsdruck und die Temperatur· Nach Anlauf des Turbogebläses liefert dieses Luft mit dem erforderlichen Druck und der Temperatur und die Zufuhr von Anlaßluft wird durch Schließen des zweiten Ventils 15 beendet.

Claims

1. j Verfahren zur Erhöhung der Lufttemperatur irr. Zylinder beirr. Anlassen eines überladenen Dieselmotors mit niedri-I?em Konpressionsverhältnis,

dadurch gekennzeichnet, daß in die Zylinder die Anlaßluft am Anfang des Kornpressionshubs im Bereich zwischen 160° der Kurbelwelle vor dem unteren Totpunkt und 160° hinter dem unteren Totpunkt des Kolbens zugeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Verteiler für die Anlaßluft und. mit Schiebern an der Steuerwelle für Zuführung der Anlaßluft in die Zylinder während des Sxpansionshubs,

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gekennzeichne

daß an der Steuerwelle (1) ein Zusatzverteiler (6) Tür Zuführung der Anlaßluft in die Zylinder am Anfang

;soionsnuDS vorgesehen xs~

Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Zusa-zverreiler (5) zum Anlaßlufr-Verteiler (3) ;„arallelgeschaltet und über ein St9uerventil (15) mit dem Ilauptventil (10) sov/ie über ein Umschaltventil (16) mit den entsprechenden Einlaßventilen (4) der Zylinder

verbunden ist.

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