DD209674A1 - Verfahren zur vorwaermung der ladeluft fuer dieselmotoren - Google Patents
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Abstract
DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN ZUR VORWAERMUNG DER LADELUFT FUER DIESELMOTOREN, DIE EINEN AUS EINER TURBINE UND EINEM VERDICHTER BESTEHENDEN ABGASTURBOLADER SOWIE EINEN DEM VERDICHTER NACHGESCHALTETEN LADELUFTKUEHLER BESITZEN UND BEI DENEN BEIM ANLASSEN UND/ODER BEI TEILLAST EINE ZUSAETZLICHE ERHOEHUNG DES TEMPERATURNIVEAUS DER LADELUFT VORGENOMMEN WIRD. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT IN DER VERBESSERUNG DES BETRIEBSVERHALTENS BEIM ANLASSEN UND BEI TEILLAST DURCH EFFEKTIVE VORWAERMUNG DER LADELUFT BEI GERINGEM MATERIAL- UND REGELAUFWAND. DER ERFINDUNG LIEGT DIE AUFGABE ZUGRUNDE, EINE BISHER UNGENUTZTE ENERGIERESERVE EINER FREMDEN WAERMEQUELLE ZUR ERHOEHUNG DES TEMPERATURNIVEAUS DER LADELUFT NUTZBAR ZU MACHEN, WOBEI MOTORSEITIG KEINE WESENTLICHEN AENDERUNGEN IN DER LEITUNGSFUEHRUNG ERFORDERLICH SIND. DIE AUFGABE WIRD DADURCH GELOEST, DASS DIE WAERMEENERGIE DEN VERBRENNUNGSGASEN EINES ANLAGENUEBLICHEN HILFS-ABHITZE-KESSELS ENTZOGEN WIRD, DASS DIE DAMIT BEWIRKTE ERHOEHUNG DES TEMPERATURNIVEAUS DER LADELUFT VOR DEREN VERDICHTUNG DURCH DEN ABGASTURBOLADER ERFOLGT UND DASS DER LADELUFTKUEHLER LASTABHAENGIG UEBER EINE KURZSCHLUSSLEITUNG UMGANGEN WIRD.
Description
Titel der Erfindung
Verfahren sur Vorwärmung der Ladeluft für Dieselmotoren
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahre» sur Vorwärmung aer Ladeluft· für Dieselmotoren, die einen aus einer Turbine und einem Verdichter bestehenden Abgasturbolader sowie einen dem Verdichter nachgesclialteten Ladeluftkühler besitzen und bei denen beim Anlassen und/oder bei !feillast ein© zusätzliche Erhöhung des Temperatumiveaus άβτ üen Motorsylindern zugeführten Ladeluft vorgenommen
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die zunehmend© Leistusagskosaentration von Dieselmotoren in
Verbindung mit dem Eiasats relativ stodunwilliger Kraftstoffe führt besonders unter arktischen Aiäsaugbedingangen zu Schwierigkeiten beim Anlassen und bei Teillastbetrieb p die darin bestehen j daß die Motoren ein schlechtes Anlaßverhalten be-
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sitzen und bei Teillast einen unzureichenden Verbrennungsverlauf des Kraftstoffes zeigen. Diese Nachteile resultieren aus dem niedrigen volumetrischen Verdichtungsgrad unter 12 für derartige mit Schweröl betriebene Dieselmotoren, der Jedoch gewählt wird, um hohe Verbrennungsdrücke und damit schädliche Belastungen für die Bauteile zu vermeiden· Die Folge dieser relativ geringen Verdichtung ist, daß bei nicht ausreichend hoher Temperatur der in die Zylinder gelangenden Verbrennungsluft nicht mit Sicherheit eine Verdichtungsring dung des eingespritzten Kraftstoffee bewirkt wird· Das zum Zünden des Kraftstoffes erforderliche Temperatarniveau der Verbrennungsluft ist insbesondere bei Kaltstarts und bei schwachen Belastungen der Dieselmotoren nicht vorhanden·
Aus der DE-OS 2441873 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung der Ansaugluft eines aufgeladenen Dieselmotors mit schwachem Kompressionsgrad bekannt· Zur Verbesserung des Verhaltens beim Anlassen und bei Teillastbetrieb wird vorgeschlagen, die Ansaugluft vor ihrer Verwendung in den llotorzyl indem wenigstens zeitweise vorzuerhitzen· Hierzu soll der dem Verdichter des Abgasturboladers nachgeschaltete Ladeluftkühler an eine Wärmequelle angeschlossen werden, die z.B. von einem Kessel zur Herstellung heißen Wassers oder einem Erzeuger heißen Wasserdampfes oder einem örtlichen Verteilungsnetz heißen Wassers gebildet werden kann.
Die Ladeluftkühler von Dieselmotoren besitzen jedoch zur Erzielung eines großen Temperaturgefälles als Kühlmedium zumeist
Seewasser, so daß bei einer alternativen Beaufschlagung mit einem Heizmedium aus einem anderen Wärmekreislauf eine Verunreinigung dieses Kreislaufes die Folge ist· Außerdem bedarf es dazu eines hohen schaltungstechnischen Aufwandes·
Als weitere Maßnahme wird vorgeschlagen, einen Brennstoffbrenner an der Ladeluftleitung oder in deren unmittelbarer Nähe anzuordnen, dessen heiße Verbrennungegase direkt in die Leitung eingegeben werden, sich mit der Ladeluft vermischen und diese erhitzen» Hierfür ist ein zusätzlicher Materialaufwand sowie ein Mehrverbrauch an Kraftstoff erforderlich·
Es ist aus der DS-OS 2433118 weiterhin bekannt, die Wärmeenergie der Auspuffgase des Dieselmotors zur Erhitzung der Ladeluft zu nutzen· Dazu soll entweder ein Teil der Auspuffgase unmittelbar mit der Ladeluft vermischt werden oder der Ladeluftkühler mit einem wärmeleitenden Medium beaufschlagt werden, das von den Auspuffgasen erwärmt wurde, oder ein von den Auspuffgasen erwärmter Regenerierungs-Lufterhitzer Außenluft bzw· ein Teil der Ladeluft erhitzen, die der Ladeluft wieder zugemischt wird, wobei der zu erwärmende Teil d@r Ladeluft mit fortschreitender Wirkung der Luftleitung vor dem Ladeluftkühler entnommen wird und die Zumischung nach dem Ladeluftkühler erfolgt·
Diese Maßnahmen bringen bei erhöhtem Material- und Regelaufwand lediglich eine Verbesserung bei Teillast, eine Abstellung
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der Schwierigkeiten beim Anlassen von Dieselmotoren ist hierdurch nicht gegeben·
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung des Betriebsverhaltens von Dieselmotoren beim Anlassen und bei Teillast durch effektive Vorwärmung der Ladeluft bei geringem Material» und Regelaufwand»
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vorwärmung der Ladeluft von Dieselmotoren zu schaffen, mit dem ein bisher ungenutzte Energiereserve einer fremden Wärmequelle zur Erhöhung des Temperaturniveaus der Ladeluft nutzbar gemacht wird und bei dem motorseitig keine wesentlichen Änderungen in der Leitungsführung erforderlich sind«
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erforderliche Wärmeenergie den Verbrennungsgasen eines anlagenüblichen kombinierten Hilfs-Abhitzekessels entzogen wird, daß die damit bewirkte Erhöhung des Temperaturniveaus der Ladeluft vor deren Verdichtung durch den Abgasturbolader erfolgt und daß der dem Abgasturbolader nachgeschaltete Ladeluftkühler lastabhängig über eine Kurzschlußleitung umgangen wird«. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß eine regelbare Teilmenge der Verbrennungsgase aus dem Hilfs-Abhitzekessel der La-
deluft zugemischt wird bzw» daß wenigstens ein Teilstrom der Ladeluft durch einen zusätzlich im Kilfs-Abhitzekessel angeordneten Luftvorwärmer geleitet wird*
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen die Fig· 1 und Fig· 2 zwei Ausführungsformen der Erfindung in schematischer Darstellung.
Ein Dieselmotor 1 ist mit einem aus der Turbine 2 und dem Verdichter 3 bestehendem Abgasturbolader 13 versehen 9 dem ein j Ladeluftkühler 4 nachgeschaltet ist«. Der Ladeluftkühler 4 besitzt eine Kurzschlußleitung 5 mit Stellgliedern 6·
Bei der Ausführung nach Fig«. 1 ist der Verdichter 3 auf der Saugseite zusätzlich mit den aus dem kombinierten Hilfs-Abhitzekessel 7 herrührenden heißen Verbrennungsgasen beaufschlagt· Der auf Schiffen bzw« auch bei stationären Anlagen übliche kombinierte Hilfs-Abhitzekessel 7 'Bur Erzeugung heißen Wassers bzw» Wasserdampfes wird bei Stillstand des Dieselmotors 1 mittels eines ölbrenners 14 beheizt, während sonst die Abgase des Dieselmotors 1 dem Hilfs-Abhitzekessel 7 zwecks Abwärmeverwertung über die Leitung 15 zugeführt werden· Das
zu erwärmende Wasser ^ird über eine Pumpe 16 dem Heizsystem , 17 zugeleitet· Der vom Verdichter 3 angesaugten Ladeluft wird über ein Saugzuggebläse 8 eine geregelte Menge an Verbrennungs-
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gasen zugemischt, die geraeinsam mit der angesaugten Ladeluft verdichtet und den Zylindern des Dieselmotors 1 zugeführt wird· Die Menge der zugemischten Verbrennungsgase sowie der Anteile der den Ladeluftkühler 4 über die Kurzschlußleitung umgehenden Ladeluft wird lastabhängig geregelt. Bei der Ausführung nach Pig* 2 besitzt der Hilfs-Abhitzekessel 7 einen zusätzlichen Luftvorwärmer 9 innerhalb des Stromes der Verbrennungsgase j wobei die Zufuhr an Verbrennungsgasen mittels eines Bypasses 10 absperrbar ist© Der vom Verdichter 3 angesaugten Ladeluft wird mit Hilfe des Stellgliedes 11 ein Anteil von durch ein Saugzuggebläse 12 über den Luftvorwärmer geleiteter Ladeluft sugemischt· Diese Menge an zugemischter erwärmter Ladeluft wird ebenfalls lastabhängig in Koordinierung mit den Stellgliedern 6 an der Kurzschlußleitung 5 geregelte
Die Erfindung ermöglicht somit beim Anlassen und bei Teillast des Dieselmotors 1 eine definierte Erhöhung des Temperaturniveaus der Ladeluft unter Verwendung einer bisher ungenutzten Energiereserves die durch den in Schiffs- und stationären Anlagen vorhandenen kombinierten Hilfs-Abhitzekessel 7 gegeben ist» Durch die Zufuhr von heißen Verbrennungsgasen bzw* der Erhitzung eines Teils der Ladeluft vor der Verdichtung der Ladeluft im Abgasturbolader 13 bleibt der Dieselmotor 1 im wesentlichen frei von Veränderungen der Leituagsführung« Der für die Realisierung der Erfindung erforderliche Aufwand beschränkt sich auf relativ geringe bauliche Veränderungen der Gesamtanlage® Ea wird auf einfache und wirtschaftliche Weise erreicht, daß ein optimales Anlaß» und Teillastverhalten des Dieselmotors 1 gegeben ist·
Claims (3)
1. Verfahren zur Vorwärmung der Ladeluft für Dieselmotoren,
die einen aus einer Turbine und einem Yerdichter bestehenden
Abgasturbolader sowie einen dess Yerdichter nachgeschalteten
Ladeluftkühler besitzen und bei denen beim Anlassen und/oder
bei Teillast eine zusätzliche Erhöhung des Temperaturniveaus der den BSotorzylindern zugeführten Ladeluft unter nutzung der Wärmeenergie einer fremden Säaergiequelle vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Wärmeenergie den Verbrennungsgasea eines telagenüfolichen kombinierten Hilfs· Abhitzekessels (7) entzogen wird9 daß die damit bewirkte Erhöhung des TeasperaturniTeaus der Ladeluft vor deren Verdichtung durch den Abgasturbolader (13) erfolgt und daß der dem Abgasturbolader (13) nachgeschaltete Ladeluftkühler (4) lastabhängig über eise Kursschlußleitimg (5) umgangen wird«,
2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine regelbare Teilmenge der Verbresimngsgase aus dem Hilfs~Ab-~ hitzekessel (7) der Ladelaft ssageiuischt wird«
3· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teilstrom der Ladelaft durch einen zusätzlichen im Hilfs-Abhitaekessel (7) angeordneten Luftvorwärmer £9) geleitet wird β
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24266082A DD209674A1 (de) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Verfahren zur vorwaermung der ladeluft fuer dieselmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DD24266082A DD209674A1 (de) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Verfahren zur vorwaermung der ladeluft fuer dieselmotoren |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DD209674A1 true DD209674A1 (de) | 1984-05-16 |
Family
ID=5540759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DD24266082A DD209674A1 (de) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Verfahren zur vorwaermung der ladeluft fuer dieselmotoren |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD209674A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5797265A (en) * | 1995-06-12 | 1998-08-25 | Waertsilae Nsd Oy Ab | Utilization of low-value heat in a supercharged thermal engine |
-
1982
- 1982-08-20 DD DD24266082A patent/DD209674A1/de unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5797265A (en) * | 1995-06-12 | 1998-08-25 | Waertsilae Nsd Oy Ab | Utilization of low-value heat in a supercharged thermal engine |
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