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Regelungseinrichtung für mehrzylindrige Verpuffungskraftmaschinen.
Man hat den Betrieb mehrzylindriger Verpuffungskraftmaschineii bisher so durchgeführt, dass man entweder die mengenmässige Regelung der Gemischbestandteile (Luft und Brennstoff) und die Gemischbildung in ein einheitliches, für die Gesamtheit oder eine Gruppe von Zylindern gemeinsames Organ verlegte, von dem aus das fertige Gemisch den einzelnen Zylindern zugeführt wurde, oder man ordnete jedem einzelnen Zylinder ein besonderes Organ zu, dem Brennstoff und Luft, bereits mengenmässig geregelt, aber getrennt, zuströmten. Dieses Organ, z. B. ein hubgesteuertes Einlassventil, besorgt dann kurz vor dem Eintritt in den Zylinder die Mischung und bestimmt die Zylinderfüllung.
Die erste Anordnung weist den für grössere Maschinen erheblichen Nachteil auf, dass sich grosse Mengen brennbaren Gemisches in den Zuleitungen zwischen den Mischstellen und den einzelnen Zylindern
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grosse Gemischmasse auf einmal verpuffen und dadurch das Gemisch für alle Zylinder der Gruppe oder der Maschine vernichten. Schwankungen in der Drehzahl sind die notwendige Folge. Zumal bei Vierund Sechszylindergruppen ist infolge der langen Zuleitungen das Auftreten der Kompressionswelle mit betriebsgefährlicher Wirkung möglich.
Die zweite Anordnung vermeidet zwar derartige Betriebsgefahren, jedoch wird bei Mehrzylindermasehinen die bauliche Ausbildung sperrig, teuer und stellt somit keine Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe dar, aus einer Dieselmaschine schnell und ohne tiefgreifende Änderungen eine Gasmaschine erstellen zu können.
Gemäss der Erfindung werden bei baulich einfachster Gestaltung die Nachteile der erstgenannten Ausführung Vermieden. Die Erfindung besteht in der Anordnung eines gemeinsamen Brennstoffregelorgans und eines gemeinsamen Luftregelorgans für alle Zylinder der Maschine bzw. eine Gruppe mehrerer Zylinder, wobei beide Regelorgane gleichzeitig, der Belastung entsprechend, verstellt werden, die Mischung von Gas-bzw. Brennstoffdampf und Luft jedoch an je einer Mischstelle für jeden Zylinder einzeln erfolgt, die vor dem Einlassventil des Zylinders liegt, das einen gleichbleibenden Hub hat. Zweckmässig geschieht dabei die Gaszufuhr zu den Zylindern durch eine gemeinsame, in das gemeinsame Luftrohr eingebaute Gasleitung und durch einzelne, in die einzelnen Luftstutzen eingebaute Gasstutzen.
Die Anordnung kann jedoch auch, örtlichen Verhältnissen entsprechend, so getroffen werden, dass die Luftleitung in die Gasleitung eingebaut ist oder beide Leitungen nebeneinander laufen. In weiterer Durchführung der Erfindung ist für jeden im Innern des Luftstutzens mündenden Gasstutzen (bzw. für jeden im Innern des Gasstutzens mündenden Luftstutzen) eine von aussen zugängliche, durch das Gasrohr (Luftrohr) geführte Einstellungsvorrichtung vorgesehen. Dadurch ist eine genaue Abstimmung der Zylinderladungen unter sich und eine gute Mischung des gebildeten Gas-bzw. Brennstoffdampfschleiers mit dem Luftstrom erreicht.
Die beiden Gas-und Luftregelorgane stehen unter dem gemeinsamen Einfluss des Reglers, um in Abhängigkeit von der Belastung die Menge von Gas und Luft einzustellen. Erfindungsgemäss wird nun für jedes Organ ein besonderer Regelungsnocken vorgesehen, dessen Profil unabhängig von dem des ändern so bestimmt ist, dass über den gesamten Belastungsbereich die Einstellung des günstigen Mischung s-
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gehalt usw. sowie den wechselnden Druckverhältnissen von Gas und Luft Rechnung zu tragen.
Bei der bisher bekannten Voreinstellung mit linearer Öffnungscharakteristik des Ventils eines bestimmten Gas-und Luftquerschnittes ergab sich stets die Folge, dass bei Einstellung der richtigen Gemischzusammensetzung für den augenblicklichen Belastungsfall das Mischungsverhältnis für den übrigen Teil des Belastungsbereiches unrichtig wird. Gemäss der Erfindung wird diese Gefahr vermieden und die Anpassung a, n die wechselnde Beschaffenheit des Gases durch eine von Hand erfolgende Verstellung des Gasregel- oder Luftregelorgans unabhängig vom. Regler erzielt, die. durch die Formgebung der Nocken nicht erfasst werden kann.
Hiebei wird die für den freigegebenen Regelungsquersehnitt massgebende Länge zwischen Nockenwellenachse und Ventilsteuerkante einmalig verändert, u. zw. kann das durch Spindelverlängerung, Nockenverdrehung od. dgl. Mittel erreicht werden. Die Öffnungs-
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Bei der weiteren Ausgestaltung der Erfindung musste besonderer Wert darauf gelegt werden, dass ein Durchgehen der Maschine unter allen Umständen verhindert wird, d. h. das Gasregelorgan muss bei steigender Reglermuffe (wachsender Drehzahl) stets unabhängig von der Eröffnung bzw. dem Schluss des Luft. regelorgans geschlossen werden können.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass das Luftregelorgan, da es durch den Regler gemeinsam mit dem Gasventil beeinflusst wird, wenn es ein Ventil ist, kraftschlüssig, also z. B. durch eine Feder geschlossen werden kann, um den Formschluss, d. h. das zwangläufige Schliessen des Gasventils durch den Nocken der Steuerwelle nicht zu verhindern.
Das Luftregelorgan kann auch formsehlüssig) z.. B. durch ein Exzenter geschlossen werden, wenn es als Schieber ohne Anschlag ausgebildet ist, in welchem Falle es dann ebenfalls dem Schliessen des Gasventils keinen Widerstand entgegensetzt. In welcher Lage sich dann der Luftschieber auch gerade befindet, stets wird bei steigender Muffe das Gasventilgeschlossen und damit ein Durchgehen der Maschine wirksam verhindert sein.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder, u. zw. zeigt Fig. 1 einen in der Ebene der Luft-und Gaszuleitung liegenden wagrechten Schnitt durch die Zylinderköpfe eines stehenden Mehrzylindermotors, während Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch die gemeinsamen Gas- und Luftregelorgane wiedergibt.
Der äussere Zylinder al einer mehrzylindrigen Gasmaschine mit den weiteren Zylindern a2, a3 usw. trägt ein Regelgehäuse b. Letzteres besteht aus einer zentralen Gaskammer b1 und einer diese umgebenden Luftkammer b2. Eine Gasleitung c (Fig. 2) führt der Gaskammer bl das B ! el1l1gas zu, dessen Zutritt zu der Gassteuerkammer d bzw. zu der Gasansaugleitung d über das entlastete Doppelsitzventil e eröffnet wird. Die Verbrennungsluft tritt durch den durchbrochenen Deckel f in die Luftkammer b2 ein und wird über den entlasteten Doppelschieber g der Luftsteuerkammer h bzw. der Luftleitung h' zugeführt. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Gaszufuhr zu den Zylindern durch die gemeinsame, in das gemeinsame Luftrohr h' eingebaute Gasleitung d'.
Von der Gasleitung d'sind Stutzen d'l, d'2 usw. und von der Luftleitung Stutzen h'l, h'2 usw. zu den Zylindern aB a2 usw. abgezweigt. Die Mischung der durch die Regelorgane e und g in Abhängigkeit von der Belastung für alle Zylinder gemeinsam geregelten Luft-und Gasströme erfolgt in den Stutzen , usw. jedes Zylinders dadurch, dass mittels
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die einen Gas-oder Brennstoffdampfschleier in den angesaugten Luftstrom treten und ihn mit diesem sich vermischen lassen. Das gebildete Gemisch wird über unmittelbar hinter der Mischstelle liegende Einlassventile 01'02 usw. dem jeweiligen Zylinder zugeführt.
Die Verbrennungsgase werden durch Aus-
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Die Steuerung der Regelorgane e und g für Gas und Luft erfolgt gegen Wirkung der Ventilfeder r, s über Rollen e', g'und Nocken t, 6 von der obenliegenden Nockenwelle aus, die vom Regler mittels des Gestänges t) in Abhängigkeit von der Belastung verstellt wird. Zur Anpassung an die wechselnde Beschaffenheit und den wechselnden Zustand des Brenngases ist eine von Hand erfolgende Relativver stellung des Luftregelschiebers zum Gasregelventil dadurch vorgesehen, dass die Spindellänge des Luftschiebers veränderlich gemacht ist. Im Ausführungsbeispiel ist das dadurch geschehen, dass der obere Spindelteil in einer Hülse x endigt, in die der untere Teil der Spindel eingeschraubt ist.
Vermittels eines Vierkantes y kann die Handverstellung bei an der Drehung verhindertem oberen Spindelteil zur Wirkung gebracht werden. Damit die Änderung des Steuerquerschnittes nicht linear mit dem Hub, sondern in einem Masse erfolgt, dass über den gesamten Belastungsbereich das richtige Mischungsverhältnis gewährleistet ist, hat die Steuerkante z eine etwa parabelähnliche Gestaltung erfahren.
Während das Gasregelorgan e als entlastetes Doppelsitzventil ausgebildet ist, hat das Luftregel-
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