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Verfahren und Vorriehtung zur Erzieluig eines gleiehbleibenden Kompressionsdrueks im Motor eines mit einem zMSsätzliehen GaspHHerraume versehenen kurbellosen Motorkompressors.
Die bisher angewandten Bauarten kurbelloser Motorkompressoren sind insofern nachteilig, als das Hubvolumen des Kompressors nicht voll ausgenutzt werden kann, weil nur ein Teil der in den Kompressoren enthaltenen Luft nach aussen (nutzbringend) gefördert werden kann. Der Rest der expandierenden Luft muss nämlich die zur Erzeugung der Kompression im Motor erforderliche Arbeit leisten. Dies hat eine starke, von der Belastung der Kompressoren abhängige Kompressionsdruckverminderung auf der Motorseite zur Folge. Hiedurch werden Schwierigkeiten infolge der Notwendigkeit einer selbsttätigen Änderung des Einspritzpunktes in Abhängigkeit von der Belastung.
Dieser Nachteil kann durch Anwendung des Verfahrens zur Erzielung eines gleichbleibenden oder angenähert gleichbleibenden Kompressionsdrucks gemäss der vorliegenden Erfindung behoben werden. Das Neue der letzteren besteht darin, dass ein unveränderlicher Kompressionsdruck mit Hilfe der Expansionsarbeit der aus dem Kompressor nicht hinausbeförderten Gase erzielt wird, jedoch in Verbindung mit der Luftexpansionsarbeit in einem besonderen Luftpuffer. Der letztere bezweckt eine Energieanhäufung während der Kompressionsperiode auf der Kompressorseite, u. zw. in einer solchen Menge, dass die Summe der dem Kolben durch den Luftpuffer sowie durch das im Kompressor expandierende Gas erteilten Energie während der Kolbenbewegung nach der Motorseite hin eine unveränderliche oder nahezu unveränderliche, von der jeweiligen Belastung unabhängige Grösse bildet.
Gleichzeitig hiemit werden die im Puffer infolge der Undichtigkeit auftretenden Luftverluste dadurch ergänzt, dass Luft aus der Atmosphäre oder aus einem Uberdruekbehälter durch Blosslegung von im Zylinder befindlichen Schlitzen mittels der Kolbenränder, u. zw. während des Anfangs der Kolbenbewegung, entnommen wird. Auch ist eine Ergänzung der im Puffer auftretenden Luftverluste mittels eines im
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Ein zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung dienender kurbelloser Motorkompressor besitzt den weiteren Vorzug, dass bei ihm die durch den Kompressor angesaugte Luft nicht gedrosselt wird, da eine Verkleinerung der geförderten Luftmenge durch Verminderung der eingespritzten Brennstoffmenge erzielt wird, was zur Folge hat, dass der Kolbenweg nach dem Verdichtungsraume des Kompressors sieh selbsttätig verkleinert.
Auf der Zeichnung ist ein die Ausführung des neuen Verfahrens ermöglichender Zweitakt-Motorkompressor beispielsweise dargestellt worden.
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rechter Längsschnitt durch den Motorkompressor dargestellt worden.
Der Motorkompressor besteht aus dem Zylinder 1 mit dem Innenraume 2, in welchem ein Ver- brennungsmotor-Kreislauf, z. B. nach dem Dieselverfahren, vor sich geht. Die Schlitze. 3 dienen zum Auspuff und die Schlitze 4 zum Lüften des Zylinderinnenraumes 2, wobei die zum Lüften erforderliche Luft aus dem Behälter 5 zuströmt. Die an den Enden angeordneten Zylinder 6 und 7 sind mit den Räumen 8 und 9 versehen, in denen die Kompressorvorgänge vor sich gehen. In dem erweiterten Teil der Zylinder 6 und 7 bewegen sich die Pufferkolben. M und J3 hin und her, die mit den äusseren Kompressor-
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kolben und mit den inneren Motorkolben ein Ganzes bilden.
Die Kolben 12 und 13 sind miteinander mittels Lenker 14, 15 sowie der Schwingen 16 verbunden, wodurch ein Synchronismus der gegenläufigen Bewegungen der beiden Kolben gewährleistet ist.
Die in den Zylindern 6, 7 vorgesehenen Schlitze Y7, dienen zum Luftansaugen nach der Lüftungpumpe, welche durch den zwischen den Kolben 12, 1. enthaltenen, um den Raum 2 des mittleren Zylinders herum angeordneten Ringraum 19 gebildet wird. Die Schlitze 1'1, 18 dienen auch zur Ergänzung der in den Pufferräumen 10, 11 infolge der unvermeidlichen Undic. htigkeiten entstehenden Luftverluste.
Die Ventile 20, 21 dienen zum Ansaugen von Frischluft nach den beiden Kompressoren, und die Ventile 22,23 bilden die Kompressordruckventile. Zur Ergänzung des Kompressorinhalts aus dem Lüftungspumpenraume 19 dienen die Schlitze 26 sowie die Rohrleitungen 27, 28.
Das Neue, an Hand der Wirkungsweise der beschriebenen Motorkompressors beispielsweise klargelegte Verfahren beruht auf dem folgenden Prinzip. Während der Bewegung der Kolben 12, 13 aus der dargestellten Aussenlage nach innen, wird die in den Kompressorräumen 8, 9 übriggebliebene Luft entspannt, worauf Frischluft angesaugt wird. In derselben Zeit expandiert auch die in den Pufferräumen 10, 11 enthaltene Luft, wobei die Summe der beiden gleichzeitig vollführen Arbeiten in die kinetische Energie der Kolben 12, 13 umgesetzt wird.
Die letzterwähnte kinetische Energie wird in weiterer Folge in die zum Luftverdichten im Motorraume 2 und auch in der Luftpumpe 19 erforderliche Arbeit umgesetzt.
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nach der Luitpumpenseite hin, wodurch der Joehaiter o mit der zum LÜften bestimmten Luft geladen wird. Die Pufferkolben 12, 13 entblössen die Schlitze 17, 18, während welcher Zeit die Undichtigkeits- verluste in den Luftpufferräumen ergänzt werden.
Unmittelbar vor Erreichung der inneren Totpunktlage der Kolben 12, 13 erfolgt eine Brennstoffeinspritzung nach dem Raume 2 mittels des Brennstoffventils 25. Nach dieser Einspritzung geht in demselben Raume die Verbrennung vor sich, wobei die Kolben ihre Bewegungsrichtung ändern und die Verbrennungsgase im Raume 2 expandieren.
Im Augenblick der Entblössung der Schlitze 3 durch die inneren Kolben entweichen die Verbrennungsgase und der Kolben 13 entblösst nach Erreichung des Atmosphärendruckes im Zylinder 1 die Lüftungsschlitze 4. Dann strömt die Lüftungsluft aus dem Behälter 5 nach dem Zylinder 2 und drückt die durch die Schlitze 3 entweichenden Verbrennungsgase vor sieh her.
Während dieses Rückwärtshubes expandiert die Luft in der Lüftungspumpe 19, und es wird im Augenblick des Entblössens der Schlitze 17, 18 durch die Lüftungspumpe diejenige Luftmenge angesaugt, die zum späteren Laden des Behälters 5 nötig ist. Gleichzeitig wird die Luft in den Pufferräumen 10, 11 zusammengedrückt, welcher Vorgang sofort nach Zudeckung der Schlitze 17, 18 durch die Kolben 12, l") beginnt. In dieser Zeit wird nach Erzielung des Arbeitsdrucks, Luft durch die Druckventile 28, 23 hinausbefördert.
Am Ende des Saughubes entblössen die Kompressorkolben die mittels der Leitungen 27, 28 mit dem Lüftungspumpenraume 19 in Verbindung stehenden Schlitze 26, was zur Folge hat, dass die Kompressoren aus der erwähnten Lüftungspumpe zusätzlich aufgeladen werden. In der zuletzt erwähnten Lüftungspumpe ist während dieser zusätzlichen Ladung der Druck etwas höher als derjenige der Lüftungluft. Es wäre auch eine Verbindung der zusätzlich ladenden Schlitze 26 mit dem Behälter. 5 für Liiftungsluft möglich. In diesem Falle würde jedoch die Aufladung des Kompressors auf einen etwas niedrigeren Druck erfolgen als derjenige der Lüftungsluft beträgt.
Während der Kolbenbewegung, bei welcher die Verbrennungsgase im Motor expandieren, ist
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im Puffer das Verhältnis des Endkompressionsdrucks zum Anfangsdruck bei der grössten möglichen Belastung nicht grösser als 10 sein.
Aus dem Obigen folgt, dass die charakteristischen Merkmale eines erfindungsgemäss arbeitenden Motorkompressors darauf beruhen, dass : a) das Druckverhältnis im Puffer unterhalb 10 liegt, und b) die wirksame Pufferfläche grösser ist als die Motorzylinder-Querschnittfläche, wenn der Anfangsdruck im Puffer weniger als 0'8 Atm. Überdruck beträgt.
Der beschriebene kurbellose Motorkompressor bedarf keiner Regelapparatur zwecks Anpassung der Motorleistung an die Kompressorleistung. Die von der Belastung bedingte Dosierung der Brennstoffmenge kann in Abhängigkeit vom Überdruck im Behälter für die hinausgeförderte Luft, selbsttätig erfolgen.
Das Fehlen einer Drosselung der angesaugten Luft bei veränderlicher Belastung hat keine zusätzlichen Verluste zur Folge. Die Brennstoffpumpe kann z. B. mit Hilfe einer mit der Schwinge 16 in Verbindung stehenden Kurvenscheibe oder aber in an sich bekannter Weise pneumatisch angetrieben werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzielung eines gleichbleibenden Kompressionsdrucks im Motor eines mit einem zusätzlichen Gaspufferraume versehenen kurbellosen Motorkompressors, dadurch gekennzeichnet, dass der gleichbleibende oder angenähert gleichbleibende Druck durch die Expansionsarbeit der aus dem Kompressor nicht hinausgeförderten Gase, in Verbindung mit der Expansionsarbeit der in den Pufferräumen (10, 11) enthaltenen Luft erzielt wird, welche Pufferräume so gross sind, dass die Summe jener Arbeiten, ohne Rücksicht auf die Belastung, eine angenähert gleichbleibende Grösse bildet, wobei das Verhältnis des grössten möglichen Kompressionsenddruckes im Puffer zum Anfangsdruck bei der grössten möglichen Belastung den Wert 10 nicht übersteigt.