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Österreichische
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ADOLF VOGT IN LONDON.
Explosionskraftmaschine mit einer unter Luftdruck stehenden, nachgiebigen Wand des
Verbrennungsraumes.
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Fig. 3 zeigt das theoretische Diagramm der Arbeitsweise einer solchen Maschine. wobei eine Beeinflussung durch die Arbeitskolbengeschwindigkeit vernachlässigt ist. Bei Petroleum-oder Benzinmaschinen kommt diese infolge der sehr schnellen Verbrennung überhaupt nicht in Betracht. Die Verdichtung erfolgt annähernd isothermisch durch Wassereinspritzung, wobei die Temperatur des verdichteten Gemisches am Ende der Verdichtung genügend hoch gestiegen ist, um alles eingeführte Wasser zn verdampfen. Besässe der Ver- dichtungsraum keine nachgiebige Wand, so würde die Expansionsspannung bei der angenommenen Kompression von 39 Atm. auf etwa 235 Atm. ansteigen, bezw. sich das Diagramm A B C D A ergeben.
Unter der Annahme, dass der Ausweichkolben denselben Durchmesser wie der Arbeitskolben hat und der Druck des den Ausweichkolben belastenden Luftpolsters dem maximalen Verdichtungsdrucke gleich ist, wird im Augenblicke der
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beim Ausweichkolben zu erzielen. Dieser bewegt sich nun von B bis J, wobei die Spannung des Luftpolsters von M bis N bezw. K bis I steigt, indem der Ausweichkolben auf der Linie I J zum Stillstände kommt. Angenommen, dass sich der Arbeitskolben in diesem Augenblicke noch im toten Punkte befindet, so hat der Ausweichkolben bezw. der Luftpolster dann die Arbeit aufgespeichert, die durch die Fläche ss 1 J K dargestellt ist.
Jetzt bewegen sich sowohl der Arbeitskolben als auch der Ausweichkolben vorwärts, bis jener bei F anlangt in welchem Augenblicke der Ausweichkolben nach H kommt und die Drücke vor und hinter ihm gleich sind. Von F aus bewegt sich der Arbeitskolben infolge adiabatische Expansion weiter und das Diagramm A B E F G D A stellt die geleistete Arbeit dar. Da die Spannung im ersten Augenblicke der Verbrennung bis E gestiegen ist, erfolgt die Verbrennung wirklich bei konstantem Drucke. Die Druckerhöhung von B bis E kann man durch Vergrösserung des Luftpolsters und Verringerung des Gewichtes des Ausweichkolbens (der aus Aluminium sein kann) sehr gering machen, so dass die Linie E F praktisch horizontal wird.
Fig. 4 zeigt einen Arbeitskolben mit ausweichender Verlängerung nach Fig. t, bei dem die Druckluft für das Luftkissen selbsttätig erzeugt wird. Zu diesem Zwecke kommt der Kolben in seiner äussersten Stellung mit dem Rande 6 vor die Mündung des Rohres 7 zu stehen, durch das der Raum 8 mit Luft gefüllt wird. Bei der Verbrennung wird die Verlängerung 10 des Kolbens in diesen hineingeschoben, so dass die im Raume 8 befindliche Luft durch das Ringventil 11 in den Raum 9 gedrückt wird. Beim Zurücktreten der Kolbenverlängerung JO wird die Luft aus dem Raume 9 durch die Ventile 12 und 13 (in zwei verschiedenen Anordnungen gezeichnet) in den Hohlraum 14 der Verlängerung 10 gedrückt. Ein belastetes Ventil 15 lässt die mehr geförderte Luft entweichen.
In diesem Falle wäre die Röhre 16 zum Einführen der Pressluft nicht nötig ; man kann aber auch die mehr geförderte Luft durch diese Röhre in einen besonderen Behälter pressen, wobei dann das Ventil 15 an dem Behälter angeordnet wird. Man gewinnt auf diese Weise Druckluft zum Anlassen der Maschine und zum Zerstäuben von Wasser für die Kühlung während der Verdichtung.
In don Fig. 5 bis 11 ist eine Gasmaschine mit Ausweichkolben im Zylinderdeckel gezeichnet. Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch die Maschine, Fig. 6 einen Schnitt durch das Auspuffvontil nach der Linie a-b der Fig. f), Fig. 7 einen Schnitt durch das Gemisch- und Anlassventil nach der Linie e-/der Fig. 5, die Fig. 8 und 9 stellen Schnitte nach den Linien c-ci bezw. i-k der Fig. 5 dar ; Fig. 10 zeigt eine Ansicht der Steuerhebel und Fig. 11 einen Schnitt durch die Pumpenventile des Ausweichkolbens nach der Linie g-h der Fig. 5.
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Das rückwärtige Ende des Kolbens 17 wirkt wieder als Luftpumpe (ähnlich wie in Fig. 4) und gleichzeitig als Puffer. Der Raum, der sich zwischen dem Kolben 17 und dem Ventil- sitze 18 heim Ruckgange des Arbeitskolbens bildet, ist, wie in Fig. 11 ersichtlich, mit einem Druckventil 23 und einem Saugventil 24 verbunden. Die angesaugte Luftmenge ist regulierhar, so dass nur soviel Luft angesaugt wird, dass der Kolben 17 ohne Schlag in seine Ruhelage zurückkehrt. Von dem Druckventil 23 führt ein Rohr in einen Pressluft- behälter, in dem sich Luft von höherem Drucke als im Raume 19 befindet, der mittels der Röhre 20 mit diesem Druckluftbehälter verbunden ist.
In der Röhre 20 befindet sich ein Druckreduzierventil, das den Druck im Raume dz auf konstanter Höhe hält, wenn sich der Ausweichkolben in seiner Ruhelage befindet. Bei 21 kann ein belastetes Ventil angeordnet sein, das sich bei einem für die Maschine maximal zulässigen Druck öffnet, wodurch der Luftüberschuss aus dem Raume 19 entfernt wird, wenn sich der Kolben 17 dem Ende seiner Ausweichbewegung nähert. Um die Masscnwirkung zu verringern, kann der Körper des Kolbens 17 aus Aluminium hergestellt werden. Die Maschine arbeitet im
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Viertakt und die Regulierung erfolgt durch Aussetzer, indem hiezu, sowie für das Angehen der Maschine mittels Druckluft seitliche Nockenverschiebung verwendet wird.
Eine Platte 22 aus weichem Material angt'den-Ausweichkolben auf, wenn der Druck im Raume 19 durch irgendeinen Zufall unter den normalen gesunken sein sollte. maschinen mit so hoher Verdichtung kann man auch in der Weise regulieren, dass man das Volumen der Ladung verändert, ohne deren Gemischverhättnis zu ändern. Man wird dann bei Leerlauf allerdings nur geringe Verdichtung, aber dafür Expansion bis zirka auf atmosphärische Spannung und infolgedessen geringe Drücke, geringe Verdichtungarbeit und geringe Reibungsverluste erzielen. Bei geringer Belastung erfolgt die Verbrennung dann allerdings nicht mehr bei konstantem Drucke.
Wenn nur die Luft im Zylinder verdichtet und der Brennstoff nahe beim toten Punkt eingedrückt wird, kann die beschriebene Pumpenwirkung des Ausweichkolbens dazu benützt werden, um den Brennstoff in einem Behälter auf den nötigen Druck zu verdichten und ihn nachher in die verdichtete Luftladung einzuführen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mxplosionskrafttnaschine mit einer unter Luftdruck stehenden, nachgiebigen Wand des Verbrennnngsraumes, dadurch gekennzeichnet, dass diese Wand während des Verdichtung- hubes ihre Lage unverändert beibehält und erst nach vollendete Verdichtungshub und eingetretener Zündung infolge der während der Verbrennung stattfindenden Drucksteigerung ausweicht und dadurch eine Vergrösserung des Verbrennungsraumes bewirkt, zu dem
Zwecke, mit hohen Verdicbtnngsendspannungen arbeiten zu können, ohne dass dabei die bei der Verbrennung auftretende Spannung den Verdichtungsenddruck wesentlich übersteigt.