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Ladevorrichtung für Zweitakt-Ga8ma8chinen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Laden von Zweitakt-Gasmaschinen mit getrennten Ladepumpen für Brenngas und Feg-bezw. Mischluft, wobei im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen ähnlicher Art weder die Brenngas-noch die Lufttadepumpe in ihren Druckleitungen irgendwelche gesteuerte oder selbsttätige Auslassventile oder Schieber besitzt. Beide Pumpenzylinder sind also durch Druckkanäle ohne Zwischenschaltung von Ventilen oder dgl. unmittelbar mit dem Einlassorgan des Verbrennungszylinders der Maschine derart verbunden, dass die entsprechenden Zylinderräume beider Pumpen ständig miteinander und dem Einlassorgan der Gasmaschine kommunizieren.
Beide Pumpen sind mit selbsttätigen oder gesteuerten Saugorganen versehen und dadurch, dass am Beginn des Saughubes der Gaspumpe deren Saugorgan zunächst noch geschlossen bleibt und sich erst später im weiteren Verlaufe des Saughubes öffnet, wird bei beginnendem Saughub der Eintritt von Brenngas aus der Brenngassaugleitung verhindert und dafür Brenngas aus der Brenngasdruckleitung zurückgesaugt.
Unter der Voraussetzung, dass die Spannung des Brenngases in der Saugleitung der Brenngaspumpe entweder ebensogross oder etwas grösser ist als der Druck der atmosphärischen Luft und dabei annähernd konstant bleibt, wird durch die beschriebene Einrichtung erreicht, dass die in den miteinander verbundenen Druckleitungen der beiden Pumpen sich bildende Trennungsschicht zwischen Brenngas und Luft, welche sich sonst beim Einlassorgan der Gasmaschine einstellen würde, gegen den Zylinderraum der Brenngaspumpe hin zu liegen kommt. Dadurch wird beim Beginn der Förderung zuerst nur Luft und erst im weiteren Verlauf der. Förderung Gas und Luft eingeführt.
Ist das Saugorgan der Brenngaspumpe ein selbsttätiges Ventil, so wird das gofordert, spätere Öffnen desselben am einfachsten dadurch erzielt, dass man das Saugventil nicht am Zylinderende, sondern in einer entsprechenden, Entfernung von demselben anordnet, so dass der Arbeitskolben das Saugventil bei Beginn des Saughubes am Öffnen hindert. Ist das Einlassorgan gesteuert, so wird die Eröffnungsverspätung mittels der Steuer-
Organe in irgendeiner bekannten Weise erzielt.
Die Fig. 1, 1 a und 1 b stellen eine einfachwirkende Zweitakt-Gasmaschine mit zwei gegenläufigen, steuernden Arbeitskolhen und die Fig. 2 und 2 a eine doppeltwirkende Zweitakt-Gasmaschine mit einem Arheitskolben nach vorliegender Erfindung dar.
In dem Arbeitszylindor 1 (Fig. 1) steuert der eine der beiden gegenläufigen Arbeitskolben, 2, 3 die Auspuffschlitze 4, der andere die Einlassschlitze 6. Die Auspuffschlitze sind von einer Ringkammer 5, die Einlassschlitze von einer Ringkammer 7 umgeben. An einander gegenüberliegenden Stellen der letzteren schliessen sich die beiden Druckleitungen 11, 12 fUr das Brenngas und die Fegluft an. In dem Zylinderraum 9 für die Feg-und Mischluft und jenem 10 für das Brenngas arbeitet der Stufenkolben 8 der einfachwirkenden Ladepumpe. Die Druckleitung 11 verbindet den Zylinderraum 9 und die Druckleitung 12 den Zylinderraum 10 mit der Ringkammer 7.
Die beiden Zylinderr1iume 9 und 10 sowie die Druckleitungen 11 und 12 besitzen nach vorliegender Erfindung keinerlei selbsttätige oder gesteuerte Druckventile, so dass die beiden Zyliuderraume 9 und 10 durch die Luftdruckleitung 11, die Ringkammer 7 und die Brenngasdruckleitung 12 in ständiger Verbindung miteinander stehen. Das Saugorgan 13 der Luftladepumpe und dasjenige 14 der Brenngasladepumpe kann selbsttätig oder gesteuert sein. Eine vom Regler beeinflusste Drosselklappe 15 ist in die Saugleitung eingebaut. Der Kolben 8 der Ladepumpe ist derartig mit der Kurbelwelle der Gasmaschine verbunden, dass seine höchste Kolbengeschwindigkeit ungefähr mit der Totpunktlage der Arbeitskolben 2 und 8 zusammenfällt.
Denkt man sich nun den Ansaugewiderstand der
Luftpumpe 9 genau gleich jenem der Gaspumpe 10, so wird jene nur im Wege von J, 9 und diese nur im Wege von 14 ansaugen. Bleibt jedoch am Beginn des Saughubes der Gaspumpe deren Saugventil j ! 4 zunächst noch geschlossen und öffnet sich dieses erst später im weiteren Verlaufe des Saughubes, so wird bei beginnendem Saughub Brenngas nicht nur durch 14 in den Zylinderraum 10 eintreten, sondern auch aus der Brenngas- druckleitung 12 zurückströmen, wodurch selbstverständlich eine entsprechende Luftmenge durch das Saugorgan 13 mehr angesaugt werden und durch 11 nach 12 übertreten muss.
Dadurch wird erreicht, dass die sich bei a und b in der Ringkammer 7 (Fig. 1, 1 b) während der Ladung bildende Trennungsschicht zwischen Brenngas und Luft gegen den Zylinderraum der Brenngaspumpe bin zu liegen kommt. Dabei kann durch die vom Regler becinnusste Drosselklappe- ? 5 die Gasmaschine in einfacher Weise geregelt werden.
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In Fig. la ist eine Ausführungsform der Ladevorrichtung dargestellt, bei der das selbsttätige Saugventil 14 der Brenngaspumpe ungefähr in der Mitte des Zylinders 10 angeordnet ist, so dass während der ersten Hälfte des Saughubes der'Eintritt von frischem Brenngas aus der Saugleitung in die Brenngaspumpe verhindert ist und Gas nur aus der Druckleitung 12 zurückströmen kann. Die Regelung der Gaskraftmaschine erfolgt in diesem Falle durch die Drosselklappe 15 oder dgl.
In den die Einlassschlitze 6 umgebenden Ringkanal 7 können die Luft-und Brenngasdruckleitungen entweder einander gegenüber (Fig. 1) oder nebeneinander (Fig. 1 b) münden.
In Fig. 2 ist eine doppeltwirkende Zweitakt-Gasmaschine mit dem Verbrennungszylinder 16 dargestellt, dessen Kolben 17 die Auspuffschlitze 18 rechtzeitig freilegt und abschliesst, während der Eintritt der Mischung durch die Einlassorgane 19 und 20 erfolgt.
In dem Zylinderraum 21 der doppeltwirkenden Luftladepumpe arbeitet der Kolben 23, in dem Zylinderraum 22 der Brenngaspumpe der Kolben 24 ; die Saugorgane 25 und 26 der Luftladepumpen können ebenso wie die gleichen Organe 27 und 28 der Brenngasladepumpe selbsttätig oder gesteuert sein. Zum Verbrennungszylinder führen die Luftdruckleitungen 29 und 30 und die Brenngasdruckleitungen 31 und 32 ; eine vom Regler beeinflusste Drosselklappe 33 ist in die Saugleitung der Brenngaspumpe eingebaut. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung entspricht jener nach Fig. 1.
Fig. 2 a stellt eine abgeänderte Ausführungsform der Brenngasladepumpe dar, deren Wirkungsweise jener der Ausführung nach Fig. la entspricht. Es ist nur ein in der Mitte gelegenes Einlassorgan 34 vorhanden, so dass diese Pumpe nach dem Hubwechsel während eines gewissen Kolbenweges kein frisches Brenngas durch das Saugorgan 34 ansaugen kann und während dieser Periode Brenngas aus der Brenngasleitung 31 bezw. 32 in den Zylinder- raum 22 zurücktreten muss. Die vom Regler beeinflusste Drosselklappe 33 bewirkt die Regelung bei verschiedener Belastung der Gasmaschine.
Falls nach Schluss des Einlassorganes der Gasmaschine ein gewisser geringer Überdruck in den Luft-bezw. Brenngasdruckleitungen zurückbleibt, so ist darin kein Nachteil gelegen, da bei Verwendung von selbsttätigen Saugorganen in den Pumpen die Verdichtungsarbeit als Expansionsarbeit zurückgewonnen wird.
Die obigen Darlegungen hatten zur Voraussetzung, dass die Spannung des Brenngases in der Saugleitung der Brenngaspumpe entweder ebensogross oder etwas grösser ist als der Druck der atmosphärischen Luft und dabei annähernd konstant bleibt. Herrscht jedoch in der Brenngassaugleitung ein geringer Unterdruck, so berührt dieser Umstand die Wirkungsweise nur insofern, als sich die beabsichtigte Rückströmung von Brenngas aus der Brenngasdruckleitung schon ohne oder bei nur geringer Erhöhung des Saugwiderstandes der
Gaspumpe ergibt und eine weitere Drosselung nur zum Zwecke der Regelung erforderlich wird.
Erreicht der Unterdruck in der Brenngassaugleitung aber einen höheren Betrag. dann ist es zweckmässig, in der Luftsaugleitnng ebenfalls einen Unterdruck von der erforder- tichon Grösse zu schaben, was am einfachsten so geschieht, dass die Luftsaugleitung an einer von der Luftpumpe möglichst entfernten Stelle durch eine einfache Drosselvorrichtung hctiobigor Art gedrosselt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ladevorrichtung für Zweitakt-Gasmaschinen mit getrennten Ladepumpen für Brenn- gas und Luft, dadurch gekennzeichnet, dass die entsprechenden Zylinderräume der Lade- pumpen ohne Zwischenschaltung von Ventilen oder dgl. in ständiger Verbindung miteinander und mit den Einlassorganen der Gasmaschine stehen.