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Ladeverfahren für Exptosionskraftmaschinen.
Bei Explosionskraftmaschinen, denen die neue Ladung aus mittels Pumpen gespeisten Sammelräumen zugeführt wird, pflegt man bisher Spülluft und Gemengeluft in einem gemeinsamen Behälter zu verdichten und dann den einen Teil als Spülluft, den anderen als Gemengeluft mit dem Brennstoff oder einer Brennstoffluftmischung zusammen in den Verbrennungsraum einströmen zu lassen. Es ist dabei sehr schwer, die Zusammensetzung des Arbeitsgemenges der jeweiligen Belastung der Maschine anzupassen. Besonders gegen den Leerlauf hin tritt leicht der Fall ein, dass im Verhältnis zur Brennstoffmenge zuviel Luft vorhanden ist und infolgedessen so lange. Zündungen ausbleiben, bis der Regulator einer grösseren Gasmenge den Eintritt gestattet.
Nach dem vorliegenden Ladeverfahren werden Spülluft, Gemengeluft und Brennstoff in voneinander getrennte Behälter gefordert, so dass zunächst in gleichbleibender Weise das Ausspülen des Zylinders mit der dafür vorgesehenen Luftmenge vorgenommen werden kann, worauf dann so viel unter einem bestimmten Druck stehende Gemengeluft zur Verfiigung steht, als zur Bildung eines zündfähigen Gemisches entsprechend der jeweiligen Belastung der Maschine notwendig ist ; es wird dann zunächst so viel Gemengeluft in den Verbrennungsraum eingeführt, bis die Spannung im Sammelraum für Gemengeluft ganz oder nahezu auf jene im Brennstoffbehälter gesunken ist, in welchem je nach der geforderten Kraftleistung der Maschine der Druck eingestellt und konstant erhalten wird.
Gegebenenfalls kann auch neben einer Einstellung des Druckes im Brennstoffraum gleichzeitig eine Druckreelung der aufzuspeichernden Gemengeluft vorgenommen werden, in welchem Fall die Überführung von Gemengeluft und Brennstoff in den Verbrennungsraum unter gleichem Druck und zu gleicher Zeit erfolgen kann. Bei einer nach diesem Ladeverfahren arbeitenden Maschine wird das Gemenge stets eine gute Zusammensetzung und Zündfähigkeit aufweisen.
Zur Erläuterung des Verfahrens ist in der Zeichnung eine mit zwei gegenläufigen Kolben versehene Explosionskraftmaschine dargestellt. Fig. 1 zeigt diese in Seitenansicht, Fig. 2 in Draufsicht, wobei einzelne Teile im Horizontalschnitt dargestellt sind. Fig. 3 ist ein Längsschnitt, Fig. 4 ein Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 2 in grösserem Massstabe, die Fig. 5 und ss stellen Querschnitte nach den Linien C-D bezw. E-F der
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ist ein Horizontalschnitt nach der Linie < r- der Fig. 1.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Arbeitszylinder 8 mit zwei gegenläufigen Kolben 9 und 10 versehen, so dass drei Arbeitsräume. 7, TiT und L entstehen. Der Kolben 10 überträgt seine Arbeitsbewegung mittels der Pleuelstange J ! 7 auf die Kurbelwelle 16, während der Kolben ! J durch das Gestänge 18 und die Pleuelstangen 19 mit der Kurbelwelle 1 ( ; verbunden ist. Die Zuführung von SpüHuft sowohl als auch des Arbeitsgemisches zu den Arbeitsräumen findet durch Ventile 11, 12 und 13 statt.
Für den Auspuff sind Öffnungen 14 und 15 derart über den Zylinder verteilt, dass die Verbrennungsprodukte aus dem Arhcitsraum K durch die Öffnungen 14, aus dem Arbeitsraum L durch die Öffnungen 15 und aus dem Arbeitsraum J durch beide Öffnungen 14 und 15 ausgetrieben werden.
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Kraftmaschine abgeschlossen. Ebenso befinden sich in den von den Pumpen kommenden Leitungen geeignete Absperrorgane. Bei dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass inde einzige Pumpe R sowohl die Behälter für Spülluft, als auch jene für Gemengeluft speist.
Zu diesem Zweck ist die Pumpe nach den Fig. 2 und 4 an jedem Ende mit drei Vontilkammern 24, 25 und 26 versehen, von denen 24 mit dem Luftzuführrohr b, 25 durch die Leitungen c und f mit den Behältern 29 bezw. 30 für die Gemengeluft und 26 durch die Leitungen d und e mit den Behältern 27 bezw. 28 für die Spülluft verbunden sind. Soll in den Behältern für Spülluft ein höherer Druck erzeugt werden, als in jenen für Gemengeluft, so ordnet man gesteuerte Ventile in den von den Pumpen kommenden Leitungen an, die zu gegebener Zeit geschlossen werden. Selbstverständlich können beide Luftarten auch vollständig getrennt durch besondere Pumpen gefördert werden. Die Behälter 31 und 32 für den Brennstoff werden von einer Pumpe S aus gespeist.
Diese steht durch das Rohr h mit 31 und das Rohr 9 mit 32 in Verbindung. Wie besonders aus Fig. 2 und 6 ersichtlich, sind in der Förderleitung für den Brennstoff Rückschlagventile bekannter Art angeordnet, welche entsprechend der jeweiligen Belastung eingestellt werden und das überschüssige Gas in den Saugraum der Pumpe zurücktreten lassen. Dadurch wird der Druck im Brennstoffbehälter für eine bestimmte Belastung stets konstant erhalten.
Die Arbeitsweise in den äusseren Arbeitsräumen J ? und L des Zylinders ist folgende :
Sobald die Kolben 9 und 10 in die Stellung nach Fig. 3 gekommen sind und das Auspuffen der Verbrennungsprodukte durch die Öffnungen 14 und 15 erfolgt, also die Spannung der Arbeitsgas auf jene der Atmosphäre gesunken ist, werden die Einlassventile 12 und 13 unter Vermittlung der Steuerwelle 21 und des Gestänges 33,34 geöffnet.
Durch die bereits offen stehenden oder mittels der Steuerwelle 21 und des Gestänges 37 zu derselben Zeit geöffneten Ventile 36 strömt dann die Spülluft aus den Räumen 27 durch die Kanäle 35 in den Arbeitszylinder und fegt die Rückstände des vorhergehenden Arbeits- tubes durch die Auslassöffnungen 14 und 15 hinaus.
Bei dem beginnenden Rückgange der
Kolben 9 und 10 und weiterer Drehung der Steuerwelle 21 schliessen sich die Ventile 36 in den Durchgangskanälen 35 wieder, während sich die in den Verbindungskanälen 38 zwischen den Gemengeluftbehältern 29 und dem Arbeitszylinder befindlichen Ventile 40 mittels des Gestänges 42 öffnen, so dass nunmehr durch die Einlassventile 12 und 13 Gemengeluft in die Arbeitsräume fund L des Zylinders eintreten kann.
Zur gegebenen
Zeit, d. h. sobald der Luftdruck in den Behälter 29 für Gemengeluft ganz oder nahezu auf jenen im Brennstoffraum 3J gesunken ist, werden auch die Ventile oder Abschluss- organe 41, welche in den Verbindungskanälen 39 zwischen dem Brennstoffbehälter'"81 und dem Zylinder angeordnet sind, nach dem Verbrennungsraum der Maschine hin geöffnet und strömen nunmehr Gemengeluft und Brennstoff sich bereits vor den Einlassventilen 12 und 13 unter gleichem Druck mischen, in den Zylinder ein.
Das Öffnen der den Eintritt des Brennstoffes in den Verbrennungsraum der Maschine regelnden Ventile 41 kann durch dasselbe Gestänge 42 vermittelt werden, welches auch die Ventile 40 der Gemengeluftleitung umsteuert (Fig. 5). Die Verbindung zwischen dem Gestänge der Ventile 40 und jenem der Brennstoffventile 41 ist dabei derart gewählt, dass die Eröffnungszeit der Brennstoffventile 41 durch den Regulator N der Maschine verändert werden kann, damit der Brennstoff in die in den Verbrennungsraum übertretende Gemengeluft erst dann eingeführt wird, wenn in den
Behältern für Gemengeluft und Brennstoff nahezu gleicher Druck herrscht.
Mit Abschluss der Auslassöffnungen 14 und 15 schliessen sich auch die Einlassventile 12 und 13 und es wird nunmehr das in den Arbeitsräumen eingeschlossene Gemisch durch die nach aussen erfolgende Bewegung der Kolben 9 und 10 verdichtet und in ihrem Totpunkt entzündet.
Sind die Kolben in ihre äusserste Stellung gelangt, dann findet der Auspuff der verbrannten Gase nach beiden Richtungen, und zwar ebenfalls durch die Öffnungen 14 und 15 statt. Hierauf öffnet sich das Ventil 11 mittels eines ähnlichen von der Steuerwelle 21 aus bewegten Gestänges, wie jenes für die Ventile 12 und 13. Es vollzieht sich darauf im mittleren Arbeitsraum. J des Zylinders derselbe Ladevorgang, wie in den äusseren
Arbeitsräumen, wobei die Speisung natürlich aus den mittleren Behältern 28, 30 und 32 für Spülluft, Gemengeluft und Brennstoff vor sich geht.
Die Trennung von Spül-und Gemengeluft ermöglicht, deren Druck und Rauminhalt vollständig unabhängig voneinander zu halten. Die Spülluft wird durch Verminderung oder
Vermehrung der Gemengeluft in ihrer Wirkungsweise nicht beeinflusst, und es ist aus- geschlossen, dass etwa durch nachströmende Spülluft das Gemenge an der Zündstelle ver- diinnt lind dadurch die Züsdfähigkeit desselben beeinträchtigt wird.
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des Druckes in don Bronnstoffrttumon M und 82 unter Zuhilfenahme der schon vorerwähnten Rückschlagventile oder anderen Abschlussorgano innerhalb der Brennstoffzuleitung.
Dabei hat das Öffnen der Ventile 41, wie vorerwähnt, zu erfolgen, sobald in den Räumen 29 bezw. 30 für Gemengeluft eine solche Druckverminderung stattgefunden hat, dass die Vermischung von Gemengeluft und Brennstoff bei Eintritt in die Arboitsräume des Zylinders unter gleichem Druck vor sich gehen kann.
Diese Druckverminderung in den Behättern für Gomongeluft kann aber auch auf andere Art, z. B. gleichzeitig mit der Regelung dos Druckes in den Brennstoffräumen durch frühzeitigeres Schliessen der in den Überführungskanälen zwischen Pumpe und Sammelränmen vorgesehenen Ventile oder Abschlussorgane vorgenommen werden, indem in diesem Fall der Druck in den Sammelräumen für die Gemengeluft überhaupt nicht höher steigt, als wie dies zur Erzielung eines geeigneten Arbeitsgemisches entsprechend der jeweiligen Belastung der Maschine, gerade erforderlich ist.
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Ladeverfahren für Explosionskraftmaschinen mit einer oder mehreren Gas-und Luftpumpen, dadurch gekennzeichnet, dass Spülluft, Gemengeluft und Brennstoff in voneinander getrennte Behälter gefördert werden, um Spülluft und Gemengeluft in entsprechend der jeweiligen Belastung der Maschine gerade erforderlichen Mengen und Druckunterschieden und Gemengeluft und Brennstoff in gleichen Druckhöhen in den Zylinder überführen zu können.