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Bei denjenigen Gasmaschinen, bei welchen das Gemisch dem Arbeitszylinder durch besondere Ladepumpen zugeführt wird, wie beispielsweise bei Zweitaktmaschinen oder bei solchen Viertaktmaschinen, welche mit Vorverdichtung der Ladung arbeiten, ist die Erreichung eines gleichmässigen Ganges schwierig zu bewerkstelligen, sobald, wie dies meistens der Fall ist, der Regler lediglich die volumetrische Leistung der Pumpe, entsprechend der Belastung, verändert. Läuft die Maschine z.
B. mit ihrer Normalleistung und tritt plötzlich eine wesentliche Entlastung ein, etwa auf die Hälfte der Normalleistung, so wird zwar infolge der nun eintretenden Erhöhung der Tourenzahl der Regler sofort die Pumpensteuerung auf die Nl1llfül111ng einstellen, jedoch wird das Gemisch, welches sich in der Druckrohrloitung zwischen Pumpe und Arbeitszylinder befindet und noch die der Normalleistl1ng entsprechende Spannung besitzt, dem Arbeitskolben noch einige sehr kräftige Impulse erteilen, so dass sich also die Tourenzahl der Maschine trotz Nullfüllung der Pumpe noch weiter erhöht. Das Umgekehrte tritt ein, wenn die Maschine längere Zeit mit einer geringen Leistung läuft und plötzlich schwer belastet wird.
In der Rohrleitung zwischen Pumpe und Arbeitszylinder ist alsdann wenig Gemisch von geringer Spannung ; der Regler stellt die Pumpe zwar sofort auf Vollfüllung, aber es bedarf mehrerer Kolbenhube, bis die Verbindungsleitung mit Gemisch von normaler Spannung gefüllt ist und der Arbeitszylinder seine der Belastung entsprechende Gemischmenge erhält.
Die Folge davon ist, dass die Maschine bei einer solchen Erhöhung der Belastung merklich zurückbleibt und erst nach einiger Zeit wieder auf normale Tourenzahl kommt. Die Grösse der Tourenzahlschwankungen ist abhängig vom Volumen der zwischen Pumpe und Arbeitszylinder befindlichen Rohrleitung und kann leicht einen Betrag erreichen, der die Maschine für gewisse Betriebe, wie z. B. für elektrische Anlagen, unverwendbar macht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Regelungsverfahren, durch welches es
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gewöhnlichen Viertaktgasmaschinen, bzw. wie bei Dampfmaschinen, zu erzielen.
Dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass bei Abnehmen oder Zunehmen der Belnqtllng sowohl die Füllung der Pumpe als auch die Füllung des Arbeitszylinders in dem gleichen Masse und zu gleicher Zeit verkleinert bzw. vergrössert werden, so dass
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wio bei voller Pumpenfüllung.
Eine der verschiedenen, zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Einrichtungen ist in der Zeichnung beispielsweise an einer Viertaktgasmascbine mit Vorverdichtung des Gemisches veranschaulicht. Fig. 1 stellt eine Draufsicht, zum Teil einen wagrechten Schnitt der Maschine dar, während Fig. 2 einen Querschnitt der Ventilanordnung des Zylinderkopfes zeigt.
In dem Arbeitszylinder a und im Pumpenzylinder b bewegt sich der Stufenkolben c, d ; der durch letzteren gebildete Ringraum wirkt als Verdichtungspumponraum für das Gemisch. Der Arbeitszylinder trägt rückwärts den wie bei gewöhnlichen Viertaktgasmaschinen aus-
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vorrichtung enthält. Letztere, sowie die Ventile werden in normaler Weise durch eine halb so schnell wie die Kurbelwelle w umlaufende Steuerwelle q betätigt.
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gleichachsig der zur Steuerung der anzusaugenden Mengen von Gas und Luft dienende Kolbenschieber k des Pumpenzylinders b. Dieser Kolbenschieber sitzt mit dem Reglerschieber auf der gemeinsamen Scbiebcrstange i und beide werden von der Kurbelwelle fl' aus durch einen mit dem Achsenregler t verbundenen Exzenter u gesteuert.
Die Gas-und Luftschlitze im Kolbenschieber k haben nach der einen oder anderen
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das Verhältnis von Gas und Luft entsprechend der Belastung bzw. des Füllungsgrades zu ändern, da z. B. bei abnehmender Belastung bzw. kleinerer Füllung im Verhältnis mehr (ras und weniger Luft angesaugt werden soll.
Das von der Pumpe b verdichtete Gemisch, welches durch Ansaugung von Luft durch Kanal l und von Gas durch Kanal ni erhalten und durch den Kanal n in den Zylinder b geführt wird, strömt durch das selbsttätige Druckventil o, durch die Rohr-
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leitung p in den gegebenenfalls gekühlten Zwischenbehälter r und gelangt aus diesem durch die Rohrleitung s zum Reglerschieber h und durch den Kanal v im Zylinderkopf e zu dem Einlassventil f.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Bei Vollbelastung saugt der Pumpenkolben d bei jedem Vorwärtsgang während der ganzen Hubdauer Luft und Gas an, die sich im Kolbenschieber k mischen und gemeinsam durch den Kanal n in den Pumpenzylinder b strömen. Von hier gelangt das Gemisch, sobald der Kolben d seinen Rückwärtsgang antritt, durch das geöffnete Druckventil o und die Rohrleitung p in den Zwischenbehälter r und durch die Rohrleitung 8 zum Reglerschieber li. Dieser letztere öffnet den Einströmkanal v ebenfalls bei jedem Kolbenvorgang, u. zw. während der ganzen Hubdauer ;
da aber das Einlassventil f entsprechend der Viortaktwirkung nur bei jedem zweiten Kolbenvorgang geöffnet wird, so erfolgt auch nur bei jeder zweiten Eröffnung des Reglerschiebers h das Einströmen des Gemisches in den Arbeitszylinder. Hieraus ergibt sich, dass das Gemisch mit einer gewissen Anfangsspannung, die von dem Raumvorhältnis zwischen Arbeits-und Pumpenzylinder abhängt und beispielsweise eine Atmosphäre Überdruck beträgt, in den Arbeitszylinder eintritt.
Fällt nun die
Belastung der Maschine, so stellt der Achsenregler t den Exzenter 11 derart, dass zwar die Eröffnung der Kanäle/, m, n durch den Schieber k noch zur selben Zeit wie vorher, d. i. annähernd im rückwärtigen Totpunkt, erfolgt, dass jedoch der Schluss aller drei Kanäle gleichzeitig und entsprechend der verringerten Belastung früher, etwa nach einem Drittel des Kolbenhubes bewirkt wird.
Da aber der Reglerschieber h mit dem Schieber k auf der- selben Stange sitzt und so eingestellt ist, dass er den Kanal v zu derselben Zeit öffnet und schliesst, wie der Kolbenschieber k die Kanäle l und m, so wird die Einströmung des
Gemisches in diesem Falle ebenfalls schon nach einem Drittel des Kolbenvorganges unter- brochen werden, trotzdem das Einlassventil./* während der ganzen Dauer des zweiten Hubes geöffnet bleibt. Pumpen und Arbeitszylinder erhalten also unter allen Umständen gleiche
Füllungen, welche der Zu-oder Abnahme der Belastung entsprechend in beiden Zylindern gleichzeitig und gleichmässig vergrössert oder verkleinert werden.
Hiedurch bleibt das Verdichtungsverhältnis zwischen Pumpen-und Arbeitszylinder und demzufolge auch die Spannung im Zwischenbehälter r annähernd konstant. Es kann daher selbst eine gänzliche plötzliche Entlastung der Maschine nicht schädlich wirken, da in diesem Falle auch der Reglerschieber h durch den Regler sofort auf Nullfüllung eingestellt wird, also kein Gemisch mehr in den Arbeitszylinder treten kann. Andererseits findet eine plötzliche Belastung der Maschine im Zwischenbehättcr Gemisch von normaler
Spannung vor, so dass bei Einstellung des Reglerschiebers durch den Regler auf Voll- füllung sofort kräftige Zündungen in) Arbeitszylinder einsetzen und dadurch pin Sinken der Tourenzahi unter die zulässige Mindestzahl ausgeschlossen erscheint.
Die Einrichtung zur Durchführung dieses Regelungsverfahrens kann auch so getroffen sein. ditH die Sclliebor A und k vertikal angeordnet sind und durch eine Ausklink-
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werden. In diesem Falle können auch an Stelle der Schieber Ventile verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : t. Verfahren zur Regelung von Gasmaschinen, die mit Vorverdichtung des Gemisches arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass hei Betastungsänderungen sowohl die Füllung der Vorverdiohtungspumpe, als auch die Füllung des Arbeitszylinders gleichzeitig und um gleichviel durch die betreffenden Steuerungen verkleinert bzw. vergrössert wird, um auch bei kleiner Füllung der Vorverdichtungspumpe dieselbe Spannung im Zwischenbehälter/u erhalten, wie bei voller PumpenfüHung.