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Verbrennungskraftmaschine.
Bei den heute üblichen Verbrennungskraftmaschinen wird die Ladeluft entweder direkt oderüber eineVerbrennungskammer in die Maschine eingeführt. Bei der Maschine nach vorliegender Erfindung gelangt die Ladeluft in einen Druckregelzylinder, der eine Überschiebung derselben in die Maschine ermöglicht. Dieser Druckregelzylinder ist so eingerichtet, dass seine Zylinderräume vor und hinter dem Kolben in absperrbarer Verbindung miteinander stehen. Der eine dieser Räume steht weiters in absperrbarer Verbindung mit der Druckleitung, der andere in offener mit der Verbrennungskraftmaschine. Der Kolben des Druckregelzylinder wird in einer Richtung durch einen einstellbar gesteuerten Mechanismus, in der anderen Richtung durch den Druckunterschied auf den beiden Kolbenseiten bewegt.
Beim stationären Betriebe bleibt durch einen kleineren oder grösseren Kolbenhub im Druckregler eine grössere oder kleinere Luftmenge in dem mit der Luftleitung in Verbindung stehenden Zylinderraum des Druckreglers zurück, womit eine gewünschte höhere oder niederere Kompression erreicht wird. Die Brennstoffzuführung erfolgt nach bekannter Ausführung entweder in der mit der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung stehenden Druckreglerkammer oder in der Maschine selbst, erforderlichenfalls kann diese Zuführung auch teilweise oder zur Gänze in der mit der Druckleitung in Verbindung stehenden Kammer des Druckreglers erfolgen.
Die Luftverschiebung von der einen Kammer in die andere erfolgt während der Eindrückung des Brennstoffes ; hierdurch ist eine innige Mischung und gute Verbrennung desselben gegeben, da immer neue Frischluftteilchen mit den jeweilig eingeblasenen Brennstoffteilchen in Berührung kommen. Die Verbrennung des gebildeten Gemisches kann durch Selbst-oder Fremdzündung erfolgen. Unmittelbar nach erfolgter Verbrennung wird der gesteuerte Absperrmechanismus zwischen den beiden Kammern geschlossen, der Bewegungsmechanismus stellt die Bewegung des Kolbens des Druckregelzylinders ein und gibt diesen Kolben frei.
Der mit der Luftleitung in Verbindung stehende Zylinderraum steht unter dem ursprünglichen Kompressionsdruck, wogegen der Druck in der anderen Zylinderkammer, die mit der Verbrennungskraftmaschine in freier Verbindung steht, durch die eintretende Expansion den jeweiligen Expansionsdruck der Verbrennungskraftmaschine annimmt. Es entsteht daher in den beiden Zylinderkammern des Druckreglers ein Druckunterschied, der bewirkt, dass der Kolben des Druckreglers in seine ursprüngliche Stellung zurückkehrt und das in der einen Kammer befindliche Verbrennungsgemisch in die Kraftmaschine schiebt. Bei dieser Rückbewegung des Kolbens wirkt demnach der Druckregler gleichsam als Kraftmaschine, da die in der anderen Kammer zurückgebliebene Luftmenge vom ursprünglichen Kompressionsdruck auf einen der Einstellung des Kolbens entsprechenden Enddruck expandiert.
Dieser Enddruck der Expansion im Druckregler bestimmt auch den für die Arbeit gewünschten Kompressionsdruck. Nachdem sich der vorbesprochene Enddruck im Druckregler eingestellt hat, erfolgt durch die Druckluftleitung die Zufuhr der Frischluftmenge für den nächsten Arbeitsvorgang.
Durch die bereits erwähnte Verstellbarkeit des Kolbenhubes des Druckreglers während der Arbeit kann eine Druckregelung im Betriebe erreicht werden.
In den Fig. i und 2 der Zeichnung wurde als Beispiel einer Ausführung ein Aggregat angenommen, das aus einer Druckluftpumpe L, dem Druckregelzylinder D und einer Verbrennungskraftmaschine M besteht.
Fig. i stellt einen Schnitt durch eine solche Anlage dar, und zwar in dem Augenblick,
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Pfeiles durch einen einstellbar gesteuerten Bewegungsmechanisums von seiner äussersten Lage bewegt und drückt die in der Kammer I befindliche Luftmenge entsprechend seinem Hube in die sich neu bildende Kammer 11 des Druckreglers. In dem Kolben K2 befindet sich im gezeichneten Fall eine Ausnehmung, die den Zweck hat, den beispielsweise angenommenen Einbau der Einspritzdüse in die Kammer 11 zu ermöglichen. Dadurch, dass sich der Kolben K2 in der Pfeilrichtung bewegt, wird die in der Kammer 1 befindliche Luft über das Ventil V, geschoben und gleichzeitig Brennstoff durch die Einspritzdüse in die streichende Luftmasse eingeführt.
Durch die Öffnung 0 tritt nun das Verbrennungsgemisch in den Arbeitszylinder ein. Der Stutzen St dient eventuell als Anschluss für eine Druckflasche zum Anlassen der Maschine. Statt in der Kammer 11 kann auch (wie in der Zeichnung bei Ba dargestellt) der Brennstoff direkt in die Arbeitsmaschine eingeführt werden.
Fig. 2 zeigt den Kolben K2 in seiner der jeweiligen Einstellung entsprechenden weitesten Lage, bei deren Erreichung das Ventil Fi geschlossen wird. Der Bewegungsmechanismus des Kolbens K2 tritt nun ausser Funktion und es wird der Kolben K2 infolge des in beiden
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entstehenden Druckunterschiedes wieder in die Lage nach Fig. 1 zurückgedrückt. Der Druckregelzylinder wirkt daher durch die Expansion, die in der Kammer 1 vor sich geht, ebenfalls als Kraftmaschine und es drückt der Kolben K2 das in der Kammer 11 befindliche Verbrennungsgemisch in die Kraftmaschine M ein.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Anlage mit vom Arbeitszylinder getrennter Ladeluftpumpe ; es ist jedoch, ohne das Wesen der Erfindung zu berühren, auch ohne weiteres möglich, bei einer Zweitaktmaschine die andere Zylinderseite als Luftpumpe auszubilden und bei einer Viertaktmaschine den üblichen Saug-und Verdichtungshub zur Erzeugung der komprimierten Ladeluft zu verwenden.
Fig : 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem ein Teil des Brennstoffes in der Kammer 1, ein Teil in der Kammer 11 (eventuell im Arbeitszylinder direkt) bei konstantem Druck verbrannt wird. Der Arbeitsvorgang ist folgender : Die zugeführte Ladeluft wird wie vorher von der Kammer 1 in die Kammer 11 überschoben und dort bei konstantem Druck verbrannt ; nach Schluss des
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der Kolben K2 auf gleiche Druckverhältnisse auf beiden Seiten einstellt, bei konstantem Druck verbrannt. Hierauf erfolgt die normale Expansionsarbeit.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei ein Teil des Brennstoffes oder der ganze zugeführte Brennstoff in der Kammer 1 bei konstantem Volumen verbrannt wird. Der Arbeitsvorgang ist hierbei folgender : Die zugeführte Ladeluft erhält bereits vor dem Verschieben in die Kammer 11 durch die Düse B2 den Brennstoff zum Teil oder zur Gänze zugeführt, der bei konstantem Volumen verbrannt wird ; die zugehörige Kolbenstellung des Druckreglers während dieses Verbrennungsvorganges ist in Fig. 4 dargestellt.
Nach dieser Verbrennung erfolgt die übliche Verschiebung in die Kammer 11 und weitere Verbrennung dortselbst bei konstantem Druck, sofern nicht vorher schon der ganze zuzuführende Brennstoff in Verwendung genommen wurde ; hierauf gelangt das in der Kammer 11 befindliche Verbrennungsgemisch wie in den früher beschriebenen'Fällen in den Arbeitszylinder.
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