CH172818A - Verfahren und Einrichtung zum dynamischen Aufladen von Kolbenmaschinen, die ein gasförmiges Medium ansaugen. - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum dynamischen Aufladen von Kolbenmaschinen, die ein gasförmiges Medium ansaugen.Info
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Description
Verfahren und Einrichtung zum dynamischen Aufladen von Kolbenmaschinen, die ein gasförmiges Hedium ansaugen. Die maximale Nutzleistung einer Kolben masebine, die ein gasförmiges Medium an saugt, zum Beispiel eines Kolbenverbrennungs motors oder eines Kolbenkompressors hängt unter anderem von der Menge des im Ma schinenzylinder am Anfang der Kompression eingeschlossenen Gasmediums ab, weswegen durch das sogenannte Aufladen eine höhere Leistung solcher Maschinen erzielbar ist. Es sind nun bereits Verfahren zum Aufladen der Zylinder von Verbrennungsmotoren und Kom pressoren bekannt geworden, sowohl solche, bei denen das Aufladen zwangläufig, als auch solche, bei denen es auf dynamischem Wege erfolgt. Zu den bekannten Einrichtungen zur zwangläufigen Aufladung von Verbrennungs motoren gehören zum Beispiel die, bei wel chen die Motorauspuffgase eine Turbine antreiben, die ihrerseits einen Ventilator an- treibt, der Luft in den Motorzylinder drückt. Bei andern Einrichtungen dieser Art wird der Ventilator entweder durch den Motor selbst oder durch einen besonderen Elektro motor angetrieben. Alle diese Einrichtungen sind sehr kostspielig und ergeben nur bei Motoren von grosser Leistung (über mehrere hundert PS.) günstige Ergebnisse. Zu der an zweiter Stelle genannten dy namischen Aufladung gehören alle Versuche, die durch entsprechende Verlängerung des Saugrohres den Liefergrad sowohl bei Motoren, als auch bei Kompressoren verbessern wollen. Diese - Verfahren beruhen auf der Aus nutzung der Trägheit der sich im Saugrohr bewegenden Gase zum Aufladen. Solche Versuche wurden bisher nur selten ausgeführt, und die mit ihnen erzielten Resultate waren gering. Dies ist auf die kleinen Gasge schwindigkeiten in der Saugleitung (30 bis 50 m/Sek.) zurückzuführen, die mit Rück sicht auf die befürchteten Saugwiderstände bis jetzt immer angewandt wurden. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird während des Ansaugens im Zylinder zur energischen Beschleunigung der Gassäule in der- Saugleitung ein Unterdruck erzeugt. Die Geschwindigkeit des Gases in der Sauglei tung nähert sich zweckmässig der Schallge schwindigkeit, das heisst sie wird vorteilhaft mehr als 100 m/Sek. betragen. Dann wird die kinetische Energie der in der entsprechend langen Saugleitung bewegten Gase als pneu matischer Widder (Gaswidder) wirken, was eine starke Aufladewirkung gewährleistet. Die Zeichnung zeigt beispielsweise Indi- katordiagramme von Kolbenmaschinen, die nach dem Verfahren gemäss der Erfindung aufgeladen werden. Anhand dieser Diagramme werden im folgenden Verfahren und Ein richtung gemäss der Erfindung beispielsweise beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Teil eines Indikator diagrammes von einem Viertaktmotor und gibt den Druckverlauf während eines Saug hubes wieder. Im Punkte 1 beginnt die Expansion der im Motorzylinder am Ende des Auspuffhubes zurückgebliebenen Verbrennungsgase bei ge schlossener Einlasssteuerung. Der Einlass wird erst im Punkte 2 geöffnet. Der im Zylinder dadurch hervorgerufene, durch die Abszisse 2-2' dargestellte Unterdruck be wirkt eine grosse Gasgeschwindigkeit in der Saugleitung. Während der weitei#en Kolben bewegung auf dem Wege von 2' bis 5 ver ringert sich der Unterdruck im Zylinder in folge des Eintrittes der zuströmenden Gase. Nachdem der Druck im Zylinder dem At mosphärendruck (im Punkts) gleich geworden ist, verwandelt sich die kinetische Energie der noch im Saugrohr strömenden Gase in die durch die Diagrammfläche 5-4-3 dar gestellte Aufladearbeit. Das Einlasssteuerorgan schliesst im Augenblick 3, wo der höchste Rufladedruck 3 erreicht ist und die Kom pressionsperiode beginnt. Der in Fig. 1 dargestellte Verlauf ist jedoch nicht vorteilhaft, da gemäss den auf Grund theoretischer Überlegungen durchgeführten Versuchen beim Ansaugen aus der Atmosphäre bei Unterdrücken, die grösser als. 0,5 Atm. sind, die Aufladedrücke mit dem Unterdruck nicht mehr anwachsen. Diese Erscheinung ist dadurch erklärlich, dass die Gasgeschwin digkeiten im Saugrohr die Schallgeschwindig keit nicht übersteigen können. Mit Rücksicht hierauf ist das Diagramm nach Fig. 2 vorteilhafter. In demselben werden am Anfang des Saughubes durch die Einlasssteuerung in dein Zylinder so grosse Gasmengen eingeführt (Hubteil 6-7) dass die Expansion im Augenblick des erneuten Öffnens des Einlasses (Punkt 8) einen Unter druck ergibt, welcher nicht grösser als etwa 0,5 Atm. ist. Da nach Fig. 2 der Einlass im Punkte 6 öffnen und im Punkte 7 schliessen muss, um dann im Punkte 8 wieder geöffnet und im Punkte 9 geschlossen zu werden, und die Konstruktion einer solchen Steuerung Schwierigkeiten bereiten dürfte, so kann der Einlass auch so gesteuert verwendet werden, dass der Druckverlauf während des Saug hubes etwa der gestrichelten Linie 6-8 ent spricht. Der durch die Punkte 6-7-8--9 in Fig. 2 gezeichnete Druckverlauf kann bei grossen Motoren mit Leichtigkeit verwirk licht werden, indem das Ansaugen (6-7) durch im Zylinderdeckel angeordnete Ventile, und das Einlassen, sowie das Aufladen (8-9) durch besondere auf der Zylindermantelfläche angeordnete Einlassschlitze erfolgt, die durch den Kolben am Ende des Saughubes frei gelegt werden. In Fig. 3 ist das Indikatordiagramm eines mit der erfingungsgemäss dynamischen Ruf ladung arbeitenden Kompressors dargestellt. Der durch die Diagrammfläche 10-11-14 dargestellte Unterdruck ruft im Saugrohr eine Strömung der Gase hervor, welche sich ihrerseits in die durch die Diagrammfläche 12-13-14 dargestellte Aufladeärbeit ver wandelt. Der Einlass kann durch am Ende des Saughubes entblösste Schlitze oder durch ein gesteuertes Ventil erfolgen. Unter Kom pressoren werden hierbei allgemein alle Luft- und Gasverdichtungsvorrichtungen verstanden, also auch zum Beispiel Gebläse, Spülpumpen für Verbrennungsmotoren. Das Gas kann entweder der Atmosphäre oder aber einem Raume entnommen werden, in welchem ein vom Atmosphärendruck ver schiedener Druck herrscht, zum Beispiel bei vielstufigen Kompressoren. In diesem Falle wird unter "Unterdruck" der Unterschied der Drücke verstanden, welche einerseits im Zy linder, anderseits im Speiseraume herrschen. Ebenso ist der Begriff "Unterdruck" beim Aufladen von Motoren zu verstehen. Sowohl beim Aufladen von Motoren, als auch von Kompressoren ist der Saugleitungs- durchrnesser zweckmässig so gering, dass die Geschwindigkeiten in der Saugleitung über 100 m/Sek. ansteigen. Die Länge der Saugleitung ist von der Öffnungszeit der Steuerung und der Charak teristik ihres Offnens, sowie auch vom Ver hältnis des Querschnittes der Leitung zum Hubvolumen des Zylinders abhängig. Unter suchungen theoretischer und praktischer Art haben ergeben, dass das Saugleitungsvolumen zweckmässig grösser als 0,4 des Zylinderhub volumens ist. Unter Saugleitungsvolumen wird dabei das Volumen der Saugleitung zwischen ihrer Einmündung und dem den Einlass nach dem Zylinder steuernden Organe verstanden.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum dynamischen Aufladen von Kolbenmaschinen, die ein gasförmiges Medium ansaugen, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ansaugens im Zylinder zur energischen Beschleunigung der Gassäule in der Saugleitung ein Unterdruck erzeugt wird. UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeighnet, dass im Maschinenzylinder ein Unterdruck während des Ansaugens gegen über dem das Gas liefernden Raume erzeugt wird, welcher höher als 0,15 % des Ansaug druckes ist, so dass die Gasgeschwindigkeiten in der Saugleitung mehr als 100 in/Sek. be tragen.PATENTANSPRUCH II: Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gasgeschwindigkeit in der Saugleitung auf über 100 in/Sek. ansteigt und das Volumen der Saugleitung mehr als 0,4 des Zylinderhubvolumens beträgt..
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE67470X | 1933-11-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH172818A true CH172818A (de) | 1934-10-31 |
Family
ID=1799395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH172818D CH172818A (de) | 1933-11-18 | 1933-12-15 | Verfahren und Einrichtung zum dynamischen Aufladen von Kolbenmaschinen, die ein gasförmiges Medium ansaugen. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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NL (1) | NL36868C (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1039306B (de) * | 1955-03-29 | 1958-09-18 | Franz Saul | Viertaktbrennkraftmaschine mit innerer Gemischbildung und Fremdzuendung |
DE1111882B (de) * | 1956-08-08 | 1961-07-27 | S O B E M Soc De Brevets Et D | Brennkraftmaschine mit Aufladegeblaese und Ladeluftkuehler |
DE1231060B (de) * | 1963-02-21 | 1966-12-22 | Daimler Benz Ag | Saugrohranlage fuer Einspritz-Brennkraftmaschinen in Reihenbauart |
US4691670A (en) * | 1983-10-26 | 1987-09-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Installation for the control of the charging cycle in internal combustion engines |
-
1933
- 1933-11-20 NL NL67470A patent/NL36868C/xx active
- 1933-12-15 CH CH172818D patent/CH172818A/de unknown
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1039306B (de) * | 1955-03-29 | 1958-09-18 | Franz Saul | Viertaktbrennkraftmaschine mit innerer Gemischbildung und Fremdzuendung |
DE1111882B (de) * | 1956-08-08 | 1961-07-27 | S O B E M Soc De Brevets Et D | Brennkraftmaschine mit Aufladegeblaese und Ladeluftkuehler |
DE1231060B (de) * | 1963-02-21 | 1966-12-22 | Daimler Benz Ag | Saugrohranlage fuer Einspritz-Brennkraftmaschinen in Reihenbauart |
US4691670A (en) * | 1983-10-26 | 1987-09-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Installation for the control of the charging cycle in internal combustion engines |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL36868C (de) | 1935-10-16 |
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