Einrichtung zur Regelung der Kompression bei mit Vorkompression und Selbstzündung arbeitenden Verbrennungsmotoren, bei welchen die Verbrennungsgase nach dem Verlassen des Verbrennungszylinders noch als Treibmittel wirken. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Kompression bei mit Vorkompression und Selbstzündung arbeitenden Verbrennungsmotoren, bei wel- ehen die Verbrennungsgase nach dem Ver lassen des Verbrennungszylinders, gegebenen falls nach Mischung mit mittelst einer- Pum penvorrichtung verdichteter Luft, noch als Treibmittel wirken.
Die Erfindung bezieht sich sowohl auf Zweitakt-. als auch auf Viertaktmotoren und kann mit Vorteil bei nach dem Dieselprinzip arbeitenden Motoren Verwendung finden. Die Motorleistung kann ganz oder teilweise zur Verdichtung des Treibmittels heran gezogen werden, indem der Verbrennungs motor einen Kompressor antreibt.
Die Er findung ist nicht nur bei ausschliesslich als Gasgeneratoren arbeitenden Verbrennungs motoren, sondern auch bei solchen Motoren anwendbar, die mit einem oder mehreren Niederdruekzylindern oder Abgasturbinen zwecks weiterer Expansion der Verbren nungsgase versehen sind, wobei der Kom pressor für die Vorkompression auch von den Niederdruckzylindern oder der Abgasturbine angetrieben werden kann.
Bei derartigen Verbrennungsmotoren kön nen bei den verschiedenen Betriebsverhält nissen grössere Änderungen im Vorkompres- sionsdruck auftreten, was zur Folge hat, dass auch der Kompressionsdruck in den Motor zylindern sich ändert und bei hohem Vor kompressionsdruck zu hoch und bei geringem Vorkompressionsdruck, beispielsweise beim Anfahren des Motors, so gering sein kann, dass die Zündung nicht mehr gesichert ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, diesen Nachteil zu vermeiden. Die Regelungs einrichtung gemäss der Erfindung wird selbsttätig von einem von den Betriebsver hältnissen des Motors abhängigen Druck eines Mediums derart verstellt, dass bei geringem Druck des betreffenden Mediums ein Steuerorgan, das mit seinem Schliessen während des Kompressionshubes des Motors die Kompression einleitet, früher schliesst, so dass die Kompression im Motorzylinder während eines verhältnismässig grossen Teils des iiolbenhubm erfolgt. und dass bei höhe rem Druck das Organ später schliesst, so dass die Kompression während eines geringeren Teils des Kolbenhubes erfolgt.
In den beifolgenden Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Einrichtung zur Regelung der Kompression an einem Zweitakt-Dieselmotor veranschau licht. bei welchem der Schluss des Auslass- ventils die Kompression einleitet und die Abgase unter einem Druck von 4 bis 6 at auspuffen.
Fig. 1 zeigt im Schnitt in perspektivi scher Darstellung den Zylinderkopf eines Motorzylinders mit dem Auslassventil und dessen Steuerung; Fig. 2 zeigt dasselbe schematisch und Fig. 3 zeigt Indikatordiagramme.
Das Auslassventil 1 des Zylinders 5 wird jeweils von einem Schwingdaumen 3, der auf eine an der Ventilspindel angebrachte Rolle 4 einwirkt, entgegen der Wirkung der Schliessfeder 2 geöffnet. Der Daumen 3 erhält seine Bewegung von einer von der Motorwelle angetriebenen Welle 6, die eine Exzenterscheibe 7 trägt, deren Stange 8 mittelst eines Zapfens 9 mit einer an den Daumen 3 angelenkten Stange 10 in Ver bindung steht.
Die Exzenterstange 8 ist ungefähr in der Mitte mittelst eines Zap fens 11 mit zwei Stangen 12 verbunden, die mittelst eines Zapfens 14 an zwei Arme 13 aasgelenkt sind, die auf in derselben Axe drehbar gelagerten Zapfen 15 sitzen. Der Zapfen 14 ist durch eine Stange 16 und mit- telst zweier auf einer Achse 19 sitzenden Hebel 17, 18 mit einem selbsttätigen Regler 20 verbunden, der den Zapfen 14 um die Zapfen 15 drehen kann.
Der Regler 20 besitzt zwei Kolben 21, 22, von denen der :eine, 21, federbelastet ist und der andere 22, mit Hilfe einer Leitung 23 unter dem Druck eines Mediums, zum Bei spiel der Abgase des Zylinders, der Vor kommpression oder unter dem Kompressions druck steht. In letzterem halle wird der Kom pressionsdruck von der Regeleinrichtung nicht ganz konstant gehalten, sondern ist beim An fahren etwas niedriger als im Betrieb. Die beiden Kolben sind mit dem Hebel 18 ver bunden.
Da ein Zweitaktmotor der genannten Art, bei dem die Verbrennungsgase den Verbren nungszylinder unter einem Überdruck ver lasen, zweckmässig -seinen Spülluftkompres- sor selbst antreibt, wird der Druck der Spül luft, der im Normalbetrieb etwas höher ist als der Druck der dem Verbrennungszylinder entströmenden Gase, besonders beim Anfah ren wesentlich niedriger, und um eine für die Selbstzündung genügende Kompression zu erhalten, muss das Auslassventil während des Kompressionshubes wesentlich früher schliessen als bei Normalbetrieb. Dies ist näher in Fig. 3 erläutert. in der 24 ein An lassindikatordiagramm zeigt.
Nach diesem Diagramm öffnet das Auslassventil im Punkt a und schliesst im Punkt b, wo die Kompression beginnen muss, damit der ge zeigte Kompressionsdruck erreicht wird. In dem für Normalbetrieb gezeichneten Dia gramm 25 ist die Kompressionslinie im we sentlichen die gleiche wie im Diagramm 24; wegen .des höheren Spülluftdruckes darf des halb die Kompression erst bedeutend später beginnen, damit der Kompressionsdruck un verändert erhalten bleibt. Das Auslassventil, das im Punkt d öffnet, schliesst in die-ein Falle erst im Punkt e.
Die den genannten Öffnungszeiten entsprechenden Kurbelwinkel sind in dem unter .den Diagrammen dar gestellten Kurbelkreis mit c beziehungsweise mit f bezeichnet. Von der im Diagramm 25 gestrichelten Fortsetzung der Kompressor- linie sind noch einige weitere, dazwischen liegenden Spülluftdrücken entsprechende Off- nungswinkel im Kurbelkreis gestrichelt an gedeutet.
Ferner ist im Kurbelkreis der Öff nungswinkel g des Einlassventils angegeben, (las immer zur selben Zeit öffnet, stets gleich lange offen bleibt und bei allen Betriebs verhältnissen vor dem Auslassventil schliesst, o dass das Auslassventil mit seinem Schlie ssen die Kompression einleitet.
Eine übersichtliche Darstellung der Wir kung des Reglers 20 auf den Öffnungs winkel des Auslassventils ist in Fig. 2 gezeigt, Die Bewegung des Zentrums der Exzenter bohrung in der Exzenterstange auf den Ex zenterkreis g ergibt in Verbindung mit der Führung des Zapfens 11 eine Bewegung des Zapfens 9, die mit Hilfe der Stange 10 auf den Daumen 3 übertragen wird. In der ge zeigten Lage des Zapfens 14 bewegt sich der Zapfen 11 auf dem Kreisbogen h, während der Zapfen 9 die Kurve i beschreibt, die dem für Normalbetrieb geeigneten Öffnungs winkel f entspricht.
Der Regler 20 verschiebt für das Anfahren den Zapfen 74 längs des Bogens j in die Lage 1c, so dass sich dann der Zapfen 11 längs des Bogens m bewegt und der Punkt 9 die Kurve 7a beschreibt. die dem Öffnungswinkel c entspricht.
Aus der Figur geht hervor, das infolge der Form und Anordnung des Daumens 3 die Stange 10 auf Zug beansprucht wird, wenn das i'entil geöffnet wird. Die Belastung der Stange erreicht während dieser Zeit ihren Höchstwert, weil nicht nur die durch die Ventilbeschleunigung verursachten Kräfte, sondern auch die Federspannung überwunden werden muss. Dass diese Kräfte, die eine be trächtliche Grösse annehmen können, nur Zug beanspruchungen in der Stange hervorrufen, ermöL^-lichi: eine leichte Stange 10.
Infolge der direkten Einwirkung des Daumens auf die Ventilspindel können .die an der Ventil beschleunigung teilnehmenden Massen klein gehalten werden, so dass eine wesentlich hö here Beschleunigung als sonst üblich zuge lassen werden kann, wodurch kurze Öff-. nun--s- und Schliesszeiten und .damit geringe Drosselungsverluste erhalten werden.
-Natürlich können die Stangen 12, 13 in ihrer Länge einstellbar sein. Die Ventile kön nen auch mit zwei um ein und .dieselbe Quer achse drehbaren Rollen 4 versehen sein, die auf den beiden Seiten der Ventilspindel an geordnet, die Betätigung der Ventile erleich tern. An Stelle von Ventilen können Schie ber verwendet werden.