Brennkraft-Freikolbenkompressor. Bei Brennkraft-Freikolbenkompressoren ist die Hubendlage der Kolben im Gegen satz zu der Endlage der Kolben von Kurbel maschinen nicht begrenzt. Sie wird durch den Druck im Kompressor beeinflusst. Um zu verhindern, dass die Kolbenausschläge, wenn der Gegendruck des Kompressors klein ist, infolge eines niedrigen Förder- druckes des Kompressors zu gross würden, und die Gefahr einer Beschädigung bestände.
wird gemäss der Erfindung durch eine in Ab hängigkeit vom Förderdruck des Kompres- sors oder einem mit dem Förderdruck zu sammenhängenden Druck arbeitende Vor richtung die Leistungsregelungsvolrichtung die die Brennstoffzufuhr zum Brennkraft- kompressor von einer Kleinst- bis zu einer Höchstmenge regelt, so beeinflusst, dass bei geringeren Förderdrücken als dem maxima len Förderdruck des Kompressors die durch die Leistungsregelung einstellbare Höchst menge des zuzuführenden Brennstoffes ver ringert wird.
Vorteilhafterweise weist die genannte Vorrichtung einen den Hub eines die Brennstoffzufuhr regelnden Organes be grenzenden Anschlag auf, der in Abhängig keit vom Förderdruck verstellt wird.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung schematisch darge stellt.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines Br ennkraft-Freikolbenkompressors; Fig. 2 die Brennstoffpumpe mit dem den Hub des Regelorganes begrenzenden An schlag in einer Endlage, und Fig. 3 mit dem Anschlag in der andern Endlage.
Im Brennkraft-Freikolbenkompressor 1 ist mit dem Brennkraftzylinder 2 und den doppeltwirkenden Kompressorzylindern 3, 4 arbeiten die Freikolben 5, 7 und 8, 9. Der Brennkraftzylinder 2 hat Einlassschlitze 10 für die Luft, Auslassschlitze 12 für die Ab gase und ein vom Brennstoff selbst geöff netes Einspritzventil 13, das an die Brenn stoffleitung 18 angeschlossen ist.
Die Kom- pressorzylinder 3, 4 sind mit Saugventilen 14 und Druckventilen 15 versehen. Die innern Arbeitsräume der Kompressorzylinder 3, 4 sind an den Behälter 16 angeschlossen, von dem aus die Luft den Einlassschlitzen 10 zugeführt wird. Die äussern Arbeitsräume der Kompressorzylinder 3, 4 sind mit der Druckleitung 17 verbunden, die zur Ver brauchsstelle, z. B. eine Gasturbine, führt.
Von der Druckleitung 17 zweigt die Leitung 19 ab. Die Anordnung kann auch so ge troffen werden, dass auch die Energie der Abgase des Brennkraftzylinders in ,einer Gasturbine oder in einem Abgaskessel ver wendet wird.
Die Brennstoffpumpe 20 in Fig. 2 hat einen Kolben 21, der vom Schwingnocken 22 angetrieben wird. Der Kolben 21 saugt den Brennstoff durch das Saugventil 23 an und drückt ihn durch das Druckventil 24 in die Brennstoffleitung 18, die zum Einspritz- ventil 13 (Fix. 1) führt.
Zur Regelung der Brennstoffzufuhr zum Ventil 13 dient das Überströmventil 25, das mittelst Stempel 26, Hebel 27, Lenker 28 und Hebel 29 vom Nocken 22 der Brennstoffpumpe betätigt wird. Mittelst der Welle 30 kann der Dreh punkt des Hebels 27, der Exzenter 31, zum frühere oder spätere Öffnen des Überström- ventils 25 verstellt werden. Die Welle 30 hat noch einen Hebel 32, der mit dem Regler 33 verbunden ist. Der Regler 33 wird auf eine weiter nicht dargestellte Weise, z. B.
vom Synchronisiergestänge der Freikolben 5, 7 und 8, 9 über ein Schaltrad in Abhängig keit von der minutlichen Hubzahl der Frei kolben gedreht, so dass sich seine Fliehge wicht,- entsprechend der spezifischen Hub zahl des Brennkraft-Freikolbenkompressors einstellen. Im Gestänge 34 zwischen dem Hebel 32 und dem Regler 33 ist eine kraft schlüssige Kupplung, die aus dem Zylinder 35, dem Kolben 36 und der Feder 37 besteht, eingeschaltet.
Der den Hub des die Brenn stoffzufuhr regelnden Organes 25 begren zende Anschlag 38, mit dem der Hebel 32 zusammenarbeitet, dreht sich um die Achse 39 und wird vom Kolben 40 im Zylinder 41, der mittelst der Leitung 19 an die Druck leitung 17 (Fix. 1) angeschlossen ist, ver- stellt, so dass unter dem Einfluss des Förder- druckes der Kompressoren die Einstellung der Brennstoffzufuhr nach oben, das heisst also nach dem Maximum, begrenzt wird.
Die Wirkungsweise ist die folgende: Beim Aufwärtsgehen des Kolbens 21 nimmt der Hebel 29 den Lenker 28 und den Hebel 27 mit dem Stempel 26 mit. Der Hebel 27 dreht sich um den Exzenter 31. Der Kol ben 21 fördert bei dem Einwärtshub so lange, bis der Stempel 26 auf den Schaft des Überströmventils 25 stösst und dieses Ventil 25 öffnet, so dass der Druck im Pumpenraum auf atmosphärischen Druck abfällt.
Bei grosser Belastung befinden sich die Welle 30 und der Hebel 32 in der Stellung I, in wel cher wegen des gesenkten Drehpunktes des Hebels 27, der Stempel 26, das Ventil 25 erst später aufstösst und grosse Füllungen gibt.
Dabei steht der Anschlag 38 in der Stellung IIl, da infolge des hohen Förder- druckes des Kompressors in der Druckleitung 17 der Kolben 40 stark belastet wird und dadurch der Kolben 40 bei ganz zusammen- gedrückter Feder 42 in der linken Endstel- lung sich befindet, und lässt dem Hebel 32 volle Freiheit in die Stellung 1 hinunter zu gehen.
Wird der Förderdruck ,des Kompres sors geringer, so verschiebt die Feder 42 den Kolben 40 nach rechts. Der Anschlag 38 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn, so dass der Hebel 32 vor dem Erreichen der Stellung I zum Anschlag kommt und die Einstellung der Brennstoffzufuhr nach oben, das heisst das einzustellende Maximum der Brennstoffzufuhr immer mehr herabgesetzt wird.
In Fig. 3 ist der Kolben 40 in der rech ten Endstellung. Der Hebel 32 kann nur noch bis zur Stellung 11 vom Regler 33 hinunter gedrückt werden, dagegen kann aber immer im Leerlauf die Brennstoffüllung auf Leerlauffüllung verkleinert werden, in dem ,der Hebel 32 in die Stellung V gebracht wird. Bei grosser Last wird nunmehr im Gestänge 34 der Kolben 36 die Feder 37 zusammenpressen. Der Anschlag 38 kann ausser dem Kolben 40 auch noch eine Handeinstellung auf weisen, indem z.
B. der Anschlag 38 nicht tarr mit der Kolbenstange des Kolbens 40 verbunden ist, sondern zwischen der Kolben stange und dem untern Hebelende eine Druckfeder eingeschaltet wird. Wenn daher das untere Ende in seiner Bewegung nach links mit einer von Hand einstellbaren Sperre begrenzt wird, so kann beim weitern Verschieben -des Kolbens 40 nach links der Anschlag 38 nicht weiter gedreht werden und die maximale Einstellung der Füllung ist mittelst der Handeinstellung begrenzt.
An Stelle !der Betätigung des Anschlages 38 in Abhängigkeit vom Förderdruck kann der Zylinder 41 anstatt an die Förderleitung der Kompressoren, an die Treibgasleitung der den Brennkraft-Freikolbenkompressoren nachgeschalteten Gasturbine angeschlossen sein, so dass der Anschlag 38 alsdann unter dem Einfluss eines mit dem Förderdruck des Kompressors zusammenhängenden Druckes verstellt wird.
Es kann auch die Brennstoff zufuhr in Abhängigkeit von dem Druck in den Kompressorräumen, die an den Brenn- kraftzylinder angeschlossen sind, begrenzt werden, insbesondere dann, wenn,die äussern Arbeitsräume des Kompressors mit dem Brennkraftzylinder verbunden sind.
Im Gegensatz zu der bekannten Brenn stoffregelung für Brennkraftmaschinen mit Aufladeverdichter und einer die Brennstoff zufuhr zur Brennkraftmaschine entsprechend der Verdichterleistung regelnden Einrich tung, bei der ausser dieser Regelungsvorrich tung noch eine zweite Regelungsvorrichtung vorhanden ist, welche für jeden Betriebszu- stand des Aufladeverdichters eine Brenn stoffmenge bis zu einer bestimmten Höchst menge einstellen lässt,
ergibt sich durch die Steuerung der Brennstoffzufuhr bei Brenn kraft-Freikolbenkompressoren mittelst einer in Abhängigkeit vom Förderdruck des Kom- pressors oder einem mit dem Förderdruck zusammenhängenden Druck arbeitenden Vor- richtung der Vorteil, dass das störungsfreie Arbeiten der Freikolben gewährleistet wird und die Freikolben nicht zu Schaden kom men, indem auch dann,
selbst wenn im Brennkraftzylinder des Brennkraftkompres- sors mit Aufladung gearbeitet würde und der Gegendruck in den Kompressorzylindern abnimmt, die Höchstmenge, biss zu welcher die Brennstoffzufuhr zum Brennkraftzylin- der des Brennkraftkompressors eingestellt werden kann, je nach den Umständen ver ringert werden muss.
Internal combustion free piston compressor. In internal combustion free-piston compressors, the stroke end position of the piston is not limited in contrast to the end position of the pistons of crank machines. It is influenced by the pressure in the compressor. In order to prevent the piston deflections, if the counter pressure of the compressor is small, from becoming too great as a result of a low delivery pressure of the compressor, and there is a risk of damage.
According to the invention, the power control device, which regulates the fuel supply to the internal combustion compressor from a minimum to a maximum amount, is influenced by a device that works in dependence on the delivery pressure of the compressor or a pressure related to the delivery pressure so that at lower delivery pressures than the maxima len delivery pressure of the compressor, the maximum amount of fuel to be supplied that can be set by the power control is reduced.
Advantageously, said device has a stroke of an organ regulating the fuel supply be limiting stop which is adjusted as a function of the delivery pressure.
In the drawing, an embodiment example of the invention is schematically Darge provides.
Fig. 1 shows the longitudinal section of an internal combustion free piston compressor; Fig. 2 shows the fuel pump with the stroke of the control member limiting the stop in one end position, and Fig. 3 with the stop in the other end position.
In the internal combustion free-piston compressor 1 is with the internal combustion cylinder 2 and the double-acting compressor cylinders 3, 4, the free pistons 5, 7 and 8, 9 work. The internal combustion cylinder 2 has inlet slots 10 for the air, outlet slots 12 for the gases from and one of the fuel itself geöff netes injection valve 13 which is connected to the fuel line 18.
The compressor cylinders 3, 4 are provided with suction valves 14 and pressure valves 15. The inner working spaces of the compressor cylinders 3, 4 are connected to the container 16, from which the air is fed to the inlet slots 10. The outer working spaces of the compressor cylinder 3, 4 are connected to the pressure line 17, the consumption point for Ver, z. B. a gas turbine leads.
Line 19 branches off from pressure line 17. The arrangement can also be made such that the energy of the exhaust gases from the internal combustion cylinder is also used in a gas turbine or in an exhaust gas boiler.
The fuel pump 20 in FIG. 2 has a piston 21 which is driven by the swing cam 22. The piston 21 sucks in the fuel through the suction valve 23 and presses it through the pressure valve 24 into the fuel line 18, which leads to the injection valve 13 (fix. 1).
The overflow valve 25 is used to regulate the fuel supply to valve 13, which is actuated by means of plunger 26, lever 27, handlebar 28 and lever 29 from cam 22 of the fuel pump. In the middle of the shaft 30, the point of rotation of the lever 27, the eccentric 31, can be adjusted for opening the overflow valve 25 earlier or later. The shaft 30 also has a lever 32 which is connected to the controller 33. The controller 33 is operated in a manner not shown, e.g. B.
from the synchronization linkage of the free pistons 5, 7 and 8, 9 via a ratchet wheel depending on the speed of the minute number of strokes of the free piston rotated so that its Fliehge weight, - set according to the specific number of strokes of the internal combustion free-piston compressor. In the linkage 34 between the lever 32 and the controller 33, a non-positive coupling, which consists of the cylinder 35, the piston 36 and the spring 37, is switched on.
The stop 38, with which the lever 32 cooperates, rotates around the axis 39 and is driven by the piston 40 in the cylinder 41, which by means of the line 19 to the pressure line 17 (Fix. 1) is connected, so that, under the influence of the delivery pressure of the compressors, the setting of the fuel supply is limited upwards, that is to say after the maximum.
The mode of operation is as follows: When the piston 21 moves upwards, the lever 29 takes the handlebar 28 and the lever 27 with the punch 26 with it. The lever 27 rotates around the eccentric 31. The piston 21 promotes on the inward stroke until the plunger 26 hits the shaft of the overflow valve 25 and this valve 25 opens so that the pressure in the pump chamber drops to atmospheric pressure.
When heavily loaded, the shaft 30 and the lever 32 are in position I, in wel cher because of the lowered pivot point of the lever 27, the plunger 26, the valve 25 only later opens and gives large fillings.
The stop 38 is in position III, since the piston 40 is heavily loaded due to the high delivery pressure of the compressor in the pressure line 17 and the piston 40 is in the left end position when the spring 42 is fully compressed. and allows the lever 32 full freedom to go down to position 1.
If the delivery pressure of the compressor is lower, the spring 42 moves the piston 40 to the right. The stop 38 rotates counterclockwise, so that the lever 32 comes to a stop before the position I is reached and the setting of the fuel supply upwards, that is to say the maximum fuel supply to be set, is reduced more and more.
In Fig. 3, the piston 40 is in the right end position. The lever 32 can only be pushed down by the controller 33 to position 11, but the fuel charge can always be reduced to the idle charge when idling by moving the lever 32 to the V position. When the load is high, the piston 36 in the linkage 34 now compresses the spring 37. The stop 38 can also have a manual adjustment in addition to the piston 40 by z.
B. the stop 38 is not tarr connected to the piston rod of the piston 40, but rod between the piston and the lower end of the lever, a compression spring is turned on. Therefore, if the movement of the lower end to the left is limited by a manually adjustable lock, the stop 38 cannot be turned any further when the piston 40 is moved to the left and the maximum setting of the filling is limited by means of the manual setting.
Instead of actuating the stop 38 as a function of the delivery pressure, the cylinder 41 can be connected to the propellant gas line of the gas turbine downstream of the internal combustion free-piston compressors, so that the stop 38 is then under the influence of a pressure equal to the delivery pressure of the compressor Compressor related pressure is adjusted.
The fuel supply can also be limited as a function of the pressure in the compressor chambers that are connected to the internal combustion cylinder, in particular when the outer working chambers of the compressor are connected to the internal combustion cylinder.
In contrast to the known fuel control for internal combustion engines with supercharging compressors and a device regulating the fuel supply to the internal combustion engine according to the compressor power, in which there is a second control device in addition to this regulating device, which for each operating state of the supercharging compressor a fuel amount up to can be adjusted to a certain maximum amount,
Controlling the fuel supply in internal combustion free piston compressors by means of a device that works depending on the delivery pressure of the compressor or a pressure related to the delivery pressure has the advantage that the free pistons work properly and the free pistons are not damaged come by also then
even if the internal combustion cylinder of the internal combustion compressor were to be supercharged and the back pressure in the compressor cylinders decreases, the maximum amount to which the fuel supply to the internal combustion cylinder of the internal combustion compressor can be adjusted must be reduced depending on the circumstances.