Brennkraft-Flugkolbenmaschine mit mindestens einem durch Druckgas beaufschlagten Anlasskolben. Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraft - Flugkolbenmaschine mit min- destens einem durch Druckgas, z. B.
Luft, beaufschlagten Anlasskolben und besteht darin, dass die während jedes Hubes dem An lasskolben zugeführte Anlassgasmenge in Ab hängigkeit von der Endlage des vorangehen den Kompressionshubes des Brennkraft- kolbens bemessen wird.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt der Flugkolbenmaschine; Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Einzel heit in grösserem Massstab; Fig. 3 stellt ein Diagramm des Druck- verlaufes im Verdichterzylinder dar.
Der Kolben 1 im Brennkraftzylinder 2 treibt mit Hilfe der Kolbenstange 3 den Kol ben 4 des Verdichters 5 an. Durch die Lei tung 6 wird vom Verdichter Luft angesaugt und durch die Leitung 7 zu Verbrauchsstel len gefördert. Ein Teil der verdichteten Luft wird zweckmässig durch den Schlitz 8 zur Spülung in den Brennkraftzylinder 2 ein geführt. Die Abgase strömen durch den Schlitz 9, z.
B. in eine nichtgezeichnete Ent spannungsmaschine, welche die Energie der Abgase in mechanische Energie umsetzt. Zum Anlassen der Maschine ist ein Zylinder 10 angeordnet, in welchem der mit dem Verdich- terkolben 4 zu einem Stufenkolben vereinigte Kolben 11 beispielsweise durch Druckluft be- aufschlagt werden kann.
Die Druckluft wird durch die Leitung 12 einem Gehäuse 13 eines Schieberkolbens 57 zugeleitet und nach der Arbeitsleistung durch die Leitung 14 wieder abgeleitet. .
Die Steuerung und Regelung der Druck luft während des Anlassvorganges wird vom Hebel 15 abgeleitet, der am einen Ende 16 gelagert ist und nahe am andern Ende durch das Gelenk 17 mit der Kolbenstange 3 der Flugkolbenmaschine verbunden ist.
Am Hebel 15 greifen die Stangen 18-23 an. Die Stange 18 beeinflusst das Ventil 24 (Fig. 2) im Ventilgehäuse 25. Die Stangen 19 und 20 treiben je einen Kolben 26 bezw. 27 der Pumpen 28 bezw. 29 an. Die Stange 21 bewegt den Schieber 30 im Gehäuse 31 und die Stange 22 den Schieber 32 im Ge häuse 33. Endlich wirkt die Stange 23 durch Vermittlung der Schleppkupplung 34 auf den Schieber 35, der sich im Gehäuse 31 bewegt.
Im Zylinder 36 befinden sich zwei Kol ben 37 und 38, von denen der eine Kolben 37 in die Bohrung des als Bremse ausgebil deten Kolbens 38 hineinpasst. Der Kolben 37 steht über eine Stange 39, einen Winkelhebel 40 und eine Stange 41 mit dem im Ventil gehäuse 42 befindlichen Ventil 43 (Fig. 2) in mechanischer Verbindung.
Die Pumpen 28 und 29 saugen durch die Leitungen 44 bezw. 45 z. B. 01 aus der an den Behälter 46 angeschlossenen Falleitung 47 und fördern es hernach durch die Leitungen 48 und 49 nach dem Zylinder 36. Das durch die Leitung 48 strömende 01 beaufschlagt den Kolben 38 und das durch die Leitung 49 strömende 01 den Kolben 37. Die in den Zylinder 36 hineingeführte Ölmenge wird von den in den Gehäusen 31 bezw. 33 be weglichen Schiebern bestimmt.
Die Leitung 48 ist durch die Leitung 50 mit dem Schie- bergehäuse 31 und die Leitung 49 über die Leitung 51 mit dem Gehäuse 33 verbunden. An der Leitung 49 ist ausserdem noch ein Sicherheitsventil 52 angebracht, aus welchem (las Ablauföl zusammen mit dem im Zylin der 36 anfallenden Lecköl durch die Lei tung 53 in die Leitung 47 und den Flüssig keitsbehälter 46 zurückgelangt. Durch die Leitungen 54 und 55 gelangt auch das Ab lauföl aus den Schiebergebäusen 31 bezw. 33 wieder in die Leitung 47 und den Flüssig keitsbehälter 46 zurück.
Zur Zeit des Verdichtungshubes des Brennkraftkolbens 1 bezw. des Saughubes des Verdichterkolbens 4 schiebt der Pumpen kolben 26 - nachdem er den den Zylinder 28 mit der Leitung 47 verbindenden Kanal 67 abgeschlossen hat - Steueröl nach dem Zylinder 36,
während der Pumpenkolben \? 7 01 ans dem Behälter 46 ansaugt. Zur Zeit des Entspannungshubes des Brennkraft- kolbens 1 bezw. .des Verdichtungshubes des Verdichterkolbens 4 saugt der Pumpenkolben 26 01 aus dem Behälter 46, während der Pumpenkolben 2 7 01 nach dem Zylinder 36 drückt.
Während des ersten Teils der Aufwärts bewegung des Hebels 15 ist der Zylinder 28 mit der Leitung 4 7 in Verbindung. Während eines anschliessenden Teils der Aufwärts- bewebung des Hebels 15 steht die Leitung 48 über die Leitung 50 und die Schieber 35 und 30 mit der Ablaufleitung 54 in Verbindung.
Während diesen Teilen der Aufwärtsbewe gung des Hebels 15 kann somit das durch die Pumpe 28 geförderte 01 in den Behälter 46 zurückströmen. Erst nenn der Schieber 35 den Durchlass verschliesst, wird der Kolben 38 entgegen der Feder 56 bis zur obern Be- wegimgsumkehr des Hebels 15 und des Kol bens 1 nach unten getrieben.
Bei der darauffolgenden Abwärtsbewe- 0-ung des Hebels 15 ist der Ausfluss aus der Leitung 48 nach dem Behälter 46 verschlos sen, da der Schieber 35 durch die Schlepp kupplung erst wieder nach untren gezogen wird, nachdem der Schieber 30 den Durch fluss schon abgeschlossen hat. Der Kolben 27 drückt bei der Abwärtsbewegung des Hebels 15 Steueröl unter den Kolben 37, so dass die ser angehoben wird, bis er in dem nach @h@ass- gabe der Lage der Hubumkehr des Kolbens 1 vorgeschobenen Bremsl.#:olben 38 zum Still stand kommt.
Dann steigt der Druck in der Leitung 49, bis das Sicherheitsventil 52 öffnet, so dass das weiter noch geförderte Öl in die Ablaufleitung 53 gelangen kann. Die Endstellung des Kolbens 37, in welcher er nunmehr verharrt und damit des Gestänges 39, 40, 41 ist somit eine Funktion der Lage des obern Hubumkehrpnnktes des Kolbens 1. Nach der untern Hubumkehr wird der Durch fluss aus der Leitung 51 in die Leitung 55 in der Nähe der obern Grenzlage durch den Schieber 32 freigegeben, so dass der Kolben 3 7 wieder in seine untere Ausgangsstellung sinken kann.
Wenn die Kolben 1 und 11 nach der untern Hubumkehr wieder die Aufwärts bewegung beginnen, können weder die Kol ben 38 und 37 noch das Gestänge 39, 41 verschoben werden, weil dann der Pumpen zylinder 28 über den Kanal 67 mit der Lei tung 47 in Verbindung steht. Nach M ass- gabe der Endstellung der Stange 41 wird die Bewegung des Anlass-Steüerschiebers 57 im Gehäuse 13 geregelt.
Sobald, kurz vor dem untern Umkehrpunkt des Brennkraftkolbens 1, die Stange 18 das Ventil 24 von seinem Sitz abhebt, kann aus der Leitung 12 durch die Leitung 58 (Fig. 2) Druckluft in .die Leitung 59 und in den Raum 60 gelangen. Dadurch wird der Schieber 57 nach links ver schoben, so dass aus der Leitung 12 durch den Raum 61 Druckluft in den Raum 62 und durch den Kanal 63 in den Anlasszylinder 10 gelangen kann. Diese Luft schiebt den Kolben 11 und mit ihm auch die Kolben 1 und 4 nach oben. Die Stange 18 gibt das Ventil 24 dann wieder frei, und der Durch gang aus der Leitung 58 nach der Leitung 59 wird wieder geschlossen.
Nach Massgabe der Öffnung des Ventils 43, die durch das Gestänge 41 entsprechend der Lage des obern Hubumkehrpunktes des Kolbens 1 geregelt wird, kann jetzt je nach der Ventilstellung die Luft etwas rascher oder weniger rasch aus dem Raum 60 durch die Leitungen 59 und 64 in die Abströmleitung 65 gelangen. Sobald der Luftdruck im Raum 60 genügend gesunken ist, wird durch den in den Räumen 61 und 62 auf eine Differenz-Ringfläche wir kenden Luftdruck der Kolben 57 wieder lang sam nach rechts verschoben.
Dann wird zu nächst die Zufuhr von Luft aus der Leitung 12 in den Zylinder 10 unterbrochen, und nachdem der Schieber 57 genügend weit nach rechts gelangt ist, wird er eine Verbindung zwischen den Räumen 62 und 66 freigeben, so dass die Luft aus dem Zylinder 10 in die Abströmleitung 14 gelangen kann. Die Fül lung, die der Zylinder 10 bei jedem der auf einanderfolgenden Anlasshübe erhält, ist da mit eine Funktion der Stellung des Ventils 43.
Da aber die Stellung des Ventils 43 wie- derum abhängig ist von der obern Endstel- lung des Flugkolbens 1, 4, 11, ist die bei jedem einzelnen Anlasshub dem Kolben 11 zu geführte Anlassenergie von der obern Endstel- lung des Flugkolbens beim vorangehenden Hub abhängig.
Im Druckvolumendiagramm nach Fig. 3 des Verdichterzylinders 5 sind die Punkte A-E bezeichnet, die den Punkten A-E des in Fig. 1 bezeichneten Weges des Gelen kes 17 entsprechen. Durch die beschriebene Steuerung versperrt der Schieber 35 den Durchtritt von Steueröl von<I>A</I> über<I>B</I> bis C, während der Schieber 30 den Durchfluss von C über D bis kurz nach E absperrt.
Der Durchfluss für das Steueröl aus der Leitung 50 nach der Leitung 54 ist also nur kurz nach E bis A geöffnet. Während der Üff- nungszeit der beiden Schieber 35 und 30 geht der Kolben 38 in die obere Endlage zurück und wird dann während der Zeit A-B in die dem obern Hubende des Flugkolbens 1 ent sprechende Regulierlage verschoben.
Durch die beschriebene Steuervorrichtung wird .die Menge der Anlassluft, die während jedes Hubes dem Anlasskolben zugeführt wird, in Abhängigkeit von der Endlage des vorangehenden Kompressionshubes des Brenn- kraftkolbens bemessen. Gelangt nämlich der Brennkraftkolben 1 in eine sehr hohe End- stellung, so wurde offenbar zu viel Anlass- luft zugeführt.
Die hohe Endlage des Brenn kraftkolbens verursacht, .dass durch die Pumpe 28 mehr Steueröl in den Zylinder 36 geführt wird. Der Kolben 38 wird somit tiefer nach unten gedrückt. Dadurch kann aber der Kolben 37 weniger hoch hinauf getrieben werden und der Drosselquerschnitt des Ventils 43 wird grösser eingestellt, so da.ss aus dem Raum 60 die Steuerluft rascher abströmen kann.
Der Schieberkolben 57 wird rascher wieder nach rechts gerückt und die Zufuhr von Anlassluft rascher unterbrochen und der Auslass der Luft früher eröffnet. Es wird somit für den Fall, dass der Brenn- kraftkolben am Ende des Kompressionshubes in eine zu hohe Lage geraten ist, beim nach- folgenden Kompressionshub dem Anlass- kolben 11 weniger Anlassluft zugeführt.
Gelangt am Ende des Kompressionshubes der Brennkraftkolben 1 nur in eine niedrige Lage, so wird durch die Pumpe 28 weniger Steuerflüssigkeit in den Zylinder 36 geför dert. Der Kolben 38 bleibt in einer höheren Lage, so dass der Kolben 37 ebenfalls erst in einer höheren Lage abgebremst wird. Da durch stellt das Ventil 43 einen geringeren Drosselquerschnitt ein, so dass die Luft aus dem Raum 60 nur langsam abströmen kann. Der Schieberkolben 57 gelangt langsamer in seine Stellung rechts.
Der Anlasszylinder 10 erhält damit mehr Anlassluft. Wenn also am Ende eines Kompressionshubes der Brenn- liraftkolben schon in einer zu tiefen Lage den Hub wechselt. so wird beim darauffolgenden Anlasshub mehr Anlassluft zugeführt.
Internal combustion flying piston machine with at least one starting piston acted upon by pressurized gas. The invention relates to an internal combustion - flying piston engine with at least one pressurized gas, e.g. B.
Air, acted upon the starting piston and consists in the fact that the amount of starting gas supplied to the starting piston during each stroke is measured as a function of the end position of the previous compression stroke of the internal combustion piston.
An example of the subject matter of the invention is shown in simplified form on the drawing. 1 shows a schematic section of the flying piston machine; Fig. 2 is a section through a single unit on a larger scale; 3 shows a diagram of the pressure profile in the compressor cylinder.
The piston 1 in the internal combustion cylinder 2 drives the piston 4 of the compressor 5 with the aid of the piston rod 3. Through the Lei device 6 air is sucked in by the compressor and promoted through the line 7 to consumption points. A portion of the compressed air is expediently passed through the slot 8 for flushing into the internal combustion cylinder 2. The exhaust gases flow through the slot 9, e.g.
B. in a not shown Ent voltage machine, which converts the energy of the exhaust gases into mechanical energy. To start the machine, a cylinder 10 is arranged, in which the piston 11 combined with the compressor piston 4 to form a stepped piston can be acted upon by compressed air, for example.
The compressed air is fed through the line 12 to a housing 13 of a slide piston 57 and is diverted again through the line 14 after the work. .
The control and regulation of the compressed air during the starting process is derived from the lever 15, which is mounted at one end 16 and is connected close to the other end by the joint 17 with the piston rod 3 of the flying piston machine.
The rods 18-23 engage the lever 15. The rod 18 influences the valve 24 (FIG. 2) in the valve housing 25. The rods 19 and 20 each drive a piston 26, respectively. 27 of the pumps 28 respectively. 29 at. The rod 21 moves the slide 30 in the housing 31 and the rod 22 moves the slide 32 in the housing 33. Finally, the rod 23 acts on the slide 35, which moves in the housing 31, through the intermediary of the towing coupling 34.
In the cylinder 36 there are two Kol ben 37 and 38, of which one piston 37 fits into the bore of the piston 38 designed as a brake. The piston 37 is mechanically connected via a rod 39, an angle lever 40 and a rod 41 to the valve 43 located in the valve housing 42 (FIG. 2).
The pumps 28 and 29 suck through the lines 44 respectively. 45 z. B. 01 from the downpipe 47 connected to the container 46 and then convey it through the lines 48 and 49 to the cylinder 36. The 01 flowing through the line 48 acts on the piston 38 and the 01 flowing through the line 49 acts on the piston 37. The amount of oil introduced into the cylinder 36 is of the respectively in the housings 31. 33 movable slides determined.
The line 48 is connected to the slide valve housing 31 via the line 50 and the line 49 to the housing 33 via the line 51. A safety valve 52 is also attached to the line 49, from which the drainage oil, together with the leakage oil accumulating in the cylinder 36, returns through the line 53 into the line 47 and the liquid container 46. The lines 54 and 55 also pass the drain oil from the valve housings 31 and 33 back into the line 47 and the liquid container 46.
At the time of the compression stroke of the internal combustion piston 1 respectively. the suction stroke of the compressor piston 4 pushes the pump piston 26 - after it has closed the channel 67 connecting the cylinder 28 with the line 47 - control oil to the cylinder 36,
while the pump piston \? 7 01 ans the container 46 sucks. At the time of the relaxation stroke of the internal combustion piston 1 respectively. During the compression stroke of the compressor piston 4, the pump piston 26 01 sucks out of the container 46, while the pump piston 2 7 01 pushes towards the cylinder 36.
During the first part of the upward movement of the lever 15, the cylinder 28 is in communication with the conduit 47. During a subsequent part of the upward movement of the lever 15, the line 48 is connected to the drain line 54 via the line 50 and the slides 35 and 30.
During these parts of the upward movement of the lever 15, the oil conveyed by the pump 28 can thus flow back into the container 46. Only when the slide 35 closes the passage is the piston 38 driven downward against the spring 56 until the upper movement reversal of the lever 15 and the piston 1 is reached.
During the subsequent downward movement of the lever 15, the outflow from the line 48 to the container 46 is closed, since the slide 35 is only pulled downwards by the towing coupling after the slide 30 has already completed the flow . During the downward movement of the lever 15, the piston 27 presses control oil under the piston 37, so that the water is raised until it comes to a standstill in the brake oil 38 which is advanced after the position of the stroke reversal of the piston 1 stand comes.
Then the pressure in the line 49 rises until the safety valve 52 opens so that the oil that is still being pumped can reach the drain line 53. The end position of the piston 37, in which it now remains and thus the linkage 39, 40, 41 is a function of the position of the upper stroke reversal point of the piston 1. After the lower stroke reversal, the flow from the line 51 into the line 55 in the vicinity of the upper limit position released by the slide 32 so that the piston 3 7 can sink back into its lower starting position.
When the pistons 1 and 11 begin the upward movement again after the lower stroke reversal, neither the Kol ben 38 and 37 nor the linkage 39, 41 can be moved, because then the pump cylinder 28 via the channel 67 with the device 47 in connection stands. After the end position of the rod 41 has been determined, the movement of the starter control slide 57 in the housing 13 is regulated.
As soon as, shortly before the lower turning point of the internal combustion piston 1, the rod 18 lifts the valve 24 from its seat, compressed air can pass from the line 12 through the line 58 (FIG. 2) into the line 59 and into the space 60. As a result, the slide 57 is pushed to the left, so that compressed air can pass from the line 12 through the space 61 into the space 62 and through the channel 63 into the starting cylinder 10. This air pushes the piston 11 and with it also the pistons 1 and 4 upwards. The rod 18 then releases the valve 24 again, and the passage from the line 58 to the line 59 is closed again.
Depending on the opening of the valve 43, which is regulated by the rod 41 according to the position of the upper stroke reversal point of the piston 1, the air can now, depending on the valve position, a little faster or less quickly from the space 60 through the lines 59 and 64 into the Reach outflow line 65. As soon as the air pressure in the room 60 has dropped sufficiently, the piston 57 is slowly shifted to the right again by the air pressure in the rooms 61 and 62 on a differential ring area.
Then the supply of air from the line 12 into the cylinder 10 is first interrupted, and after the slide 57 has moved far enough to the right, it will open a connection between the spaces 62 and 66, so that the air from the cylinder 10 can get into the discharge line 14. The filling that the cylinder 10 receives with each of the successive starting strokes is a function of the position of the valve 43.
However, since the position of the valve 43 is in turn dependent on the upper end position of the flying piston 1, 4, 11, the starting energy supplied to the piston 11 during each individual starting stroke is dependent on the upper end position of the flying piston during the preceding stroke .
In the pressure volume diagram of Fig. 3 of the compressor cylinder 5, the points A-E are designated, which correspond to the points A-E of the path of the gel 17 shown in FIG. As a result of the control described, the slide 35 blocks the passage of control oil from <I> A </I> via <I> B </I> to C, while the slide 30 blocks the flow from C via D to shortly after E.
The flow for the control oil from line 50 to line 54 is therefore only open shortly after E to A. During the opening time of the two slides 35 and 30, the piston 38 goes back into the upper end position and is then shifted into the regulating position corresponding to the upper end of the stroke of the flying piston 1 during the time A-B.
The control device described measures the amount of starting air which is supplied to the starting piston during each stroke as a function of the end position of the preceding compression stroke of the internal combustion piston. If the internal combustion piston 1 reaches a very high end position, then obviously too much starting air has been supplied.
The high end position of the internal combustion piston causes. That more control oil is fed into the cylinder 36 by the pump 28. The piston 38 is thus pressed down further. As a result, however, the piston 37 can be driven up less and the throttle cross-section of the valve 43 is set larger, so that the control air can flow out of the space 60 more quickly.
The slide piston 57 is moved more quickly to the right again and the supply of starting air is interrupted more quickly and the air outlet is opened earlier. In the event that the internal combustion piston has reached a position that is too high at the end of the compression stroke, less starting air is supplied to the starting piston 11 during the subsequent compression stroke.
If at the end of the compression stroke the internal combustion piston 1 is only in a low position, then less control fluid is fed into the cylinder 36 by the pump 28. The piston 38 remains in a higher position, so that the piston 37 is also only braked in a higher position. Since the valve 43 sets a smaller throttle cross-section, so that the air can only slowly flow out of the space 60. The slide piston 57 reaches its right position more slowly.
The starting cylinder 10 thus receives more starting air. So if at the end of a compression stroke the fuel piston changes its stroke in a position that is too low. in this way, more starting air is supplied on the next starting stroke.