DE1047535B - Flugkolbentreibgaserzeuger - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugkolbentreibgaserzeuger mit einem nach dem Dieselprinzip und dem Zweitaktverfahren arbeitenden Brennkraftteil und einem Verdichterteil, der die Luft verdichtet, die ganz oder wenigstens zum größten Teil zur Speisung und Spülung des Brennkraftteiles dient. Die Gase, die aus den Auspuffschlitzen des letzten Teiles austreten und die aus einer Mischung von Verbrennungsgasen und überschüssiger Spülluft bestehen, bilden die von dem Treibgaserzeuger gelieferten Motorgase, die einen Verbraucher, d. h. eine Turbine antreiben.

Es ist bekannt, daß man die Leistung des Treibgaserzeugers sowohl in bezug auf die Menge als auch den Druck der Motorgase dem Bedarf des Verbrauchers innerhalb eines Belastungsbereichs, der sich von den mittleren Belastungen bis zu den Höchstbelastungen erstreckt, durch einfache Regelung der Brennstoffmenge anpassen kann, die dem Motorzylinder des Brennkraftteiles des Treibgaserzeugers zugeführt wird. Bei Leerlauf und schwachen Belastungen des Verbrauchers jedoch überschreitet die Minimalleistung der bekannten Treibgaserzeuger die Aufnahmefähigkeit des Verbrauchers derart, daß es erforderlich ist, den Überschuß der vom Treibgaserzeuger gelieferten Gase entweichen zu lassen.

Es ist weiterhin bekannt, Flugkolbentreibgaserzeuger durch entsprechende Regelung der die Rückführung der Flugkolben in ihre innere Totpunktstellung bewirkenden Energie derart auszubilden, daß das Gesamtverdichtungsverhältnis, das heißt das Verhältnis zwischen Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder und Einlaßdruck in den oder die Verdichterzylinder, in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine bzw. in Abhängigkeit vom Treibgasdruck sich derart verändert, daß dies Gesamtverdichtungsverhältnis mit steigender Belastung zunimmt und mit fallender Belastung abnimmt. In den üblichen Fällen, in denen der Einlaßdruck in den Verdichterzylinder praktisch konstant ist, führt diese Änderung des Gesamtverdichtungsverhältnisses zu einer Veränderung des Verdichtungsenddruckes im Brennkraftzylinder. Bisher hat man jedoch immer dafür gesorgt, daß auch bei niedrigstem Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder immer noch das Gesamtverdichtungsverhältnis bei einem dem Beharrungszustand entsprechenden Wärmezustand der Maschine eine zur Zündung und Verbrennung des eingespritzten Brennstoffs ausreichende Kompressionswärme entwickelte. Es mußte daher immer noch ein verhältnismäßig großer Überschuß der vom Treibgaserzeuger gelieferten Gase ins Freie ausgelassen werden, wenn der Treibgaserzeuger bei niedrigen Belastungen oder gar im Leerlauf arbeitete.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht Flugkolbentreibgaserzeuger

Anmelder:

Societe d'Etudes et de Participations Eau,

Gaz, Electricite, Energie S. A.,

Genf (Schweiz)

Vertreter: Dr. H. Wilcken, Patentanwalt,
Lübeck, Breite Str. 52/54

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 22. Juli 1954

Helge Horgen, Lyon, Rhone (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

darin, den Überschuß an Treibgasen und die damit verbundene Minderung des Wirkungsgrades des Flugkolbentreibgaserzeugers weitgehend, wenn nicht gar in manchen Fällen völlig auszuschalten. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß das Gesamtverdichtungsverhältnis bei niedriger Belastung oder beim Leerlauf der einen ihrem Beharrungszustand entsprechenden Wärmezustand besitzenden Maschine unter den Wert herabgesetzt, der an sich zur Erzeugung einer die Selbstzündung des Brennstoffs sicherstellenden Kompressionswärme nötig sein würde, und wird die zur Brennstoffzündung notwendige Temperatur bei den genannten Belastungszuständen durch eine zusätzliche, bei Dieselmaschinen bekannte Erwärmung der Speiseluft des Brennkraftzylinders sichergestellt.

Durch die genannte Herabsetzung des Gesamtverdichtunigsverhältnisses beim Leerlauf oder bei niedrigen Belastungen wird einerseits eine weitgehende Verkürzung der Kolbenhübe und andererseits gleichzeitig eine Verringerung der Hubzahl pro Zeiteinheit erreicht, wobei darauf hingewiesen sei, daß eine Eigenart der Freiflugkolbenmaschine darin besteht, daß ihre Hubzahl mit dem Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder zunimmt bzw. abnimmt. Es wird dadurch möglich, daß bei Leerlauf und niedrigen Belastungszuständen ins Freie auszulassende Treibgasmengen erheblich verringert und in manchen Fällen auf Null herabgesetzt werden, womit selbstverständlich eine bedeutende Verbesserung des Wirkungsgrades des Treibgaserzeugers verbunden ist.

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Wie schon oben angegeben, ist es an sich bei Dieselmaschinen bekannt, und sogar ebenfalls bei Flugkolbentreibgaserzeugern, die Speiseluft des Bxennkraftzylinders anzuwärmen. Dieser Vorschlag ist bei Flugkolbentreibgaserzeugern schon gemacht worden, um das Anlassen der Maschine im kalten Zustand zu erleichtern und die Wärmeverluste auszugleichen, die bei der kalten Maschine durch die kalten Wandungen bedingt waren. Von einer Herabsetzung des Gesamtverdichtungsverhältnisses unter das bei normalem Wärmezustand der Maschine die Selbstzündung des Brennstoffs sicherstellende Verdichtungsverhältnis ist jedoch bei den bekannten Flugkolbenmaschinen keine Rede gewesen. Es ist aber gerade die Herabsetzung des Gesamtverdichtungsverhältnisses, welche der Grund für die Verkürzung der Kolbenhübe und für die Verringerung der Hubzahl in der Zeiteinheit ist.

Bei Dieselmaschinen mit Kurbelwellen und Schubstangenantrieb, d. h. also bei Maschinen mit unveränderlicher Kolbenhublänge ist die Erwärmung der Speiseluft des Brennkraftzylinders vorgeschlagen worden, um die Verbrennung schwer verbrennlicher Brennstoffe zu erleichtern oder um ebenfalls das Anlassen im kalten Zustande sicherzustellen. Von einer Verringerung des Gesamtverdichtungsverhältnisses unter den oben definierten Wert ist auch dort keine Rede gewesen, abgesehen davon, daß eine solche Verringerung in Anbetracht der feststehenden Kolbenhublänge überhaupt unmöglich ist. Die oben erläuterten, erfindungsgemäß erzielten Wirkungen können selbstverständlich bei Maschinen mit feststehender Hublänge überhaupt nicht eintreten, sondern sind nur bei Flugkolbenmaschinen möglich.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung geschieht die Erwärmung der Speiseluft des Brennkraftzylinders in an sich bekannter Weise durch Zumischung erwärmter Luft zu der in den Verdichterzylinder des Verdichterteiles angesaugten Frischluft, wobei die erwärmte Luft zweckmäßigerweise dem Zwischenbehälter entnommen ist, der zwischen dem Verdichterteil und dem Brennkraftteil des Treibgaserzeugers eingeschaltet ist.

In der Zeichnung stellen die Fig. 1 und 2 einen schematischen Längsschnitt zweier verschiedener Ausführungsformen eines Flugkolbentreibgaserzeugers gemäß der Erfindung dar, wobei dieser Treibgaserzeuger zu einer Anlage gehört, in der die erzeugten Treibgase zum Antrieb einer Turbine dienen.

Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.

Jeder der in der Zeichnung dargestellten Treibgaserzeuger umfaßt in üblicher Weise einen Brennkraftteil, der im Zweitaktverfahren nach dem Dieselprinzip arbeitet und aus einem mit Einlaß schlitzen 2 und Auslaßschlitzen 3 versehenen Motorzylinder 1 besteht, in dem ein Kolben 4 als Teil eines Flugkolbens arbeitet.

Der Motorkolben 4 steuert in üblicher Weise in der Nähe seines äußeren Totpunktes die Schlitze 2 und 3, Weiter ist im Deckel des Motorzylinders 1 eine Brennstoffeinspritzanordnung 5 vorgesehen, die von einer Einspritzpumpe 6 gespeist wird.

Der Flugkolben der Maschine besteht neben dem Motorkolben 4 aus dem Verdichterkolben 7, der in einem durch den Kolben 7 in zwei Kammern unterteilten Verdichtungs- bzw. Kompressionszylinder 8 arbeitet. Die Kammer 8 α bildet den Durchgangsverdichterraum, der mit einem Einlaßventil 9, durch das die zu verdichtende Luft aus der Umgebung angesaugt wird, und mit einem Druckventil 10 in einer Trennwand versehen ist, die die Kammer 8 a gegen einen Behälter 11 (ein Gehäuse) abtrennt, welcher den Motorzylinder 1 umgibt und in den die durch den Kolben 7 in der Kammer 8 α verdichtete Luft gedrückt wird und dazu dient, den Motorzylinder mit Luft zu speisen und zu durchspülen.

Die zweite Kammer 8 b des Kompressionszylinders 8 enthält ein Luftkissen, welches die Energie des

ίο Kolbens 4 aufspeichert, sobald er seinen Lauf unter der Wirkung der Verbrennung des Brennstoffs im Motorzylinder 1 nach außen durchführt und das diese Energie dem Flugkolben 4, 7 während des Laufes des Kolbens nach innen wieder aufzwingt, wobei die

iS Kompression der Luft in der Kammer 8 a, das Überströmen in den Behälter 11 und die Kompression der Verbrennungsluft stattfindet, die sich im Motorzylinder 1 befindet, nachdem der Kolben 4 die Schlitze 2 und 3 abgedeckt hat.

so Der Antrieb der Einspritzpumpe 6 erfolgt durch einen Stößel 12, der fest mit dem Verdichterkolben 7 verbunden ist und eine hin- und hergehende Winkelbewegung eines Hebels 13 bewirkt, der über den Stößel 14 gegen den Kolben der Pumpe 6 arbeitet. Die Regelung der Brennstoffmenge, die die Pumpe 6 durch die Einspritzdüse 5 in den Motorzylinder einspritzt, sobald sich der Motorkolben 4 in Nähe seiner inneren Totpunktlage befindet, findet in üblicher Weise mittels einer axial verschiebbaren Stange 15 statt, die z. B.

eine Drehung des Kolbens der Pumpe 6 um seine Achse bewirkt. Je mehr diese Stange 15 nach rechts verschoben wird (Pfeil +), um so größer ist die eingespritzte Menge, die durch, die Kolbentakte bewirkt wird, und umgekehrt.

Die Verschiebungen der Stange 15 können durch beliebige geeignete Mittel bewirkt werden, z. B. durch die Hand. Vorzugsweise werden diese Verschiebungen jedoch automatisch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Verbrauchers durchgeführt, der durch die Motorgase des Treibgaserzeugers angetrieben wird und der nach Fig. 1 und 2 aus einer Gasturbine 16 besteht, welcher das Gas durch eine Leitung 17 über einen Zwischenbehälter 18 und eine Leitung 19 durch die Schlitze 3 des Motorzylinders des Treibgaserzeugers zugeführt wird.

Um die automatische Steuerung der Regelstange 15 der Einspritzpumpe 6 zu erreichen, setzt der Drehzahlregler 20 der Turbine 16 ein Medium, insbesondere eine Flüssigkeit unter mehr oder weniger großen Druck, wobei sich diese Flüssigkeit in einer Leitung 21 befindet, welche den Regler mit einem Zylinder 22 verbindet, in dem ein unter der Wirkung einer Druckfeder 24 stehender Kolben 23 arbeitet, dessen Kolbenstange 25 mit einem der Arme des Winkelhebels 26 gelenkig verbunden ist, dessen anderer Arm über eine Lasche 27 an die Reglerstange 15 angreift. Der Regler 20 arbeitet so, daß, je größer die Belastung der Turbine 16 wird, um so höher auch der Druck in der Leitung 24 ansteigt, und um so mehr wird die Stange 15 im Sinne des Pfeiles + verschoben.

Es ist indessen bekannt, daß die Regelung des in den Treibgaserzeuger eingespritzten Brennstoffs in bestimmten Grenzen bleiben muß, die in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck dieses Treibgaserzeugers variabel sind. Man kann in dieser Richtung auf den Betriebsdruck des Treibgaserzeugers, den im Behälter 11 herrschenden Druck, den in der Auspuffleitung 19 herrschenden Druck (die Differenz zwischen diesen Drücken kann, da sie unbedeutend ist, vernachlässigt werden) oder irgendeinen anderen Druck zurück-

greifen, der in Abhängigkeit von dem einen oder anderen der erwähnten Drücke variabel ist.

Damit die Brennstoff regelung durch die Verschiebung der Stange 15 in den erwähnten Grenzen bleibt, ist der Winkelhebel 26 mit einer V-förmigen Gabel versehen, die mit einem Anschlag 28 zusammenarbeitet, dessen Lage sich in Abhängigkeit von dem Druck im Behälter 11 verändert. Zu diesem Zweck sitzt der Anschlag 28 auf einem Kolben 29, der in einem Zylinder 30 arbeitet und gegen dessen eine Fläche der erwähnte Druck wirkt, während die andere Kolbenfläche gegen eine Druckfeder 31 liegt. Die Zusammenarbeit des Gabelarmes α mit dem Anschlag 28 hält die Menge des eingespritzten Brennstoffs auf einen Minimalwert, während die Zusammenarbeit des Armes b mit dem Anschlag 28 verhindert, daß die eingespritzte Brennstoffmenge einen bestimmten zulässigen Maximalwert übersteigt. Solange sich der Anschlag 28 zwischen den Flächen der Arme α und b befindet, hängt die Stellung der Regelstange 15 nur von den Steuerimpulsen des Drehzahlreglers 20 der Turbine 16 ab.

Es ist bekannt, daß die Luftmenge, die das Energiespeicherkissen 8b bildet, in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck des Treibgaserzeugers eingeregelt werden muß, damit die Arbeit des Treibgaserzeugers stabil bleibt. Es ist weiter bekannt, die Luftmenge in dem erwähnten Kissen derart zu regeln, daß der Enddruck, der im Motorzylinder am Ende des Kompressionshubes (nach innen gerichteter Hub) des Motorkolbens 4 erreicht ist, sich vergrößert, sobald sich der Betriebsdruck vergrößert, und umgekehrt. Diese Regelungen werden mittels einer als Stabilisator bezeichneten Vorrichtung erreicht, die im wesentlichen aus einem durch eine Zwischenwand 33 in zwei Kammern unterteilten Schieber besteht, wobei die Zwischenwand mit einem oder mit mehreren Rückschlagventilen 34 versehen ist. Dieser Schieber verschiebt sich in einem Gehäuse 35 derart, daß entweder die eine oder die andere der beiden Kammern des Schiebers 32 über die Bohrungen 36 und 37 mit dem Innenraum des Gehäuses 35 in Verbindung steht. Dieses Gehäuse ist durch eine Leitung 38 mit dem Behälter 11 verbunden. Auf diese Weise kann gemäß der jeweiligen Lage des Schiebers 22 eine gewisse Luftmenge aus dem Luftkissen 8 & in den Behälter 11, oder umgekehrt, aus dem Behälter 11 in das Luftkissen Bb übertreten. Der Schieber 22 wird in bekannter Weise durch einen Stufenkolben 39 gesteuert, der in einem Zylinder 40 vorgesehen ist. Gegen die größere Fläche S₁ dieses Stufenkolbens 39 wirkt der mittlere Druck, der im Luftkissen 8b herrscht oder der Druck, der in diesem Luftkissen bei einer bestimmten Lage des Kolbens 7 herrscht, während gegen die kleinere Fläche .T₂ des Stufenkolbens der Betriebsdruck des Treibgaserzeugers, z. B. der Druck wirkt, der im Behälter 11 herrscht. Durch geeignete Wahl der Größenverhältnisse zwischen den Flächen ^₁ und S₉ des Stufenkolbens 39 kann man jedes gewollte Gesetz für die Veränderung des Endkompressionsdruckes im Motorzylinder 1 erhalten.

Solange die Turbine 16 in einem Bereich zwischen einer mittleren Belastung bis zu ihrer Maximalbelastung arbeitet, findet die Einregelung der Anlage ausschließlich durch die Verschiebung der Regelstange 15 statt, die durch den Regler 20 gesteuert wird. In diesen Bereichen kann die Leistung des Treibgaserzeugers immer vollständig dem Bedarf der Turbine 16 angepaßt werden, und zwar infolge der Möglichkeit, die Hublänge des Flugkolbens variieren zu können.

Nur bei Leerlauf und sehr geringen Belastungen, bei welchen der Leistungsdruck des Treibgaserzeugers z. B. zwischen 0,5 bis 1,5 atm. beträgt, liegt die Minimalleistung des Treibgaserzeugers, d. h. die Leistung, die er abgibt, sobald der äußere Totpunkt des Flugkolbens derjenige ist, in dem der Kolben die Schlitze 2 und 3 des Motorzylinders um einen Betrag öffnet, der gerade für die Speisung und Spülung des Motorzylinders ausreicht, oberhalb derjenigen, die die Turbine 16 für die geringen Belastungen aufnehmen kann, wenn man nicht besondere Anordnungen vornimmt.

Bisher hat man den Kolbenhub soweit wie möglich verkürzt und sich damit begnügt, die überschüssigen Motorgase, die für die erwähnten Belastungsbereiche durch den Treibgaserzeuger geliefert werden, über ein Ventil entweichen zu lassen, welches z. B. in dem Leitungsteil montiert ist, welcher die Auspuffschlitze 3 des Treibgaserzeugers mit der Zulassung zur Turbine 16 verbindet. Ein solches Ventil 41 ist in Fig. 1 gezeigt, und ist zwischen dem Behälter 18 und der Leitung 17 angeordnet. Sobald dieses Ventil geöffnet ist, kann ein Teil der vom Treibgaserzeuger gelieferten Gase bei 42 in die Atmosphäre entweichen. Das Ventil 41 wird z. B. durch einen Kolben 43 gesteuert, gegen dessen eine Fläche das in der Leitung 21 unter Druck befindliche Medium wirkt, während die andere Fläche mit einer Druckfeder 44 belastet ist. Durch geeignete Wahl der Federspannung kann man es so einrichten, daß das Ventil 41 sich bei schwachen Belastungen öffnet, und zwar um so mehr, je kleiner die Belastung wird, während es über einer bestimmten mittleren Belastung schließt, so daß von diesem Augenblick an das gesamte vom Treibgaserzeuger gelieferte Gas der Turbine 16 zugeführt wird.

Es ist ohne weiteres verständlich, daß die bei schwachen Belastungen und bei Leerlauf der Anlage durch das Ventil 41 und den Stutzen 42 in die Atmosphäre entweichenden Gase einen Verlust darstellen, und daß ein Interesse daran besteht, die Menge der entweichenden Gase soweit wie möglich herabzusetzen. Um dies durchzuführen, besteht noch die Möglichkeit, die Zahl der Flugkolbentakte (1 Takt ist ein Hin- und Herlauf des Kolbens) herabzusetzen. Es ist hier anzuführen, daß die Zahl der Takte des Flugkolbens pro Zeiteinheit im wesentlichen von dem Endverdichtungsdruck im Motorzylinder 1 abhängt. Je größer dieser Endverdichtungsdruck ist um so größer wird die Taktzahl des Flügkolbens pro Zeiteinheit. Bisher hat man den Stabilisator so angeordnet, daß der Endverdichtungsdruck für schwache Belastungen, d. h. für Leerlauf, ausreichte, um von sich aus die Selbstzündung des in den Motorzylinder eingespritzten Brennstoffs zu gewährleisten. Mit anderen Worten lagen die maximalen Endverdichtungsdrücke bei Leerlauf und schwachen Belastungen etwa zwischen 25 bis 30 atm., d. h. in der Größenordnung der maximalen Endkompressionsdrucke, die allgemein in diesen Maschinen benutzt werden.

Um die Verluste durch Entweichen der Gase bei Leerlauf oder schwachen Belastungen noch weiter herabzusetzen, werden die Endverdichtungsdrücke im Motorzylinder nach dem Hauptgedanken der Erfindung bis unter den Minimalwert herabgesetzt, bei dem noch eine Selbstzündung des Brennstoffs erfolgt, und es wird die Speiseluft des Motorzylinders in der Periode schwacher Belastungen und bei Leerlauf erwärmt, womit eine Selbstzündung des Brennstoffs gewährleistet wird. Man erreicht auf diese Weise

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einen sehr langsamen Lauf des Treibgaserzeugers. gesetzt ist. In dem fraglichen Beispiel ist angenom-

Überdies führt die Herabsetzung des Endverdich- men, daß oberhalb eines Betriebsdruckes von 1,5 atm.,

tungsdruckes im Zylinder für den gleichen Speise- für den der Endverdichtungsdruck im Motorzylinder druck des Motorzylinders zu einer Verschiebung der den Wert von 25 atm. übersteigt, eine Erwärmung

inneren Totpunktlage nach außen und zieht über das, 5 der Luft für die Selbstzündung nicht mehr erforder-

was bisher erreicht werden konnte, eine Verminde- lieh ist, so daß das Ventil 45 bei Betriebsdrücken

rung der Kompressorleistung beim Lauf nach sich. oberhalb von 1,5 atm. geschlossen bleibt. Während der

Da die äußere Totpunktlage in ihrer soweit wie mög- erwähnten Periode, d. h. während der Periode, in der

lieh nach innen gerichteten Lage bleibt, erhält man der Betriebsdruck zwischen 0,1 und 1,5 atm. liegt,

eine Leistung der Motorgase, die weit unter der Mini- io wird die Menge des eingespritzten Brennstoffs durch

malleistung bekannter Treibgaserzeuger liegt, die Anlage des Gabelarmes α (Minimaleinspritzung) gegen

nicht gemäß der Erfindung ausgebildet sind. Die er- den Anschlag 28 bestimmt. Nur nach Schließen des

findungsgemäße Ausbildung gewährleistet eine hohe Ventils 45 und des Ventils 41 löst sich der Anschlag

Wirtschaftlichkeit im Brennstoffverbrauch, die bei 28 von dem Gabelarm a, und es beginnt die Periode,

Leerlauf bis zu 50% und mehr Ersparnissen führt. 15 in der die Regelung des Brennstoffs ausschließlich

Vorzugsweise erwärmt man die Luft beim Eintritt durch. Steuerung· durch, den Regler 20 erfolgt,

in den Kompressionszylinder und vermindert dadurch In dem Ausführungsbeispiel Fig. 2 sind diejenigen

weiterhin die in den Zylinder angesaugte Luftmenge. Teile, die den Teilen der beschriebenen Ausführung

Die Erwärmung der Speiseluft des Verdichtungs- entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen ver-

zylinders kann auf verschiedene Weise erreicht wer- 20 sehen.

den. So kann man zu diesem Zweck die Wärme Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich ausnutzen, die in den durch den Stutzen 42 entwei- von der ersteren durch Weglassen des Auslaßventils chenden Gasen enthalten ist, sobald das Ventil 41 ge- 41. Tatsächlich läßt die Anwendung der Anordnung öffnet ist. Nach einer besonders vorteilhaften Aus- nach der Erfindung in diesen Fällen das völlige Wegführungsform kann man einen Teil der Luft für diese 25 lassen dieses Auslaßventils zu. Überdies wird die im Erwärmung verwenden, die komprimiert ist und sich Kreislauf zurückkehrende Luft bei der Ausführung im Behälter 11 befindet, und die nach dieser Aus- nach Fig. 2 nicht dem Behälter 11, sondern der Verführungsform in die Verdichterkammer 8 a des Ver- dichterkammer 8 a selbst entnommen. Zu diesem dichterzylinders 8 im Kreislauf zurückkehrt. Für die- Zweck, ist das Ventil 45 a, welches bei schwachen Besen Kreislauf kann man bei Leerlauf und schwachen 30 lastungen oder Leerlauf der Anlage offen gehalten Belastungen der Anlage auf dem Behälter 11 ein Aus- wird, auf der Kammer 8a montiert. Auf diese Weise laßventil 45 (Fig. 1) anordnen, welches z. B. durch wird der Verbrauch von Brennstoff beim Leerlauf und einen in einem Zylinder 47 arbeitenden Kolben 46 ge- bei schwacher Belastung noch mehr reduziert, jedoch steuert wird und gegen dessen eine Fläche der Druck ist es erforderlich, dem Ventil 45a einen größeren der Leitung 21 wirkt, während gegen die andere 35 Querschnitt zu geben als dem Ventil 45 des Behälters Fläche eine Druckfeder 48 liegt. Die Spannung dieser 11 nach Fig. 1.

Gegenfeder wird so gewählt, daß das Ventil 45 so Es ist klar, daß der Treibgaserzeuger in der belange offen ist, wie sich der Druck in der Leitung 21 schriebenen Weise nur dann arbeitet, sobald er seine unter einem bestimmten Wert hält, der einen be- normale thermische Arbeitsweise besitzt. Wenn jestimmten Mittelwert entspricht, z. B. demjenigen, für 40 doch der Treibgaserzeuger kalt ist und gestartet werden der Betriebsdruck im Treibgaserzeuger gleich den muß, muß man spezielle Mittel für das Starten 1,5 atm. ist, wobei dieses Öffnen um so größer wird, vorsehen, durch die gewährleistet wird, daß er seine je schwächer der Druck in der Leitung 21 wird, wäh- normalen thermischen Bedingungen erreicht. Aus dierend das \⁷entil 45 oberhalb der fraglichen Mittel- sem Grunde versieht man den Treibgaserzeuger mit belastung geschlossen bleibt. Die erwärmte Luft, die 45 einer zusätzlichen Vorrichtung, die nach dem Starten durch das Ventil 45, sobald es sich öffnet, entweichen der Maschine einen Endverdichtungsdruck im Motoricann, mischt sich in einem Gehäuse 49, welches das zylinder gewährleistet, der erheblich über demjenigen Saugventil 9 der Kammer 8a des Verdichtungszylin- liegt, der bei Leerlauf oder schwacher Belastung und ders umgibt, mit der Luft, die während des Saug- bei normalen thermischen Bedingungen erzeugt wird, hubes des Kolbens 7 in die Kammer 8 a zurückkehrt, 50 Diese Vorrichtung besteht beispielsweise aus einem so daß diese Luft um so mehr erwärmt wird, je Kurbelrad 50, durch das die Spannung der Rückholsdnvächer die Belastung der Turbine ist. feder 51, die gegen den Steuerkolben 39 des Stabili-

Den Stabilisator, der den Endverdichtungsdruck im sators liegt, vergrößert oder verkleinert werden

?viotorzylinder steuert, ordnet man z. B. derart an kann. Vor dem Anlaufen des Treibgaserzeugers er-

(Fig. 3), daß dieser Enddruck, der in Fig. 3 durch die 55 höht man die Spannung der Feder 50, um einen ver-

Ordinaten c wiedergegeben ist, gleich 12 atm. für hältnismäßig hohen Endverdichtungsdruck zu erhalten,

einen Betriebsdruck p des Treibgaserzeugers von der für eine kalte Maschine normal ist. Sobald die

0,5 atm. ist, wobei dieser letztere Druck dem Leer- Maschine warm genug ist, löst man das Kurbelrad 50

lauf entspricht. Sobald sich der Betriebsdruck p ver- und senkt somit die Verdichtung im Motorzylinder

größert, vergrößert sich der Endverdichtungsdruck c 60 herab, bis der Endverdichtungsdruck für den Leer-

ebenfalls. um z. B. einen Wert von 25 atm. für einen lauf in diesem Zylinder z. B. den Wert von 12 atm.

Druck p von 1,5 atm. zu erreichen. Solange sich der erreicht. Sobald dann die Anlage belastet wird, erhöht

Betriebsdruck zwischen 0,5 und 1,5 atm. befindet, ist der Stabilisator je nach'ErhÖhung des Betriebsdruckes

das Ventil 45 mehr oder weniger geöffnet, um da- gleichfalls den Endverdichtungsdruck im Motorzylin-

durch eine mehr oder weniger starke Erwärmung der 65 der, wobei dieser Druck z. B. einen Wert von 75 atm.

Luft zu gewährleisten, die in den Verdichterzylinder bei voller Belastung erreichen kann,

zurückkehrt und nach ihrer Verdichtung den Motor- Es ist verständlich, daß die Erfindung keineswegs

zylinder speist, so daß damit gewährleistet wird, daß auf ihre Anwen dungs arten und die Ausbildung ihrer

eine Selbstzündung im Motorzylinder eintritt, trotzdem verschiedenen Teile, wie sie insbesondere vorstehend

der Endverdichtungsdruck in seinen Werten herab- 70 beschrieben sind, beschränkt ist, sondern sie umfaßt

auch alle Variationsmöglichkeiten, insbesondere eine solche Abänderung, bei der der Treibgaserzeuger nach der Erfindung ein Treibgaserzeuger mit sich gegenüberliegenden Flugkolben ist, die sich im selben Motorzylinder in entgegengesetzte Richtungen und synchronisiert verschieben.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Flugkolbentreibgaserzeuger, dessen nach dem Zweitaktverfahren arbeitender Brennkraftteil mit von der Belastung der Maschine bzw. dem Treibgasdruck abhängigem Gesamtverdichtungsverhältnis (Verhältnis zwischen Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder und Einlaß druck in den Verdichterzylinder) arbeitet, dadurch gekenn- *5 zeichnet, daß das Gesamtverdichtungsverhältnis bei niedriger Belastung oder beim Leerlauf der einen ihrem Beharrungszustand entsprechenden Wärmezustanid besitzendien Maschine unter den Wert herabgesetzt wird, der an sich zur Erzeugung ao einer die Selbstzündung des Brennstoffs sicherstellenden Kompressionswärme nötig sein würde, und daß die zur Brennstoff selbstzündung notwendige Temperatur durch eine zusätzliche, bei Dieselmaschinen bekannte Erwärmung der Speise- as luft des Brennkraftzylinders sichergestellt wird.

2. Treibgaserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung oder die Einlaßöffnungen des oder der Verdichter-Zylinder des Verdichterteils von einem Gehäuse (49) umgeben sind, in das erwärmte Luft zwecks Vorwärmung der in den oder die Verdichter-Zylinder eingesaugten Frischluft eingelassen wird.

3. Treibgaserzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Vorwärmung der in den Verdichterteil eingelassenen Frischluft dienende erwärmte Luft dem Zwischenbehälter (11) entnommen wird, der zwischen den Verdichterteil und den Brennkraftteil des Treibgaserzeugers eingeschaltet ist.

4. Treibgaserzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Vorwärmung der in den Verdichterzylinder oder die Verdichterzylinder eingesaugten Frischluft dienende erwärmte Luft unmittelbar aus dem oder den Verdichterzylindern selbst entnommen ist.

5. Treibgaserzeuger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmen der zur Vorwärmung dienenden erwärmten Luft durch ein Ventil (45) gesteuert wird, dessen öffnungsgröße von der Belastung der Anlage bzw. dem Treibgasdruck abhängt.

6. Treibgaserzeuger nach Anspruch 1, bei dem die Luftmasse in dem oder den pneumatischen Energiespeichern, die den Rückhub des oder der Flugkolben sicherstellen, durch einen in Abhängigkeit von dem Treibgasdruck gesteuerten Stabilisator geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung einer Feder (51), die auf den Stabilisator einwirkt, bei kalter Maschine zur Erhöhung der Kompressionsdrücke im Brennkraftzylinder einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 844 227, 815 726,
377, 709 267.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

t 809 700/181 12.58