DE1178638B

DE1178638B - Brennkraftmaschine mit einem hydrostatischen Bewegungswandler

Info

Publication number: DE1178638B
Application number: DEB66779A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Lammerz
Original assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1962-04-12
Filing date: 1962-04-12
Publication date: 1964-09-24

Description

Brennkraftmaschine mit einem hydrostatischen Bewegungswandler Es ist bekannt, bei Brennkraftmaschinen zur Kraftübertragung zwischen den Arbeitskolben und der Abtriebswelle statt des herkömmlichen Kurbeltriebes ein hydrostatisches Triebwerk zu verwenden. Dieses weist eine Flüssigkeitssäule auf, die nach Maßgabe der Hubbewegung des Arbeitskolbens, gegebenenfalls unter Vermittlung eines mit diesem Kolben verbundenen Plungers, hin- und herschwingt und einem einen Drehkolben enthaltenden Verdränger eine umlaufende Bewegung erteilt. Hierbei muß das hydrostatische Triebwerk für den höchsten vorkommenden Flüssigkeitsdruck ausgelegt werden, der insbesondere bei Dieselmotoren als Spitzendruck erheblich größer ist als der mittlere indizierte Druck. Dies bedingt eine entsprechend kräftige Bemessung der von dem Spitzendruck beaufschlagten Konstruktionsteile, wodurch naturgemäß die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion beeinträchtigt wird.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftkolbenmaschine mit einem hydrostatischen Bewegungswandler, durch den die hin- und hergehende Kolbenbewegung in die Drehbewegung der Abtriebswelle dadurch umgewandelt wird, daß der Kolben über eine hin- und herschwingende Druckmittelsäule mit einem mit der Abtriebswelle verbundenen Drehverdränger in Verbindung steht, dessen Druckraum einen Stoßdämpfer aufweist, der beim Erreichen eines bestimmten Druckwertes Flüssigkeit aus dem Druckraum in einen Behälter übertreten läßt.
Bei einer bekannten Brennkraftkolbenmaschine dieser Art ist an das Gehäuse des Drehverdrängers über ein Rückschlagventil ein Behälter angeschlossen, in den überschüssige Flüssigkeit übertreten kann. Es handelt sich um eine Sicherheitsmaßnahme, die ein Auseinandersprengen des Flüssigkeitsgehäuses im Falle einer Wärmedehnung der Flüssigkeit verhindern soll, wobei auch zur Vermeidung schädlicher Räume ein Nachsickern von Flüssigkeit im Falle des Leckwerdens des Systems bewirkt werden soll. Es handelt sich aber nicht darum, das Indikatordiagramm der Brennkraftkolbenmaschine so zu beeinflussen, daß die erwähnten schädlichen Spitzendrücke vermieden werden.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß bei einer Brennkraftkolbenmaschine der erwähnten Art der Stoßdämpfer die Druckspitze des normalen Indikatordiagrammes des Brennkraftkolbenmaschine beseitigt und den Flüssigkeitsdruck während des mittleren Teiles des Arbeitshubes durch Rückspeicherung von Flüssigkeit erhöht. Es ist ferner bekannt, bei einer bekannten Brennstoffpumpeinrichtung für einen Flugzeugmotor einen Flüssigkeitsspeicher anzuwenden, aus dem bei Ausfall der Pumpe unter der Wirkung einer vorher gespannten Feder Brennstoff in die Zuleitung zum Motor gedrückt wird.
Weiter ist es bekannt, bei einer Flüssigkeitshochdruckanlage für eine hydraulische Schere einen Speicher anzuordnen, der bei plötzlichem Ein- und Ausschalten einer Preßpumpe die Wassergeschwindigkeit in einer langen Zuleitung zwischen der Pumpe und der hydrostatischen Schere möglichst gleichförmig hält, sowie einen weiteren Spicher anzuordnen, mittels dessen beim plötzlichen Schließen der Steuerung der hierbei auftretende Druckstoß in dem Rohrnetz gedämpft wird.
Weiterhin hat man bei einer hydrostatischen Stripperzange einen Windkessel angewendet, durch dessen Einfluß verhütet wird, daß beim Ausfallen der zugehörigen Pumpe der Block oder die Kokille aus der Zange herausfällt.
Schließlich ist ein hydraulisches Kraftübertragungssystem bekannt, an dessen Druckleitungen ein Flüssigkeitszylinder angeschlossen ist, dessen Kolben unter der Wirkung einer Feder steht und gewährleistet, daß auch bei einem Leckwerden der Leitungen das System immer unter einem bestimmten Druck steht.
Bei allen diesen bekannten hydraulischen Einrichtungen handelt es sich aber ebenfalls nicht darum, das Indikatordiagramm einer Brennkraftkolbenmaschine derjenigen Art, von welcher die Erfindung ausgeht, so zu beeinflussen, daß unerwünschte Spitzendrücke vermieden werden.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in F i g. 1 eine Brennkraftkolbenmaschine mit hydrostatischem Triebwerk in schematischer Darstellung und in F i g. 2 das zugehörige Druckdiagramm.
In dem Zylinder 1, der mit dem Zylinderdeckel 2 verschlossen ist, gleitet der Kolben 3, der mit einem plungerartigen Ansatz 4 versehen ist. Der plungerartige Ansatz 4 taucht in den Druckraum 5 des hydrostatischen Triebwerkes, der über eine Leitung 6 mit den Druckräumen des Drehkolbenteiles 7 des hydrostatischen Triebwerkes verbunden ist. Mit 8 ist die Abtriebswelle der Maschine bezeichnet. Der Druckraum 5 steht über eine Leitung 9 mit einem Zylinder 10 in Verbindung, in dem ein Kolben 11 gegen den Druck einer Feder 12 verschieblich gelagert ist. Wenn die durch den Druck im Druckraum 5 auf den Kolben 11 ausgeübte Kraft einen bestimmten, in der F i g. 2 mit ps bezeichneten Druck überschreitet, der etwas größer als der Kompressionsenddruck pK ist, so bewegt sich der Kolben 11 nach oben, so daß Druckmittel aus dem Druckraum 5 in den Zylinder 10 strömt. Infolgedessen kann sich in dem Verbrennungsraum der Maschine nicht der Spitzendruck, der in dem Diagramm nach F i g. 2 mit p" bezeichnet ist, ausbilden, sondern der Druck steigt nur bis zu dem mit p' bezeichneten Wert an. Wenn danach der Druck im Druckraum 5 den Wert ps wieder unterschreitet, sinkt der Druck in diesem Raum dank der Speicherwirkung langsamer ab als es der normalen Expansion der Verbrennungsgase entspricht. Demgemäß wird während der Verbrennung bei ermäßigtem Flüssigkeitsdruck Energie entsprechend der in der F i g. 2 mit A bezeichneten schraffierten Fläche gespeichert. Diese Energie wird entsprechend der mit B bezeichneten schraffiierten Fläche während des zweiten Teiles des Arbeitshubes aus dem Speicher zurückgewonnen. Wenn es auf diese Weise gelingt, den höchsten im Druckraum 5vorkommenden Druck um 25% zu erniedrigen, so vermindern sich bei gleichen Querschnitten der von der Flüssigkeit durchströmten Räume die Verluste beispielsweise um ungefähr ein Drittel. Wenn man andererseits in Kauf nimmt, daß die Strömungswiderstände sich nicht vermindern, kann man mit entsprechend kleiner bemessenen Verbindungsleitungen auskommen.

Claims

Patentanspruch: Brennkraftkolbenmaschine mit einem hydrostatischen Bewegungswandler, durch den die hin-und hergehende Kolbenbewegung in die Drehbewegung der Abtriebswelle dadurch umgewandelt wird, daß der Kolben über eine hin- und herschwingende Druckmittelsäule mit einem mit der Abtriebswelle verbundenen Drehverdränger in Verbindung steht, dessen Druckraum einen Stoßdämpfer aufweist, der beim Erreichen eines bestimmten Druckwertes Flüssigkeit aus dem Druckraum in einen Behälter übertreten läßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßdämpfer (10, 11, 12) die Druckspitze (p") des normalen Indikatordiagrammes der Brennkraftkolbenmaschine beseitigt und den Flüssigkeitsdruck während des mittleren Teiles des Arbeitshubes durch Rückspeicherung von Flüssigkeit erhöht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 117 159, 310 656, 633 211; französische Patentschriften Nr. 994l60, 1021719, 1005 114.