DE155952C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Steuerung für Explosionskraftmaschinen, bei welchen das Gas unter einem bestimmten Drucke während der Verdichtung der Luft in den Zylinder eingeführt wird.

Durch diese Steuerung wird das Druckmittel, welches das Gasventil geschlossen hält, ins Freie entlassen, worauf das Ventil unter dem Einflüsse des verdichteten Gases eröffnet

ίο wird und so lange geöffnet bleibt, bis der Druck im Arbeitszylinder dem Gasdruck annähernd gleich geworden ist.

Läßt man das Gasventil früher oder später öffnen, so wird die Menge des in den Arbeitszylinder eingeführten Gases geregelt bezw. das Anlassen der Maschine mit Hilfe des verdichteten Gases bewirkt.

Die Fig. 1 bis 4 veranschaulichen eine besondere Ausführung einer solchen Steuerung.

Das Gas wird bei dieser Maschine in zwei Teilen eingeführt, und zwar die eine Gasmenge beim Beginn der Verdichtung , unter geringem Drucke, die andere Gasmenge am Ende der Verdichtung unter hohem Drucke.

Es sind demgemäß zwei Gaseinlaßventile vorhanden. Das äußere Druckmittel, welches die Ventile geschlossen hält, ist Druckluft, welche durch eine HilfsSteuerung verteilt wird. Die Fig. .1 stellt einen Schnitt durch die Steuerung und den Zylinderkopf dar.

Fig. 2 veranschaulicht einen Längsschnitt durch die HilfsSteuerung und die Verbindung derselben mit dem Regler.

Fig. 3 und 4 sind das Druck- und Schieberdiagramm einer mit dieser Steuerung versehenen Zweitaktmaschine.

Die HilfsSteuerung Fig. 2, welche zu einer doppeltwirkenden Zweitaktmaschine gehört und zur Steuerung von zwei Paaren von Einlaßventilen dient, besteht aus folgenden Teilen:

In einem Zylinder η bewegt sich ein Kolbenschieber 0, dessen Kolbenstange durch eine Kulisse ρ bewegt wird. An diese Kulisse greifen zwei Exzenterstangen an, welche von zwei auf der Steuerwelle s sitzenden Exzentern q und r bewegt werden. Das Exzenter r hat eine größere Exzentrizität und ist unter einem anderen Winkel aufgekeilt als das Exzenter q. An die Kulisse ρ greift das Steuergestänge t des Reglers u, welches auch mit Hilfe des Handrades v, unabhängig vom Regler, die Stellung der Kulisse ρ zu verändern gestattet, so daß entweder das Exzenter q oder das Exzenter r vollständig oder teilweise den Steuerkolben verschiebt.

Das Exzenter q ist gleichläufig mit der Arbeitskurbel aufgekeilt, während das Exzenter r um einen Winkel α nacheilt. Im Schieberdiagramme (Fig. 4) fallen daher die Schieberwege des Exzenters q mit dem Arbeitskolbenweg zusammen, während dieselben für das Exzenter r auf einer Geraden aufzutragen sind, welche um einen Winkel a gegenüber der Kolbenwegrichtung verdreht ist. Der voll ausgezogene Kreis gilt für die Exzentrizität des Exzenters q, der punktierte für diejenige des Exzenters r.

Von dem Steuerzylinder zweigen nach den vier Einlaßventilen vier Kanäle i' i' und k' k' ab. Die ersteren führen zu den Einlaßventilen i für das wenig verdichtete Gas

(vom Drucke ρ_λ), die letzteren zu den Einlaßventilen k für das stark verdichtete Gas (vom Drucke p.₂). In das Innere des Steuerzylinders münden die Kanäle m und /' bezw. f und e. Durch die Kanäle m und e, welche von den inneren Kanten des Schiebers gesteuert, werden, tritt aus dem Räume h Druckluft unter die Kolben b der Einlaßventile. Durch die Kanäle / und f, welche von den äußeren Kanten des Schiebers gesteuert werden, strömt diese Druckluft nach dem Räume g und nach außen.

Im Bereiche der mit »Ventil i gesperrt« bezw. »Ventil k gesperrt« bezeichneten, - zu 360⁰ ergänzenden Kurbelwinkel (vergl. Fig. 4) können sich die Ventile i und k, dem Überdrucke folgend, öffnen, da innerhalb dieser Winkel der Schieber 0 die Kanäle / bezw. f freigelegt hat, so daß die unter den Kolben b der Ventile befindliche Druckluft in den Raum g und ins Freie entweichen kann. Innerhalb der mit »Ventil i gesperrt« bezw. »Ventil k gesperrt« bezeichneten Kurbelwinkel dagegen hat der Kolben 0 die Kanäle m bezw. e freigelegt, so daß die Räume unter den Ventilkolben b mit dem Räume h verbunden sind und mit Druckluft gefüllt werden, wodurch die Ventile i und k geschlossen gehalten werden.

Die mit »Lufteintritt« und »Ausströmungsperiode« bezeichneten Kurbelwinkel sind, da diese Vorgänge von besonderen Organen überwacht werden, von der Stellung der Kulisse, überhaupt von der Einlaßsteuerung unabhängig und behalten im Diagramme ihre Lage.

Die Arbeitsweise dieser Steuerung, welche für eine Zweitaktmaschine dient, ist folgende (vergl. Diagramm Fig. 3):

Von den drei, im Diagramme (Fig. 3) verzeichneten Verdichtungslinien gilt die oberste A für die Verdichtung der ganzen Ladung, die mittlere B für Verdichtung des schwachen Gemisches (nachdem ein Teil des Verbrennungsgases unter dem Drucke p_Y zugeführt ist) und die unterste C für Verdichtung der Verbrennungsluft allein.

Während des Kolbenhubes 1 bis 2 wird ein Teil der den Zylinder erfüllenden Verbrennungsluft ausgestoßen. Bei der größten Füllung öffnet, um Druckverluste zu vermeiden, bereits vor dem vollständigen Schlüsse des Austrittsorgan es im Punkte 3 das Gasventil i und läßt Gas unter dem Drucke P₁ eintreten. Während des Einströmens des Gases und der Verdichtung der sich bildenden Ladung steigt im Arbeitszylinder der Druck. Ist dieser dem Drucke P₁ annähernd gleich geworden, so schließt sich unter dem Einflüsse der Feder α das Ventil i.

Im weiteren Verlaufe des Kolbenhubes wird nun die im Arbeitszylinder befindliche unfertige Ladung weiter verdichtet. Im Punkte 4 öffnet das Gasventil k und läßt den Rest des Verbrennungsgases einströmen. Während des Einströmens des Gases unter dem Drucke p.₂ und der Verdichtung der sich vervollständigenden Ladung steigt im Zylinder der Druck weiter. Ist dieser dem Drucke p₂ annähernd gleich geworden, so schließt sich unter dem Einflüsse einer Feder a das Gasventil k.

Nach gemeinsamer Weiterverdichtung der ganzen Ladung erfolgt im Punkte 5, kurz vor Hubwechsel, die Zündung. Beim Rückgange des Kolbens erfolgt die Verbrennung und Expansion bis zum Punkte 6, wo das Austrittsorgan wieder öffnet. In Punkt 7, kurz vor Hubwechsel, legt der Arbeitskolben Kanäle frei, durch welche frische Luft in den Zylinder tritt, die Verbrennungsgase austreibend. Beim Rückgange schließt der Arbeitskolben zunächst die Lufteinströmkanäle wieder und treibt einen Teil der Verbrennungsluft zum Auspuff, da das Auslaßventil erst im Punkte 2 geschlossen wird. Das Spiel beginnt nun von neuem.

Geregelt wird die Maschine dadurch, daß die Punkte 3 und 4 des Indikatordiagrammes auf der Verdichtungslinie nach links rücken, so daß weniger Verbrennungsgas in den Arbeitszylinder treten kann.

Erzielt wird dieser Vorgang dadurch, daß die Kulisse ρ (Fig. 2) derart verschoben wird, daß das nacheilende Exzenter r teilweise zur Wirkung kommt.

Bei der Anwendung der Steuerung auf eine Viertaktmaschine ändert sich der Arbeitsvorgang nur insofern, als der Arbeitskolben zum Ausstoßen der Verbrennungsgase und Ansaugen der Verbrennungsluft noch zwei weitere Hübe machen muß, was im Druckdiagramme durch zwei horizontale, durch den Punkt ι gehende Linien zum Ausdrucke zu bringen wäre.

Im Punkte 6 würde das Auspuffventil öffnen und der Druck bis zum Punkte 1 verschwinden. Der Kolben würde sodann einen Hub machen, um die Verbrennungsgase auszustoßen, worauf das Auspuffventil geschlossen würde. Durch ein besonderes Lufteinlaßventil würde dann beim Rückgange Luft angesaugt, worauf im Punkte 1 dieses Lufteinlaßventil geschlossen und das Auspuffventil abermals geöffnet würde. Bei dem nun folgenden Kolbenhube würde bis zum Punkte 2 ein Teil der Luft wieder ausgestoßen und das Auspuffventil wieder geschlossen werden.

Man kann von dem abermaligen Öffnen des Auslaßventiles Abstand nehmen und das Luftventil bis zum Punkte 2 offen halten,

so daß ein Teil der den Zylinder erfüllenden Luft durch dieses Ventil wieder zurückgedrückt wird.

Wird die Kulisse ρ so gestellt, daß das um einen gewissen Winkel nacheilende Exzenter r allein den Kolben o, bewegt, was beim Anlassen der Fall ist, so erkennt man aus Fig. 4, daß der beschriebene Vorgang der Freigabe bezw. Verriegelung der Ventile i

ίο und k ebenfalls zeitlich verschoben wird (die Schieberschubrichtung fällt in die um einen Winkel α geneigte Gerade), und zwar derart, daß das Ventil k erst im Hubwechsel öffnet und gegen Ende des nun folgenden Hubes schließt, veranlaßt durch die unter den Kolben b tretende Druckluft, so daß das hinter den Arbeitskolben tretende Druckgas die Maschine antreibt. Die Ventile i öffnen bei dieser Kulissenstellung überhaupt nicht mehr, da während des Kurbelwinkels, innerhalb dessen diese Ventile frei sind, der Druck im Arbeitszylinder größer ist als der Gasdruck JJ₁. Das punktierte Druckdiagramm in Fig. 3 ist das Anlaßdiagramm.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Gasventilsteuerung für Explosionskraftmaschinen, bei welchen das Gas unter einem bestimmten Drucke während der 30' Verdichtung der Luft in den Zylinder eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung nur die Eröffnung des Gasventiles dadurch einleitet, daß das Ventil von dem auf demselben lastenden Drucke befreit wird, während das Schließen des Gasventiles selbsttätig, und zwar durch den im Zylinder bei der Verdichtung steigenden Druck erfolgt, wobei der Zeitpunkt der Eröffnung der Gasventile zwecks Regelung und Anlassens verlegt werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.