DE199359C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei denjenigen Gaskraftmaschinen, bei welchen das Gemisch dem Arbeitszylinder durch besondere Ladepumpen zugeführt wird, wie beispielsweise bei Zweitaktmaschinen oder bei solchen Viertaktmaschinen, welche mit Vorverdichtung der Ladung arbeiten, ist die Erreichung eines gleichmäßigen Ganges schwierig zu bewerkstelligen, sobald, wie dies meistens der Fall ist, der Regler lediglich die

to volumetrische Leistung der Pumpe, entsprechend der Belastung, verändert. Läuft die Maschine z. B. mit ihrer Normalleistung und tritt plötzlich eine wesentliche Entlastung ein, .etwa auf die Hälfte der Normalleistung, so wird zwar infolge der nun eintretenden Erhöhung der Tourenzahl der Regler sofort die Pumpensteuerung auf die Nullführung einstellen, jedoch wird das Gemisch, welches sich in der Druckrohrleitung zwischen Pumpe und Arbeitszylinder befindet und noch die der Normalleistung entsprechende Spannung besitzt, dem Arbeitskolben noch einige sehr kräftige Impulse erteilen, so daß sich die Tourenzahl der Maschine trotz Nullfüllung der Pumpe noch weiter erhöht. Das Umgekehrte tritt ein, wenn die Maschine längere Zeit mit einer geringen Leistung läuft und plötzliph·.schwer belastet wird: In der Rohrleitung zwischen Pumpe und Arbeitszylinder ist alsdann wenig Gemisch von geringer Spannung. Der Regler stellt die Pumpe zwar sofort auf Vollfüllung, aber es bedarf mehrerer Kolbenhübe, bis die Verbindungsleitung mit Gemisch von normaler Spannung gefüllt ist und der Arbeitszylinder seine der Belastung entsprechende Gemischmenge erhält. Die Folge davon ist, daß die Maschine bei einer solchen Erhöhung der Belastung merklich zurückbleibt und erst nach einiger Zeit wieder auf die normale Tourenzahl kommt. Die Größe der Tourenzahlschwankungen ist abhängig vom Volumen der zwischen Pumpe und Arbeitszylinder befindlichen Rohrleitung und kann leicht einen Betrag erreichen, der die Maschine für gewisse Betriebe, wie z. B. für elektrische Anlagen, unverwendbar macht.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Regelungsverfahren, durch welches es möglich wird, bei Gasmaschinen mit Gemengepumpe eine ebenso genaue Regelung wie bei gewöhnlichen Viertaktgasmaschinen bzw. wie bei Dampfmaschinen zu erzielen.

Dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß bei Abnehmen oder Zunehmen der Belastung sowohl die Füllung der Pumpe als auch die Füllung des Arbeitszylinders in dem gleichen Maße und zu gleicher Zeit verkleinert oder vergrößert werden, so daß auch bei kleiner Füllung der Pumpe im Zwischenbehälter dieselbe Spannung erhalten wird wie bei voller Pumpenfüllung. / ^:

Eine der verschiedenen, zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Einrichtungen ist in der Zeichnung beispielsweise an einer Viertaktgasmaschine mit Vo'rverdichtung des Gemisches veranschaulicht. ■ ■■■ '

Fig. I stellt eine Draufsicht und zum Teil einen wagerechten Schnitt der Maschine dar, während

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt der Ventilanordnung des Zylinderkopfes zeigt.

In dem Arbeitszylinder α und im Pumpenzylinder b bewegt sich der Stufenkolben c, d. Der durch letzteren gebildete Ringraum wirkt

ίο als Vorverdichtungspumpenraum für das Gemisch. Der Arbeitszylinder trägt rückwärts den wie bei gewöhnlichen Viertaktgasmaschinen ausgestalteten Zylinderkopf e, welcher das Einlaßventil /, das Auslaßventil g und eine Zündvorrichtung enthält. Letztere sowie die Ventile werden in normaler Weise durch eine halb so schnell wie die Kurbelwelle w umlaufende Steuerwelle q betätigt. Seitlich am Zylinderkopf befindet sich der Reglerschieber h. Mit demselben liegt gleichachsig der zur Steuerung der anzusaugenden Mengen von Gas und Luft dienende Kolbenschieber k des Pumpenzylinders b. Dieser Kolbenschieber sitzt mit dem Reglerschieber auf der gemeinsamen Schieberstange i und beide werden von der Kurbelwelle w aus durch einen mit dem Achsenregler t verbundenen Exzenter u gesteuert.

Die Gas- und Luftschlitze im Kolbenschieber k haben nach der einen oder anderen Seite konvergierende Seitenkanten, um nicht nur die Menge des Gemisches, sondern auch das Verhältnis von Gas und Luft entsprechend der Belastung zu ändern, da z. B.

bei abnehmender Belastung und kleinerer Füllung im Verhältnis mehr Gas und weniger Luft angesaugt werden soll.

Das von der Pumpe b verdichtete Gemisch, welches durch Ansaugung von Luft durch Kanal / und von Gas durch Kanal m erhalten und durch den Kanal η in den Zylinder b geführt wird, strömt durch das selbsttätige Druckventil o, durch die Rohrleitung ρ in den gegebenenfalls gekühlten Zwischenbehälter r und gelangt aus diesem durch die Rohrleitung s zum Reglerschieber h und durch den Kanal ν im Zylinderkopf e zu dem Einlaßventil /.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Bei Vollbelastung saugt der Pumpenkolben d bei jedem Vorwärtsgang während der ganzen Hubdauer Luft und Gas an, die sich im Kolbenschieber k mischen und gemeinsam durch den Kanal η in den Pumpenzylinder b strömen. Von hier gelangt das Gemisch, sobald der Kolben d seinen Rückwärtsgang antritt, durch das geöffnete Druckventil 0 und die Rohrleitung ρ in den Zwischenbehälter r und durch die Rohrleitung s zum Reglerschieber h. Dieser letztere öffnet den Einströmkanal ν ebenfalls bei jedem Kolbenvorgang, und zwar während der ganzen Hubdauer. Da aber das Einlaßventil f entsprechend der Viertaktwirkung nur bei jedem zweiten Kolbenvorgang geöffnet wird, so erfolgt auch nur bei jeder zweiten Eröffnung des Reglerschiebers h das Einströmen des Gemisches in den Arbeitszylinder. Hieraus ergibt sich, daß das Gemisch mit einer; gewissen Anfangsspannung, die von dem Raumverhältnis zwischen Arbeits- und Pumpenzylinder abhängt und beispielsweise eine Atmosphäre Überdruck beträgt, in den Arbeitszylinder eintritt. Fällt nun die Belastung der Maschine, so stellt der Achsenregler t den Exzenter u derart, daß zwar die Eröffnung der Kanäle /, m, η durch den Schieber k noch zu derselben Zeit wie vorher, d. i. annähernd im rückwärtigen Totpunkt, erfolgt, daß jedoch der Schluß aller drei Kanäle gleichzeitig und entsprechend der verringerten Belastung früher, etwa nach einem Drittel des Kolbenhubes, bewirkt wird. Da aber der Reglerschieber h mit dem Schieber k auf derselben Stange sitzt und so eingestellt ist, daß er den Kanal ν zu derselben Zeit öffnet und schließt wie der Kolbenschieber k die Kanäle I und m, so wird die Einströmung des Gemisches in diesem Falle ebenfalls schon nach einem Drittel des Kolben Vorganges unterbrochen werden, trotzdem das Einlaßventil f während der ganzen Dauer des zweiten Hubes geöffnet bleibt. Pumpen und Arbeitszylinder erhalten also unter allen Umständen gleiche Füllungen, welche der Zu- oder Abnahme der Belastung entsprechend in beiden Zylindern gleichzeitig und gleichmäßig vergrößert oder verkleinert werden.

Hierdurch bleibt das Verdichtungsverhältnis zwischen Pumpen- und Arbeitszylinder und demzufolge auch die Spannung im Zwischenbehälter r annähernd konstant. Es kann daher selbst eine gänzliche plötzliche Entlastung der Maschine nicht schädlich wirken, da in diesem Falle auch der Reglerschieber h durch den Regler sofort auf Nullfüllung eingestellt wird, also kein Gemisch mehr in den Arbeitszylinder treten kann. Andererseits findet eine plötzliche Belastung der Maschine im Zwischenbehälter Gemisch von , normaler Spannung vor, so daß bei Einstellung des Reglerschiebers durch den Regler auf Vollfüllung sofort kräftige Zündungen im Arbeitszylinder einsetzen und dadurch ein Sinken der Tourenzahl unter die zulässige Mindestzahl ausgeschlossen erscheint.

Die Einrichtung zur Durchführung dieses Regelungsverfahrens kann auch so getroffen sein, daß die Schieber h und Ä senkrecht angeordnet sind und durch eine Ausklinksteue- iao rung bekannter Art, welche von einem gewöhnlichen Regler beherrscht, wird, betätigt

werden. In "diesem Falle können auch an Stelle der Schieber Ventile verwendet werden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   . i. Verfahren zur Regelung von Gaskraftmaschinen, die mit Vorverdichtung des Gemisches arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß bei Belastungsänderungen sowohl die Füllung der Vorverdichtungspumpe (b) als auch die Füllung des Arbeitszylinder« (α) gleichzeitig und um gleichviel durch Beeinflussung der betreffenden Steuerungen verkleinert oder vergrößert wird, zu dem Zwecke, bei allen Füllungen der Vorverdichtungspumpe dieselbe Spannung im Zwischenbehälter zu erhalten.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (k) der Vorverdichtungspumpe (b) *und der Steuerschieber (h) des Arbeitszylinders (a) gemeinsam durch einen Regler (t) beeinflußt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.