DE204258C

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Publication number: DE204258C
Application number: DENDAT204258D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Λί204258 KLASSE 46 ö. GRUPPE

CHARLES CAILLE in LE PERREUX, Frankr.

Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Leistung von Viertakt-Explosionskraftmaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. September 1907 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Viertakt -Explosionskraftmaschine mit selbsttätiger Regelung der Leistung durch Einführung einer regelbaren Menge von Zusatzgemisch. Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der Motor aus zwei Zylindern I und II, von denen jeder einen Doppelkolben enthält, nämlich einen Hauptkolben und einen mit diesem fest verbundenen Hilfskolben, der in einem den

ίο eigentlichen Hauptzylinder umgebenden Hilfszylinder beweglich ist. Der Hilfszylinder von I kann durch eine Leitung und ein Ventil mit dem Explosionsraum von II und während eines Hubes des Viertaktes mit einer zusätzlichen Gemischsaugleitung in Verbindung gesetzt werden, deren Durchgangsquerschnitt von den Rädern des Fahrzeuges aus mit Hilfe eines durch einen Regler beeinflußten Drosselorgans geregelt wird. Bei zunehmendem Widerstand werden also beide Elemente I und II der Maschine durch den Einlaß einer zusätzlichen Ladung in ihrer Leistung verstärkt, wobei die Ladung jedem Element durch das andere zugeführt wird.

Bei dem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist Fig. 1 eine schematische Übersicht der aus zwei Zylindern I und II bestehenden Maschine. Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch das Element I. Fig. 3 zeigt die Regelungsvorrichtung für die Zusatzladung im Schnitt.

Die Kurbeln b¹ und b² der Zylinder I und II sind auf der Welle a um 180° zueinander versetzt. Jedes der Elemente I und II der Maschine besteht aus einem Hauptzylinder c und einem Hilfszylinder d. In diesem bewegt sich ein doppelter Kolben, der aus einem zylindrischen Teil e im Zylinder c und aus einem ringförmigen Teil f in dem Zylinder d besteht. Eine Verlängerung g des Zylinders d dient dazu, um den Zylinder c herum einen Kühlmantel zu bilden, der von dem Raum des Zylinders d durch eine Scheidewand h getrennt ist.

Zu beiden Seiten des Verdichtungsraumes k des Zylinders c sind in gewöhnlicher Weise das Saugventil i und das Auspuffventi] j angeordnet, die durch Stangen m und η mittels Daumen 0 und p gesteuert werden, die auf den Steuerwellen q und r sitzen.

Zwischen der Zylinderwand d, dem Kolben f und einer am Gestell u befestigten Muffe t ist eine ringförmige Kammer s gebildet. Der Kolben e gleitet mit seiner Innenfläche auf dieser Muffe t. Diese ringförmige Kammer s steht durch eine Leitung ν über ein Ventil w mit einem Gehäuse χ in Verbindung. Die beiden zu den Elementen I und II gehörigen Gehäuse χ sind durch eine Leitung y miteinander verbunden, von der ein Rohrstutzen ζ abzweigt. Von diesem Rohrstutzen führen öffnungen 1 zu einem Ver- · gaser 2 des Motors oder zu einem besonderen Vergaser.

Die Ringkammer s eines jeden Elementes I und II steht andererseits durch eine Leitung 3 über ein Ventil 4 mit einem ■ Gehäuse 5 in Verbindung, das genau so. eingerichtet ist wie

das Gehäuse χ und durch eine Leitung 6 unmittelbar an die Außenluft angeschlossen ist. Die Ventile w und 4 werden durch Hebel 7 und 8 gesteuert, die unter Vermittelung der Stangen 9 und 10 von Steuerdaumen 11 und 12 bewegt werden, die auf den Steuerwellen q und r sitzen. Die Stangen m und 9 liegen in verschiedenen senkrechten Ebenen. Das gleiche ist mit den Stangen η und 10 der Fall.

Die zwischen der .Zylinderwandung d der oberen Fläche des Kolbens/ und.der Scheidewand h gebildete Kammer 13 ist durch eine Leitung 14 an das gehäuseartig ausgebildete Gestell u angeschlossen.

. Der Verdichtungsraum k des Elementes I steht durch eine Leitung 15 über ein Ventil 16, das unter dem Einfluß einer Feder steht, mit einer Büchse 17 in Verbindung, von der aus ein Rohr 18 nach dem Ringraum s des Elementes II führt. Der Ringraum s des Elementes I ist in- gleicher Weise durch einen

' Kanal 19 und eine Leitung 20 mit einer Büchse 21 des Elementes II verbunden, die ebenso eingerichtet ist wie die Büchse 17 des Elementes I.

Vor den Öffnungen 1, die die Verbindung zwischen den Gehäusen χ und dem Vergaser 2 herstellen, kann sich ein Kolbenschieber 22 bewegen, den eine Feder 24 hochzuhalten strebt und dessen Stange 23 unter der Einwirkung eines Winkelhebels 25, 26 steht. Der Arm 26 des Winkelhebels wird durch die Stange 27 eines zweiten Kolbenschiebers 28 (Fig. 3) beeinflußt, der mit einer Feder 29 ausgestattet ist und Verbiridungsöffnungen 30 zwischen den Leitungen 31 und 32 mehr oder weniger verschließt. Die Leitung 31 ist an die Druckleitung 33 einer Ölpumpe angeschlossen, die von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Welle angetrieben wird, die ihre Bewegung unmittelbar oder mittelbar durch ein mit den Rädern des Fahrzeuges verbundenes Getriebe erhält. Die Leitung 32 schließt sich an ein Rohr 34 an, das nach ■45 der Saugleitung der Pumpe führt. Wenn die Feder 29 so ausgeführt ist, daß sie sich proportional ihrer Belastung zusammenpreßt, und wenn ferner die Öffnungen 30 von einer durch Rechnung leicht zu bestimmenden richtigen Form sind, so wird der Druck der Flüssigkeitssäule in der Leitung 31 genau proportional der Umdrehungszahl der Pumpe sein und demgemäß auch proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Es folgt daraus, daß die lineare Verschiebung der Stange 27 ebenfalls dieser Geschwindigkeit proportional ist. Demgemäß wird dies auch mit der Größe der Öffnungen 1 der Fall sein. Diese Öffnungen sind daher um so mehr verschlossen, je größer die Geschwindigkeit ist. Bei Überschreitung einer gewissen Höchstgeschwindigkeit bleiben sie indessen ganz geschlossen. Umgekehrt bleiben sie bei Unterschreitung einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit vollständig offen.

Die Wirkung des Motors auf einem Fahrzeug ist also folgende: Nimmt man an, daß die öffnungen 1 frei sind und daß in dem Element I gerade Explosion stattfindet, so ergeben sich folgende Vorgänge:

1. Im Zylinder c des Elementes I findet über dem Kolben β Explosion statt. Gleichzeitig wird unter dem Kolben / des Elementes I in der Ringkammer s eine .Gemischmenge verdichtet, die vorher durch v, w, x, y, i, 2 angesaugt worden ist und die vom Kolben / in den Explosionsraum des Elementes II befördert wird, wo gerade die Verdichtungsperiode im Gange ist, während der Kolben / des Elementes II frische Luft ansaugt.

2. Der Kolben e des Elementes I geht wieder aufwärts und treibt die Verbrennungsgase aus dem Zylinder. Gleichzeitig saugt der zugehörige Kolben/ frische Luft durch die Leitungen 3, 5 und 6 ein. Im Zylinder II findet jetzt Explosion statt und sein Kolben/ schickt die vorher angesaugte frische Luft in in den Zylinder I über die Leitung 18, das Gehäuse 17, das Ventil 16 und den Kanal 15.

3. Im Zylinder I findet jetzt durch den Kolben e Ansaugung statt. Sein Kolben / befördert durch 19, 20, 21, 16 und 15 frische Luft in das Element II. Letzteres befindet sich in der Phase des Auspuffes, und sein Kolben / saugt Explosivgemisch in das Gehäuse x.

4. Im Element I findet durch den Kolben e Verdichtung statt, und zwar wird das vorher vom Kolben β angesaugte und das vom Kolben / des Elementes II hinzugefügte Gemisch" verdichtet. Im Element II findet in diesem Augenblick Ansaugung statt und gleichzeitig saugt der Kolben / des Elementes I durch v, w, x, y, 1, 2 . frisches Gemisch ein, um es beim nächsten Hub in das Element II zu befördern, dessen Kolben alsdann wieder in die Vedichtungsperiode gelangt ist.

Wenn also die Öffnungen 1 frei sind, so ιό findet in beiden Elementen I, II bei jedem Verdichtungshub Beförderung des vom ,Hilfskolben des anderen Elementes angesaugten Zusatzgemisches in den Verdichtungsraum statt. Bei jedem Saughub werden die verbrannten Gase durch frische Luft ausgetrieben, die ebenfalls durch den Hilfskolben des anderen Zylinders geliefert wird.

Diese Wirkung bei freien Öffnungen 1 bleibt bei normalem Gang bestehen von der Geschwindigkeit O bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit V. Wenn diese Geschwindigkeit erreicht ist,

so ist der von der Pumpenflüssigkeit auf den Schieber 28 ausgeübte Druck genügend, um diesen Schieber so weit zu. heben und demgemäß den Kolbenschieber 22 so weit zu senken, daß die Öffnungen 1 vollständig geschlossen werden. Bei dieser Geschwindigkeit V und bei höheren Geschwindigkeiten .. bleiben die Öffnungen 1 also geschlossen, und die beiden Elemente der Maschine arbeiten ohne Einführung von Zusatzgemisch. Die Hilfskolben/ saugen kein Gemisch aus dem Vergaser 2, sondern erzeugen unter sich bei einem Hub ein Vakuum und komprimieren frische Luft bei einem anderen Hub.

Wenn das Fahrzeug beispielsweise eine Steigung hinauffährt, so vermehrt sich der Widerstand gegen den Motor. Die Geschwindigkeit hat alsdann das Bestreben sich zu vermindern und kann bei ungenügender Leistung

so des Motors bis auf die Geschwindigkeit V herabsinken. Der Druck unter dem Kolbenschieber 28 vermindert sich proportional zu der Geschwindigkeit, der Kolbenschieber sinkt, und der Kolbenschieber 22 wird durch seine Feder 24 gehoben und gibt die Öffnungen 1 frei. Sofort saugen die Hilfskolben/ Zusatzgemisch an, und die Maschine arbeitet in der oben beschriebenen Weise, indem ihre Leistung mit zunehmendem Widerstand vergrößert wird. Das Fahrzeug kann also seine Fahrt fortsetzen, ohne daß es nötig wäre die Geschwindigkeitsübersetzung zu ändern. Es versteht sich von selbst, daß bei der erwähnten Anwendung der Maschine "auf einem Fahrzeug vorausgesetzt ist, daß der Motor wie üblich so. berechnet ist, daß er beständig bei der Fahrt auf ebener Strecke mit geschlossenen Öffnungen 1 fährt und hierbei seine höchste Geschwindigkeit V entwickeln kann. Bei einem nicht mit der beschriebenen Regelungsvorrichtung ausgestatteten Motor muß man bei zunehmendem Widerstand zur Wiederherstellung des Gleichgewichtes zwischen Leistung und Widerstand durch mechanische Mittel auf die Geschwindigkeit

einwirken, d.h. eine andere Übersetzung. einrücken. Bei der beschriebenen Einrichtung ■ geht der Ausgleich selbsttätig vor sich.

Die Vorteile der beschriebenen Einrichtung sind folgende:

i. Möglichkeit, das Geschwindigkeitsgetriebe zu verkleinern, das nur noch eine Kupplung für Bergabfahren und eine andere für Rückwärtsfahrt erfordert;

2. Erhöhung der Bremswirkung durch den Motor, wenn der Motor in bekannter Weise beim Bergabfahren als Bremse benutzt wird;

3. die Selbsttätigkeit der Regelung der Fahrgeschwindigkeit bei wechselnder Beschaffenheit der Fahrstraße bewirkt eine Verminderung der Abnutzung;

4. die Vermeidung von zahlreichen Handhabungen zur Veränderung der Geschwindigkeit vermindert ebenfalls die Abnutzung.

Der Kolben f saugt bei jedem Abwärtsgang durch die Leitung 14 öl in das Gestell u, wodurch beständig eine Schmierung aller beweglichen Teile gesichert ist.

Der Kolbenschieber 22 könnte auch mit jedem anderen Organ verbunden sein, dessen Bewegungen von der Geschwindigkeit der Fahrzeugräder abhängig sind. Ein solches Organ könnte z. B. ein Fliehkraftregler sein.

Es versteht sich von selbst, daß außer der vorliegenden Anordnung auch noch die üblichen Drosselorgane für das Gas am Vergaser vorhanden sein können. Drosselt man das durch die Ventile i eintretende Gemisch vollständig, so setzt der Motor mit Hilfe des durch die Kolben / gelieferten Gemisches seine Arbeit noch fort. In diesem Falle kann aber die Geschwindigkeit nicht die Geschwindigkeit V überschreiten, bei der die Öffnungen 1 geschlossen sind.

Will man die beschriebene Regelungsvorrichtung bei einem Zweitaktmotor anwenden, so muß die Ausbildung so sein, daß in einem bestimmten Augenblick eine Zusatzladung von. Gemisch in die Pumpe des Motors eingelassen wird. Für gewöhnlich wird also das Gemisch in ν die Pumpe durch einen Teil der Öffnungen eingelassen, die den Öffnungen 1 entsprechen, und diese Öffnungen werden je nach dem Widerstand mehr oder weniger geöffnet. Der Pumpenzylinder muß naturgemäß so berechnet sein, daß er auch die vermehrte Zufuhr aufnehmen kann.

Wenn man in die Zuleitung zum Einlaßventil i eine Drosselvorrichtung einschaltet, die ähnlich der beschriebenen Drosselvorrichtung für das Ventil w ist, so kann man einen vollständigen Schluß des Einlaßventils bei einer gegebenen Höchstgeschwindigkeit herbeiführen und so bewirken, daß diese Geschwindigkeit niemals überschritten wird.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Erfindung auch an Maschinen mit mehr als zwei Zylindern, insbesondere vier-, sechs- oder achtzylindrigen Maschinen Anwendung finden kann.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Leistung von Viertakt-Explosionskraftmaschinen durch Einführung einer regelbaren Menge von Zusatzgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Arbeitskolben (e) ein Hilfskolben (f) verbunden ist und der Explosionsraum (k) des einen Zylinders durch ein Ventil (16) und eine Leitung (18 oder 20) mit einer vor dem Hilfskolben ff) des anderen Zylinders liegenden. Kammer (s) in Verbindung steht, in

die während einer Phase des Viertaktes durch ein Ventil (w) eine Zusatzgemischmenge angesaugt wird, welche durch ein von einem Regler beeinflußtes Drosselorgan (22) geregelt wird, während die Kammer (s) in einer anderen Phase des Viertaktes durch ein Ventil (4) mit der Außenluit in Verbindung gebracht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan aus einem vor Öffnungen (1) beweglichen Kolbenschieber (22) besteht, der durch einen zweiten Kolbenschieber (27, 28) beeinflußt wird, auf den einerseits eine Feder (29) und andererseits der Flüssigkeitsdruck einer Pumpe wirkt, die durch _die Räder des Fahrzeuges angetrieben wird, wobei die vollständige Öffnung des zweiten Kolbenschiebers (28) dem Schluß des ersten Kolbenschiebers (22) entspricht. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.