DE214088C - - Google Patents

Description

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Ein bekanntes Regelungsverfahren für Gasmaschinen besteht darin, daß bei Unterbelastung zunächst reine Luft als Füllmasse und später erst eine entsprechend verminderte Gemischmenge angesaugt wird. In ebenfalls bekannter Weise wird hierbei die Gesamtmenge der Zylinderfüllung (Fülluft -f- verminderte Gemischmenge) größer genommen und ·— unter gleichzeitiger Vorlegung des Zündungszeitpunktes — die Verdichtung weiter getrieben als bei normaler Belastung und normaler Ladung. Bei Überbelastung wird die Arbeitsladung vergrößert.

In dieser bekannten Weise soll die den Gegenstand der Erfindung bildende Gasmaschine arbeiten. Eine Neuerung in der Arbeitsweise besteht aber darin, daß bei normaler Belastung die Ansaugung der normalen Ladung (ohne Fülluft) vor dem Hubwechsel beendet, bei Unterbelastung aber die Ansaugung der. größeren Fülluftmenge und verminderter Gemischmenge über den Hubwechsel hinaus fortgesetzt wird. Ebenso geht auch die Ansaugung der verstärkten Arbeitsladung

bei Überbelastung über den Hubwechsel hinaus. Diese Verschiebungen in der Anordnung oder Einteilung des Arbeitsganges werden durch entsprechende Steuerung der an sich nach Art und Wirken bekannten Einlaßorgane erzielt.

Dadurch, daß bei normaler Belastung die Ansaugung der normalen Ladung vor dem Hubwechsel beendet wird, gewinnt man einen ausreichenden Spielraum für die Anwendung des vorausgesetzten Regelungsverfahrens, das dadurch erst zu technisch und wirtschaftlich befriedigender Geltung gelangt. Dies sei im folgenden näher erklärt.

Eine gewisse Vergrößerung der Zylinderfüllung läßt sich in der bekannten Weise schon dadurch erreichen, daß man die Einlaßwege über den Hubwechsel hinaus offen läßt. Obwohl der Kolben nach dem Hubwechsel den Arbeitsraum wieder zu verkleinern beginnt, besteht doch vorläufig noch ein durch das Ansaugen herbeigeführter Unterdruck, bis zu dessen Ausgleichung die in Bewegung be-" findlichen Fluida (Luft und Gas) nachströmen. Da nun auch im Bereiche des Hubwechsels der auf einen gewissen Zentriwinkel entfallende Kolbenweg klein, die Verkleinerung des Arbeitsraumes also zunächst nur gering ist, so erreicht man in dieser bekannten Weise tatsächlich eine längere Einströmung und folglich eine etwas größere Füllung und entsprechend stärkere Verdichtung.

Das genügt aber für den Regelungszweck nicht; der Unterschied zwischen normaler Füllung und verstärkter Füllung ist nicht groß genug, um die Maschinenleistung einer erheblieh verminderten Belastung anzupassen. Man muß deshalb auch nach der anderen Seite hin gehen, d. h. in der anderweit (zwecks Erzielung weitergehender Expansion) bereits benutzten Weise die Maschine so einrichten,. daß die Einströmungswege bei normaler Belastung und Ladung vor dem Hubwechsel geschlossen werden und der restliche Kolbenhub

bis zum Hubwechsel weiteres Gemisch nicht herzubringt. Man gelangt auf diesem Wege zwar zu etwas größeren Abmessungen des Zylinders, als sie die Berechnung für die Normalleistung ohne Rücksicht auf das anzuwendende Regelungsverfahren ergeben würde. Dieses Erfordernis ist aber in Hinsicht auf den wirtschaftlichen Betrieb bei Unterbelastung kein Nachteil und in anderer Hinsicht ein

ίο Vorteil, insofern nämlich die Maschine für zeitweise starke Überbelastung geeignet wird. Wenn also die Maschine so eingerichtet ist, daß bei normaler Belastung das normale Gemisch nicht bis zum Hubwechsel, dagegen bei Unterbelastung die größere Füllung aus mehr Fülluft und weniger Gemisch und bei Überbelastung die größere Gemischladung über den Hubwechsel hinaus angesaugt wird, so erhält man eine bei den verschiedensten Belastungen gut und wirtschaftlich arbeitende Maschine.

Fig. ι zeigt die Ladungs- und Verdichtungsverhältnisse für Unterbelastung, Normalbelastung und Überbelastung in einem Kurbeldiagramm. A -B sei die Zylinderachse, in welcher die beiden Totpunkte bzw. Hubwechsel liegen: ' · . '

^r Die Pfeile G¹ und L¹ gelten für die normale Ladung. In bekannter Weise wird das Gas (Pfeil G¹) etwas eher abgesperrt als die Luft (Pfeil L¹); jedenfalls hört aber die Ansaugung beider bei normaler Belastung vor dem Hubwechsel bei B auf, um Spielraum für die beabsichtigte Regelung zu gewinnen.

Die Pfeile G" und L" gelten für die Unterbelastung. Der Luftweg (Pfeil L¹¹) wird im Hubwechsel bei Ä geöffnet, aber erst später ^:— in größerer oder geringerer Nähe des Hub-" wechseis bei B, je nach der Größe der gewünschten Ladung — öffnet sich der Gasweg (Pfeil G¹¹). Beide Wege sind bis über den Hubwechsel bei B hinaus offen, wenn auch hier wieder der Gasweg etwas eher abgesperrt wird als der Luftweg.

Das Diagramm stellt nur das Öffnen und Schließen der bezüglichen Wege schlechthin dar. In Wirklichkeit verfährt man bei der hier in Betracht kommenden Ladung für Unterbelastung so, daß zunächst für das An-" saugen des Luftballastes der Lufteinlaß voll geöffnet und dann, wenn die Gemischbildung beginnt, das Lufteinlaßorgan durch die Steuerung so eingestellt wird, daß Luft und Gas in entsprechendem Verhältnis zueinander eintreten. Man kann aber auch die zur Gemischbildung erforderliche Luft in bekannter Weise durch einen besonderen und besonders gesteuerten Weg eintreten lassen.

Bei Uberbelastung werden — wie es die Pfeile G¹¹¹ und L^m andeuten — Luft und Gas auf einem längeren Wege angesaugt als bei normaler Belastung. Bei etwas zeitigerem Schluß des Gasweges bleiben beide Wege über den Hubwechsel bei B hinaus offen.

Die. Fig. 2 bis 4 stellen die Arbeitsdiagramme für die drei vorstehend behandelten Belastungsfälle dar.

Eine geeignete Ausführungsform der Maschine ist in Fig. 5 und 6 im Aufriß mit Längsschnitt und im Grundriß dargestellt.

Die Fig. 7 und 8 sind Sonderdarstellungen der Steuerungsnocken für Gas- und Luftweg.

Wie ersichtlich, sind außer dem gesteuerten Ventil α zum Abschluß des Arbeitsraumes gegen die Einlaßwege, das stets im gleichen Zeitpunkt geöffnet und geschlossen wird, das gesteuerte Gasventil b und das gesteuerte Luftventil c vorhanden. Zur Steuerung dieser Ventile dienert die Nocken d und e. In der hohlen Steuerwelle f, auf welcher Nocken g für Einlaßventil α und Auslaßventil h unmittelbar festsitzt, wird durch den Fliehkraftregler i eine Stange k verschoben, auf welcher die Nocken d e sowie der Zündnocken I durch die gezeichneten Stifte festsitzen. Die Stifte finden natürlich Spielraum in Längsschlitzen der Steüerwelle. ' Für den Beginn des öffnens des Gasventiles ist die Kante w (Fig. 7) maßgebend, welche wegen ihres schrägen Verlaufes je nach der Einstellung des Nockens d durch den Regler früher oder später zur Wirkung kommt. Dagegen öffnet die gerade verlaufende Kante χ des Nockens β das Luftventil c stets zu gleicher Zeit. Einander ähnlich verlaufen die für das Schließen der beiden Ventile maßgebenden Kanten y und ζ der beiden Nocken. In einer gewissen Verschiebungsstellung, welche der normalen Belastung oder Ladung entspricht, erfolgt vermöge der Einknickung der Kanten y und ζ loo der Schluß eher (und zwar vor dem Hubwechsel bei B) als in anderen, der Unter- bzw. Uberbelastung entsprechenden Stellungen. Der Rücken der Ausladung des Nockens e verläuft in Richtung der Nockenachse insofern ungleichförmig, als er das zunächst weit geöffnete Luftventil je nach der Verschiebungsstellung früher oder später auf die zur Gemischbildung geeignete öffnung zurückgehen läßt, während in den der normalen Belastung und der Uberbelastung entsprechenden Verschiebungsstellungen die anfängliche weitergehende öffnung des Luftventiles unterbleibt.

Claims (1)

1. Patent- Anspruch :

   Regelung für eine Gasmaschine mit Ansaugung von Fülluft vor der Gemischbildung bei Unterbelastung und Ansaugung einer größeren Gemischmenge bei Überbelastung, dadurch gekennzeichnet, daß

   zwecks Gewinnung ausreichenden Spielraumes für die Anpassung an verschieden starke Belastungen durch entsprechende Steuerung der Einlaßorgane die Ansaugung der normalen Ladung ohne Fülluft vor dem Hubwechsel beendet, dagegen die Ansaugung der größeren aus Fülluft und Arbeitsgemisch bestehenden Füllung für die Unterbelastung und die Ansaugung der größeren Gemischladung für die Überbelastung in an sich bekannter Weise über den Hubwechsel hinaus fortgesetzt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen