DE2255228A1 - Verbrennungsmotor fuer den betrieb mit einem druckluft-druckgas-gemisch - Google Patents

Description

Verbrennungsmotor für den Betrieb mit einem Druckluft-Sruckgas-G-eiiiisch

Priorität: 12. November 1971, U.S.A., Nr. 198 165

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zuführen eines im wesentlichen gleichmäßigen brennbaren Kraftstoffgeniisches zu einem Verbrennungsmotor.

Es sind sowohl mit Funken- bzw. Fremdzündung als
auch mit Verdichtungszüridung arbeitende Verbrennungsmotoren bekannt. Bei manchen dieser Motoren wird der Kraftstoff
einem Vergaser zugeführt, der Kraftstoff und Luft in den gewünschten anteiligen Mengen miteinander mischt und das Gemisch einem Verbrennungszylinder des Motors zuführt, um ein normales Anlassen und einen normalen Betrieb des Motors zu ermöglichen. Es wurde bereits vorgeschlagen, das Anlassen von Verbrennungsmotoren, insbesondere von Freikolbenmotoren, bei denen es in manchen Fällen erwünscht

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sein kann, während des Anlassens ein anderes Kraftstoff-Luft- Gemisch zur Verfügung zu haben, durch das Zuführen eines Hilfsanlaßgemisches zu erleichtern. Wenn ein solcher Motor mit einem Luftverdichter gekuppelt ist, oder wenn eine andere Druckluftquelle zur Verfügung steht, wird die zum Erzeugen eines solchen Kraftstoff-Luft-Gemisches benötigte Luft einer Druckluftquelle entnommen, während der Kraftstoff, z.B. ein gasförmiger Brennstoff wie Methan oder Propan, dem Motor ebenfalls unter Druck von einer gesonderten Quelle, z.B. einem Druckgasbehälter aus zugeführt wird.

Wenn die an diese unter Druck stehenden Quellen angeschlossenen Leitungen zum Zuführen von Luft und Brennstoff mit dem Motor über einen oder mehrere Zumeßdüsenabschnitte verbunden sind, um ein Anlaßgemisch mit dem gewünschten Brennstoff-Luft-Verhältnis zu erzeugen, erweist es sich jedoch als schwierig, den Motor auf befriedigende Weise in Gang zu setzen, und zwar auch dann, wenn die betreffenden Zumeßdüsen so eingestellt worden sind, daß zu erwarten wäre, daß sich bei dem Gemisch ein für das Anlassen des Motors brauchbares Brennstoff-Luft-Verhältnis ergibt. Insbesondere ist es schwierig, dem Motor schon beim allerersten Hub das richtige Gemisch zuzuführen. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß sich während des Zuführens des Brennstoff-Luft-Gemisches die Drücke in der Zuführungseinrichtung von Augenblick zu Augenblick in einem erheblichen Ausmaß ändern, wenn die Zuführungsleitungen geöffnet und geschlossen werden, z.B. dadurch, daß der Kolben des Motors einen Einlaßkanal öffnet und schließt, oder daß ein Regelventil in den Zuführungsleitungen geöffnet und geschlossen wird. Werden solche Kanäle oder Ventile geschlossen, erhöht sich der Druck in dem in der Strömungsrichtung hinter dem Ventil liegenden Teil der Zuführungsleitung plötzlich bis auf den vollen Druck, der in der Zuführungsleitung herrscht, und der Mengen-

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durchsetz wird auf Null verringert. Sobald sich der Kanal oder das Ventil öffnet, wird der Druck in der Zuführungsleitung plötzlich, wirksam, " so daß- sich ein schneller übergang zu einem hohen Mengendurchsatz bzw. einer hohen. Strömungsgeschwindigkeit abspielt.

TJm diese Ungleichmäßigkeit en, die sich beim Betrieb eines Motors mit einer unter Druck stehenden Einrichtung zum Zuführen von Brenn- oder Kraftstoff und Luft ergeben, weitgehend oder vollständig zu vermeiden, ist durch die Erfindung eine verbesserte Einrichtung zum Zuführen eines brennbaren Kraftstoff-Luft-Gemisches geschaffen worden, bei dem sowohl die Luftzuführungsleitung als auch die Gaszuführungsleitung ein erstes Ende aufweist, das an die zugehörige, unter Druck stehende Luft- bzw. Gasquelle angeschlossen ist, sowie einen Zumeßöffnung- oder Drosselabschnitt, von dem mindestens einer verstellbar ist, damit sich verschiedene gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnisse einstellen lassen, und bei der eine Druckregelvorrichtung an mindesteiis eine der beiden Leitungen zwischen ihrem ersten Ende und ihrem Zumeßöffnungsabschnitt angeschlossen ist, um in den Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den Zumeßoffnungsabschnitten ständig im wesentlichen gleich hohe Drücke aufrechtzuerhalten. Genauer gesagt wird ein in eine der Zuführungsleitungen eingeschalteter verstellbarer Druckregler durch eine in die andere Zuführungsleitung eingeschaltete Druckfühlvorrichtung gesteuert. Die Drwcke, die in den Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter den Zumeßöffnungen herrschen, werden ebenfalls dadurch im wesentlichen auf der gleichen Höhe gehalten, daß beide Zuführungsleitungen mit einer gemeinsamen Leitung oder einer anderen^ eine Mischkammer bildenden Vorrichtung verbunden sind.

Ferner ist vorzugsweise ein Druckregelventil der mittels Druckluft belasteten oder mit einem Belastungsdom versehenen Bauart, das eine an eine Quelle für einen

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steuernden Fluddruck anschließbare Steuerdruckkammer aufweist und in Abhängigkeit von Änderungen des Fluddrucks in der Steuerkammer arbeitet, in eine der beiden Zuführungskammern eingeschaltet, und die Steuerkammer dieses Druckregelventils ist so angeschlossen, daß der Druck in der Steuerkammer ständig in einer vorbestimmten Beziehung zu dem Druck in der einen Zuführungsleitung in der Strömungsrichtung unmittelbar vor der zugehörigen Drosselöffnung steht, während der in der Steuerdruckquelle herrschende Druck ständig in einer entsprechenden vorbestimmten Beziehung zu dem Druck steht, der in der Strömungsrichtung unmittelbar vor der Drosselöffnung der anderen Zuführungsleitung steht. Da bei einem Luft-Gas-Gemisch der genannten Art der volumetrische Luftdurchsatz normalerweise erheblich höher ist als der volumetrische Gasdurchsatz, muß die Einrichtung bezüglich der Luftzufuhr höhere Anforderungen erfüllen als bezüglich der Gaszufuhr. Aus diesem Grund, und um eine höhere Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit des Regelvorgangs zu erzielen, wird ein solches Druckregelventil vorzugsweise in die Gaszuführungsleitung eingeschaltet, und seine Steuerkammer kann mit der Luftzuführungsleitung an einem Punkt direkt verbunden werden, der zwischen dem Zumeßoffnungsabschnitt dieser Leitung und der Druckluftquelle liegt. In vielen Fällen ist es ferner erforderlich oder zweckmäßig, einen Regler zum Einregeln eines konstanten Drucks zu benutzen, der jeweils in diejenige Zuführungsleitung eingeschaltet ist, bei der der darin herrschende Druck als Steuerdruck verwendet wird, z.B. in die Luftzuführungsleitung, und zwar an einem Punkt, der entgegen der Strömungsrichtung gegenüber dem Punkt versetzt ist, an welchem die Steuerkammer des Druckregelventils für die andere Zuführungsleitung, z.B. die Gaszuführungsieitung, angeschlossen ist. Bei einer derartigen Anordnung kann ein solcher Regler einen in einem höheren Maße konstantenDruck in der Strömungsrichtung vor dem Zumeßoffnungsabschnitt der Leitung aufrechterhalten, in welcher

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der Druck gefühlt wird, oder bei der dieser Druck als , Steuerdruck benutzt wird, und der ständig etwas niedriger ist als der Druck, der -in der Strömungsrichtung vor dein in die andere Zuführungsleitung eingeschalteten Regelventil herrscht. _;. .

Somit erhält die soeben beschriebene Regeleinrichtung in der Gaszuführungsleitung in der Strömungsrichtung unmittelbar vor ihrem Zumeßöffnungsabschnitt einen Druck, aufrecht, der in Jedem Zeitpunkt im wesentlichen gleich dem Druck ist, welcher in der Luftzuführungsleitung in der. Strömungsrichtung unmittelbar vor der zugehörigen Zumeßöffnung herrscht. Da die anderen Enden der Gaszuführungsleitung und der Luftzuführungsleitung miteinander verbunden sind, damit in ihnen der gleiche Druck herrscht, so daß auch in den Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter den Zumeßöffnungen gleich hohe Drücke herrschen, werden die Druckverhältnisse an den Zumeßöffnungen oder Drosseln, deren Istwerte allerdings tatsächlich von Augenblick zu Augenblick variieren, auf dem gleichen Wert gehalten, obwohl erhebliche Schwankungen bei dem gemeinsamen Druck auftreten, der in den Zuführungsleitungen zwischen den Zumeßöffnungsabschnitten und dem Motor herrscht, und obwohl sieh erhebliche Schwankungen der Drücke in der Strömungsrichtung vor den Zumeßöffnungsabschnitten ergeben.

Weiterhin wird vorzugsweise in Verbindung mit einer' Zuführungsleitung oder beiden Zuführungsleitungen eine Temperaturregelvorrichtung verwendet, um unerwünschte Schwankungen der Luft- und/oder Gastemperatur zu verhindern, die die Gleichmäßigkeit des Brennbaren Gemisches* während des Betriebs in verschiedenen Zeitpunkten beein- . trächtigen könnten.

Die E₁,findung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert» Es zeigt:

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Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform einer Einrichtung zum Zuführen eines Luft-Gas-Gemisches zu einem Verbrennungsmotor; und

Fig. 2 teilweise in einem Längsschnitt und teilweise schematisch einen durch einen Freikolbenmotor antreibbaren Verdichter mit einer Anlaßeinrichtung, um zu veranschaulichen, auf welche Weise sich eine verbesserte Einrichtung zum Regeln eines Luft-Gas-Gemisches bei einem solchen Motor verwenden läßt, um zum Zweck des Anlassens ein brennbares Luftgemisch zu erzeugen.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor 201 dargestellt, zu dem der übliche Verbrennungszylinder 202 gehört, in dem ein Arbeitskolben 203 gleitend geführt ist, der mit einer anzutreibenden Last z.B. durch eine Kurbelwelle 204· verbunden ist. Zum Erzeugen von Zündfunken kann eine Zündkerze 206 dienen, wenn es erwünscht ist, den Motor beim Anlassen oder während des normalen Betriebs mit Fremdzündung zu betreiben. Der Zylinder 202 weist einen Einlaßkanal 207 auf, der mit einer Misch- oder Spülkammer 211 oder dergleichen verbunden sein kann.

In manchen Fällen ist es erwünscht, ein brennbares Anlaß- oder Betriebsgemisch unter Benutzung einer Druckluftquelle und einer Druckgasquelle zu erzeugen,um z.B. für den ersten Verbrennungshub oder die ersten Verbrennungshübe eines solchen Motors ein auf besondere V/eise zusammengesetztes Hilfsanlaßgemisch zur Verfügung zu haben. Gemäß der Erfindung weist eine solche Einrichtung zum Zuführen eines gasförmigen Kraftstoffs eine Luftzuführunpsleitung 216 und eine Gaszuführungsleitung 2,17 auf, die an eine Druckluftquelle bzw. eine Druckgasquelle angeschlossen sind. Gemäß Fig. 1 ist das erste Ende 218 der Luftzuführungsleitung 216 mit einer Druckluftquelle 98 verbunden, bei der es sich entweder um einen Behälter oder

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Aufnehmer für Druckluft oder eine Druckluftleitung handeln kann, wie sie in vielen Industriebetrieben vorhanden ist. Dieser Druckluftquelle kann Druckluft naöh Bedarf entnommen werden.

Entsprechend ist das erste Ende 221 der Gaszuführungsleitung 217 an eine Druckgasquelle 104 angeschlossen. Hierbei kann es sich entweder um eine Druckgasleitung handeln, wie sie in vielen Industriebetrieben zur Verfügung steht, oder um einen mit Methan oder Propan gefüllten Druckgasbehälter.

Die anderen Enden der Luftzuführungsleitung 216 und der Gaszuführungsleitung 217 sind mit dem Motor 201 so verbunden, daß die Luft mit dem Gas in der gewünschten Weise gemischt wird. Zu diesem Zweck sind die Leitungen 216 Und 217 gemäß Pig. 1 an dem Punkt 219 durch eine gemeinsame Leitung oder Mischkammer 213 miteinander verbunden. Die Mischkammer 213 kann durch einen gesonderten Rohrabschnitt gebildet sein, oder es kann sich tatsächlich um eine Mischkammer im Einlaßteil eines Regelventils 94- handeln, mittels dessen die Zufuhr des gewünschten Brenngemisches zu dem Motor über eine weitere Leitung 212 geregelt wird.

In jede der Zuführungsleitungen 216 und 217 ist ein Zumeßoffnungsabschnitt 222 bzw. 223 eingeschaltet. Mindestens eine dieser Zumeßöffnungen oder Drosseln;ist verstellbar, wie es in Fig. 1 bei 223 angedeutet ist, damit sich das gewünschte Luft-Gas-Verhältnis einstellen läßt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Einrichtung, bei der nur die Druckluftquelle, die Druckgasquelle und diese Zumeßöffnungen vorhanden sind, nicht in allen Fällen dem Motor nicht das erwartete Luft-Gas-Gemisch mit dem richtigen Gemischverhältnis zuführt. Beispielsweise wird die Strömung in den Leitungen 216 und 217 unterbrochen, sobald das Regelventil 94- oder der Einlaßkanal 207 geschlossen wird. Sobald dagegen der Einlaßkanal 207 und das Regel-

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ventil 94 geöffnet werden, kann durch die Leitungen 216 und 21? plötzlich ein großer Mengenstrom zu dem Zylinder, des Motors 201 gelangen. Es wurde festgestellt, daß solche Unterbrechungen und Schwankungen Anlaß dazu geben, daß dem Motor ein ungleichmäßiges Gemisch zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, solche unerwünschten Schwankungen der Gemischzusammensetzung dadurch zu vermeiden oder weitgehend auszuschalten, daß man in mindestens eine der beiden Zuführungsleitungen eine Druckregelvorrichtung in der Weise einschaltet, daß in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den Zumeßöffnungsabschnitten 222 und 225 der beiden Leitungen im wesentlichen gleich hohe Drücke aufrechterhalten werden. Bei der Einrichtung nach Fig. 1 ist ein Druckregelventil 226 in die Gaszuführungsleitung 217 in der Strömungsrichtung kurz vor dem Zumeßoffnungsabschnitt 223 eingeschaltet und an eine Fühlvorrichtung angeschlossen, die auf den Druck anspricht, der in der Druckluftleitung 216 in der Strömungsrichtung vor dem Zumeßoffnungsabschnitt 222 herrscht. Das Druckregelventil bzv/. der Regler 226 ist auf bekannte Weise als durch Druckluft oder mittels eines Druckluftdoms belasteter Regler ausgebildet, der eine Steuerkammer aufweist, in der ein Steuerdruck herrscht, welcher variiert wird, um das öffnen und Schließen des Hauptventils des Reglers zu steuern und so den Druck in der Gasleitung 217 zwischen dem Regler 262 und der Zumeßöffnung oder Drossel 22J zu regeln. Der Druck in der Steuerkammer des Reglers 226 wird mittels einer Leitung 227 geregelt, die an eine Steuerdruckquelle' so angeschlossen ist, daß der Druck in der Steuerkammer des Reglers 226 stets in einer vorbestimmten Beziehung zum Augenblickswert des Drucks in der Druckluftleitung 216 in der Strömungsrichtung unmittelbar vor der Drossel 222 steht, die der vorbestimmten Beziehung zwischen dem Steuerdruck in dem Regler 226 und dem Druck in der Gasleitung 217 in der Strömungsrichtung unmittelbar vor der Drossel 223 entspricht, so daß die gewünschte Gleichheit der

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der Augenblickswerte der Drücke in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den beiden Drosseln aufrechterhalten wird. ,

Im vorliegenden Fall ist die zu der Steuerkammer oder dem Dom des Druckreglers 226 führende Steuerdruckleitung 227 mit der Druckluftleitung 216 an einem Punkt'228 verbunden, der dem Zumeßoffnungsabschnitt 222 dieser Leitung genügend nahe benachbart ist. Somit bildet die Druckluftleitung 216 an dem Punkt 228 die direkte Steuerdruckquelle. Durch entsprechendes Einstellen des Druckreglers > 226» und dadurch, daß man den Druckregler in einem hinreichend kleinen Abstand von der" Drossel 225 in die Gasleitung 217 einschaltet, läßt es sich erreichen, daß die Augenblickswerte der Drücke in'den Leitungen 216 und 217 in dor Stromungsrichtung' unmittelbar vor den Drosseln 222 und 225 i^m wesentlichen auf der gleichen Höhe gehalten werden. Außerdem liefert das Zusammenführen der Leitungen 216 und 217 an dem Punkt 219 vor der Mischleitung oder Mischkammer 215 in dem Regelventil 94- oder in der- Strömungsrichtung vor diesem Ventil einen gemeinsamen Augenblickswert des Drucks · in den beiden Leitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter den beiden Drosseln 222 und 225. Auf diese Weise "wird gemäß der Erfindung die augenblickliche Druckdifferenz, oder das Druckverhältnis an der Drossel 225 ständig auf einem Wert gehalten, der im wesentlichen gleich dem Augenblickswert der Druckdifferenz oder des Druckverhältnisses an der Drossel 222 ist, und. zwar auch dann, . wenn sich die tatsächlichen Druckrückgänge an den beiden Drosseln beim Anlassen oder während des Betriebs des Motors in einem erheblichen Ausmaß vergrößern oder verkleinern. Würden die Drücke in der Strömungsrichtung vor den Drosseln nicht in der beschriebenen Weise so geregelt, daß sie vor den Drosseln im wesentlichen auf gleicher Höhe gehalten werden, könnte eine Änderung der Durchsatzmenge, z.B. ein plötzlicher Druckstoß, der in der Leitung 212 in Abhängigkeit vom öffnen des Regelventils 94- und vom Ansaugvorgang des Motors 201 auftritt, dazu führen, daß sich

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unterschiedliche Augenblickswerte der Druckdifferenzen an den beiden Drosseln einstellen, und infolgedessen ergibt sich eine Abweichung von den gewünschten Durchsatzmengen, auf die die Drosseln ursprünglich eingestellt wurden. In einem solchen Fall kann die Zusammensetzung des Luft-Gas-Gemisches erheblich von dem gewünschten Wert des Gemischverhältnisses abweichen. Mit anderen Worten, das Luft» Gas-Gemisch, das anfänglich zu dem Motor 201 gelangt, wenn das Regelventil 94- geöffnet wird, könnte bezüglich seiner Zusammensetzung in einem erheblichen Ausmaß von dem Gemisch abweichen, das dem Motor in einem späteren Zeitpunkt zugeführt wird, und diese Änderungen des Gemischverhältnisses von Augenblick zu Augenblick, die sich nach den Schwankungen der Augenblickswerte der Druckverhältnisse an den Drosseln 222 und 225 richten, könnten zu Schwierigkeiten beim Anlassen, zu Fehlzündungen während des Betriebs und zu anderen Schwierigkeiten führen.

Es wurde festgestellt, daß die Benutzung einer Druckregeleinrichtung, die im wesentlichen gleich hohe Drücke in der Druckluftleitung und der Druckgasleitung in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den Drosseln 222 und 223 während des Betriebs von Augenblick zu Augenblick aufrechterhält, dazu führt, daß die genannten Schwierigkeiten weitgehend oder vollständig vermieden werden, und daß ein leichteres Anlassen und ein ruhigerer Betrieb des Motors gewährleistet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Druckregeleinrichtung sind ferner Druckregelventile oder andere Vorrichtungen vorhanden, die gewährleisten, daß der Druck in derjenigen Leitung, die als Steuerleitung benutzt wird, d.h. im vorliegenden Fall in der Druckluftleitung 216, stets niedriger istlals der Druck in der Leitung, d.h. im vorliegenden Fall in der Druckgaszuführungsleitung 217· Zu dem genannten Zweck ist ein als Druckminderventil ausgebildetes Druckregelventil 229 in die Druckluftleitung 216 zwischen ihrem

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ersten Ende 218 und dem Punkt 228 eingeschaltet, an dem der in dieser Leitung herrschende Druck ausgenutzt wird, um den in die Druckgasleitung 217 eingeschalteten Druckregler 226 zu steuern. Wenn der normalerweise in der Druckluf tquelle 98 herrschende" Druck erheblich höher ist als der Solldruck an dem Punkt 228, kann man ein weiteres Druckminderventil' 230 in den gleichen Teil der Druckluftleitung

216 einschalten. Der Druck der dem Behälter oder Aufnehmer ^Neines Verdichters entnommenen Druckluft kann "bis zu etwa 8,5 kp/cm betragen. Andererseits kann in den in einem Industriebetrieb benutzten Druckluftleitungen ein erheblieh niedrigerer- Druck herrschen, der z.B. in· der Größenordnung von etwa 1 kp/cm Überdruck liegt. Entsprechend könnten sich auch die verwendeten Druckgasquellen 104 unterscheiden. In manchen Fällen kann in- einem Industriebetrieb eine Gasversorgungsleitung vorhanden sein, in der nur ein Gasdruck von etwa 0,2 kp/cm oder weniger herrscht. Wird das Gas dagegen einem mit Propan oder Methan gefüllten Druckgasbehälter entnommen, kann der Druck in dem Behälter er-

* 2 heblich höher sein und zwischen etwa 70 und 280 kp/cm liegen.

Gemäß Fig. 1 dienen die beiden Druckminderventile und 23O dazu, eine erhebliche Senkung des Drucks der Luft herbeizuführen,·die einer Druckluftquelle entnommen wird,-deren Innendruck in einem höheren Bereich liegt, so daß man einen Druck erhält, der an dem Punkt 228 in der Strömungsrichtung vor der Drossel 222 mindestens etwas niedriger ist als der Gasdruck in der Strömungsriehtung vor dem Druckregler 226. Bei der gleichen Einrichtung kann man ein weiteres Druckminderventil 232 auch in die Druckgasleitung

217 zwischen dem Druckregler 226 und dem ersten Ende 221 dieser Leitung einschalten; dies gilt insbesondere für den Fall, daß in der Druckgasquelle 104 ein hoher Druck herrscht. Der Druck in der Druckgasquelle 104 ermöglicht es in Verbindung mit einer entsprechenden Einstellung des Druckminderventils 232, zwischen diesem Druckminderventil

und dem Druckregler 226 einen Druck zur Wirkung zu bringen, der etwas höher ist als der Solldruck in den Leitungen und 217 in der Strömungsrichtung hinter den Drosseln, und der außerdem höher ist als der Druck der durch das Druckminderventil 229 an die Leitung 216 abgegebenen Druckluft. Bei dieser Anordnung kann man den Druckregler 226 in der beschriebenen Weise so einstellen, daß der Druck in der Strömungsrichtung unmittelbar vor der Drossel 223 im wesentlichen gleich dem Druck in der Druckluftleitung 216 in der Strömungsrichtung unmittelbar vor der Drossel 222 ist.

Gemäß Fig. 1 sind in die Druckluftleitung 216 und die Druckgasleitung 217 Rückschlagventile 233 und 234- eingeschaltet, die die Druckluft bzw. das Druckgas von den Quellen 98 und 104 aus zu dem Motor 201, Jedoch nicht in der entgegengesetzten Richtung strömen lassen. DieseiRückschlagventile sind vorzugsweise in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise angeordnet, d.h. das Rückschlagventil 233 ist in der Strömungsrichtung vor dem Steuerpunkt 228 sowie zwischen diesem Punkt und dem Druckminderventil 229 angeordnet. Entsprechend ist das Rückschlagventil 234- in die Druckgasleitung 217 in äer Strömungsrichtung vor dem Druckregler 226 und zwischen diesem und dem Druckminderventil 232 eingeschaltet.

In Fällen, in denen erhebliche Schwankungen der Temperatur zu erwarten sind, mit der der Einrichtung nach Fig. 1 die Druckluft oder das Druckgas zugeführt wird, wird gemäß der Erfindung zusätzlich von einer nur sehematisch angedeuteten Temperaturregelvorrichtung 236 Gebrauch gemacht, bei der es sich um einen Wärmetauscher handeln kann, der zwischen der Druckluftleitung und der Druckgasleitung angeordnet ist und dazu dient, die Temperatur der Druckluft und die Temperatur des Druckgases einem gemeinsamen Wert anzunähern, wenn zwischen diesen Temperaturen ein erheblicher Unterschied besteht. Zwar ist es denkbar, daß diese

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gemeinsame Temperatur während des Betriebs von Zeit zu Zeit steigt oder sinkt, doch trägt die Aufrechterhaltung einer im wesentlichen gemeinsamen Augenblickstemperatur zur Aufrechterhaltung des gewünschten konstanten Luft-Gas-Gemisches am Einlaß des Motors 201"bei.

In Fällen, in denen die Temperatur der Druckluft oder des Druckgases in der betreffenden Zuführungsleitung im wesentlichen festliegt, könnte man auch'nur bei der Leitung', bei der größere Schwankungen auftreten, auf irgendeine Weise für eine Kühlung sorgen. Wird die Druckluft z.B. dem Aufnehmer oder Behälter eines Verdichters entnommen, ist es denkbar, daß sich die Temperatur der Druckluft während des Betriebs in einem erheblichen'Ausmaß erhöht, beispielsweise auf etwa 260° C. In einem solchen Fall könnte man die Druckluftleitung 216 gemäß Fig. 1 bei 218 mittels atmosphärischer Luft abkühlen, ohne daß irgendeine Temperaturregelung bei der Gaszuführungsleitung durchgeführt wird, die eine i™ wesentlichen konstante Temperatur aufweist. Wird dagegen als Druckluftquelle eine in einem Industriebetrieb vorhandene Druckluftleitung benutzt, deren Temperatur im wesentlichen konstant bleibt, und wird das Druckgas einem mit flüssigem Propan gefüllten Behälter entnommen, in dem der Druck innerhalb eines Bereichs von etwa 140 bis 3,5 kp/cm variieren kann, könnte die Temperatur des Druckgases in dem Teil 221 der ■-Druckgasleitung 217 in einem erheblichen Ausmaß schwanken, und in diesem Fall würde man nur bei der Druckgasleitung für eine ausreichende Abkühlung oder Beheizung sorgen»

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 in Verbindung mit der Anlaßeinrichtung eines Freikolbenmotors dargestellt, der mit einem Verdichter direkt . gekuppelt ist, um ihn anzutreiben, und bei dem der-Druck- " behälter des Verdichters gleichzeitig die Quelle für die Druckluft bildet,, die der Einrichtung zum Erzeugen und Zuführen des Hilfsanlaßgemisches zugeführt wird* Gemäß

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Fig· 2 ist ein Freikolbenmotor 17 vorhanden, zu dem ein an seinem linken Ende angeordneter Krafterzeugungsteil 18 gehört, der einen Arbeitskolben 20 aufweist,welcher längs der Mittelachse eines Arbeitszylinders 21 hin- und herbewegbar ist. Ferner:gehört zu dem Motor 17 ein Gehäuse 22. Die Wand des Zylinders 21 ist mit einer Einlaßöffnung 14 und einer Auslaßöffnung 16 versehen.

Gemäß Fig. 2 ist am rechten Ende ein Verdichter 23 angeordnet, dessen Kolben 26 Verdichtungsarbeit leistet, wenn er sich gegenüber dem Motor 17 nach außen bewegt. Der Kolben ist längs der Mittelachse des Motors 17 in einem Verdichterzylinder 28 hin- und herbewegbar. Am rechten Ende des Verdichterzylinders sind ein Einlaßventil 30 und ein Auslaßventil 32 angeordnet, damit ein Flud einem Verdichtungsraum 34- zugeführt bzw. entnommen werden kann, der durch die rechte Stirnfläche 36 des Verdichterkolbens 26 und die Innenfläche der Zylinderstirnwand 38 und den Zylinder 28 abgegrenzt wird.

Ferner ist gemäß Fig. 2 ein zum Erzeugen einer Rückprallwirkung dienendes Eegelventil 37 vorhanden, mittels dessen der Druck in einer Kammer 42 geregelt wird, die durch die linke Stirnfläche 44 des Verdichterkolbens 26, die linke Stirnwand 48 und den Zylinder 28 abgegrenzt wird. Das Ventil 37 zum Regeln des Drucks in der Kammer 42 ermöglicht es, die Kammer 42 als negative Rückprallkammer zur Wirkung zu bringen, d.h. eine Kammer, in der die Verdichtung eines Fludes während eines nach links gerichteten Verdichtungshubes des Arbeitskolbens 20 zusätzliche Energie liefert, die während eines nach rechts verlaufenden Arbeitshubes nutzbar wird, und bei der die Vergrößerung ihres Rauminhalts während eines nach rechts gerichteten Arbeitshubes dazu führt, daß sich der Druck in der Kammer 42 verringert oder in dieser Kammer ein Teilvakuum entsteht, um den Rückwärtshub der Kolben 20 und 26 nach links zu steuern.

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Dem "Ventil 37 ist eine Feder 40 .zugeordnet, die in der in Fig. 2 durch den Pfeil 46 angedeuteten Weise verstellt werden kann, um den gewünschten Höchstdruck einzustellen, der in der Rückprallkammer 42 auftritt. Sollte ' ein höherer Druck auftreten, wird die Kammer 42 über eine Rohrleitung 87, das Ventil 37 und einen Auslaß 88 entlastet. ·

Der Motor 17 weist weitere bekannte Merkmale 'auf, deren Einzelheiten jedoch für das Verständnis der Erfindung ohne Bedeutung sind. ' " " ,

Während des Betriebs wird das in dem Verdichtungsraum 34 verdichtete Flud über ein Rückschlagventil 32 einer Förderleitung 52 des" Verdichters zugeführt, an die eine ■Austrittsleitung 53 angeschlossen ist, welche mit einer weiteren Rohrleitung 54 verbunden ist, die zu einem Aufnehmer bzw. einem Druckluftspeicherbehälter 56 führt. Die Verbindung zwischen den Leitungen 53 und 54 wird durch ein unter Federspannung stehendes Abgabeventil 57 gesteuert, das,eine Belastungsfeder 58 aufweist, durch die das Abgabeventil normalerweise geschlossen gehalten wird. Sobald der Motor 17 zu arbeiten beginnt, und sobald sich in der Leitung 53 ein Druck aufbaut, der ausreicht, um den Widerstand der Feder 58 ^zu überwinden', kann sich der Ventilkörper des Ventils 57 niit einer Schnappbewegung vollständig in seine Öffnungsstellung bewegen, um die Verbindung zwischen der Leitung 53 und der Leitung 54 vollständig zu öffnen, so daß das durch den Verdichter verdichtete Flud dem Speicherbehälter 56 zugeführt wird.

Damit der Verdichtungsraum 34 beim Stillsetzen des Motors 17 von seinem Innendruck entlastet werden kann, um das erneute Anlassen des Liotors zu erleichtern, ist eine Druekentlastungsleitung 59 vorhanden, die mit der Förderleitung 52 in Verbindung steht, und an deren anderem Ende ein Ventil 61 vorhanden ist, das in Fig. 2 in seiner normalen Betriebsstellung gezeigt ist, bei der die Druckentlastungs-

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leitung 59 geschlossen ist. Bewegt sich der Ventilkörper des Ventils 64 gemäß Fig. 2 entgegen der Kraft einer Feder

62 nach oben, wird die Leitung 59 durch einen Kanal 64 des Ventilkörpers mit einer weiteren Rohrleitung 63 verbunden, die zu einer Kammer 65 führt, welche dasii dient, den gewünschten Gegendruck auf die Rückseite des Ventilkörpers des Ventils 57 aufzubringen. Wird der Ventilkörper mit dem Kanal 64 gemäß Fig. 2 in seine obere Stellung gebracht, beaufschlagt der in der Förderleitung 5^ herrschende Druck, der bereits auf das obere Ende deis Ventilkörpers des Ventils 57 wirkt, auch die Rückseite dieses Ventilkörpers über die Leitungen 59 und 63. Sobald auf beiden Seiten des Ventilkörpers der gleiche Druck herrscht, kommt die Ventilfeder 58 augenblicklich zur Wirkung, um den Ventilkörper in seine Schließstellung zu bringen. Während sich der Ventilkanal 64 in seiner oberen Stellung befindet, werden die Förderleitung 52, die Leitungen 59 und

63 sowie die Kammer 65 von dem Innendruck allmählich durch eine in Fig. 2 schematisch angedeutete Drossel 66 entlastet, die an die Leitung 63 zwischen dem Ventil 61 und der Kammer 65 angeschlossen ist.

Das Ventil 61 wird beim Stillsetzen des Motors 17 auf beliebige V/eise betätigt, um das Schließen des Abgabeventils 57 zu gewährleisten und so zu verhindern, daß das verdichtete Flud aus dem Speicherbehälter 56 über die Förderleitung 52 entweicht. Praktisch' bildet das Ventil mit den ihm zugeordneten Steuereinrichtungen ein in die Förderleitung 52 eingeschaltetes Rückschlagventil. Dieses Rückschlagventil arbeitet zwangsläufig in beiden Richtungen zwischen einer vollständig geöffneten Stellung, bei der es die gesamte Fördermenge aus dem Verdichtungsraum 34 durchläßt, und einer vollständig geschlossenen Stellung, bei der das verdichtete Flud in dem Speicherbehälter 56 zurückgehalten wird.

Das Ventil 61 kann z.B. mit einem Hauptzündschalter 67 verbunden sein, so daß der zugehörige Ventilkörper aus

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seiner Betriebsstellung nach Pig. 2 in seine ,obere Druck-Bntlastungsstellung, bei der der Kanal,64 die Leitungen 59 und 63 verbindet, gebracht wird, sobald der Hauptzündschalter geöffnet wird, um die Zündung abzuschalten. Der Hauptzundschalter kann für eine manuelle Betätigung eingerichtet sein oder darauf ansprechen, daß sich in dem Speicherbehälter 56 ein vorbestimmter Druck aufgebaut hat, oder er kann auf beliebige andere Weise betätigt werden.

Um den Motor 17 in der gewünschten Weise in Gang setzen zu können, ist ein weiteres Ventil 68 vorhanden, das in drei verschiedene Stellungen bringbar ist und ge- ■· maß Fig. 2 einen axial bewegbaren Ventilkörper aufweist, der in seiner in Pig. 2 gezeigten Stellung, normalerweise durch zwei gleich starke, einander entgegenwirkende Fe~ dem 69 und 70 festgehalten wird. Bei dieser normalen Betriebsstellung hält der mittlere Abschnitt 72 des Ventilkörpers des Ventils 68 eine Verbindung zwischen noch zu . .· beschreibenden Rohrleitungen geschlossen, die nur dazu dienen, die die Kolben 20 und 26 umfassende Baugruppe vor dem Anlassen des Motors und während des Anlaßvorgangs in die richtige Stellung zu bringen. Gemäß Fig. 2 führt zu dem Ventil 68 eine Rohrleitung 73, die durch nur schematisch angedeutete Ventile 74 und 76 wit dem Druckspeicher-.behälter 56 oder einer Hilfsdruckquelle verbunden werden ■ kann, in der nicht der hohe Druck zu herrschen braucht, der gewöhnlich in einem Druckspeicherbehälter der bei 56 angedeuteten Art vorhanden ist. In die Leitung 73 ist ein Druckminderventil 77 eingeschaltet, damit der Anlaßeinrichtung Luft zugeführt werden kann, die unter dem gewünschten niedrigeren Druck steht; auf eine noch zu erläuternde Vifeise dient dieses Druckminderventil auch dazu, die Druckluftzuführungsleitung der erfindungsgemäßen, Einrichtung zum Erzeugen eines. Anlaßgemisches zu speisen.»

Weiterhin ist eine Rohrleitung 78 vorhanden, die an das Ventil 68 auf der gleichen Seite angeschlossen ist wie

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die Leitung 73> so daß sie es auf eine noch zu erläuternde Weise ermöglicht, eine offene Verbindung zur Atmosphäre herzustellen, um eine gewünschte Druckentlastung zu bewirken.

Zu dem Ventilkörper des Ventils 68 gehören zwei weitere Abschnitte 79 und 81, die es ermöglichen, in der aus Fig. ersichtlichen Weise Verbindungen zwischen den Leitungen und 78 auf der einen Seite des Ventils und den Leitungen

82 und 83 auf der anderen Seite des Ventils herzustellen. Die Leitung 82 ist bei 84 an den Verdichtungsraum 34 angeschlossen, und die Leitung 83 ist bei 86 mit einer Leitung 87 verbunden, welche die Rückprallkammer 42 mit einem Ventil 37 und einem Auslaß 88 verbindet. ■

Befindet sich der Motor 17 außer Betrieb, und soll er angelassen werden, ist es erforderlich, die Kolben 20 und 26 in die richtige Ausgangsstellung für. den Anlaßvorgang zu bringen; zu diesem Zweck wird zuerst der Ventilkörper des Ventils 68 gemäß Fig. 2 nach rechts bewegt, damit der Ventilkörperabschnitt 79 die Leitung 73 mit der Leitung

83 verbindet, so daß Druckluft aus dem Speicherbehälter 56 über das Druckminderventil bzw. den. Druckregler 77 und die Leitung 87 der Rückprallkammer 42 zugeführt wird. Gleichzeitig verbindet der Ventilkörperabschnitt 79 die Leitung 82 mit der Entlüftungsleitung 78· Nunmehr ist'der Verdichtungsraum 34 durch einen völlig offenen Strömungsweg mit der Atmosphäre verbunden, so daß er von jedem noch vorhandenen Überdruck entlastet ist. Der hierauf zurückzuführende Druckunterschied zwischen dem vergleichsweise höheren Druck in der Rückprallkammer 42 unJ dem in dem Verdichtungsraum 34 herrschenden Umgebungsdruck veranlaßt den Verdichterkolben 26, sich gemäß Fig. 2 zusammen mit den ihm zugeordneten Bauteilen nach rechts in Richtung auf das äußere Ende des Verdichterzylinders 28 zu bewegen.

Läßt man jetzt zu, daß sich der Ventilkörper des Ventils 68 mindestens kurzzeitig wieder in seine normale

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Stellung nach Fig. 2 bewegt, verbleibt der Verdichterkolben 26 mit den zugehörigen Bauteilen in dieser Stellung.auf der rechten Seite, d.h. in der Anlaßstellung.

Um den Motor anzulassen, wird dem Arbeitszylinder ein Hilfsanlaßgemisch aus Luft und brennbarem Gas zugeführt, das dann durch einen mittels einer Zündkerze 89 erzeugten !Tunken gezündet wird. ' , .

Gemäß Fig. 2 ist bei 91 ein nur schematisch angedeuteter Vergaser bzw. eine Mischvorrichtung 91 vorhanden, · die auf bekannte Weise durch eine Rohrleitung 92 mit einer Quelle 93 für ein brennbares Gas verbunden ist. Während des normalen Betriebs des Motors führen somit die Gasqμelle 93 und die Mischvorrichtung 91 dem Arbeitszylinder 21 das gewünschte Gemisch jeweils im richtigen Zeitpunkt zuy d.ho sobald der Einlaß 14 während der Auswärt.sbewegung des Kolbens 20 nach rechts am Ende eines Arbeitshubes geöffnet wird.

;-> . Ferner ist gemäß Fig. 2 ein besonderes Anlaßventil vorhanden, dessen Ventilkörper oder Kolbenschieber zwei , Abschnitte 96 und 97 aufweist/Befindet sich der Ventil-, körperabschnitt 96 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, während der Motor 17 normal ,arbeitet, ist das Anlaßventil vollständig geschlossen.

Wird der Ventilkörper des Anlaßventils 94 {jedoch gemäß Fig. 2 nach links bewegt, verbindet sein rechter Abschnitt 97 die Einrichtung zum Zuführen eines Hilfsanlaßgemisches aus Luft und Gas über die Mischvorrichtung 91 mit dem Zylinder 21. Zu dieser Einrichtung gehören gemäß Fig. 2 eine Druckluftzuführungsleitung 99 und eine Druckgaszuführungsleitung 106, die mit einer Druckluftspeise-.¹ leitung 98 bzw-, einem Hilf sdruckg as Zuführungsbehälter 104. durch eine Druckregeleinrichtung verbunden sind, die in der anhand von Fig. 1 beschriebenen V/eise arbeitet. Die Druckluftquelle 98 wird gemäß Fig. 2 durch eine Leitung gebildet,

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die an das Druckminderventil 77 angeschlossen ist, das seinerseits mit dem Druckspeicherbehälter 56 des Verdichters verbunden ist. Da bei einem durch einen Freikolbenmotor angetriebenen Verdichter der hier beschriebenen Art die Lufttemperatur dazu neigt, während des Betriebs bis auf etwa 280° C anzusteigen, ist gemäß Fig. 2 in die Druckluftzuführungsleitung 99 ein Wärmetauscher 238 eingeschaltet, dem über eine Rohrleitung 239 ein Kühlmittel zugeführt wird, das den Wärmetauscher über eine Austrittsleitung 241 wieder verläßt. Das Kühlmittel kann einer gesonderten Quelle entnommen werden oder sogar durch eine nicht dargestellte Leitung strömen, die an die Hilfsgasquelle 104 angeschlossen ist. Gemäß Fig. 2 ist ebenso wie in Fig. 1 ein Druckminder- oder Druckregelventil 229 vorhanden, das die gewünschte weitere Herabsetzung des Drucks der Luft aus der Speiseleitung 98 bewirkt, so daß ein sogar noch gleichmäßigerer Ausgangsdruck Jenseits des Rückschlagventils 233 an dem Punkt 228 in der Strömungsrichtung vor dem Zumeßöffnungsabschnitt 222 der Leitung 99 vorhanden i°t* Auf ähnliche Weise wird von der Hjlfsdruckgasquelle 104 aus das brennbare Gas über ein Druckminderventil 232 zum Einregeln eines konstanten Drucks und ein Rückschlagventil 234 dem zugehörigen Druckregelventil 226 und von dort aus der Gaszumeßöffnung 223 zugeführt. Die Steuerleitung 227 des Regelventils 226 ist bei 228 in der gleichen Weise und zum gleichen Zweck an die Druckluftleitung 98 engeschlossen, wie es anhand ven Fig. 1 beschrieben wurde.

Wird der Ventilkörper des Anlaßventils 94- gemäß Fig. 2 nach links verstellt, wird die -Druckluftleitung 99 durch einen Kanal 102 des Ventilkörperabschnitts 97 mit einer Leitung 101 verbunden, die von dem Anlaßventil zu dem Vergaser 91 führt. Der Ventilkörperabschnitt 97 weist einen zweiten Kanal 103 auf, der die Gaszuführungsleitung 106 über eine Leitung 107 mit dem Verga er bzw. der Mischvorrichtung 91 verbindet.

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Somit dient das Verstellen des "Ventilkörpers des Anlaßventils'9^ nach links dazu, dem Arbeitszylinder 21 das richtige brennbare Anlaßgemisch aus Luft und Gas zuzuführen, wie es für den Anlaßvorgang benötigt wird. Hierzu sei bemerkt, daß die Zufuhr von Hilfsluft zum Erzeugen eines brennbaren Gemisches bei den ersten Hüben während des Anlassens insbesondere dann erforderlich ist, wenn der Freikolbenmotor· normalerweise mit Luft arbeitet, die dem Arbeitszylinder oder der Mischvorrichtung durch eine Spüleinrichtung zugeführt wird. Eine solche Einrichtung ist in Fig. 2 in Form einer nur schematisch angedeuteten Kammer 107a zwischen dem Arbeitskolben 20 und der Zylinderstirnwand 49 dargestellt. Ein Einlaßventil 108 läßt Luft in die Kammer 107a eintreten, wenn sich der Arbeitskolben 20 nach links bewegt. Sobald sich der Arbeitskolben wieder nach rechts bewegt, z.B. während eines Arbeitshubes, verbindet ein Auslaßventil 109 die Spülkammer 107a je nach der gewählten Anordnung entweder direkt mit dem Einlaß 14- oder mit der Mischvorrichtung 91· "'ährend des normalen Betriebs des Motors führt somit die Bewegung des Arbeitskolbens 20 gegenüber der Spülkammer 107a dazu, daß ein Luftstrom zur Verfügung steht, der ausreicht, um den Arbeitszylinder vollständig zu füllen.

Da jedoch eine solche Spüleinrichtung keinen Luftstrom liefert, wenn sich der Kolben 20 vor dem Anlassen des Motors in Ruhe befindet, müssen das· Anlaßventil 94 und die Hilfseinrichtung zum Zuführen von Luft und Gas das erforderliche Gemisch erzeugen, das dem Arbeitszylinder als brennbares Gemisch zum Anlassen zugeführt werden kann.

Soll die Anlage nach Fig. 2 in Betrieb gesetzt werden, ist es daher erforderlich, den Ventilköfper des Anlaßventils 94 aus seiner Stellung nach Fig. 2 in seine Stellung auf der linken Seite zu bringen, bei der der Ventilkörperabschnitt 97 zur Wirkung kommt, um die Hilfsleitungen zum Zuführen von Luft und Gas mit· der Mischvor-

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richtung 91 zu verbinden. Gleichzeitig muß jetzt der Ventilkörper des Ventils 68, der vorher in seine rechte Stellung gebracht worden ist, in seine linke Stellung gebracht werden, so daß der Ventilkörperabschnitt 81 die unter niedrigem Druck stehende Luft aus der Leitung 73 über die Leitung 82 zu dem Verdichtungsraum 34 strömen läßt und die Bückprallkammer 42 über die Leitung 78 zur Atmosphäre entlüftet. Infolgedessen bewirkt der in dem Verdichtungsraum 34 herrschende höhere Druck, daß der Verdichterkolben 26 mit der Kolbenstange 24 und dem Arbeitskolben 20 auf eine Weise nach links bewegt wird, die einem normalen Verdichtungshub des Motors 17 entspricht.

Während der Bewegung der beiden Kolben nach links bewegt sich der Arbeitskolben 20 zuerst über das äußere Ende des Einlasses 14 hinweg, woraufhin der Einlaß allmählich geschlossen wird und sich auch der Auslaß 16 allmählich schließt. Sobald der Einlaß 14 und der Auslaß 16 im wesentlichen geschlossen sind, oder kurz danach wird die Zündanlage betätigt, damit die Zündkerze 89 einen Funken erzeugt, um das brennbare Gemisch in dem Arbeitszylinder 21 zu zünden, so daß sich ein erster Verbrennungs- oder Arbeitshub abspielt, während dessen der Kolben 20 nach rechts bewegt wird. Der Zündfunke für diesen ersten Verbrennungsvorgang wird durch eine stellungsempfindliclie Betätigungsvorrichtung erzeugt, d.h. eine Vorrichtung^ die bewirkt, daß ein Zündfunke bei einer bestimmten Stellung des Arbeitskolbens 20 und der zugehörigen Teile längs der Hubstrecke des Kolbens erzeugt wird.Zu diesem Zweck sind zwei Unterbrecherkontakte 112 auf einem verstellbaren Schlitten 113 angeordnet, der längs der Achse des Motors 17 in einem Führungsschlitz 114 bev/egbar ist. Aus dem Gehäuse ragt ein Stellknopf 116 heraus, damit die Stellung des Schlittens gewählt werden kann, bei der die Kontakte betätigt v/erden.

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Einer der Unterbrecherkontakte 112 ist auf bekannte Weise auf einem bewegbaren Tragarm 117 und der andere Unterbrecherkontakt auf einem ortsfesten Arm 118 angeordnet. Eine zwischen den beiden Armen liegende Feder 1.19 hält die Kontakte normalerweise in einem Abstand voneinander, ' und außerdem ist ein Ansehlag121 vorhanden, der die Aufwärt sbewegung des beweglichen .Kpntaktarms 117 begrenzt. Der bewegliche Kontaktarm weist ein Betätigungsglied 120 auf, das mit einem Zeitgebernocken 122 zusammenarbeitet, der an einem mit der Kolbenstange 24- verbundenen Halter 123 befestigt oder mit einem anderen Bauteil des Motors verbunden ist, das sich synchron mit dem Arbeitskolben 20 bewegt. Der bewegliehe Kontakt ist. auf bekannte Weise durch eine Drahtleitung 124 mit äer positiven Klemme einer Batterie 127 verbunden, deren negative Klemme bei 128 geerdet ist. Eine weitere Drahtleitung 129 verbindet den festen Kontakt über den Hauptzündschalter 67 mit der Primärwicklung 131 einer Zündspule 132- Die Sekundärwicklung 133 der Zündspule ist an die Zündkerze 89 angeschlossen, und die anderen Enden der Wicklungen ,131 und 133 eier Zündspule sind geerdet, so daß ein vollständiger Stromkreis vorhanden ist.

In Fig. 2 befindet sich der Arbeitskolben 20 an seinem äußeren Tot— oder Bewegungsumkehrpunkt seiner Hubstrecke, so daß die Lage des Kolbenbodens dem gestrichelten Pfeil 137 entspricht. Während des normalen Betriebs soll sich der Kolben 20 während eines Verdichtungshubes des Motors nach links bewegen, bis'er einen normalen inneren Tot- oder Bewegungsumkehrungspunkt erreicht, der durch den gestrichelten Pfeil 138 bezeichnet ist. .

Sobald sich der Arbeitskolben "20 aus der Stellung in Richtung auf die Stellung 138 bewegt und der Arbeitszylinder 21 mit Hilfe des Anlaßventils 94- mit einem brennbaren Gemisch gefüllt wird, wird mit Hilfe des Knopfes 116 die Zündeinrichtung so eingestellt, daß die Unterbrecher-

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kontakte 112 durch den Nocken 122 geschlossen werden, sobald der Kolbenboden eine durch den gestrichelten Pfeil 139 bezeichnete Zwischenstellung längs seiner Hubstrecke erreicht, was einige Zeit nach dem im wesentlichen vollständigen Schließen des Einlasses und des Auslasses geschieht, ohne daß jedoch notwendigerweise gewartet wird, bis der Arbeitskolben seinen inneren Totpunkt 138 erreicht. An dem Punkt 139 steht das brennbare Gemisch in dem Zylinder 21 unter einem Druck, der erheblich größer ist als der Druck, welcher dem Verdichtungsverhältnis entsprechen würde, mit dem beim normalen Betrieb des Motors bei einem vollständigen Verdichtungshub gearbeitet würde. Wie erwähnt, wird die Anlaßbewegung des Arbeitskolbens 20 von rechts nach links durch den Druck herbeigeführt, der über das Ventil auf den Verdichtungsraum 34 wirkt. Da der Querschnitt des Verdichterkolbens 26 im allgemeinen größer ist als derjenige des Arbeitskolbens 20 kann ein bestimmter, in dem Verdichtungsraum 34- herrschender Druck einen etwas höheren Druck ic dem Arbeitszylinder 21 hervorrufen, doch braucht in dem Verdichtungsraum kein besonders hoher Druck vorhanden zu sein.

In jedem Fall werden die Zündkontakte mit Hilfe des Knopfes 116 so eingestellt, daß die erste Verbrennung für den ersten Arbeitshub des Arbeitskolbens 20 an einem Punkt eingeleitet wird, der mit Sicherheit erreicht wird, wenn sich der Arbeitskolben von rechts nach links bewegt, ohne daß notwendigerweise gewartet wird, bis sich der Arbeitekolben über die Zwischenstellung 139 hinaus weiter nach links bewegt hat. Dieser erste, bei geringer Verdichtung herbeigeführte Arbeitshub wird gewöhnlich weniger Arbeit leisten als die späteren normalen Arbeitshübe nach dem Anlassen des Motors, doch genügt die geleistete Arbeit, um die Hin- und Herbewegung der Kolben einzuleiten. Nunmehr kann man den Knopf 116 zum Einstellen-des Zündzeitpunktes gemäß Fig. 2 allmählich nach links bewegen, so daß die nächstfolgenden Arbeitshübe dadurch herbeigeführt werden,

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daß die Verbrennung an Punkten eingeleitet wird, die sich allmählich dem gewünschten normalen inneren Totpunkt 138 nähern. Nach dem ersten Verbrennungshub leitet die Bewegung des Arbeitskolbens 20 ferner den Betrieb der Spüleinrichtung mit der Kammer 1Ö?a und dem Ventil 109 ein, so daß sich die weiteren Verbrennungsvorgänge auf eine normalere Weise abspielen können, während der Motor" über die Mischvorrichtung 91 mit Gas und Spülluft gespeist wird. Nunmehr kann man den Ventilkörper des Anlaßventils 9M- gemäß Fig. wieder in seine rechte Stellung bringen, um die erfindungsgemäße Hilfseinrichtung zum Durchführen von Gas- und Luft außer Betrieb zu setzen.

Zwar erweist sich die erfindungsgemäße Einrichtung zum Zuführen eines Luft-Gas-Gemisches als besonders vorteilhaft "in!Verbindung mit einer Hilfsanlaßeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, doch läßt sich eine solche Einrichtung auch als Hauptgemischzuführungseinrichtung beim normalen Betrieb eines Motors in Fällen benutzen, in denen es erwünscht oder erforderlich ist, einen solchen Motor mit Druckluft und Druckgas zu versorgen. Ferner wurde die Anwendung der Erfindung zwar in Verbindung mit einem mit Druckluft belasteten oder durch Druckluft gesteuerten Druckregelventil beschrieben, das in eine Leitung.eingeschaltet ist und auf den Augenblickswert des Drucks in der anderen Leitung anspricht, doch ist zu bemerken, daß man gemäß der Erfindung, auch von anderen Druckregelvorrichtuhgen Gebrauch machen könnte. Beispielsweise könnte ein in eine Leitung eingeschalteter Druckkühler oder Meßwandler ein elektrisches Signal erzeugen, das dazu dienen könnte, einen in die andere Leitung eingeschalteten Druckregler elektrisch zu steuern. Ferner könnte man Fluidik-Steuer- und fiegelelemente verwenden, um die erforderlichen Steuer- und Eegelfunktionen durchzuführen.

Der Ausdruck "Druck", mit dem die dritte in den¹betreff enden Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung

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unmittelbar vor und hinter den Zumeßöffnungsabschnitten bezeichnet wurden, bezeichnet hier jeweils den Gesamtdruck, d.h. einen Druck, der sich aus dem statischen Druck und etwa vorhandenen bemerkbaren Geschwindigkeitskomponenten zusammensetzt. Ferner soll die Nennung einer Druckgasquelle, z.B. eine mit Methan oder Propan gefüllten Behälters, nicht die Verwendung einer Einrichtung ausschließen, bei der der Gaszuführungsleitung anstelle eines brennbaren Gases ein Gemisch aus Luft und einem mindestens teilweise zerstäubten oder verdampften flüssigen Kraftstoff, z.B. ein überfettetes Kraftstoff-Luft-Gemisch, zugeführt wird.

Zwar ist bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 eine Kopplung zwischen einem in die eine Leitung eingeschalteten Druckregler und einem in die andere Leitung eingeschalteten Druckfühler oder einer Steuerdruckquelle vorgesehen, doch ist zu bemerken, daß sich die Erfindung nicht auf die Verwendung einer solchen Anordnung be*- schränkt; vielmehr umfaßt die Erfindung auch die Benutzung beliebiger anderer Vorrichtungen, die es ermöglichen, im wesentlichen gleich hohe Drücke in den beiden Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den betreffenden Zumeßoffnungsabschnitten aufrechtzuerhalten, und zwar in Kombination mit Vorrichtungen, die es ermöglichen, im wesentlichen gleich hohe Drücke in den beiden Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter den Zumeßoffnungsabschnitten aufrechtzuerhalten, und zwar trotz möglicher erheblicher, von Augenblick zu Augenblick erfolgender Schwankungen der tatsächlichen Drücke in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter und/oder vor den Zumeßoffnungsabschnitten.

Das Haupterfordernis, das ohne Rücksicht darauf erfüllt sein muß, von welcher Art die benutzte Einrichtung ist, steht darin, daß es die Einrichtung ermöglichen muß, im wesentlichen gleich hohe Augenblickswerte der Drücke in

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der Druckluftleitung und der Druckgasleitung an in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den Z_umeßöffnungen liegenden Punkten der Leitungen aufrechtzuerhalten, und daß der von Augenblick zu Augenblick an den betreffenden ZumeßÖffnungen austretende Druckabfall bei beiden !leitungen möglichst weitgehend auf dem gleichen Wert gehalten wird. Wenn bei einer solchen Einrichtung ein optimaler Betrieb ., erzielt werden soll, kann es erforderlich sein, in einem gewissen Ausmaß Einstellarbeiten durchzuführen; natürlich ist es für Jeden Fachmann möglich, im Rahmen der Erfindung Abänderungen bezüglich der Abmessungen der Rohrleitungen, des Verlaufs der Leitungen, der relativen Anordnung der verschiedenen Regler und/oder anderer Merkmale vorzunehmen.

Ansprüche;

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Claims (15)

1. -2B-

   ANSPRÜCHE

   j Verbrennungsmotor mit einem Zylinder, dadurch g e ennzeichnet , daß eine unter Drück stehende Einrichtung zum; Zuführen eines brennbaren Gemisches zu dem Motor (201; 17) vorhanden ist, daß zu dieser Einrichtung eine Druckluftzuführungsleitung (216; 99) gehört, die ein erstes Ende (218) zum Anschließen an eine Druckluftquelle (98) zum Zuführen von Druckluft zu der Leitung aufweist, ferner eine Leitung (217; 106) zum Zuführen eines unter Druck stehenden brennbaren Gases zu dem Motor, die ein erstes Ende (221) zum Anschließen an eine Druckgasquelle (104) aufweist, von der aus der Leitung ein brennbares Gas, z.B. Propan oder Methan, zuführbar ist, ein in die Druckluftzuführungsleitung eingeschalteter erster Zumeßöffnungsabschnitt (222), ein in die Drückgaszuführungsleitung eingeschalteter zweiter Zumeßöffnungsabschnitt (223), eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten im wesentlichen gleich hoher Drücke in den beiden Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter den Zumeßöffnungsabschnitten sowie eine Vorrichtung, die geeignet ist, trotz von Augenblick zu Augenblick möglicher Schwankungen der tatsächlichen Drücke in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter und vor den Zumeßöffnungsabschnitten im wesentlichen gleich hohe Drücke in den beiden Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den Zumeßöffnungsabschnitten aufrechtzuerhalten.
2. 2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch g e k e η" η zeichnet, daß eine Vorrichtung vorhanden ist, die dazu dient, den Querschnitt mindestens eines Zurneßöffnungsabschnittst 223) der beiden Zumeßöffnungsabschnitte (222, 223) so einzustellen, daß ein gewünschtes Druckluft-Druokgas-Verhältnis festgelegt wird, mit welchem die Zuführungsleitungen (216; 99 bzw. 217; 106) dem Motor (201; 17) Druckluft und Druckgas zuführen, daß zu der Vorrichtung zum Aufrechterhalten gleich hoher Drücke in der Strömungsrichtung hinter den Zumeßöffnungsabschnitten ein© Mischkammer (213; 91) gehört,

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   _ 29 '■-■ ' ■-■..-"■■

   daß die Druckluftzuführungsleitung und die Druckgaszuführungsleitung an die Mischkammer in der Strömuhgsrichtung hinter den Zumeßöffnungsabschnitten angeschlossen sind, um . -^;· hierdurch im wesentlichen gleich hohe Drücke in den beiden Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar hinter den Zumeßöffnungsabschnitten aufrechtzuerhalten,„daß zu der Vorrichtung zum Aufrechterhalten gleich hoher Drücke in der Strömungsrichtung vor den Zumeßöffnungsabsehnitten eine Driuckregelvorrichtung (230, 229, 232) gehört, die in mindestens eine der beiden Zuführungsleitungen zwischen ihrem ersten Ende (218, 221) und dem zugehörigen Zumeßöffnungsabschnitt eingeschaltet ist, und daß diese" Druckregelvorfichtung dazu dient, in den beiden Zuführungsleitungen in der Strömungsrichtung unmittelbar vor den Zumeßöffnungsabsehnitten ständig im wesentlichen gleich hohe Drücke aufrechtzuerhalten.
3. 3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch g e k e η nzeichnet , daß zu der Druckregelvorrichtung ein verstellbares Druckregelventil (2.26) gehört, das in eine der Zuführungsleitungen in der Strömuhgsrichtung vor dem zugehörigen Zumeßöffnungsabschnitt eingeschaltet ist, daß in die andere Zuführungsleitung an einem in der Strömungsrichtung vor dem zugehörigen Zumeßöffnungsabschnitt liegenden Punkt eine Druckfühlvorrichtung (228) eingeschaltet ist, und daß eine Vorrichtung (227) vorhanden ist, die das Druckregelventil mit der. Druekfühlvorriehtung verbindet, so daß das Druckregelventil betätigt wird, um den Druck in der einen Zuführungsleitung in Abhängigkeit von Druckänderungen in der anderen Zuführungsleitung zu variieren.
4. 4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die unter Druck stehende Zufuhrungseinrichtung eine Einrichtung zum Zuführen eines Hilfsanlaßgemisches ist, die dem Motor (201; 17) ein brennbares Anlaßgemisch zuführt.

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5. 5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckregelventil (226) in die Druckgaazuführungsleitung (217; 106) und die Druckfühlvorrichtung (228) in die DruckluftzufUhrungsleitung (216; 99) eingeschaltet ist. '■'
6. 6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Zuführungseinrichtung ein Ventil (94) gehört, das in der Strömungsrichtung hinter den Zumeßöffnungsabschnitten (222, 223) angeordnet ist» um nach Bedarf das Schließen und Öffnen der Druckluftzuführungsleitung (216; 99) und der Druckgaszuführungsleitung (217; 106) zu ermöglichen.
7. 7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckregelventil (226) eine Steuerdruckkammer aufweist, die an eine Quelle für einen Steuerfluddruck angeschlossen ist, daß das Druckregelventil den Druck in.der einen Zuführungsleitung (217; 106) in Abhängigkeit von Änderungen des Steuerfluddrucks in der Steuerdruckkammer variiert, und daß die Druckfühlvorrichtung (228) eine Quelle für einen Steuerfluddruck bildet, der ständig in einer vorbestimmten Beziehung zu dem Druck in der anderen Zuführungsleitung (216; 99) in der Strömungsrichtung unmittelbar vor dem zugehörigen Zumeßöffnungsabschnitt (222) steht, und daß der Druck in der Steuerdruckkammer ständig in einer entsprechenden vorbestimmten Beziehung zu dem Druck in der einen Zuführungsleitung in der Strömungsrichtung unmittelbar vor dem zugehörigen Zumeßöffnungsabschnitt (223) steht.
8. 8. Anlaßeinrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerkammer des Druckregelventils (226) unmittelbar an die andere Zuführungsleitung (216; 99) angeschlossen ist und den Druck in der einen Zuführungsleitung (217; 106) ständig in Abhängigkeit von dem Druck in der anderen Zuführungsleitung regelt.

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9. 9. Anlaßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k-e η η ζ e i c h η e t , daß das Druekregelventil (226) in die Druckgaszuführungsleitung (.217; 106) eingeschaltet ist, und daß die Quelle für den Steuerfluddruck eine direkte Verbindung (227) ist, die an die Druckluftzuführungsleitung (216; 99) an einem Punkt in der Strömungsrichtung vor dem zugehörigen Znmeßöffnungsabschnitt (222) angeschlossen ist.
10. TO. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß in mindestens eine der Druckluft- und Druckgaszuführungsleitungen in der Strömungsrichtung vor dem Druekregelvenifcil und der Druckfühlvorrichtung eine Temperaturregelvorriehtung (236; 238) eingeschaltet i.st.
11. 11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne t , daß der Motor ein Preikolbenmotor (201; 17) ist, daß das Druckregelventil (226) ein durch Druckluft belaßtetes Drückregelventil ist, das in die Druckgaszuführungsleitung (217; 106) in der Strömungsrichtung vor dem zugehörigen Zumeßöffnungsabschnitt (223) eingeschaltet ist, daß das Druckregelventil eine Steuerdruckkammer aufweist, und daß die DruekfÖlvorrichtung (228) die Steuerdruckkammer mit der Druckluftzuführungsleitung (216; 99) ^an einem in der Strömungsriehtung-vor dem Zumeßöffnungsabschnitt (222) der Druckluftzuführungsleitung verbindet.
12. 12, ' Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Freikolbenmotor (201; 17) mit einem Luftverdichter (23) gekuppelt ist, zu dem ein die verdichtete Luft aufnehmender Druckbehälter (56) gehört, daß das erste Ende (218) der Druckluftzuführungsleitung (216; 99) mit dem Druckbehälter des Verdiphters verbunden ist, daß zu ' der Zuführungseinrichtung eine in die Druckluftzuführungseinrichtung eingeschaltete Temperaturregelvorriehtung (236; 238) gehört, und daß die Temperaturregelvorriehtung so ausgebildet ist, daß sie es ermöglicht, die Temperatur der von dem Druckbehälter aus durch die Druckluftzuführungsleitung strömenden verdichteten Luft zu regeln,

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13. 13. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß in die Druckluftzuführungsleitung (216; 99) ein manuell verstellbarer, den Druck herabsetzender, einen konstanten Ausgangsdruck liefernder Regler (229, 230) zwischen dem ersten Ende (218) der Druckluftzuführungsleitung und dem Punkt (228) eingeschaltet ist, an dem die Steuerdruckkammer des in die Druckgaszuführungsleitung (217; 106) eingeschalteten Druckregelventils (226) an die Druckluftzuführungsleitung angeschlossen ist.
14. 14. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß in die Druckgaszuführungsleitung (217; 106) ein manuell verstellbarer, den Druck herabsetzender, einen konstanten _4Ausgangsdruck liefernder Regler (232) zwischen ihrem ersten Ende (221) und dem Druckregelventil (226) eingeschaltet ist.
15. 15. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckluftzuführungsleitung und die Druckgaszuführungsleitung jeweils ein Rückschlagventil (233, 234) eingeschaltet ist, daß das in die Druckluftzuführungsleitung eingeschaltete Rückschlagventil zwischen dem ersten Ende (218) der Druckluftzuführungsleitung und dem Punkt (228) liegt, an dem die Steuerdruckkammer des Druckregelventils (226) der Druckgaszuführungsleitung an die Druckluftzuführungsleitung angeschlossen ist, und daß das in die Druckgaszuführungsleitung eingeschaltete Rückschlagventil zwischen dem ersten Ende (221) der Druckgaszuführungsleitung und dem zugehörigen Druckregelventil liegt.

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