DE226498C

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Publication number: DE226498C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, bei Dieselmaschinen den Luft- oder Gebläsedruck, der das Einblasen des Brennstoffes in den Arbeitszylinder bewirkt, in einer gewissen gesetzmäßigen Abhängigkeit von der Leistung der Maschine selbsttätig zu regeln, da gewöhnlich bei jeder Leistung ein durch die Erfahrung bestimmter Wert dieses Druckes besteht, bei dem die Verbrennung am günstigsten verläuft.The purpose of the present invention is to increase the air or blower pressure in diesel engines, which causes the fuel to be blown into the working cylinder, in a certain lawful manner To be regulated automatically depending on the performance of the machine, as usual in every achievement there is a value of this pressure determined by experience, in which the combustion proceeds most favorably.

ίο Der den Erfindungsgegenstand bildende Druckregler besteht im wesentlichen aus einem Ventil und zwei Kolben, von deren Lage die Stellung des Ventils abhängig ist. Der eine Kolben bewegt sich in einem Zylinder, welcher mit dem Verdichtungsraum des.Arbeitszylinders durch eine feine Öffnung in Verbindung steht. Der andere Kolben steht unter dem Einfluß der im Luftgefäß aufgespeicherten verdichteten Luft. Das Ventil sitzt in der Saugleitung des Luftkompressors und regelt dessen Fördermenge, indem es den Luftzutritt mehr oder weniger stark drosselt. Das Ventil wird wechselseitig durch die beiden Kolben beeinflußt: ein Steigen des ersten Kolbens hat ein Schließen des Ventils und ein Steigen des zweiten Kolbens ein Öffnen des Ventils zur Folge. Dabei entspricht die Höchststellung der beiden Kolben dem Leerlauf der Maschine und ihre niedrigste Stellung der Höchstleitung.ίο The pressure regulator forming the subject matter of the invention consists essentially of one Valve and two pistons, the position of which depends on the position of the valve. The one Piston moves in a cylinder, which is connected to the compression chamber of the working cylinder communicates through a fine opening. The other piston is under the influence the compressed air stored in the air vessel. The valve sits in the suction line of the Air compressor and regulates its flow rate by reducing the air intake more or less strongly throttles. The valve is influenced alternately by the two pistons: a rise the first piston has the valve closing and the second piston rising Opening the valve as a result. The maximum position of the two pistons corresponds to that The machine is idling and its lowest position of maximum power.

Es geht daraus hervor, daß für eine bestimmte Maschinenleistung der. Einblasedruck auf einer bestimmten Höhe gehalten wird.It follows that for a certain machine performance the. Injection pressure on one is maintained at a certain level.

Ein Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.An embodiment of the present invention is illustrated in the drawing.

Die beiden Kolben sind mit α und b, das Ventil mit c bezeichnet. Der den Kolben α enthaltende Zylinder steht durch das Rohr /"und das Verbindungsstück g in Verbindung mit dem Verdichtungsraum des Arbeitszylinders. In^: das Verbindungsstück £ ist eine Platte h eingeschaltet, die mit einer feinen Öffnung versehen ist. Die Feder i übt eine Gegenwirkung auf den Kolben α aus und ist so berechnet, daß der; Kolben α bei Leerlauf der Maschine am oberen; und bei Vollbelastung am unteren Ende seines Hubes steht. Der Kolben b steht unter dem Einfluß des Kompressordruckes und wird ebenfalls in seinem unteren Teil durch eine Feder beeinflußt. Das Ventil c regelt den Lufteintritt in den Raum /, aus dem ein Saugrohr die Luft' für den Kompressor entnimmt. Die zu den;■■■. Kolben α und b gehörenden Kolbenstangen sind durch ein Gestänge miteinander verbunden, das eine Führungsschleife k trägt. In dieser Schleife ■..' bewegt sich eine auf einem Winkelhebel I, m -55 sitzende Rolle n. Der Winkelhebel /, m greift ferner an einer mit dem Ventil c fest verbundenen Stange an. Auf diese Weise wird das Ventil c durch beide Kolben beeinflußt.The two pistons are marked with α and b, the valve with c. The cylinder containing the piston α is in communication with the compression chamber of the working cylinder through the tube / ″ and the connection piece g ^{. In:} the connection piece, a plate h is inserted, which is provided with a fine opening. The spring i exerts a counteraction the piston α and is calculated such that the; plunger α upper during idling of the machine on;. and is at full load at the lower end of its stroke, the piston b is under the influence of the compressor pressure and is also in its lower part by a spring influences the valve c controls the air entering the space / from which a suction pipe draws the air 'for the compressor to the;... piston rods α ■■■ piston and b belonging interconnected by a linkage having a loop k In this loop '..' a roller n sitting on an angle lever I, m -55 moves. The angle lever /, m also engages a rod a firmly connected to the valve c n. In this way, the valve c is influenced by both pistons.

Die feine Öffnung in der Platte h ist so klein gewählt, daß die im Zylinder d befindliche Gas-_: masse nicht Zeit hat, sich wesentlich zu verändern, während die Maschine einen Kreisprozeß vollbringt. Es wird also der Druck im V Zylinder d mit demjenigen im Arbeitszylinder nicht übereinstimmen, obwohl beide Zylinder fortwährend miteinander verbunden sind.The fine opening in the plate h is so small that the selected gas in the cylinder _d: not mass has time to change substantially, while the machine performs a cycle. So the pressure in V cylinder d will not match that in the working cylinder, although both cylinders are continuously connected to one another.

Der Druck im Verdichtungsraum der Maschine wird abwechselnd größer und kleiner sein als der im Zylinder d. Vom Beginn der Verbrennung bis etwa zur Mitte des Ansauge^ hubes sinkt der Druck im Arbeitszylinder imThe pressure in the compression chamber of the machine will alternately be greater and less than that in the cylinder d. From the beginning of the combustion to about the middle of the intake stroke, the pressure in the working cylinder drops

allgemeinen ununterbrochen; von da an nimmt er wieder fortwährend zu, und zwar bis zum Beginn der nächsten Verbrennung. Der Druck • im Arbeitszylinder wird daher innerhalb eines Kreisprozesses zweimal gleich dem Druck im Zylinder d, und man kann somit den Kreisprozeß in zwei verschiedene Perioden einteilen : Während der ersten Periode ist der Druck im Arbeitszylinder größer als der Druck im Zylinder d, und ein gewisses Gasquantum G muß in diesen letzteren eintreten. Während der zweiten Periode ist der Druck im Verdichtungsraum kleiner als derjenige im Zylinder d. Es wird also eine Gasmenge G¹ von dem Zylinder d nach dem Verdichtungsraum strömen. Angenommen, der Kreisprozeß bleibt immer derselbe, was einer konstanten Belastung des Mo-. tors entspricht.general uninterrupted; from then on it increases again and again, until the beginning of the next combustion. The pressure in the working cylinder is therefore twice the pressure in cylinder d within a cycle, and the cycle can thus be divided into two different periods: During the first period the pressure in the working cylinder is greater than the pressure in cylinder d, and a certain amount Gas quantum G must enter this latter. During the second period, the pressure in the compression chamber is lower than that in cylinder d. A quantity of gas G ¹ will therefore flow from cylinder d to the compression chamber. Assuming the cycle always stays the same, which means a constant load on the mo-. tors corresponds.

Ist G größer als G¹, so ist der Druck im Zy-If G is greater than G ¹ , the pressure in the cylinder

ao linder d am Ende des Kreisprozesses größer als beim Anfang desselben. Beim folgenden Kreisprozeß wird infolgedessen G kleiner werden, G¹ dagegen anwachsen, da die erste Periode des Kreisprozesses etwas kürzer geworden und der Gasstrom gleichzeitig kleinere Geschwindigkeiten annimmt. Für die zweite Periode liegen die Verhältnisse umgekehrt. Nach einiger Zeit müssen also G und G¹ einander gleich werden. Von diesem Augenblick ab treten die Druck-Schwankungen im Zylinder d periodisch auf.ao linder d greater at the end of the cycle than at the beginning of it. As a result, in the following cycle, G will become smaller, while G ^{1 will} increase, since the first period of the cycle has become somewhat shorter and the gas flow at the same time assumes lower velocities. For the second period the situation is reversed. After a while, G and G ¹ must become equal to each other. From this moment on, the pressure fluctuations in cylinder d appear periodically.

Da sie verhältnismäßig klein sind, kann man sagen, daß der Druck im Zylinder d konstant bleibt.Since they are relatively small, it can be said that the pressure in cylinder d remains constant.

Aus diesen Überlegungen kann man folgenden Schluß ziehen:From these considerations one can draw the following conclusion:

Eine gleichbleibende Belastung der Maschine ist, abgesehen von den unbedeutenden periodischen Veränderungen, durch einen wohlbestimmten Wert des im Zylinder d herrschenden Druckes gekennzeichnet.A constant load on the machine, apart from the insignificant periodic changes, is characterized by a well-determined value of the pressure prevailing in cylinder d.

Sobald bei einer Belastungsänderung der Zentrifugalregler eine geringere Brennstoffmenge in die Maschine eintreten läßt und die Maschine ein kleineres Indikatordiagramm liefert, ist das Gleichgewicht zwischen den die Ideine Öffnung in dem einen oder anderen Sinne durchströmenden Gasmengen gestört. Die Expansionslinie sinkt tiefer, die Druckunterschiede werden geringer und damit auch die Geschwindigkeit, mit der die Gasmenge vom Arbeitszylinder nach dem Zylinder d über-As soon as the centrifugal regulator allows a smaller amount of fuel to enter the machine when the load changes and the machine delivers a smaller indicator diagram, the equilibrium between the amounts of gas flowing through the opening in one sense or another is disturbed. The expansion line sinks lower, the pressure differences decrease and with it the speed with which the gas volume from the working cylinder to cylinder d is

, strömt. Ferner tritt der Gegenstrom früher und stärker auf. Infolgedessen sinkt der Druck im Zylinder d und strebt einem neuen Wert -p¹ zu, für welchen die Mengen G und G¹ ebenfalls gleich sind., flows. Furthermore, the countercurrent occurs earlier and more strongly. As a result, the pressure in cylinder d falls and strives for a new value -p ¹ , for which the quantities G and G ^{1 are} also equal.

Für jede Maschinenleistung wird sich also im Zylinder d ein entsprechender Druck bilden, und zwar so, daß bei größeren Leistungen ebenfalls größere Drucke im Zylinder d auftreten. For every machine output, a corresponding pressure will build up in cylinder d , namely in such a way that greater pressures also occur in cylinder d for greater outputs.

Da der Kolben a, der sich im Zylinder d bewegt, wie bereits erwähnt, unter Gegenwirkung der Feder i steht, so ergibt sich für jede Maschinenleistung eine bestimmte Kolbenstellung.Since the piston a, which moves in the cylinder d , as already mentioned, is counteracted by the spring i , a specific piston position results for each machine output.

Jede weitere Vergrößerung der Maschinenleistung hat ein Niedergehen des Kolbens «zur Folge, wodurch das Ventil c stärker geöffnet und die Fördermenge des Kompressors vergrößert wird. Damit steigt aber auch der Luftdruck in dem Druckluftbehälter, und. der Kolben b wird infolgedessen heruntergedrückt und versucht, das Ventil c zu schließen. Da die Verkleinerung der Ventilöffnung, die durch die Drucksteigerung im Druckluftgefäß verursacht wird, eine Verminderung der angesaugten Luftmenge zur Folge hat, tritt bald ein Gleichgewichtszustand ein, bei dem sich die Fördermenge des Kompressors mit dem Luftverbrauch der Maschine deckt.Every further increase in the machine output causes the piston to fall, which opens valve c more and increases the delivery rate of the compressor. However, this also increases the air pressure in the compressed air tank, and. the piston b is consequently depressed and tries to close the valve c. Since the reduction in the valve opening, which is caused by the increase in pressure in the compressed air vessel, results in a reduction in the amount of air sucked in, an equilibrium soon occurs in which the delivery rate of the compressor coincides with the air consumption of the machine.

Betrachten wir irgendeine Stellung des Kolbens a, d. h. einen bestimmten Wert der Maschinenleistung, und nehmen wir an, es sei Gleichgewicht zwischen der Förderleistung des Kompressors und dem Luftverbrauch der Maschine erreicht, so ist dies nur möglich, wenn das Ventil c weder ganz geöffnet noch ganz geschlossen ist. Denn wenn es ganz geschlossen ist, saugt der Kompressor gar keine Luft mehr ein; ist es dagegen ganz geöffnet, so ist die Wirkung des Kompressors ein Maximum, d. h. ein wenig größer als der maximale Luftverbrauch der Maschine; so muß in der Tat die Größe des Kompressors berechnet sein, weil es sonst nicht in allen Fällen möglich sein würde, den Luftdruck zu steigern. Das Ventil c wird also bei der fraglichen Förderleistung des Kompressors eine ganz bestimmte Stellung einnehmen, oder mit anderen Worten: die Maschinenleistung, die Stellung des Kolbens a, die Förderleistung, die Stellung des Ventils c und diejenige des Kolbens b sind einander in gesetzmäßiger Weise zugeordnet.If we consider any position of the piston a, that is, a certain value of the machine output, and we assume that equilibrium has been reached between the delivery output of the compressor and the air consumption of the machine, this is only possible if the valve c is neither completely open nor completely closed is. Because when it is completely closed, the compressor does not suck in any more air; on the other hand, if it is fully open, the effect of the compressor is at its maximum, ie a little greater than the maximum air consumption of the machine; the size of the compressor must indeed be calculated, otherwise it would not be possible in all cases to increase the air pressure. The valve c will therefore assume a very specific position for the delivery capacity of the compressor in question, or in other words: the machine output, the position of the piston a, the delivery capacity, the position of the valve c and that of the piston b are assigned to each other in a regular manner .

Wird die Führungsschleife k geradlinig und nahezu parallel. zur Bewegungsrichtung der Kolben α und b angeordnet, sind ferner die Gegenfedern der beiden Kolben β und b derart bemessen, daß gleiche Kolbenwege proportionale Änderungen der Kolbenbelastungen ergeben, so ändert sich das Verhältnis der Drücke in den Zylindern angenähert nach einem Lineargesetz. Für jeden Kolben ist der Druck des Gases oder der Luft auf seine ganze Fläche gleich der Spannung der Gegenfeder.The guide loop k becomes straight and almost parallel. Arranged to the direction of movement of the pistons α and b , the counter springs of the two pistons β and b are also dimensioned such that the same piston travel results in proportional changes in the piston loads, so the ratio of the pressures in the cylinders changes approximately according to a linear law. For each piston, the pressure of the gas or air over its entire area is equal to the tension of the return spring.

Da beide Kolben stets gleiche Wege beschreiben, ändern sich die Spannungen beider Federn und folglich auch die Drücke immer im gleichen Verhältnis. Gibt man der Führungsschleife k hingegen eine gekrümmte Form, so ist das Abhängigkeitsgesetz ein anderes. Dann sind die Kolbenwege weder einander gleich, noch stehen sie zueinander in einem bestimmten Verhältnis.Since both pistons always describe the same path, the tensions of both springs and consequently the pressures always change in the same ratio. On the other hand, if the guide loop k is given a curved shape, the law of dependency is different. Then the piston paths are neither equal to one another, nor do they have a specific relationship to one another.

Die Regelung des Gebläsedruckes braucht nicht durch Drosselung des Ansaugerohres des Kompressors zu geschehen, sondern kann auch durch Auslassen einer gewissen Luftmenge aus dem Druckluftgefäß ins Freie bewirkt werden. Auch hierfür läßt sich der Erfindungsgegenstand nach Vornahme einiger Änderungen verwenden. Das Auslassen der Luft ins Freie geschieht in diesem Falle durch das Ventil c, das so eingerichtet sein muß, daß es in seiner obersten Stellung geschlossen, in seiner untersten dagegen offen ist.The blower pressure does not need to be regulated by throttling the intake pipe of the compressor, but can also be effected by letting out a certain amount of air from the compressed air vessel. The subject matter of the invention can also be used for this after a few changes have been made. The discharge of the air into the open takes place in this case through the valve c, which must be set up so that it is closed in its uppermost position, but open in its lowest position.

Durch das Rohr ο kann man, wenn man den Hahn q öffnet, in die Rohrleitung f einen Druckluftstrom einlassen, so daß die in der Platte h vorgesehene Öffnung gereinigt wird. Nachdem dies geschehen, kann die Mutter r etwas gelöst und die ganze Rohrleitung durch die Luft ausgefegt werden. Um ferner den im Kanal s etwa befindlichen Staub zu entfernen, muß man während des Betriebes den Hahn t öffnen, so daß der Staub durch einen aus dem Arbeitszylinder herausspritzenden Flammenstrom herausgeblasen wird.By opening the valve q , a stream of compressed air can be introduced into the pipe f through the pipe ο , so that the opening provided in the plate h is cleaned. This done, the mother can r something resolved and the whole pipeline are sweeping through the air. Furthermore, in order to remove any dust in the channel s, the cock t must be opened during operation so that the dust is blown out by a stream of flame spraying out of the working cylinder.

Claims

Patent Claims:

1. Pressure regulator for diesel engines for. automatic regulation of the injection pressure according to the machine output, characterized in that the compressor pressure on a spring-loaded piston (b) is the pressure of a cylinder (d) communicating with the compression chamber of the working cylinder through a fine opening on a second, likewise spring-loaded piston (a) acts, and that both piston movements are used to regulate the entry of air into the compressor.

2. Pressure regulator according to claim 1, characterized in that the two pistons (a and b) by means of an angle lever (I, m) and a guide loop (k) in which a roller (s) moves, the position of the air inlet valve (c ) determine.

1 sheet of drawings.

Berlin, printed in the Reichsdruckerei.