DE228645C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46«. GRUPPE

EMIL VOGEL in MÜNCHEN.

Betriebsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. August 1909 ab.

Es sind vielfach Verbrennungskraftmaschinen bekannt, denen die gesamte oder ein Teil der Verbrennungsluft in Form von Druckluft aus einem Behälter zugeführt wird. Diese Druckluft wird entweder vom Arbeitskolben selbst oder durch eine besondere Vorrichtung erzeugt und im Behälter aufgespeichert. Dabei ist es nötig, den Druck im Behälter zu regeln, und dies geschieht bisher dadurch, daß man entweder am Behälter ein Sicherheitsventil anbringt, welches bei Überschreitung des zulässigen höchsten Druckes abbläst, oder dadurch, daß man die in den Behälter gepumpte Luft von Hand oder durch einen Regler steuert, d. h.

daß man in die Pumpe nur einen Teil derjenigen Luftmenge einläßt, welche sie zu verdichten imstande wäre. Diese beiden Methoden bedeuten eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Maschine, denn bei Anwendung eines Sicherheitsventils geht die Arbeit verloren, welche auf die Verdichtung der abblasenden Luft verwendet wurde, und bei der Regelung der angesaugten Luftmenge arbeitet die Pumpe immer mit einem verhältnismäßig ungünstigen Wirkungsgrad, solange ihr nicht die höchst zulässige Menge von Ansaugeluft zugelassen wird.

Diese beiden Verlustquellen ließen sich nur dann umgehen, wenn es gelänge, die Luftpumpe so einzustellen, daß im Behälter stets der gleiche Druck gehalten wird. Allein diese Aufgabe ist außerordentlich schwer zu lösen; es müßte dann erreicht werden, daß sowohl die Menge der in den Behälter gepreßten Luft als auch die entnommene Luftmenge bei jedem Hub der Maschine unverändert bliebe. Die Menge der Luft, welche in der Zeiteinheit von einem Behälter in den anderen überströmt, ist bei gleichbleibendem Durchflußquerschnitt bekanntlich von dem Druckunterschied zwischen beiden Behältern abhängig, von denen im vorliegenden Fall einer der Druckluftbehälter, der . andere der Maschinenzylinder ist. Nimmt man nun an, es sei gelungen, den Druck im Druckluftbehälter immer gleichzuhalten, so ist es zwar leicht, die Menge der vom Verdichter in den Druckbehälter geschobenen Luft gleichzuhalten, weil auch der Verdichter immer mit der gleichen Anfangsspannung (Atmosphärendruck) arbeitet und somit die Druckunterschiede immer gleichbleiben. Anders liegen hingegen die Verhältnisse beim Übertritt der Druckluft aus dem Druckluftbehälter in den Arbeitszylinder, sei es nun, daß es sich um Luft zum Einspritzen des Brennstoffes oder um die gesamte oder einen Teil der Verbrennungsluft handelt. Setzt man nämlich hier voraus, daß' der Druck im Behälter zunächst gleichbleibt, so schwankt doch der im Zylinder herrschende mittlere Druck; je nach der Belastung der Maschine wird nämlich die Brennstoffpumpe unter dem Einfluß des Reglers eine größere oder kleinere Brennstoffmenge in den Zylinder pressen und dementsprechend der mittlere Verbrennungsdruck bei verschiedenen Hüben je nach der Belastung verschieden sein. Dementsprechend wird aber auch der Druckunterschied zwischen Druckbehälter und Arbeitszylinder ein wechselnder sein, und da die überströmende Luftmenge pro Zeiteinheit von diesem Druck-

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unterschied abhängig ist, so muß bei gleichbleibender offnungsdauer des Ventils auch die während eines Hubes aus dem Druckbehälter in den Arbeitszylinder übertretende Luftmenge schwanken. Dadurch wird aber unmittelbar ein Schwanken des Druckes im Druckbehälter bedingt. Schwankt aber die Pressung im Behälter, so schwankt auch die Druckdifferenz zwischen Behälter und Verdichter, und es wird

ίο somit auch nicht mehr stets die gleiche Menge Druckluft in der Zeiteinheit . in den Behälter einströmen. Daraus geht hervor, daß, wenn man den Verdichter stets mit voller Leistung arbeiten läßt und die Überströmventile vom Verdichter zum Behälter sowie von diesem zum Zylinder unveränderliche Öffnungsdauer und öffnungsweite besitzen, nicht die Mög-' lichkeit besteht, im Druckbehälter gleichen Druck zu halten.

Nach der Erfindung wird nun, um den Verdichter mit gutem Wirkungsgrad (voller Leistung) arbeiten zu lassen, trotzdem aber die überflüssige Druckluft nicht zu verlieren, der Überschuß an letzterer in den Zylinder geleitet, wo er unter Arbeitsleistung wieder expandiert. Zu diesem Zweck ist das Überströmventil vom Behälter zum Zylinder unter die Einwirkung der im Behälter herrschenden Spannung gesetzt, derart, daß bei steigender Behälterspannung mehr, bei sinkender weniger Druckluft in den Zylinder gelassen wird. Es ist dabei gleichgültig, ob die Luftpumpe unabhängig von der Verbrennungsmaschine ist oder nicht. Gleichzeitig wird die Brennstoffzufuhr zu der Maschine vom Regler in bekannter Weise beeinflußt, so daß sich der gesamte Regelungsvorgang in folgender Weise abspielt:

Steigt z. B. der Druck im Behälter, so wird das Druckluftventil längere Zeit geöffnet, so daß mehr Druckluft in den Zylinder gelangt. Infolgedessen nimmt die Maschine zunächst eine größere Umdrehungszahl an, so daß der Regler die Brennstoff- bzw. Gaspumpe auf eine geringere Fördermenge einstellt, bis die Maschine wieder ihre normale Umdrehungszahl erreicht hat. Sinkt der Druck im Behälter, so spielt sich der Vorgang in umgekehrter Weise ab. Die Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise so erfolgen, daß in einem Zylinder ein unter dem Behälterdruck spielender Kolben angeordnet ist, dessen Bewegungen in bekannter Weise durch ein Gestänge auf einen geeigneten Teil der Druckluftventilsteuerung übertragen werden, z. B. bei einer Nockensteuerung auf die Nockenscheibe, bei einer Ausklinksteuerung auf die Klinke, bei einer Wälzhebelsteuerung auf einen der beiden Wälzhebel.

In der Zeichnung ist eine solche Anordnung beispielsweise für eine Ausklinksteuerung veranschaulicht.

α stellt den Zylinder, b den Kolben der Verbrennungsmaschine vor. c ist das Druckluftventil, welches beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den an der Ventilspindel d angreifenden Hebel f betätigt wird. Der Hebel f ist in der Ventilhaube gelagert und wird mittels der Klinke i von der Exzenterstange h, deren oberes Ende durch die Schwinge k geführt wird, betätigt. Die Klinke i legt sich mit ihrem unteren Ende gegen einen Hebel I, der in der Ventilhaube drehbar gelagert ist und durch Vermittlung des Gestänges m unter dem Einfluß des Kolbens 0 steht. Auf die untere Fläche dieses Kolbens wirkt der im Preßluftbehälter herrschende Druck, auf die obere Fläche eine Feder. Wächst der Druck im Behälter, so wird der Kolben 0 nach oben gedrückt, die Klinke i dreht sich nach rechts und das Druckluft ventil bleibt infolgedessen länger offen; nimmt der Druck im Behälter ab, so geht der Kolben 0 nach unten, die Klinke i dreht sich nach links und kommt früher außer Eingriff mit dem Hebel f, so daß das Druckluftventil kürzere Zeit geöffnet ist.

Claims (2)

' Patent-Ansprüche:

1. Betriebsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen, welche mit aus einem Behälter entnommener verdichteter Verbrennungsluft arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklufteinlaßventil automatisch vom Behälterdruck so beeinflußt wird, daß unabhängig von der Belastung bei steigendem Behälterdruck mehr Luft in den Zylinder gelassen wird, bei sinkendem Behälterdruck weniger, derart, daß im Druckluftbehälter nur kleine Druckschwankungen auftreten können.

2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß immer so viel Brennstoff zugeführt wird, daß die durch seine Verbrennung erzeugte Arbeitsleistung zusammen mit der aus der Expansion der zugelassenen Druckluft herrührenden der jeweiligen Belastung der Maschine entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.