DE236573C

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Publication number: DE236573C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 236573 KLASSE 46 ö. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Dezember 1909 ab.

Bei Versuchen an. Gleichdruckmotoren für flüssige Brennstoffe, welche nach dem Dieselverfahren mit Selbstzündung und Einspritzung des Brennstoffs in die verdichtete. Verbrennungsluft durch höher gespannte Einblaseluft arbeiten, hat es sich gezeigt, daß ohne Beeinflussung der Steuerung zur Erzielung einer rauchfreien,.thermisch günstigsten Verbrennung die Einblaseluftspannung und die- Einblaseluftmenge für verschiedene Brennstoffüllungen Und verschiedene Tourenzahlen verschieden' eingestellt werden müssen. Es entspricht dabei einer· niedrigen Tourenzahl der. Maschine und einer geringen Brennstoffüllung ein geringer Einblasedruck und eine geringe Einblaseluftmenge und umgekehrt, wobei die Durchtrittsquerschnitte für Brennstoff und Einblaseluft die gleichen bleiben. Werden die Durchtrittsquerscnnitte selbst durch Regelung der Steuerung derart geändert, daß bei kleiner werdender Tourenzahl und kleineren Brennstoffüllungen eine Drosselung des durchtretenden' Brennstoffluftgemisches eintritt, so kann beispielsweise die Einblasespannüng konstant bleiben, und es tritt eine Regelung der an den Brennstoff für eine bestimmte Tourenzahl zur Zerstäubung und Beschleunigung abzugebenden Energie durch die Änderung der Einblaseluftmengen allein einl Die vorliegende Erfindung geht ebenfalls davon aus, daß je nach Tourenzahl und_: Brennstoffüllung- verschiedene Energiemengen auf den in den Arbeitszylinder während der Verbrenhungsperiode einzuführenden Brennstoff übertragen werden müssen, bewerkstelligt jedoch die Änderung der Energiemengen nicht durch Veränderung des Durchtrittsquerschnittes für das Brennstoffluftgemisch, sondern durch Änderung des Durchtrittsquerschnittes für die Einblaseluft allein. Dadurch wird bei konstanter Einblaseluftspannung vor der Drosselstelle erreicht, daß sowohl der auf" den einzublasenden Brennstoff wirksame Druck als auch die Einblaseluftmenge mit Tourenzahl und Brennstoffüllung durch die Drosselung geändert werden können. ' Die DrosselsteÜe befindet sich ■— ein Charäkteristi-. kum der Erfindung — stets vor dem eigentlichen Zerstäuberraum, in welchem die Mischung von Luft und' Brennstoff stattfindet'.
■ Fig. ι zeigt eine derartige Regelung im Schnitt.

Der Füllungsraum a, welcher durch die Leitung I mit dem Zerstäuberraum verbunden ist, wird durch die beiden Ventile &·, und b₂ gegen, die im Räum k befindliche, auf konstanter Spannung gehaltene Einblaseluft abgeschlossen. Die Ventile sind durch den Feder- und den Einblasedruck auf ihren Sitz niedergehalten und werden durch die Doppelhebel C₁ und C₂ geöffnet. Die Betätigung der Doppelhebel C₁ und c₂ erfolgt gemeinsam vermittels des auf der Steuerwelle g gelagerten Nockens h und des Verbin- dungsgestänges i. Die Lagerung der Doppelhebel C₁, c„ auf den Achsen U₁, d_% ist eine exzentrische. Je nach Stellung der Exzenterscheiben .f-y, f₂ ergeben sich die auf die Drosselventile b-y, δ₂ übertragenen wirksamen Hübe verschieden. Dabei erfolgt die Verstellung der Exzenterscheibe f, abhängig von der Tourenzahl der Maschine, die Verstellung der Exzenterscheibe f₂

(2. Auflage, ausgegeben am 24. Juli igii.)

abhängig von der Brennstoffüllung derselben. Die Arbeitsweise der beschriebenen Regelung ist folgende: '

Läuft die Maschine mit maximaler Tourenzahl

.5 und maximaler Brennstoffüllung, so ist die auf den Brennstoff bei der Zerstäubung und Einblasung durch die Einblaseluft übertragene Energie ein Maximum. Die Exzenterscheiben f_lt f₂ sind in die Stellung des maximalen Ventilhubes gestellt; die Einblasung erfolgt bei dem im Raum k herrschenden Einblasedruck ohne Drosselung, solange der Schwinghebel c_% durch den Nocken h voll angehoben ist. Durch die Ausbildung des Nockens h kann ferner erreicht werden, daß die Einspritzung des Brennstoffs entsprechend der zunehmenden Kolbengeschwindigkeit erfolgt, in der Weise, daß die bei der Stellung des Kolbens im Totpunkt noch vorhandene Drosselung bis zum Ende der Brennstoffüllung zunehmend verringert wird und auf gleiche Hubstrecken des Kolbens immer gleiche Brennstoff mengen zur Verbrennung eingeführt werden. Es ist dies ein Fall, der insbesondere bei Druckluftverbrennungsmotoren mit sehr großen Füllungsgraden bzw. bei Brennstoffüllungen innerhalb weiter Kolbengeschwindigkeitsänderung große Bedeutung hat. Soll die Maschine mit kleinerer Tourenzahl, aber gleicher Brennstoffüllung weiterlaufen, so ist die Exzenterscheibe /", so weit zu verdrehen, daß die infolge der Hubreduktion der Ventile O₁, b₂ entstehende Drosselung die gewünschte Änderung im Einblasevorgang zur Folge hat. Die Verstellung . der Exzenterwelle ä_x erfolgt dabei zweckmäßig durch einen Geschwindigkeitsregler des Motors.

Ändert sich dagegen die Brennstoffüllung bei gleichbleibender Tourenzahl, so wird die Exzenterscheibe f₂ so weit verdreht, daß die infolge der Hubreduktion der Ventile b_v b₂ eintretende Drosselung der Einblaseluft diejenige Änderung des Einblasedruckes und der Einblasemenge im Zerstäuberraum zur Folge hat, welche eine rauchfreie, thermisch günstige Verbrennung ergibt. Die Verdrehung der Exzenterwelle d„ erfolgt zweckmäßig mit der Füllungsänderung in der Brennstoffpumpe von Hand. Ändern sich endlich Tourenzahl und Brennstoffüllung gleichzeitig und in verschiedener Weise, so ist jeder To'urenzahl eine bestimmte Stellung der Exzenterwelle d_v jeder Brennstoffüllung eine bestimmte Stellung der Exzenterwelle d₂ zugewiesen und durch das selbsttätige; Zusammenarbeiten der durch den Geschwindigkeitsregler und mit der Brennstoffüllung beeinflußten Ventile b_L, b₂ erfolgt die Drosselung der. Einblaseluft in dem der rauchfreien Verbrennung entsprechenden Maße bei beliebiger Tourenzahl und beliebigen Brennstoffüllungen.

Durch die-vorliegende Erfindung wird die insbesondere bei Fahrzeugmotoren, welche nach dem Gleichdruckyerfahren mit flüssigen Brennstoffen arbeiten, auftretende Schwierigkeit der Einblaseregelung und Diagrammbildung für verschiedene Tourenzahlen und Brennstoffüllungen in der für den Betrieb Vorteilhaftesten Weise gelöst. Die Einstellung der Luftlieferung durch die Einblasepumpe auf konstanten Einblasedruck kann selbsttätig erfolgen. Das Kenn- 70 : zeichen der Erfindung ist in dem Fall die jür jeden einzelnen Arbeitsgang der Maschine erfolgende Regelung der Menge und des Druckes der auf den Brennstoff wirkenden Einblaseluft, welche pro Arbeitsgang vor dem eigentlichen Zerstäuberraum erfolgt.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform des Erfindungsgedankens.

Die Bezeichnungen sind, soweit sie gleichartige Organe wie in Fig. 1 betreffen, die gleichen wie in Fig. 1. ■

Der regelnde Kolben b stellt durch seine ringförmige Aussparung p in der gezeichneten Stellung die Verbindung zwischen dem Einblasegefäß und dem Zerstäuberraum her. Durch den Regelkolben b sind die beiden Membranen 7% und m₂ gegenseitig verspannt und gegen den Innendruck entlastet, so daß die einer Verschiebung des Regelkolbens in seiner Längsachse entgegenwirkende Kraft von der Spannung im Raum k unabhängig ist. Auf den Regelkolben b wirken einerseits der Schwinghebel C₁, andererseits des Schwinghebel C₂ unter Zwischenschaltung einer elastischen Verbindung, die in der Figur durch die Federn W₁ und M₂ und die beiderseitigen Federteller 0,, o₂ dargestellt ist. Die Schwinghebel C₁, c₂ sind um q_x bzw. q₂ drehbar und verschiebbar. Die Drehung selbst erfolgt durch die Exzenterwellen d_v d₂ und die Exzenterscheiben f_v f„, welche von den Schwinghebeln umfaßt werden. Die Drehung der Exzenterwelle ^₁ erfolgt bei Änderung der Tourenzahl durch den Geschwindigkeitsregler, die Drehung der Exzenterwelle d₂ bei Änderung der Brennstoffüllung von Hand mit Umstellen des Pumpenexzenters.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Bei maximaler Tourenzahl und maximaler Brennstoffüllung erfolgt keine Drosselung; der Regelkolben b steht .in der in Fig. 2 gezeichneten Lage. Nimmt die Tourenzahl ab, so wird die Exzenterwelle d_x durch den Geschwindigkeitsregler entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, der Schwinghebel c, sucht sich vom Federteller O₁ abzuheben und rückt nach oben. Bleibt die Brennstoffüllung unverändert, so bleibt Hebel c₂ unverändert und bildet für das Federsystem W₁, n₂ das Widerlager. Da C₁ nach oben gerückt ist, tritt ein Spannungsausgleich der Federsysteme W₁, W₂ ein, demzufolge der iao Regelkolben b in Richtung des regelnden Schwinghebels C₁ ausweicht. Die Aussparung p,

also der regelnde Querschnitt im Kolben b, tritt in die Kolbenführung zurück, und der Übertritt der Einblaseluft von Leitung k in Leitung I erfolgt mit derjenigen Drosselung, welche durch den thermisch günstigsten Verbrennungsvorgang praktisch bedingt ist.

In der gleichen Weise wird bei gleichbleibender Tourenzahl die Drosselung mit kleiner werdender Brennstoffüllung erreicht. In diesem

ίο Falle dreht sich die Exzenterwelle d₂ entgegen dem Uhrzeigersinn, die Federführung o₂ wird durch den Schwinghebel c₂ nach oben bewegt; Schwinghebel C₁ wirkt als Widerlager, so daß nach Ausgleich der Federspannungen W₃, n₂ der Regelkolben b abermals nach oben ausweicht, wodurch die Aussparung p noch weiter in die Kolbenführung rückt und im Grenzfall der minimalen Tourenzahl und minimalen Brenn-

. stoffmenge vollständige Drosselung ergibt.

Gegenüber der ersten Ausführungsform (Fig. 1) weicht die zweite (Fig. 2) in ihrer Wirkungsweise darin ab, daß auf eine Steuerung der vor dem Zerstäuberraum arbeitenden Regelorgane pro Arbeitsgang der Maschine verziehtet ist. Es stellt sich in dem Fall für alle : Drosselungsgrade vor öffnen der Brennstoffnadel im Zerstäuberraum der Druck im Einblasegefäß ein, der erst mit zunehmender Einblasung auf den Drosselungsdruck sinkt. Es wird daher im letzteren Falle eine gleichzeitige Variierung der Nadelöffnung durch die Steuerung praktisch nicht zu umgehen sein, während dieselbe bei der ersten Ausführungsform in Wegfall kommt.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Selbsttätige Regelung der Brennstoffeinführung bei Gleichdruckverbrennungskraftmaschinen für flüssige Brennstoffe, welche durch hochverdichtete Luft aus dem Zerstäuberraum in den Arbeitszylinderraum gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Gefäß mit konstant gehaltener Einblaseluftspannung entnommene Einblaseluft mittels besonderer, von Tourenzahl und Brennstoffüllung in ihrem Wirken beeinflußter und durch die Steuerung der Maschine getrennt betätigter Regelorgarie noch vor Eintritt'in den Zerstäuberraum nach Druck und Menge für jeden einzelnen Arbeitsgang ,ohne Änderung der Brennstoffeinlaßsteuerung derart geregelt wird, daß die bei der Einspritzung auf den Brennstoff zur Zerstäubung und Beschleunigung übertragene Energie jeder beliebigen Änderung der Kolbengeschwindigkeit während der Füllungsdauer und jeder beliebigen Brennstoffüllung entspricht.
2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Regelorgane mit Änderung der Tourenzahl in bekannter Weise selbsttätig durch den Regler und die Beeinflussung der Regelorgane mit Änderung der Brennstoffüllung gleichzeitig mit der Füllungssteuerung der Brennstoffpumpe von Hand erfolgt.
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3. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des. Einblasedruckes und der Einblasemenge durch ein gemeinsames, von Tourenzahl und Brennstoffüliurig beeinflußtes Regelorgan während des Einspritzvorganges im Verein mit der konstant oder veränderlich gesteuerten Brennstoffnadel selbsttätig derart erfolgt, daß Tourenzahl und Brennstoffüllung unabhängig voneinander steigen und fallen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.