DE251748C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

- M 251748 KLASSE 46 ö* GRUPPE

Die Erfindung bezieht sich auf Explosionskraftmaschinen und betrifft insbesondere eine Regelungsvorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verbrennungsgemisch teilweise zu Anfang des Saughubes. unter atmosphärischem Druck mit regelbarer Absperrung, teilweise später oder gegen Ende des Saughubes mit höherem Druck als das zu Beginn des Saughubes eintretende Gemisch eingeführt und

ίο in Verbindung hiermit die Größe des Kompressionsraumes verändert wird.

Es ist bei Explosionskraftmaschinen an sich bereits bekannt, das Verbrennungsgemisch teil_T weise zu Anfang des Saughubes, teilweise später oder gegen Ende des Saughubes mit höherem Druck als zu Beginn des Hubes in den Arbeitsraum einzuführen;. es sind auch Vorrichtungen zur Veränderung des Verdichtungsraumes an ■ sich nicht mehr neu. Dagegen ist es für Maschinen, bei denen das zusätzliche Gemisch unter Druck eingeführt wird, neu und von besonderer Bedeutung, auch gleichzeitig den Kompressionsraum zu ändern.

Unter Umständen, die unter anderem auch von der Art des benutzten Brennstoffes oder des Verhältnisses zwischen Brennstoff und Verbrennungsluft abhängig sind, ist es zweckmäßig, die Ladung bei veränderlicher Größe höher oder weniger hoch zu verdichten, oder für alle Ladungsgrößen einen gleichen Druck zu erhalten.

Die oben gekennzeichnete Kombination, gemäß welcher ein zusätzliches Gemisch gegen Ende des Saughubes unter Druck eingeführt und die Größe des Kompressionsraumes verändert wird, gestattet entsprechende Anordnung des Reguliergestänges nach Belieben entweder für jede Ladungsgröße den gleichen Kompressionsdruck zu erhalten oder diesen, der veränderlichen Größe entsprechend, zu erhöhen bzw. zu verringern oder auch bei vergrößerter Ladung den Kompressionsdruck zu verringern und bei verkleinerter Lädung zu vergrößern.

Der Erfindungsgegenstand ist in beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Ansicht des oberen Teiles eines Explosionsmotors mit innerer Verbrennung. Die Einlaßventile sind im Schnitt gezeichnet.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie2-2 der Fig. 1 des oberen Teiles der erwähnten Maschine in größerem Maßstabe.

Fig. 3 ist ein wagerechter Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2 durch das Hilfseinlaßventil.

Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2 durch das Hilfseinlaßventil.

Fig. 5 ist ein wagerechter Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.

Fig. 6 ist eine Ansicht des Hilfseinlaßventils.

Um eine größere Leistungsfähigkeit eines mit Einrichtungen zur Veränderung des Kompressionsraumes versehenen Explosionsmotors mit innerer Verbrennung zu erzielen, ist es wünschenswert, daß Einrichtungen getroffen werden, durch welche die Zuführung des Gasgemisches und der Luft in den Kompressions-

Lagerexempk

raum unter einem dem komprimierten Gasgemisch entsprechenden Druck erfolgt. Um dies zu erreichen, führt das Zuleitungsrohr 62 zu einem geeigneten Kompressor 63. Das Zuführungsrohr 62 ist mit einem Regelventil 64 versehen, durch welches die Menge der durch das Ventil 57 in den Kompressionsraum strömenden Luft geregelt werden kann.

In gleicher Weise führt das Rohr 65 für das Gasgemisch zu einem geeigneten Kompressor 66. In diese Rohrleitung ist das Ventil 67 eingeschaltet, durch welches die Menge des dem Zylinder zugeführten Gasgemisches geregelt werden kann.

Es ist einleuchtend, daß sowohl die Luft als auch das Gasgemisch, die in den Kompressionsraum beim Beginn des Saughubes eingeführt werden, unter Druck stehen. Die verhältnismäßigen Mengen der Luft und des Gasgemisches, die auf diese Weise zugeführt werden, können durch die Ventile 64 und 67 geregelt werden.

Da das entzündliche Gasgemisch unter Druck zugeführt wird, so ist einleuchtend, daß es einen geringeren Raum einnehmen wird. Mit anderen Worten, in einen Kompressionsraum von gegebener Größe können größere Mengen entzündlichen Gasgemisches eingeführt werden. Auf diese Weise kann die Leistungsfähigkeit der Maschine erhöht, und es können dieser mehr Pferdekräfte entnommen werden, ohne daß der Zylinder höheren Spannungen unterworfen wird. Man hat gefunden, daß die Leistungsfähigkeit der Maschine noch weiter gesteigert werden kann, wenn am oder nahe am Ende des Saughubes eine zusätzliche Menge von entzündlichem Gasgemisch oder Luft unter demselben oder unter einem höheren Druck zugeführt wird, den die durch die Rohre 62 und 65 in den Kompressionsraum eingeführten Luft- und Gasmengen besitzen.

Um diese Zuführung der zusätzlichen Menge von Gasgemisch und Luft durch die Hilfseinströmungsöffnung 68 zu erreichen, ist ein Gehäuse 69 vorgesehen, das eine Kammer 70 enthält. Diese Kammer 70 steht mit der Hilfseinströmungsöffnung 68 des Zylinders und dem Zuführungsrohr 71 in Verbindung, das in den inneren Teil des Gehäuses führt. Das Einlaßrohr 71 ist mit Abzweigungen 72, 73 ausgerüstet, die bzw. zu einem Luftkompressor 74 und zu einem Gaskompressor 75 führen. Jedes der Rohre 72, 73 ist mit einem Ventil 76 versehen, durch welches die durch das Einlaßrohr 71 aus den Kompressorbehältern 74 und 75 entnommene Luft und Gasgemisch nach Bedarf geregelt werden können.

Die Kammer 70 hat einen halbzylindrischen Fortsatz, in welchen ein becherförmiges geschlitztes Ventil 77 eingepaßt ist. Die Schlitze 78 (Fig. 2 und 6) dieses Ventils sind so eingerichtet, daß sie mit den Öffnungen 79 einer zwischen dem Ventil 77 und dem inneren Ende des Zuführungsrohres 71 angeordneten Zwischenwand zusammenfallen.

Das Ventil 77 ist mit einer Ventilstange 80 durch einen Splint verbunden. An dem oberen Ende dieser Ventilstange ist ein hin und her gehendes Ventil 81 angeordnet, das normal den Fortsatz der Kammer 70 abschließt, in welchem das becherförmige Ventil 77 sich dreht.

Das untere Ende der Ventilstange 80 liegt auf einem Ansatz 8τ^α auf, der an einem Gelenkhebel 82 angeordnet ist. Das äußere Ende dieses Hebels trägt eine Rolle 83, die mit einem auf der Welle 85 sitzenden Daumenrad 84 zusammen arbeitet. Die Welle 85 wird so betrieben, daß sie eine vollständige Umdrehung macht, während der Kolben ,26 Hin- und Herbewegungen ausführt.

Der Kolben 26 bedeckt während dieser Hin- und Herbewegungen die in den Kompressionsraum führende Hilfseinströmungsöffnung 68. Erst wenn der Kolben nahe am Ende seines Saug- und Explosionshubes angelangt ist, beginnt er, die erwähnte Hilfseinströmungsöffnung freizugeben, die geöffnet bleibt, bis der Kolben ein kurzes Stück seiner Rückwärtsbewegung ausgeführt hat. Hierauf schließt der Kolben die Einströmungsöffnung und hindert go dadurch die in der Kammer 70 befindliche Luft bzw. das entzündliche Gasgemisch am Eintritt in den Zylinder 11.

Wenn das Daumenrad 84 auf die Rolle 83 des Hebels 82 wirkt, wird das Ventil 81 von seinem Sitz abgehoben, und das entzündliche Gasgemisch bzw. die Luft strömt durch das Einlaßrohr 71 und durch die Öffnungen 79 und 78 in die Kammer 70. Ist die Hilfseinströmungsöffnung in diesem Augenblick nicht vom Kolben bedeckt, so strömt das Gasgemisch bzw. die Luft durch das Ventil 81 in den Zylinder 11 und mischt sich hier mit dem entzündlichen Gasgemisch und der Luft, die in den Kompressionsraum durch die Ventile 28 am Beginn des Saughubes des Kolbens 26 eingelassen worden sind.

Es ist einleuchtend, daß die Hin- und Herbewegung des Ventils 81 stets in gleichmäßiger Weise erfolgt, da sie von der Bewegung des Daumenrades 84 abhängig ist.

Normal wird das Ventil 81 auf seinem Sitze durch die Feder 86 festgehalten, die auf einen auf der Ventilstange 86 befestigten Ring 87 einwirkt.

Um die durch die Hilfseinströmungsöffnung 68 zugeführte Menge von unter Druck stehendem Gasgemisch oder Luft verschiedenen Belastungsverhältnissen anpassen zu können, trägt die Ventilstange 80 einen Arm 88, der mit dem gegabelten Hebel 89 zusammen arbeitet. Dieser Hebel 89 ist bei 90 angelenkt (Fig. 2

und 4) und hat einen zwischen zwei Ringen 92 eingreifenden Arm 91. Die Ringe 92 sind an der Stange 49 des Regulators verstellbar. Eine Feder, 93 hält den Arm 91 in seiner normalen Lage und führt ihn in diese zurück, wenn er eine Bewegung ausgeführt hat. Jede Hin-und Herbewegung dieser Stange 49 wird eine Bewegung des Winkelhebels 89-91 bewirken und dadurch eine Drehung der Ventilstange 80 und des becherförmigen Ventils 77 bewirken. Diese Drehung des becherförmigen Ventils 77 wird die Öffnungen 78 außer Deckung mit den Öffnungen 79 in der Gehäusezwischenwand bringen und infolgedessen die Strömung des unter Druck stehenden entzündlichen Gasgemisches bzw. der Luft aus dem Zuführungsrohr 71 nach der Kammer 70 verringern.

Bei einem Explosionsmotor mit innerer Verbrennung ist die Grenze für das Verhindern

von Überlastungen entsprechend anderen Antriebsmotoren, wie Dampfmaschinen u. dgl., dadurch gegeben, daß nach den üblichen Methoden eine genügend große Menge von entzündlichem Gasgemisch den Zylindern nicht mehr zugeführt werden kann. Z. B. wird bei einer Vierzylindermäschine die für eine vollständige Verbrennung erforderliche Menge entzündlichen Gasgemisches und Luft gewöhnlich während des Saughubes bei einem Drucke zugeführt, der praktisch gleich dem atmospärischen Druck, und, wenn mit Saugwirkung gearbeitet wird, mit einem Drucke, der geringer ist als der der Atmosphäre. Hierdurch wird die Menge begrenzt. Wenn jedoch das Gasgemisch bzw. die Luft unter Druck zugeführt werden, so können die Mengen vergrößert werden; damit nimmt auch die Größe der geleisteten Arbeit zu. .

Der Explosionsdruck, der die erforderliche Festigkeit der Maschinenteile bestimmt, wird nicht vergrößert, denn der Druck bleibt auch bei vermehrter Zuführung des entzündlichen Gasgemisches unverändert. Auf diesem Wege kann dieselbe Maschine eine größere Leistungsfähigkeit . entwickeln, ohne daß die Größe der Beanspruchungen wächst. Die erzielte zusätzliche Arbeitsleistung ist die Folge eines höheren mittleren Druckes.

Dies kann durch Kompression des entzündlichen Gemisches und der Luft vor der Einströmung in den Arbeitszylinder erfolgen. Diese Kompression wird eine entsprechende Arbeitsleistung für die im ganzen verbrauchte Menge erfordern.
Ferner sind Mittel vorgesehen, durch welche das entzündliche Gemisch und die für die Entzündung, aber nicht für die vollständige Verbrennung genügende Luft auf gewöhnlichem Wege zugeführt werden, und zwar bei atmosphärischem Druck, oder durch Saugwirkung.

Nahe am Ende des Saughubes, nachdem das Einlaßventil geschlossen ist, wird dann eine entsprechend große Menge von Luft unter geeignetem Druck zugesetzt, die für die vollständige Verbrennung genügt.

Die Kompression kann durch einen selbständigen Kompressor, der gegebenenfalls durch die Maschine selbst angetrieben wird, bewirkt werden. In manchen Fällen kann die Kompression auch durch den Kolben bei seiner Rückbewegung geleistet werden.

Diese Regelung und erhöhte Leistungsfähigkeit kann mittels der vorbeschriebenen Einrichtung erreicht Werden. Die Hilfseinströmungsöffnung 68 wird durch den Kolben 26 geöffnet, wenn dieser sich am oder nahe am Ende des Explosions- und Saughubes befindet. Das Ventil 81 kann nahe am Ende des Saughubes geöffnet werden, um komprimierte Luft oder komprimiertes Gasgemisch einzulassen, damit diese sich mit dem entzündlichen Gemisch vermengen. Das Ventil 81 wird gleich nach Beginn des Kompressionshubes geschlossen. Es kann jedoch auch am Ende des Explosionshubes des Kolbens geöffnet werden, um komprimierte Luft einzulassen, die die Entfernung der verbrannten Gase unterstützt.

Es ist einleuchtend, daß die Größe der Ventilöffnung oder die Größe des Lufteinlässes von dem Regulator 50 der Maschine durch die vorbeschriebenen Einrichtungen geregelt werden kann..

Statt die Misch ventile für diejenigen Mengen von Luft einzustellen, die in der üblichen Weise eine vollständige Verbrennung ergibt, werden sie nach der vorliegenden Erfindung für eine geringere Luftmenge eingestellt. Der Rest der erforderlichen Luftmenge wird durch das Hilfsventil 81 nahe am Ende des Saughubes zugeführt. Der- Regulator wird die Menge von Gas und Luft, die durch die Mischventile zugeführt wird, regeln und die durch die Hilfsluftventile zugeführte Luftmenge der Belastung der Maschine anpassen, so daß die Maschine selbsttätig bis zu 50 Prozent der beanschlagten Belastung geregelt wird.

Die HilfsÖffnung ist bei allen Belastungen mehr oder weniger geöffnet. Weiß man, daß für eine gewisse Periode die normale Belastung nicht überschritten wird, so kann man das Hilfsventil durch Schließen der für die Zuführung einer der Verbrennung genügenden Luftmenge eingestellten Ventile und Mischventile außer Betrieb setzen.

In diesem Falle würde das Mischventil für die der Verbrennung entsprechende Luftmenge eingestellt und die Öffnung des Hilfsventils bliebe geschlossen, bis bei Eintritt einer Überlastung der Regler dieses Ventil öffnen würde, bis dessen Öffnung größer wäre, als der höheren Belastung entspricht. Sowohl das komprimierte Gas als auch die Luft würde in diesem Falle zugeführt, um eine zusätzliche

Menge von entzündlichem Gasgemisch zu liefern.

Es ist einleuchtend, daß das Gas und die Luft zusammen oder getrennt komprimiert werden können. Ihre Zuführung kann ebenfalls zusammen oder getrennt durch besondere Ventile erfolgen.

In manchen Fällen kann das Mischventil der

Maschine so eingestellt sein, daß die für die vollständige Verbrennung erforderliche Luft mit dem unter atmospärischem Druck oder unter Saugwirkung stehenden Gas zugeführt wird.

In diesem Falle wird eine zusätzliche Menge von Luft und Brennstoff entsprechend der Belastung durch das Hilfsventil zugeführt.

Die selbsttätige Veränderung des Kompressionsraumes entsprechend der Belastung mittels des Teiles 13 und der diesen Teil betätigenden Einrichtung ermöglicht die Erreichung des angestrebten Zieles. Durch den Gebrauch der vorliegenden Erfindung wird bei Belastung der Maschine für Lichtzwecke eine sehr ökonomische Arbeitsweise erzielt, während dabei große Überlastungen geleistet werden können.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Regelungsvorrichtung für Explosionskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsgemisch teilweise zu Anfang des Saughubes unter atmosphärischem Druck oder höherem Druck mit regelbarer Absperrung, teilweise später oder gegen Ende des Saughubes unter höherem Druck als das zu Beginn des Saughubes eintretende Gemisch eingeführt wird und in Verbindung hiermit die Größe des Kompressionsraumes verändert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.