DE2600796A1

DE2600796A1 - Heissgaskolbenmotor

Info

Publication number: DE2600796A1
Application number: DE19762600796
Authority: DE
Inventors: Roelf Jan Meijer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-01-22
Filing date: 1976-01-10
Publication date: 1976-07-29
Also published as: SE425680B; FR2298698B1; NL7500731A; SE7600481L; US4019322A; GB1529447A; CA1039517A; FR2298698A1; DE2600796C2; IT1054241B

Description

Anmelder

MV PhiHps* G'oe'.lan.per.fcbneken PHN. 7880

^Wljr: " * ΌΕΕΝ/FF/MEU

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"Heissgaskolbenmotor"

Die Erfindung betrifft einen Heissgaskolbenmotor mit mindestens drei in je einem zugehörenden Zylinder bewegbaren kolbenförmigen Körpein, die in ihrem betreffenden Zylinder je einen warmen und einen kalten Raum trennen, wobei jeder der warmen Räume über einen Regenerator mit einem kalten Räume in einem der anderen Zylinder verbunden ist, wobei weiter jeder kolbenförmige. Körper mit einer Treibstange versehen ist, die über einen Gleitkörper mit einer Platte zusammenarbeitet, die auf derartige Weise auf einer drehbar gelagerten Achse angeordnet ist, dass diese Plate keine Drehung in bezug auf die Achse ausführen, aber zwar um eine senkrecht auf der Achse stehende Kippachse kippen kann, wobei weitere Mittel zum Kippen der Platte vorhanden sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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• Ein Heissgaskolbenmotor der vorstehenden Art ist aus der USA-Patentschrift 3 511 102 bekannt.

Bei diesem bekannten Heissgasmotor

wird durch das Kippen der Platte um die Kippachse eine Hubänderung der mit dieser Platte zusammenarbeitenden Kolben erhalten. Dies ergibt eine Schwankung in der gelieferten Leistung, so dass auf diese Weise eine Regelung des Motors erhalten ist.

Die erwähnte Kippachse kann dabei eine reelle Achse sein, oder es kann der Kippvorgang der Platte um eine fiktive Achse erfolgen·

Bei diesem bekannten Motor kann jedoch

nicht motorisch gebremst werden, da dieser Motor kein negatives Moment liefern kann. ¥ird der Heissgasmotor für die Zugbeförderung von Fahrzetigen benutzt, muss unbedingt motorisch gebremst werden können. Die freikommende Wärme wird in solchem Falle über den Kühler nach der Umgebung abgeleitet.

Bei Heissgasmotoren mit Leistungsregelung durch Zu- und Abführen von Arbeitsmedium im Arbeitsraum ist es bekannt, mit Hilfe einer sogenannten "Kurzschlussregelung" motorisch zu bremsen. Das Prinzip dieser Regelung ist in der niederländischen Patentschrift 10 1483 beschrieben. Bei diesem System werden die Arbeitsrätime über eine enge Oeffnung in Verbindung gebracht. Durch die zufolge der engen Oeffnung auftretende Phasenverschiebung zwischen Druck- und Volumenschwankungen in den betreffenden Arbeite-

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räumen kann ein negatives Moment, also ein Bremsvorgang, erhalten werden.

Bei einem Motor der eingangs erwähnten Art ist die Kiirzschlussregelung nicht ohne weiteres anwendbar, weil bei der J-age der Platte senkrecht auf der Achse das Kompressionsverhältnis sehr klein ist und also nahezu keine Strömung durch die enge Oeffnung auftritt.

OIe Erfindung hat die Aufgabe, einen

Heissgasmotor der Art, auf die sich diese Erfindung bezieht, zu schaffen, bei dem dennoch motorisches ■ Bremsen möglich .ist.

Der erfindungsgemässe Heissgasmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder der kalten Räume über eine Leitung mit einem darin aufgenommenen regelbaren Hahn mit dem kalten Raum in einem anderen Zylinder verbunden ist und wobei Mittel zum Bedienen dieser Hähne vorhanden sind, die derart ausgeführt sind, dass beim Oeffnen der Hähne diese Mittel auch die Mittel zum Kippen der Platte mitnehmen, so dass die Platte eine schiefere Stellung in bezug auf die Achse einnehmen wird, während die Mittel zum Kippen der Platte unabhängig von den Mitteln zum Bedienen der Hähne betätigt werden können.

Auf diese Weise wird erreicht, dass

beim Oeffnen der Kurzschlusshähne auch die Platte in eine schiefere Stellung gebracht wird, so dass das Kompressionsverhältnis grosser wird. Auf diese Weise

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wird immer eine beträchtliche Strömung durch die Kähne auftreten, wodurch sich-eine beträchtliche Phasenverschiebung zwischen Volumen- und !Druckschwankungen und dadurch ein grosses negatives, also bremsendes, Moment ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 schematisch einen Heissgasmotor in zwei Querschnitte.

Dieser Heissgasmotor enthält vier

Doppelbetriebkolben 1, 2, 3 und 4, die in vier Zylinder 5t 6, 7 und 8 aufgenommen sind. Die Kolben 1, 2, 3 und 4 haben je eine Treibstange 9» die durch die geschlossenen Unterenden der Zylinder abdichtend zu einem Getriebe geführt sind.

Die Kolben 1, 2, 3 und 4 trennen in

jedem Zylinder einen warmen Raum 10 von einem kalten Raum 11. Zwischen den Zylindern 5» 6» 7 und 8 ist eine gleiche Anzahl von Einheiten 12 angeordnet, die je einen Kühler 13 und einen Regenerator 14 enthalten.

An der Kühlerseite sind die Einheiten

12 mit einem der kalten Räume 11 verbunden, während an der Regeneratorseite an jede der Einheiten 12 eine Anzahl Erhitzerrohre anschliessen, die über einen Erhitzer 15 jede Einheit 12 mit einem warmen Raum 10 in einem anderen Zylinder verbinden.

Auf diese Weise wird ein doppelwirkender Vierzylinder-Heissgasmotor erhalten, dessen -Prinzip

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in der niederländischen Patentschrift 658I3 beschi-ieben wurde.

Jeder Kolben 1 ist mit einer Treibstange 9 versehen, die über Gleitkörper 16 mit einer Platte

17 zusammenarbeitet.

üie Platte 17 ist dabei auf einer Achse

18 derart befestigt, dass die Platte in bezug auf die Achse 18 nicht drehen, sondern um eine Kippachse 19 .kippen kann.

Um die Platte 17 um die Kippachse bewegen zu lassen, ist die Platte an der einen Seite der ■ Kippachse an der Stelle 20 mit einem Kolbenpaar 21 - 22 ixnd an der anderen Seite der Kippachse an der Stelle 23 mit einem Kolbenpaar Zh - 25 gelenkig verbunden.

Die Kolben 21 und 25, die an einer Seite der Platte 17 liegen, begrenzen dabei einen Raum 2.6, während die an der anderen Seite der Platte 17 liegenden Kolben 22 - 24 einen Raum 27 begrenzen.

Die Räume 26 und 27 sind über einen

Kanal 28 und ein Regelventil 29 nach Bedarf mit einer Flüssigkeitsableitung 31 und Flüssigkeitszuleitimg 30 verbindbar.

Das Regelventil 29 ist über eine nicht

näher angedeutete elektrische Bedienungsschaltung 31 ' mit einem Fusshebel 32 gekuppelt, der um die Achse 33 Scharnieren kann. Es wird einleuchten, dass der Fusshebel 32 in der Praxis viele Formen haben kann und dass

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statt einer elektrischen Kopplung zwischen diesem Fusshebel und dem Regelventil 29 auch eine hydraulische, pneumatische oder normal mechanische Kupplung angewandt werden kann.

Durch Nachstellen des Fusshebels 32 kann jetzt also den Räumen 26 und 27 eine grbssere oder geringere Flüssigkeitsmenge zugeführt werden. Hierdurch schwankt der Abstand zwischer. den Kolben 21 - und 22 - 24, was eine schiefere oder weniger schiefe Stellung der Platte 17 ergibt. Die Folge davon ist, dass eine Variation in der Hublänge der Kolben 1, 2, und h und also eine Variation in der vom Motor gelieferten I-eistung auftritt.

Um motorisch bremsen und also ein negatives Moment erhalten zu können, sind die Zylinder 5 und 7 und die Zylinder 6 und 8 durch die Verbindungskanäle 3^ und 35 miteinander verbunden, in die je ein regelbarer Hahn 36 bzw. 37 aufgenommen ist. Die Hähne 36 und 37 sind über eine Regelschaltung 38 mit einem Fusshebel 39 verbunden, der ebenfalls um die Achse 33 Scharnieren kann.

Mit dem Fusshebel 39 können die Hähne 36 und 37 gleichzeitig mehr oder weniger geöffnet werden. Hierdurch wird durch die Leitungen 36 und 37 Strömung von Arbeitsmittel auftreten, wodurch die Phase zwischen den Druck- und Volumens chwanlcungen des Arbeitsmittels eine derartige Aenderung erfährt, dass ein negatives Moment erhalten wird.

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■ Die Grosse dieses negativen Moments ist jedoch vom Kompressionsverhältnis im Arbeitsraum stark abhängig.

Um fafür zu sorgen, dass in jeder Situation ein genügend grosses Bremsmoment erhalten wird, ist der Fusshebel 39 mit einem Stab ko ausgerüstet, der sich so weit in Richtung des Fusshebels 32 erstreckt, dass beim Eindrücken des Fusshebels 39 der Fusshebel 32 immer mitgenommen wird. Dies bedeutet, dass beim Bremsen (Eindrücken des Fusshebels 39) immer der Fusshebel 32 mitgenommen wird, so dass den Räumen Z6 und 27 eine grössere Flüssigkeitsmenge zugeführt wird und die Platte 17 eine schiefere Stellung einnimmt, wodurch sich ein grbsserer Hub. der Kolben 1, 2, 3 und h und also grössere Strömung durch die Kurzschlussleitxingen 3^ und 35 und somit ein grosses negatives Moment ergibt.

Obgleich in der Zeichnung die Fusshebel 32 und 39 durch einen Stab kO miteinander gekuppelt sind, ist es klar, dass baiilich viele andere Lösungen zur Verfügung stehen, die alle die Bedingung erfüllen, dass beim Oeffnen der Kurzschl\isshähne 3^ xmd 37 gleichfalls das Ventil 2$ in dem Sinne betätigt wird, dass den Räumen 26 - 27 eine grössere Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, während beim Bedienen des Fusshebels 32 allein der Fusshebel 39 nicht mitgenommen¹: wird.

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Claims

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PATENTANSPRUCH:

Heissgasmotor mit mindestens drei in je einem zugehörenden Zylinder bewegbaren kolbenförmigen Körpern, die in ihrem betreffenden Zylinder je einen warmen und.einen kalten Raum trennen, wobei jeder warme Raum über einen Regenerator mit einem der kalten Räume in einem anderen Zylinder verbunden ist, wobei weiter jeder kolbenförmige Körper mit einer Treibstange versehen ist, die über einen Gleitkörper mit einer Platte zusammenarbeitet, die auf einer drehbaren Achse derart angeordnet ist, dass diese Platte keine Drehung in bezug auf die Achse, ausführen, sondern um eine senkrecht auf der Achse stehende Kippachse kippen kann, wobei weitere Mittel zum Kippender Platte vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der kalten Räiime über eine Leitung mit darin aufgenommenem regelbarem Hahn mit einem kalten Raum in einem anderen Zylinder verbunden ist und wobei Mittel zum Bedienen dieser Hähne vorhanden sind, welche Mittel derart ausgeführt sind., dass beim Oeffnen der Hähne diese Mittel auch die Mittel zum Kippen der Platte mitnehmen, so dass die Platte eine schiefere Stellung in bezug auf die Achse einnimmt, während die Mittel zum Kippen"der Platte unabhängig von den Mitteln zum Bedienen der Hähne betätigt werden können.

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