DE2600796C2 - Heißgaskolbenmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrif't eine- Heißgasrnotor mit mindestens drei in je ein^m zugehörenden Zylinder bewegbaren kolbenförmigen Kc-pern, die in ihrem Zylinder je einen warmen und einen kalten Raum trennen, wobei jeder warme Raum über einen Regenerator mit einem der kalten Räume in einem «nderen Zylinder verbunden ist, wobei weiter jeder kolbenförmige Körper mit einer Treibstange versehen ist, die über einen Gleitkörper mit einer Taumelscheibe zusammenarbeitet, die auf einer drehbaren Achse derart angeordnet ist, daß sie keine Drehung in bezug auf d'.e Achse ausführen, aber um eine senkrecht auf der Achse itehende Kippachse kippen kann, und wobei Mittel zum Kippen der Taumelscheibe vorhanden sind.

Ein Heißgaskolbenmotor der vorstehenden Art ist aus der US-Patentschrift 35 11 102 bekannt.

Bei diesem bekannten Heißgasmotor wird durch das Kippen der Taumelscheibe um die Kippachse eine Hubänderung der mit dieser Taumelscheibe zusamni.
trbeitenden Kolben erhalten. Dies ergibt eine Änderung 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. Wird der Heißgasmotor für die Zugbeförderung von Fahrzeugen benutzt, muß unbedingt motorisch gebremst Werden können. Die freigesetzte Wärme wird in solchem Fälle über den Kühler an die Umgebung abgeleitet.

Bei Heißgasmotoren mit Leistungsregelung durch ZU' Und Abführen von Arbeitsmedium im Arbeitsraum ist es bekannt, mit Hilfe einer sogenannten »KUfp Schlußregelung« motorisch zu bremsen. Das Prinzip dieser Regelung ist in der niederländischen Patentschrift 1 01 483 beschrieben. Bei diesem System werden die Arbeitsräume über eine enge Öffnung in Verbindung gebracht Durch die zufolge der engen Öffnung auftretende Phasenverschiebung zwischen Druck- und Volumenschwankungen in betreffenden Arbeitsräumen kann ein negatives Moment, also ein Bremsvorgang, erhalten werden.

Bei einem Motor der eingangs erwähnten Art sst die Kurzschlußregelung nicht ohne weiteres anwendbar,

ίο weil bei der Lage der Platte senkrecht auf der Achse das Kompressionsverhältnis sehr klein ist und also nahezu keine Strömung durch die enge Öffnung auftritt

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Heißgasmotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem dennoch motorisches Bremsen möglich ist

Der erfindungsgemäße Heißgasmotor ist dadurch gekennzeichnet daß jeder der kalten Räume über je eine Leitung mit einem darin aufgenommener! regelbaren Hahn mit einem kalten Raum in einem anderen Zylinder verbunden ist und daß Mittel zum Bedienen dieser ΐ {ahne vorhanden und derart ausgeführt sind, daß sie beim öffnen der Hähne auch die Mittel zum Kippen der Taumelscheibe mitnehmen, so daß die Taumelscheibe stärker aus der neutralen Stellung gekippt wird, während ein stärkeres Kippen der Taumelscheibe die Stellung der Hähne nicht beeinflußt

Auf diese Weise wird erreicht, daß beim öffnen der Kurzschlußhähne auch die Taumelscheibe in eine schiefere Stellung gebracht wird, so daß das Kompressionsverhältnis größer wird. Auf diese Weise wird immer eine beträchtliche Strömung durch die Hähne 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

F i g. 1 und 2 schematisch einen Heißgasmotor in zwei Querschnitte.

Dieser Heißgasmotor enthält vier doppelt wirkende Kolben 1, 2, 3 und 4. die in vier Zylinder 5, 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 abgedichtet 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 je eine Einheit 12 angeordnet, die je einen Kühler 13 und einen Regenerator 14 enthält.

An der Kühlerseite sind die Einheiten 12 jeweils mit Hnem der kalten Räume 11 verbunden, wahrend 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.

leder Kolben 1 ist mit einer Treibstange 9 versehen, die über Gleitkörper 16 mit einer Taumelscheibe 17 zusammenarbeitet.

Die Taumelscheibe 17 ist dabei auf einer Achse 18 derart befestigt, daß die Taumelscheibe in bezug auf die

Achse 18 nicht drehen, aber urn eine senkrecht auf der Achse (18) stehende Kippachse 19 kippen kann.

Um die Taumelscheibe 17 um die Kippachse bewegen

zu können, ist die Taumelscheibe an der einen Seite der Kippachse an der Stelle 20 mit einem Kolbenpaar 21—22 und an der änderen Seite der Kippachse an der Stelle 23 mit einem Kolberipaäf 24—25 gelenkig

verbunden.

Die Kolben 21 und 25, die an einer Seite der Taumelscheibe 17 liegen, begrenzen dabei einen Raum 26, während die an der anderen Seite der Taumelscheibe 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 Flüssigkeitszuleitung 30 verbindbar.

Das Regelventil 29 ist über eine nicht näher angedeutete elektrische Bedienungsschaltung 3Γ mit einem Fußhebel 32 gekuppelt, der um die Achse 33 drehbar ist Es wird einleuchten, daß der Fußhebel 32 in der Praxis viele Formen haben kann und daß statt einer elektrischen Kopplung zwischen diesem Fußhebel und dem Regelventil 29 auch ehe hydraulische, pneumatische oder normal mechanische Kupplung angewandt werden kann.

Durch Nachstellen des Fußhebels 32 kann jetzt also den Räumen 26 und 27 eine größere oder geringere Flüssigkeitsmenge zugeführt werden. Hierdurch schwankt der Abstand zwischen den Kolben 21 —25 und 22—24. was eine schiefere oder weniger schiefe Stellung der Taumelscheibe 17 ergibt. Die Folge davon ist, daß eine Variation in der Hublänge der Kolben 1,2,3 und 4 und also eine Variation in der vom Motor gelieferten Leistung 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 34 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 drehbar ist.

Mit dem Fußhebel 39 können die Hähne 3Q und 37 gleichzeitig mehr oder weniger geöffnet werden. Hierdurch v.ird durch die Leitungen 34 und 35 Strömung von Arbeitsmittel auftreten, wodurch die Phase zwischen den Druck- und Volumenschwankungen des Arbeitsmittels eine derartige Änderung erfährt, daß ein negatives Moment erhalten wird.

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

Um dafür zu sorgen, daß in jeder Situation ein genügend großes Bremsmoment erhalten wird, ist der Fußhebel 39 mit einem Stab 40 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 26 und 27 eine größere Flüssigkeitsmenge zugeführt wird und die Taumelscheibe 17 eine schiefere Stellung einnimmt wodurch sich ein größerer Hub der Kolben 1,2,3 und 4 und also größere Strömung durch die Karzschlußleitungen 34 und 35 und somit ein großes negatives Moment ergibt.

Obgleich in der Zeichnung die Fußhebel 32 und 39 durch einen Stab 40 miteinander gekuppelt sind, ist es klar, daß baulich viele andere Lösungen zur Verfügung stehen, die alle die Bedingung erfüllen, daß beim öffnen der Kurzschlußhähne 36 und 37 gleichfalls das Ventil 29 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 mitgenommen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   26 OO 796

   Heißgasmotor mit mindestens drei in je einem zugehörenden Zylinder bewegbaren kolbenförmigen Körpern, die in ihrem 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 Taumelscheibe zusammenarbeitet, die auf einer drehbaren Achse derart angeordnet ist, daß sie keine Drehung in bezug auf die Achse ausführen, aber um eine senkrecht auf der Achse stehende Kippachse kippen kann, und wobei Mittel zum Kippen der Taumelscheibe vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der kalten Räume über je eine Leitung mit einem darin aufgenommenen regelbaren Hahn mit einem kalten Raum in e:nem anderen Zylinder verbunden ist, und daß Mittel zum Bedienen dieser Hahne vorhanden und derart ausgeführt sind, daß sie beim öffnen der Hähne auch die Mittel zum Kippen der Taumelscheibe mitnehmen, so daß die Taumelscheibe stärker aus der neutralen Stellung gekippt wird, während ein stärkeres Kippen der Taumelscheibe die Stellung der Hähne nicht beeinflußt