DE285844C

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Publication number: DE285844C
Application number: DENDAT285844D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

ausgebildeten Ladepumpen.

Die Ladepumpen von Verbrennungskraftmaschinen sind bislang als Kolbenpumpen ausgebildet, die bei allen Geschwindigkeiten pro Hub immer die gleiche Menge Ladung auf den durch die Belastung der Druckventile bedingten Mindestdruck verdichten. Da ihr Antrieb unmittelbar von der Kurbelwelle aus - erfolgt, werden ihre Kolben stets in demselben Maße wie die Kolben der Verbrennungskraftmaschinen beschleunigt bzw. verzögert. Infolge dieses Zusammenspielens erhalten die Arbeitszylinder bei allen Geschwindigkeiten genügend Ladung nach Menge und Druck, wodurch insbesondere beim Anlassen ermöglicht wird, sehr bald den Verbrennungsbetrieb aufzunehmen. Um diese Normalladung zu erhöhen, hat man. bei mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschinen bereits vorgeschlagen, während des Anlassens nur einzelne der Arbeitszylinder mit den Ladepumpen zu verbinden.

Statt der Kolbenpumpen können auch Pumpen mit umlaufenden Kolben als Verdichter verwendet werden, wenn man beispielsweise ölfreie Ladung erzielen will. Pumpen mit umlaufenden Kolben haben aber den Nachteil, daß sie bei kleiner Drehzahl nur unzulänglich fördern. Infolgedessen stellt sich bei ihnen während des Anlassens der Verbrennungskraftmaschine erst sehr spät die normale Förderung ein, die nach Menge und Druck die ausreichende Speisung der zugehörigen Zylinder bewirkt. _;

Das Nacheilen der Förderung gegenüber dem Bedarf der Arbeitszylinder tritt selbst dann ein, wenn die Pumpen mit umlaufenden Kolben elektrisch angetrieben werden und ihr Anlässen gleichzeitig mit der Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Es kann hierbei der Elektromotor von einem durch die Verbrennungskraftmaschine unmittelbar angetriebenen Stromerzeuger oder von einer zweiten, gegebenenfalls von der Verbrennungskraftmaschinenanlage unabhängigen Kraftquelle gespeist werden.

Gemäß der Erfindung ist nun bei mehrzylindrigen Kraftmaschinen, deren Ladepumpen mit umlaufenden Kolben versehen sind, die Einrichtung getroffen, daß entsprechend dem durch die Umlaufgeschwindigkeit bedingten Lieferungsgrade der Pumpen die Anzahl der an letztere angeschlossenen Arbeitszylinder selbsttätig verändert wird. Diese Betriebsweise spielt sich beim Anlassen in der Weise ab, daß die von den Pumpen gelieferte Ladung erst nur einem oder wenigen Arbeitszylindern zugeführt wird, worauf bei Steigerung der Umlaufgeschwindigkeit und der dadurch bedingten Erhöhung des Lieferungsgrades der Pumpen weitere Arbeitszylinder allmählich einzeln oder gruppenweise zugeschaltet werden, bis bei normaler Pumpenleistung sämtliche Arbeitszylinder Ladung erhalten. Eine solche Maschine kann leicht mit Druckluft angelassen werden, und es kann bei einer solchen Maschine sehr schnell auf Brennstoffbetrieb übergegangen werden.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der

Zeichnung in beispielsweiser Ausführung dargestellt. Fig. ι zeigt einen Schnitt durch Ladebehälter und Pumpe einer mit gegenläufigen Kolben versehenen mehrzylindrigen Zweitaktverbrennungskraftmaschine. Die Zylinder sind in dieser Figur in Ansicht dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen Schnitte nach A-B bzw. C-D der Fig. 1.

α ist der Ladebehälter der Verbrennungskraftmaschine, ' in den die Arbeitszylinder O₁, b₂, b₃, O₄ ... eingesetzt sind. Der Übertritt der Ladung vom Behälter in die Zylinder erfolgt durch Schlitze c, die von den unteren Kolben gesteuert werden. Die oberen Kolben steuern die Auslässe g, die ebenfalls in der Zylinderwand angeordnet sind, d ist die Ladepumpe mit umlaufenden Kolben, die unmittelbar mechanisch von der Verbrennungskraftmaschine oder durch einen Elektro-

ao motor angetrieben wird. Im letzteren Falle kann der Betriebsstrom von einer besonderen Stromquelle, z. B. einem Stromspeicher, oder von einer von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Dynamomaschine geliefert werden.

e_v e₂ bezeichnen Schieber, die die Behälterräume a_v a₂, ag voneinander trennen. Sie sind je mit zwei Kolben f versehen, deren untere Seite dem Druck der Behälterladung, deren obere Seite dem Außenluftdruck ausgesetzt ist. Ihre Abmessungen sind so gewählt, daß die Schieber bei dem Normaldruck der Ladung, etwa bei 0,3 Atm. Überdruck, öffnen.

Beim Anlassen der Maschine befinden sich zunächst alle Schieber in Schließlage. Wird nun die Maschine mittels Druckluft angelassen und gleichzeitig die Pumpe in Betrieb gesetzt, dann gelangt die geförderte Luftmenge zunächst nur in den Behälterteil a_v Hier wird sie sehr bald auf den normalen Ladedruck von 0,3 Atm. verdichtet, da die Förderung der Pumpe mehr und mehr zunimmt und bald größer wird als der zeitweilige Abfluß durch die Schlitze c, durch welche die Luft am Ende der Drucklufthübe in den Zylinder O₁ eintritt. Bei Erreichung des normalen Ladedruckes kann man in dem Zylinder b₁ vom Druckluftbetriebe auf Brennstoffbetrieb übergehen, da nach jedem Drucklufthube die kalte Abluft durch die etwas warme Spülluft ausgewaschen wird.

Sobald der normale Ladedruck im Behälter «j erreicht ist, öffnet sich der Schieber e_t selbsttätig, da der Ladedruck auf die unteren Flächen der Kolben f, f wirkt. Die Ladung gelangt nunmehr auch in den Behälterteil a_%, in dem sich bald der übliche Betriebsdruck einstellt, da die Kolben der Pumpe d sich inzwischen schon mit erheblicher Geschwindigkeit drehen. Nachdem der Ladedruck hier die, normale Höhe erreicht hat, wird auch in dem zugehörigen Zylinder b₂ der Brennstoffbetrieb aufgenommen. Zu dieser Zeit erfolgt das selbsttätige Öffnen des Schiebers e₂ und damit das Zuschalten des Raumes a₃, in den zwei Zylinder eingesetzt sind. Die Anordnung zweier Zylinder in diesem Behälterteil ist statthaft, da die Pumpe in diesem Stadium des Anlassens bereits an der Grenze ihrer normalen Förderung angekommen ist. Nach einigen weiteren Umdrehungen der Kurbelwelle spritzt man Brennstoff auch in die Zylinder b_s, b_i ein, die vorteilhaft vom Augenblick der Brennstoffeinspritzung in den Zylinder b_% Anlaßdruckluft nicht mehr erhalten.

Beim Erfindungsgegenstande kann ebenso wie bei Verbrennungskraftmaschinen mit Kolbenluftpumpen die Aufladung der Arbeitszylinder zwecks schnellerer Erreichung der Zündungstemperatur mit einem höheren als dem üblichen Ladedruck bewirkt werden, indem. man entweder ohne Veränderung der Ein- bzw. Auslaßsteuerung der Verbrennungskraftmaschine dem bzw. den an die Pumpe angeschlossenen Zylindern wesentlich größere Ladungen zuführt, um trotz erheblichen Auspuffs Luft von größerer Spannung im Zylinder zu behalten, oder aber in an sich bekannter Weise den Auspuff ganz oder teilweise absperrt, so daß der Ladungsvorgang sich bei höherem Ladedruck abspielt.

Der letztere Fall ist bei der auf der Zeichnung dargestellten Maschine vorgesehen. In die Auspuffstutzen g der einzelnen Zylinder sind Klappen h eingebaut, die mittels einer Handsteuerungsvorrichtung i in Schließlage und Offenstellung bzw. in Zwischenstellungen bewegt werden können. Das Steuerungsgestänge jeder Klappe besitzt ein federndes Zwischenglied j. Die gegebenenfalls regelbare Spannung dieser Glieder ist beispielsweise so bemessen, daß die Klappen h in ihrer Schließlage die Auspuffgase bzw. die Anlaßabluft unter einem Druck entweichen lassen/ der einer Spülluftspannung von 0,4 Atm. entspricht. Damit dieser Druck erreicht wird, ist erforderlich, die Schieber e_v e₂ durch Verwendung von Gewichten k o. dgl. entsprechend zu beschweren. Das Anlassen spielt sich bei Verwendung der Auspuff drosselung unter dem höheren Ladedrucke genau so ab, wie bei einer Maschine mit normalem Ladedruck.

Die Aufladung mit höherem Druck ist beispielsweise erwünscht, um eine kalte Maschine durch höhere Verdichtung schnell zu erwärmen und damit sichere Zündungen zu erhalten.

Verringert sich während des Betriebes durch irgendwelche Ursachen die Drehzahl der Pumpe mit umlaufenden Kolben relativ zu derjenigen der Verbrennungskraftmaschine, dann können

im Sinne der Erfindung eine oder mehrere Arbeitszylinder abgeschaltet werden, um den übrigen Zylindern nach wie vor Ladungen von gleicher Menge bzw. gleichem Druck zuzuführen. Die Zuschaltung der' Zylinder erfolgt, sobald die Drehzahl der Pumpe wieder zunimmt. , _ .

Als Pumpen kommen in erster Linie Schleudergebläse, d. h. Zentrifugalpumpen und

ίο Schleuderluftpumpen mit Hilfsflüssigkeit in Frage. . Es können aber auch im vorliegenden Falle Kapselwerke, Zahnradpumpen u. dgl verwendet werden. Letztere Pumpen arbeiten bei kleineren Umlaufgeschwindigkeiten erheblieh ungünstiger als die Kolbenluftpumpen. Sie fördern ungefähr so wie die Schleudergebläse. Dies Verhalten ist dadurch bedingt, daß die Zähne bzw. kolbenähnlichen Körper im Pumpengehäuse nicht so dicht geführt sind wie die Kolben im Pumpenzylinder.

An Stelle von Schiebern können natürlich andere Organe zum selbsttätigen Zu- bzw.

Abschalten von Arbeitszylindern verwendet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine mit einer oder mehreren als Gebläse o. dgl. ausgebildeten Ladepumpen, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend dem durch die Umlaufgeschwindigkeit der Kolben bedingten Lieferungsgrade der Pumpe bzw. der Pumpen die Anzahl der

an letztere angeschlossenen Arbeitszylinder selbsttätig verändert wird.

2. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschaltung weiterer Zylinder oder Zylindergruppen erst erfolgt, wenn der Ladedruck der bereits angeschlossenen Zylinder eine durch Änderung der Auslaßsteuerung bestimmte Höhe erreicht hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei.