DE299198C

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Publication number: DE299198C
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Es ist bekannt, die Leistung von Zweitaktmaschinen mit innerer Verbrennung (z. B. Explosions-, Gleichdruck- · und - ähnliche Maschinen für gasförmige, dampfförmige oder flüssige Brennstoffe) durch eine zwangläufig bewegte, · in die Auspuffleitung eingeschaltete Drosselvorrichtung, die beispielsweise von Hand oder vom Regulator der Maschine betätigt wird, zu vergrößern.It is known that the performance of two-stroke engines with internal combustion (e.g. Explosion, constant pressure and similar machines for gaseous, vaporous or liquid fuels) by a forced moving, · switched into the exhaust line Throttle device that can be operated, for example, by hand or by the regulator of the machine is going to enlarge.

Da die Menge der bei jedem Hub austretenden Gase sich mit der Drehzahl und der Belastung der Maschine ändert, ist bei den bekannten fest eingestellten oder im Maschinentakt sich zwangläufig bewegenden Drosselvorrichtungen bei häufig wechselnder Drehzahl und wechselndem Drehmoment der Maschine zur Vermeidung eines häufig wechselnden Drosselgrades ein stetes. Nachregulieren des Drosselquerschnitte's erforderlich.Since the amount of gases escaping with each stroke varies with the speed and the load of the machine changes, is fixed with the known or in the machine cycle inevitably moving throttle devices with frequently changing speed and changing torque of the machine to avoid a frequently changing degree of throttling. Adjustment of the Throttle cross-sections required.

Der Nachteil, der in dieser praktisch kaum ausführbaren Nachregulierung des Drosselquerschnittes liegt, soll nach der vorliegenden Erfindung dadurch' beseitigt werden; daß durch selbsttätig wirkende bzw. durch selbsttätig in und außer Wirkung ■ tretende. Mittel eine bestimmte, nach Bedarf veränderliche Druckdifferenz zwischen den aus dem Arbeitszylinder austretenden Gasen und der Atmosphäre erzeugt wird. Diese Mittel bestehen nach der Erfindung in Drosselvorrichtungen, welche mit einer konstanten oder veränderlichen, direkt wirkenden Belastung versehen sind oder indirekt durch eine Hilfskraft so verstellt werden, daß sie in der vorgeschalteten Auspuffleitung stets einen beliebig einstellbaren gleichmäßigen •Überdruck erzeugen.The disadvantage of this practically hardly feasible readjustment of the throttle cross-section is, is to be eliminated according to the present invention thereby '; that by automatically acting or automatically coming into and out of effect. Means a certain, If required, variable pressure difference is generated between the gases emerging from the working cylinder and the atmosphere will. These means exist according to the invention in throttle devices, which with are provided with a constant or variable, directly acting load or indirectly be adjusted by an auxiliary worker so that they are in the upstream exhaust line always generate an adjustable, uniform overpressure.

Die konstante oder veränderliche Belastung des Drosselorgans kann durch eine Feder oder durch Gewichte oder durch hydraulische, pneumatische oder andere Kräfte ausgeübt werden.The constant or variable load on the throttle device can be provided by a spring or by weights or by hydraulic, pneumatic or other forces.

Die Fig. ι bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele für direkte,Figs. Ι to 4 show embodiments for direct,

Fig. 5 ein Beispiel für indirekte Belastung des Drosselorgans. . .Fig. 5 shows an example of indirect loading of the throttle member. . .

In den Zeichnungen sind in schematischer Weise einige Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche zur Ausübung des neuen Leistungserböhungsverfahrens dienen können.In the drawings, some exemplary embodiments are illustrated schematically, which can be used to exercise the new performance increase procedure.

Fig. ι zeigt ein federbelastetes Ventil am Ende des Auspuffbehälters einer Verbrennungskraftmaschine. Fig. Ι shows a spring-loaded valve at the end of the exhaust tank of an internal combustion engine.

Fig. 2 zeigt ein federbelastetes Ventil und ein zwangläufig oder von Hand zu verstellendes Drosselorgan nebeneinander.Fig. 2 shows a spring-loaded valve and one that can be positively or manually adjusted Throttle organ next to each other.

Nach Fig. 3 kann der federbelastete' Ventilteller des selbsttätigen Drosselorgans auch von Hand betätigt werden.According to Fig. 3, the spring-loaded 'valve plate of the automatic throttle device can also be operated by hand.

Fig. 4 zeigt ein federbelastetes Drosselorgan, wobei die Federspannung durch eine Schraube in Verbindung mit Schneckenrad und Schnecke -veränderlich gemacht werden kann. ^~~ Fig. 4 shows a spring-loaded throttle element, the spring tension can be made variable by a screw in connection with the worm wheel and worm. ^ ~~

Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei welcherFig. 5 shows an arrangement in which

die Stellung des Drosselorgans durch eine äußere Energiequelle verändert wird, wobei diese Energiequelle durch einen federbelasteten Kolben in und außer Wirkung gebracht wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. ι treten die Abgase aus dem Auspufftopf α durch die Öffnung b in die Auspuffleitung e. c ist das als Ventilteller ausgebildete Drosselorgan, welches durch die Feder d belastet wird. Jethe position of the throttle member is changed by an external energy source, this energy source being brought into and out of action by a spring-loaded piston. In the embodiment according to Fig. Ι the exhaust gases from the muffler α pass through the opening b into the exhaust line e. c is the throttle element, designed as a valve disk, which is loaded by the spring d. Ever

ίο nach der Menge der ausströmenden Gase wird sich das Ventil c mehr oder weniger öffnen, dabei wird aber der Druck im Auspuffbehälter α und damit im Arbeitszylinder während der Spül-' und Ladeperiode stets auf der durch die Federbelastung des Ventiles gegebenen Höhe gehalten. In Fig. 2 ist neben dem federbelasteten Drosselorgan noch ein von Hand oder vom Regulator der "Maschine einstellbares Drosselorgan f vorgesehen, welches durch die Stange e verstellt werden kann. Die Auspuffleitung c des selbsttätigen Drosselorgans und die des zwangläufig betätigten Drosselorgans vereinigen sich bei d zur gemeinsamen Ableitung.ίο according to the amount of gases flowing out, the valve c will open more or less, but the pressure in the exhaust tank α and thus in the working cylinder during the flushing and loading period is always kept at the level given by the spring loading of the valve. In FIG. 2, in addition to the spring-loaded throttle member still by hand or by the regulator of the "machine adjustable throttle element is f provided which can be adjusted by the rod e. The exhaust line c of the automatic choke element and the positively-actuated throttle element unite at d to common derivation.

In Fig. 3 ist ein Drosselorgan dargestellt, welches sowohl automatisch wirken, als auch bis zu einem gewissen Grade zwargläufig betätigt werden kann. Die Abgase treten aus dem Behälter α durch die öffnung b in die Auspuffleitung c. Das Drosselorgan besteht wie in Fig. ι aus einera Ventilteller d, welcher durch eine Feder e belastet ist. Die Ventilspindel besitzt in ihrer Verlängerung einen Schlitz s, in welchen der eine Arm eines bei g drehbaren Winkelhebels f eingreift, der durch eine Stange k verstellt werden kann. Durch ein Gestänge h kann der Drehpunkt des Winkelhebels f verlegt werden, so daß dieser nicht mehr auf die Ventilspindel einwirken kann. Bei eingeschaltetem Winkelhebel wird ein vollständiger Abschluß des Ventils durch den Anschlag i verhindert. Das Ventil kann durch den Winkelhebel f mehr oder weniger weit von seinem Sitz abgehoben werden, so daß die automatische Wirkung erst später oder überhaupt nicht eintreten kann.In Fig. 3, a throttle member is shown, which both act automatically and can be operated smoothly to a certain extent. The exhaust gases emerge from the container α through the opening b into the exhaust line c. As in FIG. 1, the throttle element consists of a valve disk d which is loaded by a spring e. The valve spindle has a slot s in its extension, in which one arm of an angle lever f which is rotatable at g and which can be adjusted by a rod k engages. The pivot point of the angle lever f can be relocated by a linkage h so that it can no longer act on the valve spindle. When the angle lever is switched on, the stop i prevents the valve from being completely closed off. The valve can be lifted more or less far from its seat by the angle lever f , so that the automatic action can only occur later or not at all.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten BeispielIn the example shown in FIG

f kann die Federbelastung des Dro;selorgans a geändert werden. Zu diesem Zweck stützt sich der Federteller gegen die achsial verschiebbare, nicht drehbare Schraubenspindel c. Durch Drehen der an einer Seitenverschiebung verhinderten Mutter d wird die Stange c verschoben und die Spannung der Feder b geändert. Im dargestellten Beispiel ist die Mutter d als Schraubenrad ausgebildet, welches in Eingriff mit der Schnecke e steht. Das Schneckenrad e wird in Abhängigkeit von der Bewegung, einer Regulatormuffe oder eines anderen für die Einregulierung der Brennstoffmenge dienenden Organs oder in Abhängigkeit von der Spülluftmenge in Drehung versetzt. f the spring loading of the throttle organ a can be changed. For this purpose, the spring plate is supported against the axially displaceable, non-rotatable screw spindle c. By turning the nut d , which is prevented from shifting sideways, the rod c is shifted and the tension of the spring b is changed. In the example shown, the nut d is designed as a helical gear which is in engagement with the worm e . The worm wheel e is set in rotation as a function of the movement, a regulator sleeve or some other organ serving to regulate the amount of fuel or as a function of the amount of scavenging air.

,Diese Vorrichtung gestattet den Anfangsladcdruck, der nahezu gleich ist dem Auspuffgegendruck im Bereiche der Leistungserhöhung, d. h. also bei solchen Drehmomenten, welche bei Ladung mit dem normalen Spüldruck nicht mehr erzeugt werden können, in Abhängigkeit vom Drehmoment,, also von der bei einem Arbeitshub zugeführten Brennstoffmenge zu verändern. Bei den Vorrichtungen mit konstanter Belastung (Fig. 1 bis 3 und 5) wird dagegen der Auspuffgegendruck im Bereich der Leistungserhöhung auf der für die Höchst- ■ leistung nötigen Höhe gehalten und nur wie bei gewöhnlichen Maschinen die Brennstoffmenge der jeweiligen Belastung angepaßt.This device allows the initial charge pressure, which is almost equal to the exhaust back pressure in the area of increasing performance, d. H. So at such torques, which are not when charging with the normal flushing pressure more can be generated, depending on the torque, that is, on the one To change the fuel amount supplied to the working stroke. For devices with constant Load (Fig. 1 to 3 and 5), however, the exhaust back pressure in the area of Increase in performance at the level necessary for ■ maximum performance and just how in ordinary machines the amount of fuel is adapted to the respective load.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung treten die Gase aus dem Auspuffbehälter a durch die öffnung c in die Auspuffleitung b. Ein auf der einen Seite unter dem Druck der auspuffenden Gase stehender Kolben e ist auf der anderen. Seite durch die Feder f belastet. Der Kolben steht in Verbindung mit dem Hebel g und der verschiebbaren Kupplungsmuffe i. Überwiegt der Druck im Behälter die Federspannuhg, so bewegt sich der Kolben nach außen, und die Kupplungsmuffe i kommt zur Anlage mit der ständig umlaufenden Kupplungsscheibe I₂, welche ebenso wie die auf der anderen Seite der Kupplungsmuffe entgegengesetzt umlaufende Scheibe I₁ von der Weile k ständig angetrieben wird. Die Kupplungsmuffe i dreht sich nunmehr mit der Scheibe I₂ und nimmt dabei die Welle A. mit. '95 Dabei verschiebt sich die Mutter m in dem auf der Welle befindlichen Gewinde' und verstellt mit Hilfe des Winkelhebels η das . Drosselorgan d so, daß der Drosselquerschnitt größer wird. Diese Bewegung setzt sich so lange fort, bis der Druck im Behälter der Spannung der Feder f das Gleichgewicht hält; sobald dies eintritt, verliert die Kupplungsmuffe i den Kontakt mit der Scheibe I₂, und die Bewegung des Drosselorgans d kommt zum Stillstand. Wenn der Diuck im Behälter a sinkt, bewegt sich der Kolben nach innen, und die Kupplungsmuffe i legt sich gegen die entgegengesetzt umlaufende Scheibe I₁, worauf sich die Welle h ebenfalls im entgegengesetzten Sinne wie vorher dreht, so daß das Drosselorgan nunmehr eine Schließbewegung macht. Dies dauert so lange, bis wiederGleichgewicht zwischen Behälterdruck und Federspannung vorhanden ist. Selbstverständlich kann an Stelle des Kegelradgetriebes und der Kupplungsmuffe auch eine beliebige andere Anordnungfür die Ein-und Ausschaltung einer Energiequelle verwendet werden.· Die Feder f des Kolbens e kann, ebenso wie die direkt wirkende Feder b nach Fig. 4,In the device shown in FIG. 5, the gases pass from the exhaust tank a through the opening c into the exhaust line b. A piston e, which is under the pressure of the exhausting gases on one side, is on the other. Side loaded by the spring f. The piston is in communication with the lever g and the sliding coupling sleeve i. If the pressure in the container outweighs the spring tension, the piston moves outwards and the coupling sleeve i comes into contact with the constantly rotating coupling disc I ₂ , which, like the disc I ₁ rotating in the opposite direction on the other side of the coupling sleeve, k is constantly driven. The coupling sleeve i now rotates with the disk I ₂ and takes the shaft A with it. '95 The nut m moves in the thread on the shaft 'and adjusts the with the help of the angle lever η . Throttle member d so that the throttle cross-section is larger. This movement continues until the pressure in the container of the tension of the spring f is in equilibrium; as soon as this occurs, the coupling sleeve i loses contact with the disk I ₂ and the movement of the throttle element d comes to a standstill. When the Diuck in the container a is lowered, the piston moves inwardly, and the coupling sleeve i bears against the oppositely rotating disc I _1, whereupon the shaft h also in the opposite direction as before to rotate so that the throttle member now makes a closing movement . This lasts until there is an equilibrium between container pressure and spring tension. Of course, instead of the bevel gear and the coupling sleeve, any other arrangement for switching an energy source on and off can be used. The spring f of the piston e , like the directly acting spring b according to FIG.

durch eine Schnecke ο. dgl. in Abhängigkeit vom Drehmoment bzw. von der Menge der bei jedem Arbeitshub zugeführten Brennstoffmenge verstellt werden.by a snail ο. Like. Depending on the torque or the amount of The amount of fuel supplied with each working stroke can be adjusted.

Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die selbsttätigen Drosselorgane sich am Ende des Auspuffbehälters befinden; sie können ebensogut auch in der Auspuffleitung unmittelbar hinter dem Arbeitszylinder angeordnet sein.It is not absolutely necessary that the automatic throttling devices are at the end of the Exhaust tank are located; they can just as easily be placed directly in the exhaust pipe be arranged behind the working cylinder.

ίο Bei mehrzyliiidrigen Maschinen muß in solchem Fall natürlich jeder Arbeitszylinder seine besondere Drosselvorrichtung erhalten.ίο With multi-cylinder machines must be in such In case, of course, each working cylinder has its own particular throttle device.

Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist besonders vorteilhaft bei solchen Maschinen, die mit sehr großem Drehmoment anfahren müssen, ' z. B. für Lokomotiven, Fördermaschinen. Bei' diesen Maschinen während des Anlassens den richtigen Auspuffgegendruck mittels der Drosselklappe von Hand entsprechend der ständig ,wechselnden Umdrehungszahlen und dem veränderlichen Drehmoment einzuste'len, ist praktisch unmöglich, besonders, da der Maschinist auch sonst mit Einstel ung des richtigen Einspritzdruckes, der Brennstoffmenge usw. voll beschäftigt ist, Ist das Drosselorgan so eingerichtet, daß es die Austrittsöffnungen der Abgase vollständig abschließt, solange im Auspuffbehälter nicht der der Ventilbelastung entsprechende Druck vorhanden ist, so wird z. B. beim Ingangsetzen der Maschine mittels Druckluft das Erreichen des gewünschten Auspuff gegen drucks beschleunigt, weil die ve; brauchte Anlaßdruckluft, die Spülluft und etwaige Verbrennungsgase im Auspuff behälter so lange zurückgehalten werden, bis . der gewünschte Gegen-. druck erreicht ist. Häufig dürfte schon die Anlaßperiode allein genügen, den Behälter bzw. die Auspuffleitung so weit auszufüllen, daß für die ersten Zündungen schon ein hoher Anfangsladedruck vorhanden ist.The apparatus of the present invention is particularly advantageous in such Machines that have to start with a very high torque, e.g. B. for locomotives, Carriers. With these machines the correct exhaust back pressure during starting by means of the throttle valve by hand according to the constantly changing It is practically impossible to adjust the number of revolutions and the variable torque. especially since the machinist is also otherwise involved in setting the correct injection pressure, the amount of fuel, etc. is fully employed, the throttle device is set up so that it completely closes off the exhaust gas outlet openings as long as it is not in the exhaust tank the pressure corresponding to the valve load is present, for. B. when starting up the machine using compressed air to achieve the desired exhaust against pressure accelerated because the ve; needed starting compressed air, the purging air and any combustion gases be retained in the exhaust tank until. the desired counter-. pressure is reached. Often the tempering period alone should suffice, the container or to fill the exhaust pipe so far that a high initial boost pressure is present.

Die Vorrichtung ■ ist ferner bei solchen Maschinen zweckmäßig, deren Belastung bzw. Drehzahl häufig in weiten Grenzen schwankt, da hierbei die umständliche Einstellung des Drosselorgans von Hand bei Änderung des Drehmomentes oder der Drehzahlen vermieden wird. Auch bei Maschinen, die dauernd mit annähernd gleicher Drehzahl und gleicher Belastung laufen, wird eine derartige selbsttätige Drosselvorrichtung deshalb mit Vorteil benutzt werden können, weil ein fest eingestelltes Drosselorgan durch Verschmutzung u. dgl. mit der Zeit andere Querschnitte erhält, die eine Änderung des Auspuffgegendrucks zur Folge haben.The device ■ is also useful for machines whose load or The speed often fluctuates within wide limits, as this involves the cumbersome setting of the Throttle body avoided by hand when changing the torque or the speeds will. Even with machines that continuously operate at approximately the same speed and the same Such an automatic throttle device is therefore advantageous can be used because a fixed throttle device due to pollution and the like receives other cross-sections over time, which cause a change in the exhaust back pressure have as a consequence.

Claims

Patent Claims:

i. Process for increasing the performance of two-stroke engines with internal combustion by throttling the exhaust, characterized in that at all Operating conditions (high or low speeds, higher or lower torque) a certain, as required variable pressure difference between the "from the working cylinder escaping gases and the atmosphere.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that the throttle device built into the exhaust line of the machine with direct or indirect acting Spring, weight, hydraulic, pneumatic 0. Like. Load equipped is. -s ■ '■

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the direct or indirect load, the throttle organ on always the same, but by "tension of the spring, placing of weights 0. Any adjustable height is held (Fig. ι and 5).

4. Apparatus according to claim 2, characterized. marked that the direct or indirect Loading of the throttle member is made variable as a function of the torque by, for example, the voltage of the Load spring from the sleeve position of a regulator or the position of the die Fuel quantity regulating organ or made dependent on the purge air volume is (Fig. 4). ·

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that in addition to automatically acting throttle member is additionally provided a throttle member that must be set by hand or by the regulator is (Fig. 2).

6. The device according to claim 2, characterized in that the automatic throttle member can also _{be adjusted Z 1} cheek run, wherein the compulsory adjustment should not bring about a complete closure of the throttle member, and furthermore, the effect of the compulsory adjustment can be wholly or partially canceled at times.

<7. Apparatus according to claim 2 and 3, characterized in that the adjustment of the Drosielorgäns takes place in a manner known per se by intermediate means.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that an auxiliary piston / (Membrane or the like), which on the one hand is the pressure of the

emerging gases, on the other hand a spring, weight, hydraulic or other Force is exposed to a constantly available source of energy when the equilibrium is disturbed the throttle member can act that this opening or closing movements for so long executes until the pressure of the exiting gases of the respective load on the piston (Membrane) corresponds to (Fig. 5).

1 sheet of drawings.