DE301571C

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Publication number: DE301571C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 46b. GRUPPE 6.

RICHARD AUTZE in DORTMUND,

Sammelbehälter zum Anlassen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. September 1916 ab.

Die Anwendung von mehrzylindrigen Zweitakt-Explosions-Kraftmaschinen zum- Antrieb von Kraftwagen stößt vor allem deswegen auf Schwierigkeiten, weil die Regelung dieser Maschinen sowohl wie das Anlassen sich wesentlich umständlicher gestalten, als bei den Viertakt-Maschinen. Besonders schwierig wird die Regelung dann, wenn die einmal eingestellte günstigste Zusammensetzung des explosiblen Gemisches bei allen Belastungen der Maschine möglichst erhalten bleiben soll, wenn also die Regelung ausschließlich durch die verschieden große Menge des dem Kraftzylinder zugeführten Gasgemisches zu erfolgen hat. Diese Schwierigkeiten sind zum großen Teil auf die bekannte Tatsache zurückzuführen, daß das im Vergaser erzeugte explosible Gemisch nicht, wie bei den Viertakt-Maschinen, unmittelbar in den Arbeitszylinder strömt, der auch vollständig als Pumpe wirkt, Sondern daß der Weg des Gases infolge der Zwischenschaltung der Gaspumpe, und dadurch auch die Regelung der Gaszuführung wesentlich umständlicher wird.

Diese Schwierigkeiten werden nun gemäß der Erfindung vermieden und die Maschine infolgedessen für den Kraftwagenbetrieb be-, sonders geeignet gemacht. Dies geschieht dadurch, daß die aus den Pumpen strömende vorverdichtete Frischgasmischung zusammengefaßt und, um das Anlassen der Maschine bequem zu erreichen, in einem an sich bekannten Sammelbehälter aufgespeichert wird. Das von hier weiterströmende Gemisch wird durch einen allen Zylindern gemeinsamen, auch bei bekannten Verfahren benutzten Verteiler in seine auf jeden Arbeitszylinder entfallende Menge entsprechend der verlangten Arbeitsleistung und Umdrehungszahl geregelt. Insofern die bisher bekannten, allen Zylindern gemeinsamen Verteilungsorgane zur Regelung benutzt wurden, geschah dies in umständlicher Weise unter Verwendung vieler ineinandergreifender Teile ausschließlich zur Änderung des Mischungsverhältnisses, nicht jedoch zur Regelung der Menge des stets möglichst gleichbleibenden Gemisches.

Die Regelung wird gemäß der Erfindung in einfacher Weise durch den Verteiler derart vorgenommen, daß der ständig umlaufende Verteiler mit seinem Antrieb durch eine Kupplung, beispielsweise eine achsial verschiebbare Schraubenhülse, verbunden ist, welche ein Vor- oder Nacheilen des Verteilers gegenüber dem Arbeitskolben und so eine Änderung der Füllung des Arbeitszylinders ermöglicht. Zugleich ist zweckmäßig mit der Bewegung der Kupplung ein Drosselorgan in der Saugleitung des Vergasers verbunden, welches entsprechend der durch den Verteiler bewirkten Regelung im Arbeitszylinder den Luftzutritt zur Pumpe ändert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht, welche

einen Vierzylinder-Explosions-Motor teilweise schematisch darstellen, wie er beispielsweise für Kraftfahrzeuge Verwendung finden kann.

Fig. ι zeigt den Längsschnitt durch die Maschine,

Fig. 2 den Grundriß, und
Fig. 3 einen auf zwei Zylindergruppen beschränkten Längsschnitt.

Fig. 4 veranschaulicht den Antrieb und.die

ίο Regelung des Verteilers.

In dem dargestellten Beispiele liegen die Arbeitszylinder α in bekannter Weise in der gleichen Achse über den Pumpenzylindern b. Innerhalb des Zylindergehäuses bewegen sich die zu einem Körper vereinigten Arbeits- und Pumpenkolben c und d. Das Gasgemisch wird von den Pumpen durch die Rohrleitung f angesaugt, die bei e an den Vergaser anschließt. Beim Eintritt der Leitung f in die Pumpenzylinder sind in bekannter Weise Rückschlagventile g angeordnet.

Das vorverdichtete Gasgemisch wird gemäß der Erfindung durch ein Rückschlagventil h aus dem Pumpenraum in ein Sammelrohr i gedrückt, welches mittels der Rohrleitung k zum eigentlichen Sammler I führt. Mittels j dieses Sammlers, der im vorliegenden Falle gemeinsam für alle Zylindergruppen vorhanden ist, wird ein Kraftspeicher geschaffen, der das Anlaufen der Maschine gegebenenfalls sogar unter Last möglich macht. Man hat nun vor Beginn der ersten Inbetriebsetzungen einigemal die Kurbelwelle, z. B. in der bei Kraftwagen üblichen Weise, umzudrehen, um mittels der Pumpe b das Gasgemisch im Sammler auf einen Druck zu bringen, welcher auf jeden Fall zum Anlaufen der Maschine genügt, selbst wenn zunächst in einem der Arbeitszylinder noch keine Zündung erfolgen sollte.

Sobald das Gasgemisch im Arbeitszylinder entzündet wird, sorgen die arbeitenden Pumpen b, d dafür, daß der Druck im Sammler / mindestens auf seiner ursprünglichen Höhe bleibt. Durch das stets in ausreichender | Menge zur Verfügung stehende vorverdichtete | Gasgemisch läßt sich die Arbeitsleistung des j Motors wesentlich rascher steigern als ohne j

. die Aufspeicherung des Gemisches im Samm- j * ler I. Als Ausrüstung erhält der Sammler [

zweckmäßig ein Manometer I₁, und ein Überdruckventil I₂, welches bei unzulässig hohem Ansteigen des Druckes im Sammler Gas aus diesem entweichen läßt.

Die Anordnung des Sammlers, der im Gegensatz zu den bekannten Sammelbehältern, wie ersichtlich, nicht Luft, sondern Frischgas enthält, hat, namentlich für das Anlassen der Maschine, noch einen weiteren Vorzug. Würde das Gas, wie bei Maschinen ohne Sammelbehalter, unmittelbar von der Pumpe b in den Arbeitszylinder α geleitet, so könnte es entweder nur sehr gasarm sein, oder der Arbeitszylinder könnte nur eine zu kleine Füllung erhalten; denn öffnete man das am Vergaser liegende Saugdrosselventil verhältnismäßig weit, um genügende Füllung für die Pumpe zu erhalten, so wirkte ein ungenügender Unterdruck auf die Brennstoffdüse, und das Gasgemisch würde zu arm. Würde dagegen das Vergaserventil stärker gedrosselt, so erhielte man zwar ein Gemisch von gewünschter Zusammensetzung, dagegen eine zu kleine Füllung im ' Pumpen- und demnach auch im Arbeitszylinder. Durch Einschalten des Sammlers gemäß der Erfindung zwischen Pumpen- und Arbeitszylinder darf der Saugdruck des Pumpenzylinders klein genug sein, um ein gasreiches Gemisch anzusaugen, und trotzdem kann durch entsprechende Regelung des im Sammler I aufgespeicherten Gemisches eine genügende Gasmenge dem Arbeitszylinder α zugeführt werden.

Aus dem Sammler gelangt das Gasgemisch durch eine Rohrleitung m mit einem Absperrorgan n, welches den Sammler von der Maschine abzuschließen gestattet, zu einem Verteiler 0, der das Gas der jeweiligen Stellung des Arbeitskolbens entsprechend auf die einzelnen Zylinder leitet. Die Gasleitung ist demnach gemäß der Erfindung von der Antriebsstelle aus den Pumpen an bis hinter die Steuerung für sämtliche Zylinder in einer einzigen Leitung vereinigt. Der an sich bekannte Verteiler, der beispielsweise aus einem zylindrischen Schieber O₁ bestehen kann, wird von der Kurbelwelle t mittels Schneckengetriebes p und der Steuerwelle q angetrieben; durch geeignete Schlitze im Schieber O₁ wird das Gasgemisch auf die einzelnen zu den Arbeitszylindern α führenden Kanäle r verteilt.

Gemäß der Erfindung erfolgt nun die Regelung der Kraftmaschine, und zwar durch Veränderung der Menge des Gasgemisches mit' Hilfe des Verteilers 0, O₁. Diese Regelung kann beispielsweise nach Art der Fig. 4 ausgebildet sein. Hiernach ist die Steuerwelle in die beiden Stränge q, q_x unterteilt, die durch eine Steuermuffe w miteinander verbunden sind. Durch Federkeile W₁ wird die Muffe w von der Steuerwelle q_x mitgenommen. Das andere Ende w₂ der Muffe besitzt steilgängiges Gewinde, in welches das Ende ^₃ der mit dem Verteiler 0 verbundenen Steüerwelle q eingreift. Die Muffe w trägt zwei Bunde w_s, zwischen welche die mit dem Reguliergestänge χ verbundene Steuergabel X₁ greift.

Durch Verstellen des Regelungshebels χ wird die Steuermuffe w in Richtung der Steuerwelle q, q₁ achsial verschoben, während sie mit dieser Welle ständig umläuft. Hierdurch erfährt jedoch die mit dem Verteiler 0 verbundene Steuerwelle q eine Winkelverschiebung gegen-

über dem Antriebsteile q₁ der Steuerwelle. Dementsprechend gibt der Schieber O₁ die öffnungen nach den Kanälen r bezüglich der Totpunkte der Arbeitskolben früher oder später frei und läßt somit je nach dem Kraftbedarf und der Umdrehungszahl der Maschine eine kleinere oder größere Gasmenge in die Zylinder strömen.

Um den Durchgangsquerschnitt durch die

ίο Vergaserleitung β stets im günstigsten Verhältnis zu halten und das Mischungsverhältnis des Gasgemisches möglichst wenig zu ändern, ist gemäß der Erfindung mit der Steuergabel X₁ - durch ein Gestänge y eine Drosselklappe o. dgl. ζ verbunden, welche in dem Anschlußstutzen am Vergaser liegt und dessen Durchgangsquerschnitt regelt. Wird die Steuermuffe-w in der Pfeilrichtung nach aufwärts bewegt, so erhält der Verteiler O₁ eine Nacheilung gegenüber dem Kolben, so daß eine geringere Frischgasmenge in die Arbeitszylinder gelangen kann. Gleichzeitig wird jedoch auch durch eine entsprechende Schließbewegung der Drosselklappen der Querschnitt im Ansaugstutzen e_x geringer, so daß entsprechend dem geringeren Verbrauch an Gasgemisch auch weniger Gasluftmischung den Pumpen zugeführt wird. Hierdurch bleibt nicht nur das Gasgemisch in seiner Zusammensetzung, sondern auch der Druck im Sammler I stets gleich.

Vor dem Eintritt in den Arbeitszylinder a hat das Gemisch noch ein Rückschlagventil s zu durchströmen. Dieses an' sich bekannte Rückschlagventil gibt bei verzögerter Einstellung . des Verteilers 0 der Füllung jedes Arbeitszylinders α ihren Abschluß. Außerdem entzieht es die Fläche des Verteilungsschiebers 0 den Einwirkungen der Gasexplosion im Arbeitszylinder, so daß die Steuerung der Maschine lediglich von den kühlen Frischgasen, nicht jedoch von den heißen Explosionsoder Abgasen bespült wird.

Der Eintritt des Gemisches in den Zylinder α beginnt im Augenblick des Schließens des beispielsweise zwangläufig von der Kurbelwelle t gesteuerten Auslaßventils u (Fig. 3). Um den Austritt der Abgase am Ende des Arbeitshubes zu beschleunigen, können am ' Zylinderkörper α selbst Schlitze ν angeordnet sein, die mit den Auspuffrohren in Verbindung stehen und hiermit die Abgase schon fast vollständig aus dem Zylinder strömen " lassen. Nur der Rest der Abgase entweicht durch das gesteuerte Auspuffventil u. Es ist zweckmäßig, den Schluß dieser Ventile so einzustellen, daß die unter Druck zuströmenden frischen Gase die Auspuffgase vollständig aus dem Zylinder verdrängen.

Die Erfindung beschränkt sich keineswegs auf das in den Zeichnungen dargestellte und im vorstehenden ausführlich erläuterte Ausführungsbeispiel, sondern umfaßt auch alle. Abänderungen desselben. So werden beispielsweise bei der praktischen Ausführung die einzelnen Kanäle der Maschine nicht offen zu Tage liegen, sondern innerhalb des Zylindergußstückes geführt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Regeln und Anlassen von mehrzylindrigen Zweitakt-Explosions-Kraftmaschinen mit einem allen Zylindern , gemeinsamen Sammelbehälter zum Anlassen, dadurch gekennzeichnet, daß, zwecks Anpassung des Motors an den Kraftwagenbetrieb, die aus der Pumpe strömende vorverdichtete Frischgasmischung, nachdem sie, zwecks . Ermöglichung des Anlassens der Maschine, in dem Sammelbehälter aufgespeichert worden ist, durch einen, in an sich bekannter Weise allen Zylindern gemeinsamen, die Zuführung zu den einzelnen Zylindern bewirkenden Verteiler in ihrer auf jeden Arbeitszylinder entfallenden Menge, entsprechend der verlangten Arbeitsleistung und Umdrehungszahl, geregelt wird.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ständig umlaufende Verteiler mit seinem Antrieb durch eine Kupplung, beispielsweise eine achsial verschiebbare Schraubenhülse, verbunden ist, welche im Betriebe ein Vor- oder Nacheilen des Verteilers gegenüber dem Arbeitskolben und so eine Änderung der Füllung des Arbeitszylinders ermöglicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Bewegung der Kupplung ein Drosselorgan in der Saugleitung des Vergasers verbunden ist, welches, entsprechend der durch den Verteiler bewirkten Regelung im Arbeitszylinder, den Luftzutritt zur Pumpe ändert.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, unter Benutzung der Vorrichtungen nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Rückschlagventil o. dgl., welches zwischen dem Verteiler und jedem Arbeitszylinder angeordnet ist, bei verzögerter Einstellung des Verteilers der Füllung des Arbeitszylinders ihren Abschluß gibt, und welches zugleich die Dichtungsfläche des Verteilungsschiebers den Einwirkungen der Gasexplosion im Arbeitszylinder entzieht:

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.