DE312944C

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Publication number: DE312944C
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Description

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, den Kömpressionsdruck bei Verbrennungsmotoren derart zu regeln, daß der Barometerdruck keinen schädlichen Einfluß auf die Leistung des Motors ausüben kann und daß insbesondere Flugmotoren ganz von selbst in allen Höhenlagen eine gute Leistung ergeben, ohne dabei in tiefen Lagen eine Überhitzung durch Überschuß an Sauerstoff zu erleiden.The purpose of the present invention is to determine the compression pressure in internal combustion engines to be regulated in such a way that the barometric pressure does not have a detrimental effect on the performance of the engine can exercise and that in particular aircraft engines all by themselves Perform well at high altitudes without overheating at low altitudes Suffering from excess oxygen.

ίο Man hat z. B. bei Flugmotoren diesen Zweck zu erreichen versucht durch Erhöhung, des Kompressionsdruckes und durch Drosseln der Luft in niederen Regionen, aber diese Art der Regelung stellt zu hohe Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Flugzeugführers. Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß durch übertriebenes Kompressionsverhältnis gewissermaßen mehr Kompressionsdruck erzeugt wird als selbst in höheren luftdruckarmen Lagen gebraucht wird, und daß der entstehende Überschuß an komprimiertem Gemisch innerhalb der Kompressionsperiode ein zwischen Verbrennungsraum und Gemischzuführurigsraurn, eingebautes, unter nachgiebigem Druck stehendes Sicherheitsventil öffnet und durch dasselbe in ,den Gemischzuführungsraum zurückströmt, während sonst besonders aber in der Explosionsperiode das Ventil mechanisch geschlossen gehalten wird.ίο One has z. B. in aircraft engines this Attempts to achieve this purpose by increasing the compression pressure and by throttling the air in lower regions, but this type of control makes too high demands to the attention of the pilot. The present invention now consists in the fact that by exaggerated compression ratio, more compression pressure, as it were is generated than is needed even in higher areas with little air pressure, and that the resulting excess of compressed Mixture within the compression period a built-in space between the combustion chamber and the mixture feed Resilient pressure safety valve opens and through it into the mixture supply chamber flows back, but otherwise especially in the explosion period the valve is kept closed mechanically.

DieErfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung in zwei, Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar stellen die Fig. i, 2 und 3 Schnitte des Kolbens eines Umlaufmotors dar, während Fig. 4 den Schnitt und Fig: 5 die Draufsicht des Zylinders eines Standmotors schematisch veranschaulichen.The invention is shown on the accompanying drawing in two, exemplary embodiments, namely, Figs. i, 2 and 3 represent sections of the piston of a rotary engine, while FIG. 4 shows the section and FIG. 5 shows the top view of the cylinder of a stationary engine illustrate schematically.

Bei dem ersten in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Beispiel ist α die Kurbelwelle mit dem · Kurbelzapfen O₁, an dem die Schubstange b mit dem Kolben c angreift. Der Kolben rotiert . in bekannter Weise in der Pfeilrichtung um die feststehende oder auch gegenlaufende Kurbelwelle, wobei die Schubstange die bekannten Lenkbewegungen um den Kolbenbolzen C₁ macht.In the first example shown in FIGS. 1, 2 and 3, α is the crankshaft with the crank pin O ₁ on which the push rod b engages with the piston c. The piston rotates. in a known manner in the direction of the arrow around the stationary or also counter-rotating crankshaft, the push rod making the known steering movements around the piston pin C ₁ .

An der Innenseite des Kolbenbodens C₂ sitzt in einem Führungsgehäuse C₃ das Reglerventil d, dessen Gewicht bzw. Fliehkraft so bemessen ist, daß es dem jeweils gewünsphten Kompressionsdruck standhält, , dagegen sich öffnet, wenn der Kompressionsdruck größer wird, und dann den Überschuß an komprimier _r tem Gemisch durch die Ventilöffnung C₄ aus dem Verbrennungsraum e in das ,das Verbrennungsgemisch enthaltende Kurbelgehäuse ■ zurücktreten läßt.On the inside of the piston head C ₂ sits in a guide _{housing C 3} the regulator valve d, the weight or centrifugal force of which is so dimensioned that it withstands the respective desired compression pressure, but opens when the compression pressure is greater, and then the excess compressed _{r system} mixture through the valve opening C ₄ from the combustion chamber e into the crankcase containing the combustion mixture.

Hierbei ist es gleichgültig, ob das Einlaßventil im Kolben sitzt oder, wie das Auslaßventil, außen am Zylinderkopf, weshalb das Einlaßventil der Einfachheit halber nirgends dargestellt ist.It does not matter whether the inlet valve is located in the piston or, like the outlet valve, on the outside of the cylinder head, which is why the inlet valve is not shown anywhere for the sake of simplicity.

Damit sich das Reglerventil in der Verbrennungsperiode trotz des hohen Explosionsdruckes nicht, öffnen kann, ist unterhalb desselben in Führungen C₀ und C₀ ein Zusatzbelastungsörgan in Form des. Fliehkörpers f angeordnet, dessen Teller Z₁ von dem mit der Schubstange verbundenen Hebelarm b freigegeben ,wird, sobald die Explosionsperiode, etwa wie in Fig. ι dargestellt, beginnt' undSo that the regulator valve cannot open during the combustion period despite the high explosion pressure, an additional load organ in the form of the centrifugal body f is _{arranged underneath it in guides C 0} and C ₀ , the plate Z ₁ of which is released by the lever arm b connected to the push rod, is, as soon as the explosion period, as shown in Fig. ι, begins' and

ίο dann, von der. Feder g unterstützt, das Reglerventil mit dem Schaft f₂ geschlossen hält. .ίο then, from the. Supports spring g , which keeps the regulator valve closed with the shaft f _2. .

In der der Explosionsperiode vorangehenden Kompressionsperiode hebt der Hebelarm b, den Fliehkörper / von dem Ventil ab, so daß es für sich allein den Maximalkompressionsdruck bestimmen kann. Um das Ventil außer der Mehrbelastung auch noch zu verriegeln, befindet sich an der Schubstange der Riegelvorsprung b,,, der in der, Explosionsperiode unter den Fliehkörper / greift.In the compression period preceding the explosion period, the lever arm b lifts the centrifugal body / from the valve so that it can determine the maximum compression pressure by itself. In order to lock the valve in addition to the additional load, there is the locking projection b ,, on the push rod, which engages under the centrifugal body / during the explosion period.

Daß das Ventil bei dem beschriebenen Beispiel auch in der Auspuffperiode freigegeben wird, schadet nicht, weil der Auspuffdruck nicht höher ist, als der Kompressionsdruck.That the valve is also released in the exhaust period in the example described does no harm because the exhaust pressure is not higher than the compression pressure.

In Fig. 3 und 4 ist die Erfindung schematisch auf einen Standmotor übertragen, bei dem das Ventil im Kolben nicht angebracht werden kann, weil sich unterhalb des Kolbens kein Gasmischraum■ befindet.In Fig. 3 and 4, the invention is applied schematically to a stationary motor, at which the valve in the piston cannot be attached because it is below the piston there is no gas mixing ■ room.

Hier ist '& die Schubstange, c der Kolben, e der Verbrennungsraum, h der Zylinder und i die Gemischzuführungsleitung, die in bekannter Weise mit dem am Zylinderkopf angebrachten, hier nicht dargestellten Einlaßventil in Verbindung steht.Here '& is the push rod, c is the piston, e is the combustion chamber, h is the cylinder and i is the mixture feed line, which is connected in a known manner to the inlet valve, not shown here, attached to the cylinder head.

In Verbindung mit der Gemischzuführungsleitung steht das am Zylinderkopf angeord-. netie Reglerventilgehäuse! k, das in seinem Innern das unter Federdruck stehende Reglerventil ^₁ und über diesem den ebenfalls unter Federdruck stehenden Zusatzbelastungskegel /_x trägt und zugleich· führt. Am oberen Ende hat der Zusatzkegel zwei'Scheiben, in die der mit Gewicht I und Feder I₁ versehene Belastüngshebel I₂ kraftschlüssig eingreift. "Der Belastungshebel schwingt um den festen Punkt m und wird gehoben von der rotierenden Nockenwelle ti, die zu gleicher Zeit' auch die Einlaß- und Auspuffventile des Zylinders in bekannter Weise betätigen kann. Bei diesem Beispiel ist der Vorgang derselbe, wie beim Umlaufmotor, nur mit dem Unterschied, daß als Belastung des Ventils und des Zusatzorgans nicht die Fliehkraft herangezogenThis is arranged on the cylinder head in connection with the mixture feed line. netie regulator valve housing! k, which in its interior carries and at the same time guides _{the regulator valve ^ 1,} which is under spring pressure, and above it the additional load cone / _{x, which is also under spring pressure.} At the upper end the additional cone has two disks into which the loading lever I ₂ , provided with weight I and spring I ₁ , engages in a force-locking manner. "The loading lever swings around the fixed point m and is lifted by the rotating camshaft ti, which at the same time can also actuate the inlet and exhaust valves of the cylinder in a known manner. In this example, the process is the same as with the rotary engine, only with the difference that the centrifugal force is not used as the load on the valve and the additional organ

55. werden kann. Man muß also hier den gewünschten Widerstand durch Gewichte bzw. Federn ersetzen. ■ >55th can be. So here you have to achieve the desired resistance by means of weights or Replace springs. ■>

Dagegen kommt die übliche Untersetzung der Nockenwelle dem Reg'lervorgang zugute,¹ weil man es leicht einrichten kann, daß das . Zusatzbelastungsorgan nur in der Kompressiönsperiode und nicht auch in der Auspuffperiode von dem Reglerventil abgehoben wird. In beiden Fällen kann man die Zeitdauer der Freigabe des Reglerventils beliebig bemessen,-d. h. man kann es so einrichten, daß die Freigabe erst nach dem Totpunkt beginnt und schon vor Totpunkt wieder aufhört, wodurch erreicht wird, daß¹ im letzten Moment der Kompressionsperiode eine prozentual höhere Verdichtung erzielt wird, als das·Reglerventil bestimmt hat.On the other hand, the usual gear reduction of the camshaft benefits the regulator process, ¹ because it is easy to set up that. Additional loading organ is lifted off the regulator valve only in the compression period and not also in the exhaust period. In both cases, the duration of the release of the regulator valve can be set as desired, i.e. it can be set up in such a way that the release only begins after dead center and stops again before dead center, which means that ^{1 is} a percentage at the last moment of the compression period higher compression is achieved than the control valve has determined.

Daß bei dem dargestellten Beispiel eines Umlaufmotors die Fliehkraft des Kugelventils den Kompressionsdruck bestimmt,. hat zur Folge, daß der Kompressionsdruck mit der Tourenzahl* abnimmt, so daß man beim Drosseln des Motors mit der Luftklappe selbst bei ganz geringen Umlaufzahlen keine Knaller zu befürchten hat. Auch kann man den Motor leicht andrehen, weil er^: ja bei geringer Tourenzahl wenig komprimiert.That in the illustrated example of a rotary engine, the centrifugal force of the ball valve determines the compression pressure. As a result, the compression pressure decreases with the number of revolutions *, so that when you throttle the engine with the air valve, even with very low revolutions, you don't have to worry about any blasts. You can also turn the engine on easily because ^: yes, it does not compress much at low revs.

Etwas Kompression ist natürlich nötig beim Andrehen, weshalb man das Ventil noch mit einer Feder belasten muß, die bei dem Umlauf motor in Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.Some compression is of course necessary when turning, which is why the valve is still with a spring must be loaded in the rotary motor in Figs. 1 and 2 of simplicity is not shown for the sake of

Man kann aber auch die Abhängigkeit des Kompressionsdruckes von der Umlaufzahl bei dem Stanidimotor erzielen, indem man mit dem Motor einen Fliehkraftregulator verbindet, der die. mit konisch ausgebildeten Nocken versehene Nockenwelle derart acbsial verschiebt, daß das Reglerventil in der Kompressionsperiode bei höherer Umlaufzahl in kürzerer Zeit entlastet wird, als bei niederen. ■Umlaufzahlen. Eine Beschreibung dieser an sich bekannten mechanischen Vorgänge erscheint überflüssig.But you can also see the dependence of the compression pressure on the number of revolutions achieve the standard engine by connecting a centrifugal regulator to the engine, the the. camshaft provided with conical cams so acbsial shifts, that the control valve in the compression period with a higher number of revolutions in shorter Time is relieved than with lower ones. ■ Circulation numbers. A description of this in itself known mechanical processes appear superfluous.

Der in Fig. 4 dargestellte Zusatzbelastungshebel kann auch bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Umlauf motor Verwendung finden, wenn bei dem Zusatzfliehkörper / an Gewicht gespart werden soll. Der Hebel würde dann am Kolben drehbar gelagert sein und, wenn beispiels\veise in halber Länge auf dem Reglerventil aufliegend, etwa halb so leicht sein können, als der mit dem Ventil· zentral angeordnete Fliehkörper f. ■ The additional load lever shown in Fig. 4 can also be used in the rotary motor shown in Fig. 1 and 2, if weight is to be saved in the additional fly body /. The lever would then be rotatably mounted on the piston and, if, for example, half its length resting on the control valve, could be about half as light as the centrifugal body f. ■ which is centrally arranged with the valve

Die Erfindung ist sowohl anwendbar bei Motoren mit natürlicher Lüftzufuhr als bei solchen mit künstlich komprimierter Luft. Sie ermöglicht hohe Kompression in großen Höhen und verhindert in , niederen Höhen Überhitzung des Motors ohne Zutun des Führers. Die beschriebenen Einrichtungen können sowohl beim Umlaufmotor als beim Standmotor beliebig kombiniert verwendet werden, wobei jedoch stets der Haupterfindungsgedanke, »Steuerbares Sicherheitsventil zwischen Verbrennungsraum und Gemischzuführungsraum« gewahrt bleibt. ,The invention is applicable both to engines with natural air supply as with those with artificially compressed air. It enables high compression in large Highs and prevents the engine from overheating at low altitudes without the operator having to do anything. The facilities described can be used in both the rotary engine and the Stand motor can be used in any combination, but always the main idea of the invention, »Controllable safety valve between the combustion chamber and the mixture feed chamber« is preserved. ,

Claims

Patent Claims:

ι. Procedure for regulating the compression ■ pressure in the case of combustion

•. Ren, especially in the case of rotary aircraft engines, characterized in that by exaggerating of the compression ratio creates an excess of compression pressure

ίο, and that this overpressure is used is installed between the combustion chamber and the mixture supply chamber and 'resilient pressure valve in compression

15. Open the period so that the excess of compressed combustion mixture Flow back into the Gemisehzuführungsraum or the compression pressure cannot exceed a certain level,

ao while the regulator valve is loaded or locked in such a way that no combustion gases can flow through, particularly during the explosion period.
2. A device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that at ^{Umlaufverbren x} voltage motors in the piston a control valve is arranged, the centrifugal force of which together with the \ ^ entilichtung'den determines the maximum compression pressure, while in the explosion period by the movements of the push rods also The centrifugal body stored in the piston is released, which loads the valve in such a way that the explosion pressure cannot open it.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the valve or also the additional loading element additionally or only under spring pressure stand. . ;

4. - Device according to claim 1, 2 and 3, characterized in that at Internal combustion engines with; the inlet valve located on the cylinder head in particular in the case of stationary engines, the one installed between the combustion chamber and the mixture feed line and regulator valve loaded with weights or springs with or without assistance influenced by levers of a special cam and the like. within the compression period is released. ':.

5. Device according to claim 1, 2, 3 and 4, characterized in that the Regulating valve or its additional load unit in the explosion period by a bolt connected to the push rod or other working part of the motor is held in the final position. '■ · ■ ·'. ■ '

1 sheet of drawings.