DE331579C

DE331579C - Control of the fuel supply to mixing devices with double throttling for air and compressed gases for the operation of internal combustion engines

Info

Publication number: DE331579C
Application number: DE1918331579D
Authority: DE
Original assignee: Adolph Saurer AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 1918-12-14
Filing date: 1918-12-17
Publication date: 1921-01-10

Description

Regelung der Brennstoffzufuhr an Mischvorrichtungen mit Doppeldrosselung für Luft und verdichtete Gase zum Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung betrifft die Regelung der Brennstoffzufuhr an Mischvorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, die mit verdichteten Gasen, beispielsweise Azetylen (Dissous), betrieben werden, und zwar setzt sie solche Mischvorrichtungen voraus, bei denen zwei miteinander gekuppelte Drosselorgane für die Verbrennungsluft und das Gasluftgemisch vorgesehen sind. Da der Druck, welcher in dem die verdichteten Gase enthaltenden Vorratsbehälter, z. B. einer Gasflasche, herrscht, für den Betrieb der Maschine zu hoch ist, muß er durch ein Druckminderventil auf den Betriebsdruck erniedrigt werden.Regulation of the fuel supply to mixing devices with double throttling for air and compressed gases for the operation of internal combustion engines. The invention concerns the regulation of the fuel supply to mixing devices for internal combustion engines, which are operated with compressed gases, e.g. acetylene (dissous), and that it assumes such mixing devices in which two together coupled throttling devices provided for the combustion air and the gas-air mixture are. Since the pressure in the storage container containing the compressed gases, z. B. a gas cylinder, there is too high for the operation of the machine, must it can be lowered to the operating pressure by a pressure reducing valve.

Nach der Erfindung dient zur Regelung des in den Vergaser eingeführten Gases das vorhandene Druckminderventil und die Drosselorgane für die Verbrennungsluft und das Gasluftgemisch sind mit dem Druck minderventil so verbunden, daß sie bei der Verstellung des Druckminderventils entsprechend der Gaszufuhr eingestellt werden. Bei die--er Regelung der Brennstoffzufuhr ist das Druckminderventil als Regelungsorgan. ausgenutzt und durch die Abhängigkeit der Drosselorgane des Vergasers von der Verstellung des Druckminderventils gewährleistet, daB die jeweilige Öffnung der Drosselorgane dem jeweiligen Druck des zuzuführenden Gases entspricht. Die Leistung der Maschine kann daher ohne Zuhilfenahme besonderer Regelungsvorrichtungen allein durch Verstellung des Druckminderventils erfolgen.According to the invention is used to regulate the introduced into the carburetor Gas the existing pressure reducing valve and the throttling devices for the combustion air and the gas-air mixture are connected to the pressure reducing valve so that they are at the adjustment of the pressure reducing valve according to the gas supply. In this regulation of the fuel supply, the pressure reducing valve is the regulating element. exploited and due to the dependence of the throttle elements of the carburetor on the adjustment of the pressure reducing valve ensures that the respective opening of the throttle organs corresponds to the respective pressure of the gas to be supplied. The performance of the machine can therefore, without the aid of special control devices, simply by adjusting of the pressure reducing valve.

Würde man hierzu das Stellglied des Druckminderventils mit den Stellgliedern der Drosselorgane des Vergasers zwangläufig verbinden, so würde eine Änderung des Druckes in der Gasflasche ohne Einfiuß auf die Einstellung der Drosselorgane bleiben und somit eine ungewollte Änderung des Mischungsverhältnisses von- Gas und Verbrennungsluft eintreten. Dies wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die Drosselorgane für die Verbrennungsluft und das Gasluftgemisch durch eireg Regler verstellt werden, dessen Stellglied unter dem Druck steht, der in der Zuleitung zum Vergaser zwischen dem Druckminderventil und einem in diese Leitung eingeschalteten Drosselorgan herrscht. Bei der Verstellung des Druckminderventils staut sich infolge der Einschaltung des Drosselorgans in die Gaszuleitung eine kleinere oder größere Gasmenge vor dem während des Betriebes unveränderlichen Drosselquerschnitt des Drosselorgans an und erzeugt in der Zuleitung vor dem Drosselorgan einen Überdruck, durch den das Stellglied des Reglers entsprechend verstellt wird. Sinkt beispielsweise hierbei der Druck des verdichteten Gases in der Gasflasche, so erfolgt selbsttätig eine entsprechende Einstellung der Drosselorgane, durch die das richtige Mischungsverhältnis von_.Gas und Verbrennungsluft wiederhergestellt wird.One would do this with the actuator of the pressure reducing valve with the actuators of the throttle elements of the carburetor inevitably connect, a change in the Pressure in the gas bottle without ini uence on the setting of the throttle devices and thus an unwanted change in the mixing ratio of gas and combustion air enter. This is avoided according to the invention in that the throttle elements for the combustion air and the gas-air mixture can be adjusted by eireg regulators, whose actuator is under the pressure in the supply line to the carburetor between the pressure reducing valve and a throttle element connected in this line prevails. When the pressure reducing valve is adjusted, the Throttle body in the gas line a smaller or larger amount of gas before during of the operation of the constant throttle cross-section of the throttle element and generates in the supply line upstream of the throttle element an overpressure through which the Actuator of the controller is adjusted accordingly. For example, it sinks here the pressure of the compressed gas in the gas cylinder, a Appropriate setting of the throttling devices, through which the correct mixing ratio von_.Gas and combustion air is restored.

Um zur Anpassung an das jeweilig verwendete, verdichtete Gas bei der erstmaligen Inbetriebsetzung der Maschine ein bestimmtes Mischungsverhältnis zwischen Gas und Verbrennungsluft einstellen zu können, ist das in die Gaszuleitung eingeschaltete Drosselorgan einstellbar eingerichtet.In order to adapt to the respective compressed gas used in the initial commissioning of the machine a certain mixing ratio between To be able to adjust gas and combustion air, it is switched on in the gas supply line Throttle body set up adjustable.

Bei Motorwagen erfolgt die Verstellung des Druckminderventils zur Regelung der Brennstoffzufuhr vorteilhaft durch den Hebel des Lenkstockgehäuses, der durch den bei Motorwagen allgemein üblichen Gashebel- angetrieben wird. Der Fahrer kann dann von seinem Sitze aus die Brennstoffzufuhr in der gewohnten Weise mit Hilfe des Gashebels regeln. Auch hat die Ausnutzung des Gashebels als Stellglied für das Ventil den Vorteil, daß man im Bedarfsfalle einen zum Betriebe für flüssige Brennstoffe eingerichteten Motorwagen ohne wesentliche bauliche Umänderung für den Betrieb mit verdichteten Gasen umwandeln kann.In the case of motor vehicles, the pressure reducing valve is adjusted to Regulation of the fuel supply is advantageous through the lever of the steering column housing, which is driven by the throttle lever commonly used in motor vehicles. Of the The driver can then operate the fuel supply in the usual way from his seat regulate with the help of the throttle. Also has the use of the throttle as an actuator for the valve the advantage that you can operate a liquid if necessary Fuels furnished motor vehicles without significant structural changes for the Can convert operation with compressed gases.

Auf der Zeichnung ist in Fig. i eine Regelung gemäß der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel schematisch (teilweise im Schnitt) dargestellt. Fig.2 zeigt eine Ausführungsfarm der Vorrichtung für einen Motorwagen.In the drawing, a control according to the invention is shown in FIG shown schematically (partially in section) in an exemplary embodiment. Fig. 2 shows an embodiment of the device for a motor vehicle.

Das zum Betriebe dienende verdichtete Gas, beispielsweise Azetylen (Dissous), ist in der Gasflasche i enthalten. In die an die Flasche angeschlossene Gasleitung 2 ist ein Druckmesser 3, der den in der Flasche herrschenden Druck anzeigt, und ein Druckminderventil 4 eingeschaltet, durch das der Druck des Gases auf den Betriebsdruck erniedrigt wird, den ein Druclinesser 5 anzeigt. Das Druckminderventil kann durch ein Handrad 6 verstellt werden. Von dem Ventil führt die Gasleitung 2 zur Mischvorrichtung 7 der Verbrennungskraftmaschine. Bei .der dargestellten, aus einem U-förmigen Rohr bestehenden Mischvorrichtung strömt, wenn die Maschine mit flüssigen Brennstoffen gespeist wird, die von der Maschine angesaugte Verbrennungsluft, welche durch das Auspuffrohr 8 vorgewärmt ist, durch die Öffnung 9 in den oberen Teil ein und tritt in durch die Drosselklappe io geregelter Menge zu den Brennstoffdüsen ir, 12 im unteren Teil -des Mischraumes, hinter welchen noch eine Rohrverengung 13 und die Drosselklappe 14 zur Regelung des Gasluftgemisches vorgesehen ist. Die Gaszuleitung 2 ist vor. der Drosselklappe io in den Vergaser 7 eingeführt. Diese Klappe ist mit einem Loch 15 versehen, durch welches das Gas bei der Schließlage der Klappe in den Vergaser treten kann. Die Einstellung sowohl der Klappe io als auch der Klappe 14 erfolgt bei der Regelung der Leistung der Maschine selbsttätig mit Hilfe eines Membranreglers 16, dessen Membran 17 durch eine Zweigleitung 18 unter dem Gasdruck gesetzt ist, der ständig hinter dem Druckminderventil4 herrscht. Der sich auf die Membran 17 stützende, unter der Wirkung der Feder ig stehende Kolben 2o des Reglers 16 ist durch eine Stange 21 an die miteinander gekuppelten Drosselklappen io und 14 angelenkt, und zwar in der Weise, daß sich die Klappen bei steigendem Gasdruck in der Leitung .2 mehr öffnen.The compressed gas used for operation, for example acetylene (dissous), is contained in the gas bottle i. In the gas line 2 connected to the bottle, a pressure gauge 3, which shows the pressure prevailing in the bottle, and a pressure reducing valve 4 are switched on, through which the pressure of the gas is lowered to the operating pressure indicated by a pressure gauge 5. The pressure reducing valve can be adjusted by means of a hand wheel 6. The gas line 2 leads from the valve to the mixing device 7 of the internal combustion engine. In the illustrated mixing device consisting of a U-shaped pipe, when the machine is fed with liquid fuel, the combustion air sucked in by the machine, which is preheated through the exhaust pipe 8, flows through the opening 9 into the upper part and enters in an amount regulated by the throttle valve to the fuel nozzles ir, 12 in the lower part of the mixing space, behind which a pipe constriction 13 and the throttle valve 14 are provided for regulating the gas-air mixture. The gas supply line 2 is in front. the throttle valve io introduced into the carburetor 7. This flap is provided with a hole 15 through which the gas can enter the carburetor when the flap is in the closed position. The adjustment of both the flap io and the flap 14 takes place automatically when regulating the power of the machine with the aid of a membrane regulator 16, the membrane 17 of which is set by a branch line 18 under the gas pressure that is constantly behind the pressure reducing valve 4. The supported on the membrane 17, under the action of the spring ig piston 2o of the regulator 16 is hinged by a rod 21 to the mutually coupled throttle valves io and 14, in such a way that the flaps with increasing gas pressure in the Open line .2 more.

Hinter der Abzweigstelle der Leitung 18 ist in die Gaszuleitung 2 ein als Drosselorgan dienendes Nadelventil 23 eingeschaltet, durch das ein bestimmtes Mischungsverhältnis zwischen dem durch diese Leitung in die Mischvorrichtung eintretenden Gas und der durch die Öffnung 9 eintretenden Verbrennungsluft eingestellt werden kann, indem der Gasdruck in der Leitung hinter dem Nadelventil zu dem in der . Zweigleitung 18 des Reglers 16 herrschenden Gasdruck in ein Verhältnis gebracht wird, das dem Mischungsverhältnis entspricht.Behind the branch point of the line 18 is into the gas supply line 2 a needle valve 23 serving as a throttle member is turned on, through which a certain Mixing ratio between that entering the mixing device through this line Gas and the combustion air entering through the opening 9 can be adjusted can by changing the gas pressure in the line behind the needle valve to that in the. Branch line 18 of the regulator 16 prevailing gas pressure is brought into a ratio that the Mixing ratio corresponds.

Den Düsen il und 12 wird - dies gehört aber nicht zum Wesen der vorliegenden Erfindung - aus einem Hochbehälter 24 Wasser zugeführt. Das Wasser tritt durch eine Leitung 25 zunächst zur Düse- ix und darauf durch eine Verbindungsleitung 26, die durch ein Ventil 27 absperrbar ist, zur Düse 12. Der Wasserbehälter 24 ist mit einer Füllschraube 28 versehen, die ein. Lufteinlaßloch 29 hat, während der jeweilige Wasserstand durch einen Schwimmer 3o mit Stift 31 angezeigt wird. Die Wasserzufuhr kann durch einen in die Leitung 25 eingeschalteten Hahn 32 abgesperrt werden.The nozzles 11 and 12 - but this is not part of the essence of the present invention - is supplied with water from an elevated tank 24. The water passes through a line 25 first to the nozzle and then through a connecting line 26, which can be shut off by a valve 27 , to the nozzle 12. The water container 24 is provided with a filling screw 28, which is a. Has air inlet hole 29, while the respective water level is indicated by a float 3o with pin 31. The water supply can be shut off by a tap 32 connected to line 25.

Der dargestellte Betriebszustand entspricht etwa einem Zustand, bei dem die Maschine angelassen wird. Durch das Druckminderventil 4 ist der in der Gasflasche i herrschende Druck auf= einen bestimmten Druck erniedrigt, mit dem das Gas unter die Membran 17 des Reglers 16 tritt und zum Nadelventil 23 strömt. Die Drosselklappe io steht in ihrer Schließlage, so daß das durch die Leitung 2 in den Vergaser 7 einströmende Gas gezwungen ist, zusammen mit der durch die Auspuffleitung 8 vorgewärmten, durch' die Öffnung 9 angesaugten Verbrennungsluft durch das Loch 15 der Klappe io hindurchzutreten, wobei es sich mit der Luft innig mischt. Das Gasluftgemisch vermengt sich im Bereiche der Düsen 11, 12 mit dem aus diesen austretenden Wasser, zwängt sich durch die Rohrverengung 13 und gelangt gut gemischt durch die von der Klappe 14 freigegebene Öffnung in den Zylinder der Maschine.The operating state shown corresponds approximately to a state at the machine is started. The pressure reducing valve 4 is in the gas bottle i prevailing pressure = a certain pressure with which the gas is lowered the membrane 17 of the regulator 16 occurs and flows to the needle valve 23. The throttle io is in its closed position so that it passes through line 2 into carburetor 7 inflowing gas is forced, together with the preheated through the exhaust line 8, combustion air sucked in through the opening 9 through the hole 15 of the flap io to step through where it mixes intimately with the air. The gas-air mixture mixes in the area of the nozzles 11, 12 with the water emerging from these, forces itself through the constriction of the pipe 13 and passes through the well mixed by the Flap 14 released opening in the cylinder of the machine.

Soll die Leistung der Maschine gesteigert werden,. so erhöht man durch Drehen des Handrades 6 des Druckminderventils 4 die Menge des aus der Gasflasche i austretenden Gases. Das Gas staut sich infolge der Dros. selung durch das Nadelventil 23 vor diesem an, und es entsteht in dem Teil der Leitung zwischen dem Druckminderventil 4 und dem Drosselorgan 23 ein Überdruck, der sich in die Leitung 18 fortpflanzt und -die Membran 17 des Reglers 16 anhebt, so daß die Drosselklappe io geöffnet und die mit ihr gekuppelte Klappe 14 weiter geöffnet wird. Da sowohl die Vergrößerung der Gasmenge als auch die Öffnung der Klappe io der Verstellung des Druckminderventils 4 entspricht, so wird auch eine der vermehrten Gasmenge entsprechende Verbrennungsluftmenge in den Vergaser 7 eingesaugt. Durch die gleichzeitige Öffnung der Klappe 14 ist auch für das größere Gemenge aus dem Gasluftgemisch und dem eingespritzten Wasser ein entsprechend größerer Durchgangsquerschnitt geschaffen. Das Mischungsverhältnis zwischen Gas und Verbrennungsluft ist bei dieser Regelung unverändert geblieben, da das einmal durch das Nadelventil 23 eingestellte Verhältnis der Gasdrücke in der Gaszuleitung hinter dem Ventil und der zur Membran =7 des Reglers 16 führenden Zweigleitung i8 unverändert geblieben ist. Das Mischungsverhältnis bleibt auch dann gewahrt, wenn der Druck in der Gasflasche i sinkt. Bei Verkleinerung der Leistung der -Maschine durch Verstellung des Druckminderventils 4 werden die Klappen io ad 14 entsprechend selbsttätig geschlossen.Should the performance of the machine be increased. so one increases through Turn the handwheel 6 of the pressure reducing valve 4 to adjust the amount of the gas bottle i escaping gas. The gas accumulates as a result of the Dros. through the needle valve 23 before this, and it arises in the part of the line between the pressure reducing valve 4 and the throttle element 23 an overpressure which propagates into the line 18 and the diaphragm 17 of the regulator 16 is raised so that the throttle valve is opened and the flap 14 coupled to it is opened further. As both the magnification the amount of gas and the opening of the flap io the adjustment of the pressure reducing valve 4 corresponds, an amount of combustion air corresponding to the increased amount of gas is also used sucked into the carburetor 7. The simultaneous opening of the flap 14 is also for the larger amount of the gas-air mixture and the injected water a correspondingly larger passage cross-section is created. The mixing ratio between gas and combustion air has remained unchanged with this regulation, since the ratio of the gas pressures in the gas supply line behind the valve and the one leading to the membrane = 7 of the regulator 16 Branch line i8 has remained unchanged. The mixing ratio remains even then preserved when the pressure in the gas bottle i drops. When the performance is reduced the machine by adjusting the pressure reducing valve 4, the flaps io ad 14 automatically closed accordingly.

In Fig.2 ist eine vorteilhafte Verwendung der Vorrichtung für einen Motorwagen dargestellt. Bei dem ursprünglich für den Betrieb mit flüssigen Brennstoffen eingerichteten Motorwagen liegt in der üblichen Weise auf dem Lenkrad 33 neben dem Hebel 34 für die Zündung einHebe135 für die Regelung der zugeführten Gasmenge, dessen Achse imLenkstock 36 geführt und mit einem Hebel 37 des Lenkstockgehäuses 38 so verbunden ist, da.ß dieser Hebel beim Verstellen des Hebels 35 gedreht wird.In Figure 2 is an advantageous use of the device for a Motor car shown. Originally designed for operation with liquid fuels furnished motor vehicle lies in the usual manner on the steering wheel 33 next to the Lever 34 for the ignition einHebe135 for regulating the amount of gas supplied, its Axis guided in the steering column 36 and with a lever 37 of the steering column housing 38 so is connected, da.ß this lever is rotated when the lever 35 is adjusted.

Soll der Motor 39 dieses Wagens z. B. mit Azetylen betrieben werden, so wird die das Azetylen (Dissous) enthaltende Gasflasche i mittels Riemen 4o am Fahrzeugrahmen 41 angeschnallt. Die Art der Zuführung des Azetylens zum Vergaser 7, die selbsttätige Regelung der Drosselklappen io und 14 durch den Regler r6 und die Einstellung des Mischungsverhältnisses mit Hilfe des Nadelventils 23 erfolgt in der bei der Vorrichtung nach Fig. i beschriebenen Weise.If the engine 39 of this car z. B. be operated with acetylene, the gas cylinder i containing the acetylene (dissous) is strapped to the vehicle frame 41 by means of a belt 4o. The manner in which the acetylene is supplied to the carburetor 7, the automatic regulation of the throttle valves io and 14 by the controller r6 and the setting of the mixing ratio with the aid of the needle valve 23 are carried out in the manner described for the device according to FIG.

Der Wasserhochbehälter 24 zur Zuführung des Einspritzwassers zu den Düsen 11,12 ist am Schaltbrett 42 angebracht.The elevated water tank 24 for supplying the injection water to the Nozzles 11, 12 are attached to the control panel 42.

Das in die Leitung 2 eingeschaltete Druckminderventil4 ist nun durch einen Hebel 43 und eine Gelenkstange 44 mit dem Hebel 37 gelenkig verbunden. Da dieser Hebel mit dem Hebel 35 auf dem Lenkrade 33 in Antriebsverbindung steht, braucht der Fahrer zur Regelung der Leistung des Motors 39 nur den ihm bekannten Gashebel 35 zu verstellen, also denselben Handgriff zu machen, den er zur Regelung der Motorleistung beim- Betriebe mit flüssigen Brennstoffen auszuführen gewohnt ist.The pressure reducing valve 4 switched into the line 2 is now articulated to the lever 37 by a lever 43 and an articulated rod 44. Since this lever is in drive connection with the lever 35 on the steering wheel 33, the driver only needs to adjust the throttle lever 35 known to him to regulate the power of the motor 39 , that is to say to make the same handle that he uses to regulate the motor output during operations is used to running liquid fuels.

Zur Umwandlung für den Betrieb mit Azetylengas- ist hiernach hinsichtlich der Steuerung des Motors lediglich erforderlich, den vorhandenen Hebel 37 mit dem Druckminderventil 4 und den Regler 16 mit der Drosselklappe lo gelenkig zu verbinden. Die Spindel des Druckminderventils braucht hierbei nur ein steileres Gewinde zu haben als bei der üblichen Verstellung durch ein Handrad.Regarding conversion for operation with acetylene gas, see below the control of the motor only required, the existing lever 37 with the To connect the pressure reducing valve 4 and the controller 16 to the throttle valve lo in an articulated manner. The spindle of the pressure reducing valve only needs a steeper thread than with the usual adjustment by means of a handwheel.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Regulation of the fuel supply to mixing devices with double throttling for air and compressed gases for the operation of internal combustion engines, characterized in that for regulating the to be introduced into the mixing device Amount of gas that is used to lower the gas pressure prevailing in the storage container Pressure reducing valve (4) is used, and that with this the throttle elements for the combustion air and the gas / air mixture (io hzw. 14) are connected so that they are during the adjustment of the pressure reducing valve can be set automatically according to the gas supply,

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the throttle elements for the combustion air and the gas-air mixture (io or 14) through a regulator (16) are adjusted, the actuator is under the pressure in the supply line (2) to the mixing device between the pressure reducing valve (4) and one in this line switched on throttle element (23) prevails.

3. Device according to. Claims x and 2, characterized in that the throttle member (23) is adjustable is. 4 .. Device according to claim x to 3 in the case of motor vehicles, characterized in that that the pressure reducing valve (4) is adjusted by the lever (37) of the steering column housing (38) is driven by the throttle lever (35) commonly used in motor vehicles will.