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Ladeverfahren für Zweitaktgasmaschinen. Die Zweitaktgasmaschinen mit
zwei gleichsinnig oder gegenläufig bewegten Kolben sind wegen ihres hohen - Gasverbrauchs
nur wenig zur Einführung gekommen.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, den Gasverbrauch dieser Maschinengattung
auf den gleich leistungsfähigen Viertaktmaschinen einzuschränken. Sie geht von der
Erkenntnis aus, daß der hohe Gasverbrauch auf die Schwingungen zurückzuführen ist,
welche die Auspuffgase, die Spülluft und das Gas (Gemisch) wegen der großen Strömungsgeschwindigkeit
in "ihren Leitungen ausführen. Infolge dieser Schwingungen fällt nämlich der Druck
gegen das Ende des Ausströmens hin nicht gleichmäßig ab, sondern es wird zwischen
zwei benachbarten Schwingungsknoten geringerer Druck und an den Schwingungsknoten
selbst höherer Druck herrschen. Die Einwirkung dieser Erscheinung auf den Wirkungsgrad
der Maschine hängt ab von der Lage der Schwingungsknoten gegenüber den Einlaß- und
Auslaßschlitzen, und diese ist wieder für jede Maschine je nach Anordnung cler Rohrleitung
verschieden.
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Gemäß der Erfindung wird nun, falls sich hinter den Auspuffschlitzen
ein Unterdruck infolge der Schwingungen bildet und hierdurch Gemisch in die Auspuffleitung
gesaugt werden würde, dieser Unterdruck ausgeglichen durch entsprechende Verengung
des Rohrleitungsquerschnitts in der Nähe der Auspuffschlitze, und zwar wird der
höchste Grad der Verengung ungefähr erst zu dem Zeitpunkt hervorgerufen, wenn das
Gemisch die Auspuffschlitze erreicht, um eine Drosselung von Belang während des
Vorauspuffes und während des Spülluftaustrittes zu vermeiden.
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Die Anordnung eines Drosselorgans in der Auspuffleitung der Zweitaktgasmaschinen
ist an sich bekannt (Patent 215g47), und zwar verfolgt sie den Zweck, durch Erhöhung
des Gegendruckes in der Auspuffleitung die motorische Leistung im Bedarfsfalle zu
verstärken. Auch an eine periodische Steuerung dieses Drosselorgans ist bereits
gedacht worden, um für die Dauer der Spülung der Maschine die Erhöhung des Gegendruckes
zu beseitigen. Entsprechend dieser anderen Zweckbestimmung des Drosselorgans tritt
dasselbe nach anderen Gesichtspunkten und zu anderen Zeitpuükten in Wirksamkeit
wie beim Erfindungsgegenstande, und diese bekannten Maschinen leiden naturgemäß
in gleicher 'Weise wie alle anderen bekannten Zweitaktmaschinen an dem Übelstande,
der durch die Erfindung behoben wird.
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Nach dem Verfahren der Erfindung wird durch Analyse der auspuffenden
Gase der Grad der erforderlichen Drosselung festgestellt. Die Drosselung ist so
lange zu erhöhen, als noch Kohlenoxyd in den Auspuffgasen auftritt.
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Auch im Gaskanal und im Luftkanal können die Schwingungen insofern
störend auftreten, als in dem Zeitpunkte, in welchem die Gemischsäule die Auspuffschlitze
erreicht, Gas in die Luftleitung übertreten kann. Dieser Gasverlust kann gemäß Erfindung
verhütet werden durch Drosselung des Gasstromes in der Nähe der Einlaßschlitze in
dem Augenblicke,
in welchem die Gemischsäule bis zu den Auslaßschlitzen
sich vorgeschoben hat.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch eine nach dem Verfahren der Erfindung
arbeitende Maschine, während Fig. -- die verschiedenen Phasen des Maschinenganges
veranschaulicht.
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In Fig. z bezeichnet a den den Einlaß und b den den Auspuff steuernden
Kolben. Die Kolben sind in den äußeren Totpunkten dargestellt. c ist der Lufteinlaßkanal,
d der Gaseinlaßkanal, e der Auspuffkanal, ferner ist f das Drosselorgan für die
Gasleitung, g das entsprechende Organ für die Abgasleitung, la sind die Ladeschlitze
und i die Auspuffschlitze.
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Beide von der Steuerwelle bewegten Drosselorgane f, g ergänzen sich
in ihrer Wirkung und 'führen eine möglichst verlustlose Ladeweise herbei.
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Das Diagramm (Fig. 2) stellt die Winkel der mit dem Einlaß- und Auslaßkolben
verbundenen Kurbeln für die Phasen der Lade- und Auspuffperiode dar. Während des
Winkels v. derAuslaßkurbelerfolgt derVorauspuff,während des Winkels ß der Einlaßkurbel
strömt Spülluft und Gemisch ein. Nimmt man an, daß während des Winkels y sich die
Spülung vollzieht, dann muß bei der Kurbelstellung = (Grenze zwischen Winkelgebieten
y und d) die Spülluft ausgetreten sein, und das Gemisch erreicht die Auspuffschlitze.
Nun ist Bedingung, daß in diesem Augenblick an den Schlitzen ein derartiger Überdruck
durch das Drosselorgan g hergestellt ist, daß kein Gemisch entweichen kann, auch
muß dieser Drosselzustand während des Winkels ö andauern. Da die zur Verfügung stehende
Zeit für den Ladevorgang zumeist klein ist, so muß naturgemäß die Bewegung des oder
der Drosselorgane schon früher, also während des Winkels y, beginnen, wenn bei Kurbelstellung
i die beabsichtigte Wirkung erzielt werden soll.
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Da das Drosselorgan g von der Steuerwelle bewegt wird, so ist es möglich,
die Bewegung so einzurichten, daß während des Vorauspuffes und während des Austrittes
der Spülluft keine oder nur geringe Drosselung stattfindet und der notwendige Gegendruck
durch Drosselung erst dann entsteht, wenn die Gemischsäule die Auspuffschlitze erreicht.
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Durch Veränderung des Voreilwinkels des auf der Steuerwelle sitzenden
Exzenters (unrunde Scheibe), welches das Drosselorgan g steuert, ist es möglich,
die Gegenspannung im Zylinder höher zu treiben als der Ladevorgang erfordert und
dadurch das Ladegewicht zu erhöhen. Diese Veränderung kann auch während des Ganges
der Maschine erfolgen. Auf diese Weise wird dieselbe Wirkung erzielt wie bei einem
bekannten Verfahren, aber ohne Druckerhöhung während des Auspuffes.
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In Sonderfällen, z. B. wenn Zweitaktgasmaschinen anstatt Einlaßschlitze
Einlaßventile erhalten, kann auch die Anwendung des Drosselorgans im Auspuff genügen.
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Die Erfindung kann in gleicher Weise für einfach und doppelt wirkende
Zweitaktgasmaschinen mit gleichsinnig sich bewegenden Kolben angewendet werden.