DE354939C

DE354939C - Device for utilizing the exhaust energy in piston engines

Info

Publication number: DE354939C
Application number: DEST30007D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1916-06-11
Filing date: 1916-06-11
Publication date: 1922-02-16

Description

Einrichtung zur Nutzbarmachung der Auspuffenergie bei Kolbenkraftmaschinen. Bei Kolbenkraftmaschinen hat man, um die in dem aaspuffenden Gas oder Dampf noch enthaltene restliche Pressungsenergie nutzbar zu machen, versucht, einerseits durch besonders lange Ausgestaltung des Auslaßrohres und anderseits durch Anbringung von Expansionsdüsen im Auslaßrohre eine Expansion des Dampfes oder Gases herbeizuführen und dadurch einen wirksamen. Dampfstrom oder Gasstrom zu erzeugen, der im Zylinder eine Nachsaugwirkung ergeben soll. Ein Erfolg war jedoch nicht erreichbar.Device for utilizing the exhaust energy in piston engines. In reciprocating engines, one has to do with the gas or steam in the gas or steam To make the remaining compression energy usable, tries on the one hand by particularly long design of the outlet pipe and on the other hand by attaching Expansion nozzles in the outlet pipes to bring about an expansion of the steam or gas and thereby an effective one. Generate steam flow or gas flow in the cylinder should result in a suction effect. However, success was not achievable.

Gemäß der Erfindung sind zur Nutzbarmachung der Auspuffenergie bei Kolbenkraftmaschinen unmittelbar am Zylinder eine oder mehrere Auspuffdüsen vorgesehen, die in ihrem Gesamtquerschnitt und ihrem Erweiterungsverhältnis so ausgebildet sind, daß sie eine regelrechte Expansion von einem mittleren Auslaßdruck auf das rechnerisch erreichbare Vakuum ergeben, indem diese Düsen unmittelbar mit dem weitesten Düsenquerschnitt ohne scharfe Querschnittsänderungen oder Ecken in eine Auslaßleitung übergehen. Die Errechnung des Vakuums kann beispielsweise durch Ausplanimetrieren des Auspuffzipfels im Arheitsdiagramm erfolgen, indem dessen Fläche nach Abzug der Verluste die durch das Vakuum sich ergebende Gewinnfläche decken muß. Hierdurch ist eine hochwertig vollkommene Expansion erreicht, und durch die völlige Eckenfreiheit der Auslaßwege wird die durch die Expansion erzeugte hohe Dampfgeschwindigkeit oder Gasgeschwindigkeit vollwertig aufrechterhalten und zur Erzeugung kräftiger Nachsaugwirkung im Zylinder nutzbar gemacht.According to the invention are to harness the exhaust energy Piston engines are provided with one or more exhaust nozzles directly on the cylinder, which are designed in terms of their overall cross-section and their expansion ratio, that they a proper expansion from a mean outlet pressure on the mathematically achievable vacuum by placing these nozzles directly with the widest nozzle cross-section without sharp changes in cross-section or corners in pass an outlet line. The vacuum can be calculated, for example, by Planimetrizing the exhaust tip in the arness diagram by adding its area after deduction of the losses cover the profit area resulting from the vacuum got to. This achieves a high quality, complete expansion, and through the complete freedom from corners of the outlet paths becomes the high one produced by the expansion Steam speed or gas speed fully maintained and for Generating a powerful suction effect in the cylinder made usable.

Gemäß der durch die weitgehende Expansion in den Auslaßrohren erzeugten tiefgehenden Saugspannung ergibt sich eine weitere wichtige Ausgestaltung der Erfindung, indem am Ende der Auslaßleitung oder Auslaßleitungen Diffusoren angeschlossen sind, d. h. Verdichtungsdüsen, die je nach dem zu überwindenden Druckgefälle eingeschnürt oder nur erweitert sind und eine regelrechte Verdichtung von dem Vakuum auf die Außenatmosphäre oder den Druck des sonstigen Auslaßbehälters, beispielsweise eines Heizsystems, Vorwärmers oder eines Kondensators ergeben. Hierdurch ist auch firn dieseln Punkte eine hochwertige Aufrechterhaltung der Auslaßenergie und entsprechend starke Saugwirkung auf den Zylinder erreicht.According to the generated by the extensive expansion in the outlet pipes deep suction tension results in a further important embodiment of the invention, by connecting diffusers at the end of the outlet line or outlet lines, d. H. Compression nozzles, which are constricted depending on the pressure gradient to be overcome or are just expanded and a real compression of the vacuum on the Outside atmosphere or the pressure of the other outlet container, for example one Heating system, preheater or condenser. This is also firn diesel points a high quality maintenance of the outlet energy and accordingly strong suction on the cylinder is achieved.

Eine weitere wichtige Einzelheit ergibt sich, indem die Auslaßleitungen mit Kühlvorrichtungen versehen sind. Dadurch kann besonders bei merklicher Länge dieser Leitungen und entsprechend großer Oberfläche geradezu ein Kondensator entbehrlich gemacht werden, da die schnelle Strömung des Dampfes den Wärmeaustausch begünstigt und ohnehin durch die Saugwirkung schon eire dem Kondensationsdiagramm ähnliches Diagramm sich ergibt.Another important detail is found in the outlet ducts are provided with cooling devices. This can be especially useful if the length is noticeable these lines and a correspondingly large surface area, a capacitor can be dispensed with because the rapid flow of steam favors heat exchange and in any case, due to the suction effect, something similar to the condensation diagram Diagram results.

Zur stetigen Anpassung der Auslaßquerschnitte an den Betriebszustand der Maschine, beispielsweise für größere oder kleinere Dampffüllung, ist eine Absperreinrichtung der einzelnen. Auslässe wichtig, damit ohne Störung der Expansionsverhältnisse doch der gesamte Auslaßquerschnitt jeweils auf die zur Innehaltung wirksamer Auslaßströmung erforderliche Größe eingeregelt werden kann. Diese Absperrung der einzelnen Auslässe wirrl mit besonderem Vorteil selbsttätig oder jedenfalls in Verbindung mit der Füllungsregelung durch einen Handregler oder Fliehkraftregler bewirkt, so daß ohne weiteres immer der richtige Zusammenhang zwischen den auszulassenden Dampf- oder Gasmengen einerseits und den Auslaßzeiten und Auslaßquerschnitten anderseits gegeben ist. Mit Vorteil kann auch zur Regelung der Auslässe ein Regelungsglied vorgesehen sein, dessen Stellung von dem Druck des an einer bestimmten Stelle des Zy-Stelle des Z vlinders abzapfbaren Gases oder Dampfes abhängig ist, da auch hierdurch sich in einfacher Weise der richtige Zusammenhang ergibt.For constant adaptation of the outlet cross-sections to the operating condition the machine, for example for larger or smaller steam filling, is a shut-off device the individual. Outlets important, so without disturbing the expansion ratios the entire outlet cross-section in each case to the outlet flow that is effective for pausing required size can be adjusted. This shut-off of the individual outlets wirrl with particular advantage automatically or at least in connection with the filling control caused by a hand controller or centrifugal governor, so that always without further ado the correct relationship between the amount of steam or gas to be discharged on the one hand and the outlet times and outlet cross-sections is given on the other hand. With advantage a regulating element can also be provided for regulating the outlets, its position from the pressure of the vlinder that can be tapped at a certain point in the Zy point of the Z. Gas or vapor is dependent, since this also makes the right one in a simple manner Correlation results.

Bei Maschinen, bei denen die Auslässe die geeignetste Form von Schlitzauslässen aufweisen, d@e vom Arbeitskolben gesteuert sind, ergibt sich eine unter Umständen wichtige weitere Ausgestaltung durch Anbringung weiterer Auslaßglieder in größerer Entfernung von den Schlitzauslässen am Zylinder derart, daß diese Auslässe mit den Ausströmleitungen der Schlitzauslässe verbunden sind. Hierdurch ist dann die Möglichkeit gegeben, die im Auslaßrohr herrschende Saugspannung während einer verlängerten Zeit auf den Zylinderinhalt einwirken zu lassen und dadurch einen Zuwachs an Diagrammfläche zu erreichen.For machines where the outlets are the most suitable form of slot outlets have that are controlled by the working piston, there may be a important further refinement by attaching further outlet members in a larger one Distance from the slot outlets on the cylinder so that these outlets with the Outflow lines of the slot outlets are connected. This then gives you the opportunity given, the suction tension prevailing in the outlet pipe for a prolonged period of time to act on the cylinder content and thereby an increase in diagram area to reach.

Für Viertaktverbrennungskraftinaschinen ergibt sich endlich eine wertvolle Einzelausgestaltung, indem die Auslaßrohre mehrerer mit gegeneinander versetzten Auspuffzeiten arbeitenden Zvlinder oder Maschinen derart zusammengeschlossen sind, daß der Auspuff der einen Maschine immer während der Auslaßeröffnung im Ansauge- und Verdichtungshub der anderen Maschine das Vakuum zerstört oder es für diesen anderen Zylinder unwirksam macht. Dadurch ist ohne die Notwendigkeit, an den Auslässen besondere gesteuerte Absperrglieder vorzusehen, doch während dieser Zeiten das Absaugen von frisch eingeführtem Ladungsgemisch in den Auslaß verhütet.For four-stroke internal combustion engines, there is finally a valuable one Individual design by staggering several outlet pipes with one another Exhaust times operating cylinders or machines are linked in such a way that that the exhaust of one machine is always during the exhaust opening in the intake and compression stroke of the other machine destroys the vacuum or it for this one makes the other cylinder ineffective. This means there is no need to go to the outlets special controlled shut-off devices have to be provided, but suction during these times prevented from freshly introduced mixed cargo into the outlet.

Die Zeichnung erläutert die neue Einrichtung in vereinfachter Darstellung, und zwar ist Abb. 1 ein Schnitt eines Dampfmaschinenzylinders mit Auspuffleitung, Abb. 2 und 3 Querschnitt und Längsschnitt des Dampfmaschinenzylinders mit eingebauter Regelvorrichtung in der Auspuffleitung, Abb. .I ein Längsschnitt des Dampfzylinders i ill *t sel bsttätigern Hilfsauslaß, Abh. 5 eine Reihe von Dampfdiagrammen, die nach dem neuen Verfahren zu erreichen sind, Abb. 6 ein Viertaktverbrennungsniaschinendiagrainni nach .dein neuen Verfahren, Abb. 7 ein ähnliches Viertaktmaschin.endiagramm nach dein neuen Verfahren, Abb. 8 ein Zweitaktverbrennunbsmaschinendiagramm nach dem neuen: Verfahren.The drawing explains the new facility in a simplified representation, namely Fig. 1 is a section of a steam engine cylinder with exhaust pipe, Fig. 2 and 3 Cross-section and longitudinal section of the steam engine cylinder with built-in Control device in the exhaust line, Fig. I a longitudinal section of the steam cylinder i ill * t self-actuating auxiliary outlet, Dep. 5 a series of steam diagrams that can be achieved according to the new process, Fig. 6 a four-stroke combustion machine diagram according to your new process, Fig. 7 shows a similar four-stroke machine diagram according to dein new method, Fig. 8 a two-stroke combustion engine diagram according to the new: procedure.

Bei nach dem neuen Verfahren ar' eitenden Dampfmaschinen besitzt der Dampfzylinder 1 (Abb. 1) einen langen, für Schlitzsteuerung geeigneten Arbeitskolben 2, und in seiner Mitte münden Auslaßöffnungen 3, die vom Arbeitskolben 2 kurz vor Hubende freigelegt werden und das Treibmittel nach Abgabe seiner Kraft entweichen lassen.For those working according to the new process Steam engines the steam cylinder 1 (Fig. 1) has a long one suitable for slot control Working piston 2, and outlet openings 3 open from the working piston in its center 2 are exposed shortly before the end of the stroke and the propellant after releasing its power let escape.

Die Auslässe 3 sind im inneren Teile als abgerundete Düseneinläufe ausgebildet, und auch die Kolbenkanten sind abgerundet, so daß ein möglichst vollkommener Zulauf zur Düse entsteht. Die Auslässe 3 setzen sich nach außen weiter in erweiterten Düsen 4 fort, in denen die weitere Expansion des ausströmenden Treibmittels vor sich geht, soweit das kritische Druckgefälle überschritten ist, das für eine bloße urierweiterte Düse zulässig ist. An die Düsen 4 sind Rohre 5 angeschlossen, die ohne scharfe Biegungen einzeln oder zu einem Bündel vereinigt im Keller des Maschinenhauses oder außen an ihm entlang oder zu seinem Dache hinaufgeführt sind. Diese Rohre 5 besitzen j e nach der Drehzahl der Maschine und nach der Zahl der an ein Rohr angeschlossenen Zylinder eine solche Länge, daß in jedem Augenblicke eine genügende Anzahl von Gas- oder Dampfwellen, die durch jedes einzelne Auspuffen entstehen, in ihnen vorhanden sind; durch diese Gas- oder Dampfschichten wird der Inhalt des Rohres ständig in ausströmender Bewegung erhalten und das Rückwärtsströmen und Eindringen von Luft oder Gegendampf verhütet.The outlets 3 are in the inner parts as rounded nozzle inlets formed, and the piston edges are rounded, so that a perfect as possible The inlet to the nozzle is created. The outlets 3 continue to expand to the outside Nozzles 4 continued, in which the further expansion of the outflowing propellant before If the critical pressure gradient has been exceeded, that goes for a mere uri-extended nozzle is permissible. Pipes 5 are connected to the nozzles 4, which Without sharp bends individually or combined in a bundle in the basement of the machine house or are led along the outside of it or up to its roof. These tubes 5 have depending on the speed of the machine and on the number of connected to a pipe Cylinder of such a length that at every moment a sufficient number of gas or steam waves, created by every single exhaust, present in them are; through these gas or vapor layers, the contents of the pipe are constantly in outflowing movement and the backward flow and penetration of air or prevent counter steam.

Am Ende jedes Rohres 5 ist in Form einer Erweiterung ein Diffusor 6 angebracht, in dem sich die Geschwindigkeit des ausströmenden Treibmittels vermindert und sein Druck auf den Außendruck erhöht.At the end of each tube 5 there is a diffuser in the form of an extension 6 attached, in which the speed of the propellant flowing out is reduced and its pressure on the external pressure increases.

Bei der Anwendung auf Dampfmaschinen und Lagerung der Rohre 5 in kalten Räumen tritt unter Umständen in diesen Rohren schon eine völlige Kondensation des Dampfes ein, und als Absperrungseinrichtung kann ein einfaches, zur Wasserableitung dienendes Rückschlagventil dienen, gegebenenfalls auch eine Maßluftpumpe von der für Kondensationen üblichen Art.When used on steam engines and when storing the tubes 5 in cold Under certain circumstances, a complete condensation of the spaces occurs in these pipes Steam, and as a shut-off device can be a simple, for water drainage Serving non-return valve serve, if necessary also a measure air pump from the usual for condensations.

Zur Erzielung hoher Wirkungsgrade in der Auspuffverwertung ist bei verschieden großen im Augenblick der Auslaßeröffnung herrschenden Treibmitteldrücken eine Einrichtung zum Anpassen des Auslaßquerschnitts (Abb. 2 und 3) empfehlenswert. Diese Vorrichtung besteht z. B. darin, daß zwischen den Einläufen 3 und den erweiterten Teilen 4 der Auslaßdüsen Schieber 7 eingebaut sind, die in einer ihrer zwei Stellungen die einzelne Düse ganz schließen oder ganz öffnen. Jeder dieser Schieber 7 steht mit einem Dampfkolben, 8 in Verbindung, und jeder dieser Kolben 8 läuft in einem Steuerzylinder g, dem sein Treibmittel durch eia Ruhr 1o von einem Hilfsbehälter 11 zugeführt wird. Dieser Hilfsbehälter 1 1 wird durch ein in, den Dampfzylinder 1 inder Nähe der Auspufföffnungen 3 mündendes Rückschlagventil 12 mit Treumittel von etwa Expansionsendspannun,g gespeist. Dieser Druck wirkt auf den Steuerkolben 8 und öffnet bei bestimmter Höhe gegen die Belastungsfeder 13 die entsprechende Düse 3, 4. Derartige Einrichtungen sind an mehreren Düsen angebracht, und ihre Federn 13 sind derart verschieden bemessen, daß nacheinander mit zunehmender Füllung und demgemäß zunehmendem Drucke im Hilfsbehälter 1 1 immer mehr Düsen 3, 4 geöffnet werden. Dadurch wird der größeren Dampfmenge ein größerer Auslaßquerschnitt geboten, und demgemäß bleiben die Verhältnisse in den Auslaßrohren 5 stets angenähert so, daß sich die Ausschiebewirkung möglichst in der in den einzelnen Diagrammen dargestellten Art ergibt.In order to achieve high levels of efficiency in exhaust recovery, propellant pressures of different magnitudes prevailing at the moment of the outlet opening a device for adapting the outlet cross-section (Fig. 2 and 3) is recommended. This device consists, for. B. is that between the inlets 3 and the extended Parts 4 of the outlet nozzle slide 7 are installed, which are in one of their two positions close or open the individual nozzle completely. Each of these slide 7 is with a steam piston, 8 in connection, and each of these pistons 8 runs in one Control cylinder g, which its propellant through eia Ruhr 1o from an auxiliary container 11 is fed. This auxiliary container 1 1 is through an in, the steam cylinder 1 in the vicinity of the exhaust openings 3 opening check valve 12 with foaming agent fed by approximately the final expansion voltage, g. This pressure acts on the control piston 8 and opens at a certain height against the loading spring 13, the corresponding Nozzle 3, 4. Such devices are attached to several nozzles, and their springs 13 are so differently dimensioned that one after the other with increasing filling and accordingly increasing pressure in the auxiliary container 1 1 more and more nozzles 3, 4 open will. This gives the larger amount of steam a larger outlet cross-section, and accordingly the conditions in the outlet pipes 5 always approximate so that the pushing-out effect is as much as possible in that shown in the individual diagrams Kind results.

Statt der Regelung der Auslässe durch die Steuerkolben 8 und den Hilfsbehälter 1 1 kann. auch eine Beeinflussung von dem üblichen Fl@ehkraftregler vorgesehen sein und bei Maschinen mit von Hand veränderlicher Füllung eine Verbindung mit dieser Handregelung. Dieser letzte Fall tritt insbesondere bei Lokomotiven und Schiffsmaschinen ein, und bei diesen werden die einzelnen Düsenabschlüsse zweckmäßig an die Schwingwelle angeschaltet, die die Vermittlung zwischen dem Steuerhe@el und den zur Füllungsänderung dienenden Kulissen oder sonstigen Einrichtungen der Zylinder bildet.Instead of regulating the outlets by the control piston 8 and the auxiliary container 1 1 can. an influence from the usual centrifugal force regulator can also be provided and for machines with filling that can be changed by hand, a connection to this Manual control. This last case occurs particularly with locomotives and marine engines one, and with these the individual nozzle closures are expediently attached to the oscillating shaft switched on, the mediation between the Steuerhe @ el and the filling change serving scenes or other facilities of the cylinder forms.

Eine weitere Hilfseinrichtung (Abb. 4.), die insbesondere auch für Zweitakt- und Viertaktverbrennungsmaschinen wertvoll ist, besteht in der Anordnung eines Hilfsauslaßventils 14. nahe jedem Zylinderende. Dieser Hilfsauslaß 14. ist so an der vom Arbeitskolben 2 durchlaufenen Zylinderlaufbahn anges.chloss.eit, daß nach seinem, Abdecken. durch deru Arbeitskolben gerade die gewünschte Verdichtung des Treibmittels im schädlichen Raume stattfindet. Dieses Auslaßventil 1.1 trägt einen Steuerkolben 15, und dessen Steuerzylinder 16 steht durch ein Rohr 17 mit dem Boden des Arbeitszylinder s i in. '\'erbirndting ;eine Feder j8 drückt den Kolben, 15 in seine EnIlage, hei der er den Hilfsauslaß 1.4 geöffnet erhält. Während der nach dem, Vorbeilaufen des Arbeitskoll`ens 2 am Ventil 14. erfolgenden Verdichtung wird durch den Verdichtungsdruck, der sich durch: das Verbindungsrohr 17 in den Steuerzylinder 16 fortpflanzt, das Ventil 1.4_ geschlossen, und es wird weiterhin durch den Druck des Treibmittels während der Füllungs-und Expansionszeit geschlossen gehalten, bis der Arbeitskolben 2 .die Auslässe 3 freilegt und der dadurch verminderte Treibmitteldruck von der Belastungsfeder 18 des Kolbens 15 überwunden wird, so daß das Ventil 14 sich öffnet; dann bleibt es während der ganzen A usschiebezeit offen.Another auxiliary device (Fig. 4.), which is also particularly useful for What is valuable in two-stroke and four-stroke internal combustion engines is the layout an auxiliary exhaust valve 14. near each cylinder end. This auxiliary outlet 14th is so connected to the cylinder running path traversed by the working piston 2 that after his, covering. the desired compression is achieved through the working piston of the propellant takes place in the harmful space. This exhaust valve 1.1 carries a control piston 15, and its control cylinder 16 is through a pipe 17 with the bottom of the working cylinder s i in. '\' erbirndting; a spring j8 pushes the piston, 15 in its EnIlage, called he receives the auxiliary outlet 1.4 open. During the after the working barrel 2 has passed the valve 14, compression takes place is by the compression pressure, which is through: the connecting pipe 17 in the Control cylinder 16 propagates, the valve 1.4_ closed, and it will continue closed by the pressure of the propellant during the filling and expansion time held until the working piston 2. The outlets 3 are exposed and the resulting reduced Propellant pressure overcome by the loading spring 18 of the piston 15 so that the valve 14 opens; then it remains during the entire postponement period open minded.

Der Ausströmraum des Ventils 14 ist durch einen Verbindungsraum z9 an einen die Auslaßdüsen 3, 4. umgebenden Ejektorraum angeschlossen, und in diesen Raum münden die Düsen 3, 4 mit scharfen, zur Ejektorwirkung brauchbaren Kanten 21 und die Einlaßrohre 5 mit in einigem Abstand .gegenüberstehenden Kanten 22. Beim Freilegen der Auslässe 3 durch den Arbeitskolben 2 reißt infolgedessen das durch die Düsen 3, 4 abströmende Treibmittel durch das gleichzeitig sich öffnende Hilfsventil 14 weitere Treibmfttelreste aus dem Arbeitszylinder 1 in das Auslaßrohr 5 mit, so daß der Gegendruck im Arbeitszylinder in weitgehendem Maße erniedrigt wird, und zwar dauert dieses Absaugen durch die im Auslaßrohre 5 noch in Bewegung befindliche Treibmittelmenge noch während des ganzen Ausschiebehubes bis zum V erdichtungsbeginne weiter fort.The outflow space of the valve 14 is through a connecting space z9 connected to an ejector space surrounding the outlet nozzles 3, 4, and in these The nozzles 3, 4 open into space with sharp edges 21 which can be used for the ejector effect and the inlet pipes 5 with at some distance. opposite edges 22. When Exposing the outlets 3 through the working piston 2 consequently tears through propellant flowing out of the nozzles 3, 4 through the auxiliary valve which opens at the same time 14 more propellant residues from the working cylinder 1 into the outlet pipe 5, see above that the back pressure in the working cylinder is largely reduced, and although this suction lasts through the still in motion in the outlet pipe 5 Amount of propellant during the entire discharge stroke up to the start of compaction further on.

Die Diagramme (Abb. 5) veranschaulichen, wie bei verschiedenen Füllungen in einem gegebenen Zylinder die Expansionslinien verlaufen und welche Teile der Diagrammfläche durch gewöhnliche Dampfmaschinen unausgenutzt bleiben; diese verlorengehenden Flächen F1, die für Maschinen mit atmosphärischem Auspuff zwischen der Expansionslinie und der atmosphärischen Linie, Punkte A und B, liegen, werden durch die neue Auslaßanordnung ausgenutzt, indem die Druckenergie der ihnen entsprechenden Gas-oder Dampfmenge in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt, zum Erzeugen eines Unterdruckes, bis Punkt C, im Zylinder benutzt und dann durch Diffusordüsen zum Hinausschaffen der Gase oder Dämpfe an die Außenluft benutzt wird. Die durch den entstehenden Unterdruck gewonnenen Diagrammflächen (doppelt gestrichelt) sind bei den ersten Diagrammen zu 7o Prozent der ausgenutzten Flächen F1 angegeben und bei den für höhere Füllungen geltenden Diagrammen wegen der dort vorhandenen größeren Stoßverluste zu je 5o Prozent.The diagrams (Fig. 5) illustrate how with different fillings in a given cylinder the expansion lines and which parts of the Diagram area remains unused by ordinary steam engines; these lost Areas F1 for machines with atmospheric exhaust between the expansion line and the atmospheric line, points A and B, are through the new outlet arrangement exploited by the pressure energy of the gas or steam corresponding to them converted into speed energy, to generate a negative pressure, up to the point C, used in the cylinder and then through diffuser nozzles to evacuate the gases or vapors are used in the outside air. The result of the negative pressure obtained diagram areas (double dashed) are in the first diagrams 7o percent of the used areas F1 are given and for higher panels applicable diagrams because of the larger shock losses present there, each at 5o percent.

Bei der Anwendung des neuen Verfahrens auf Verbrennungsmaschinen ergibt sich zunächst für Viertaktmaschinen bei passender Ausbildung der gesamten Auslaßanordnung die Mögliichkeit, während des Ausschiebehubes, der sonst mit einem geringen kraftverzehrenden Überdrucke arbeitet, mit einem arbeitleistenden Unterdruck zu arbeiten; hierdurch entsteht ein Diagramm nach Abb. 6 oder nach Abb. 7, und zwar entsteht das Diagramm nach Abb. 6, w@nn eine Maschine mit Hilfsauslaß gemäß Abb. 4 zur Verwendung kommt, während bei den Diagrammen nach Abb. 7 eine Maschine ohne Hilfsauslaß nach Abb. 1 zugrundeliegt, bei der sofort nach Schlitzschluß eine ansteigende Verdichtungslinie entsteht.When the new method is applied to internal combustion engines initially for four-stroke machines with a suitable design of the entire exhaust arrangement the possibility, during the extension stroke, of the otherwise low power-consuming Overpressure works to work with a work-performing negative pressure; through this creates a diagram according to Fig. 6 or according to Fig. 7, namely the diagram according to Fig. 6, if a machine with an auxiliary outlet according to Fig. 4 is used, while in the diagrams according to Fig. 7 a machine without an auxiliary outlet according to Fig. 1 is based on a rising compression line immediately after the slot has closed arises.

In beiden Fällen ist im Gegensatz zu allen normalen Maschinen die gesamte Diagrammfläcbe positive Arbeitsfläche.In both cases, in contrast to all normal machines, the entire diagram area positive working area.

Für die Schlitzauslässe und ebenso für die etwa vorhandenen Hilfsauslässe brauchen bei Dieselmaschinen keinerlei Abschlußeinrichtungen vorhanden zu sein, weil bei Dieselmaschinen stets nur Luft angesaugt wird und daher am Ende des Saughubes während der Schlitzeröffnung nur Luft zum Auslaß entweichen kann. Bei anderen Verbrennungsmaschinen,, wo Gemisch angesaugt wird, würde bei der gesamten Schlitzeröffnung Gemisch in den Auslaß gesaugt werden, und hiergegen erweisen sich zwei Hilfseinrichtungen als besonders vorteilhaft.For the slot outlets and also for any auxiliary outlets that may be present there is no need to have any locking devices in the case of diesel engines, because with diesel machines only air is sucked in and therefore at the end of the suction stroke during the slit opening only air can escape to the outlet. In other internal combustion engines, where mixture is sucked in, mixture would flow into the entire slot opening Outlet are sucked, and against this two auxiliary devices prove to be special advantageous.

Die eine Hilfseinrichtung besteht darin, daß eine für sämtliche Anlässe gemeinsame Absperreinrichtung vorhanden ist, die einerseits zur Auslaßregelung von Hand dienen kann und in weiterer Ausgestaltung durch Steuerung von der Maschine her :die Auslässe während ihrer Eröffnung -im . Ansauge- und Verdichtungshube absperrt. Diese Einrichtung I,#:ann ein. einz=ger, über sämtliche Auslässe sich erstreckender Schieber sein, sie kann aber auch unter Benutzung der vorhandenen; Abschlußglieder, beispielsweise nach Abb. 3 und 4, in einer Einrichtung zur Preßmittelzufuhr bestehen, die während der in Frage kommenden Zeiten die Kolben 8 -und 15 der Auslaßabschlüsse als Servomotoren benutzt, indem Preßmittel irgendwelcher Art zu ihren Zylindern zugeleitet wird.The one auxiliary device is that one for all occasions common shut-off device is present, on the one hand to regulate the outlet of Can be used by hand and, in a further embodiment, by controlling the machine ago: the outlets during their opening -im. Shuts off the suction and compression strokes. This establishment I, #: ann a. single, extending over all outlets Be slider, but it can also use the existing; Closing links, for example according to Fig. 3 and 4, exist in a device for the supply of pressing agent, the pistons 8 and 15 of the outlet closures during the times in question used as servomotors by adding pressing means of some kind to their cylinders is forwarded.

Bei diesen Einrichtungen ist es mit Vorteil möglich, ein und :denselben, Schieber bzw. ein und dies.elhe Servomotorsteuerung für beide Zylinderseiten eines doppeltwirkenden Zylinders gemeinsam anzuordnen und dadurch mit einer einzigen Anordnung die für beide Zylinderseiten gemeinsamen Schlitzauslässe sowie .die auf jeder Seite etwa vorhandenen Hilfsauslässe gemeinsam zu steuern,.With these facilities it is advantageously possible to use one and the same, Slide or a and dies.elhe servo motor control for both cylinder sides of one double-acting cylinder to be arranged together and thus with a single arrangement the slot outlets common to both cylinder sides and the one on each side jointly control any auxiliary outlets that may be present.

Die zweite Hilfseinrichtung besteht darin, ,daß an Stelle einer mechanischen Absperrung eine Vorrichtung vorgesehen ist, die während dier Zeit. unerwünschter Auslaßeröffnung die Saugwirkung zerstört, und zwar kann hierzu in besonders einfacher Weise bei Anordnung mehrerer Zyfinder oder mehrerer Maschinen eine :derartige Versetzung der Auspuffzeiten gegeneinander dienen, daß die miteinander in Verbindung stehenden Auslässe .gegenseitig gerade im rechten Augenblick die Saugwirkung zerstören.The second auxiliary device is that instead of a mechanical Shutting off a device is provided during the time. undesirable Outlet opening destroys the suction effect, and this can be done in a particularly simple manner When arranging several Zyfinders or several machines, make one: such an offset the exhaust times serve against each other that the interrelated Outlets on both sides destroy the suction effect at just the right moment.

Bei der Anwendung des neuen Verfahrens auf Zweitaktladeverfahren endlich ergibt sich durch passende Ausbilidung der Auslaßanordnung die Möglichkeit, den ganzen Auslaß-und Ladevorgang so durchzuführen, daß beim Schlitzabschluß der Zylinder mit etwa unter Atmosphärendruck stehender Ladung gefüllt ist, oder daß bei etwa später als die Schlitze schließendem Auslaßventil sogar ein gewisser Überdruck im Zylinder vorhanden ist. Im Diagramm der Abb. 8 ist dies veranschaulicht.When applying the new procedure on two-stroke charging process Finally, by suitably designing the outlet arrangement, there is the possibility of to carry out the entire discharge and loading process in such a way that when the slot is closed the The cylinder is filled with a charge which is approximately under atmospheric pressure, or that when the outlet valve closes later than the slots, there is even a certain overpressure is present in the cylinder. This is illustrated in the diagram in Fig. 8.

Dieses Zweitaktladeverfahren ermöglicht in seiner Vollkommenheit bei der Anwendung in Viertaktmaschinen an Stelle des sonst zum Ausschieben dienenden Hubes eine erstmalige Vorverdichtung des Gemisches, und dadurch wird eine besonders innige Mischung und Vergasung erreicht. -Zu besonders genauer Grundeinstellung des Auslaßquerschnittes ist bei Maschinen, die mit dem neuen Zweitaktladeverfahren arbeiten, an den Auslässen ein Abschlußglied vorzusehen, das ein etwa gleichmäßiges Drosseln sämtlicher Auslässe ermöglicht. Hierdurch ist ein erstmaliges genaues Anpassen der Maschinen an die im Einzelfalle vorliegenden Betriebsverhältnisse möglich, so daß dann die durch selbsttätige Regelung der Maschinen (etwa nach Abb.3) gegebene Auslaßregelung stets einen Höchstwirkungsgrad ergibt.This two-stroke charging process enables in its perfection at the use in four-stroke machines instead of the one otherwise used for pushing out Strokes a first-time pre-compression of the mixture, which makes it special intimate mixing and gasification achieved. -To a particularly precise basic setting of the The outlet cross-section is on machines that work with the new two-stroke charging process, to provide a terminating element at the outlets, which results in an approximately uniform throttling all outlets possible. This means that the Machines to the existing operating conditions in individual cases, so that then the outlet control given by the automatic control of the machines (for example according to Fig. 3) always results in maximum efficiency.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for utilizing exhaust energy in piston engines through nozzle-like design of the outlet, in particular a slot outlet, and possibly by forwarding the exhausting one Gas or steam in long equalizing pipes, characterized in that the outlet nozzle or nozzles (3, 4) in their overall cross-section and their expansion ratio for expansion from a mean exhaust pressure during exhaust time on what is mathematically achievable (for example by means of diagram planning according to Fig. 5) Vacuum are carried out and individual forwarding (5) to all nozzles directly with the widest nozzle cross-section without any sharp changes in cross-section or corners are connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that that at the end of the pipe or pipes (5) to compress the vacuum expanded vapor or gas to the back pressure of the exhaust tank (atmosphere, Condenser, preheater, heating system, sensor) connected to a diffuser (6) is used as a compression nozzle depending on the pressure gradient to be overcome and the existing mean steam speed only an enlargement or a narrowing with subsequent expansion.

3. Device according to claim 1 or 2, for steam engines, characterized in that the outlet pipes (5) for Achieving a condensation machine diagram are provided with cooling devices, so that the steam flowing violently in these smooth and corner-free tubes without With the help of a separate capacitor is deposited.

4. Establishment according to claim 1, 2 or 3, characterized in that individual outlets for themselves are lockable (Fig. 2 and 3).

5. Device according to claim 4, characterized characterized that the connection and disconnection of the individual A-iislasst with changing Output in a similar sense as the filling control, effected by a controller preferably together with the filling control (Fig. 3).

6. Establishment according to claim 4, characterized in that the connection and disconnection of the individual Outlets by a regulating element (8) is effected, the position of which depends on the .Druck the gas or steam that can be drawn off at a certain point in the cylinder is (Fig.3).

7. Device according to claim i, characterized in that in addition to the only outlets (3) controlled by the piston nor special outlet members (14) in the cylinder attached and: with the outflow lines of the slot outlets are connected to the purpose: to increase the "time for evacuation of the remaining vapors or gases. B. Device according to claim i for four-stroke internal combustion engines, characterized in that that several cylinders or several machines are offset against one another to match Exhaust times are grouped together so that the suction of mixture in the times during: the opening of the outlets in the: suction and compression jacks are prevented.