DE360856C - Viertakteinspritzverbrennungskraftmaschine mit Einblaseluftkompressor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

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AUSGEGEBEN AM7. OKTOBER 1922

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVi 360856 KLASSE 46 a GRUPPE 3

Aktien-Gesellschaft für Tiefbohrtechnik und Maschinenbau vorm. Trauzl& Co. in Wien.

Viertakteinspritzverbrennungskraftmaschine mit Einblaseluftkompressor.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Juni 1920 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage'vom 2. Juni 191 r die Priorität auf Grund der Anmeldung in Österreich vom 3.JuIi 1917 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf im Viertakt wirkende Verbrennungskraftmaschinen, welche mit Brennstoffeinbläsung arbeiten und mit zur Erzeugung von- Einblaseluft dienenden Kompressoren ausgestattet sind. Die Erfindung zielt darauf ab, den Arbeitszylindern solcher Viertaktmaschinen eine größere Ladung zuzuführen, als dem Ansaugvolumen der Arbeitszylinder entspricht. Die Erfindung besteht darin, daß der Einbliaseluftkompressor bei jedem Druckhiub abwechselnd einmal die für eine Verbrennung erforderliche

Einblaseluft und das andere Mal Ladeluft oder bei Ausbildung als Stufenkompressor mit der Kolbenstufe die Einblasel'uft und mit dem Kolbenboden Ladeluft fördert. Die Vorteile eines solchen Arbeitsverfahrens bestehen darin, daß es mit Zuhilfenahme des Einblaseluftkompressors durchgeführt wird, welcher an der Maschine bereits vorhanden ist, und daß es nicht erforderlich ist, besondere Hilfspumpen anzuordnen, welche die Maschine verteuern. Die Bewegungen des Kompressor- und Arheitszylinderkolbens können leicht so miteinander in Beziehung gebracht werden, daß sich beim Laden der Arbeitszylinder der günstigste Wirkungsgrad der Ladepumpe ergibt.

Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in drei beispielsweisen Ausführüingsformen, und zwar stellt Abb. 1 eine ao Einzylindermaschine mit einstufigem Kompressor dar, welcher nur einen Teil der Ladeluftmenge für die Arbeitszylinder liefert, Abb. 2 eine Zweizylindermaschine mit in der Mitte zwischen den Arböitszylindern liegen^a5 dem Stufenkompressor, welcher die gesamte Ladektftmenge für die Arbeitszylinder liefert, wobei dessen Ladehübe durch die Saugventile der Maschine gesteuert werden, und Abb. 3 eine Zweizylindermaschine mit am Maschinenende angeordnetem Stufenkompressor, welcher beim Aufwärtshub einen Teil der Ladeluft •und beim Abwärtshub die Einblaseluft fördert.

Tn Abb. ι bezeichnet 1 das Kurbelgehäuse, 2 den Arbeitszylinder und 3 den Kompressorzylinder. Der Kompressor erzeugt bei jedem Druckhub abwechselnd einmal die für eine Verbrennung erforderliche Einblaseluft und das andere Mal einen Teil der für ein Arbeitsspiel notwendigen Ladeluft. Er erhält seinen Antrieb durch Schwinghebel 4 und Gelenkstange 5; 6 ist das Ansaugventil des Kompressors. Die Druckluft wird über ein Druckventil durch eine besondere Leitung fin der Abbildung nicht gezeichnet) zur Einspritzstelle und über ein zweites Druckventil 7 in die Ladeluftleitung befördert, welche gegen den Zylinder durch ein Ventil 8 abgeschlossen ist.

Der die Einblaseluft erzeugende Druckhub des Kompressors fällt zeitlich mit dem Verdichtungshub und der die Ladeluft erzeugende Druckhub mit dem Auspiuffhub der Maschine zusammen. Der dem Ansaugvolumen· des Arbeitszylinders entsprechende Teil der Ladeluft wird während der Ansaugperiode vom Arbeitskolben gesaugt.

Die vom Kompressor erzeugte Ladeluft

wird zunächst in die Rohrleitung zwischen den Ventilen 7 und 8 übergeschoben, welche wie ein Ausgleichsbehälter wirkt; Bei Be-

■ ginn des Verdichtungshubes im Arbeitszylinder strömt die Luft bei geöffnetem Ventil 8 in den Arbeitszylinder über. Der Überschie-

■ bungsbeginn der Ladeluft in die als Zwischenbehälter wirkende Rohrleitung ist abhängig voh der Spannung des in der Rohrleitung von

: der vorhergehenden Überführung zurückgej bliebenen Ladeluft. Der Fassungsraum der ! Rohrleitung wird zweckmäßig so groß ge- ^: wählt, daß während der Überschiebung im Behälter keine schädlichen Spannungsschwan- : kungen entstehen. Der nach der Überführung im Behälter verbleibende Überdruck soll praktisch nicht größer als ungefähr 0,5 Atm. sein. Es ist dann auch die höchste Spannung im Kompressorzylinder während des Ladedr.uckhubes nicht wesentlich höher als ungefähr 0,5 Atm. Bei dem auf den Ladeluftdruckhub folgenden Einblaselbftdruckhub wird, da die zweite Verbindungsleitung mit dem Arbeitszylinder einen nur geringen Inhalt hat und der schädliche Raum klein ist, die Verdichtungssp'annung des Kompressors naturgemäß höher als die Verdichtungsend'spannung im Arbeitszylinder. Die Überschiebung des Einblaeemittel's beginnt, wenn dias Einblasemittel den höchsten Druck hat.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Zweizylindermaschine ist der Kompressor 1 in der Mitte zwischen den beiden Arbeitszyliridern 2 und 3 angeordnet. Die Arbeitskurbeln 4 und 5 sii'nd gleichgerichtet, während die Kompressorkurbel 6 um i8o° gegen die Arbeitskurbeln versetzt ist. Der Kompressorkolben ist stufenförmig ausgebildet und erzeugt durch die größere Bodenfläche 7 die gesamte Ladeluft und durch die kleinere Stufenfläche 8 die Einblaseluft. Die Ladeluft wird abwechselnd bei einem Druckbub des Kornpressors in den Zylinder 2 und bei einem zweiten Druckhub in den Zylinder 3 übergeführt. Die Überschiebung beginnt in der unteren Totlage des Kompressorkolbens und in der oberen Totlage des Arbeitskolbens und i°5 ist in der oberen Totlage des Kompressorkolbens beendigt. Bei Beginn der Überschiebung herrscht im Kompressorzylinder atmosphärischer Druck und am Ende der Überschiebung eine dem größeren Hubvolumen des Kompressors entsprechender höherer Druck. Da je ein Saughub der Arbeitszylinder mit einem Druckhub des Kompressors zusammenfällt, können die Säugventile 9 und 10 der Maschine gleichzeitig zum' Steuern der Überströmung verwendet werden. Die Ladeluft wird während der Ansamgperiode direkt in die Arbeitszylinder übergeschoben und befindet sich am Ende der Saughübe unter Überdruck. Dieser Druck ist um so

höher, je größer das Verhältnis des Kompressorhubvolumens zum Ansaugvolumen der Arbeitszylinder gewählt wird.

Das Hubvolumen der Kompressorstufe 7. welche die Ladehift erzeugt, ist so zu bestimmen, daß das Gewicht der Ladeluft gröiier wird als das Gewicht der dem Ansaugvolumen eines Arbeitszylinders entsprechenden Luft. Die die zwei Verdichtungsstufen darstellenden Purnpenräumc können miteinander derart verbunden werden, daß die Ladeluftdruckstufe gleichzeitig den Niederdruckzylinder der Einblasedruckluftstufe bildet. Hierfür ist nur die Einschaltung eines Zwischenbehälters erforderlich, welcher gegen die Niederdruckstufe und gegen die Hochdruckstufe durch Ventile o. dgl. absperrbar ist, wobei das gegen die Niederdruckstufe abschließende Ventil beim Druckhub des Kolbens 7 geöffnet und

ao dadurch der Behälter mit Ladeluft gefüllt wird, während das gegen die Hochdruckstufe abschließende Ventil beim Saughub der Stufe 8 öffnet, wodurch die Hochdruckstufe die Ladeluft aus dem Zwischenbehälter anas saugt. Wenn in die Verbindungsleitung zwischen beiden Drockstufen ein entsprechendes Abschlußorgan eingeschaltet wird, so ist es im Bedarfsfalle möglich, durch eine geeignete Verstellung dieses Orgames die Verbundwir- hung außer Tätigkeit zu setzen und jede der beiden Stufen für sich allein wirken zu lassen. Der Ladeluftdrtick wird dann größer und der Einblasehtftdruck kleiner.

Bei der in Abb. 3 veranschaulichten Zweizylindermaschine mit den Arbeitszylindern 1 und 2 und dem Stufenkompressor 3 wird durch die Bodenfläche des Kolbens ein Teil der Ladeluft tmd diurch dessen Stufenfläche das Einbläse'diruckmittel' erzeugt. Bei je zwei aufeinanderfolgenden Druckhüben tritt die Ladeluft einmal fin den Arbeitszylinder 1 und das andere Mal in den Arbeitszylinder 2 über. Der Übertritt erfolgt; nach dem Schließen des Ansaugventil'es jenes Arbeitszylinders, welcher nach dem Ansaugen geladen wird. Die vom Kompressor gelieferte Ladeluft wird im Pumpenraium 4 erzeugt und durch Ventil 5 in die Überströmleitung 6 geschoben. Der Übertritt der Ladleluft in die beiden Arbeitszylinder erfolgt durch Ventile 7 oder 8. Durch an der Pumpe angebrachte Ventile 9 und 11 und durch eine zwischen diesen Ventilen angeordnete, durch einen Dreiweghalm 12 steuerbare Rohrleitung 10 wird die Ladeluftstufe der Pumpe der Einblaseluftstufe der Pumpe als Niederdruckstufe vorgeschaltet, wenn der Dreiweghalm die gezeichnete Lage einnimmt. Wird aber der Dreiweghalm 12 aus der gezeichneten Stellung um 0O° im Sinne des Uhrzeigers verdreht und das Ventil 9 offen gehalten, so wird die Ladeluft durch Rohrstutzen 13 ein- und' ausgeschoben, und es wird keine Ladeluft gefördert. Bei einer Verdrehung des Dreiweghahnes 13 aus der gezeichneten Stellung um 90⁰ im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers wird die Einblaseluft direkt in den Ringraum aus dem Freien angesaugt. Die Einblaseluftpumpe arbeitet dann mit einer einzigen Kolbenstufe, welche in der Regel genügt.

Die Überschiebung der erzeugten Einhlaseluft vom Kompressor in die Arbeitszylinder erfolgt durch eine Rohrleitung I4· Letztere ist bei der in Abb. 3 veranschaulichten Ausführung mit der Überströmleitung 6 für die vom Kompressor erzeugte Ladeluft verbunden, und die Ventile 7 und 8 dienen nicht mir als Ladelufteinlaßorgane, sondern auch als Brennstoffeinlaßorgane.

Um den erforderlichen Einblasedruck zu erreichen, soll die Überschiebung· der Ladeluft unter hohem Druck, also am Ende des Verdichtungshubes, erfolgen, was durch entsprechende K'urbelversetzung- erzielt werden kann. Es wird dann die Leitung 6 nach der Überschiebungsperiode mit hochgespannter Ladeluft gefüllt sein, so daß bei der folgenden Überschiebung der von der Kolbenstufe erzeugten Einblaseluft ein genügend großer Einblasedruck erreicht wird.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Viertafcteinsprdtzverbrennungskraftmaschine mit Einblasekrftkompressor, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor entweder bei jedem Druckhub abwechselnd einmal die für eine Verbrennung erforderliche Einblasel'uift und das andere Mal Ladeluft (Abb. r) oder bei Ausbildung ate Stufenkompressor mit der Kolbenstufe die Einblaseluft für eine Verbrennung und mit dem Kolbenboden Ladeluft fördert (Abb. 2 und 3).

2. Einspritzverbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Arbeitszylinder angeordnete Brennstoffeinblaseventil gleichzeitig auch als Ladelufteinlaßorgan ausgebildet ist. no

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.