DE377901C

DE377901C - Regelungsverfahren fuer ueberbemessene Hoehenmotoren

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Publication number: DE377901C
Application number: DEJ18762D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1918-05-28
Filing date: 1918-05-28
Publication date: 1923-06-29

Description

Durch das Patent 300007 ist ein Motor unter Schutz gestellt, der vorzugsweise in großen Höhen arbeiten soll und in seiner Bauart den dort herrschenden Verhältnissen, also insbesondere der dort vorhandenen geringen Luftdichte, angepaßt ist. Ferner sind bei diesem Motor besondere, selbsttätig wirkende Vorrichtungen zur Anwendung gebracht, welche eine schädliche Überlastung des Motors in niederen Höhenlagen, also im Bereiche größerer Luftdichte, verhindern sollen. Diese Vorrichtungen wirken derart, daß bei Benutzung des Motors im Bereiche größerer Luftdichte die Verbrennungsluft dem Arbeitsraum des Zylinders in geringerer Menge, als dem Hubvolumen entspricht, bzw. unter geringerem Druck als dem der Umgebung zugeführt wird. Da die hier in Betracht kommenden Motoren fast ausschließlich mit Vergasern

20' arbeiten, also mit einer Brennstoff Zuführungsvorrichtung, welche die Brennstoffmenge selbsttätig der vom Motor jeweils angesaugten oder ihm zugeführten Luftmenge anpaßt, so genügt diese Verringerung der Verbrennungsluftmenge allein, um den Motor im Bereiche hoher Luftdichte vor Überlastung zu schützen.

Ein Mangel dieses Verfahrens besteht aber noch darin, daß die üblichen Vergaserbauarten den gerade bei Höhenmotqren besonders

in die Erscheinung tretenden Übelstand aufweisen, daß sie je nach Dichte und Geschwindigkeit der den Vergaser durchströmenden Luft verschiedenartige Mischungsverhältnisse ergeben. Dies hängt damit zusammen, daß die Brennstoffmenge nicht zwangläufig geregelt, sondern nur indirekt durch die Saugwirkung der an der Vergaserdüse vorüberstreichenden Luftmenge bestimmt wird. Eine genaue Brennstoffzumessung ist aber bei überbemessenen Motoren deshalb von besonderer Bedeutung, weil im Bereiche größerer Luftdichte jedes Zuviel im Brennstoff eine Überbeanspruchung und damit eine vorzeitige Zerstörung des Motors zur Folge haben würde.

Gemäß vorliegender Erfindung werden diese bei Vergasermotoren vorhandenen Übelstände dadurch vermieden, daß bei dem neuen Motor, welcher wie der Motor nach dem Hauptpatent gegenüber einem mit Verbrennungsluft von der an der Erdoberfläche herrschenden Dichte betriebenen Motor eine entsprechend der spezifisch schwächeren Zylinderladung größere Kolbenfläche, aber keine größeren Getriebeab- · messungen erhält, die Brennstoffzufuhr nicht durch einen Vergaser, sondern in für jeden Hub zwangläufig abgemessenen Mengen erfolgt, also beispielsweise durch eine im Takte der Maschine arbeitende Brennstoffpumpe oder durch gesteuerte Ventile, denen der Brennstoff unter ständig gleichbleibendem Druck zufließt u. dgl. m. Dabei wird diese jedem Arbeitszylinder pro Hub zuzuführende Brennstoffmenge so bemessen, daß sie in der in großer Höhe, etwa der vorzugsweise benutzten Flug-

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höhe (Normalflughöhe), zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge noch vollständig verbrannt wird.

Ein derartig eingerichteter Motor weist gegenüber einem mit Vergaser ausgestatteten den Vorteil auf, daß die zur Verbrennung gelangende Brennstoffmenge in allen Höhenlagen genau dieselbe bleibt, so daß die Gewähr besteht, daß der Motor von der Erdoberfläche ίο bis zur Normalflughöhe immer annähernd dasselbe Drehmoment entwickelt. Da die Brennstoffzufuhr von der Verbrennungsluftzufuhr jetzt unabhängig ist und stets nur so viel beträgt, als der Motor bei seiner Volleistung in großer Höhe braucht, so ist auch eine Überlastung des Motors im Bereiche höherer Luftdichte ausgeschlossen, ohne daß es noch besonderer Regelvorrichtungen für die Verbrennungsluft bedürfte.

Es ist grundsätzlich gleichgültig, ob der Brennstoff in das Saugrohr, in den Arbeitszylinder oder, bei Zweitaktmotoren, in die Ladepumpe eingeführt wird. Die Einführung des Brennstoffes kann unter beliebig hohem Druck erfolgen, so daß sich infolge der erreichbaren feinen Zerstäubung auch unter ungünstigen Verhältnissen eine vollkommene Vergasung ermöglichen läßt. Nötigenfalls kann die Zerstäubung in bekannter Weise durch Einspritzung des Brennstoffes mittels hochgespannter Druckluft noch weiter verbessert werden.

Überschreitet das den Motor tragende Fahrzeug diejenige Höhe, in welcher — bei vollständig ungedrosselter Luftzufuhr — die pro Hub zugemessene Brennstoffmenge eben noch vollkommen verbrennt, so wird Brennstoff in Überschuß zugeführt. Um in solchen Fällen an Brennstoff zu sparen und Verrußen des Motors zu vermeiden, kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, welche bewirkt, daß bei Überschreiten dieser Höhe die dem Motor pro Hub zuzuführende Brennstoffmenge in dem Maße verringert wird, als die Luftdichte sich weiter verringert.

Bei Unterschreitung dieser Höhe, also im Bereiche größerer Luftdichte, arbeitet ein solcher Motor mit Luftüberschuß, der um so größer wird, je näher dem Erdboden sich der Motor befindet. Falls damit zu rechnen ist, daß dieser Luftüberschuß einer vollkommenen Verbrennung hinderlich ist bzw. die Zündfähigkeit des Gemisches zu stark beeinträchtigt, so wird in solchen Fällen eine Einrichtung zweckmäßig sein, welche in dem Bereiche zwischen Erdboden und der normalen Flughöhe die dem Motor zugeführte Verbrennungsluftmenge selbsttätig so weit verringert, daß die Erzielung eines richtigen Mischungsver- > hältnisses gewahrt bleibt. Hierzu können die gleichen Vorrichtungen Verwendung finden, wie sie bereits im Hauptpatent erwähnt sind. Im vorliegenden Fall hat also diese Luftmengenregelung nicht, wie beim Hauptpatent, den Zweck, eine Überlastung des Getriebes in niederen Höhen zu verhindern, sondern sie dient zur Erzielung einer günstigen Gemischzusammensetzung.

Beide Einrichtungen also sowohl die zur Verringerung der Brennstoffmenge bei Überschreitung der normalen Flughöhe als auch die zur Verringerung der Luftmenge bei Unterschreitung dieser Höhe können bei ein und demselben Motor vorgesehen sein. Zur Vereinfachung kann dabei zur Hervorbringung der Verstellbewegungen der Regelvorrichtungen ein einziges Organ benutzt werden, welches also unterhalb der normalen Flughöhe lediglich auf die Bemessung der Verbrennungsluftmenge, oberhalb derselben lediglich auf die Brennstoff zumess ung einwirkt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Regeleinrichtung schematisch dargestellt.

Zur Brennstoffzufuhr dient eine Pumpe 20, welche flüssigen Brennstoff aus dem Behälter 21 entnimmt und durch Leitung 22 der Ausspritzdüse 23 zuführt, welche beispielsweise im Ansaugerohr ι angeordnet ist. Die Pumpe wird von einer mit dem Motor gekuppelten Welle 30 aus angetrieben. Bei Überschreitung der normalen Flughöhe wird die geförderte Brennstoffmenge dadurch verringert, daß der Gelenkpunkt 31 des von der Welle 30 aus angetriebenen Hebels 32 weiter nach links verschoben wird, wodurch der nutzbare Hub des Pumpenkolbens 25, welcher mit seiner Kante 24 die Zuflußöffnung 26 steuert, verringert wird. Im Bereiche größerer Luftdichte wird die dem Arbeitszylinder pro Hub zugeführte Verbrennungsluftmenge hierbei in gleicher Weise, wie bereits im Hauptpatent beschrieben, durch Veränderung der Belastung eines *in die zum Motor führende Luftansaugeleitung eingebauten Ventils geregelt. Es bedeutet 1 die zum Motor führende Luftansaugeleitung, 2 das Drosselventil, 3 dessen Federbelastung, welche durch die einströmende Luft überwunden werden muß, 4 den Saugstutzen, in welchen die Luft mit dem Druck der Umgebung eintritt. Die Spannung der Feder 3 wird durch Verschiebung des Federwiderlagers 5 verändert. Als einziges, die Verstellbewegungen beider Regelvorrichtungen bewirkendes Organ dient die geschlossene, dem äußeren Luftdruck ausgesetzte Dosenmembran 6; diese wird in der Nähe des Erdbodens zusammengedrückt und dehnt sich mit zunehmender Höhe mehr und mehr aus. Mit der Membran 6 ist der Körper 18 fest verbunden, der an ihren Bewegungen also teilnimmt; er ist mit zwei Nuten Γ5 und 17 versehen, welche den ge-

brochenen, teils in der Bewegungsrichtung des Körpers 18, teils schräg dazu verlaufenden Linienzügen 14 und 16 folgen, und in welchen die Endpunkte der Hebelarme 11 bzw. 13 je eines Winkelhebels gleiten. Der eine dieser Winkelhebel 12,13 verstellt mit seinem Arm 12 die Lage des Hebeldrehpunktes 31 und wirkt dadurch auf die Fördermenge der Pumpe 20 ein. Der Arm 10 des anderen Winkelhebels io, 11 trägt das Federwiderlager 5 und beeinflußt so bei seiner Bewegung die Spannnng der Feder 3.

Die Vorrichtung ist in der Lage gezeichnet, welche der normalen Flughöhe entspricht, bei welcher sowohl Luft wie Brennstoff unbeeinflußt bleiben. Steigt das Fahrzeug noch höher, so dehnt sich die Membran 6 weiter aus und verschiebt den Körper 18 nach rechts. Das in der Nut 17 gleitende Ende des Hebelarms 13 wird dabei infolge des schrägen Verlaufes dieser Nut nach unten (in die gestrichelt gezeichnete Lage) verschoben, wodurch der Gelenkpunkt 31 des Hebels 32 nach links wandert, so daß nunmehr der nutzbare Förderhub der Pumpe kleiner wird und die Brennstoffmenge sich entsprechend verringert. Das in der Nut 15 gleitende Ende des Hebelarms 11 verschiebt sich dabei in dem horizontal verlaufenden Teile dieser Nut, der Hebel 10,11 erfährt also keine Ablenkung, und die Feder 3 bleibt ungespannt, so daß die Luft ungehinderten Zutritt zu der Saugleitung ι hat.

Kommt der Motor umgekehrt in eine tiefere Lage, so wird die Membran 6 durch den zunehmenden Luftdruck zusammengedrückt, Körper 18 verschiebt sich nach links. Jetzt wird durch den schräg verlaufenden Teil der Nut 15 Hebelarm ir nach oben (in die strichpunktiert gezeichnete Lage) gedreht und dadurch gleichzeitig das Federwiderlager 5 aus der Normallage verschoben und die Feder 3 gespannt, so daß die vom Motor angesaugte Luft jetzt diesen Feder widerstand überwinden muß. Der Schenkel 13 des die Brennstoffmenge beeinflußenden Winkelhebels 12,13 gleitet bei dieser Verschiebung im horizontalen Teile der Nut 17, behält also seine Normallage ständig bei, so daß die Brennstoffmenge jetzt nicht beeinflußt wird.

Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung ist es demnach möglich, mit einem einzigen, die Regelbewegungen ausführenden oder auslösenden Organ je nach der Höhenlage entweder den Brennstoff oder die Verbrennungsluft zu regeln. Anstatt die Regelbewegungen dieses Organs unmittelbar auf die Regelvorrichtungen zu übertragen, kann man zur Verstellung der Regelorgane auch zwischengeschaltete Hilfsgetriebe verwenden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Regelungsverfahren für überbemessene Höhenmotoren nach Patent 300007, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor, in dem Höhenbereiche zwischen Erdboden und Normalflughöhe, mittels einer zwangläufig wirkenden Einrichtung (beispielsweise einer Brennstoffpumpe) eine ständig gleichbleibende Brennstoffmenge pro Hub zugeführt wird, deren Größe so bemessen ist, daß sie mit der in größerer Höhe, etwa der meist vorkommenden Flughöhe, im Arbeitszylinder zur Verfügung stehenden Verbrennungsmenge noch vollständig verbrannt wird.
2. Regelungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung der Normalflughöhe (bei welcher sich das günstigste Mischungsverhältnis ergibt) die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der abnehmenden Luftdichte selbsttätig verringert wird, zum Zwecke, die Bildung überreichen Gemisches im Arbeitszylinder und damit unnötigen Brennstoffverbrauch zu vermeiden.
3. Regelungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereiche zwischen Erdoberfläche und Normalflughöhe bei pro Hub gleichbleibender Brennstoffzufuhr die dem Arbeitszylinder zugeführte Verbrennungsluftmenge durch eine selbsttätig wirkende Vorrichtung so weit verringert wird, daß in allen Höhenlagen ein für die Verbrennung günstiges Mischungsverhältnis von Brennstoff und Luft vorhanden ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 2 und 3, bei welcher die Regelbewegungen der Vorrichtungen zur Regelung der Verbrennungsluftmenge und zur Veränderung der Brenn- ' stoffmenge von einem einzigen Regelorgan

(z. B. Dosenmembran) abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen dieses Regelorgans (18) in dem Bereiche zwischen Boden nnd Normalflughöhe nur auf die Vorrichtung zur Verringerung der Verbrennungsluftmenge (2) n₀ einwirken, während seine Regelbewegungen in dem Bereiche über der Normalflughöhe lediglich die den Brennstoff zumessende Vorrichtung (20) beeinflussen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.