DE381106C - Verbrennungskraftmaschine, insbesondere fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. SEPTEMBER 192$

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVl 381106 -KLASSE 46 b GRUPPE 20

(W 57102 IJ46b)

Charles Weismann in Paris. Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für Luftfahrzeuge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Januar 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund
der Anmeldung in Frarikreich vom 23. November 1915 beansprucht.

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungs- atmosphärischen Verhältnisse die Leistungskraftmaschine und insbesondere eine für Luft- ; abgabe derartiger Motoren erheblich. So nimmt fahrtzwecke dienende Maschine, welche unter beispielsweise, wenn ein Flugzeug steigt, die verschiedenen atmosphärischen Verhältnissen , Leistung seines Motors gewöhnlich ab und und verschiedenen barometrischen Drücken zu umgekehrt.

arbeiten hat. Bekanntlieh beeinflussen diese ; Um diesen Erscheinungen entgegenzu-

wirken, ist schon vorgeschlagen worden, den gewöhnlichen Motoren Einrichtungen hinzuzufügen, die deren Überladung entsprechend der Höhenlage gestatten, d. h. die in größeren Höhen über dem Erdboden die Einführung von Luft unter Druck ermöglichen, derart, daß der Einlaßdruck und demgemäß auch das Gewicht jeder Ladung gleichbleiben, bis eine gewisse, sehr große Höhe erreicht ist. Hierdurch wird das Ergebnis gewonnen, daß entweder die größte Höhe, welche das Flugzeug erzielen kann, oder seine Geschwindigkeit in großen Höhen oder endlich die Nutzlast, welche es mit sich führen kann, gesteigert werden kann.

In ähnlicher Weise hat man auch schon vorgeschlagen, gewöhnliche Motoren zu überkomprimieren, was besagen will, daß man die •Kolben derartiger Motoren durch andere ersetzt, welche im oberen Totpunkt ein kleineres Kompressionsvolumen ergeben, so daß die volumetrische Kompression etwas größer ist, als dies gewöhnlich in Bodenhöhe der Fall ist. Die erste der beiden Lösungen kann nur unter Überwindung großer Schwierigkeiten Anwendung finden, da sie die Verwendung verhältnismäßig schwerer und ziemlich kostspieliger Vorrichtungen bedingt.

Die zweite Lösung läßt sich natürlich leicht verwirklichen; allein während sie Wirkungssteigerungen gleicher Art wie die eben erwähnten wohl erzielen läßt, so können diese doch nur auf Kosten entweder einer übermäßigen Gewichtserhöhung oder der Sicherheit hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit der Motoren erhalten werden, denn die letzteren weisen auf dem Boden eine zu große volumetrische Kompression auf, so daß sie außerordentlich hohe Kompressions- und Explosionsdrücke zu ertragen imstande sein müssen oder andernfalls einem starken Verschleiß unterworfen sind.

Der Motor gemäß der Erfindung arbeitet gleichfalls mit Überkompression, enthält jedoch Einrichtungen, welche die Verwirklichung einer großen Kompression hintanhalten, solange als der Atmosphärendruck größer ist als der Druck in derjenigen Höhe, für welche der Motor entworfen ist. Zufolge der Verhinderung der großen Kompressionen, die natürlicherweise in geringeren Höhenlagen auftreten würden, können die Motoren, die von der Erfindung Gebrauch machen, mit kleinerem 'Kompressionsvolumen (größerer theoretischer Überkompression) als bisher möglich ausgebildet werden, und diese Überkompression kommt voll zur Geltung, wenn die Motoren in der Höhe, für welche sie bestimmt sind, arbeiten, d. h. in welcher die .Mittel zur Verhinderung der vollen Kompression unwirksam werden.

Es sei beispielsweise angenommen, daß ein Motor für ein Flugzeug gebaut werden soll, das hauptsächlich in einer Höhe von 2 500 m fliegen und (relativ zum Wind) eine Geschwindigkeit von 35 m/sek. aufweisen soll. Damit nun der Motor in dieser Höhe, um dem Flugzeug die genannte Geschwindigkeit zu geben, die Leistung von X Pferdestärken entwickeln kann, wird er mit einer größeren Bohrung, als bei gleichem Hub zur Erzeugung von X Pferdestärken in Meereshöhe erforlerlich wäre, und ferner mit einem längeren KoI-ben versehen; er besitzt sonach ein geringeres : Kompressionsvolumen als ein Motor, der lediglieh für die Verhältnisse in Meereshöhe berechnet ist, der also einen kürzeren Kolben und daher ein größeres Kompressionsvolumen aufweisen würde. Wird jedoch diese Anpassung an die gegebene Höhe von 2 500 m durchgeführt, so ergibt sich als Folge, daß der Motor in Höhe des Meeresspiegels einen Überschuß von Y Pferdekräften entwickeln und außerdem wegen des kleinen Kompressionsvolumens übermäßige Expansionsdrücke aus- zuhalten haben wird. Ohne Anwendung der Erfindung müßte ein solcher Motor demgemäß mit einem sehr schweren Kurbeltriebwerk u. dgl. ausgestattet werden, also mit einem zusätzlichen Gewicht, das aber beim Arbeiten 9*> in der gegebenen Höhe von 2 500 m über dem Meeresspiegel keinen Zweck hat.

Gemäß der Erfindung ist nun der Motor selbst oder dessen Zubehör mit Einrichtungen versehen, welche die Erzeugung der überschüssigen Pferdestärken Y nicht zulassen und die Motorleistung für alle Höhen, die unterhalb der gegebenen, für seine Abmessungen bestimmenden Höhe liegen, auf die Zahl von X Pferdestärken entsprechend der ungehinderten Wirkung in der gegebenen Höhenlage begrenzen. Diese Einrichtungen unterliegen der Überwachung durch eine automatische Vorrichtung, wie etwa eines barometrischen Systems, so daß sie durchaus selbsttätig wirken. Infolgedessen. wird der Motor niemals den der Überschußleistung Y entsprechenden hohen Kompressionsdrücken ausgesetzt sein; sein Gewicht kann also vermindert werden. uo

Verschiedene Wege können bei der Verwirklichung dieses Gedankens beschritten werden. Wird beispielsweise ein barometrisches System benutzt, so kann dieses aus einer oder mehreren luftdichten elastischen Kapseln. in denen eine Luftmenge konstanten Gewichts eingeschlossen ist, wie solche bei Aneroidbarometern Verwendung finden, bestehen. Diese Kapseln sind so angeordnet, daß sie, wenn bei Verringerung der Höhe der atmosphärische Druck zunimmt, auf Einrichtungen zur Verzögerung der Strömung in der

Gasleitung oder zur Hemmung der Brennstoffoder der Luftzufuhr einwirken oder schließlich auch auf Mittel zur· Verzögerung des Zündzeitpunktes, denn auch eine solche Verzögerung ist zur Hintanhaltung hoher Explosionsdrücke geeignet, wenn sie auch nicht ökonomisch wirkt. In letzterem Falle wird einfach erheblich nach dem Totpunkt gezündet, so daß ein geringerer Explosionsdruck herbeigeführt wird. Die Aneroidkapseln wirken in solchem Falle durch den zwischen ihrem expandierten und komprimierten Zustand sich ergebenden Ausschlag auf den Zeitkontakt für die Zündung des Motors ein.

Am meisten wird sich das Mittel der Abdrosselung des Brennstoffzuflusses empfehlen, da dieser Weg, den Explosionsdruck zu begrenzen, mit einer Ersparnis an Brennstoff verbunden ist und daher entsprechend größere Fahrten ermöglicht.

Die Zeichnung veranschaulicht in vier schematischen Darstellungen einer Verbrennungskraftmaschine verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für die an letzterer Stelle genannte Drosselung der Brennstoffzufuhr.

Abb. ι deutet in gestrichelten Linien einen Motor mit dem Zylinder 4 und dem Kolben 3 an, der auf dem Erdboden eine Leistung X entwickeln kann. Der in gleicher Abbildung mit vollen Linien gezeichnete Motor mit dem Zylinder 1 und dem Kolben 2 ist so abgeändert, daß er die gleiche Leistung in der Höhe h abgibt, folglich muß er — wie dargestellt — mit größerer Bohrung versehen sein und wird am besten mit einer größeren Kompression arbeiten.

Gemäß der Erfindung ist der Motor nun so eingerichtet, daß er die Leistung X in der Höhe/z, und nicht mehr als die gleiche Leistung X in Bodenhöhe entwickelt. Zu diesem Zweck ist ein barometrisches System 5, , das aus einer oder mehreren barometrischen Kapseln bestehen kann, vorgesehen und, wie in Abb. 1 gezeigt ist, mittels eines geschlitzten ; Hebels 6 mit der oberen Drosselklappe 7 eines ' Vergasers 8 verbunden, wodurch bewirkt wird, : daß die Zufuhr von Gasgemisch kleiner wird in dem Maße, wie der Atmosphärendruck in j allen Höhen zunimmt, die unterhalb der :

So größten liegen, in welcher der Motor nach wie :

vor die normale Leistung von X Pferdestärken zu entwickeln imstande ist. Die untere Drosselklappe 9 dient dabei für die Steuerung der Maschine von Hand.

In Abb. 2 ist in schematischer Darstellung eine barometrische Vorrichtung 5 veranschaulicht, welche auf einen Hahn 10 in der Zufuhrleitung 11 des zu vergasenden Brennstoffes einwirkt.

Aus Abb. 3 ist ersichtlich, daß die barometrische Vorrichtung 5 den Brennstoffzufluß dadurch regelt, daß sie mit Hilfe einer achsial verschiebbaren Spritzdüse 12 die Höhe der Ebene ändert, in welcher der Brennstoffstrahl im Saugrohr 13 endigt.

Bei der in Abb. 4 schematisch dargestellten Anordnung regelt die gleiche Vorrichtung 5 mittels eines Absperrschiebers 14 die Menge der in dem Vergaser angesaugten Luft.

Was schließlich die Einrichtung zur Verzögerung des Zündzeitpunktes in bezug auf den oberen Kolbentotpunkt betrifft, so kann diese in mechanischer Hinsicht ebenso ausgebildet sein wie die Einrichtung nach Abb. 1, bei welcher die barometrische Vorrichtung 5 den mit Schlitz versehenen Hebel 6 dreht, nur ist dieser Hebel anstatt mit der Drosselklappe mit einem den Zeiteinstellungskontakt tragenden Hebel zu verbinden, der etwa dem Handhebel zur Zündungseinstellung bei den ersten kleinen Benzinmotoren entspricht.

Claims (2)

P ATENT-AN SPRÜCHE:

1. Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die hinsichtlich Bohrung und Kompressiosvolumen für die Entwicklung einer bestimmten Leistung in gegebener Höhenlage bemessene Maschine mit einer selbsttätigen Einrichtung zur Verhinderung einer vergrößerten Leistungsabgabe in Höhenlagen unterhalb der gegebenen versehen ist.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätige (beispielsweise barometrische) Vorrichtung auf eine zur Vor- oder Rückverlegung des Zündzeitpunktes dienende Einrichtung einwirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.