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Steuerung der Verbrennungsgase von als Kraftgaserzeuger dienenden
Brennkraftmaschinen. Die Eigenart der Dieselmaschine macht sie hauptsächlich für
mÖglichst gleichmäßige Belastung und Drehzahlen geeignet. Für Betriebszustände,
bei denen hohe Anfahrmomente zu überwinden sind und gr8ßte Anpassungsfähigkeit und
Elastizität gefordert werden, wie im Bahnbetriebe, erfordert die Dieselmaschine
die Anwendung besonderer übersetzungsgetriebe oder anäerer geeigneter Übertragungsmittel.
Es ist bekannt, daß Druckluftübertragung, wobei die Abgase des Dieselmotors in einem
Verdichter mitverdichtet oder zur Überbitzung der Druckluft herangezogen werden,
wirtschaftliche Ergebnisse erwarten läßt.
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Auch sind Verfahren bekannt, die Brennkraftmaschine nur als Kraftgaserzeuger
zu benutzen, wobei z. B. nur eine Teilexpansion im Verbrennungszylinder mit nachfolgender
Expansion in einem Kraftzylinder erfolgt oder die verbrannten Treibgase nach vollständiger
Expansion im Verbrennungszylinder wieder verdichtet und dann dein Kraftzylinder
zugeführt werden.
Die bekannten Ausführungen bedürfen besonders
gesteuerter Einrichtungen, müssen zum Teil das Arbeitsverfahren im Verbrennun'gszylinder
wesentlich ändern, wobei die Regelung der Brennkraftmaschine ganz bedeutende Schwierigkeiten
verursachen kann.
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Im Gegensatz hierzu wird gemäß der Erfindung das Überströmorgan zwischen
dem Verbrennungszylinder und dem Kraftzylinder unter Federdruck gesetzt und derart
angeordnet, daß die Feder während des Verdichtungshubes das Überströmorgan geschlossen
hält, bis der Kolben die Verbindung zum Überströniorgan abschließt. Infolgedessen
ist es möglich, daß die Brennkraftmaschine in normaler Weise arbeiten und geregelt
werden kann.
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Die im übrigen vollkommen normal ausgeführte Brennkraftmaschine, z.
B. Dieselmaschine, erhält an jedem Zylinder nach Abb. i ein Überströmorgan, z. B.
Ventil i, das unter Belastung der Feder 2 steht. Die Anordnung dieses Ventils ist
so getroffen, daß der Kolben 3 die Verbindung des Ventils i mit dem Zylinderinnern
steuert.
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Verfolgt man nach Abb. 2 den Druckverlauf im Zylinder, beispielsweise
einer Viertaktmaschine, so ist im Punkta die Frischluft angesaugt. Bei Bewegungsumkehr
des Kolbens 3 wird die Luft verdichtet. Die Feder 2, hält das Ventil i geschlossen.
Im weiteren Verlauf des Verdichtungshubes schließt der Kolben 3 die Verbindung
4 des Ventils i vom Zylinderinnern ab und führt die Verdichtung bis zur oberen Totlage
des Kolbens 3. Der Druck pb entspricht in Abb. :2 dem Punkt b. Es
beginnt die Einspritzung des Brennstoffes und dessen Verbrennung beim Rückwärtsgang
des Kolbens 3 bis beispielsweise zum Punkt c. Der Kolben hat dabei den Weg
h zurückgelegt und öffnet die Verbindung 4 zum Ventil i. Die Spannung der Feder
2 ist so bemessen, daß sie einem Druck Pd das Gleichgewicht hält, der etwas höher
ist als der mögliche Verdichtungsdruck bei gleicher Kolbenstellung während des Verdichtungshubes.
Da im Punkt c noch etwa der Druck: pb herrscht, werden die Verbrennungsgase das
Ventil i öffnen und durch dieses nach einem in der Zeichnung nicht dargestellten
Speicher entweichen, bis der Beharrungszustand zwischen dem inneren Gasdruck und
der Federspannung erreicht ist. Es sei diese Spannung p. entsprechend dem
Punkt d des Schaubildes (Abb. 2), die auch dem normalen Speicherdruck: entspricht.
Das Ventil i wird nach Erreichung des Beharrungszustandes durch die Feder 2- selbsttäticr
t# geschlossen. Der im Zylinder verbleibende Rest der Verbrennungsgase expandiert
von d. bis e, wo das Auslaßventil öffnet und mit Beginn des vierten Hubes die restlichen
Verbrennungsgase durch das Auslaßventil ausschiebt. Die in Abb. :2 dargestellte
Diagrammfläche a, b, c, d, e stellt die an das -Schwungrad.
. abgeführte Arbeit dar, die zweckmäßig so * bemessen wird, daß lediglich
die Eigenwiderstände und der Antrieb etwa nötiger -Hilf smas ' chinen damit
bewältigt werden können. Zum Vergleich sei ein normales Diagramma, b,
c, e (strichpunktiert) herangezogen. Es würde der Diagrammfläche a,
b
c, c abzüglich der Diagrammfläche a, b,
c, d, e
die Arbeit entsprechen, die während eines Arbeitsspieles im
Zylinder dem Speicher zugeführt wurde.
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Von dem Speicher, der möglichst wärmedicht sein muß, wird die eigentliche
Antriebsmaschine, wie Kolbentnaschine, Turbine u. dgl., gespeist, die, entsprechend
bemessen, mit Hilfe des Speichers größere Anfahrmomente überwinden kann.
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Die Einrichtung eignet sich besonders für Lokomotivantrieb, wodurch
ein besonderer Verdichter entfällt und eine bessere Ausnutzung des Bauraumes und
Baugewichtes ermöglicht wird. Auch sind die Kolben während einer kürzeren Zeit des
Verbrennungshubes den höchsten Temperaturen der Verbrennungsgase ausgesetzt, was
unter Umständen dieUnterbringung größererLeistungseinheiten je Verbrennungszylinder
zuläßt.
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Die Regelung der Kraft# oder Antriebsinaschine läßt sich mit bekannten
Mitteln durchführen und allen Betriebsumständen anpassen. -
Die Einrichtung
ist bei Viertakt- und Zweitaktmaschinen und auch bei anderen Brennkraftmaschinen
sinngemäß anwendbar.