DE465849C

DE465849C - Method and device for regulating the mixture temperature and the mixture ratio in altitude engines

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Publication number: DE465849C
Application number: DES75512D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-07-30
Filing date: 1926-07-30
Publication date: 1928-09-27

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Gemischtemperatur und des IKischungsverhältnisses bei Höhenmotoren Die gegenwärtig benutzten Vergaser von y erbrenrungsmotoren besitzen vielfach nur eine selbsttätige Mischungsregelung in Abhängigkeit vom Unterdruck während des Saughubes. Alle Einflüsse, die mit der Luftdichtigkeit zusammenhängen, wie z. B. die Temperatur und die Höhe über Meeresspiegel, Einflüsse, die auf das Verhältnis von Gas oder Benzin zur Luft eine Wirkung haben, bleiben bei dieser Regelungsart unberücksichtigt, was zur Folge hat, daß das Mischungsverhältnis sich tatsächlich in Abhängigkeit von der Höhenlage und der Temperatur in der Weise ändert, daß mit einer Erhöhung der Temperatur oder der Lage die Gasluftmischung reicher wird, als dies für die Wirkung des Motors notwendig ist. Dies hat einen allzu großen Benzinverbrauch jePferdekraftstunde zur Folge, ferner Unregelmäßigkeiten im Betriebe, und schließlich Verschmutzung des Motors durch die nicht ganz verbrannte Mischung.Method and device for controlling the mixture temperature and the Mixing ratio in altitude engines The currently used carburettors from y generation engines often only have an automatic mixture control in Dependence on the negative pressure during the suction stroke. All influences with the airtightness related, such as B. the temperature and the altitude above sea level, influences, that have an effect on the ratio of gas or petrol to air remain not taken into account in this type of regulation, which has the consequence that the mixing ratio actually depending on the altitude and the temperature in the way that with an increase in temperature or location changes the gas-air mixture becomes richer than is necessary for the engine to work. This has one too high fuel consumption per horse power hour as a result, furthermore irregularities in the factory, and finally pollution of the engine from the not completely burned Mixture.

Bei Höhenmotoren werden meistenteils zur Regelung des Mischungsverhältnisses von Hand betätigte Einrichtungen benutzt, z. B. die sogenannten altimetrischen Regelungseinrichtungen. Die letzteren werden auch öfters bei der Inbetriebsetzung des Motors in der Weise benutzt, daß im Augenblick, wenn der Motor noch kalt ist, eine reichere Mischung zugeführt wird. Alle von Hand betätigten Einrichtungen leiden jedoch an dem bekannten Übelstand, daß das Mischungsverhältnis nur selten dem tatsächlichen Motorbedarf entsprechend eingestellt werden kann, was stets einen übermäßigen Benzinverbrauch je Pferdekraftstunde und eine Motorverschmutzung zur Folge hat.In the case of altitude engines, they are mostly used to regulate the mixing ratio manually operated devices used, e.g. B. the so-called altimetric control devices. The latter are also often used when starting the engine in this way uses that at the moment, when the engine is still cold, a richer mixture is fed. However, all manually operated devices suffer from the known The disadvantage that the mixture ratio rarely meets the actual engine requirements can be adjusted accordingly, which always results in excessive gasoline consumption per horsepower hour and engine pollution.

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, welches die beschriebenen Cbelstände zu beseitigen erlaubt. Es bezieht sich auf Höhenmotoren, deren Vergaser vorgewärmt werden. Bekanntlich werden jetzt die Vergaser oft vorgewärmt, was eine bessere Benzinverdampfung, besonders bei schweren Benzinen, zur Folge hat. Infolge der Vorwärmung verbrennt das Benzin besser und schneller und verschmutzt den Motor nicht. Außerdem ist der Gang des Motors bei Vorwärmung gleichmäßiger.The present invention is directed to a method which to remove the described Cbelstands allowed. It refers to altitude engines, whose carburettors are preheated. As is well known, the carburettors are now often preheated, which results in better gasoline evaporation, especially with heavy gasoline. As a result of the preheating, the gasoline burns better and faster and becomes dirty not the engine. In addition, the engine speed is more even when it is preheated.

Das neue Verfahren beruht darauf, daß mit zunehmender Steighöhe der Maschine das Ladegemisch in Abhängigkeit vom Verdichtungsdruck im Maschinenzylinder zum Ausgleich des Temperaturabfalls der Ansaugluft mehr und mehr beheizt und gleichzeitig zur Verhinderung einer Überfettung infolge des Druckabfalls der Ansaugluft durch Zusatzluftzufuhr oder Brennstoffdrosselung mehr und mehr verdünnt wird. Die zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung wirkt in der Weise, daß die jeweiligen Verdichtungsdrücke des Motors Hubänderungen von federbelasteten Steuerkolben oder Steuermembranen erzeugen, mit deren Hilfe einerseits eine den Zufluß von Auspuffgasen nach dem Heizmantel eines Vergaservorwärmer s regelnde Vorrichtung (z. B. eine Wechselklappe in der Auspuffleitung) verstellt wird, andererseits gleichzeitig eine das Mischungsverhältnis von Brennstoff und Luft beeinflussende Vorrichtung (z. B. eine die Zusatzluftzufuhr nach dem Vergaser drosselnde Vorrichtung) eingestellt wird.The new method is based on the fact that with increasing height of rise Machine the charge mixture depending on the compression pressure in the machine cylinder to compensate for the temperature drop in the intake air more and more heated and at the same time to prevent over-greasing as a result of the pressure drop in the intake air Additional air supply or fuel throttling is diluted more and more. The for Execution of the method serving device acts in such a way that the respective Compression pressures of the engine Stroke changes of spring-loaded control pistons or Control diaphragms generate, with the help of which on the one hand one the inflow of exhaust gases after the heating jacket of a carburetor preheater s regulating device (e.g. an interchangeable flap in the exhaust line) is adjusted, on the other hand at the same time a device influencing the mixing ratio of fuel and air (e.g. a device that throttles the additional air supply after the carburetor) will.

Um die jeweiligen Verdichtungsdrücke -im Motorzylinder zur Wirkung kommen zu lassen, wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung angewandt, bei welcher der Verdichtungsraum mit einem Schlitz in einem feststehenden Zylinder in Verbindung steht, in welchem ein mit einem entsprechendenSchlitz versehener Drehschieber angeordnet ist, wobei die jeweilig einer bestimmten Kurbelstellung entsprechenden Verdichtungsdrücke durch das Zylindergehäuse, den Drehschieber und eine Rohrleitung nach den Arbeitsräumen der Steuerkolben oder Steuermembranen fortgeleitet werden. Zur Regelung des Mischungsverhältnisses von Brennstoff und Luft wird erfindungsgemäß ein hohler Drehschieber angewandt, durch dessen Drehung der Zusatzluftzufluß nach dem Vergaser oder der Brennstoffzufluß mehr oder weniger gedrosselt wird, wobei bei einer bestimmten Stellung des Drehschiebers der Zusatzluftzufluß. mittels eines durch eine Schrägfläche an der Kurbel gesteuerten Ventils ganz abgesperrt werden kann. Diese letztere -Einrichtung ist für die Inbetriebsetzung des Motors erforderlich, da dann eine reichere Benzinluftmischung mit Rücksicht auf den kalten Motor unerläßlich ist.About the respective compression pressures in the engine cylinder to take effect To let come, a device is used according to the invention in which the Compression chamber in connection with a slot in a stationary cylinder in which a rotary valve provided with a corresponding slot is arranged is, the respective compression pressures corresponding to a specific crank position through the cylinder housing, the rotary valve and a pipeline to the work rooms the control piston or control diaphragms are passed on. To regulate the mixing ratio of fuel and air, a hollow rotary valve is used according to the invention, by rotating it, the additional air flow after the carburetor or the fuel flow is more or less throttled, with a certain position of the rotary valve the additional air supply. by means of a controlled by an inclined surface on the crank Valve can be shut off completely. This latter device is for commissioning of the engine is necessary, since then a richer gasoline air mixture with consideration on the cold engine is essential.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist das neue Verfahren und eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Darstellung gebracht. Es bedeutet: Abb. r einen Längsschnitt bzw. teilweise Ansicht durch die neue Vorrichtung, Abb. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Regelung des Mischungsverhältnisses, Abb.3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung zur Entnahme der jeweiligen Verdichtungsdrücke.On the accompanying drawings is the new method and an example Embodiment of the device shown. It means: Fig. R a Longitudinal section or partial view through the new device, Fig. 2 a longitudinal section through the device for regulating the mixing ratio, Figure 3 shows a cross section through the device for taking the respective compression pressures.

Abb. 4 stellt zwei Diagramme dar, von denen das obere das Verhältnis von Benzin zur Luft in Abhängigkeit von Überdrücken im Verdichtungsraum zur Darstellung bringt, die verschiedenen Luftdichten entsprechen, `nährend das untere die Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses von den mit der Höhenlage sich ändernden Lufttemperaturen zum Ausdruck bringt.Fig. 4 presents two graphs, the top of which is the ratio from gasoline to air as a function of overpressures in the compression chamber for illustration brings, which correspond to different air densities, `nourishing the dependency the mixing ratio of the air temperatures that change with the altitude expresses.

Um die Wirkungsweise des netten Verfahrens bzw. der neuen Vorrichtung klarzustellen, sind in der Abb. 4 oben zwei Kurven gezeichnet, von denen die Kurve I die Charakteristik des Mischungsverhältnisses bei einer 4nderung der Luftdichte, die Kurve II dagegen eine Charakteristik der Änderung des Mischungsverhältnisses bei den durch die Saugwirkung hervorgerufenen Dichtigkeitsänderungen darstellt. Da die Änderung der Luftdichte unmittelbar auf die Änderung des Verdichtungsdrucks einwirkt und zur letzteren proportional ist, können beide Charakteristiken auf die Verdichtungsdrücke bezogen werden. In dem unteren Diagramm der Abb. 4 ist die Kurve III eine Charakteristik des Mischungsverhältnisses in Abhängigkeit von der Lufttemperatur, die ebenso wie die Luftdichte mit steigender Höhe abnimmt, so daß sich auch ein bestimmter Zusammenhang zwischen der Lufttemperatur und dem Verdichtungsdruck ergibt; die Verdichtungsdrücke sind daher wiederum auf der Abszissenachse aufgetragen. Wenn nun über der Kurve III die aus dem oberen Diagramm alsUnterschiede zwischen denKurven IundII erhaltenen Ordinatenlängen aufgetragen werden, so wird im unteren Diagramm die Kurve IV erhalten, welche sich als Charakteristik des Vorwärmers darstellt, insofern, als die Vorwärmung mit abnehmendem Verd.ichtungsdruck, d-. h. in größeren Höhen., in denen Luftdichte und -temperatur abnehmen,. gesteigert wird, und zwar gemäß der Erfindung auf völlig selbsttätigem Wege: Zur Erzielung, der selbsttätigen Regelvorgänge werden die den jeweiligen Motorkurbelstellungen entsprechenden Verdichtungsdrücke in der Weise (vgl. Abb. z und 3) zur Wirkung gebracht, daß der Verdichtungsraum des Zylinders mit Hilfe des Gewindestutzens z mit dem Raum :2 eines Steuergehäuses. in Verbindung gebracht wird, in welchem der zylindrische Körper 3 gedreht wird. DieDrehung erfolgt mittels einer nicht besonders gezeichneten Hilfswelle von der Motorkurbelwelle oder von der Motorsteuerwelle aus.. Im Gehäuse der Vorrichtung ist ein Schlitz 4 vorgesehen, welchem ein Schlitz 5 im drehbaren Teil entspricht. Bei der jeweiligen Überdeckung der beiden Schlitze 4 und 5 pflanzt sich der augenblickliche Verdichtungsdruck nach dem Spaltraum 5 und von da nach der feststehenden Rohrleitung 6 fort, von der aus. derDruck nach dem gemeinsamen Raume 7 der zur Betätigung derRegelvorrichtungen dienenden Zylinder- bzw. Membranräume gelangt. Auf diese Weise werden die den einzelnen Motorkurbelstellungen entsprechenden Verdichtungsdrücke auf die Steuerzylinder oder -membranen übertragen.About the effectiveness of the nice process or the new device to clarify, two curves are drawn in Fig. 4 above, of which the curve I the characteristics of the mixing ratio when the air density changes, curve II, on the other hand, is a characteristic of the change in the mixing ratio in the changes in tightness caused by the suction effect. Because the change in air density is directly related to the change in compression pressure acts and is proportional to the latter, both characteristics can affect the Compression pressures are related. In the lower diagram of Fig. 4 is the curve III a characteristic of the mixing ratio as a function of the air temperature, which, like the air density, decreases with increasing altitude, so that there is also a there is a certain relationship between the air temperature and the compression pressure; the compression pressures are therefore again plotted on the abscissa axis. if now above curve III those from the upper diagram as differences between the curves I and II obtained ordinate lengths are plotted in the lower diagram obtain curve IV, which is the characteristic of the preheater, insofar as the preheating with decreasing compression pressure, d-. H. in larger ones Altitudes at which air density and temperature decrease. is increased, namely according to the invention in a completely automatic way: To achieve the automatic Control processes are the compression pressures corresponding to the respective engine crank positions in such a way (see. Fig. z and 3) brought into effect that the compression space of the cylinder with the help of the threaded connector z with the space: 2 of a control housing. is associated in which the cylindrical body 3 is rotated. The rotation takes place by means of an auxiliary shaft not specifically drawn from the Engine crankshaft or from the engine control shaft .. In the housing of the device a slot 4 is provided to which a slot 5 in the rotatable part corresponds. When the two slots 4 and 5 overlap, the current one is planted Compression pressure after the gap 5 and from there to the fixed pipeline 6 away from the. the pressure to the common space 7 for the actuation of the regulating devices serving cylinder or membrane spaces arrives. In this way they become the individual Engine crank positions corresponding compression pressures on the control cylinder or membranes transferred.

.Aus dem, Raum 7- gelangt das unter dem @'erdichtungsdruek stehende Gas nach dem Zylinder 9, in welchem ein federbelasteter Kolben 8 verschiebbar ist. Dieser Kolben wirkt mittels Kolbenstange sowie der Kurbelstange i o auf die Kurbel i i ein, welche die zylindrische Drosselklappe 12 verstellt. Die Drosselklappe 12 dient dazu, die aus der Rohrleitung 13 zuströnnendenAuspuffgase des Motors mehr oder weniger nach.der Auspuffleitung 15 oder nach der Vergaservorwärmeleitung 14 zu leiten. Auf diese Weise wird erzielt, daß die Vorwärmung imVergaservorwärmer 38 in Abhängigkeit vom jeweiligen Verdichtungsdruck stärker oder schwächer wird. Bei hohem Druck werden die Auspuffgase der unmittelbar ins Freie führenden Auspuffleitung 15, bei geringerem Verdichtungsdruck dagegen, d. h. in größeren Höhen mit geringer Lufttemperatur, durch die Leitungen 16, 17, 18 den Räumen i g, 2o, 21 zugeleitet, aus denen die Gase erst ins Freie treten, nachdem sie die Vorwärmeräume durchströmt haben. Auf diese Weise wird der Temperaturabfall der Luft in größeren Höhen ausgeglichen.From the, space 7- the gas standing under the @ 'er Dichtungsdruek reaches the cylinder 9, in which a spring-loaded piston 8 is displaceable. This piston acts by means of the piston rod and the connecting rod io on the crank ii, which adjusts the cylindrical throttle valve 12. The throttle valve 12 serves to guide the exhaust gases of the engine flowing in from the pipe 13 to a greater or lesser extent to the exhaust line 15 or to the carburetor preheating line 14. In this way it is achieved that the preheating in the carburetor preheater 38 becomes stronger or weaker depending on the respective compression pressure. At high pressure, the exhaust gases of the exhaust pipe 15, which leads directly to the outside, are passed through the pipes 16, 17, 18 to the rooms ig, 2o, 21 at lower compression pressure, ie at higher altitudes with low air temperature, from which the gases are first fed into Step outdoors after they have flowed through the preheating rooms. In this way, the temperature drop in the air is compensated for at higher altitudes.

Zur Regelung des Mischungsverhältnisses dient folgende Vorrichtung: Das unter dem Verdichtungsdruck stehende Gas gelangt aus dem Raum 7 in den Innenraum 22 einer Membran und dehnt diese aus. Der Ausdehnungshub wird mittels Kurbelstange 23 auf eine Kurbel 24 (vgl. Abb. i und 2) übertragen. Zur Regelung der Länge der Verbindungsstange 23 kann eine Doppelmutter 34 dienen. Die Kurbel 2.I dreht eine Hohlwelle -25 mit einer Öffnung 26. Bei einer Drehung der Hohlwelle 25 bewegt sich die Kreisöffnung 26 an einer dreieckigenÜffnung27 im feststehenden Zylinderteil 28 vorbei, wodurch beispielsweise eine durch die Hohlwelle zutretende Zusatzluftmenge durch die Kanäle 29 und 30 nach dem Vergaser strömen kann, die .infolge der sich ändernden Querschnitte mehr oder weniger gedrosselt wird. Zwischen den Kanälen 29 und 30 ist ein Ventil 31 angeordnet, welches gewöhnlich mittels der Feder 32 von seinem Sitz entfernt gehalten wird, so daß es der Zusatzluft freien Durchgang gestattet. Das Ventil 31 wird jedoch mittels einer an der Kurbel 24 vorgesehenen schrägen Fläche dann auf seinen Sitz niedergedrückt, wenn die Kurbel sich in der senkrechten, in der Abb. i dargestellten Lage befindet. Hierdurch wird erzielt, daß bei der Inbetriebsetzung des Motors, wenn der Überdruck im Raume 7 zu wirken aufgehört hat, die Kurbel 2d. das Ventil 31 niederdrückt, wodurch der Zusatzluftzufluß aufhört und die Benzinmischung reich wird. Sobald jedoch nach den ersten Motorhüben der Verdichtungsdruck eine Änderung der Kurbelstellung hervorgerufen hat, wird das Ventil 31 freigegeben, und es strömt jetzt die Zusatzluft nach dem Vergaser nach Maßgabe der Öffnung der drosselnden Querschnitte 26, 27 mehr oder weniger zu.The following device is used to regulate the mixing ratio: The gas under the compression pressure passes from the space 7 into the interior 22 of a membrane and expands it. The expansion stroke is transmitted to a crank 24 (see FIGS. I and 2) by means of a connecting rod 23. A double nut 34 can be used to regulate the length of the connecting rod 23. The crank 2.I rotates a hollow shaft -25 with an opening 26. When the hollow shaft 25 is rotated, the circular opening 26 moves past a triangular opening 27 in the fixed cylinder part 28, whereby, for example, an additional air volume entering through the hollow shaft through the channels 29 and 30 can flow through the carburetor, which is more or less throttled as a result of the changing cross-sections. Between the channels 29 and 30 a valve 31 is arranged, which is usually held away from its seat by means of the spring 32, so that it allows the additional air to pass freely. However, the valve 31 is then pressed down on its seat by means of an inclined surface provided on the crank 24 when the crank is in the vertical position shown in FIG. This ensures that when the engine is started, when the overpressure in space 7 has ceased to act, the crank 2d. depresses valve 31, thereby ceasing the auxiliary air flow and making the gasoline mixture rich. However, as soon as the compression pressure has caused a change in the crank position after the first engine strokes, the valve 31 is released and the additional air now flows more or less to the carburetor according to the opening of the throttling cross-sections 26, 27.

Es ist klar, daß das Verfahren zur Regelung der Vergaserv orwärmung und zur Regelung des Mischungsverhältnisses bei Höhenmotoren auch durch andere 'Mittel, als beschrieben, ausgeführt werden kann.It is clear that the method for regulating the carburetor heating and to regulate the mixing ratio in altitude engines also by other 'means, as described, can be executed.

Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung wird jedenfalls das richtigeMischungsverhältnis sowie die richtige Vorwärmung im Motorvergaser völlig selbsttätig in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verdichtungsdruck erzielt, wodurch alle diejenigenVorteile erreicht werden, welche im Eingange der Beschreibung dargelegt worden sind.In any case, the correct mixing ratio is achieved with the aid of the device described as well as the correct preheating in the engine carburetor completely automatically depending on achieved by the respective compression pressure, thereby achieving all of those advantages which have been set out at the beginning of the description.

Claims

PATENT A1 PROVISIONS: i. Method for regulating the mixture temperature and the mixing ratio in altitude engines, characterized in that with As the machine rises, the charge mixture depends on the compression pressure in the machine cylinder to compensate for the temperature drop in the intake air more and more heated and at the same time to prevent over-greasing as a result of the pressure drop the intake air is diluted more and more by additional air supply or fuel throttling will.

2. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that that the respective compression pressures of the engine stroke changes of spring-loaded Generate control pistons or control diaphragms, with the help of which one the one hand Flow of exhaust gases after the heating jacket of a carburetor preheater 'regulating device (z. B. an interchangeable flap 12- in the exhaust line) is adjusted, on the other hand at the same time one that influences the mixing ratio of fuel and air Device (e.g. a device that throttles the additional air supply after the carburettor) is set.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the the respective compression pressures in the cylinder thereby affecting the control piston or membranes are brought that the compression chamber with a slot in a stationary cylinder; is in connection in which a with a corresponding Slit (5) provided rotary valve (3) is arranged, and that the respective one compression pressures through the cylinder housing corresponding to a specific crank position, the rotary valve and a pipeline (6) to the working spaces the control piston or -mem.bren be forwarded. q .. Device according to claim 2 and 3, characterized in that to regulate the mixing ratio of A hollow rotary valve (25) is used for fuel and air. B. by means of a crank 2q.) The additional air supply after the carburetor more or less (e.g. by partially covering a round flow opening with a triangular one Gap), and that at a certain position of the rotary valve (25) the additional air supply (e.g. by means of an inclined surface on the crank controlled valve 31) is shut off (Fig. 2).