DE519930C

DE519930C - Gas diesel engine

Info

Publication number: DE519930C
Application number: DEM110013D
Authority: DE
Original assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Current assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Priority date: 1929-05-05
Filing date: 1929-05-05
Publication date: 1931-03-05

Description

Gasdieselmaschine Bei den Versuchen, einen Gasdieselmotor zu betreiben, zeigt sich die Schwierigkeit, insbesondere bei heizarmen Gasen, deren Ladung einen nahezu ebenso großen Rauminhalt wie die zugehörige Luftladung einnimmt, daß bei Einführung des Gases durch eine Gaspumpe in dem Arbeitszylinder der Druck übermäßig erhöht wird, da der Arbeitszylinder nahezu das doppelte Volumen an Gasen bei der Verbrennung aufnehmen muß, als er angesaugt hat. Das vorliegende Verfahren sucht diesen Nachteil zu beheben, indem sowohl der L uftzvlinder als auch der Gaszylinder nicht nur zur Verdichtung der Ladung, sondern auch zur Arbeitsleistung der verbrannten Ladung Hinzugezogen wird.Gas diesel engine When trying to operate a gas diesel engine, shows the difficulty, especially with low-heating gases, their charge that occupies almost as large a volume as the associated air charge Introduction of the gas by a gas pump in the working cylinder increases the pressure is increased because the working cylinder has almost twice the volume of gases in the Must take up combustion when he has sucked. The present procedure seeks to remedy this disadvantage by removing both the air cylinder and the gas cylinder not only for the compression of the cargo, but also for the performance of the burned ones Charge is drawn.

Das Verfahren besteht darin, daß inan je einen Zylinder für Luft un.d für Gasverdichtung finit je einer Vorkammer in Verbindung bringt, daß man die Gasladung in die eine, die Luftladung in die andere @"oi-kani.,ner drückt und gegen Ende des Kolbenhub: s unter WirbeI.bildung eine Mischung turl gleichzeitige Verbrennung mit dai-atiffolg: nder Dehnung in beiden Zylindern vornimmt. Die für dieses Verfahren bestimmte Maschine kann so ausgeführt werden, daß in den beiden Vorkammern ein Stetierkörlier vorgesehen ist, der derart ausgebildet ist und gesteuert wird, daß beide Vorkammern gegen Ende Ales Verdichtungshubes finit ihrem Zylinder verbunden bleiben und gleichzeitig mit dem anderen Zvlimleri-auni in Verbindung gebracht werrlen können.The method is that inan each a cylinder for air and for gas compression finite each an antechamber brings in connection that the gas charge in one, the air charge in the other @ "oi-kani., ner pushes and towards the end of the Piston stroke: s with vortex formation a mixture turl simultaneous combustion with the result of this is that the elongation takes place in both cylinders. The ones for this procedure A certain machine can be designed in such a way that there is a continuous grain in the two antechambers is provided, which is designed and controlled in such a way that both antechambers towards the end of Ales compression stroke remain finitely connected to their cylinder and at the same time can be associated with the other Zvlimleri-auni.

Eine bekannt gewordene Anordnung schl'igt vor, Gas und Luft getrennt in zwei Z-#-lin-lern zu verdichten und ain Hubende in einem -lie Zvlin-dei- verbindenden Kanal zu vereinigen. Das hat aber den Nachteil, claß sich eine isolierende, jede weitere Verinischung von Brenngas und Fr ischluft, d. 11. jede weitere Verbrennung verhindernde Abgasschicht .bilden wird, sobald an =dieser Ve reinigungsstelle die Verbrennung vor sich- gegangen ist. Eine bei reinen Gasmaschinen bekannt gewordene Anordnung ve rdiclit°t in zwei getrennten Zylindern Luft und Gasg,misch auf einen unterhalb der Scl.bstc#ntziini.luii-steaiil>er-attir des Gasgemisches liegenden iiie,lrigen Druck. Für Gasaieselnia.schinen, bei denen Gas und Luft in getrennten Zvlin:lern über die Selbstentzün-<ltuigsteinperattir des Gases hinaus ver,lichtet wirf, ist diese Anordnung aber infolge -fler zti früh einsetzenden Zündungen im Gasge:inischzvlinder unbrauchbar.One arrangement that has become known suggests that gas and air be separated to condense in two Z - # - lin-learners and at the end of the stroke in one -lie Zvlin-dei- connecting Unite channel. But that has the disadvantage that it is isolating, each one further mixing of fuel gas and fresh air, d. 11. any further burns preventing exhaust gas layer. will form as soon as the Burning has taken place. One that has become known in pure gas engines Arrangement in two separate cylinders, air and gas mixed in one lying below the Scl.bstc # ntziini.luii-steaiil> er-attir of the gas mixture iiie, lousy pressure. For Gasaieselnia.schinen where gas and air are separated Zvlin: learning beyond the self-ignition <ltuigsteinperattir of the gas, lighted up Throw, this arrangement is due to early ignition in the Gasge: inischzvlinder unusable.

Das Verfahren gemäß rler Erfindung soll sich .so abspielen, rlaß die Gas- und Luftkolben, unter etwa gleichem Kurbelwinkel stehend, etwa gleichzeitig die Gas- und Luftladung auf .gleich hohen Druck \-erdichten. Hieraus ergibt sich dann, daß zwischen den beiden Zylindern tin:rl zwischen den beiden Vorkammern keine Druckunterschiede ent-. stehen, so daß die bis zur beabsichtigten Ziitidung notwendige Trennung der beiden Medien mit einfachen, nicht dicht schließenden Absperrorganen (Drosselvorrichtungen) geschehen kann. Da die Verdichtung" wie es im Wesen der Dieselmaschine liegt, über die Entzündungstemperatur des Brennstoffes getrieben wird., so wird die Entzündung einsetzen, sobald eine Berührung der Gas- und Luftladung durch Steuerung,der betreffenden Verbindungsorgane freigegeben wird. Die Vereinigung .kann entweder in den Vorkammern selbst oder in einem Verbindungskanal zwischen (den Vorkammern: oder in den Verbindungskanälen zwischen den Vorkammern und ,den Zylindern erfolgen. Es ist vbrteilh:aft, die Vereinigung so stattfinden zu lassen, daß hierbei gleichzeitig eine starke Durchwirbelung stattfindet, um die Verbrennung zu beschleunigen und möglichst vollständig erfolgen zu lassen. Dies kann vorteilhaft in der Weise erreicht werden, daß man zwar die eine Vorkammer zunächst mit Gas, die andere zunächst mit Luft beschickt, aber kurz. vor Ende des Totpunktes in die erste Vorkammer Luft, in die zweite Gas hineindrückt, worauf während des Einströmen.s in jeder der beiden Kammern eine Entzündung unter gleichzeitig heftiger Durchwirbelung eintreten wird, clie sich nach Ader Kolbenrückkehr in beiden Zylindern fortsetzt.The method according to the invention should .so play out, let the Gas and air pistons, standing at approximately the same crank angle, approximately at the same time the gas and air charges at the same high pressure densities. From this it follows then that between the two cylinders tin: rl between the two antechambers none Differences in pressure develop. stand so that the up to the intended Citation necessary separation of the two media with simple, not tightly closing Shut-off devices (throttle devices) can happen. Because the compression "like it in the nature of the diesel engine lies above the ignition temperature of the fuel is driven., ignition will start as soon as there is contact with the gas and air charge is released by control of the relevant connecting organs. The union. Can either in the antechamber itself or in a connecting channel between (the antechambers: or in the connecting channels between the antechambers and, the cylinders. It is discretionary for the union to take place to let that this takes place at the same time a strong turbulence to the Accelerate combustion and allow it to take place as completely as possible. this can advantageously be achieved in such a way that although one antechamber is initially with gas, the other initially charged with air, but briefly. before the end of the dead center presses air into the first antechamber and gas into the second, whereupon during the Inflow.s in each of the two chambers an inflammation under at the same time more violent Vortex will occur after the piston returns in both cylinders continues.

Wenn auch im allgemeinen die Verdichtung der getrennt voneinander gehaltenen beiden Gasarten so hoch getrieben werden soll, daß die Zündungstemperatur erheblich überschritten wird und :daher -die Zündung unmittelbar nach ,der Vereinigung erfolgt, so würde doch eine, wenn auch in gewisser Beziehung unvollkommenere Ausführung des vorliegenden Verfahrens in der Weise erfolgen können, daß .man die Trennung der beiden Gasarten schon .dann unterbricht, wenn die Zünrlungstemperatur noch nicht ganz erreicht ist. In diesem Falle würde die restliche Verdichtung stattfinden, nachdem eine völlige oder teilweise Vermischung der Gase erfolgt ist. Die nach Überschreitung der Selbstzün:dtemperatur einsetzende Zündung würde :dann mit einer erheblichen Drucksteigerung verbunden sein, da die ganze Ladung oder nahezu die ganze Ladung auf einmal entflammt wird. Man erreicht dann bei gegebenem Verdichtungsdruck zwar eine günstigere Wärmeausnutzung, aber eine stärkere Beanspruchung der Maschinenteile.Albeit in general the compaction of the separate from each other held two types of gas should be driven so high that the ignition temperature is significantly exceeded and: therefore -the ignition immediately after, the union takes place, it would be an execution, even if in some respects more imperfect of the present process can be done in such a way that .man the separation of the two types of gas. Then interrupts if the ignition temperature is not yet is fully achieved. In this case the rest of the compression would take place, after the gases have been completely or partially mixed. The one after exceeding the self-ignition temperature starting ignition would: then with a considerable Increase in pressure be connected, as the entire charge or almost the entire charge suddenly ignites. One then achieves with a given compression pressure a more favorable heat utilization, but a greater stress on the machine parts.

Abb.1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, Abb.2 bis .I den Steuerschieber in verschiedenen Stellungen, Abb. 5 bis 9 deuten andere Ausführungsbeispiele an.Fig.1 shows an embodiment, Fig.2 to .I the control slide in different positions, Fig. 5 to 9 indicate other embodiments.

In Abb. z ist a der Zylinder für Gas, b der Zylinder für Luft; c und d sind - die beiden Verbrennungskammern, die durch .den Schieber e voneinander getrennt sind. In :der gezeichneten Stellung wird beim Verdichtungshub der beiden Kolben Gas in die Kammer c un-1 Luft in die Kampier d gedrückt.In Fig. Z, a is the cylinder for gas, b the cylinder for air; c and d are - the two combustion chambers, which are separated from each other by the slide e are. In: the position shown is during the compression stroke of the two pistons Gas is pressed into the chamber c and air is pressed into the campier d.

Am Ende des Verdichtungshubes (Abb. 2 ) schließt der Schieber für einen kurzen Augenblick rlie Kam.inern gegen die Zylinder ab, um sich rasch in die Stellung 3 zu bewegen. Da nun durch den vorübergehendlen Abschluß in beiden Zylindern gegenüber den Kammern ein Überdruck .entstanden ist, No wird in der Stellung der Abb. 3 das Gas aus Zylinder a mit großer Geschwindigkeit in die mit Luft gefüllte Kammer d und die Luft aus Zylinder h mit großer Geschwindigkeit in die mit Gas gefüllte Kammer c eindringen. Ist dabei durch die Verdichtung SelbstzünJungsteinperatur entstanden, so wird unter gleichzeitiger Durchwirbelung die Verbrennung stattfinden. Am Ende des Verdichtungshubes, :bzw. bei Beginn des Dehnungshubes geht der Schieber in Stellung der Abb. d., so rlaß- .alle Räume miteinander in Verbindung stehen, Dabei ist sämtliche Luft bzw. Gas der beiden Zylinder in die Verbrennungskanim,er gedrückt worden. Beim Dehnungshub dringen die Verbrennungsgase aus den beiden Kammern in die Zylinder zurück, wobei nochmals eine heftige Durchwirbelung stattfindet und alle :diejenigen Gas- bzw. Luftteile, die noch nicht verbrannt sind, vollends zur Verbrennung gelangen. Die beiden Zylinder arbeiten im Viertakt. Durch die beiden Auslaßventile f und ä werden die Verbrennungsgase aus den Zylindern in die gemeinsame Auspuffleitung aasgeschoben. Am Ende .des Aussch-ubhubes geht der Schieber e wieder in die Stellung der Abb. r, um beim Ansaughub :riie beiden Zylinder voneinander zu trennen. Das Ansaugen von Gas im Zylinder a geschieht durch das Einl,aßventilla, das Ansaugen von Luft durch :das Einlaßventil i. Die bei dieser Schieberbewegung sich ergebende fortgesetzte Drehbewegung dient gleichzeitig einer den Verbrennungsvorgang beschleunigenden Durchwirbelung. ' In Abb. 5 bis 8 isfeine Schieberausführung zu sehen, bei der der Schieber beire Umsteuern der beiden Verbrennungskammern, d. h. vom LT:ber gang von Abb. 5 in Abb. 7 , die Eintrittskanäle nicht abschließt (Abb. 6), also keine Drucksteigerung in den beiden Zylindern hervorruft. Bei Beginn des Dehnungshubes geht er in,die Stellung der Abb. 8, -wobei ebenfalls wieder alle Räume miteinander irr. Verbindung stehen. Beim Ansaugehub ist er wieder in die Stellung der Abb. 5 zurückgegangen. In -dieser Ausführungsforan ist also nur eine kurze Schwingbewegung des Scliiebcrs im Gegensatz zu der fortgesetzten oder absatzweisen, gleichsinnigen Drehbewegung der Abb. i bis .I auszuführen.At the end of the compression stroke (Fig. 2) the slide closes for for a brief moment the inside of the chamber fell against the cylinder to quickly get into the Position 3 to move. Because of the temporary closure in both cylinders an overpressure has arisen in relation to the chambers, No becomes in the position of the Fig. 3 the gas from cylinder a at high speed into the one filled with air Chamber d and the air from cylinder h at high speed into the gas-filled one Penetrate chamber c. The self-ignition youth temperature was created by the compression, in this way the combustion will take place with simultaneous turbulence. At the end of the compression stroke,: or. at the beginning of the expansion stroke the slide moves into position of Fig. d., so that all rooms are connected to one another, where all is Air or gas from the two cylinders into the combustion canals, he was pressed. At the In the expansion stroke, the combustion gases penetrate the cylinders from the two chambers back, with another violent turbulence taking place and all: those Gas or air parts that have not yet been burned are completely burned. The two cylinders work in a four-stroke cycle. Through the two outlet valves f and ä the combustion gases are pushed out of the cylinders into the common exhaust line. At the end of the extension stroke, the slide e returns to the position shown in Fig. r, in order to separate the two cylinders from one another on the intake stroke. The suction of gas in cylinder a occurs through the inlet, outlet valve, the suction of air through: the inlet valve i. The continued one resulting from this slide movement Rotary movement also serves to accelerate the combustion process. 'In Fig. 5 to 8 you can see a fine slide design in which the slide is open Reversing the two combustion chambers, d. H. from LT: transition from Fig. 5 to Fig. 7, which does not close the inlet channels (Fig. 6), so no pressure increase in causes the two cylinders. At the beginning of the stretching stroke he goes into that position of Fig. 8, -which again all rooms are wrong with each other. Connected. During the suction stroke it has returned to the position in Fig. 5. In this The execution form is therefore only a short swinging movement of the Slider in contrast to the continued or intermittent, rotating movement in the same direction in fig. i to .I.

Abh. 9 zeigt eine Ausführungsform für eine Zweitaktinaschine, bei der durch Hochlegung .der beiden Kammern gleichzeitig die Zylinder näher aneinandergerückt sind. Sie läßt ferner erkennen, daß man in den beiden Kammern Einspritzorgane für flüssigen Brennstoff (1,. 1) einbauen kann, um die Maschine wahlweise mit flüssigem Brennstoff statt m.it Gas betreiben zu können.Dep. 9 shows an embodiment for a two-stroke machine in which the cylinders are moved closer to one another at the same time by raising the two chambers. It also shows that injection devices for liquid fuel (1, 1) can be installed in the two chambers in order to be able to operate the machine with liquid fuel instead of gas.

Die leichte Auswechselbarkeit vom Flüssigkeitsbetrieb zum Ga betrieb kann bei Uehrzvlindermotoren, die mit Generatorgas betrieben werden sohlen, in der Richtung ausgenutzt werden, daß man einige Zylinder beim (ngan:gsetzen der 2l-Iaschine mit Flüssigkeit betreibt und die Saugwirkung in den anderen Zvlirndern zum Anfachen des Gaserzeugers benutzt, so lange, bis dieser ein für Motorbetrieb genügend heizkräftiges Gas liefert. Sobald diese Zylinder den Betrieb mit Gas aufgenommen haben, können alsdann auch die an-leren vom Flüssig.keits- auf Gasbetrieb umgeschaltet werden.The easy interchangeability from liquid operation to gas operation can be used in Uehrzvlindermotoren that are operated with generator gas Direction can be exploited that some cylinders are used when starting the 2-liter engine operates with liquid and fanning the suction in the other cells of the gas generator is used until it has enough heat to operate the engine Gas supplies. As soon as these cylinders have started operating with gas, you can then the other ones are also switched from liquid to gas operation.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas diesel engine, with the gas and I__ift in two 7 valves separated from each other by pistons running in the same direction - "lighted"> ground and after the two media have combined, combustion towards the end of the compression stroke and expansion takes place in both "cylinders, characterized in that each = the cylinder has an antechamber. into which a part of the charge is pressed with vortex formation becomes, and to unite the two media, the precarnation of each cylinder with is brought into the cylinder space of the other cylinder.

2. Gas diesel engine after Claim i, characterized in that there is a control body in the two antechambers (c, d) (e) is provided, which is so designed and controlled we, l that both antechambers stay connected to your Zvlimder towards the end of the compression stroke and at the same time 'can be brought into connection with the other cylinder space.