DE610603C - Vorrichtung zur zeitweisen Erhoehung des Verdichtungsdruckes von Flugkolbenverbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Es sind Flugkolbenmotorverdichter, welche nach dem Dieselprinzip arbeiten, bekannt, bei denen sich zwei Kolben in einem Motorzylinder gegenläufig bewegen und an den Hubenden die Ein- und Auslaßschlitze steuern; die rückwärts treibende Energie wird in den Luftkissen der Verdichterzylinder wahrend des Hinganges aufgespeichert und bewirkt eine genügend große Rückwärtsgeschwindigkeit der

to Kolben, so daß deren Bewegungsenergie die Ladeluft bis zur Selbstzündung des Brennstoffes zu verdichten vermag. Es ist aber bei diesen Maschinen zu befürchten, daß schon bei einer geringen Änderung der rückwärts treibenden Energie oder des Widerstandes die Kolben vor Erreichen des notwendigen Druckes zum Stillstand kommen und somit die Zündung nicht erfolgt.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann ein

ao an sich bekanntes Dekompressionsventil angebracht werden, dessen Wirkungsweise sich jedoch von derjenigen von Dekompressionsventilen gewöhnlicher Motoren wesentlich unterscheidet.

Die Erfindung behandelt nun eine Verbesserung für Flugkolbenverdichter, welche nach dem Dieselverfahren arbeiten, deren Neuheit darin besteht, daß der Motorzylinder mit abhängig vom Kolbenweg gesteuerten Hilfsauslässen versehen ist, so daß beim Rückwärtshub eine =30 durch Verstellen der Steuervorrichtung des Hüfsauslasses veränderliche Menge der Ladeluft ausgestoßen wird, um die im Motorzylinder verbleibende Luft höher zu verdichten.

Auf der Zeichnung ist die Vorrichtung in beispielsweisen Ausführungsformen schematisch dargestellt.

Abb. ι ist ein Schnitt durch einen Flugkolbenmotor,

Abb. 2 ein Schnitt nach Linie 100-100 durch ein der Erfindung' entsprechendes Abscblußorgan mit einer die Bewegung vom Kolben auf das Organ übertragenden Vorrichtung und

Abb. 3 eine Variante der Steuerung des Entladeorgans. '

Abb. 4 ist ein Diagramm der Arbeitsweise mit und ohne Dekompressionen, wobei die ausgezogenen Linien den Betrieb ohne Dekompressionsventil und die unterbrochenen Linien denselben mit eingeschaltetem Dekompressionsventil veranschaulichen.

Der aus Abb. I ersichtliche Flugkolbenmotor besteht aus zwei Flugkolben 1, die sich im Motorzylinder 2 und den Kompressorzylindern 3 gegenläufig bewegen. Die beiden Kolben sind durch die Pleuelstangenpaare 4 und den auf den drehbaren Achsen 5 befestigten Schwinghebelnö miteinander verbunden. Der eine Kolben steuert

an einem Ende des Motorzylinders die Auspuffschlitze"^/ der" ändere Kolben am entgegengesetzten Ende des Motorzylinders die Spülluftschlitze 8. Der Brennstoff wird durch die S Düse 28 eingespritzt. Die im Kompressor zu komprimierende Luft wird durch die Saugventile 9 in die Kompressorzylinder 3 gesogen und durch die Druckventile 10 teilweise in die Druckleitung 11 ausgestoßen, die verbleibenden Druckluftkissen in den Zylindern 3 schleudern die Kolben wieder in die innere Totpunktlage., Aus der Schnittdarstellung nach Abb. 2 sind außer dem Motorzylinder 2, die Pleuelstangen 4, die Schwinghebel 6 und die Achsen 5 mit dem darauf aufgekeilten Nocken 12; erkennbar. Das die Erfindung verwirklichende Entladeorgan ist durch ein Ventil 15 dargestellt, welches mittels des Hebels 14 und Stößels 13 vom Nocken 12 betätigt wird. Der Hebel 14 ist auf einem verschiebbaren Zapfen 17 gelagert, welcher durch den Steuerkolben 18 in dem Steuerzylinder 19 oder von Hand mif tels des. auf Zapfen 25 gelagerten Hebels 27 durch den Anschlag 26 verstellt werden kann. Die Variante der Bewegungsübertragung zwischen Kolben und Entladeventil nach Abb. 3 besteht im Zwischenschalten eines federnden Gliedes, dargestellt durch den Hebel 30 und die Blattfeder 31. Die Bewegung des Ventils ist durch den Dämpfer 33 abgebremst.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Währenddem die Kolben nach Umkehr ihrer Bewegungsrichtung in den äußeren Totpunkten sich gegeneinander bewegen, öffnet der Nocken 12, bevor die Kompression der Gase im Zylinder2 begonnen hat, vermittels des Stößels 13 und Hebels 14 das Ventil 15, das so groß bemessen ist, daß der Druck im Motorzylinder 2 während dem ersten Teil des Hubes nur wenig über den Kompressionsanfangsdruck steigt und ein Teil des Motorzylinderinbaltes aus dem Zylinder ausgestoßen wird. Nachdem die Kolben eine gewisse Länge ihres Hubes durchlaufen haben, schließt der Nocken vermittels der Feder 35 das Ventil und die im Zylinder verbleibende Luft wird verdichtet, indem die kinetische Energie der Kolben an die zu komprimierende Luft abgegeben wird. Da die Luftuienge jedoch geringer ist, als wenn das Ventil nicht betätigt würde, so ist der erreichte Enddruck entsprechend höher. Man kann also auf diese Art eine bedeutend höhere Zündtemperatur erreichen, wodurch das Anlassen der kalten Maschine erleichtert wird.

Dieses Verfahren gestattet auch bei vermindertem Druck im Druckluftbehälter die notwendige Zündtemperatur zu erreichen, wenn weniger hoch komprimierte Druckluftkissen in den Kompressorenzylindern die Kolben ,mit verminderter Energie gegen den inneren Totpunkt schleudern. Es wird, um trotzdem die Zündtemperatur zu erreichen, ein Teil der Verbrennungsluft nach dem beschriebenen Verfahren so ausgestoßen, daß der Rest trotz verminderter kinetischer Energie auf die Zündtemperatur verdichtet wird.

Das Ventil erfüllt also dieselben Funktionen, wie ein Dekompressionsventil. Angewendet auf die beschriebene, ohne feste Hubbegrenzung laufende Maschine ist die Wirkung, wie-aus dem Diagramm nach Abb. 4 ersichtlich, gerade das Gegenteil derjenigen, die sich bei Anwendung eines Dekompressionsventils bei einem gewöhnlichen, mit Kurbelwelle versehenen Motor ergibt. Die Verdichtung auf der Motorseite beginnt bei offenem Dekompressionsventil, wie die unterbrochenen Linien des Diagramms zeigen, viel später, und der erreichte Höchstdruck ist, gleiche rückwärts treibende Energie der Kolben vorausgesetzt, entsprechend höher. Die vom Motor während der darauffolgenden Entspannung abgegebene Leistung ist geringer als bei abgeschaltetem Dekompressionsventil,' so daß die Kolben auf ihrem Hingang früher zum Stillstand kommen und, da weniger Luft ausgestoßen wird, ist die Energie des verbleibenden Kissens entsprechend größer, es erfolgt also beim darauffolgenden Hub eine weitere Steigerung des Verdichtungsdruckes im Motor.

Der Zapfen 17, um den sich der Hebel 14 dreht, ist verschiebbar. Wird derselbe von Hand mittels des um Zapfen 25 drehbaren Hebels 27 nach unten gezogen, wird die Ver-* bindung zwischen Kolben 1, Pleuelstange 4, Schwinghebel 6, Welle 5, Nocken 12, Stößel 13; Hebel 14, Ventil 15 gelöst. Das Ventil 15 bleibt geschlossen, und die Maschine funktioniert ohne Entladen. Zwischen vollständig eingeschalteter Verbindung und gelöster Verbindung sind auch Zwischenstellungen möglich, welche bezwecken, eine beliebig veränderliche Menge Ladeluft aus dem Motorzylinder auszustoßen.

Die Verbindung zwischen Nocken 12 und Ventil 15 kann auch automatisch verstellt und unterbrochen werden, indem eine komprimierte Flüssigkeit, welche in den Zylinder 19 gedruckt wird, den Kolben 18 nach unten bewegt. SoH. beispielsweise das Dekompressionsventil nur während dem Anlassen betätigt werden, d.h. bis der Druckbehälter des Kompressors auf Druck gebracht ist, so verbindet man Zylinder durch eine Leitung mit dem Druckluftbehälter, und die Stärke der auf den Kolben 18 wirkenden Feder wird so gewählt, daß bei Betriebsdruck die Druckluft im Zylinder 19 den Kolben 18 nach unten zu drücken vermag. Herrscht Atmosphärendruck im Druckluftbehälter und im Zylinder 19, so drückt die Feder den Kolben 18 nach oben, und das Dekompressiönsventil 15 kann vom Nocken 12 betätigt werden; sobald der Druck im Behälter sich dem

Betriebsdruck nähert, so überwiegt der Luftdruck auf den Kolben 18 den Federdruck, und derselbe bewegt sich mit dem Drehpunkt X¹J des Hebels 14 nach unten und löst damit die Verbindung zwischen Nocken und Ventil. Die automatische Betätigung des Kolbens 18 kann aber auch von einem Regulator aus gesteuert werden, wobei auf bekannte Art die Leistungsänderung eine Druckänderung der

>o Flüssigkeit im Zylinder 19 hervorruft und somit entsprechend der Leistung mehr oder weniger Verbrennungsluft aus dem Motorzylinder ausgestoßen wird.
Da der Nocken 12 keine drehende, sondern eine schwingende Bewegung ausführt, entsprechen die gleichen Stellungen der Kolben 1 während dem Hin- und Rückgang gleichen Stellungen des Nockens 12. Das Ventil wird also auch betätigt, wenn die Kolben 1 sich voneinander weg bewegen, und ein Teil der verbrannten Gase entweicht vorzeitig durch die Öffnungen 16.

Die Vorrichtung nach Abb. 3 bezweckt, das Ventil während des Motorhubes nicht oder sehr verspätet zu öffnen. Dies kann erreicht werden, indem zwischen Nocken und Ventil ein elastisches Glied eingeschaltet wird, welches folgendermaßen funktioniert:

Der Nocken 12 betätigt, wie im vorhergehenden Fall, auch während des Motorhubs den Stößel 13 und den Hebel 30. Derselbe drückt aber nicht direkt auf das Ventil, sondern die Bewegung wird durch die Blattfeder 31 übertragen; dieselbe ist so berechnet, daß sie das Ventil, solange im Motorzylinder ein Druck von irgendwelcher Wichtigkeit herrscht, nicht zu öffnen vermag, sondern sich durchbiegt. Das Ventil kann daher erst geöffnet werden, wenn der Druck im Motorzylinder so stark gesunken ist, daß die Spannung der Feder dasselbe zu heben vermag. Das Ventil öffnet also während des Motorhubs gar nicht oder nur ganz am Ende des Hubes, nachdem ein Teil der verbrannten Gase durch die Auspuffschlitze 7 entwichen ist. Wenn sich die Kolben gegeneinander bewegen, so funktioniert die Vorrichtung, ohne die Feder durchzubiegen,

wie im vorhergehenden, schon beschriebenen Fall. Um das von der Feder geöffnete Venfil abzubremsen, kann ein Dämpfer, bestehend aus Kolben 33 und Zylinder 34, verwendet werden. . '

Die Vorrichtung nach Abb. 3 gestattet nicht nur eine Verringerung der Verdichtungsenergie, sondern erzielt gleichzeitig einen verbesserten Wirkungsgrad, da die Entspannung der Gase über die Verdichtungsanfangstellung hinausreicht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur zeitweisen Erhöhung des Verdichtungsdruckes von Flugkolbenverbrennungskraftmaschinen mit Selbstzündung und von den Kolben gesteuerten Spül- und Auspuffschlitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorzylinder mit an sich bekannten, mittelbar durch den einen der Kolben gesteuerten Hilfsauslässen versehen ist, die ein- und ausgeschaltet werden können und im eingeschalteten Zustand beim Einwärtshub der Kolbe'n eine durch Verstellen ihrer Steuervorrichtung veränderliche Lade- · luftmenge auszuschieben gestatten.

2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (17) des Steuerhebels (14) der Steuervorrichtung des Hilfsauslasses durch einen mit Druckluft belasteten Kolben (18), dessen Zylinder (19) mit dem Druckluftbehälter des Kompressors oder mit einem Regulator in Verbindung steht, verschoben wird und dadurch die Verbindung zwischen Hilfsauslaßventil und Kolben verstellt oder löst.

3. Vorrichtung nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (30) des Hilfsauslasses federnd ist, wodurch erreicht wird, daß der Nocken (12) das Ventil nur öffnen kann, wenn der Druck im Motorzylinder unter einen bestimmten, von der Stärke der Feder (31) abhängenden Druck gesunken ist, so daß während des Motorhubes der Nocken das Ventil nicht öffnet und somit keine Motorenergie infolge des zu frühen Auspuffs verlorengeht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen