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Flugkolbenbrennkraftverdichter Die Erfindung-bezieht sich auf einen
Flugkolbenbrennkraftverdichter oder -treibgaserzeuger mit einer Steuervorrichtung
zur Begrenzung der Kolbenhublänge.
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Bekanntlich besteht eine Eigenart der Flugkolbenverdichter oder -treibgaserzeuger
darin, daß ihr Kolbenhub nicht durch ein kinematisches Gestänge festgelegt ist,
sondern veränderlich ist. Wenn aber der einwärts ge ö richtete Kolbenhub im Brennkraftzylinder
bestimmte Grenzen überschreitet, so treten im Brennkraftzylinder übermäßig hohe
Verdichtungsdrücke auf, die zu schlagartigen Verbrennungen mit außerordentlich hohen
Verbrennungsdrücken führen, wodurch die Maschine der Gefahr der Zerstörung ausgesetzt
ist.
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Umgekehrt führen aber auch zu geringe Verdichtungsenddrücke im Brennkraftzylinder
zu Störungen, da dann keine oder zum mindesten keine günstige Verbrennung mehr vorhanden
i _st.
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Es ist bei Flugkolbenmaschinen schon vorgeschlagen worden, eine von
der Kolbenendlage bzw. der Kolbenwucht abhängige Steuervorrichtung zur Begrenzung
der Kolbenhublänge-vorzusehen und dabei diese Steuervorrichtung auf die Brennstoffmenge
einwirken zu lassen, die dem Brennkraftzylinder der Flugkolbenmaschine zugeführt
wird.
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Bei einer bekannten Maschine mit einer solchen Steuervorrichtung sind
mit den Flugkolben Anschläge verbunden, die mechanisch auf eine hydraulische Steuervorrichtung
einwirken. Hierbei treten ständig sehr heftige Schläge auf, die rasch zu einer Zerstörring
der genannten Teile führen müssen. .
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Bei einer anderen bekannten Maschine, bei der die in Rede stehende
Steuervorrichtung in Abhängigkeit von dem auswärts gerichteten Kolbenhub arbeitet,
steht die Steuervorrichtung unter dem EinfluB des Druckes, der am Ende des auswärts
gerichteten Kolbenhubes in den Toträumen der Verdichterzylinder herrscht. In diesem
Fall ist keine Sicherung gegen unzulässige Drücke im Brennkraftzylinder getroffen.
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Die vorliegende. Erfindung besteht gegenüber dem Bekannten vor allem
darin, daß die Steuervorrichtung zur Begrenzung der Kolbenhublänge in Abhängigkeit
von dem Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder oder von einem entsprechenden
Druck in einem Hilfsraum arbeitet, wobei der Anfangsdruck
in' diesem
Hilfsraum gleich oder proportional dem Spül- und Ladedruck des Brennkraftzylinders
ist.
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Die Verwendung des Verdichtungsenddruckes im Brennkraftzylinder als
Steuerdruck für die Hubbegrenzun.gsvorrichtung vermeidet die heftigen Schläge und
Stöße, die bei der oheng.enannten, mit Anschlägen arbeitenden Vorrichtung auftreten
und zu einer raschen Zerstörung dieser Vorrichtung führen. Andererseits wird mit
der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Sicherheit das Auftreten unzulässiger Verdichtungsenddrücke
im Brennkraftzylinder vermieden. Hierbei sei darauf hingewiesen, daß diese Verdichtungsenddrücke
vielfach nicht allein von der Kolbenhublänge abhängig sind, sondern auch durch andere
Faktoren, vor allein durch den Druck der Spül- und Ladeluft des Brennkraftzylinders;
beeinflußt werden. Wenn nun der im Brennkraftzylinder herrschende Verdichtungsenddruck
unmittelbar auf die Hubbegrenzungsvorrichtung einwirkt, so werden damit gleichzeitig
sämtliche Faktoren berücksichtigt, welche für den größten Verdichtungsenddruck im
Brennkraftzylinder und somit für die Hubbegrenzung. wesentlich sein können. Ganz
besonders zweckmäßig ist die Verwendung des Verdichtungsenddruckes im Brenmkraftzylinder
als .Steuerfaktor für die Hubbegrenzung- bei Treibgaserzeugern, -bei denen der Spül-
und Ladedruck des Brennkraftzylinders. in weiten Grenzen verschieden ist.
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Das gleiche, was im vorstehenden für die Verwendung des Enddruckes
im Brennkraftzylinder ausgeführt ist, gilt auch dann, wenn als für die Hubbegrenzung
maßgeblicher Druck der mit dem Kolbenhub veränderliche Druck in einem Hilfsraum
verwendet wird, dessen Anfangsdruck gleich oder proportional dem Spül- und Ladedruck
des Brennkraftzylinders ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung geschieht die Steuerung
der Kolbenhubbegrenzungsvorrichtung nicht unmittelbar durch den Verdichtungsenddruck
im Brennkraftzylinder, sondern mittelbar in Abhängigkeit von diesem Druck durch
Ausnutzung der Anfangsbeschleunigung der Flugkolben bei ihrem Arbeitshub.
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Diese Anfangsbeschleunigung ist von der Größe des Verdichtungsenddruckes
im Brennkraftzylinder abhängig. Je höher dieser Druck ist, um so plötzlicher geht
die Verbrennung des Brennstoffes vor sich und um so größer ist die Beschleunigung,
die den Kolben erteilt wird. Es kann daher die Anfangsbeschleunigung der Kolben
als ein Maß für die Höhe des Verdichtungsenddruckes im Brennkraftzylinder angesehen
werden, so daß die Verwendung der Beschleunigung der Brennkraftkolben als Steuermittel
dieselbe Wirkung hat wie die Verwendung des Verdichtungsenddruckes im Brennkraftzylinder.
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Wenn die Hubbegrenzungsvorrichtung gemäß der Erfindung bei Flugkolbenv
erdichtern oder -treibgaserzeugern angewendet wird, die aus zwei tandemartig miteinander
gekuppelten Einzelmaschinen bestehen, d. h. also aus zwei Maschinen, bei denen die
Flugkolben der einen Maschine bei ihrem Arbeitshub gleichzeitig die Flugkolben der
anderen Maschine bei ihrem motorischen Verdichtungshub antreiben, so empfiehlt es
sich getnäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die Steuervorrichtung
zur Kolbenhubbegrenzung der einen Einzelmaschine in Abhängigkeit von der Verdichtungsendstellung
im Brennkraftzylinder der anderen Maschine arbeiten zu lassen. Hierdurch wird erreicht,
daß die Steuervorrichtung immer sofort auf diejenige Einzelmaschine einwirkt, deren
zu starke Leistungsabgabe die unmittelbare Ursache für die zu hohe Verdichtung im
Brennkraftzylinder der anderen Maschine gewesen ist.
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Weitere zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind an Hand der
nachstehenden-Beschreibung der Zeichnung erläutert: In der Zeichnung ist die Erfindung
beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i schaubildlich im senkrechten
Längsschnitt eine aus zwei Maschineneinheiten mit gegenläufigen Flugkolben zusammengesetzte
Tandemmaschine mit einer Vorrichtung zur Hubbegrenzung gemäß der#Erfindung.
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Die Fig. a und 3 veranschaulichen die Steuerglieder der Hubbegrenzungsvorrichtung
in zwei Stellungen, die von der in Fig. i dargestellten Stellung der entsprechenden
Glieder abweichen.
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Fig. 4. veranschaulicht eine Tandemmaschine mit einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Hubbegrenzungsvorrichtung.
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Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen die Steuerglieder der Hubbegrenzungsvorrichtung
;nach Fig. .4 in drei verschiedenen Stellungen.
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Fig. S zeigt eine besondere Ausführungsform der in Fig. .1. dargestellten
Hubbegrenzungsv orrichtung.
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Fig. 9 stellt eine weitere Ausführungsform einer Hubbegrenzungsvorrichtung
gemäß der Erfindung dar.
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Die Fig. io, i i, 1a und 13 veranschaulichen vier verschiedeneStellungen
derSteuerglieder der Hubbegrenzungsvorrichtung gemäß Fig. 9.
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Fig. 14 zeigt im senkrechten Längsschnitt eine mittelbar durch den
Enddruck im Brennkraftzylinder unter Ausnutzung der Kolben-Beschleunigung gesteuerte
Vorrichtung zur Hubbegrenzung der Flugkolben.
Bei den im nachstehenden
beschriebenen Druckgaserzeugern mit frei fliegenden gegenläufigen Kolben arbeitet
der Brennkraftteil im Zweitakt und mit Brennstoffeinspritzung.
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Bei den in den Fig. i, q., 9 und 14 dargestellten Maschinen handelt
es sich um zwei tandemartig gekuppelte Einzeldruckgaserzeu-' ger, deren Kolben derart
miteinander verbunden sind, daß der auswärts gerichtete Arbeitshub der I@olben der
einen Maschineneinheit zwangsläufig den einwärts gerichteten motorischen Verdichtungshub
sowie den Ansaughub in den Verdichterzylindern der anderen Maschineneinheit bewirkt.
-In jeder Maschineneinheit ist der Brennkraftzylinder mit i bezeichnet. In jedem
Brennkraftzylinder befinden sich zwei gegenläufige Kolben 2. Die Kolben 2 bilden
zwischen sich den motorischen Arbeitsraum 3 und treiben j e einen oder mehrere Verdichterkolben
an. Gegebenenfalls kann die Außenseite der Brennkraftkolben unmittelbar den Verdichterkolben
bilden. Der motorische Arbeitsraum, der von den Innenseiten der gegenläufigen Kolben
begrenzt ist, ist in seiner Mitte mit einer BrennstoffeinspritzvorrichtUng 4 oder
einer Zündvorrichtung versehen. Ferner ist jeder motorische Arbeitsraum mit in der
Zeichnung nicht dargestellten Ein- und Auslaßschlitzen versehen, die durch die Kolben
gesteuert werden. Die auf der Außenseite der Kolben belegenen Verdichterräume 5
sind mit Ein- und Auslaßventilen versehen.
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Bekanntlich ruft bei tandemartig gekuppelten Maschinen schon eine
verhältnismäßig kleine Hubveränderung der Freiflugkolben der einen Maschineneinheit
wesentliche Änderungen des Verdichtungsenddruckes im Brerinkraftzylinder der anderen
Maschineneinheit hervor.
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Um diese Veränderungen in zulässigen Grenzen zu halten, wirkt beiden
Ausführungsbeispielen nach den Fig. i, q. und 9 unmittelbar der Enddruck im Brennkraftzylinder
der einen Maschineneinheit auf ein Steuerrelais ein, das die in die andere Maschineneinheit
eingespritzte Brennstoffmenge in einem solchen Sinne steuert, daß der Kolbenhub
verhindert wird, bestimmte zulässige Grenzen zu überschreiten.
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Das Relais kann, wie dies in den Fig. i bis 3 dargestellt ist, aus
einer Ölpumpe bestehen; die einen Zylinder 6, einen Kolben 7 tind einen Verteilungsschieber
8 aufweist. Diese Pumpe kann eine genau abgemessene Ölmenge fördern, um so auf die
eine oder die afidere Seite eines Steuerkolbens 9 zu wirken. Dieser betätigt eine
Stange io, welche die Fördermenge der Einspritzpumpe i i steuert. Letztere versorgt
den Injektor q. mit Brennstoff und wird ihrerseits beispielsweise durch einen Nocken
13 angetrieben, der mit dem beweglichen Gestänge 131 der äußeren Motorkolben
2 verbunden ist.
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Der Kolben 7 der Ölpumpe wird gemäß Fig. i durch einen Schwingnocken
i2 angetrieben, der durch das Gestänge 13' in Bewegung versetzt wird. Die Pumpe
saugt das Öl in einem Behälter 14 an und fördert es über. ein Rückschlagventil 15
in- einen Zylinder 16, in dem sich der Verteiler 8 bewegt, der beispielsweise aus
einem Gleitschieber besteht. Der Verteiler 8 steht einerseits unter der Wirkung
des Druckes, der in einer Kammer 17 herrscht, welche über ein Ventil 18 mit dem
Verdichtungsraum im Brennkraftzylinder 3 der einen Maschineneinheit in Verbindung
steht, und andererseits unter der Wirkung einer Feder i-9.
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In dem Verteiler 8 befinden sich zwei Einschnürungen 2o und 21. Die
untere Einschnürung 21 steht über eine Leitung 22, die in den Verteilerkörper 8
hineingearbeitet ist, mit dem Zylinder 16 in Verbindung. Dem Zylinder 16 ist eine
Leitung 23 mit einem Rückschlagventil 2q. vorgeschaltet, um auf diese Weise die
Rückströmüng des Öls zu dem Behälter 14 zu ermöglichen. Ferner steht auch der Boden
des Zylinders 16 über die Leitung 25 mit dem Reservoir 14 zwecks Rückführung des
Öls in Verbindung. Der Zylinder 16 ist außerdem mit zwei Leitungen 26, 27 versehen.
Durch jede dieser Leitungen kann das Öl in den Behälter 3o, der den Kolben 9 enthält,
gelangen, um dort auf die eine oder die andere Seite des Kolbens zu wirken.
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Die Stellung des Verteilers 8 hängt von dem größten Druck ab, der
in dem motorischen Arbeitsraum 3 herrscht. Gemäß Fig. i hat der Verteiler 8 eine
solche Stellung, die dem Fall ungenügenden Druckes entspricht, was mit einem zu
kurzen Hub der Motorkolben 2 gleichbedeutend ist. In diesem Fall gibt der Verteiler
8 dein von der Pumpe 6. 7 geförderten Öl den Weg über die Einschnürung 2o und die
Leitung 27 frei, so daß der Kolben 9 aufwärts bewegt wird -und die Regelungsstange
io der Einspritzpumpe i i im Sinne des Pfeiles -f- mitnimmt. Diese Bewegung entspricht
einer Erhöhung°der eingespritzten Brennstoffmenge während der nachfolgenden Einspritzung.
Das durch den Kolben 9 verdrängte Öl kehrt durch die Leitungen 26 und 25 zu dem
Reservoir 14 zurück.
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In Fig.2 ist die einem normalen Kolbenhub entsprechende Stellung des
Verteilers 8 dargestellt. Bei ' dieser Stellung verschließt der Verteiler 8 die
Leitungen 26 und 27, so daß das ganze von der Pumpe 6, 7 angesaugte Öl durch das
Ventil 24 und die Leitung 23 zu dem Reservoir zurückkehrt. @.
Fig.
3 zeigt diejenige Stellung des Verteilers 8, welche dieser bei einem zu hohen Druck
in dem motorischen Arbeitsraum 3 (zu großer Hub) einnimmt. In diesem Fall gibt der
Verteiler 8 dem durch die Pumpe 6, 7 geförderten Öl den Weg über die Einschnürung
2o und .die Leitung 26 frei, was eine Bewegung des Kolbens 9 nach unten und die
Mitnahme der Regelstange io der Einspritzpumpe i i im Sinne des Pfeiles - zur Folge
hat. Auf diese Weise wird die bei der n " ac listen Einspritzun- t' eingespritzte
Brenn-.stoffmenge vermindert. Das durch den Kolben g verdrängte 01 kehrt
zu dem Behälter 14 über die Leitungen 27, 21, 2-2 und 25 zurück.
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Der in der Kammer 17 herrschende Unterdruck, welcher jedesmal dem
größten in dem motorischen Arbeitsraum 3 herrschenden Druck entspricht, welcher
dort am Ende des Hubes der Motorkolben herrscht, muß während jedes motorischen Antriebshubes
wieder ausgelassen werden. Dies wird beispielsweise durch Anordnung eines Ventils
28 in der Kammer 17 herbeigeführt. Das Ventil wird in einem geeigneten Augenblick
durch einen Finger 29 geöffnet, der mit dem Nocken 12 verbunden ist.
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Die die Bewegung des Kolbens 9 herbeiführende Öhnenge, die auf diese
Weise für die Mengenregelung der Einspritzung maßgebend ist, kann mit Hilfe der
Einrichtungen nach den Fig. q. bis 7 oder 9 bis 13 noch ;genauer geregelt werden.
Bei diesen Ausführungsformen kommt die Hilfspumpe 6, 7 des Relais in Fortfall, und
die Abmessung des Üls, das in den durch dett Kolben 9 begrenzten Raum 3o eingeführt
wird, geschieht mit Hilfe des Verteilers selbst.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 7 sind zwei Verteiler
321 und 32° vorgesehen, die beide einerseits unter der Wirkung einer Feder und anderseits,
ebenso wie der Verteiler 8 nach Fig. 1, unter der Wirkung des Verdichtungsenddruckes
in dem Brennkraftzylinder der einen Maschineneinheit stehen.
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Der Verteiler 321 bewirkt die Berichtigung von zu 'kurzen Hüben, die
zur Folge haben, daß der Verdichtungsenddruck in dem Brennkraftzvlinder unter einer
bestimmten Höhe bleibt, während der Verteiler 32= die Berichtigung von zu langen
Hüben besorgt, welche ein zu starkes Ansteigen des Verdichtungsenddruckes in dem
Brennkraftzylinder bewirken. Der Hub der Verteiler entgegen #ler Wirkung der sie
belastenden Federn ist jedenfalls um so größer, je größer der Verdiclitungsenddruck
in dem Brennkraftzylinder ist. Der Kolben 32' bewegt sich in einem Zylinder
33 und kann an einer bestimmten Stelle seines Hubes einen Kolben 34 mitnehmen, der
unter der Wirkung einer Gegenfeder 35 steht. In dem Zylinder 33 münden zwei Leitungen
42, 43, die in verschiedener Höhe angeordnet und an eine Leitung 36 angeschlossen
sind. Letztere steht mit dein Reservoir 14 in Verbindung. Weiterhin ist im Nebenschluß
zu dein Zylinder 33 eine Leitung 37 vorgesehen, deren eine, Mündung gegenüber einer
Leitung 38 liegt, die zu dem Raum 30 des Steuerkolbens 9 führt. In den Kolben
321 ist eine ringförmige Einschnürung 39 hineingearbeitet, während der Kolben 3..1
eine ringförmige Einschnürung 40 besitzt, die durch eine axiale Leitung, welche
im Innern des Kolbens 34 verläuft, mit dem Zylinder 33 in Verbindung steht.
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In Fig. 5 ist die Stellung der einzelnen oben angegebenen Teile zueinander
in dem Augenblick dargestellt, in welchem der Verteiler 321 bei seinem unter der
Wirkung des Druckes im Brennkraftzylinder der einen Maschineneinheit aufwärts gerichteten
Hub gerade im Begriff ist, die Mündungen 42 der Leitung 36, durch die der Behälter
14 mit dem Inneren des Zylinders 33 in Verbindung steht, abzuschließen. In diesem
Augenblick besteht ein gewisser Zwischenraum zwischen dem Verteiler 321 und dem
Kolben 34, welch letzteref durch die Feder 35 gegen seinen Sitz gelegt wird. Sobald
der Verteiler 32'
die Mündung 42 abschließt, ist die genannte Verbindung unterbrochen,
und die in dem Zwischenraum zwischen den Kolben 3a1 und,. 34 befindliche Ölmenge
bewirkt das Anheben des Kolbens 34 so weit, bis letzterer die Mündung 43 (Fig. 4,
6 und 7) freigibt, in welcher -Stellung der Kolben 34 haltmacht.
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Während der aufwärts gerichteten Bewegung des Verteilers 321 und des
Kolbens 34 ist eine der Mündungen der Leitung 37 immer verschlossen, und zwar am
Anfang der Bewegung durch den Verteiler 321
(Fig. 5) und am Ende der Bewegung
durch den Kolben 34 (Fig. 4, 6 und 7).
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Die Ölmenge, welche sich zwischen dein Verteiler 321 und dem Kolben
34 befindet, nimmt ab, nachdem der Kolben 34 seine Bewegung beendet hat, und zwar
wegen der Freigabe der Öffnung 43. Die Abnahme der genannten ölmenge nimmt zu, je
weiter der Verteiler 321 ansteigt, bis die Ölmenge schließlich Null wird (Fig. 7),
was dein maximalen Anstieg des Kolbens entspricht, wenn der Druck im Verdichterzvlinder
seine Normalgröße hat.
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Wenn der Verteiler 321 um seinen iidrmalen Betrag hochgestiegen ist,
folgt der Kolben 34 dem Verteiler 321 lr,i der darauffolgenden Abwärtsbewegung des
letzteren eine gewisse Zeit lang nach, bis der Kolben
34 die- in
Fig. 5 dargestellte Stellung einnimmt. Hierauf.setzt der Verteiler 321 seine abwärts
gerichtete Bewegung allein fort und gibt dabei die Mündung 42 frei. Infolgedessen
füllt eine neue Ölmenge, welche aus dem Reservoir 14 stammt, den Zylinderraum zwischen
den beiden Teilen 321 und 34 an. Diese, Ölmenge wird aus dem genannten Zwischenraum
in der oben beschriebenen Weise vollständig ausgetrieben, wenn auch der folgende
Hub normal ist.
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Wenn jedoch der Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder zu gering
ist, steigt der- Verteiler 321 nicht um den genannten Normalbetrag an, so daß eine
gewisse Ölmenge in dem Zwischenraum zwischen dem Verteiler 321 und dem Kolben 34
verbleibt, und zwar ist diese Ölmenge um so größer, je geringer die Aufwärtsbewegung
des Verteilers 321 ist, d. h. also, je geringer der Verdichtungsdruck - im Brennkraftzylinder
ist. Wenn dann bei der Abwärtsbewegung die Einschnürung 4o des Kolbens 34 in die
Höhe des Eintritts der Nebenschlußleitung 37 gelangt, kann das in dem Intervall
zwischen den Kolben befindliche Öl durch die Axialleitullg 41 des Kolbens 34 entweichen
und wird durch den Druck der Feder 35 vollkommen ausgetrieben. Diese Feder legt
den Kolben 34 sofort gegen seinen Sitz, während der Verteiler 321 seine Abwärtsbewegung
mit langsamerer Geschwindigkeit fortsetzt, was z. B. dadurch herbeigeführt werden
kann, daß die Druckluft aus dem Raum unterhalb des Verteilers 321 mit einer gewissen
Drosselung ausgelassen wird. Das aus dem Zwischenraum ausgetriebene Öl entweicht
durch die Leitung 37, die Einschnürung 39 des Verteilers 321 und die Leitung 38
in den Raum 30, um den Kolben 9 zu verstellen, der mittelbar oder unmittelbar im
Sinne des Pfeiles -[- auf die Regelungsstange io der Speisepumpe i i einwirkt. Hierdurch
wird. die Menge des in den Zylinder i eingespritzten Brennstoffes bei .dem folgenden
Hub vergrößert.
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Solange der Verdichtungsenddruck in dem Brennkraftzylinder seine Normalgröße
nicht überschreitet, bleibt der Verteiler 322 unwirksam, d. h. er bleibt bei seinem
Anstieg mit seiner Stirnfläche unterhalb der Mündung der Leitung 38. Wenn jedoch
der Druck in dem Brennkraftzylinder über seinen normalen Wert steigt, so verschließt
der Verteiler 322, 'dessen oberer Totpunkt bei normalen Drücken in der Höhe der
Mündung der Leitung 38 liegt, die ;genannte Mündung und preßt eine seinem Anstieg
proportionale Ölmenge durch das Rückschlagventil 45 in das Reservoir 14. Bei seinem
Abstieg erzeugt der Verteiler 322 zuerst eine Leere in seinem Zylinder 45, und zwar
wegen des Vorhandenseins des Rück-Schlagventils 44. Diese Leere wird dann durch
eine entsprechende Ölmenge, welche aus dem Behälter 3o stammt, ausgefüllt, wenn
der Verteiler 322 bis unter die Leitung 38 herabgegangen ist. Die Folge davon ist,
daß der Kolben 9 unter dem Druck einer auf ihm lastenden Rückführfeder eine Rückwärtsbewegung
macht und dabei die Stange io im Sinne des Pfeiles - mitnimmt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 13 ist ein einziger
Verteiler 32 vorgesehen, der zwischen dem Reservoir 14 und dem Behälter 3o angeordnet
ist und in seinem Zylinder 33 gelagert ist. Auch bei dieser letztgenannten Ausführungsform
wird der Verteiler 32 je nach der Größe des Verdichtungsenddruckes im Brennkraftzylinder
mehr oder weniger weit angehoben. Der Verteiler 32. besitzt eine ringförmige Einschnürung
4o,' die durch die axiale Leitung 41 mit dem Zylinder 33 in Verbindung steht. Zwischen
dem Zylinder 33 und dem Raum 30 sind zwei Verbindungsleitungen vorgesehen, von denen
die eine, 381, mit einer selbsttätigen Steuerklappe 461 für die Ölförderung und
die andere, 382, mit einer selbsttätigen Klappe q.62 für die Ansaugung versehen
ist. Zwischen dem Zylinder 33 und dem Reservoir 14 ist eine Leitung 36 mit zwei
Mündungen 4ä und 43, die in verschiedener Höhe liegen, vorgesehen. Die Mündung 42
ist normalerweise durch ein Ventil 47 verschlossen, das von einer Feder 48 belastet
ist.
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Der Abstand ca (Fig. 9 und io) zwischen den Mündungen 43 und 381 stellt
ein Maß für die Ölmenge dar, die bei jedem Anstieg des Verteilers 32 in den Raum
30 gepumpt wird. Denn wegen der auf dem Ventil 47 ruhenden Federlast hebt
sich letzteres erst, wenn der Verteiler 32 die Öffnung 381 abgeschlossen hat. In
diesem Augenblick gibt die Einschnürung 4o den Eintritt der Leitung 38= frei, und
der Verteiler 32 saugt bei seinem nachfolgenden Abwärtsgang aus dem Raum 3o durch
die Leitungen 382, 41 und durch das Ventil 462 eine Ölmenge an, die propor-, tional
der Höhe b ist, welche dem Anstieg des Verteilers 32 über die Leitung 381 entspricht.
Am Ende seines Abwärtsganges gibt der Verteiler die Öffnung 43 frei, wodurch der
Zylinder 33 wieder neu mit Öl gefüllt wird.
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Man erkennt also, daß die aus dem -Behälter 3o angesaugte Ölmenge
von der Größe der Strecke b abhängt. Wenn b kleiner ist als a (s.
Fig. i i), so ist die angesaugte Ölmenge kleiner als die ständig gleichbleibende,
in den Behälter 3o hineingepumpte Ölmenge. Dieser Fall entspricht einem zu kurzen
Hub des Gestänges i31, und der Kolben 9 wirkt auf die Regelstange io der Brennstoffspeisepumpe
wie
bei den vorhergehend beschriebenen Beispielen im Sinne des Pfeiles Wenn die Strecke
b gleich der Strecke a ist (Fig. 1a), was dem normalen Hub entspricht,
so ist die angesaugte Ölmenge gleich der gefördexten ölmenge, und der Kolben g bleibt
an seinem Platz. Wenn dagegen b größer ist als a (Fig. 13), was einem zu langen
Hub entspricht, so wird der Kolben 9 umgekehrt verstellt und wirkt dementsprechend
auch auf die Regelstange io im Sinne des Pfeilesein.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist der die Hubbegreiizungsvorrichtung
steuernde Druck unmittelbar der Verdichtungsenddruck in dem Brennkraftzylinder.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 14 wirkt dieser Verdichtungsenddruck jedoch nur
mittelbar. Als unmittelbarer Steuerimpuls dient bei der - Vorrichtung nach Fig.
14 die Beschleunigung der Brennkraftkolben bei ihrem Auswärtshub. Diese Deschleunigung
ist jedoch ihrerseits abhängig von dein Verdichtungsenddruck.
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Gemäß Fig. 4 ist mit dem Gestänge 131 ein Zylinder 49 verbunden, in
dem sich ein freier Kolben 5o befindet, der durch eine Feder 52,
gegen seinen
Anschlag 51 gelegt wird. Der Zylinder 49 enthält eine Flüssigkeit und steht durch
mindestens eine Öffnung 53 mit einer Kammer 54 in Verbindung, in die ein Rohr 55
mündet, das seinerseits an den Raum 30 angeschlossen ist. In diesem Raum befindet
sich der Kolben 9, welcher die Regelstange io der Speisepumpe in dem oben erläuterten
Sinne betätigt.
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Unter dem Einfluß der Beschleunigung des Gestänges 131 verschiebt
sich der Kolben 5o und fördert einen Teil der Flüssigkeit durch die Öffnung 53,
die Kammer 54 und das Rohr 55 in den Behälter 30, so daß der Kolben 9 um eine entsprechende
Strecke angehoben wird. Ein fest angeordnetes Rücklaufrohr 56 für die durch den
Kolben 9 verdrängte Flüssigkeit mündet in eine Kammer 57, welche durch eine Öffnung
58 mit dem Raum 59 in Verbindung steht, der sich in dem Zylinder 49 hinter dem freien
Kolben 5o befindet. Dieser Kolben ist mit einer axialen Bohrung versehen, welche
eine -Rückschlagklappe 6o besitzt, so daß die Flüssigkeit in den Zylinder 49 zurückkehren
kann. Eine kleine kalibrierte und regelbare Leitung 61 gestattet es der Flüssigkeit,
die auf den Kolben 9 eingewirkt hat, langsam durch das Rücklaufrohr 56 zu entweichen.
je nachdem die Beschleunigung des beweglichen Gestänges 131 mehr oder weniger groß
ist, ist auch die Menge der Flüssigkeit, welche auf den Kolben 9 wirkt, mehr oder
weniger groß, so daß, wenn die Beschleunigung ihren normalen Wert überschreitet,
was bei einer zu plötzlichen Verbrennung geschieht, die ihrerseits wiederum auf
einen zu hohen Verdichtungsdruck im Brennkraftzylinder beruht, die Stange io eine
Verringerung der eingespritzten Brennstoffmenge bewirkt. Ist dagegen die Beschleunigung
zu schwach, was bei einer ungenügenden Explosion geschehen kann, macht der Kolben
'g einen Hub, der kleiner ist als sein normaler Hub.
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Die Erfindung ist selbstverständlich keineswegs auf die beschriebenen
Relaiseinrichtungen zur Bemessung der Brennstoffmenge beschränkt, sondern das Relais
kann .auch in anderer Weise, beispielsweise als pneumatisches oder elektrisches
Relais, ausgebildet sein. Eine sehr vorteilhafte Einrichtung des beschriebenen Relais
besteht jedoch darin, daß der Steuerkolben 9 in der Ruhelage eine Mittelstellung
einnimmt, in der er beispielsweise durch zwei Federn gehalten wird, wie dies in
den Fig. 4 und 9 .dargestellt ist. Der Kolben nimmt also auch schon beim Anlassen
diese Mittelstellung ein. Die Folge davon ist, daß gleich beim Anlassen, entsprechend
der bei der ersten Verbrennung erhaltenen Hublänge, die Hubbegrenzungsvorrichtung
beim zweiten und den folgenden Hüben sowohl im Sinne einer Vergrößerung als auch
im Sinne einer Verkleinerung des Hubes wirksam werden kann. Für die gute Überwachung
der Maschine kann es zweckmäßig sein, die Hubänderungen auf :einem Schirm o. dgl.
anzuzeigen und die Maschine selbsttätig anzuhalten, wenn die Abweichung des Hubes
vom normalen. Hub die für den normalen Betrieb .geltenden Grenzen überschreitet.
Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in Fig. 8 veranschaulicht. Gemäß dieser
Ausführungsform zeigt eine durch den Kolben 9 betätigte Nadel 62 die Hubänderungen
auf einem Schirm 63 an. Die Brennstoffeinspritzung kann angehalten werden, wenn
die Hubänderungen über eine festgesetzte Grenze hinausgehen, und zwar kann hierzu
der Druck einer Flüssigkeit dienen, die aus einer nicht dargestellten Druckquelle
stammt und auf einen Kolben 64 wirkt, der einen Schwinghebel 65 betätigt,
um dadurch den Druckstößel der Brennstoffpumpe i i der Einwirkung des Nockens 13
zu entziehen, sobald ein mit dem Kolben 9 verbundener Schieber 66 der Druckflüssigkeit
den Zutritt zu der Leitung 67 freigibt, welch letztere an dem Kolben 64 mündet.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die zur Begrenzung
der Hübe dienende Mengenregelung der Brenisstofeinspritzung mit der Leistungsregelung
der Maschine verbunden. Diese Leistungsregelung wird im allgemeinen ebenfalls durch
Regelung
der Menge der eingespritzten Brennstoff, menge erzielt.
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Bei den in den Fig. q., 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispielen
:geschieht die selbsttätige Regelung der Leistung mit Hilfe des Druckes, der in
dem Behälter 68 herrscht, in . welchen die Kompressoren fördern. Dieser Druck wird
durch eine Leitung 69 auf einen Kolben 70 übertragen, der mittels eines beispielsweise
schwingbar ,angeordneten Nockens 71 und eines Schwinghebels 72 ,auf die Starigie
io einwirkt, die die Mengenregelung - der Speisepumple i i besorgt. Zur Verbindung
der Hubbegnenzungsvorrichtung mit der Leistungsregelung wirkt die Stange 73 des
Steuerkolbens 9 des zür Hubhegrenzung dienenden. Relais ;auf dein Schwi,ngheb,el72
ein.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann mit der Einrichtung
zur,Regelung der Leistung und zur Begrenzung der Hübe auch noch eine Einrichtung
zurr Veränderung des Einspritzzeitpunktes oder Zündungszeitpunktes verbrunden werden.
Zu diesem Zweck ist bei dem, Ausführungsbeispig nach Fig. 9 zwischen dem Steuernocken
i3; und dem Stößel der Einspritzpumpe i i ein, Hebel 74 ,angeordnet, der' sich .mit
steinern; einen Ende auf den Nocken 13 abstützt, wÄhrend sein anderes Ende an einem
Schwinghebel 7 5 ,angelenkt ist, der durch eine Stange 76 mit dem; Kolben 7o für
die Leistungsregelung verbunden ist. Man kann auf diese Weise den Zeitpunkt der
Einspritzung der Größe des Hubes anpasse ;n, welche von dem. Förderdruck der Maschine
abhängt, da die Hübe kürzer sind, wenxi die Drücke höher sind.
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Im vorstehenden ist die Hubbegrenzungs ; vorizchtung in Anwendung
für tandemartig gekuppelte Maschinen beschrieben worden, Die Huubegrenzungsvorrichtung
kann, dabei auch bei einfachen Maschinen angewendet werden. Auch bei diesen Maschinen
kann der Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder oder die von .diesem Verdichtungsenddruck
abhängig .e Beschleunigung der Flugkolben ,als Steuerfaktor für die Hubbegrenzungsvorrich;
tung dienen. Ferner kann aber auch der Enddruck in-.einem. geschlossenen Hilfsra:tun
als Steuerfaktor benutzt werden, wobei dafür zu sorgen ist, daß der Anfangsdruck
in diesem, Hilfsraum stets. gleich oder verhä.ltnisgleic4 dem Spül- und Speisedruck
des Brennkraft; zylinders. ,ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß in den vor-, stehenden Ausführungen
nur Ausführunggbei; spiele der Erfindung angegeben sind, ,auf welche die Erfindung
jedoch weder hinsichtlich ihrer Anwendungs- noch Ausführungsmöglichkeiten beschränkt
.ist. -