DE697505C - Process for the operation of mixture-compressing four-stroke internal combustion engines for gaseous fuels - Google Patents
Process for the operation of mixture-compressing four-stroke internal combustion engines for gaseous fuelsInfo
- Publication number
- DE697505C DE697505C DE1935D0071702 DED0071702D DE697505C DE 697505 C DE697505 C DE 697505C DE 1935D0071702 DE1935D0071702 DE 1935D0071702 DE D0071702 D DED0071702 D DE D0071702D DE 697505 C DE697505 C DE 697505C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- filling
- air
- stroke
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2710/00—Gas engines
- F02B2710/02—Four stroke engines
- F02B2710/023—Four stroke engines with measures for charging, increasing the power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
Verfahren zum Betriebe von gemischverdichtenden Viertaktbrennkraftmaschin-en für gäsfZirmige Brennstoffe Bei den bisher bekannten Verfahren zur Leistungssteigerung gernischverdichtender Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei Gasmaschinen, wird im allgemeinen nur die Luft verdichtet. Ein Teil der vc>rverdichteten Luft dient zum Ausspülen der heißen Restgase aus dem Verdichtungsraum, der übrige Teil als Lad#luft.Method for operating mixture-compressing four-stroke internal combustion engines for gas-fired fuels With the previously known methods for increasing performance gas-compressing internal combustion engines, especially gas engines, generally only the air is compressed. Part of the compressed air serves to flush the hot residual gases out of the compression chamber, the remaining part as load # air.
Da nach dem Ausspülen bereits eine große Lu#tmenge im Verdichtungsraum des Zyl - inders sich befindet und da das-Gas fast immer nicht unter so hohem Druck wie die Luft steht, muß während des Ansaugehubes die Luft stark gedrosselt werden, um die erforderliche Gasmenge in den Zylinder zu bekommen; die Ansaugelinie liegt bei solchen Maschinen also fast auf ihrer ganzen Länge unter der atmosphärischen Linie; der Arbeitsaufwand dib--r Luftvorverdichtung wird also durch das Drosseln vernichtet.Because after rinsing already a large Lu # tmenge in the compression chamber of the cyl - inders located and because the gas is almost always not under such high pressure as the air, the air must be heavily throttled during Ansaugehubes to provide the required amount of gas in to get the cylinder; In such machines, the intake line is almost along its entire length below the atmospheric line; the work involved in the pre-compression of the air is therefore destroyed by the throttling.
Zur Leistungssteigerung solcher Maschinen sind auch Verfahren bekannt, bei denen Luft und Gas getrennt unter Überdruck zum Arbeitszylinder der Maschine geführt werden. Man kann dann die Einlaßsteigerung so bauen, daß zunächst nur Luft in den Zylinder tritt und die Restgase ausspült, dann tritt ein Gas-Luft-Gemi,sch zweckmäßig mit Gasüberschuß während des Ansaugehubes in die Maschine und zuletzt wieder Luft. Bei solchen Maschinen braucht die Ansaugelinie bei Vollast nicht unter der atmosphärischen Linie zu liegen-, sie liegt aber bei geringeren Belastungen darunter, weil bei geringeren Belastungen die Gas-Luft-Gemischmenge durch Drosseln während des Ansauge#hubes verringert wird.Methods are also known to increase the performance of such machines in which air and gas are separated under positive pressure to the working cylinder of the machine be guided. You can then build the inlet increase so that initially only air enters the cylinder and flushes out the residual gases, then a gas-air mixture occurs expediently with excess gas during the suction stroke in the machine and finally again air. In such machines, the suction line does not need less at full load to lie on the atmospheric line, but it lies at lower loads including, because at lower loads, the gas-air mixture volume is reduced by throttling is reduced during the suction stroke.
Äuch hier wird also, außer bei Vollast, der Arbeitsaufwand für die Verdichtung_ von. Luft und Gas nicht oder nur zum Teil wiedergewonnen; die Ladearbeit solcher Maschinen ist also groß.Also here, except at full load, the workload for the Compression_ of. Air and gas not or only partially recovered; the loading work such machines is so big.
Bei den beiden genannten Arbeitsverfahren wird am Ende Eles Ansaugehubes mit Hilfe des Überdruckes, unter dein die Luft bzw. die Luft und das Gas stehen, der Zylinder aufgeladen, um ein größeres Ladungsgewicht zu bekommem Dieses Aufladen ist infolge der damit verbundenen Verdichtung des im Zylin, der bereits vorhandenen Gemisches mit einer Temperatursteigerung verbunden; die Temperatur deg angesaugten Gemisches wird so unliebsam erhöht.In the case of the two working methods mentioned, the end of the Eles intake stroke with the help of the overpressure under which the air or the air and the gas are, the cylinder charged to get a larger cargo weight that charging is due to the associated compression of the already existing in the cylinder Mixture associated with an increase in temperature; the temperature deg Mixture is increased unpleasant in this way.
Es ist bekannt, daß man mit solchen Arbeitsverfahren die Leistungen von Gasmaschinen UM 20 bis 30 % steigern kann, -ohne die Wärmebeanspruchungen der Zylinder, Kolben usw. zu erhöhen. Der Grund liegt darin, daß infolge des Ausspülens der heißen Restgase die Temperatur des angesaugten Gemisches wesentlich niedriger liegt als bei ungespülten Maschinen und daß durch die kalte Spülluft die heißen Zylinderteile ge- kühlt werden.It is known that you can increase the performance of gas engines by 20 to 30% with such work processes, without increasing the thermal stresses on the cylinders, pistons, etc. The reason is that as a result of rinsing the hot residual gases, the temperature of the intake mixture is much lower than in unwashed machines and that the hot cylinder parts are cooled by means of the cold purge air.
Selbstverständlich werden bei solchen Arbeitsverfahren Luft bzw. Luft und Gas nach dem Verdichten gekühlt.It goes without saying that in such working processes there is air or air and gas cooled after compression.
Gegenüber diesen Verfahren, die, eine Leistungssteigerung der Maschinen bezwecken, ist noch ein älteres Verfahren vorbekannt, das nicht eine Leistungssteigerung, sondern eine Verringerung des Wärmeverbrauches bezweckt, die mit einer Leistungsverminderung verbunden ist. Bei diesem Verfahren werden ebenfalls die Restgase mit unter Druck stehender Luft ausgespült; während des Ansaugehubes werden Gas und Luft in einem gemeinsamen Kreiselgebläse verdichtet und, ohne gekühlt zu werden, dem Zylinder zugeführt, und zwar mit so, geringem Druck, daß im Zy- linder kein Überdruck auftritt. Nach zwei Drittel des Ansaugehubes schließt sich das Einlaßventil, und das Gas-Luft-Gemisch dehnt sich bis zum Ende des Ansaugehuhes aus, und zwar bis auf einen solchen Unterdruck, daß der Endpunkt der Ausdehnungslinie des Arbeitshubes auf der atmosphärischen Linie liegt. Eine solche Maschine arbeitet mit günstigem Wärmeverbrauch, aber so geringer Leistung, daß die Maschine nicht wirtschaftlich arbeitet.Compared to these methods, which aim to increase the performance of the machines, an older method is previously known, which aims not to increase performance, but to reduce heat consumption, which is associated with a reduction in performance. In this process, the residual gases are also flushed out with pressurized air; During the intake stroke, gas and air are compressed in a common centrifugal fan and, without being cooled, are fed to the cylinder at such a low pressure that no overpressure occurs in the cylinder. After two thirds of the intake stroke, the inlet valve closes and the gas-air mixture expands to the end of the intake housing, up to such a negative pressure that the end point of the extension line of the working stroke is on the atmospheric line. Such a machine works with favorable heat consumption, but so little power that the machine does not work economically.
So arbeitet diese Maschine bei Vollast; wie sie bei kl-einerer-Belastung arbeitet, wird nicht angegeben.This is how this machine works at full load; like they do with small loads works is not specified.
Ein allgemein bekannter Übelstand bei allen gemischverdichtenden Maschinen ist die starke Zunahme des Brennstoffverbrauches bei ab- nehmender Belastung.A well-known drawback with all mixture-compressing machines is the strong increase in fuel consumption with decreasing load.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, bei solchen Maschinen die Leistung ohne Erhöhung der Wärmebeanspruchungen erheblich über das bisher bekannte Maß zu steigern, die Ladearbeit stark zu verringern und den Brennstoff-bedarf -bei abnehmender Last günstiger zu gestalten, Um diese Ziele zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dem Einlaß der Maschine Gas und Luft, in der üblichenWeise getrennt und gekühlt, unter Überdruck zuzuführen und ihre Eintrittsquerschnitte auch bei Vollast der Maschine vor Beendigung des Füllungshubes, -etwa nach 3/4 seines We ges, abzuschließen und dann das im Zylinder befindliche, unter Überdruck stehende Gemisch sich bis zum Hubende adiabatisch ausdehnen zu lassen.The purpose of the present invention is to increase in such machines the performance without increasing the thermal stresses considerably higher than the previously known levels to reduce the loading work strong and the fuel needed - to design effective at decreasing load In order to achieve these goals is proposed according to the invention to supply the inlet of the machine with gas and air, separated and cooled in the usual way, under excess pressure and to close off their inlet cross-sections even at full load of the machine before the end of the filling stroke, approximately after 3/4 of its way, and then in the cylinder the mixture that is under excess pressure can be expanded adiabatically to the end of the stroke.
Der Überdruck, unter dem die Ladebestandteile dem Einlaß zugeführt werden, soll zwecks Erzielung der angestrebten Leistungssteigerung sG hoch über der Atmosphäre liegen, daß bei Vollast der Maschine der Druck im Zylinder am Ende der an die Füllung sich anschließenden adiabatischen Ausdehnung höchstens um ein geringes Maß unter dem atmosphärischen Druck und somit der Druck am Ende des Arbeitshubes erlieblich über dem Atmösphärendruck liegt.The overpressure under which the charge components are fed to the inlet should be sG high above in order to achieve the desired increase in performance the atmosphere lie that with full load of the machine the pressure in the cylinder at the end the adiabatic expansion following the filling by a maximum of one low level below atmospheric pressure and thus the pressure at the end of the working stroke is pleasantly above atmospheric pressure.
Vor Beginn des Füllungshubes tritt selbstverständlichzunächstunterÜberdruckstehende Luft allein in den Zylinder, zweckmäßig schon während des größten Teiles des Auspuffhubes, um die heißen Restgase auszuspülen.Before the start of the filling stroke, of course, the person under excess pressure occurs Air alone in the cylinder, expediently during most of the exhaust stroke, to flush out the hot residual gases.
Der Füllungsgrad der Maschine bei Vollast richtet sich nach dem überdruck, unter dem die Ladebestandteile stehen; je größer der Überdruck, um so kleiner der Füllungsgrad.The filling level of the machine at full load depends on the overpressure under which the load components are; the greater the overpressure, the smaller the degree of filling.
Die adiabatische Ausdehnung des im Zy- linder- befindlichen Gemisches ist mit einer entsprechenden Abkühlung verbunden. Auf diese Weise wird die Temperatur des Gas-Luft-Gernisches am Ende des Ladehubes erheblich kleiner--als bei den vorbekannten Maschinen; und diese geringere Anfangstemperatur der Verdichtung gestattet, die Maschine mit größeren Leistungssteigerungen als bei den - vorbekannten Leistungssteigerungsverfahren zu betreiben, ohne daß die Wärmebeanspruchungen der Maschine größer werden als bisher. Selbstverständlich kann bei Überlast der Maschine die Füllung entsprechend vergrößert werden.The adiabatic expansion of the mixture in the cylinder is associated with a corresponding cooling. In this way, the temperature of the gas-air mixture at the end of the loading stroke is considerably lower - than with the previously known machines; and this lower starting temperature of the compression allows the machine with larger increases in performance than with the - to operate previously known power increase method, without the thermal stresses of the machine are greater than previously. Of course, if the machine is overloaded, the filling can be increased accordingly.
Um bei abnehmender Belastung den angestrebten günstigeren Brennstoffverbrauch zu erzielen, Wild die zugeführte Gemischmenge nicht ' durch Drosseln verringert, sondern durchVerkleinern der Füllung. Geschieht das, so wird die adiabatische Ausdehnung verlängert, und die Endtemperatur und der Enddruck sinken weiter. Das hat zur Folge, daß Dia,-ramme mit geringerer Belastung mit stark verringerten Temperaturen und Drücken gefahren werden.In order to achieve the desired lower fuel consumption with decreasing stress wild supplied mixture quantity not 'reduced by throttling but durchVerkleinern the filling. If this happens, the adiabatic expansion is lengthened and the final temperature and pressure drop further. As a result, slide rams are driven with less stress at greatly reduced temperatures and pressures.
Die Arbeitsweise einer Maschine, die mit dem neuen Verfahren betrieben wird, sei an Hand des beigefügten Diagrammes, das den Ladehub der Maschine darstellt, erläutert.The operation of a machine that operated with the new process is based on the attached diagram, which shows the loading stroke of the machine, explained.
Wir nehmen beispielsweise an, Luft und Gas würden getrennt der Maschine mit 0,3 at Überdruck zugeführt. Das Verdichtungsverhältnis der Maschine sei = 5. Während des Ausschubhubes oder des letzten Teiles desselben tritt Luft allein in den Zylinder, um die heißen Restgase auszuspülen. Von Beginn des Ladehubes ab, wenn erwünscht, auch schon früher, treten Gas und Luft gemeinsam unter ihrem Überdruck in den Zylinder, Linie a-b. In b #schließt bei Vollast die Steuerung den Gemischzutritt ab, und,das Gemisch dehnt sich adiabatisch bis zum Hubende gemäß der Linie b-c aus. Beträgt die Temperatur des Gas-Luft-Gernisches im Zylinder der gespülten Maschine vor der adiabatischen Ausdehnung 2o' und die Füllung 75 "/" so ist die Temperatur im Punkte c der Druck beträgt 0,95 ata..We assume, for example, that air and gas are fed separately to the machine with 0.3 at overpressure. Let the compression ratio of the machine be = 5. During the extension stroke or the last part of the same, only air enters the cylinder to flush out the hot residual gases. From the beginning of the loading stroke, even earlier if desired, gas and air enter the cylinder, line, together under their overpressure. In b #, the control closes the mixture admission at full load, and the mixture expands adiabatically to the end of the stroke according to the line bc. If the temperature of the gas-air mixture in the cylinder of the scavenged machine before the adiabatic expansion is 2o 'and the filling is 75 "/", the temperature at point c is the pressure is 0.95 ata ..
Zwecks Verringerung der Maschinenleistung wird- die Füllung verkleinert, beispielsweise auf 50 % bis zum Punkte d; im Endpunkt e der adiab#atischen Ausdehnung ist dann die Temperatur = - 36', der Druck = o,63 ata.In order to reduce the machine output, the filling is reduced, for example to 50% up to point d; at the end point e of the adiabatic expansion the temperature is then = -36 ', the pressure = 0.63 ata.
Bei einer Füllung von 25'/" Punkt f, verläuft die adiabatische Ausdehnung« nach der Linie f-g; die Temperatur beträgt im Punkte g 721, der Druck - 0,36 ata.With a filling of 25 '/ "point f, the adiabatic expansion« runs along the line fg; the temperature at point g is 721, the pressure - 0.36 ata.
Das Verfahren hat folgende Vorteile: Die Ladearbeit der Maschine wird gering, weil alle durch die übliche Drosselregelung bewirkten Verluste fortfallen.The method has the following advantages: The loading work of the machine becomes low, because all losses caused by the usual throttle control are eliminated.
Bei Vollast der Maschine läßt sich bei gleichen Wärmebeanspruchungen des Zylinders und der übrigen mit den heißen Feuergasen in Berührung kommenden Bauteile eine größere Leistungssteigerung erzielen, weil die Temperatur am Anfang der Verdichtung geringer ist als bei den vorbekannten Maschinen.When the machine is at full load, the same thermal loads of the cylinder and the other components that come into contact with the hot fire gases achieve a greater increase in performance because the temperature at the beginning of compaction is less than with the previously known machines.
Bei abnehmendenMaschinenleistungen wird gegenüber den vorbekannten Maschinen, die mit Drosselregelung arbeiten, der spezifische Wärmeverbrauch wesentlich günstiger, weil infolge der geringeren Temperaturen und Drücke die Kühlwasser- und Auspuffverluste kleiner werden.With decreasing machine performance, compared to the previously known Machines that work with throttle control, the specific heat consumption is significant cheaper because as a result of the lower temperatures and pressures, the cooling water and Exhaust losses become smaller.
Die vorgeschlagene Regelung der Füllung kann erzielt werden mit Steuerungen, wie sie heute bei Ventildampfniaschinen üb#lich sind.The proposed regulation of the filling can be achieved with controls, as they are common today with valve steam machines.
Das neue Verfahren erscheint besonders wertvoll für Gasmaschinen, die an Gasleitungen mit entsprechendem Überdruck angeschlossen werden, beispielsweise an Ferngasleitungen, weil in diesem Falle nur die Luft, beispielsweise durch einen von einer Abgasturbine angetriebenen Lüfter, unter Überdruck zu setzen ist. e The new method appears to be particularly valuable for gas engines that are connected to gas lines with a corresponding excess pressure, for example to long-distance gas lines, because in this case only the air, for example by a fan driven by an exhaust gas turbine, has to be pressurized. e
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1935D0071702 DE697505C (en) | 1935-12-15 | 1935-12-15 | Process for the operation of mixture-compressing four-stroke internal combustion engines for gaseous fuels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1935D0071702 DE697505C (en) | 1935-12-15 | 1935-12-15 | Process for the operation of mixture-compressing four-stroke internal combustion engines for gaseous fuels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE697505C true DE697505C (en) | 1940-10-16 |
Family
ID=7060904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1935D0071702 Expired DE697505C (en) | 1935-12-15 | 1935-12-15 | Process for the operation of mixture-compressing four-stroke internal combustion engines for gaseous fuels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE697505C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6162403A (en) * | 1998-11-02 | 2000-12-19 | General Motors Corporation | Spin formed vacuum bottle catalytic converter |
-
1935
- 1935-12-15 DE DE1935D0071702 patent/DE697505C/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6162403A (en) * | 1998-11-02 | 2000-12-19 | General Motors Corporation | Spin formed vacuum bottle catalytic converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE697505C (en) | Process for the operation of mixture-compressing four-stroke internal combustion engines for gaseous fuels | |
DE2537221A1 (en) | Combustion engine with continuously varying compression chamber - has secondary cylinder chamber whose size varies with pressure due to sprung piston | |
DE360857C (en) | Multi-cylinder internal combustion engine for driving pumps | |
DE717771C (en) | Method for operating two-stroke composite piston internal combustion engines | |
DE728109C (en) | Method for operating internal combustion engines with further expansion in downstream expansion stages | |
DE665315C (en) | Internal combustion engine for working at different altitudes | |
AT78490B (en) | Method and device for operating internal combustion engines. | |
DE270356C (en) | ||
DE705924C (en) | Compound internal combustion engine | |
DE577807C (en) | Four-stroke internal combustion engine operating with overload | |
DE751098C (en) | Control for charge regulation of four-stroke internal combustion engines with scavenging and charging | |
GB487519A (en) | Improvements in and relating to hydrogen and oxygen-using internal combustion engines | |
CH238900A (en) | Flushed and charged piston internal combustion engine. | |
DE464402C (en) | Crankcase pump with an auxiliary pump working on the crankcase | |
DE598226C (en) | Pre-chamber diesel engine | |
US2400432A (en) | Internal-combustion engine | |
GB419258A (en) | Improvements in four-stroke-cycle internal combustion engines | |
DE666358C (en) | Compressed air internal combustion engine system | |
DE809612C (en) | Internal combustion engine with auxiliary ignition cylinder | |
DE496104C (en) | Internal combustion engine with a charge of fuel, oxygen and inert gas | |
DE425074C (en) | Working method for two- or four-stroke explosion engines | |
DE155606C (en) | ||
AT145737B (en) | Control procedure for free-flight piston propellant gas generators and related equipment. | |
DE718250C (en) | Internal combustion compressor | |
DE708138C (en) | Device for generating compressed combustion gases for extinguishing purposes |