DE710886C - Einrichtung zum Anlassen von Freikolbenmaschinen - Google Patents

Einrichtung zum Anlassen von Freikolbenmaschinen

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DE710886C
DE710886C DES137401D DES0137401D DE710886C DE 710886 C DE710886 C DE 710886C DE S137401 D DES137401 D DE S137401D DE S0137401 D DES0137401 D DE S0137401D DE 710886 C DE710886 C DE 710886C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/02Starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Einrichtung zum Anlassen.von Freikolbenmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Anlassen von- Freikolbenmaschinen mit mindestens einem Pufferzylinder für die Rückführung der Freikolben nach dem inneren Totpunkt.
  • Freikolbenmaschinen können bekanntlich nicht unbelastet anfahren, weil die im Brennkraftzylinder entwickelte Energie bereits vom ersten Hub an abgenommen werden muß. Für Freikolbenkompressoren ist daher schort vorgeschlagen worden, die Anlaßluft in die Pufferzylinder einzuführen und gleichzeitig die Kompressorzylinder durch eine Schaltung von Druckhalteventilen, die den Druckventilen der Kompressorzylinder nachgeschaltet sind, so lange zusätzlich zu belasten, bis ein bestimmter Mindestförderdruck erreicht ist. Wo es sich um Kompressoren mit verhältnismäßig niedrigem Förderdruck und verhältnismäßig großer Fördermenge handelt, hat sich dieser Vorschlag als wenig wirksam erwiesen; er führt in baulicher- Hinsicht zu umfangreichen zusätzlichen Steuerorganen, die für den normalen Betrieb der Kompressoren nicht verwendet werden.
  • Die Erfindung - vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß der Pufferzylinder nicht nur ein Einlaßorgan für die Zufuhr von Anlaß-druckluft aufweist und zum Ingangsetzen der Freikolben dient, sondern mindestens im Anschluß an das Ingangsetzen zeitweise, mit einem Lufteinlaß versehen, als Kompressor arbeitet, der gegen einen einstellbaren Druck fördert. Vorteilhaft sind Mittel vorgesehen, die das Geschlossenhalten des Anlaßlufteinlaßorgans nach Einlaß einer Anlaßdruckluftladung in den Pufferzylinder bewirken, und ist ferner am Pufferzylinder mindestens ein durch einen regelbaren Gegendruck belastetes Auslaßorgan vorgesehen. Hierdurch wird gegenüber bekannten Anordnungen, bei denen das .A,nlaßlufteinlaßorgan nach Einlaß .der Anlaßdruckluftladung aus einem mit dem Pufferraum durch dieses Einlaßorgan verbundenen Vorraum zunächst offen bleibt, der Vorteil einer rasch wirkenden Stabilisierung der Freikolben nach dem Anlassen und im Leerlauf unter Vermeidung einer ungewöhnlichen Drucksteigerung im Pufferzylinder erzielt. Es kann ein dem Pufferzylinder vorgeschalteter, zum Aufnehmen einer Anlaßluftladung bestimmter Raum vorgesehen sein, der einerseits mit einer absperrbaren Druckluftzufuhr, anderseits mittels des Anlaßlufteinlaßorgans, mit dem Pufferzvlinder verbunden ist. Insbesondere kann das Anlaßlufteinlaßorgan als . Ventil ausgebildet sein, das mittels eines- . Kolbens eingestellt wird, dessen eine Seite zur Sperrung des Ventils in ständig offener Verbindung rnit .dem Anlaßluftvorraurn steht, W 'ilirend i # die andere Seite zum Öffnen des Ventils mittels eines Steuerorgans rnit dein Vorraum verbunden wird.
  • Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele :des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
  • Fig. i stellt einen Längsschnitt durch das äußere Ende des Brennkraftzvlinders eines Freikolbenkompressors dar.
  • Fig. 2 zeigt einen Freikolbenkompressor im Schnitt mit einer Vorrichtung zum Regeln des Nachspeisedruclces des Pufferzvlindern.
  • - Fig. 3 veranschaulicht den Druckverlauf im Pufferzylinder in Abhängigkeit des Freikolbenhubes beim Pufferbetrieb.
  • Fig.4 zeigt den Zusammenhang zwischen dein Nachspeisedruck für den Pufferzylinder und der Belastung N des Freikolbenkonipressors.
  • Nach Fig. i arbeiten im Kompressorzylinder 2 und im Luftpufferzylinder 2' die mit dem Brennkraftkolben 3 zu einem Freikolben verbundenen Kompressorkolben4 und Pufferkolben 5. Der Brennkraftzylinder, der einfachwirkend, doppeltwirkend oder mit gegenläufigen Kolben versehen sein kann, ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der Ausdehnungshub i7n Brennkraftzylinder erfolgt bei der Bewegung des Freikolbens 3 in der Richtung des Pfeiles 6 und der Verdichtungs,hul) in entgegengesetzter Richtung. Der Kornpressorzylinder 2 hat ein Saugventil 7 und ein Druckventil B. Der Pufferzylinder 2' ist mit dein Anlaßlufteinlaßorgan 9, dein Lufteinlaß io und dem Auslaßorgan 12 versehen. Außerdem ist dem Pufferzylinder 2' ein Raum 13 vorgeschaltet, der zum Aufnehmen einer Anlaßluftladung dient und einerseits mit einer durch das Ventil 14 absperrbaren Druckluftzufuhr aus dem Anlaßluftbehälter 15, anderseits mittels des Einlaßorgans 9 mit dem Pufferzylinder a' verbunden ist.
  • Das Anlaßlufteinlaßorgan 9 ist als Ventil ausgebildet und mit Mitteln, nämlich dein Kolben 16 und der Druckfeder 17, versehen, die das Anlaßlufteinlaßorgan 9 nach Einlaß einer Anlaßdruckluftladung aus dem Vorraum 13 in den Pufferzylinder 2' geschlossen halten. Die dein Ventil 9 zugewandte Seite 18 des Kolbens 16 ist zur Sperrung des Ventils 9 mittels der Öffnungen i9 in ständig offener Verbindung mit dem Raum 13, wäh-.xend die dem Raum 21 zugewandte Seite 22 des Kolbens 16 zum öffnen des Ventils 9 über das Steuerorgan 23 mit denn Vorraum rin- verbunden wird, im übrigen aber an den -4uslaß 24 angeschlossen und durch den Druck der Umgebung belastet ist.
  • Das Steuerorgan 23 ist als Druckluftrelais ausgebildet, indem es mit einem durch die Druckfeder 25 belasteten Kolben 26 verbunden ist, der je nach der Stellung des Umschaltorgans 27 entweder durch den Druck im Anlaßluftbehälter 15 belastet oder mit der in die Umgebung ausmündenden Leitung 28 verbunden wird.
  • Das Lufteinlaßventil io dient im normalen Pufferbetrieb zum -Nachspeisen des Pufferzvlinders 2' aus dem Behälter 29, um die Luftverluste durch Undichtheiten auszugleichen. An Stelle des Ventils io können auch Schlitze 31 im Zvlinder 2' vorgesehen sein, die im inneren Totpunkt des Brerrnkraftkolbens 3 von dem Kolben 5 des Pufferzylindern 2' abgedeckt werden. Zwischen dem Behälter 29 und dein Einlaßventil io ist ein weiteres Ventil eingeschaltet, das durch eine Druckfeder 33 belastet und mit einem Kolben 3.4 verbunden ist. Der Arbeitsraum des Kolbens 34 ist durch die Leitung 35 mit dein Raum 21 und dadurch ebenfalls über das Steuerorgan 23 entweder mit dem Raum io oder mit dem Auslaß 24 verbunden.
  • Am Pufferzylinder 2' ist ferner mindestens ein durch die Druckfeder 36 einstellbar helastetes Ventil 37 vorgesehen, das zum Konstanthalten des das Auslaßorgan 12 belastenden Gegendruckes dient. Die Belastung der Feder 36 wird mittels der Schraubenspindel 38 eingestellt. Das Druckhalteventil 37 ist durch die Leitung 4o in der Weise mit dem Druckraum 41 hinter dem Druckventil 8 des Kompressors 2 verbunden, daß das Druckhalteventil 37 nicht nur durch die einstellbare konstante Kraft der Feder 36, sondern außerdem durch den Förderdruck des Konrpressorzylinders 2 im schließenden Sinne belastet wird.
  • An den Raum 42 zwischen dem Auslaßorgan 12 und .dein Druckhalteventil 37 ist die zurn Anlaßlufthehälter 15 führende Leitung 4.3 angeschlossen, um die im Pufferzylinder geleistete Arbeit zum Erzeugen von Anlaßluft verwenden zu können. Die Leitung 43 ist mit einem Rückschlagventil 44, einem Sicherheitsventil 45 und einem Absperrventil 46 versehen.
  • Der Anlaßvorraum 13 weist ein Druckbegrenzungsventi147 auf, um die Menge der Anlaßluft in einfacher Weise abmessen zu können. Dem Behälter 29 wird die Luft von einem nicht gezeichneten Verdichter durch die absperrbare Leitung 48 zugeführt.
  • Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Zur Vorbereitung des Anlassens der Freikolbenmaschine wird das Umschaltorgan 27 so verstellt, daß der Kolben 26 durch den Anlaßluftdruck belastet wird und daher sowohl im Raum 2 i als auch im Arbeitsraum des Kolbens 34 atmosphärischer Druck herrscht. Hiernach wird das Ventil 14 so lange geöffnet, bis im Anlaßvorraum 13 eine Anlaßluftladung eingelassen und der erforderliche Anlaßdruck erreicht ist. Da die Fläche r8 des Kolbens 16 größer ist als die Fläche des Ventiltellers 9, bleibt das Ventil 9 zunächst geschlossen. Infolge der Wirkung der Feder 33 ist auch das Ventil 32 geschlossen, wodurch verhindert wird, @daß vorzeitig Nachspeiseluft aus dem Behälter 29 in den Pufferzylinder 2' gelangt, wenn im Behälter 29 schon der zum Nachspeisen erforderliche Druck von z. B. 2 Atmosphären herrscht. Auch das Druckhalteventil 37 wird durch den Druck der Feder 36 geschlossen gehalten.
  • Zum Anlassen wird das Umschaltorgan 27- in der Weise umgestellt, daß der Kolben 26 entlastet wird. Das Ventil 23 öffnet nun unter der Einwirkung des im Vorraum 13 herrschenden Anlaßdruckes und verbindet den Rauin 21 und .den Arbeitsraum des Kolbens 34 mit -dem Vorraum 13. Dadurch ist der Druck auf dem Kolben 16 ausgeglichen. Da der Anlaßdruck jetzt nur noch das Anlaßventil9 belastet, öffnet sich dieses sehr rasch und läßt die Anlaßluftladung aus dem Raum 13 in den Zylinder 2' übertreten. Dadurch wird der Freikolben 3 bis 5 in Gang gesetzt.
  • Ist die Anlaßluftladung in den Pufferzylinder 2' übergetreten und der Inhalt des Vorraumes 13 entspannt, was der Fall ist, sobald der Freikolben i3 in die Nähe .des inneren Totpunktes gelangt, dann schließt das Anlaßventil9 unter der Wirkung der Feder 17 und bleibt nach seiner einmaligen Öffnung fortan geschlossen.
  • Im Anschluß an das Ingangsetzen des Freikolbens 3 bis 5 fördert nun der Pufferzylinder 2' zeitweise als Kompressor gegen den durch .das Druckhalteventil37 einstellbaren Gegendruck, der z. B. mittels der Spindel 38 durch Spannung der Feder 36 auf 15 Atmosphären eingestellt wird. Mit steigendem Förderdruck im Kompressorzylinder i steigt auch der Gegendruck, da der zunehmende Förderdruck im Raume 41 durch die Leitung 4o das Ventil 37 zusätzlich zu der eingestellten konstanten Kraft der Feder 36 im schließenden Sinne belastet. Zum Wie= derauffüllen .des Druckluftbehälters 15 wird die Feder 36 vorübergehend so hoch gespannt, daß der Förderdruck des Pufferzylinders 2 3en Druck im Behälter 15 übersteigt.
  • Ist der gewünschte Betriebszustand des Kömpressors 2 bzw. der erforderliche Förderdruck im Raum 41 erreicht und z. B. außerdem der Behälter 15 wieder aufgefüllt, so hört die Förderung des Pufferzylinders 2' auf, weil im normalen Pufferbetrieb der Druck im Pufferzylinder 2' nicht genügt, um das Ventil 37 entgegen der Belastung durch die Feder 36 und den vollen Förderdruck des Kompressors i zu öffnen. Luftverluste aus dem Pufferzylinder 2' längs des Kolbens 5 -,verden durch Zutritt von Luft durch das Ventil 8, das nunmehr als Nachspeiseventil arbeitet, ausgeglichen, wenn .die Freikolben etwa die innere Totpu.nktlage erreicht haben.
  • Außer beim Anlassen ist es auch im Leerlauf der Freikolbenmaschine vorteilhaft, den Pufferzylinder 2' als Kompressor arbeiten zu lassen. Bei entlasteter Maschine, solange der Gegendruck im Kompressor 2 nur klein ist, ändert sich die vom Kompressor 2 aufgenommene Arbeit bei einer Änderung der äußeren Hubendlage des Freikolbens 3 nur wenig; z. B. miißte sich der - Hub des Kompressorkolbens 4 schon um 3 °/o ändern, damit der mittlere indizierte Widerstand im Kompressor 2 sich auch nur um o,2 Atmosphären ändern würde. Eine Druckschwankung vom Auspuff des Brennkraftzylinders der Freikolbenmaschine von o,io Atmosphären würde nun schon bei den genannten Verhältnissen im Kompressor 2 eine Regelstrecke von 15 % des Hubes erforderlich machen.
  • Aus diesem Grunde kann die Freikolhenmaschine im Leerlauf ohne zusätzliche Hilfsmittel, nur mit Hilfe des Kompressorzylinders 2 allein nicht stabilisiert werden. Aber auch wenn ein Hubregler in einer der bekannten Ausführungen, der .die Brennstofffüllung des Brennkraftzylinders bei zu langem Hub der Freikolben verringert und bei zu kurzem Hub vergrößert, verwendet wird, ist es trotzdem vorteilhaft, den Luftpuffer 2' zur Stabilisierung des Freikolbenhubes im Leerlauf mit heranzuziehen.
  • In Fig. 2 ist ein Paar von Freikolben 3,3 dargestellt, welche sich in einem gemeinsamen Brennkraftzylinder i und in getrennten Kompressorzylindern 2 bewegen. Auf die Kompressorzylinder 2 sind die symmetrisch angeordneten Luftpufferzylinder 2' aufgesetzt, in welchen die als L uftpufferkolben ausgebildeten Fortsätze 5 der beiden Freikolben 3 arbeiten.
  • Die Freikolbenmaschine arbeitet in bekannter Weise mit freien Totpunkten. Der innere Totpunkt wird nach Maßgabe des Rufladedruckes im Brennkraftzvlinder i in dem Sinne verschoben, daß der Kompressionsraum im Brennkraftzyl.inder i mit steigendem Aufladedruck zunimmt. Damit werden der Kompressionsen,ddruck und der Zünddruck im Brenn.kraftzylinder i beherrscht und auch bei stark veränderlichen Rufladedrücken innerhalb zulässiger Grenzen gehalten. Ein Sonderfall liegt vor, wenn der Kompressionsdruck im Brennkraftzylinder i unabhängig von allen Schwankungen des Rufladedruckes konstant gehalten wird.
  • Der äußere Totpunkt ändert sich mit wechselnder Arbeitsleistung der Freikolben 3. Nimmt die Brennstoffüllung und damit die Antriebsleistung im Brennkraftzylinder i zu, so verschiebt sich die äußere Totpunktlage ,der Freikolben 3 nach außen. Das gleich tritt ein, wenn bei unveränderter Antriebsleistung im Brennkraftzylinder i der Förderdruck der Kompressoren z abnimmt oder wenn der Druck in den Luftpuffern 2' gesenkt wird. Im äußeren Totpunkt liegt Luftdruck auf den Kompressorkolben 4 und den Luftpufferkolben 5. Dieser Luftdruck treibt die Freikolben 3 gegen den inneren toten Punkt zurück.
  • Die in .den Polstern der Kompressoren und,der Puffer?-' enthaltene Energie ist nun in bekannter Weise so bemessen, daß sie unabhängig von der erreichten äußeren Hubendlage der Freikolben 3 angenähert konstante Kompressionsenddrücke im Brennkraftzylinder i liefert, solange der Rufladedruck im Brennkraftzylinder i nicht geändert wird. Außerdem wird, was an sich auch wieder bekannt ist, bei Änderungen des Aufladedruckes im Brennkraftzylinder i die Energie der in den Toträumen der Kompressoren 2 und der Luftpuffer 2 enthaltenen Druckluft derart geändert, daß sich der Kompressionsenddruck im Brennkraftzylinder i in gewünschter Weise innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen hält.
  • Als Mittel, um die Summe der in sämtlichen Druckluftpolstern aufgespeicherten Energie in der beschriebenen Weise den Änderungen des Rufladedruckes am Brennkraftzylinder i anzupassen, wird der Nachspeisedruck zu den Luftpuffern 2' in Zweckmäßiger Weise in Abhängigkeit vom Aufladedruck des Brennkraftzylinders i, in Abhängigkeit von der Belastung der Freikolbenmaschine oder in Abhängigkeit von beiden Falttoren zugleich geregelt.
  • Die Nachspeiseluft zu den Luftpuffern 2' wird durch die Schlitze 31 zugeführt, wenn die Freikolben 3 in der Nähe des inneren toten Punktes stehen. Sie wird in den Behältern 29 in unmittelbarer Nähe eines jeden Luftpufferzylinders 2' aufgespeichert. Beide Behälter 29 sind durch die Leitung 5o miteinander verbunden. Der Druckregelschieber 51 steht über die Leitung 52 mit den beiden Nachspeiseluftbehältern 29 in Verbindung. Der Druckregelschieber 51 wird durch einen (Iruckölbeaufschlagten Kolben 53 eingestellt. Steigt der Schieber 51, so werden die Nachspeiseluftbehälter 29 über die Leitung 54 entlastet, der Nachspeiseluftdruck sinkt. Sinkt der Druckregelschieber 51, so werden die Nachspeiseluftbehälter 29 über die Druckleitung 55 mit einem nicht eingezeichneten Druckluftbehälter verbunden und geladen.
  • Der Antriebskolben 53 steht unter der Wirkung des Steuerschiebers 56, welcher je nach Bedarf Drucköl aus der Leitung 57 über oder unter den Kolben 53 leitet. Der Steuerschieber 56 ist mit dem Kolben 58 verbunden, dessen Oberseite über die Leitung 59 von dem Druck in den Nachspeiseluftl)ehältern 29 und dessen Unterseite über die Leitung 6o vom Aufladeluftdruck des Brennkraftzylinders i belastet wird. Der Kolben 58 wird außerdem durch die Druckfeder 61 belastet. Es ergibt sich aus dem Gleichgewicht der Kräfte am Kolben 58 eine bestimmte Proportionalität zwischen dem Rufladedruck des Brennkraftzylinders i und dem eingeregelten Nachspeisedruck der Luftpuffer 2'. Diese Proportionalität kann durch entsprechende Bemessung der Kolbenstufe 62 frei gewählt werden.
  • Durch die Feder 61 wird außerdem ein bestimmter Überdruckbetrag des Nachspeiseluftdruckes gesichert. Solange die untere Auflage 63 der Feder 61 in unveränderter Lage gehalten wird, bleibt auch .der überdruck-betrag zwischen Luftpuffernachspeisedruck und Rufladedruck konstant. Durch Veränderung der Spannung der Feder 61 kann dieser Überdruck verändert werden. Diese Veränderung kann von Hand erfolgen oder, wie auf der Zeichnung beispielsweise angegeben, mit Hilfe des Nockens 64, welcher auf der Brennstoffputnpenregelwelle 65 aufgekeilt ist, in eine gewünschte Abhängigkeit von der Maschinenbelastung gebracht werden.
  • Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedankens besteht darin, den Nachspeisedruck der Luftpuffer in Abhängigkeit von der inneren oder äußeren Hubendlage der Freikolben zu beeinflussen. Die I# ig. zeigt beispielsweise die Beeinflussung in Abhängigkeit von der inneren Totpunktlage. Durch den mit dem oberen Freikolben 3 verbundenen Nocken 66 wird über die Rolle 67 und den Hebel 68 das Entlastungsventil 69 periodisch geöffnet, sobald die innere Hubendlage eine gewisse Grenze überschreitet. Gewöhnlich öffnet das Ventil 69 nicht infolge des Spieles, welches zwischen dem Stößel 7o und dem Ventil 69 eingestellt wird. Die gezeichnete Einrichtung ist als Sicherheitsmaßnahme gedacht, welche bei zu hohen Drükken, also. bei zu starker Energiespeicherung in den Luftpuffern 2' die Drücke und damit auch deren Energie senkt Damit -die Hublage, bei welcher der Nolcken 66 das Ventil 69 aufzustoßen beginnt, in Abhängigkeit vom Aufladedruck im Brennkraftzylinder i verändert werden kann, ist der Hebel 68 exzentrisch gelagert. Die Lagerungswelle 71 wird nun vom Kolben 72 in Abhängigkeit von dem durch die Leitung 73 zugeführten Aufladedruck verstellt. Die Einrichtung ist so getroffen, :daß mit höherem Aufladedruck der Einwirkungspunkt des Ventils 69 einer weiter außen liegenden Freikolbenhublage entspricht.
  • Die Nachspeiseluftbehälter 29 werden vor dem Anlassen der Maschine auf einen bestimmten Druck mit Luft aufgeladen. Dieser Druck ergibt'sich aus,den Besonderheiten der Anlaß,vorrichtung und kann mit Hilfe des Anlaßschiebers 74 selbsttätig eingestellt werden. Vor dem Anlassen der Maschine, solange die Nachspeis.eluftbehälter 29 noch leer sind, wird der Anlaßschieber 74 durch seine Feder 75 bis zum oberen Anschlag 76 hinaufgeschoben, so daß das Sitzventil 77 offen steht, während der im Inneren des Schiebers 74 angebrachte Kanal 78 an seinem unteren Ende abgedeckt ist.
  • Wird nun :das Ventil 79 geöffnet, welches in der Verbindungsleitung zu einem nicht gezeichneten Anlaßluftbehälter liegt, so strömt die Druckluft aus diesem Behälter über das Ventil 79 am Sitzventil 77 und durch die Leitung 8o am Rückschlagventil 8i vorbei in die Nachspeiseluftbehälter 29 ein. Diese Luftzufuhr dauert so lange, bis der Druck in den N achspeiseluftbehältern 29, und in der Leitung 8o so hoch angestiegen ist, daß die Kraft der Feder 75 überwunden und der Anlaßschieber 74 nach unten gedrückt, @d. h.,das Sitzventil 77 geschlossen wird. Darauf schließt auch das Rückschlagventil 81. Dafür wird der Kanal 78 frei, so daß die Anlaßluft aus dem Ventil 79 über den Kanal 78 und die Speiseleitungen 72, 73 .in die Anlaßvorräume 13 strömen kann und durch Auffüllen deren Anlaßbereitschaft herstellt.
  • Die Ausbildung der Anlaßvorräume 13 ist aus Fig. i ersichtlich. Die Druckventile an den Pufferzylindern 2' sind der Einfachheit halber weggelassen. Sobald die Anlaßvorräume 13 auf ihren vorgeschriebenen Druck geladen sind, wird das Ventil 79 geschlossen; nun ist die Maschine startbereit. Es ist denkbar, an Stelle des die Nachspeiseluftbehälter 29 selbsttätig füllenden Anlaßschiebers 74 ein einfaches Handventil zu verwenden und sicherheitshalber eine Verriegelung anzubringen, welche, ausgehend vom Druck in, den Nachspeiseluftbehälüexu 29, den Anlaßhebel der Freikolbenmaschine so lange verriegelt, als dieser Druck unterhalb der für das Anlassen erforderlichen Höhe liegt.
  • F ig. 3 zeigt,den Druckverlauf in den Luftpufferzylindern 2'. a entspricht der äußeren Totpunktlage der Freikolben 3; b entspricht der F reikolbenstellung, bei welcher die Nachspeise-schlitze 31 öffnen bzw. schließen; c entspricht der inneren Totpunktlage der Freikolben i. Während .des Weges b-c-b ist der Luftpufferraum 2' durch :die Schlitze 31 mit den Nachspeiseluftbehältern 29 in Verbindung; während dieses Weges kami also Druckluft in den Luftpuffer 2' nachströmen oder aus diesen entweichen. Der Normalfall ist durch :die ausgezogene Linie d angedeutet, wobei der Nachspeisedruckdem Wert p1 entspricht. Wird der Nachspeisedruck auf p2 erhöht, so entsteht ein Druckverlauf im Luftpuffer entsprechend der punktierten oberen Linie e. Wird der Nachspeisedruck bis auf po gesenkt, so entsteht der Druckverlauf im Luftpufferzylinder entsprechend der unteren strichpunktierten Linie f. Durch Veränderung des TN achspeisedruckes po, p1, p, kann ;die für den Normalfall mit -schräger Schraffur angegebene Arbeitsspeicherung des Luftpuffers 2' geregelt werden.
  • Fig. q. bringt das Ergebnis der verschiedenen Regeleinrichtungen dar und zeigt, wie der Nächspeisedruck beispielsweise in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung selbsttätig verändert wird. Im Leerlauf, an der Stelle A, arbeitet der Brennkraftzylin@der i ohne Aufladung. Der entsprechende -Luftpuffernachspeisedruck p, kommt nur durch Wirkung der Feder 61 (Fig. 2) zustande. Der Punkt B entspricht beispielsweise 2/s Last. Im Bereiche zwischen Leerlauf und 2/s Last, d. h. im Bereiche A-B, steigt der Nachspeisedruck proportional zum Aufladedruck des Brennkraftzylinders i. Der Punkt C entspricht beispielsweise Vollast. Zwischen 2/3 Last und Vollast, d. h. auf der Strecke B-C, bleibt der Nachspeisedruck auf seinem Höchstbetrag konstant, weil der Druck in der Luftzufuhrleitung 55 auf .diesen Höchstbetrag begrenzt wird. Der Schieber 51 kann also in diesem Betriebsbereiche trotz voller Öffnung keine -weitere Drucksteigerung in den Nachspeiseluftbehältern 29 bewirken. Der Betriebsbereich C-D entspricht der Überlast. Hier kommt der mit der Brennstoffregelwelle 65 verbundene Nocken 64 in dem Sinne zur Wirkung, daß die Feder 61 entlastet und dadurch der Nachspeisedruck wiedergesenkt wird.
  • Der Druckverlauf nach Fig. q. stellt einen für -die Erfindung an sich nicht maßgebenden Fall dar, welcher zur Erläuterung der Regelvorrichtung herausgegriffen worden ist. Die Erfindung läßt natürlich auch beliebige anz' Kombinationen der selbsttätigen Anpassung des Pufferspeisedruckes zu.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Anlassen von Freikolbenmaschinen mit mindestens einem Pufferzylinder für die Rückführung der Freikölhen nach dem inneren Totpunkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferzylinder nicht nur ein Einlaßorgan für die Zufuhr von Anlaßdruckluft aufweist und zum Ingangsetzen der Freikolben dient, sondern außerdem mit einem Lufteinlaß versehen ist und mindestens im Anschlula an das Ingangsetzen zeitweise als Kompressor arbeitet, der gegen einen einstellbaren Druck fördert. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, :daß ein dem Pufferzylinder (2') vorgeschalteter, zum Aufnehmen einer Anlaßluftladung bestimmter Raum (13) vorgesehen ist, der einerseits mit einer absperrbaren Druckluftzufuhr (1d.), andererseits mittels des Anlaßlufteinlaßorgans (g) mit dem Pufferzylinder verbunden ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaßlufteinlaßorgan (9) als Ventil ausgebildet ist, das mittels eines Kolbens (16) eingestellt wird, dessen eine Seite (18) zur Sperrung des Ventils in ständig offener Verbindung mit dem Anlaßluftvorraum (13) steht, während die andere Seite (2z) zum Öffnen des Ventils mittels eines Steuerorgans (z3) mit dem Anlaßluftvorraum verbunden wird. .I. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklialteventil (i.2) des Pufferzylinders nicht nur durch eine einstellbare konstante Kraft, sondern außerdem z. B. mit Hilfe einer Verbindungsleitung (-.o) durch den Förderdruck des Kompressorzylinders im schließenden Sinne belastet wird. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen i *und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßvorrauin (13) für die Anlaßluftaufweist, um die Menge der Anlaßluft in Ladung ein Druckbegrenzungsventil einfacher Weise abmessen zu können. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferzylinder (z') mit einem zum Nachspeisen dienenden Organ (i o) versehen ist, das, während der Pufferzylinder als Kompressor arbeitet, als Einlaßorgan dient. 7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferzylinder mit bei der inneren Totpunktlage .der Freikolben vom Pufferkolben freigelegten Naclispeiseschiitzen (31) versehen ist. B. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Raum (42) zwischen dem Auslaßorgan (i2) des Putterzylinders und dem Druckhalteventil (37) eine zum Anlaßluftbehälter führende absperrbare Verbindung (:I5) angeschlossen ist,um die imPufferzylinder geleistete Arbeit zum Erzeugen von Anlaßluft verwenden zu können. g. Einrichtung nach den Ansprüchen' i und 3, gekennzeichnet durcheinLlmschaltorgan (z7), das das Druckluftrelais (a3) wahlweise mit demAnlaßluftbehälter bzw. mit der Atmosphäre verbindet. io. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (i4) für die Druckluftzufuhr zum Vorraum, ferner das Umschaltorgan (27) für das Steuerorgan (23) des Anlaßventils (9) und gegebenenfalls das Organ (38) zum Einstellen des den Auslaß des Luftpuffers belastenden Gegendruckes von einem gemeinsamen Nockenantrieb verstellt werden, nicht nur die Bedienung zu vereinfachen, sondern auch durch eine unverwechselbare Festlegung der Reihenfolge in der Einstellung der einzelnen Organe eine fehlerfreie Bedienung zu gewährleisten. i i. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckraum (29) vorgesehen ist, der mittels einer in Abhängigkeit von der Bewegung eines Freikolbens gesteuerten Verbindungsleitung (3i) während eines bestimmter. Hubabschnittes mit .dem Pufferzylinder (a') verbunden und dessen Druck in Abhängigkeit von der Belastung der Freikolbenmaschine und des Aufladedruckes geändert wird. 12. Einrichtung nach den Ansprüchen i und i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachspeiseluftbehälter (29) durch vom Pufferkolben gesteuerte, in der Nähe des brennrauinseitigen Totpunktes des Pufferkolbens angeordnete Schlitze mit dein Pufferzylinder verbunden wird und daß ferner y eine Regelvorrichtung (51-73) vorgesehen ist, die die Druckluftzufuhr zu diesem Behälter in Abhängigkeit von der Belastung und dem Aufladedruck regelt.
DES137401D 1939-05-30 1939-06-11 Einrichtung zum Anlassen von Freikolbenmaschinen Expired DE710886C (de)

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