DE731038C

DE731038C - Mit einem gesteuerten Auslassventil ausgeruestete, im Zweitakt arbeitende Druckluftbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE731038C
Application number: DEG101070D
Authority: DE
Original assignee: E H GUSTAV DE GRAHL DR ING
Current assignee: E H GUSTAV DE GRAHL DR ING
Priority date: 1939-12-19
Filing date: 1939-12-19
Publication date: 1943-02-01

Description

Mit einem gesteuerten Auslaßventil ausgerüstete, im Zweitakt arbeitende Druckluftbrennkraftmaschine Der Motorenbau hat a11 die Erforschung des Verbrennungsvorganges höchste Ansprüche gestellt, die darauf hinauslaufen, die Verbrennung auch bei sehr geringem Luftüberschuß und hohen Drehzahlen zu gewährleisten.
Die höchsten mittleren Drücke werden z. B. bei normalen Verhältnissen mit 2o% Luftmangel, die günstigsten Treibstoffverbrauchszahlen mit etwa ro% Luftüberschuß angegeben. Beim Betriebe des Motors unter Höhenbedingungen ändern sich die Verhältnisse naturgemäß infolge veränderter Luftdichte nicht allein in b.ezug auf Leistung und Verbrauch, sondern auch in bezug auf den Zündverzug _ und das Zündaussetzen. Hinzu kommen die unangenehmen Klopferscheinungen, mit denen unter Umständen Drucksprünge bis zu 6o at und mehr veiursacht werden.
Erfindungsgemäß wird beabsichtigt, durch Kombination bel>annter Verfahreneine Breankraftmaschin,e zu schaffen, deren wesentlichster Vorzug in der Druckregelung der aufgespeicherten Verbrennungsluft mit Hilfe eines das Sicherheitsventil des Druckluftspeichers beeinflussenden Handhebels und darin besteht, daß die Ladeluft mit einem den Verhältnissen angepaßten Überdruck zur Vermeidung schädlicher Räume vom Arbeitskolben selbst in. den Arbeitsraum eingesteuert wird und hier dynamisch zur Erreichung besserer Zerstäitbun.g und Gemischbildung beiträgt. Beim Verfolgen des Vorgangs -,an Hand der schematischen Zeichnung ist folgendes zu bemerken: Der Arbeitszylinder i ist von dem größereil Hilfszylinder 2 durch den Luftspalt 3 getrennt, durch den der Ringkolben 4 atmosphärische Luft in der Pfeilrichtung 5 durch# die Luftventile 6 ansaugt. Da die Luft auf dem Wege der Pfeile 5 durch ihre erhöhte Geschwindigkeit der Zylinderwand i größere Wärmemengen entzieht, wird dadurch die Verkrustung der Dichtungsringe beseitigt. Die durch den Ringkolben .i angesaugte und verdichtete Luft gelangt durch das Rückschlagventil 3 in den Zylinderkopf 9, der außer dem Einspritzventil an Stelle io ein einstellbares Sicherheitsventil an Stelle i i sowie das Einlaßventil 12 trägt.
Das Einlaßventil 12 wird vom Kolben 13 des Arbeitszylinders durch einen oben mit einem kugelartigen Kopf #-ersehenen Ansatz 14 1,tu-z vor Erreichung der inneren Totpunktlage geöffnet-und damit die hocherhitzte und verdichtete Verbrennungsluft mit dem eingeführten Teeröl in den Arbeitszylinder eingelassen. Das Einlaßventil 12 und das Einspritzventil io lassen sich ohne Schwierigkeit durch Hebel entsprechend kuppeln, so daß nur das Auslaßventil 15 zwangsläufig gesteuert wird.
Für den Fall, daß der Druck im Druckluftspeicherraum des Zylinderkopfes q über die Federspannung des Ventils i i wächst, z. B. bei geringer Motorenleistung, gelangt die überschüssig verdichtete Luft, wie durch den Pfeil 16 angedeutet, in den Ausstoßkanal. Durch eine ejektorartig ausgebildete Düse in diesen) Kanal werden die verbrauchten Abgase he:rausgesaugt.
Die bereits vor Erreichen der innerenTotpun.ktla.ge des Arbeitskolbens erfolgende üffnung des Einlalwentils 12 durch den Arbeitskolben 13 mit Hilfe seines Ansatzes 14 hat den Zweck, die sonst im schädlichen Raum verbleibenden Restgase noch vor Erreichung der inneren Totpunktlage herauszujagen. Die derart erfolgende Brennstoffluftgemischbildung bleibt dadurch frei von inerten Gasen.
je-reiner aber die Verbrennungsluft ist, desto weniger ist m,it Zündverzügen zu rechnen.
Verfolgt man rein theoretisch den Verltrennungsvorgang, so düt-ften 3o bis 4oO.'o an Wärme in den Abgasen mistgeführt werden, etwa 2o bis 3oo'o durch Zylind@erkühl.ung verlo.rengehen.
Erfinder wählte bei seiner Erfindung als Verdichter den bekannten Ringkolben, um von der für Kühlung aufzuwendenden Wärme müglichst viel einzusparen. Dadurch, daß Fri,.cliluft zur Kühlung tIes -@rbeitszylindei-s. und zwar gegenläufig, verwandt wird, ist die Verkrustung der Kolbenringe vermieden und die Schmierung der Gleitflächen gesichert. hie .abgeführte Wärme geht in die Verbreniiungsluft über, was bei Höhenflügen beachtenswert ist, bei deiieti große Kältegrridc herrschen.
Es ist bekannt, bei Druckluftbrennkraftninschinen die Ladeluft außerhalb des Arbeitszyliinders zu verdichten und in ; inem Aufnehmer vorrätig zu halten. Es ist auch bekannt, die stufenweise hochverdichtetz heiße Luft durch die Ummantelung des Arbeitszylinders strömen zu lassen, um dessen Abkühlung zu vermeiden. Solch hochverdichtete Luft müßte man aber erst wieder abkühlen, um ein teilweises Verbrennen des Schmieröls und die damit verbundenen nachteiligen Folgen für Motor und Besatzung der Flugzeuge zu vermeiden.
Die mit Vorverdichtung arbeitenden Verfahren haben teilweise den Nachteil, daß die zur Verbrennung gelangende verdichtete Luft nicht den barometrischen Verhältnissen angepaßt wird. Ein Flugzeugmotor in Höhen ,;ber 5ooo bis 6ooo m weist infolge d:eT dünneren Luft schon einen bedenklichen Leistungsabfall auf, weshalb mit Vorverdichtung gearbeitet wird. Indes ist dabei zu bedenken, daß die hochverdichtete Luft bei Bodenflügen zu großem Luftüberschuß bei der Verbrennung und demnach zur Verringerung des thermischen Wirkungsgrades führen muß.
Um in dieser Beziehung nach einem Ausgleich zu suchen, wird erfindungsgemäß bei abblasendem Sicherheitsventil i i die sonst verlorengehende Luft zum Absaugen der Abgase benutzt, was sich im geringeren Brennstoffverbrauch zeigen wird; denn der 1Iator wirkt dadurch wie eine Kondensationsmaschine, freilich mit schwächerem Vakuum. und bildet dadurch einen Ausgleich für den Kraftverbrauch, den die überflüssig verdichteie Luft erheischt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit einem gesteuerten Auslaßventil ausgerüstete, im Zweitakt arbeitende Druckluftbrennkraftmaschine. bei der die -esamte zur Kühlung des Arbeitszyliiiders benutzte Verbrennungsluft außerhalb des Arbeitszylinders verdichtet und über ein Rückschlagventil einem Sammler zugeführt wird, aus dem sie in den Arbeits= zylinder gelangt, wo die Mischung mit dein gleichzeitig eingespritzten flüssigen Fren:nstoff erfolgt, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Verbrennungsluft von dein als Ringkolben (d.) ausgebildeten Verdicliterkolben durch einen zwischen dein Verdichter- (2) und dem Arheitszy i der (i ) befindlichen Ringspalt (3) angesaugt und auf einen Druck verdichtet wird, dessen Höhe durch ein voll Hand einstellbares Sicherheitsventil (i i) im Sammler (16) bestimmt ist, sowie aus dem Sammler (16) in den Arheitszylnder über ein federbelastetes Ventil (1ä) gelangt, welches durch einen: Kolbenansatz (14) am Ende des Ausschub- und zu Beginn des Arbeitshub.es zwangsläufig offen gehalten wird und vorzugsweise durch ein Gestänge mit dem Brennstoffventil gekuppelt ist. z. Drucklufthrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die bei sinkender Motorleistung überschüssig verdichtete Luft über das Sicherheitsventil (i i) dem Ausla ßkanal für die Abgase zugeführt wird und die Verbrennungsgase mit Hilfe einer Ejektordüse aus .dem Arbeitszylinder heraussaugt.