DE735002C

DE735002C - Einrichtung zum Regeln von Verbrennungskraftmaschinen mit Brennstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE735002C
Application number: DED68979D
Authority: DE
Original assignee: EUGEN DUELL; MARY DUELL GEB HABBISHAW
Current assignee: EUGEN DUELL; MARY DUELL GEB HABBISHAW
Priority date: 1934-10-21
Filing date: 1934-10-21
Publication date: 1943-05-04

Description

Einrichtung zum Regeln von Verbrennungskraftznaschinenfinit Brennstoffeinspritzung Es ist bekannt, daß auch beim Einspritzbetrieb von Verbrennungskraftmaschinen ähnlich wie beim Vergaserbetrieb die Zündfähigkeit, de Zündgeschwindigkeit und die Güte der Verbrennung bei brennstoffärmeren Gemischen sinkt, weshalb man sogar im, Dieselmaschinenbetrieb des öfteren im. Leerlauf eine Drosselung der angesaugten Verbrennungsluft vornimmt, um oben ein breimstoffreicheres Gemisch zu haben. Ganz besonders notwendig hat-sich .die Drosselung der Verbrennungsluft beim niedrig verdichtenden Einspritzmotor mit Fremdzündung erwiesen.
Durch die Erniedrigung des Verdichtungsdruckes bei Einspritzmaschinen :im Leerlauf und .bei Teillasten erreicht man einen sehr weichen 'Gang der Maschine, weil bei Lastminderung der Verdichtungsenddruck und damit auch der maximale Kolbendruck herabgesetzt wird, so daß auch gleichzeitig das' bei Dieselmaschinen an .sich hoch beanspruchte Getriebe die so dringend notwendige Entlastung erfährt. Bei der betriebswarmen. Maschine kann man hierbei in den meisten Fällen; auch bei: niedrigen Verdichtungsenddrükkem; eine Sävbstzündung des. .Gemisches im Totpunkt herbeiführen, sofern der Brennstoff kurz nach der beginnenden -Verdichtung. eingespritzt wird, bei tanz: -niedrigen 'Drucken kann man eine elektrische Hilfszündung anwenden.
Soll eine Regelung der vorgenannten Art ausgeführt werden, so wird sie sich im Betriebe nur dann bewähren, warm sie so einfach wie möglich gestaltet wird und wenn die Nachteile der bisher bekanntgewordenen Regelungen ähnlicher Art vermieden werden.
Zur Erzielung verschiedener Füllungen bzw. Verdichtungsgrade stehen bisher zwei Möglichkeiten zur Verfügung. .
a) Das bisher fast ausschließlich angewandte Verfahren, die erwünschte Ladeluftmenge durch Drosselung in der oder den Ansaugeleitüngen herbeizuführen. Hier hat man den Nachteil, daß durch den beim Ansaugen im Zylinder herbeigeführten Unterdruck ein erheblicher Leistungsverlust entsteht. Außerdem kann sich die Ladung in einer die Zündfähigkeit beeinträchtigenden. Weise mit Verbrennungsrückständen 'anreichern: Bei Zweitaktmaschinen ergibt sich weiterhin der Nachtel einer wesentlichen Beeinträchtigung der Spülwirkung dadurch, daß die Spülung zu spät einsetzt bzw. vorzeitig abgebrochen werden ruß. -b) Die zweite bekannte Möglichkeit, die Regelung. ,der Ladeluftmenge durch Wiederausschieben eines Teiles der Ladeluft vor Beginn der Verdichtung vorzunehmen, konnte bisher zu praktisch befriedigenden Lösungen nicht führen, weil keine geeigneten Einrichtungen zu seiner Durchführung bekannt waren. Es sind .zwar schon eine Reihe von Vorschlägen in dieser Richtung gemacht worden, aber diese zeigen Mängel, die: bei der Einrichtung gemäß der' Erfindung nicht vorhanden sind.
Durch das Wiederausschieben eines Teiles der Ladeluftmenge darf -r. weder eine Verschlechterung. der Spiilun!g und damif der darauffolgenden Ladung entstehen, und -a. müssen die dynamischen Wirkungen einer solchen Steuerung und damit der Regelung auch-bei Maschinen mit hohen Drehzahlen beherrschbar sein.
Mit der Einrichtung gemäß der Erfindung wird bezweckt, diesen beiden bisher nicht ausreichend beachteten Forderungen Genüge zu leisten. Sie geht dabei aus von den an sich bekannten Einrichtungen zum Regeln von Verbrennungskraftmaschinen mit Brennstoffeinspritzung, bei denen -über ein zu Beginn der Kolbenumkehr und entsprechend der jeweiligen Belastung offengehaltenes Steuerorgan durch Wiederausschieben eines Teiles der Ladeluft eine Regelung der Ladeluftmenge bewirkt -wird, und zwar durch einen_ mit abnehmender Belastung später erfolgenden Schluß des Steuerorgans.
=Wird die Einrichtung gemäß der Erfindung auf Viertaktmaschinen angewandt, so dient als Steuerorgan das zu Beginn der Kolbenumkehr noch offenstehende Ventil zurr Ein-,Ieß .der Verbrennungsluft; das, wie es auch bei den bekannten Einrichtungen geschehen sollte, erst geschlossen wird, wenn gerade die der gewünschten Belastung bzw. Verdichtung entsprechende Verbrennungsluft sich im Zylinder befindet.
Wird dagegen die vorliegende Regeleinrichtung bei Zweitaktmaschinen benutzt, so dient als Steuerorgan -das zu Beginn der Kolbenumkehr offenstehende Auslaßveritil oder der Auslaßschieber, die wiederum erst dann geschlossen werden, wenn die richtige Ladeluftmenge im Zylinder sich befindet, so daß gute Zündung und gute Verbrennung gewährleistet sind. -Entsprechend,der bei dieser. Einrichtung bei Viertaktmaschinen nun zunächst stets gleichen angesaugten Lufttnenge verteilen sich die Verbrennungsrückstände des vörausgegangenen Hxbes- bei hoher- und niedriger Belastung stets in gleicher Weise, und eine Anreicherung mit Verbrennungsrückständen, wie bei den bisher üblichen Verfahren, kann auch `bei Teilbel`astüng;en nicht eintreten; da ja beim Aüsschub eines Teiles der Ladeluftmenge auch die anteiligen Verbrennungsrückstände mit aüsgeschoben werden. Weiterhin ist die Steuerung dynamisch beherrschbar.
' . Bei Zweitaktmaschinen mit Gleichstrom-Spülung wird die Ladeluftmenge dadurch verringert, daß die Auslaßorgane, die Auslaßventile oder Schieber auch noch während einer gewissen Zeit beim Rückgang des Kolbens offengehalten werden, wodurch die Spülung verbessert-und der. Leistungsverlust, der sonst durch Abdrosselung entsteht, verringert wird.
Mit der neuen Reguliereinrichtung kann man weiterhin sowohl beim Viertakt- wie 'beim Zweitaktmotor auch eine Verbesserung des spei. Brennstoffverbrauches bei Vollast erzielen, indem man in bekannter Weise den Verdichtungsraum gegenüber den bisherigen Ausmaßen verkleinert, so daß die gewünschte Höchstverdichtung bei Vollast auch bei späterem Schluß des Einiaß-'bzw. Auslaßventils noch erreicht -wird. Die -weitere Verringerung der Ladeluft geschieht dann durch"noeh späteres Schließen der Einlaß- bzw. Auslaßventile durch entsprechende Einwirkung einer Einrichtung, die von Hand oder durch den Regler beeinflußt wird.
Die Reguliereinrichtung gemäß der Erfindung hat ferner den Vorteil, daß der Motor vermöge der Eigenart des Regelverfahrens ohne Umbau mit jedem Brennstoff wirtschaftlich betrieben werden kann, d. h. daß jeweils das günstigste Verdichtungsverhältnis angewandt werden kann.
Bei Flugmotoren hat der Erfindungsgegenstand den weiteren Vorteil, daß trotz der Verringerung des spezifischen Luftgewichtes mit zunehmender Flughöhe sich durch entsprechende Verlängerung des Verdichtungshubes, - was durch Regelung der Ein- bzw. Auslaßorgane erreicht werden kann, das- Luftgewicht der Zylinderfüllung gleichhalten läßt.
Fig. i zeigt die neue Regelung beispielsweise als kombiniertes Gemisch und Füllungsregelung angewandt auf eine Viertaktmaschine. Es ist d der Verbrennungskraftmaschinenzylinder, b .die Steuerwelle, c das Einlaßventil. Der Nocken f, der das Einlaßventil c steuert, kann zum Zwecke der Regelung in seiner Längsrichtung verschoben werden, so daß bei gleichem oder nahezu gleichem Eröffnungswinkel der Schlußwinkel und- damit der Beginn der Verdichtung des Ladeluftgemisches in dem -der Teillast -und Zündfähigkeit entsprechenden Maße geändert -wird. Die hierbei entstehenden Regulierdiagramme sind aus Fig, 2 bis q. zu entnehmen. Hierbei bedeutet Fig. 2 Vollast, Fig. 3-Halblast, FLg. q. - Fig: 5 zeigt die neue Regelung angewandt auf eine Zweitaktmaschine. Es ist a der Ver= brennungskraftmasohinernzylinder; d sind die Spülschlitze" und und ,e ist das Auslaßorga.n.. A:ls -Steuerwelle dient die Kurbelwelle, es kann -aber -auch eine besondere Steuefwelle b angeordnet sein. Der -Nocken f oder das Exzenter, das das Ausliai3ventil e oder den Auslaßschieber steuert, kann zum Zwecke der Regelung so verstellt werden, daß die Ladeluftmenge der Teillast -angepaßt wird. Die hier-. bei entstehenden Regulierdiagramme entsprechen in allen Punkten denen des Viertaktmotors.. .
Die- konstruktiver, Mittel zur Durchführung der neuen Einrichtung sind außerordentlich mannigfaltig, so daß hier nur kurz die bekanntesten angegeben werden sollen. Es sind das verschiebbare Nocken, verstellbare Exzenter, regelbare Wälzhebelsteuerungen, überhaupt -alle zum Zwecke der Füllungsregulierung bei Dampfmaschinen angewandten Steueriungsarten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Einrichtung zum Regeln von Verbrennungskraftmaschinen mit Brennstoffeinspritzung, bei der über ein zu Beginn der Kolbenumkehr und entsprechend der jeweiligen Belastung offengehaltenes Steuerorgan durch Wiederausschieben eines Teiles der Ladeluft eine Regelung der Ladeluftmenge bewirkt wird, und zwar durch einen mit abnehmender Belastung später erfolgenden Schluß des Steuerorgans, dadurch gekennzeichnet, daß ' bei Viertaktmaschinen als Steuerorgan das zu Beginn der Kolbenumkehr noch offenstehende Organ (c) zum Einlaß der Verbrennungsluft dient. ,
2. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweitaktniaschinen als Steuerorgan das zu Beginn der Kolbenumkehr noch offenstehende Aus:laßorgan (e) dient.