DE814540C - Brennkraftmaschine mit Kolbenverdichter zur Treibgaserzeugung - Google Patents

Description

• Brennkraftmaschine mit Kolbenverdichter zur Treibgaserzeugung Zur Erzeugung von Druckgas unter Ausnutzung der im Auspuff enthaltenen Wärme sind Brennkraftnnaschinen in verschiedenerAusführung bekannt, b°_i denen ein mit dem '.Motorkolben verbundener Verdichterkolhen die vom :Motorkolben geleistete Arbeit in Verdichtungsarbeit umformt, wobei die verclichtete Luft zur Aufladung des Motors dient. I >iese Treibgaserzeuger können als KurbelbrennkraftmascIiinen oder als Maschinen mit freifliegenden Kolben ausgebildet sein. Bei Freikolbenmaschinen hängt die erreichbare Hubzahl vom Kolbenhul>. von der Klasse des Triebwerks und von den Jeweiligen Beschleunigungen und Verzögerungen ab. l?rfahrutrgsgemäß können Drei normalen Freikolben-Verdichtern zur Erzeugung von Druckluft keine sehr großen Hubzahlen erzielt werden, während bei 1, reikolltenverdichtertt. in denen die Verdichterluft ganz oder teilweise zur -1ufladung des Motors benutzt wird, durch die hierbei auftretenden wesentlich höheren Beschleunigungen ein Mehrfaches der Hubzahl normaler Frei'kol.benverdichter erreicht werden kann. Hierbei treten jedoch Schwierigkeiten auf. da es nicht möglich, ist, die in üblicher Weise angeordneten automatischen Saug- und Druckventile des Verdichters mit so hoher Hubzahl zu betreiben. Eine mechanische Steuerung der Ventile erfordert große Massen und ist bei der Eigenart der Freikolbenmaschine kompliziert, da alle Bewegungen des Triebwerks einwärts ein Spiegelbild des Auswärtsganges sind. Auch hei einem Treibgaserzeuger mit Kurbelwelle, der mit 'hoher Drehzahl betrieben werden soll, müssen statt der automatischen Ventile des Kolbenverdichters mechanisch gesteuerte vorgesehen werden. Erfindungsgemäß wird nun der Kolbenverdichter ohne Ventile betrieben, wobei der Einlaß der Verdichterluft durch den Verdichterkolben in der Nähe seiner inneren Umkehr und der Auslaß der Verdichterluft durch den Motorkolben beim Überfahren der Spülschlitze gesteuert wird. Bei der Anordnung lassen sich sehr große Durchgangsquerschnitte unterbringen, und Drosselverluste durch Ventile treten nicht ein. Bei Ausbildung des Treibgaserzeugers mit freifliegenden Kolben wird die zur Aufrechterhaltung des Ganges notwendige Druckhaltung entweder durch ein am Auspuff des Motors angeordnetes Druckhaltungsorgan oder durch die entsprechend bemessene Druckgasabnahme einer bei solchen Treibgaserzeugern häufig nachgeschalteten Druckgaskraftmaschine erzielt. Beim Anfahren muß bis zur Erreichung der Betriebsdrehzahl der Druckgaskraftmaschine ein besonderes Druckhaltungsorgan die notwendige Druckhaltung übernehmen. Hierbei muß das vom Treibgaserzeuger gelieferte und nicht verbrauchte Druckgas in bekannter Weise abgeleitet werden. Es ergibt sich bei dieser Anordnung ein veränderlicher Totraum des Verdichters. Während des Abschlusses der Spülschlitze durch den Motorkolben gehört zum Totraum der im Verdichter und in der Leitung zu den Spülschlitzen befindliche Raum, der nach dem Öffnen der Spülschlitze durch den Raum im Motor und den in der Leitung hinter dem Auspuff vergrößert wird. Der Ladedruck im Motor bei Beginn der Motorverdichtung, d. h. nach dem Abschluß der Auspuffschlitze, ist niedriger als der höchste Druck im Verdichter. Ebenso ist der Betriebsdruck der aus dem Auspuff des Motorzylinders austretenden Treibgase höher als der Ladedruck des Motors.
• Zur Erläuterung der Erfindung ist in Abb. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Treibgaserzeugers mit freifliegenden, gegenläufigenDoppelkolhen und nachgeschalteter Turbine dargestellt. Im Motorzylinder 1 mit den Spülschlitzen 2 und den Auspuffschlitzen 3 arbeiten die Motorkolben 4 und 5, an denen die Verdichterkolben 6 und 7 befestigt sind, die in den Verdichterzylindern 8 und 9 arbeiten. Die Verdichterkolben 8 und 9 steuern in der Nähe der inneren Umkehr das Öffnen und Schließen der Einlaßschlitze to für die Ansaugluft. Die Verdichter-Zylinder 8 und 9 sind ohne Zwischenschaltung von Ventilen durch die Leitung 11 mit den Spülschlitzen 2 verbunden. Nach der Auspuffleitung 12 ist ein Druckhaltungsorgan 13 angeordnet, das entweder automatisch oder von Hand auf den notwendigen Gegendruck eingestellt werden kann und nach Erreichen der Betriebs-drehzahl der nachgeschalteten Turbine 14 entweder automatisch oder von Hand ausgeschaltet wird. Die beiden \lotorkolbett sind in bekannter Weise durch ein nicht dargestelltes Getriebe miteinander gekuppelt.
• Abb. 2 zeigt das Diagramm der Verdichtungszylinder 8 und 9, wobei der Druck über dem Volurnen aufgetragen ist. Die Strecke 15-16-r7 stellt das Hubvolumen des Verdichters dar, wobei die Strecke 15-16 der Hubraum des Verdichters vor dem Öffnen der Spülschlitze 2 und die Strecke 16-17 das Hubvolumen nach Öffnen der Spülschlitze bedeutet. Die Strecke 17-18 entspricht dem Totraum im Verdichter und in der Leitung zu den Spülschlitzen, während die Strecke 18-19 den Zuwachs an Totraum nach Öffnen der Spülschlitze durch den Raum im Motor und in der Leitung zur Turbine entspricht. In Punkt 2o beginnt die Verdichtung bis zum Punkt 21, von wo nach Öffnen der Spülschlitze 2 der Ausschub. der Verdichterluft durch die Leitung 11, den Motorzvlinder 1 und die Leitung 12 iv -die Turbine 14 erfolgt, nachdem der Auspuff durch die Schlitze 3 beendet ist. Von Punkt 22 an entspannt sich die Druckluft aus dem der Strecke 17-19 entsprechenden Raum. In Punkt 23 schließt der Motorkolben 4 die Spülschlitze 2, wobei der Ladedruck des Motorzylinders 1 erreicht ist, dann entspannt sich die Druckluft im Verdichterzylinder weiter aus dem der Strecke 16-18 entsprechenden Raum bis zum Punkt 25, wo die Verdichterkolben 6 und 7 die Einlaßschlitze to der Verdichtungszylinder 8 und 9 überfahren, durch die dann von Punkt 25 bis Punkt 2o die Ansaugluft einströmt. Die Strecke 2o-24 entspricht crem im Verdichter angesaugten Luftvolumen. '

Claims (1)

1. PATENTANSPRCCHE: i. Brennkraftmaschine mit Kolbenverdichter zur Treibgaserzeugung, bei der die Verdichterluft zur Aufladung des Motors dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter ohne Ventile betrieben wird, wobei die Steuerung der Ansaugluft des Verdichters durch den Verdichterkolben in der Nähe der inneren Kolbenumkehr und die Steuerung des Auslasses der Verdichterluft durch herfahren des Motorkolbens über die Spülschlitze erfolgt. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gelcenn,zeich.net, daß bei Ausbildung der Brennkraftmaschine mit freifliegenden Kolben hinter den Auspuffschlitzen des Motors ein besonderes Druckhaltungsorgan vorgesehen ist.