DE842724C - Viertaktgasmaschine - Google Patents

Viertaktgasmaschine

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DE842724C
DE842724C DEM1403D DEM0001403D DE842724C DE 842724 C DE842724 C DE 842724C DE M1403 D DEM1403 D DE M1403D DE M0001403 D DEM0001403 D DE M0001403D DE 842724 C DE842724 C DE 842724C
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DE
Germany
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gas
stroke
supply
compression stroke
suction
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DEM1403D
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English (en)
Inventor
Josef Dipl-Ing Plaschka
Ludwig Dipl-Ing Prechtel
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MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Publication date
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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
    • F02B43/00Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2710/00Gas engines
    • F02B2710/02Four stroke engines
    • F02B2710/023Four stroke engines with measures for charging, increasing the power
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

  • Viertaktgasmaschine 1?s sind Viertaktgasmaschinen bekannt, bei denen mit Zuführungsvorrichtungen, welche nur während des Saughubes wirksam werden, ein Gemisch aus Gas und Luft den :\rl>eitszylindern zugeführt wird und mit einer weiteren Zuführungsvorrichtung während des Verdichtungshubes ein Hilfsbrennstoff zur Entzündung des Hauptbrennstoffes in den Arbeitszylinder gelangt. Dieser Hilfsbrennstoff ist hierbei erforderlich, um ohne Fremdzündung Gas verwenden zu können.
  • Daneben gibt es ebenfalls Brennkraftmaschinen, welche während einer Betriebsweise mit Treiböl allein nach dem Dieselverfahren, d. h. also mit Selbstzündung, und wechselweise bei einer anderen Betriebsweise als Gasmotor nach dem Ottoverfahren mit Fremdzündung arbeiten. Bei diesen sog. Wechselmaschinen konnte jedoch eine Umstellung der Dieselmaschine auf das Ottoverfahren nur durch Auswechseln von Teilen erfolgen. Neben diesen Verfahren wurden auch Motoren bekannt für wechselweisen Betrieb mit Treibgas und flüssigem Kraftstoff, wobei auch Mittei und Wege vorgeschlagen wurden, um im Gasbetrieb bei geeigneter Bauart und Anordnung des Gasluftmischers einen hohen Liefergrad und demnach hohe Leistung zu erzielen. Beide Verfahren boten jedoch keine Möglichkeit für einen zusätzlichen leistungssteigernden Druckgasbetrieb.
  • Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Gasmaschine, welche mit leistungssteigernden, den mittleren Druck erhöhenden Einrichtungen versehen ist, und besteht darin, daß wechselweise entweder allein die Zuführungsvorrichtung für Gas und Luft im Saughub oder zusätzlich zu dieser Geinischzuführung noch die Zuführungsvorrichtung für Gas im Verdichtungshub .einschaltbar ist, wo- bei die Saughubgaszuführung auf das Ansaugen eines für sich nicht zündfähigen Gemisches drosselbar ist oder unter Abstellung der Saughubgaszuführung die Zuführungsvorrichtung für Gas im Verdichtungshub allein einschaltbar ist. Eine-derartige Maschine besitzt drei Arbeitsmöglichkeiten, nämlich Betrieb mit Saughubgaszuführung, Betrieb mit Saughubgaszuführung und Druckgas und Druckgasbetrieb allein. Die Zuschaltung des Druckgasbetriebes bzw. die Umschaltung auf Druckgasbetrieb kann neben dem Erfordernis einer Leistungssteigerung auch entsprechend den Betriebsmöglichkeiten erfolgest, d. h. je nach dem. Vorhandensein von Druckgas oder Sauggas.
  • Für den Übergang auf die einzelnen Gaszuführungsarten ist entweder Handbedienung vorgesehen, die nach dem sich irgendwo anzeigenden Leistungsbedarf eingesetzt wird, oder es kann von einer bestimmten Leistung an selbsttätig die Umstellung erzwungen werden. Diese selbsttätige Umschaltung kann in Abhängigkeit von einem Leistungsmesser erfolgen. Es kommen hierbei in Frage z. B. Kilowattmeter; bei Verdichter Druckmesser (wenn die Drücke vor und hinter dem Verdichter veränderlich sind, Druckv erhältnismesser) ; bei Pumpen Druckmesser oder Druck-differenzmesser oder die Abhängigkeit von der Stellung einer Reglermuffe.
  • Die Art der auszuwählenden Gaszuführung und ihre Vereinigung mit den arideren Zuführungsmöglichkeiten richtet sich nach den jeweils vor-. liegenden Verhältnissen der Anlage, von denen im folgenden einige Beispiele herausgegriffen werden.
  • Es kommen Fälle vor, in denen die Gasmaschine einen Stromerzeuger oder auch Gasverdichter antreiben muß, bei denen normalerweise der Kraftbedarf der angetriebenen Maschine nur so groß ist, claß dafür die Arbeitsleistung der antreibenden Maschine nach dem gewöhnlichen Ansaugverfahren des Gemisches im Viertakt genügt, aller wo zeitweise der Kraftbedarf der angetriebenen Maschine darüber hinaus steigt und man mit Rücksicht auf die Kosten oder auf den vorhandenen Raum in Bezug auf die Abmessungen und Zylinderzahl der Maschine beschränkt ist. Hier wird man sich der I?rtindung entsprechend in der Weise helfen, daß Inan, was besonders bei hochwertigen Gasen wirtschaftlich gut durchführbar ist, einen getrennt von der Maschine angeordneten oder von dieser angetriebenen Gasverdichter so viel Gas fördern und auf einen gewissen Druck bringen läßt, als für den Mehraufwand an Leistung in den Zeiten des größeren Kraftbedarfes notwendig ist. In diesen Zeiten höherer Belastung wird man dann während des Verdichtungshubes Druckgas dem bereits während des Ansaughubes eingeführten Gas-Luft-Gemisch zupressen und damit die Leistung der Maschine vorübergehend erhöhen. Der Gasverdichter kann dabei entweder dauernd mitlaufen und in den Zeiten normalen. Säughubgasbetriebes durch. Umlaufleitungen oder Einlaßdrosseln auf Leerlauf gestellt werden, oder er braucht erst dann angelassen bzw. mit der Gasmaschine gekuppelt zu werden, wenn der Übergang zu dem Betrieb mit Druckgaseinführung während des Verdichtungshubes mit Rücksicht auf den Leistungsbedarf notwendig wird.
  • Eine andere Möglichkeit, um ohne eigenen Verdichter für die während des Verdichtungshubes einzudrückende Gasmenge auszukommen, bietet sich bei Gasmaschinen, welche einen Gasverdichter, wie er beispielsweise für Pumpstationen von Ferngasversorgungsanlagen gebraucht wird, antreiben, auch dann, wenn bei Inbetriebnahme solcher Maschinen weder auf der Saugseite noch hinter dem Gasverdichter ein so, gro$er Druck vorhanden ist, um aus dieser LeitungAas benötigte Gas zum Eindrücken in die Gasmaschine während des Verdichtungshubes zu entnehmen. Man läßt in diesem Fall die Gasmaschine zunächst nach dem normalen Viertaktverfahren laufen, solange .der anzutreibende Verdichter noch nicht auf höheren Druck fördert, somit auch nicht die volle Antriebsleistung benötigt. Auch das Gas braucht dabei nicht unter Druck zu stehen. Erst wenn der Druck hinter dem Gasverr dichter steigt, nimmt auch der Leistungsbedarf zu. Man wird dann von einer gewissen Leistung ab, bei der auch hinter dem Gasverdichter schon ein genügender Gasdruck vorhanden ist, aus dieser Gasdruckleitung so viel Gas abzapfen, als man zum Betrieb der Maschine braucht, und mit diesem Gas die Leistung der antreibenden Maschine in der Weise wesentlich erhöhen, daß man denBetriebvon dem normalen Viertaktverfahren auf das Einführen von Druckgas während des Verdichtungshubes umstellt.
  • Bei diesen Umstellungen auf Einführen von Druckgas während des Verdichtungshubes ist es zweckmäßig und durch eine geeignete Bauweise der Einlaßsteuerung ohne weiteres zu erreichen, auf dem für das normale Viertaktverfahren vorgesehenen Ansaugnveg des Gases nunmehr Luft anzusaugen, um auf diese Weise die in .die Maschine gesaugte Luftmenge zu erhöhen und für die während der Verdichtung eingeführte, entsprechend größere Gasmenge genügende Mengen als Verbrennungsluft zu sichern.
  • Wenn das Gas nicht mit dein genügenden Vordruck vor der Maschine stellt, so claß man den Vordruck für das zur Verbrennung notwendige Gas durch einen eigens dazu angeordneten Verdichter erzeugen muß, der entweder von der Gasmaschine selbst oder getrennt anzutreiben ist, so verbraucht man für dieses Vorverdichten des Gases zusätzliche Energie. Das gleiche gilt, wenn man das Gas aus der Druckleitung hinter dem Gasverdichter entnimmt, und besonders dann, wenn der Druck dieses Gases viel höher ist, als er vor der Gasmaschine zum Einblasen zu Beginn der Verdichtung benötigt wird, weil dann die Arbeit für die Verdichtung des Gases zwischen den leiden Druckhöhen nutzlos aufgewendet wiirde.ITns dieseArbeit auf das geringste @laß zu beschränken, ist gemäß einem lJntergedanken der Erfindung vorgesehen, beim Sattglttil) nicht nur Luft, sondern auch Gas anzusaugen, wobei matt in der Gaszumessung sogar so weit heruntergehen muß, um Vorzündungen zu vermeiden, (laß das Gas-Luft-Gemisch nicht entzündbar ist, indem matt z. B. eine vermehrte Luftmenge ansaugt und den Sauggaszusatz entsprechend drosselt. 2Xlati braucht dann zur Einführung während des Verdichtungshubes nur noch den für die I)enötigte Leistung in Betracht kommenden Rest des Gases zu verdichten oder hinter dem Gasverdichter abzuzapfen.
  • L'ni dieseBetriebsverfahren derGasmaschine, die selbstverständlich auch auf die Gasdieselmaschine mit ihrer Zündung durch Einspritzen von Ziindhrennstoff am Ende des \'erdichtungshul>es anwendbar sind, durchzuführen, braucht man ein besonderes Finlaßorgan für (las während des V erdichtungshubes eingeführte Druckgas, dessen Druck bekanntlich höher sein muß als der Verdichtungsdruck am Ende der Pruckgaseinfiihrung. Bei Maschinen mit stehenden Zylindern, wo Einlaßventil, Auslaßventil. (las Druckventil zum Anlassen der :Maschine und eine oder mehrere Zündkerzen im Zylinderdeckel, unter Umständen auch noch der Anschluß für die Indizierung unterzubringen sind, wird es schwierig und häufig praktisch nicht mehr durchführbar sein, noch einen besonderen Ventileinsatz für (las Einbringen des verdichteten Gases unterzubringen, ohne den für das Kühlwasser frei zu haltenden Raum unzulässig einzuengen, besonders weil auf Vermeidung von Gußanhäufungen, ferner auf die Zugänglichkeit der Kühlräume beim Gußputzen und Entfernen der Ablagerung aus dem Kühlwasser zu achten ist. Man muß daher trachten, mehrere Organe miteinander zu vereinigen, was män beispielsweise durch "Zusammenbau des l)rttckgasvetitils mit der Zündkerze erreichen kann. Besonders verwendbar sind für diesen Zusammenbau die für (las Anlassen mit Druckluft vorgesehenen Organe, die ja beim Betrieb mit Gas nicht mehr gebraucht werden und somit einer weiteren `'erweti(lutig zugeführt werden. Baut man das 1)rttcklttftattlaßvetitil mit der Zündkerze zusammen, so wird der eingesparte Platz für das besondere 1)rttckgaseinlaßvetitil frei. Eine zweckmäßige Ausführung nach der 1?rfindung besteht auch in der Ausbildung des Ventils für die Anlaßdruckluft zum Steuern des während des Verdichtungshubes einzuführendenl)ruckgases nach dem Ende desAtilaßvorganges. Bei Maschinen mit sehr kleiner Deckelfläche könnte noch so vorgegangen werden, (laß inan (las Druckluftventil als Träger der Zündkerze ausbildet und dieses Druckluftventil attcli umschaltbar zum Einführen von Gas während des X'erdichtungshubes ausbildet. Aber auch bei liegenden und besonders bei liegenden doppelt wirkenden Gasmaschinenzylindern bringt es Vorteile mit sich, die schon vorhandenen Druckluftanlaßventile oder Zündlriichsettsitze zur Einführung des Druckgases während des N"erdichtungshiubes zu verwendeti. Bei mehrzylindrigen Maschinen kann das Anlassen mit Druckluft nur für einige der Zylinder vorgesehen sein. Der im Zylinderdeckel vorgesehene Raum für das Druckluftanlaßventil steht dann bei den Zylinderdeckeln jener Zylinder, die nicht für Druckluftanlaß in Betracht kommen, zur Aufnahme des Gasventils für das während des Verdichtungshutes einzubringendeGas zurVerfügung. Es liegen aber auch Fälle vor, bei denen mit Rücksicht auf den Leistungsaufwand beim Anlassen der Maschine alle Zylinder mit Druckluftanlaßventilen versehen sein müssen. In dem ersten Fäll kann man beim Anlassen der Maschine den Zylindern, die keine Druckluft bekommen, von vornherein brennbares Gemisch zuführen, während den anderen Seiten die Anfahrdruckluft zugeführt wird. Im zweiten Fall, wo alle Zylinder zumAnlassenDruckluft bekommen, muß nach Erreichung einer gewissen Drehzahl bei einer Gruppe dieser Zylinder die Anlaßdruckluft abgeschaltet und dafür während des Verdichtungshubes Gas unter Druck beigegeben werden, so daß an dieser schon ohne Druckluft arbeitenden Gruppe schon während der Fortdauer des Anlaßvorganges bei der anderen Gruppe Zündungen erreicht werden. Nach dem Auftreten von Zündungen bei einer Gruppe von Zylindern kann auch bei der anderen Gruppe die Druckluft abgeschaltet und Gas während der Verdichtung zugeführt werden. Mit einer geeigneten Vorrichtung ist es möglich, diesen Übergang vom Anlassen auf Betrieb mit Gas, und zwar auch unter Zwischenschaltung eines Betriebes mit Saughwbgaseinfühnung, in einfacher Weise durchzuführen.
  • Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
  • Die Gasmaschine kann mit einer beliebigen Zylinderzahl, z. B. mit acht Zylindern, arbeiten, die mit ihren Steuerungen zu zwei je vier Zylinder enthaltenden Gruppen I und II zusammengefaßt sind, denen je ein Steuerkasten 2 vorgelagert ist, welcher die Zufuhr von Anlaßdruckluft oder von Druckgas, das während des Verdichtungshubes in die Zylinder gelangt; steuert. Die Anläßdruckluft wird der Luftflasche 3 entnommen, deren auch das Druckluftahsperrventil 4 enthaltende Leitungen 5 die Verbindung mit den beiden Steuerkästen 2 herstellen, von denen je eine Sammelleitung 7 zu den Neiden Zylindergruppen I und 1I führt und welche mit entsprechenden Abzweigungen vor den Zylindern diese zunächst mit Anlaßdruckluft und nach erfolgter Umstellung auf die Verdichtungshubgaszuführung mit Druckgas versorgen. Die Druckgasversorgung erfolgt über das Absperrventil 8 und die sich vor den beiden Steuerkästen 2 teilende Leitung 9, deren Zweige über Rückschlagventile 49 in die Steuerkästen 2 einmünden und dort das Druckgas in die hierzu vorgesehenen Räume einführen. Die Weiterleitung des Druckgases vom Steuerkasten zu den Zylindern erfolgt dann ebenso wie bei der Anlaßdruckluft über die beiden Treibmitteln gemeinsame Leitung j, deren Zweigleitungen zu den einzelnen Anlaßdruckluftventilen führen.
  • eben einer Drosselklappe in der Gas- oder Gemischleitung 46 ist noch eine besondere Reglung für die Zusammensetzung des während des Saughubes einströmenden Gemisches vorgesehen, bei der besonders geformte Fenster einer dem normalen Einlaßventil vorgelagerten Zumeßeinrichtung mehr oder weniger weit, und zwar je nach Reglerstellung und Belastungszustand, geöffnet wenden. Die Zurneßeinrichtung, auch Regeldrossel genannt, besteht zweckmäßig aus Drehschiebern, die für jeden Zylinder je ein Gas- und Luftfenster, in der Zeichnung mit 6o und 61 bezeichnet, freigeben, und zwar so weit, daß in jedem Belastungsfalle die freigegebenen Durchströmungen von Gas und Luft in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Die Drehschieber aller Zumeßeinrichtungen sind über die Arme 62 mit der Reglerstange 63 verbunden, die ihrerseits wieder über das Gestänge 64, 65, 66 mit dein Zapfen 67 einer längs verschiebbaren Schraubenspindel 68 verbunden ist, welche im vorliegenden Falle von einem Handrad 69 verstellt werden kann. Die Schraubenspindel 68 wird gleichzeitig auch zur Öffnung des Druckgasventils 8 benutzt, dessen gefederte Ventilstange 70 über einen Federkörper 71 mit einem Kurvensegment 72 in Verbindung steht. Das Kurvensegment 72 ist mit einem .Arm 73 versehen, dessen Gabel in ein Gleitstück der Schraubenspindel 68 eingreift und von dieser Spindel verstellt wird.
  • Da der Druckgashetrieb erst dann einsetzen soll, wenn der ganze Regelbereich der Saughubgaseinführung erschöpft ist, ist die Verbindung zwischen dein Zapfen 67 des Regelgestänges 62 bis 66 und der Schraubenspindel 68 kraftschlüssig ausgeführt und erfolgt unter Zwischenschaltung einer Feder 74, welche beim Weiterdrehen der Spindel 68 aus dem Saughubregelbereich zusammengedrückt wird. Der Zapfen 67 bleibt in diesem Falle in seiner Endstellung stehen, und es wird nur noch die Spindel 68 unter Spannung der Feder 74 verschoben, wobei sie auf dein Kurvensegment 72 die das Druckgasventil 8 öffnende Erhebung 75 einstellt. Der Übergang auf den Druckgasbetrieb ist dabei so gewählt, daß gegen Ende des Regelbereiches für die SauggaseinfÜhrung, bei dem die Zündfähigkeit des Gemisches zufolge des großen, am Luftfenster61 freigegebenen Querschnittes schon erheblich abnimmt, bereits die geinischarireichernde Druckgaseinführung einzusetzen beginnt. Die Reglung im Druckgasbetrieb selbst erfolgt durch entsprechende Verstellung des Durclilaßquerschnittes im Druckgasventil B.
  • Die Schraubenspindel 68 ist ferner mit einer Anzeigetafel 76 versehen, aus der die einzelnen Betriebsarten in bezug auf die Stellung eines ortsfesten Zeigers 77 ersichtlich sind.
  • Die beschriebene Einrichtung wirkt folgendermaßen: Im Ruhezustand der Maschine ist das Druckluftabsperrventil 4 und die Drosselklappe sowie eine gleichartige Klappe der Zylindergruppe 1I der Saughuhgaszuführung 46 geschlossen. Auch die Druckgaszufuhr ist dabei unterbunden, und zwar gemäß Ausführungsbeispiel nicht nur durch die leiden Steuerkästen 2, sondern auch durch das in Schließstellung befindliche Druckgasabsperrventil 8, da die Spindel 68 zumindest in der Anfangsstellung a des Saughubbetriebbereiches a-b steht.
  • Öffnet man nun das Ventil an der Druckluftflasche 3 und das Absperrventil 4, so gelangt die Anlaßdruckluft in die Steuerkästen 2 und von dort zum Drucklufteinlaß am Zylinder, der von der umlaufenden Steuerwelle zu den vorgeschriebenen Zeiten geöffnet und geschlossen wird. Die Maschine läuft nun mit Druckluft.
  • Während des Anlaßvorganges beginnt man mit der Umstellung auf die normale Saughubgaseinführung, sofern die Maschine nicht gleich vom Anlassen aus auf Druckgas umgestellt wird. Letzteres wird dann der Fall sein, wenn die Maschine ausschließlich mit Druckgaseinführung arbeiten soll oder gar keinen Saughubgaseinlaß hat oder wenn besondere Betriebsverhältnisse dies erfordern. Für den Betrieb mit Gasansaugung stellt man zunächst durch Drehen des Handrades 69 die Spindel 68 so ein, daß die :Marke b etwa unter den Zeiger 77 zu liegen kommt. Damit wird bewirkt, daß die Maschine beim Umschalten genügend zündfähiges Gemisch über die Zumeßeinrichtung 6o, 61 zugeleitet bekommt. Ist eine bestimmte Drehzahl mit dem Druckluftanlassen erreicht worden, so werden die Zylinder oder wenigstens eine Zylindergruppe auf Sauggasbetrieb (Niederdruckgas mit einigen Zentimetern Wassersäule) umgeschaltet.
  • Hierbei erhalten diese aus der Gasleitung 46 und der zugehörigen Luftleitung während dies Saughubes über die normalen Einlaßmittel ein zündfähiges Gemisch, das seiner Menge und Zusammensetzung nach durch die Reglerstange 63 den Maschinenbelastungen entsprechend eingestellt wird. Man wartet z. B. bei Zylindergruppen ab, bis die umgestellte Zylindergruppe, .z. B. I, regelmäßig zündet, und stellt dann auch die andere Zylindergruppe, 1I, auf den Saug- oder Niederdruckgasbetrieb um. Die Umstellorgane für die andere Gruppe von Zylindern können durch ein besonderes Handrad betätigt werden, welches auf Steuerkasten 2' und damit auf die zweite Drosselklappe in der Gasleitung wirkt. Laufen alle Zylinder im Sauggasverfahren, so braucht zur Beendigung des Umstellvorganges nur noch das Druckluftventil'an der Flasche 3 und das Druckluftventil 4 geschlossen werden.
  • Tritt nun ein erhöhter Leistungsbedarf an der Maschine ein oder empfiehlt es sich, besondere Verhältnisse, beispielsweise vorhandene Druckgasmengen, günstig auszunutzen, so wird auf den Druckgasbetrieb umgeschaltet, bei dem das Gas während des Verdichtungshubes eingedrückt wird. Dabei kann auch weiterhin in gewissen Grenzen Gas angesaugt werden, zweckmäßig so, daß das angesaugte Gemisch unter der Zündgrenze bleibt, so daß heiß gewordene Teile oder glimmende Rückstände in den Zylindern, wie sie sich bei den hohen Belastungen der Maschine manchmal ergeben, nicht vorzeitige Zündungen verursachen können. Es kann aber auch nach Überwindung einer bestimmten Übergangsperiode, in welcher beide Gaseinführungsarten wirksam sind, der Sauggasbetrieb völlig abgeschaltet werden. Für den Übergang zu der während des Verdichtungshubes erfolgenden Druckgaseinführung ist zunächst (las dem Ventil 8 vorgelagerte Druckgashauptventil zu öffnen, wodurch Druckgas unter das Ventil 8 gelangt. Dann wird die Spindel 68 so weit verschoben, daß der "Zeiger 77 auf den Punkt c der Atrzeigetafel76 steht. Durch die später noch im einzelnen zu beschreibende- Form des Kurvensegmentes 72 wird mit dieser Verstellung zwischen den Marken c und d ein kleiner Spalt am Ventil 8 freigegeben. so ciaß geringe Mengen Druckgas einströmen und unter das Druckgasventil der Steuerkästen 2 eintreten können.
  • Die Zumeßeinrichtung 6o, 61 ist zweckmäßig so beschaffen, (las sie mit dem Übergang zum Druckgasbetriel> das Ansaugegemisch allmählich verdünnt, so daß sich während des Saughubes nur noch schwer oder nicht zündbare Gemische im Zylinder ergeben. Die Druckgaszufuhr wird dementsprechend so gesteigert, daß dem Ansaugegemisch die zur Zündfähigkeit notwendigen Gasmengen während des Verdichtungshubes zugesetzt werden. Das Kurvensegment 72, welches das Druckgasventil öffnet, ist daher so ausgebildet, daß es während des reinen Sauggasbetriebes a-b das Druckgasregelventil8 bis c geschlossen hält, im Übergangsteil zwischen b und c jedoch das Ventil 8 erst bei c gerade zum Anheben kommt, aber noch kein Druckgas zum Zylinder gelangen läßt. Im Bereich von c-d sind die Erhebungen so, daß gerade so viel Druckgas dem immer dünner werdenden angesaugten Gemisch zugesetzt wird, daß das Kraftmaschinendrehmoment entweder ganz wenig fällt oder konstant bleibt oder ganz wenig steigt. Erst im Bereich von d-c nehmen die Erhebungen stärker zu, so daß dort mit dem erforderlichen hohen mittleren Druck pe gefahren werden kann. Im Berührungspunkt d sind dabei die Regeldrosseln 6i für die Luft ganz geöffnet, wodurch die Maschine. beim Ansaugen nur noch unbrennbares Gemisch erhält. Bei der Spindelverstellung von d nach e erfolgt keine Verstellung der Reglerstange 63, die Zumeßeinrichtung 6o, 61 bleibt auf der der Stelle d entsprechenden Öffnung stehen, und die Spindel 68 regelt darin nur noch den Druckgaseinlaß am Ventil 8, wobei sie die Feder 74 zusammendrückt.
  • Für die selbsttätige Verstellung der Spindel 68 muß diese von einem Kraftkolben über einen Steuerschieber vom Drehzahlregler betätigt werden. Dabei erfolgt das Umschalten auf Druckgasbetrieb bei höherem Leistungsbedarf von Hand. Läuft c1,ie -Maschine mit vereinigtem Saug- und Druckgasnachladebetrieb und tritt eine starke Entlastung der :Maschine ein, so schließt der Regler erst das Druckgasventil8 und nachher auch die Regeldrosseln 6o, 61, so daß auch bei zeitweiliger Entlastung der Maschine bis Leerlauf diese nicht durchgehen kann. Soll auch das Umschalten vom normalen gemischansaugenden Viertaktbetrieb auf (las gemischte Verfahren selbsttätig erfolgen, so muß der Regler gleichzeitig einen zweiten Steuerschieber betätigen, welcher Drucköl zu einem Kraftkolben freigibt, der entweder an eine Umsteuerwelle unmittelbar angreift oder einen Motorschalter betätigt, wenn die Umsteuerwelle elektrisch verstellt werden soll.
  • Schließlich wird noch auf die Möglichkeit hingewiesen, die Zufuhr von Ansaugegas während des Druckgasbetriebes ganz einzustellen, so daß über die normalen Einlaßmittel der Maschine nur noch Luft in die Zylinder gelangt, wobei auch die Gasleitung 46 für die Zufuhr zusätzlicher Luftmengen benutzt. werden kann. Wenn es bei einer Gasmaschine zum Anfahren genügt, nur die Zylindergruppe 1I mit Druckluft zu beaufsdhlagen, so ist auch nur für diese Zylindergruppe ein Steuerkasten erforderlich. Bei der Zylindergruppe I kann dann das Druckluftventil wegfallen und der Leitungsanschluß dazu blind verflanscht werden.
  • Ist nur Druckgasbetrieb vorgesehen, so kann für Zylindergruppe I der Steuerkasten I mit der gesamten zugehörigen Umschalteinrichtung wegfallen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Viertaktgasmaschine mit während des Saughubes wirksamen Zuführungsvorrichtungen für Gas und Luft zum Arbeitszylinder und einer während des Verdichtungshubes wirksamen Zuführungsvorrichtung für Gas, dadurch gekennzeichnet, daß wechselweise entweder allein die Zuführungsvorrichtung für Gas und Luft im Saughub oder zusätzlich zu dieser Gemischzuführung noch die Zuführungsvorrichtung für Gas im Verdichtungshub einschaltbar ist, wobei die Saughubgaszuführung auf das Ansaugen eines für sich nicht zündfähigen Gemisches drosselbar ist oder unter Abstellung der Saughubgaszuführung die Zuführungsvorrichtung für Gas im Verdichtungshub allein einschaltbar ist.
  2. 2. Gasmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine von einem Leistungsmesser abhängige selbsttätige Umschaltvorrichtung vom Betrieb mit Saughubgemischzuführung auf Betrieb mit Verdichtungshubgaszuführung oder umgekehrt.* 3.
  3. Gasmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Druckgaszuführung während des Verdichtungshubes notwendige Gas in Zeiten geringer Belastung der im Saughub gaszuführend arbeitenden Maschine von einem zusätzlich mit dieser kuppelbaren Gasverdichter verdichtet wird. .
  4. Gasmaschine nach Anspruch i oder 2 für Antrieb von Gasverdichtern, insbesondere für Pumpstellen von Ferngasversorgungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas für die Verdichtungshubgaszuführung aus der Druckleitung des angetriebenen Gasverdichters entnommen wird, wobei die Umstellung auf die Verdichtungshubgaszuführung durch die Erreichung eines bestimmten Druckes in der Verdichterdruckleitung, also von einem bestimmten Leistungsbedarf an durch diesen Druck oder durch das Druckverhältnis zwischen den Drücken vor und hinter dem Verdichter gesteuert werden kann.
  5. Gasmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Luftzufuhr über die Einlaßmittel der Saughubgaszuführung bei Umstellung auf die Verdichtungshubgaszuführung.
  6. 6. Gasmaschine nach Anspruch i mit Anordnung einer Druckluftanlaßvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze mit dem Ventil für Verdichtungshubgaszuführung oder mit dem Druckluftanlaßventil baulich vereinigt ist, wobei das Ventil als Träger der Zündkerze dient.
  7. 7. Gasmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während des Überganges vom Betrieb mit Saughubgaszuführung auf gemischten Betrieb eine Erhöhung der Ansaugeluftmenge und eine Verminderung der im Ansaugehub zugeführten Gasmenge und ein Zusetzen von Gas im Verdichtungshub in dem Sinne erfolgt, daß das Drehmoment der Gasmaschine im wesentlichen konstant bleibt. B. Gasmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach beendetem Übergang auf gemischten Betrieb im Bereich der erhöhten Leistung die Reglung des Drehmomentes der Gasmaschine bei unverändertem ZumeBquerschnitt für die im Saughub zugeführte Gas- und Luftmenge allein durch Veränderung der im Verdichtungshub zuzuführenden Druckgasmenge erfolgt. g. Gasmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Anordnung einer SchaltspindeL (68), durch die über eine kraftschlüssig mit Federn gekuppelte Steuervorrichtung (74, 67, 66) die Zumeflquerschnitte (6o, 61) für die im Saughub zugeführten Gas- und Luftmengen und über eine Steuerkurve (72, 75) das Ventil (8) für die Zumessung von Druckgas im Verdichtungshub gesteuert werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 158 133, 332 524; britische Patentschrift Nr. 479 932.
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