DE867326C

DE867326C - Two-stroke gas engine

Info

Publication number: DE867326C
Application number: DEK4236D
Authority: DE
Inventors: Max Dr Leiker
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1942-11-29
Filing date: 1942-11-29
Publication date: 1953-02-16

Description

Zweitakt-Gasmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Zweitakt-Gasmaschinen, denen das Brenngas von einem Druckgaserzeuger geliefert wird und bei denen ein und dasselbe Gebläse die Verbrennungsluft für den Motor und die Vergasungsduft für den Gaserzeuger fördert. Solche Maschinen wurden bisher mit Gemischspülung betrieben, bei der Brenngasverlust sich nicht ganz vermeiden lassen und Zündungen im unteren Belastungsbereich unter Umständen nicht mit Sicherheit eintreten.Two-stroke gas engine The invention relates to two-stroke gas engines, where the fuel gas is supplied by a compressed gas generator and where one and the same fan provides the combustion air for the engine and the gasification scent for the Gas producer promotes. Such machines were previously operated with mixture purging, at the loss of fuel gas can not be completely avoided and ignitions in the lower Under certain circumstances, the exposure area cannot be entered with certainty.

Erfindungsgemäß sind außer den vom Arbeitskolben gesteuerten Kanälen für die Spülluft besonders gesteuerte und später als die Spülkanäle öffnende Einlaßorgane für das Brenngas vorgesehen, deren Zeitquerschnitt . entsprechend der Belastung geregelt wird, und ist ferner ein verstellbares Drosselglied in der Sammelleitung für die Spülluft zur Einstellung der Druckverhältnisse von Luft zu Gas angeordnet. Bei einer solchen Maschine steht bei kleinen Belastungen und im Leerlauf, d. h. wenn eine verhältnismäßig kleine Brenngasmenge vom Gebläse gefördert wird, eine größere Luftmenge für die Spülung zur Verfügung. Damit ergeben sich höhere Strömungsgeschwindigkeiten, die: ihrerseits eine Druckstauung in den. Luftleitungen und der Gaserzeugeranlage zur Folge haben. Im Augenblick einer Belastungszunahme kann infolgedessen eine größere Gasmenge in den Arbeitszylinder übertreten als bei gleichbleibender Dauerbelastung. Aus diesen Gründen ist die erfindungsgemäße Maschine vorzugsweise für den Betrieb mit periodisch wechselnder Belastung und kurzzeitigenBelastungsspitzen geeignet, also beispielsweise für den Antrieb eines Baggers. Der Spitzenbelastung kommen dabei auch die Umstände zugute, daß die vorangehende stärkere Durchspülung des Zylinders eine besonders reine Verbrennungsluft hinterläßt und auf Grund einer kräftigeren Kühlung ein erhöhtes Ladungsgewicht ermöglicht.In addition to the channels controlled by the working piston, according to the invention inlet organs which are specially controlled for the scavenging air and which open later than the scavenging channels provided for the fuel gas, their time cross-section. according to the load is regulated, and is also an adjustable throttle member in the manifold arranged for the purge air to adjust the pressure ratios of air to gas. In such a machine, with small loads and idling, i.e. H. if a relatively small amount of fuel gas is conveyed by the fan, a larger amount of air is available for flushing. This results in higher flow velocities, die: for their part, a pressure build-up in the. Air ducts and the gas generator system have as a consequence. As a result, at the moment of an increase in stress, a greater The amount of gas into the working cylinder is greater than when the load remains constant. For these reasons, the machine of the invention is preferred for operation suitable for periodically changing loads and short-term load peaks, for example for driving an excavator. The peak load comes here also benefit from the fact that the preceding stronger flushing of the cylinder leaves a particularly pure combustion air and because of a more powerful cooling enables an increased cargo weight.

Die Maschine nach der Erfindung eignet sich ferner für den Wechselbetrieb als Gasmaschine und Dieselmaschine, z. B. für Erdölbohrungen, bei denen zeitweise der eine oder der andere Brennstoff verfügbar ist. Denn die Fördermenge des Gebläses wird im Gasbetrieb durch die Verwendung des Druckgaserzeugers gegenüber der reinen Spülluftförderung des Dieselbetriebs vergrößert, so daß bei Verwendung derselben Luftmenge für die Durchspülung im Gasbetrieb eine größere Ladung verf4gbar ist als im Dieselbetrieb. Man kann also den Zylinder nach Abschluß der Spülluft- und Abgaskanäle mit Brenngas nachladen:.The machine according to the invention is also suitable for alternating operation as a gas engine and diesel engine, e.g. B. for oil wells where at times one or the other fuel is available. Because the flow rate of the blower is in gas operation through the use of the compressed gas generator compared to the pure Scavenging air delivery of the diesel operation increased, so that when using the same The amount of air available for purging in gas operation is greater than the charge available in diesel operation. So you can open the cylinder after completing the scavenging air and exhaust gas ducts Reload with fuel gas :.

Auf diese Weise ist im Wechselbetrieb die Leistung der Maschine als Gasmaschine nicht wesentlich geringer als die Leistung im Dieselbetrieb. Dabei wird ein und dasselbe Gebläse, vorzugsweise ein Verdrängergebläse, das für einen normalen Spülmittelaufwand von beispielsweise 1,4 des Hubvolumens bemessen: ist, ohne Änderung der Antriebsübersetzung benutzt. Beim Ubergang auf den Dieselbetrieb @verden lediglich die nach dem Gaserzeuger führende Leitung abgesperrt, die Gaseinlaßorgane abgeschaltet und die Brennstoffeinspritzpumpe eingeschaltet. Das Drosselglied in der Spülluftsammelleitung wird ferner ganz geöffnet.In this way, the performance of the machine is in alternation as Gas engine not significantly lower than the performance in diesel operation. It will one and the same fan, preferably a positive displacement fan that is used for a normal Detergent expenditure measured by, for example, 1.4 of the stroke volume: is, without change the drive ratio used. With the transition to diesel operation @verden only the line leading to the gas generator shut off, the gas inlet organs shut off and the fuel injection pump switched on. The throttle element in the purge air manifold is also fully opened.

Das erwähnte Drosselglied kann im Gasbetrieb außer zur Einstellung der Druckverhältnisse von Luft zu Gas an den jeweiligen: Betriebszustand des Gaserzeugers oder die Art des zu vergasenden Brennstoffs auch dazu benutzt werden, im oberen Belastungsbereich das Gas zum Zweck der Nachladung stärker zu stauen. Das, Drosselglied kann hierzu mit der Regeleinrichtung der Maschine so verbunden werden, daß es von einer bestimmten Belastung an im Sinn einer Verminderung des Spülluftquerschnitts bei weiterer Erhöhung der Belastung verstellt wird. Natürlich kann man für diesen Zweck auch eine getrennte Drossel in Hintereinanderschaltung mit der Drossel für die Anpassung an den Zustand des- Gaserzeugers vorsehen.The throttle element mentioned can be used in gas operation except for adjustment the pressure ratios of air to gas to the respective: operating state of the gas generator or the type of fuel to be gasified can also be used in the upper Load area to stow the gas more strongly for the purpose of recharging. That, throttle can be connected to the control system of the machine in such a way that it can be controlled by a certain load in the sense of a reduction of the scavenge air cross-section is adjusted if the load is increased further. Of course you can for this Purpose also a separate choke in series with the choke for provide for adaptation to the condition of the gas generator.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Zweitakt-Gasmaschine mit Gaserzeugeranlage schematisch wiedergegeben.In the drawing, a two-stroke gas engine is an embodiment of the invention shown schematically with gas generator system.

Der Dreizylindermotor a treibt ein Gebläse b an, das die Luft durch eine Leitung c ansaugt und in die Leitung d fördert. Außerhalb der Maschine verzweigt sich die Leitung d in eine nach dem Gaserzeuger führende Leitung e und eine Luftverteilungsleitung f für die 'Verbrennungsluft. Die Gaserzeugeranlage besteht in bekannter Weise aus dem Druckgaserzeuger g und den daran angeschlossenen Kühl- und Reinigungseinrichtungen. Das Brenngas wird der Maschine über eine Leitung dz durch eine Verteilerleitung j zugeführt.The three-cylinder engine a drives a fan b , which sucks the air through a line c and conveys it into the line d. Outside the machine, the line d branches into a line e leading to the gas generator and an air distribution line f for the 'combustion air. The gas generator system consists in a known manner of the compressed gas generator g and the cooling and cleaning devices connected to it. The fuel gas is fed to the machine via a line dz through a distributor line j.

Während die Spülluft vorzugsweise durch vom Arbeitskolben gesteuerte Kanäle in den Zylinder eintritt, wird das Brenngas durch besonders gesteuerte Einlaßorgane k eingeführt, die beispielsweise als flüssigkeitsgesteuerte Ventile ausgebildet sind. Die Steuerung geschieht hierbei in bekannter Weise mittels einer Pumpe m, die zugleich eine Änderung der Ventilöffnungszeiten und Querschnitte entsprechend der Belastung der Maschine gestattet. Die dazugehörige Regeleinrichtung ist der Einfachheit halber nicht angedeutet.While the scavenging air is preferably controlled by the working piston Channels enters the cylinder, the fuel gas is fed through specially controlled intake elements k introduced, designed for example as liquid-controlled valves are. The control is done in a known manner by means of a pump m, which at the same time change the valve opening times and cross-sections accordingly the load on the machine. The associated control device is the Not indicated for the sake of simplicity.

Die Spülung und Ladung des Zylinders geschieht z. B. in folgender Weise: Gegen Ende des Arbeitshubes werden die Auspuffkanäle und darauf die Spülluftkanäle vom Kolben geöffnet. Nach einer gewissen Vorspülung, z. B. etwa im unteren Totpunkt, öffnen die Gaseinlaßorgane, so daß in der zweiten Hälfte der Spülung zugleich das Brenngas ein. geführt wird. Die Einlaßorgane können auch über den Abschluß der Spül- und Auspuftlcanäle hinaus geöffnet bleiben, so daß eine Aufladung unter höherem Druck stattfindet. Die getrennte Einführung von Luft und Gas ermöglicht im Gegensatz zur Gemischspülung die Konzentrierung eines auch bei kleinen Belastungen sicher zündfähigen: Gemisches in der Nähe der Zündkerze.The cylinder is flushed and charged, for. B. in the following Way: Towards the end of the working stroke, the exhaust ducts and then the scavenging air ducts opened by the piston. After a certain pre-rinse, e.g. B. around bottom dead center, open the gas inlet organs, so that in the second half of the purging at the same time Fuel gas on. to be led. The inlet organs can also be used at the end of the flushing and exhaust ducts out remain open, so that a charge under higher Printing takes place. In contrast, the separate introduction of air and gas enables to flush the mixture, the concentration of a safe even with small loads ignitable: mixture in the vicinity of the spark plug.

In der Spülluftleitung f ist eine Drossel o zur Anpassung der Druckverhältnisse von Gas zu Luft an den Zustand des Gaserzeugers vorgesehen. Im oberen Belastungsbereich kann diese Drossel zum Zweck einer Erhöhung des Gasdrucks für eine Gasnachladung weiter geschlossen werden.In the purge air line f there is a throttle o for adapting the pressure conditions from gas to air to the state of the gas generator provided. In the upper load area this throttle can be used to increase the gas pressure for a gas recharge continue to be closed.

Wenn die Maschine für den Wechselbetrieb eingerichtet ist, so kann die Dieselmaschine auch zum Anfachen der Gasanlage verwendet werden: Bei geöffneter Kaminklappe p wird im Dieselbetrieb die Drossel q in der Leitung e etwas geöffnet und der Gaserzeuger mit einem Teilstrom der Luft angeblasen. Sobald der Gaserzeuger brennbares Gas liefert, wird die Kaminklappe geschlossen und mit der Umschaltung auf den Gasbetrieb die Drossel q ganz geöffnet. Dabei wird ferner die Drossel o in der Spülluftleitung f in die entsprechende Stellung gebracht.If the machine is set up for alternating operation, the diesel machine can also be used to fan the gas system: When the chimney flap p is open, the throttle q in line e is opened slightly in diesel operation and the gas generator is blown with a partial flow of air. As soon as the gas generator supplies flammable gas, the chimney flap is closed and the throttle q is fully opened when switching to gas operation. The throttle o in the scavenging air line f is also brought into the corresponding position.

Claims

PATENT CLAIM: Two-stroke gas engine that delivers the fuel gas from a compressed gas generator and in which one and the same fan promotes the combustion air for the engine and the gasification air for the gas generator, characterized in that besides that from the working piston. Controlled channels for the scavenging air, specially controlled and later than the scavenging channels opening inlet elements (k) for the fuel gas are provided, the time cross section is regulated according to the load, and that also an adjustable throttle element (o) in, the collecting line (f) for the scavenging air is arranged to adjust the pressure ratios of air to gas.