DE94887C

DE94887C -

Info

Publication number: DE94887C
Application number: DE189794887D
Authority: DE
Priority date: 1897-05-06
Filing date: 1897-05-06
Publication date: 1897-11-16

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Das den Erfindungsgegenstand bildende Regelungsverfahren läfst sich für alle Explosionskraftmaschinen verwenden, welche, durch einen Regler beeinflufst, mit veränderlichen Ladungen von Explosionsgemisch arbeiten, bei welchen also die Menge des Gemisches unabhängig von der Gröfse des Kolbenhubes ist.

Bei dieser Art von Maschinen, deren Gas-Verbrauch bei voller Ladung sehr gering sein kann, wird die Regelung bewirkt einestheils durch Verringerung der zur Entzündung kommenden Ladungsmenge, indem entweder weniger Ladung in den Cylinder gesaugt oder ein Theil derselben wieder ausgestofsen wird, anderentheils durch Verringerung des Gasreichthums der Ladung.

^; Diese beiden Verfahren, bei denen plötzliche Aenderungen in der Geschwindigkeit, wie sie bei der gebräuchlichen Regelung durch Aussetzer vorkommen, nicht eintreten, vermindern den thermischen Wirkungsgrad - aus folgenden Gründen. Beim ersten Verfahren wird die infolge der Verringerung der Verdichtung auftretende kleine Spannungserhöhung durch die erhöhte Expansion nur ungenügend ausgeglichen. Beim zweiten Verfahren entsteht ein mangelhafter Kreisprocefs, der durch zu späte Zündung hervorgerufen wird, da die Zündfähigkeit des Gemisches bei Verringerung des Brennstoffes und bei derselben Verdichtung des Gemisches rasch abnimmt.

Das Regelungsverfahren, welches den Gegenstand der Erfindung bildet, besteht nun darin, die Wirkung der eingeführten Ladungen zu vermindern, sobald die Belastung der Maschine sinkt, und zwar durch eine Uebercompressiqn, welche infolge einer Vergröfserung der Ladungsmenge eintritt und wobei der Gasgehalt der Ladung sich ändert.

Bei einer Maschine, deren Ladungsmenge

unabhängig ist vom Kolbenhub (Fi

R. 1

wird

(vergl. Diagramm Fig. 1) von α bis b Einlafs, von b bis c Verdichtung, von c bis d und e Zündung und Expansion und von e bis α Ausblasen stattfinden.

Nimmt nun bei geringerer Belastung der Maschine die Geschwindigkeit derselben zu, so wird, zum Unterschiede von bekannten Verfahren, Gemisch bis zu einem Punkte b' zwischen b und e eingelassen, wodurch eine Uebercompression in c' erreicht wird, wobei jedoch die zugelassene Gasmenge vermindert wird, so dafs die Spannung nach der Zündung niemals den Punkt d übersteigen kann, welcher die vorher festgesetzte höchste Spannung bedeutet.

Hierzu genügt es, dafs die während der Einlafsstrecken ab und ab' zugelassenen Gasmengen sich verhalten wie c d zu c' d. Offenbar ist die Fläche b'c'de kleiner als b c de. An der Grenze kann man während des ganzen Kolbenhubes einlassen unter geeigneter Verringerung der Gasmenge, und man kann sogar das Gas ganz absperren, wenn die Maschine zu stark entlastet wird.

Nun ergiebt die Rechnung, dafs der thermische Wirkungsgrad des Kreisprocesses wächst

Claims

im Verhältnifs, wie die Fläche des Diagramms abnimmt. Die Uebercompression c c', d. h. der Ueberschufs über die normale Compression ac kann eine Störung nicht hervorbringen, da die Explosionsspannung niemals einen bestimmten . Werth übersteigen kann, wenn man den Gaszutritt allmälig in dem angegebenen Verhältnifs verringert. Infolge dieses Verfahrens verringert sich der Gasgehalt der Ladung im Verhältnifs wie die Einlafsmengen zunehmen, aber da die Compressionen gleichzeitig zunehmen, bleiben die Zündungen gut.

Als Ausführungsbeispiel ist eine doppeltwirkende Viertaktmaschine gewählt. Jedes Ende des Cylinders X trägt ein Gehäuse, welches zwei Ventile enthält, von denen das eine Ventil A durch den Kanal i mit dem Cylinder in Verbindung steht, das andere B mit dem ersteren durch die Zwischenkammer C verbunden ist, sich aber entgegengesetzt schliefst, so dafs es jede Verbindung nach aufsen absperrt, wenn ein Minderdruck im Cylinder entsteht. Die Luft tritt bei η ein und das Gas bei m. Das Ventil B, welches sich früher als A ein wenig öffnen kann, trifft beim Heben auf das Ventil G, wodurch dasselbe geöffnet wird.

Behufs Regelung durch Uebercompression schliefst sich nun das Ventil B, je mehr die Maschine entlastet wird, immer später und das Gasventil immer früher. An der Grenze, wenn die Maschine ganz entlastet wird, hebt sich das Ventil B nicht mehr so weit, dafs es das Ventil G bethätigt, es tritt also ein Aussetzer ein. An der anderen Seite des Cylinders ist die Einrichtung so getroffen, dafs dort der Aussetzer demjenigen an der einen Seite vorhergeht.

Die Ventile B werden durch Hebel K (Fig. 3) von beliebiger Form bethätigt, welche Gleitrollen j tragen und ihre Bewegung durch stufenförmige Nocken erhalten. Die Gleitrollen j werden durch den Regler verschoben mittelst des Parallelogrammes s t u ν und der Gabeln χ, welche federnd sind, um ein Klemmen der Rollen an den Stufen zu verhindern.

/ox (Fig- 3) ist der Einlafswinkel. Da nun die Einlafsdauer verschieden sein soll, so sind die auf einander folgenden Stufen des Nockens von verschiedener Länge, nämlich 4, 1, 2, 2'; 4, i, 3, 3' u. s. w., wobei die Länge der Ueberhöhung 1, 2, 1, 3 u. s. w. die Menge der Gaszufuhr bedingt. Dem Aussetzer entspricht die Stufe 4, 4' ohne Ueberhöhung.

An Stelle von Stufennocken können auch abgeschrägte Nocken verwendet werden, bei welchen die den verschiedenen Diagrammen entsprechenden Formen allmälig in einander übergehen.

Die gleiche Anordnung eignet sich ebensogut für eine einfachwirkende Maschine.

Um eine doppeltwirkende Maschine in Gang zu setzen, wird der Kolben in die Mittelstellung geschoben, wobei die Steuerung für den hinteren Cylinderraum auf Zündung gestellt ist. Nun wird zunächst in den vorderen Cylinderraum und darauf auch in den hinteren Cylinderraum stark verdichtetes zündfähiges Gemenge eingepumpt. Da der Kolben durch das vordere Luft- und Gaskissen zurückgehalten wird, wird er sich hierbei nicht bewegen. Leitet man nun hinten die Zündung ein, so springt die Maschine an, indem zwei Zündungen hinter einander erfolgen, ohne dafs Verdichtungen unterdrückt und zu diesem Zwecke ein Theil der Ladung ausgeblasen werden müfste.

Um die Maschine stillzusetzen und sie kurz nachher wieder anzulassen, unterdrückt man die Zündungen, indem man dabei die Gaszuleitungen offen läfst, und hebt die Ausblaseventile auf irgend eine Weise. Wenn die Maschine sich nur noch langsam bewegt, schliefst man das vordere Ventil, die Bewegung des Kolbens wird dann durch die Verdichtung im vorderen Cylinderraum verzögert. Hierauf schliefst man auch das hintere Ventil. Nach einigen Hin- und Herbewegungen bleibt der Kolben auf der Mitte stehen; man braucht ihn also nicht auf einen bestimmten Punkt einzustellen. Leitet man nun von neuem die Zündung ein, so springt die, Maschine sofort an.

Soll die Maschine einige Zeit nicht laufen, so stellt man sie in derselbe Weise still, indem man jedoch die Gaszutritte schliefst, und um sie wieder in Gang zu setzen, benutzt man die Pumpe.

Es ist nur wesentlich, dafs man bei den Regulirhüben eine gröfsere Gesammtladungsmenge und also einen höheren Compressionsdruck anwendet als beim normalen Diagramm, gleichzeitig aber die Gasmenge so verringert, dafs. man ein Diagramm von geringerer Fläche als das normale Diagramm erhält, wobei die Grenzen, welche sich aus theoretischen Betrachtungen ergeben, nicht innegehalten zu werden brauchen.

Das Verfahren kann in gleicher Weise wie für Gas auch für feste und flüssige Brennstoffe mit Vortheil angewendet werden.

Pa τ en τ-An Sprüche:

i. Regelungsverfahren für Explosionskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs bei Abnahme der Belastung der Maschine eine vergröfserte Menge von Explosionsgemisch, dessen Brennstoffgehalt vermindert

wird, eingesaugt wird, um die Leistung der Maschine durch eine Uebercompression des Explosionsgemisches zu regeln.
Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs das Einströmventil (BJ, welches bei Oeffnung über ein bestimmtes Mafs das Brennstoffventil (G) bethätigt, durch einen stufenförmigen oder abgeschrägten Nocken so gesteuert wird, dafs bei abnehmender Belastung der Maschine die Oeifnungszeit des Einströmventils verlängert und die des Brennstoffventiles verkürzt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.