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Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Heißluftmotoren mit innerer
Verbrennung. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Erfindung nach dem Patent
391043 und bezweckt insbesondere, die Leistung der bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent
verwandten Luftpumpe möglichst konstant zu Balten.
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Erreicht wird dieser Zweck gemäß der beiliegenden Erfindung dadurch,
daß bei Leistungsänderungen, die durch Veränderung der einzuspritzenden Brennstoffmenge
durchgeführt werden, zugleich mit der Regelung des Brennstoffes auch die Einströmungsdauer
für die Arbeitsluft derart geregelt wird, daß die zum Arbeitszylinder ausströmenden
Luftmengen im wesentlichen konstant bleiben.
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Diese Art der Regelung beruht auf folgender Überlegung: Je nach dem
Kraftbedarf wird dem Motor in bekannter Weise bei Beginn des Arbeitshubes eine durch
die Regelungsvorrichtung veränderliche Brennstoffmenge zugeführt. Das dem Zylinder
zugeführte Luftvolumen ist dagegen, wenn gleichmäßige Vorwärmung vorausgesetzt wird,
bei jedem Arbeitsbube gleich groß. Da aber die zugeführte Brennstoffmenge je nach
dem Kraftbedarf verschieden ist, wird die Arbeitsluft im Zylinder eine der Brennstoffmenge
entsprechende Temperatur und ein entsprechendes Volumen annehmen. Damit nun bei
dieser veränderlichen Volumenvergrößerung bei jedem Arbeitsbube das konstante Luftquantum
zufließen kann, wird der Erfindung gemäß zugleich mit der Brennstoffmenge auch die
Füllungsperiode geregelt.
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l_im ferner nach jedem Arbeitsbube eine Kühlung des Zylinders durch
Luftspülung in Richtung der abziehenden Gase vornehmen zu können, ist erfindungsgemäß
vor dem Hilfsauslaß ein Wechselorgan eingeschaltet, durch welches das Hilfsauslaßventil
abwechselnd mit der Auspuff- und der Spülleitung erbunden wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Es zeigen: Abb. i die Regelung des Einlaßventiles und der zugeführten Brennstoffmenge
in schematischer Darstellung, Abb. a die Anordnung des Auslaßventiles und der Spülvorrichtung,
Abb. 3 eine besondere Ausbildung eines Wechselorgans, das abwechselnd das Hilfsauslaßventil
mit der Auspuffleitung und der Spülleitung verbindet, Abb. q. ein Diagramm zur Veranschaulichung
des neuen Arbeitsverfahrens.
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Wie Abb. i zeigt, wird die Steuerw=elle S von der Kurbelwelle durch
zwei Kegelräderpaare angetrieben. Auf der Steuerwelle S befindet sich das Exzenter
C, dessen Exzentrizität in bekannter Weise durch einen Flachregler F verstellt wird.
Durch das Exzenter C wird der Steuerscheibe J eine schwingende Bewegung erteilt
und durch diese mittels eines Winkelhebels H das Einlaßventil E je nach der erforderlichen
Leistung eine kürzere oder längere Zeit geöffnet. Trotz der verschiedenen üffnungsdauer
wird das während eines jeden Krafthubes zugeführte Luftquantum annähernd konstant
erhalten. Da nämlich die Brennstoffpumpe P, die ebenfalls durch das Exzenter C angetrieben
wird, dem Zylinder eine veränderliche
$rennstoffmenge zuführt, so
ist auch die Verbrennungstemperatur und damit das Luftvolumen im Zylinder verschieden.
Je mehr Brennstoff in den Zylinder gespritzt wird, um so höher wird die Verbrennungstemperatur,
um so größer das Volumen der.bereits im Zylinder befindlichen Luft. Die durch das
Einlaßventil E in die Zylinder hinzutretende Luft kann also nur langsam nachfließen,
so daß aus diesem Grunde die Füllungsperiode verlängert werden muß.
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In Abb. q. der Zeichnung wird durch das Indikator-Diagramm
a, b, c, d, a die normale Leistung des Kraftzylinders dargestellt. Bei dieser
Leistung wird dem Zylinder bei jedem Arbeitshub eine gewisse Brennstoffmenge zugeführt.
Wtiird die zugeführte Brennstoffmenge vom Regler verringert, so wird von ihm gleichzeitig
die Füllungsperiode verkleinert, so daß die Arbeitsluft nur während einer kurzen
Zeit eintreten kann. Die Arbeitsleistung wird dann durch das kleinere Indikatordiagramm
a, e, d, a dargestellt. Bewirkt dagegen der Regler eine größere Brennstoffzufuhr,
so wird von ihm auch eine größere Füllung eingestellt. Die Arbeitsleistung ist durch
das größere Diagramm a, f, g, d, a veranschaulicht. In allen drei Fällen
ist die dem Zylinder bei jedem Arbeitshub zugeführte Luftmenge annähernd konstant.
Sie dehnt sich aber im Zylinder entsprechend der durch die kleinere oder größere
Brennstoffmenge erzielten Temperatur verschieden aus.
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Hierbei ist angenommen, daß die gleichmäßig arbeitende, nicht gezeichnete
Luftpumpe die Arbeitsluft in einen dem Kraftzylinder vorgeschalteten Aufnehmer preßt.
Die Spannung im Aufnehmer ist daher geringen Schwankungen unterworfen, jedoch haben
diese auf den Gang der Maschine praktisch keinen Einfluß.
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Wie aus Abb. 2 hervorgeht, wird bei hochgehendem Kolben K im Kurbelgehäuse
durch ein Ventil V Luft angesaugt und diese bei niedergehendem Kolben verdichtet.
Während des Niederganges wird von der Steuerwelle aus ein Doppelventil T so eingestellt,
daß die Luft durch die Spülleitung B in das Gehäuse G des Hilfsauslaßventils A treten
kann und die Auspuffleitung L abgeschlossen ist. Wird nun am Ende des Arbeitshubes
das Hilfsauslaßventil geöffnet, so wird der Zylinder von der Spülluft in der Richtung
des Gleichstromes bestrichen und gekühlt. Bei Beginn des Kolbenrückganges wird das
Doppelventil T durch die Steuerwelle umgestellt, so daß die Spülleitung B abgeschlossen
und die Auspuffleitung L für die restierenden Gase freigegeben wird. Das Hilfsauslaßventil
A bleibt hierbei noch eine gewiße Zeit geöffnet.
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Abb.3 zeigt eine besondere Ausbildung des Wechselorgans T, bei der
statt des Doppelventiles ein Schieber D Verwendung findet. Befindet sich dieser
Schieber D in der voll ausgezogenen Stellung, so ist in bezug auf die Kammer G die
Auspuffleitung L abgeschlossen; in der punktiert angedeuteten Stellung ist dagegen
die Auspuffleitung L geöffnet und die Spülleitung B geschlossen. Beim Umstellen
ist bei Öffnungsbeginn der Auspuffleitung die Spülleitung bereits abgeschlossen.