DE909869C - Flying piston internal combustion compressor - Google Patents

Description

Flugkolben-Brennkraftverdichter Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugkolben-Brennkraftverdichter mit mindestens einem kolbenbedienten Verdichtungshauptraum zur Lieferung verdichteter Nutzluft nach außen und mit mindestens einem ebenfalls kolbenbedienten Verdichtungsnebenraum zur Vorverdichtung der Verbrennungsluft des Brennkraftzylinders auf den Speisedruck des letzteren sowie schließlich mit Abgasturbovorverdichter.Flying piston internal combustion compressor The invention relates to a Flying piston internal combustion compressor with at least one piston-operated main compression space for the delivery of compressed useful air to the outside and also with at least one Piston-operated secondary compression chamber for pre-compression of the combustion air of the Internal combustion cylinder to the feed pressure of the latter and finally with exhaust gas turbo pre-compressor.

Derartige Maschinen sind an sich bekannt. Bei den bekannten Maschinen dient entweder der kolbenbediente Verdichtungsnebenraum oder der Abgasturboverdichter zur Speisung des Brennkraftzylinders des Flugkolbenverdichters mit vorverdichteter Speiseluft. Wenn jedoch nur der kolbenbediente Verdichtungsnebenraum die Speisung des Brennkraftzylinders mit vorverdichteter Speiseluft besorgt, kann man -,weder verhältnismäßig hohe Werte für die Vorverdichtung erzielen, noch weitgehende Veränderungen des Vorverdichtungsdruckes herbeiführen. Andererseits sind aber solche weitgehenden Veränderungen notwendig, wenn die Leistung des Flugkolbenverdichters in sehr weiten Grenzen veränderlich sein soll.Such machines are known per se. With the known machines either the piston-operated side compression chamber or the exhaust gas turbo compressor is used for feeding the internal combustion cylinder of the flying piston compressor with a pre-compressed Feed air. However, if only the piston-operated secondary compression chamber is the supply of the internal combustion cylinder with pre-compressed feed air, you can -, neither Achieve relatively high values for the pre-compression, still far-reaching changes of the pre-compression pressure. On the other hand, however, there are far-reaching ones Changes are necessary if the performance of the flying piston compressor is very wide Boundaries should be changeable.

Die @°orverdichtung der Speiseluft des Brennkraftzylinders nur mittels eines Abgasturbogebläses ermöglicht zwar weitgehende Änderungen des Speisedruckes, jedoch ist die in den Abgasen vor allem im Falle eines nach dem Zweitaktverfahren arbeitenden Brennkraftzylinders enthaltene Energie zur Erzielung ausreichender Vorverdichtungsdrücke ungenügend. Die Nachteile der bekannten Vorverdichtungseinrichtungen, bei denen die Speiseluft des Brennkraftverdichters entweder nur in einem kolbenbedienten Verdichtungsnebenraum oder nur mittels eines Abgasturbogebläses verdichtet wird, werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das Abgasturbogebläse und der kolbenbediente Verdichtungsnebenraum hintereinandergeschaltet werden. Es ergibt sich somit eine zweistufige Vorverdichtung der Speiseluft des Brennkraftzylinders, die stets zu ausreichenden Vorverdichtungsdrücken führt und die andererseits wegen der Regelungsmöglichkeit des Abgasturbogebläses Veränderungen des Speisedruckes in weiten Grenzen gestattet.The @ ° orcompression of the feed air of the internal combustion cylinder only by means of an exhaust gas turbo blower allows extensive changes in the feed pressure, however, that in the exhaust gases is mainly in the case of a two-stroke process working internal combustion cylinder contained energy to achieve sufficient pre-compression pressures insufficient. The disadvantages of the known pre-compression devices, in which the feed air of the internal combustion compressor either only in a piston-operated Compression side chamber or is compressed only by means of an exhaust gas turbo fan, are avoided according to the invention in that the exhaust gas turbo fan and the piston-operated The secondary compression room can be connected in series. There is thus a two-stage pre-compression of the feed air of the internal combustion cylinder, which is always to leads to sufficient pre-compression pressures and on the other hand because of the control option of the exhaust gas turbo blower, changes in the feed pressure are permitted within wide limits.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß es schon bekannt ist, den Verdichtungshauptraum eines Flugkolben-Brennkraftverdichters mit Luft zu speisen, die durch einen Abgasturbovorverdichter verdichtet ist. Bei dieser bekannten Einrichtung liegt jedoch die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gar nicht vor, da es in einem kolbenbedienten Hauptverdichtungsraum, dem ja bestimmungsgemäß fast die ganze im Brennkraftzylinder entwickelte Wärmeenergie zugeführt werden muß, immer möglich ist, die notwendigen Drücke zu erzielen. Wesentlich anders liegen jedoch die Verhältnisse bei einem Verdichtungsnebenraum, der zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades der Maschine nur einen geringen Bruchteil der im Brennkraftzylinder entwickelten Energie verzehren darf.It should also be pointed out that it is already known, the main compression space a flying piston internal combustion compressor with air to feed through an exhaust gas turbo pre-compressor is condensed. In this known device, however, lies that of the invention underlying task does not exist at all, as there is a piston-operated main compression chamber, to which, as intended, almost all of the thermal energy developed in the internal combustion cylinder must be supplied, it is always possible to achieve the necessary pressures. Essential However, the situation is different in the case of an auxiliary compression space that is required to achieve this a good efficiency of the machine only a small fraction of that in the internal combustion cylinder may consume developed energy.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar stellt Fig. i schematisch eine erste Ausführungsform eines Brennkraftverdichters gemäß der Erfindung dar; Fig.2 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Wesens der Erfindung; Fig.3 schließlich veranschaulicht eine zweite Ausführungsform eines Flugkolben-Brennkraftverdichters gemäß der Erfindung.The invention is illustrated in the drawing, for example, namely Fig. i shows schematically a first embodiment of an internal combustion compressor according to the invention; Fig. 2 is a diagram for explaining the essence of the invention; Finally, FIG. 3 illustrates a second embodiment of a flying piston internal combustion compressor according to the invention.

Die nachstehenden Ausführungen beziehen s?ch auf einen Flugkolben-Brennkraftverdichter, dessen Brennkraftteil nach dem Zweitaktverfahren arbeitet.The following statements refer to a flying piston internal combustion compressor, whose internal combustion part works according to the two-stroke process.

Was zuerst die großen Linien der Konstruktion des Brennkraftverdichters anbelangt, so sind sie die üblichen. Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung arbeiten in einem Brennkraftzylinder i zwei gegenläufige Kolben 21, 22, die in der Nähe ihrer äußeren Totpunktstellung Einlaßöffnungen 3 und Auslaßöffnungen 4 freilegen.First of all, the broad lines of the construction of the internal combustion compressor as far as that is concerned, they are the usual ones. In the embodiments shown in the drawing the invention work in an internal combustion cylinder i two opposing pistons 21, 22, the inlet openings 3 and outlet openings in the vicinity of their outer dead center position 4 expose.

Einer dieser Brennkraftkolben, z. B. der Kolben 21, ist mit einem Verdichterkolben 5 fest verbunden, der in einem Zylinder 6 gleitet. Dieser Kolben bewirkt mit seiner Außenseite in dem Abteil 61 des Zylinders 6 die Verdichtung der von dem Brennkraftverdichter nach außen zu liefernden Druckluft. Die Innenseite des Kolbens 5 bewirkt in dem Abteil 62 des gleichen Zylinders 6 die Verdichtung der Luft, die in einen nach außen geschlossenen Behälter 7, welcher den Brennkraftzylinder i umgibt, hineingefördert wird. Der zweite Brennkraftkolben 2-' ist mit einem Kolben 8 fest verbunden, der in einem Zylinder g arbeitet. Der letztgenannte Kolben schließt in diesem Zylinder ein Luftpolster ein, welches während des nach außen gerichteten Hubes der Brennkraftkolben eine gewisse Energiemenge in sich aufspeichert und diese Energiemenge an die Kolben während ihres einwärts gerichteten Hubes wieder abgibt. um so den letztgenannten Hub zu ermöglichen.One of these internal combustion pistons, e.g. B. the piston 21 is with a Firmly connected to the compressor piston 5, which slides in a cylinder 6. This piston causes with its outside in the compartment 61 of the cylinder 6, the compression of the compressed air to be supplied to the outside by the internal combustion compressor. The inside of the piston 5 causes the compression in the compartment 62 of the same cylinder 6 the air, which is in an outwardly closed container 7, which the internal combustion cylinder i surrounds, is conveyed into it. The second internal combustion piston 2- 'is with a piston 8 firmly connected, which works in a cylinder g. The latter piston closes in this cylinder an air cushion, which during the outward Stroke of the internal combustion piston stores a certain amount of energy in itself and this Releases the amount of energy to the pistons during their inward stroke. in order to enable the latter hub.

Die so gebildeten Kolbenaggregate 21, 5 und 22, 8 sind durch eine Synchronisierungsvorrichtung untereinander verbunden. Diese Vorrichtung besteht z. B. aus einem Hebel io, der um eine feste Achse i i hin und her schwingt und dessen Enden durch Schubstangen 12 an die Kolbenaggregate angeschlossen sind.The so formed piston units 21, 5 and 22, 8 are through a Synchronization device interconnected. This device consists z. B. from a lever io, which swings back and forth about a fixed axis i i and its Ends are connected to the piston units by push rods 12.

Zur Versorgung des Brennkraftzylinders i mit Brennstoff ist eine Einspritzpumpe 13 od. dgl. vorgesehen. Diese Pumpe wird mittels eines Gestänges 14 von einem der Kolbenaggregate aus angetrieben. Das die Fördermenge der Pumpe regelnde Steuerglied 15 steht beispielsweise unter dem Druck der in dem Abteil 61 des Verdichterzylinders 6 verdichteten Druckluft, welche sich in dem Druckluftbehälter 16 befindet. Die Pumpe 13 ist durch eine Leitung 17 an die Einspritzdüse 18 des Brennkraftzylinders i angeschlossen.An injection pump is used to supply the internal combustion cylinder i with fuel 13 or the like. Provided. This pump is by means of a linkage 14 of one of the Piston units driven off. The control element regulating the delivery rate of the pump 15 is for example under the pressure in the compartment 61 of the compressor cylinder 6 compressed compressed air, which is located in the compressed air tank 16. the Pump 13 is through a line 17 to the injection nozzle 18 of the internal combustion cylinder i connected.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Abteil 62, in welchem die Innenseite des Verdichterkolbens 5 die Speise- und Spülluft des Brennkraftzylinders verdichtet, durch ein Gebläse icg mit vorverdichteter Luft gespeist. Dieses Gebläse kann gleichzeitig auch zur Vorverdichtung der dem Hauptraum 61 .des Verdichterzylinders zugeführten Luft dienen (s. Fig. i). Das Gebläse ig wird von einer Gasturbine 2o angetrieben, die ihrerseits durch die Auspuffgase gespeist wird, die durch die Auspufföffnungen 4 des Brennkraftzylinders i hindurch in die Auspuffleitung 41 übertreten.According to the present invention, the compartment 62, in which the inside of the compressor piston 5 compresses the feed and scavenging air of the internal combustion cylinder, is fed with precompressed air by a fan icg. This fan can at the same time also serve to pre-compress the air supplied to the main space 61 of the compressor cylinder (see FIG. I). The fan ig is driven by a gas turbine 2o, which in turn is fed by the exhaust gases which pass through the exhaust openings 4 of the internal combustion cylinder i into the exhaust line 41.

Der Förderdruck des Gebläses ig wird durch die Änderung der Leistung der Turbine 20 geregelt. Letztere ist derart ausgebildet, daß ihre Leistung um so mehr abnimmt, je größer ihr Einlaßquerschnitt ist.The delivery pressure of the fan ig is determined by the change in output the turbine 20 regulated. The latter is designed in such a way that its performance is so the more it decreases, the larger its inlet cross-section.

Gemäß Fig. i ist die Turbine 2o mit drei Einlaßleitungen 211, 212 und 213 versehen, deren Einlaßöffnungen durch einen Schieber 22 gesteuert werden, der mit einem Kolben 23 fest verbunden ist, welcher in einem Zylinder 24 arbeitet. Der Kolben 23 steht mit einer seiner Seiten unter der Wirkung einer Feder 25, die unter einer geeigneten Vorspannung steht und die bestrebt ist, den Kolben 23 gegen einen Anschlag 26 zu legen. Die Stellung des Anschlages 26 ist derart gewählt, daß der Einlaßquerschnitt der Turbine 2o seinen Geringstwert hat, wenn sich der Kolben 23 gegen den genannten Anschlag legt, so daß sich der Schieber 22 in der in Fig. i dargestellten Stellung befindet. Auf seiner anderen Seite steht der Kolben 23 unter dem Druck, der in dem Druckluftbehälter 16 herrscht.According to FIG. I, the turbine 2o has three inlet lines 211, 212 and 213, the inlet openings of which are controlled by a slide 22, which is firmly connected to a piston 23 which works in a cylinder 24. The piston 23 is with one of its sides under the action of a spring 25, the is under a suitable bias and strives to the piston 23 against to put a stop 26. The position of the stop 26 is chosen such that the inlet cross section of the turbine 2o has its lowest value when the piston 23 places against said stop so that the slide 22 is in the position shown in FIG. i position shown. The piston 23 stands on its other side under the pressure that prevails in the compressed air tank 16.

Wenn der Druck in dem Druckluftbehälter über einen bestimmten Wert ansteigt, wird der Kolben 23 nach rechts verschoben, was zu einer Erhöhung des Einlaßquerschnittes der Turbine 20 führt. Die Leistung der letzteren wird also vermindert.When the pressure in the compressed air tank is above a certain value increases, the piston 23 is shifted to the right, resulting in an increase of Inlet cross section of the turbine 20 leads. The performance of the latter is therefore reduced.

Vorzugsweise ist an die Auspuffleitung .41 eine Abzweigung 27 angeschlossen, die durch eine Klappe 28 gesteuert wird. Diese Abzweigleitung dient dazu, gegebenenfalls einen mehr oder weniger großen Teil der Auspuffgase unmittelbar in die Atmosphäre auszulassen, ohne daß diese Gase durch die Turbine 20 strömen.A junction 27 is preferably connected to the exhaust line .41, which is controlled by a flap 28. This branch line is used, if necessary a more or less large part of the exhaust gases directly into the atmosphere without these gases flowing through the turbine 20.

Es ergibt sich aus dem Vorstehenden, daß der Druck in dem Druckluftbehälter 16 bei der größten Leistung der Turbine 20 und infolgedessen bei der größten Leistung des Brennkraftverdichters geringer ist als der Druck, der in dem genannten Druckluftbehälter beim Leerlauf oder bei schwachen Lieferleistungen des Verdichters herrscht. Der Unterschied der Drücke bei Größtleistung und bei Leerlauf bestimmt den Regelbereich der in Rede stehenden Maschine.It can be seen from the above that the pressure in the compressed air tank 16 at the greatest power of the turbine 20 and consequently at the greatest power of the internal combustion compressor is lower than the pressure in the said compressed air tank when the compressor is idling or when the delivery capacity is weak. Of the The difference in pressures at maximum output and at idle determines the control range of the machine in question.

In dem Diagramm der Fig.2 sind mit ausgezogenen und gestrichelten Linien zwei verschiedene Arbeitsweisen des Brennkraftverdichters dargestellt. Der Unterschied der Arbeitsweise ist eine Folge der verschiedenen Einregelung der Steuervorrichtung der Turbine 20.In the diagram of FIG. 2, there are solid and dashed lines Lines show two different modes of operation of the internal combustion compressor. Of the The difference in the mode of operation is a result of the different adjustments of the control device the turbine 20.

In Fig.2 stellen die Abszissen die Förderdrücke p dar, die in dem Behälter 16 herrschen, während die Ordinaten einerseits die Liefermengen Q des Hauptverdichterraumes 61 des Verdichterzylinders und andererseits die Lieferdrücke p1 des Gebläses i9 veranschaulichen. Der Regelbereich liegt zwischen dem Förderdruck p4, der dem größten Belastungszustand entspricht, und dem Lieferdruck pb, der dem Leerlauf entspricht.In Figure 2, the abscissas represent the delivery pressures p, which in the Container 16 prevail, while the ordinates on the one hand the delivery quantities Q of the main compressor room 61 of the compressor cylinder and, on the other hand, the delivery pressures p1 of the fan i9 illustrate. The control range lies between the delivery pressure p4, which is the greatest Load condition corresponds to, and the delivery pressure pb, which corresponds to idling.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, hat die Liefermenge Q des Verdichterzylinders ihren größten Wert bei der größten Belastung und ihren geringsten Wert, der gleich Null sein kann, beim Leerlauf.As is apparent from Fig. 2, the delivery rate Q of the compressor cylinder their greatest value at the greatest load and their least value, which is the same Can be zero when idling.

Gemäß der ersten der genannten Regelungsarten nimmt die Leistung der Turbine 20 und infolgedessen die Vorverdichtung durch das Gebläse i9 allmählich von der größten Belastung (Förderdruck pa) bis zum Leerlauf (Lieferdruck pb) ab. Beim Leerlauf (größter Lieferdruck p6 im Behälter 16) liefert also das aus der Turbine 20 und dem Gebläse i9 bestehende Maschinenaggregat nur eine geringe Arbeit, und der Einlaßdruck in den Hauptverdichterraum 61 und in die Spülpumpe 62 bleibt nahe dem Atmosphärendruck. Sobald die aus dem Behälter 16 entnommene Luftmenge eine gewisse Grenze überschreitet, ruft eine Verringerung des Druckes in dem genannten Behälter eine Verringerung des Einlaßquerschnittes der Turbine 2o mittels des Schiebers 22 hervor. Die Folge davon ist eine Erhöhung des Druckes in der Auslaßleitung 41, woraus sich wiederum eine Erhöhung der Leistung des aus Hilfsturbine und Gebläse bestehenden Maschinenaggregats und des Einlaßdruckes der Verdichterräume 61 und 62 ergibt.According to the first of the aforementioned types of regulation, the performance of the Turbine 20 and, consequently, the pre-compression by the fan i9 gradually from the greatest load (delivery pressure pa) to idling (delivery pressure pb). When the engine is idling (maximum delivery pressure p6 in container 16), this is supplied from the turbine 20 and the blower i9 existing machine assembly only a little work, and the inlet pressure into the main compression chamber 61 and into the scavenge pump 62 remains close the atmospheric pressure. As soon as the amount of air removed from the container 16 a certain Limit, causes a decrease in pressure in the said container a reduction in the inlet cross section of the turbine 2o by means of the slide 22 emerged. The consequence of this is an increase in the pressure in the outlet line 41, from which in turn, an increase in the performance of the auxiliary turbine and fan Machine unit and the inlet pressure of the compression chambers 61 and 62 results.

Wenn man die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellte Regelungsart wählt, erhält man eine stetige Veränderung des Lieferdruckes p1 des Gebläses zwischen der Höchstleistung des Verdichters und einer mittleren Leistung desselben, zu welch letzterer beispielsweise der Druck pc in dem Behälter 16 gehört. Dagegen bleibt der Lieferdruck des Gebläses zwischen der genannten mittleren Leistung und dem Leerlauf im wesentlichen unverändert und nahe dem Atmosphärendruck.If the type of control shown in FIG. 2 with dashed lines selects, one obtains a constant change in the delivery pressure p1 of the blower between the maximum capacity of the compressor and an average capacity of the same, to which the pressure pc in the container 16 belongs to the latter, for example. Against it remains the delivery pressure of the blower between the specified mean power and idling essentially unchanged and close to atmospheric pressure.

Wenn der Förderdruck des Gebläses i9 nahe dem Atmosphärendruck ist, ist der Leistungsverlust des Brennkraftv erdichters, der auf dem Leistungsverbrauch des aus der Hilfsturbine und dem Gebläse bestehenden Maschinenaggregats beruht, praktisch Null und kann vernachlässigt werden.When the discharge pressure of the blower i9 is close to atmospheric pressure, is the power loss of the internal combustion compressor, which is based on the power consumption of the machine unit consisting of the auxiliary turbine and the fan is based, practically zero and can be neglected.

Was nun die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung anbelangt, so unterscheidet sie sich bezüglich der mit Vorverdichtung erfolgenden Speisung der Räume 61 und 62 des Verdichterzylinders 6 von der in Fig. i dargestellten Ausführungsform vor allem dadurch, daß gemäß Fig. 3 der Strömungskreis der in dem Hauptraum 61 des Verdichters verdichteten Luft völlig getrennt ist von dem durch den Raum 62 des Verdichterzylinders hindurchgehenden Strömungskreis der Spül- und Speiseluft des Brennkraftzylinders.As far as the embodiment of the invention shown in FIG. 3 is concerned, so it differs with regard to the feed that takes place with precompression of the spaces 61 and 62 of the compressor cylinder 6 of the embodiment shown in FIG mainly in that, according to FIG. 3, the flow circuit in the main space 61 of the Compressed air is completely separated from the compressed air by the space 62 of the compressor Compressor cylinder through flow circuit of the purge and feed air of the Internal combustion cylinder.

Gemäß Fig. 3 dient das Gebläse i9 nur zur Vorverdichtung der Speiseluft der Pumpe 62 für die Spül- und Speiseluft des Brennkraftzylinders, während der Einlaß des Hauptraumes 61 des Verdichters an den Auslaß der Turbine 29 angeschlossen ist, die zwecks Abgabe mechanischer Leistung durch die in dem genannten Hauptraum verdichtete Luft angetrieben wird. Der letztgenannte Luftkreis ist also ein völlig geschlossener Kreis. Der mittlere Druck in ihm wird durch einen Steuerschieber 30 geregelt, der die Leitung 31, welche den Auslaß der Turbine 29 mit dem Einlaß des Verdichterhauptraumes 61 verbindet, entweder an eine Druckluftquelle, beispielshalber einen Druckluftbehälter 32, oder an die Atmosphäre anschließt. Je nach der Stellung des Steuerschiebers 30 wird also das in dem genannten Strömungskreis befindliche Luftgewicht verringert oder erhöht.According to Fig. 3, the fan i9 is only used to precompress the feed air of the pump 62 for the flushing and feed air of the internal combustion cylinder, while the inlet of the main chamber 61 of the compressor is connected to the outlet of the turbine 29, which for the purpose of delivering mechanical power through the in the said main room compressed air is driven. The latter air cycle is therefore a completely closed cycle. The mean pressure in it is regulated by a control slide 30, which connects the line 31, which connects the outlet of the turbine 29 to the inlet of the main compressor room 61, either to a compressed air source, for example a compressed air tank 32, or to the atmosphere. Depending on the position of the control slide 30 , the air weight in the flow circuit mentioned is reduced or increased.

Um gleichzeitig die Leistung des aus der Hilfsturbine 2o und dem Gebläse i9 bestehenden Maschinenaggregats zu regeln, wird auf die rechte Seite des Kolbens 23 entweder der in der Leitung 31 herrschende Druck oder der in der Speiseleitung 33 der Turbine 29 herrschende Druck zur Wirkung gebracht.To simultaneously the power of the auxiliary turbine 2o and the fan i9 to regulate the existing machine assembly is on the right side of the piston 23 either the pressure prevailing in line 31 or that in the feed line 33 of the turbine 29 prevailing pressure brought into effect.

Der genannte Steuerschieber 30 kann entweder von Hand oder selbsttätig, z. B. durch den Geschwindigkeitsregler der Turbine 29, betätigt werden.Said control slide 30 can either be done by hand or automatically, e.g. B. by the speed controller of the turbine 29 are actuated.

Die Veränderung des Einlaßdruckes oder des Förderdruckes der Luft, die in den Verdichterräumen 61, 62 verdichtet wird, macht eine geeignete Regelung der Rückführenergie der Freiflugkolbenaggregate notwendig. Denn diese Rückführenergie, deren Hauptteil durch die pneumatischen Energiespeicher 9 geliefert wird, muß die Verdichtungsarbeit nicht nur in dem Motorzylinder, sondern auch in dem Verdichterraum 62 leisten.The change in the inlet pressure or the delivery pressure of the air, which is compressed in the compression chambers 61, 62, makes a suitable regulation the return energy of the free-flight piston units is necessary. Because this return energy, the main part of which is supplied by the pneumatic energy storage device 9, must Compression work not only in the engine cylinder but also in the compression space 62 perform.

Bei der Einrichtung nach Fig. i, bei der die Speisedrücke für die beiden Verdichterräume 61 und 62 gleich sind, genügt es, die Steuervorrichtung 34 des pneumatischen Energiespeichers 9 entweder in Abhängigkeit von dem Einlaßdruck in die genannten Verdichterräume oder in Abhängigkeit von dem Förderdruck eines dieser Räume zu betätigen.In the device according to Fig. I, in which the feed pressures for the two compression chambers 61 and 62 are the same, it suffices to control the device 34 of the pneumatic energy store 9 either as a function of the inlet pressure in the said compressor rooms or depending on the delivery pressure of a to operate these spaces.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung muß dagegen die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von dem Einlaß- oder Förderdruck sowohl des Hauptverdichterraumes 61 als auch- des Hilfsverdichterraumes 62 betätigt werden.In the device shown in Fig. 3, however, the control device depending on the inlet or delivery pressure of both the main compressor chamber 61 as well as the auxiliary compressor chamber 62 are actuated.

In beiden Fällen steht die Steuervorrichtung außerdem unter dem Einfluß des mittleren Druckes p2, der in dem Energiespeicher 9 selbst herrscht.In both cases, the control device is also under the influence of the mean pressure p2 that prevails in the energy store 9 itself.

Die Rückführenergie des pneumatischen Energiespeichers 9 wird durch eine Erhöhung oder Verminderung des Gewichts der in diesem Speicher eingeschlossenen Luft verändert. Um das Luftgewicht zu erhöhen, wird der Energiespeicher g mittels der genannten Steuervorrichtung an eine Druckluftquelle angeschlossen, welche z. B. durch den Behälter 16 der in dem Hauptverdichterraum 61 verdichteten Druckluft gebildet wird. Wenn es sich dagegen um eine Verminderung des Gewichts des Luftpolsters handelt, das in dem Energiespeicher 9 eingeschlossen ist, so schließt man den Speicher mittels der genannten Steuervorrichtung z. B. an die Atmosphäre an.The return energy of the pneumatic energy store 9 is through an increase or decrease in the weight of those enclosed in this memory Air changed. In order to increase the air weight, the energy storage device is g by means of the said control device connected to a compressed air source which z. B. through the container 16 of the compressed air compressed in the main compression chamber 61 is formed. If, on the other hand, it is a matter of reducing the weight of the air cushion acts, which is included in the energy store 9, the memory is closed by means of said control device z. B. to the atmosphere.

Bei der in Fig. i dargestellten Einrichtung ist die Steuervorrichtung 34 mit einem Kolbenschieber 35 versehen, der je nach seiner Stellung entweder das Innere des Energiespeichers 9 völlig abschließt (s. die in den Fig. i und 3 dargestellte Stellung des Kolbenschiebers), oder der den Energiespeicher 9 durch die Leitungen 36 und 37 mit dem Druckluftbehälter 16 verbindet, oder der schließlich den Energiespeicher durch die Leitung 36 und 38 an die Atmosphäre anschließt.In the device shown in Fig. I, the control device 34 is provided with a piston valve 35 which, depending on its position, either the Completely closes the interior of the energy store 9 (see the one shown in FIGS Position of the piston valve), or the energy store 9 through the lines 36 and 37 connects to the compressed air tank 16, or which ultimately connects the energy store through lines 36 and 38 to the atmosphere.

Der Kolbenschieber 35 ist bei der Ausführungsform nach Fig. i mit zwei Kolben 39 und 4o fest verbunden, die in Zylindern 41 und 42 beweglich sind. Der Kolben 39 steht unter der Einwirkung einer Feder 43 und des mittleren in dem Energiespeicher 9 herrschenden Druckes, welch letzterer durch eine kalibrierte Leitung 44 in das Innere des Zylinders 4i geleitet wird, und zwar verbindet die genannte Leitung das Zylinderinnere mit dem Innern der Leitung 36. Auf den Kolben 4o wirkt durch eine kalibrierte Öffnung 45 hindurch der mittlere Druck, der in dem Gehäuse 7 herrscht, und zwar ist dieser Druck im wesentlichen gleich dem Förderdruck des Verdichterraumes 62. Schließlich ist in der Leitung 37 eine Rückscblagklappe 46 vorgesehen, die eine Strömung von Luft aus dem Energiespeicher 9 nach dem Druckluftbehälter 16 zu hindert, wenn der Druck in dem Energiespeicher bei bestimmten Stellungen des Kolbens 8 höher ist als der Druck, der in dem Druckluftbehälter 16 herrscht.The piston slide 35 is in the embodiment according to FIG two pistons 39 and 4o firmly connected, which are movable in cylinders 41 and 42. The piston 39 is under the action of a spring 43 and the middle in the Energy storage 9 prevailing pressure, the latter through a calibrated line 44 is passed into the interior of the cylinder 4i, namely connects said Line the inside of the cylinder with the inside of the line 36. Acts on the piston 4o through a calibrated opening 45, the mean pressure in the housing 7 prevails, and this pressure is essentially equal to the delivery pressure of the Compressor chamber 62. Finally, in line 37 there is a non-return flap 46 provided that a flow of air from the energy store 9 to the compressed air tank 16 prevents when the pressure in the energy store at certain positions of the Piston 8 is higher than the pressure that prevails in the compressed air tank 16.

Auf diese Weise wird die von dem Energiespeicher g gelieferte Rückführenergie derart geregelt, daß sie selbsttätig in Abhängigkeit von dem Druck in dem Gehäuse 7 und von dem mittleren Druck in dem Energiespeicher g veränderlich ist.In this way, the return energy supplied by the energy store g regulated in such a way that it is automatically dependent on the pressure in the housing 7 and from the mean pressure in the energy store g is variable.

Bei der Vorrichtung, die in Fig. 3 dargestellt ist, ist die Steuerung des Kolbenschiebers 35 nicht nur von dem Druck in dem Gehäuse 7 und von dem mittleren Druck in dem Energiespeicher 9 abhängig, sondern gleichzeitig auch noch von dem Einlaß-oder Förderdruck des Hauptverdichterraumes 61. Zu diesem Zweck wird der Kolbenschieber 35 einerseits durch einen Kolben 391 betätigt, auf den der mittlere Druck in dem Energiespeicher 9 durch eine kalibrierte Leitung 44 hindurch einwirkt; andererseits steht es unter dem Einfluß einer Feder 47, deren eines Ende sich gegen den Kolbenschieber 35 und deren anderes Ende sich gegen einen Halter 48 stützt. Dabei ist die Spannung der Feder 47 sowohl durch den Druck in dem Gehäuse 7 als auch durch den Druck indem Druckluftbehälter 16 veränderlich.In the device shown in FIG. 3, the control of the piston valve 35 is not only dependent on the pressure in the housing 7 and the mean pressure in the energy store 9, but also at the same time on the inlet or delivery pressure of the main compressor chamber 61. For this purpose, the piston slide 35 is actuated on the one hand by a piston 391 on which the mean pressure in the energy store 9 acts through a calibrated line 44; on the other hand, it is under the influence of a spring 47, one end of which is supported against the piston slide 35 and the other end of which is supported against a holder 48. The tension of the spring 47 can be varied both by the pressure in the housing 7 and by the pressure in the compressed air tank 1 6.

Zur Herbeiführung der Änderung der Federspannung wirkt auf den Halter 48, gegen den sich das eine Ende der Feder 47 abstützt, ein Nocken 49 ein, der auf einer Stange So sitzt, an deren beiden Enden Kolben 51 und 52 vorgesehen sind. Der Kolben 51 ist in einem Zylinder 53 unter der Wirkung des in dem Druckluftbehälter 16 herrschenden Druckes verstellbar, während der Kolben 52 in einem Zylinder 54 beweglich ist, und zwar einerseits unter dem Einfluß des mittleren Druckes, der in dem Gehäuse 7 herrscht und der in den Zylinder 54 durch eine kalibrierte Leitung 55 hindurch eingelassen wird, und andererseits unter der Wirkung einer Gegenfeder 56.To bring about the change in the spring tension acts on the holder 48, against which one end of the spring 47 is supported, a cam 49, which on a rod so sits, at both ends of which pistons 51 and 52 are provided. Of the Piston 51 is in a cylinder 53 under the action of in the compressed air tank 16 prevailing pressure adjustable, while the piston 52 in a cylinder 54 is movable, on the one hand under the influence of the mean pressure, the prevails in the housing 7 and that in the cylinder 54 through a calibrated pipe 55 is let through, and on the other hand under the action of a counter spring 56.

Wie auch die jeweilige Ausführungsform der Erfindung sei, man erhält stets einen Brennkraftverdichter mit einer, bezogen auf sein Gewicht, sehr hohen Leistung. Ferner sei auf die erhebliche Leistungssteigerung eines schon bestehendenBrennkraftv erdichters hingewiesen, welche dadurch erzielt wird, wenn man einen solchen Verdichter in der für die Erfindung kennzeichnenden Weise mit einer Vorverdichtungseinrichtung versieht, die eine Abgasturbine und ein Gebläse umfaßt.Whatever the particular embodiment of the invention, one obtains always an internal combustion compressor with a very high, based on its weight Power. Furthermore, the considerable increase in performance of an already existing combustion sealer pointed out, which is achieved by using such a compressor in the manner characteristic of the invention with a pre-compression device provides, which includes an exhaust turbine and a fan.

Schließlich sei nochmals betont, daß im vorstehenden nur Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind, auf welche diese nicht beschränkt ist.Finally, it should be emphasized again that in the above only exemplary embodiments of the invention are described, to which this is not limited.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Flugkolben-Brennkraftverdichter mit mindestens einem kolbenbedienten Ver:dichtungshauptraum zur Lieferung verdichteter Nutzluft nach außen und mit mindestens einem ebenfalls kolbenbedienten V erdichtungsnebenraum zur Vorverdichtung der Verbrennungsluft des Br.ennkraftzylin,ders auf den Speisedruck des letzteren sowie schließlich mit Abgasturbovorverdichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasturbovorverdichter (ig, 2o) mit dem Verdichtungsnebenraum (62) in Reihe geschaltet ist. PATENT CLAIMS: i. Flying piston internal combustion compressor with at least a piston-operated main compression space for the delivery of compressed useful air to the outside and with at least one piston-operated ancillary compression chamber for pre-compression of the combustion air of the combustion engine, which is brought to the feed pressure of the latter and finally with exhaust gas turbo pre-compressor, characterized in that that the exhaust gas turbo pre-compressor (ig, 2o) with the compression space (62) in series is switched. 2. Motorkompressor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche Leistungsvolumen (62) durch einen Kompressor (ig) beschickt wird, der vorteilhaft durch eine von den aus dem Motorzylinder entweichenden Gase gespeiste Gasturbine angetrieben wird. 2. Motor compressor according to claim i, characterized in that the variable power volume (62) is fed by a compressor (ig), which is advantageous through a of those escaping from the engine cylinder Gas-fed gas turbine is driven. 3. Motorkompressor nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Vorverdichtungsdruckes, der durch das Gebläse (i9) erzielt wird, in Abhängigkeit von dem Druck der durch den Hauptverdichterraum (61) geförderten Druckluft oder in Abhängigkeit von einem zusammen mit dem genannten Druck veränderlichen Druck geschieht. q.. 3. Motor compressor according to claim i and 2, characterized in that the regulation of the pre-compression pressure by the fan (i9) is achieved, depending on the pressure of the main compressor room (61) conveyed compressed air or depending on a together with the named Pressure changing pressure happens. q .. Motorkompressor nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Förderdruckes des Vorverdichtungsgebläses (i9) der Einlaßquerschnitt der das Gebläse antreibenden Turbine (2o) geregelt wird. Motor compressor according to claim i to 3, characterized in that for regulating the delivery pressure of the pre-compression fan (i9) the inlet cross section of the turbine (2o) driving the fan is regulated. 5. Motorkompressor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (i9), welches die erste Verdichtungsstufe der Verbrennungsluft des Brennkraftzylinders besorgt, gleichzeitig auch den Hauptverdichterraum (61) mit vorverdichteter Luft speist. 5. Motor compressor according to claim i, characterized in that the fan (i9), which is the first stage of compression of the combustion air of the internal combustion cylinder concerned, at the same time also the main compressor room (61) with pre-compressed air feeds. 6. Motorkompressor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der von dem Hauptverdichterraum (61) geförderten und in einer Verbrauchermaschine, z. B. einer Druckluftturbine (29), unter Arbeitsleistung entspannten Druckluft von dem Hauptverdichterraum (61) wieder angesaugt wird, wobei der mittlere Druck in diesem geschlossenen Strömungskreis der Luft durch eine Veränderung des in diesem Kreis befindlichen Luftgewichtes geregelt wird. 6. Motor compressor according to claim i, characterized in that at least a part of the from the main compressor room (61) conveyed and in a consumer machine, z. B. a compressed air turbine (29), under work performance relaxed compressed air from the main compression chamber (61) is sucked in again, the mean pressure in this closed flow circuit of the air by a change in this Circle located air weight is regulated. 7. Flugkolben-Brennkraftverdichter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Regelung des Abgasturboverdichters, daß die Vorverdichtung der von ihm geförderten Luft erst oberhalb einer mittleren Belastung des Brennkraftverdichters beginnt. Angezogene Druckschriften: r Deutsche Patentschriften Nr. 675 468, 687 277.7. Flying piston internal combustion compressor according to claim i, characterized by such a control of the exhaust gas turbo compressor, that the pre-compression of the air conveyed by it only above a medium one Loading of the internal combustion compressor begins. Printed publications: r German Patent Nos. 675,468, 687,277.