CH174762A - Einrichtung zur Regelung der Kompression bei mit Vorkompression und Selbstzündung arbeitenden Verbrennungsmotoren, bei welchen die Verbrennungsgase nach dem Verlassen des Verbrennungszylinders noch als Treibmittel wirken. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Regelung der Kompression bei mit     Vorkompression    und Selbstzündung  arbeitenden Verbrennungsmotoren, bei welchen die Verbrennungsgase nach dem  Verlassen des Verbrennungszylinders noch als Treibmittel wirken.    Die vorliegende Erfindung betrifft eine  Einrichtung zur Regelung der Kompression  bei mit     Vorkompression    und Selbstzündung       arbeitenden    Verbrennungsmotoren, bei     wel-          ehen    die Verbrennungsgase nach dem Ver  lassen des Verbrennungszylinders, gegebenen  falls nach Mischung mit mittelst einer- Pum  penvorrichtung verdichteter Luft, noch als  Treibmittel wirken.  



  Die Erfindung bezieht sich sowohl auf  Zweitakt-. als auch auf Viertaktmotoren und       kann    mit Vorteil bei nach dem Dieselprinzip       arbeitenden    Motoren Verwendung finden.  Die Motorleistung kann ganz oder teilweise  zur Verdichtung des Treibmittels heran  gezogen werden, indem der Verbrennungs  motor einen Kompressor antreibt.

   Die Er  findung ist nicht nur bei ausschliesslich als  Gasgeneratoren arbeitenden Verbrennungs  motoren, sondern auch bei solchen Motoren  anwendbar, die mit einem oder mehreren         Niederdruekzylindern    oder Abgasturbinen  zwecks weiterer Expansion der Verbren  nungsgase versehen sind, wobei der Kom  pressor für die     Vorkompression    auch von den       Niederdruckzylindern    oder der Abgasturbine  angetrieben werden kann.  



  Bei derartigen Verbrennungsmotoren kön  nen bei den verschiedenen Betriebsverhält  nissen grössere Änderungen im     Vorkompres-          sionsdruck    auftreten, was zur Folge hat, dass  auch der Kompressionsdruck in den Motor  zylindern sich ändert und bei hohem Vor  kompressionsdruck zu hoch und bei geringem       Vorkompressionsdruck,    beispielsweise beim  Anfahren des Motors, so gering sein kann,  dass die Zündung nicht mehr gesichert ist.  



  Die vorliegende Erfindung ermöglicht,  diesen Nachteil zu vermeiden. Die Regelungs  einrichtung gemäss der Erfindung     wird     selbsttätig von einem von den Betriebsver  hältnissen des Motors abhängigen Druck      eines Mediums derart verstellt, dass bei  geringem Druck des betreffenden Mediums  ein Steuerorgan, das mit seinem Schliessen  während des Kompressionshubes des Motors  die Kompression einleitet, früher schliesst,  so dass die Kompression im Motorzylinder  während eines verhältnismässig grossen Teils  des     iiolbenhubm    erfolgt. und dass bei höhe  rem Druck das Organ später schliesst, so dass  die Kompression während eines geringeren  Teils des     Kolbenhubes    erfolgt.  



  In den beifolgenden Zeichnungen ist als  Ausführungsbeispiel der Erfindung eine  Einrichtung zur Regelung der Kompression  an einem     Zweitakt-Dieselmotor    veranschau  licht. bei welchem der Schluss des     Auslass-          ventils    die Kompression einleitet und die  Abgase unter einem Druck von 4 bis 6     at          auspuffen.     



       Fig.    1 zeigt im Schnitt in perspektivi  scher Darstellung den Zylinderkopf eines  Motorzylinders mit dem     Auslassventil    und  dessen Steuerung;       Fig.    2 zeigt dasselbe schematisch und       Fig.    3 zeigt     Indikatordiagramme.     



  Das     Auslassventil    1 des Zylinders 5 wird  jeweils von einem Schwingdaumen 3, der  auf eine an der Ventilspindel     angebrachte     Rolle 4 einwirkt, entgegen der Wirkung der  Schliessfeder 2 geöffnet. Der Daumen 3  erhält seine Bewegung von einer von der  Motorwelle angetriebenen Welle 6, die eine       Exzenterscheibe    7 trägt, deren Stange 8       mittelst    eines Zapfens 9 mit einer an den  Daumen 3     angelenkten    Stange 10 in Ver  bindung steht.

   Die     Exzenterstange    8 ist  ungefähr in der Mitte     mittelst    eines Zap  fens 11 mit zwei Stangen 12 verbunden,  die mittelst eines Zapfens 14 an zwei Arme  13 aasgelenkt sind, die auf in derselben     Axe     drehbar gelagerten Zapfen 15 sitzen. Der  Zapfen 14 ist durch eine Stange 16 und     mit-          telst    zweier auf einer Achse 19 sitzenden  Hebel 17, 18 mit einem selbsttätigen Regler  20 verbunden, der den Zapfen 14 um die  Zapfen 15 drehen kann.  



  Der Regler 20 besitzt zwei Kolben 21, 22,  von denen der     :eine,    21, federbelastet ist und    der andere 22, mit Hilfe einer Leitung 23  unter dem Druck eines Mediums, zum Bei  spiel der Abgase des Zylinders, der Vor  kommpression oder unter dem Kompressions  druck steht. In letzterem halle wird der Kom  pressionsdruck von der Regeleinrichtung nicht  ganz konstant gehalten, sondern ist beim An  fahren etwas niedriger als im Betrieb. Die  beiden Kolben sind mit dem Hebel 18 ver  bunden.  



  Da ein Zweitaktmotor der genannten Art,  bei dem die Verbrennungsgase den Verbren  nungszylinder unter einem Überdruck ver  lasen, zweckmässig -seinen     Spülluftkompres-          sor    selbst antreibt, wird der Druck der Spül  luft, der im Normalbetrieb etwas höher ist  als der Druck der dem Verbrennungszylinder  entströmenden Gase, besonders beim Anfah  ren wesentlich niedriger, und um eine für  die Selbstzündung genügende Kompression  zu erhalten, muss das     Auslassventil    während  des Kompressionshubes wesentlich früher  schliessen als bei Normalbetrieb. Dies ist  näher in     Fig.    3 erläutert. in der 24 ein An  lassindikatordiagramm zeigt.

   Nach diesem  Diagramm öffnet das     Auslassventil    im  Punkt     a    und schliesst im Punkt b, wo die  Kompression beginnen muss, damit der ge  zeigte     Kompressionsdruck    erreicht wird. In  dem für Normalbetrieb gezeichneten Dia  gramm 25 ist die Kompressionslinie im we  sentlichen die gleiche wie im Diagramm 24;  wegen .des höheren Spülluftdruckes darf des  halb die Kompression erst     bedeutend    später  beginnen, damit der Kompressionsdruck un  verändert erhalten bleibt. Das     Auslassventil,     das im Punkt d öffnet, schliesst in     die-ein     Falle erst im Punkt e.

   Die den     genannten     Öffnungszeiten     entsprechenden    Kurbelwinkel  sind in dem unter .den Diagrammen dar  gestellten Kurbelkreis mit c beziehungsweise  mit f bezeichnet. Von der im Diagramm 25  gestrichelten Fortsetzung der     Kompressor-          linie    sind noch einige weitere, dazwischen  liegenden     Spülluftdrücken    entsprechende     Off-          nungswinkel    im Kurbelkreis gestrichelt an  gedeutet.

   Ferner ist im Kurbelkreis der Öff  nungswinkel     g    des     Einlassventils    angegeben,      (las immer zur selben Zeit öffnet, stets gleich  lange offen bleibt und bei allen Betriebs  verhältnissen vor dem     Auslassventil    schliesst,  o dass das     Auslassventil    mit seinem Schlie  ssen die Kompression einleitet.  



  Eine übersichtliche Darstellung der Wir  kung des Reglers 20 auf den Öffnungs  winkel des     Auslassventils    ist in     Fig.    2 gezeigt,  Die Bewegung des Zentrums der Exzenter  bohrung in der     Exzenterstange    auf den Ex  zenterkreis g ergibt in Verbindung mit der  Führung des Zapfens 11 eine Bewegung des  Zapfens 9, die mit Hilfe der Stange 10 auf  den Daumen 3 übertragen wird. In der ge  zeigten Lage des Zapfens 14 bewegt sich der  Zapfen 11 auf dem Kreisbogen h, während  der Zapfen 9 die Kurve i beschreibt, die dem  für Normalbetrieb geeigneten Öffnungs  winkel f entspricht.

   Der Regler 20 verschiebt  für das Anfahren den Zapfen 74 längs des  Bogens     j    in die Lage     1c,    so dass sich dann  der Zapfen 11 längs des Bogens m bewegt  und der Punkt 9 die Kurve     7a    beschreibt.  die dem Öffnungswinkel c entspricht.  



  Aus der     Figur    geht hervor, das infolge  der Form und Anordnung des Daumens 3 die  Stange 10 auf Zug beansprucht     wird,    wenn  das     i'entil    geöffnet wird. Die Belastung der  Stange erreicht während dieser Zeit ihren       Höchstwert,    weil nicht nur die durch die  Ventilbeschleunigung verursachten Kräfte,  sondern auch die Federspannung überwunden       werden        muss.    Dass diese Kräfte, die eine be  trächtliche Grösse annehmen können, nur Zug  beanspruchungen in der Stange hervorrufen,       ermöL^-lichi:    eine leichte Stange 10.

   Infolge  der direkten Einwirkung des Daumens auf  die Ventilspindel können .die an der Ventil  beschleunigung teilnehmenden Massen     klein     gehalten werden, so     dass    eine wesentlich hö  here Beschleunigung als sonst üblich zuge  lassen werden kann, wodurch kurze     Öff-.          nun--s-    und Schliesszeiten und .damit geringe       Drosselungsverluste    erhalten werden.  



  -Natürlich können die Stangen 12, 13 in  ihrer Länge einstellbar sein. Die Ventile kön  nen auch mit zwei um ein und .dieselbe Quer  achse drehbaren Rollen 4 versehen sein, die    auf den beiden Seiten der Ventilspindel an  geordnet, die Betätigung der Ventile erleich  tern. An Stelle von Ventilen können Schie  ber verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Regelung der Kompres sion bei mit Vorkompression und Selbstzün dung arbeitenden Verbrennungsmotoren, bei welchen die Verbrennungsgase nach dem Ver lassen des Verbrennungszylinders noch als Treibmittel wirken, dadurch gekennzeichnet.

   dass die Regelungseinrichtung selbsttätig von einem von den Betriebsverhältnissen des Mo tors abhängigen Druck eines Mediums der art verstellt wird, dass bei geringem Druck des Mediums ein Steuerorgan, das mit sei nem Schliessen während des Kompressions hubes des Motors die Kompression einleitet, früh schliesst, so dass die Kompression im Motorzylinder während eines verhältnismässig grossen Teils des Kolbenhubes erfolgt, und dass bei höherem Druck das Organ später schliesst, so dass die Kompression während eines geringeren Teils des Kolbenhubes er folgt. UNTERAN SPRüCHE 1.

   Regelungseinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs einrichtung vom Druck der Abgase ver stellt wird. 2. Regelungseinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs einrichtung vom Vorkompressionsdruck ver stellt wird. 3. Regelungseinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs- einrichtung vom Kompressionsdruck ver stellt wird. 4.

   Regelungseinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil mit seinem Schliessen die Kompression ein leitet und mittelst eines Betätigungs- organes (3) von einer vom Motor getriebe nen Exzenterscheibe (7) geöffnet wird, dessen Exzenterstange (8) zwecks Rege lung der Kompression an einem Lenker (13<B>)</B> aasgelenkt ist. dessen Drehpunkt von einem Kolben (22) verstellt werden kann, auf dessen eine Seite der Druck des Mediums entgegen einer Feder ein wirkt. 5.

   Regelungseinrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Egzenterstange (8) mit dem Betätigungsorgan (3) mittelst einer Zugstange (10) verbunden ist. 6. Regelungseinrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen .1 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (3) auf eine drehbar gelagerte Rolle (4) des Ventils (1) einwirkt.