Maschinenaggregat mit einem mehrzylindrigen Viertakt-Dieselmotor. Die Erfindung bezieht sieh auf ein Ma- sehinenaggreggt mit einem mehrzylindrigen Viertakt-Dieselmotor, dessen Zylinder Brenn stoffventile und nockengesteuerte Einlass- und Auslassventile besitzen und besteht darin, dass ein Teil der Zylinder mit einem zweiten Satz Nocken versehen ist, der an Stelle des ersten Nockensatzes zur Wirksamkeit gebracht werden kann und die Einlassventile dieser Zylinder so betätigt,
dass diese Zylinder bei ausgeschalteter Brennsto2fzLifulim als Kom- pressorzylinder arbeiten und in eine Druck- luftleitung fördern, während die übrigen Zylinder weiter mit Brennstoff beschickt als Viertakt-Dieselmotorzylinder weiterlaufen.
In der Zeichnung, die zur Erläuterung der nachstehend beschriebenen Ausführungsbei hpiele des Erfindungsgegenstandes dient, zeigt: Fig. 1 ein p-v-Diagramm.
In Fig. 1 bedeutet der Linienzug 1-2-3-4-5-1 < las Diesel - Viertaktarbeitsdiagramm. Am Funkte 1 öffnet sich das Saugventil, und der Zylinder saugt Luft an bis zum Punkte 2. Bei der Umkehr des Kolbens wird die an gesaugte Luft nach der Linie 2-3 verdichtet, sodann erfolgt die Einspritzung und Ver brennung des Brennstoffes nach der Linie 3@ und die Expansion der Verbrennungs gase nach der Linie 4-5. Im Punkte 5, kurz vor dem Totpunkt,
öffnet sich das Auslass- ventil und lässt die Auspuffgase ins Freie sich entspannen. Der Kolben schiebt. den Rest der Ausptüfgase nach der Linie 5-1 ans dem Zylinder hinaus. Hierauf beginnt der Arbeitszyklus von neuem mit dem Ansau gen frischer Luft.
Bei den unLschaltbaren Zylindern erfolgt die Umsteuerung der Ventile bei Kompressor betrieb so, dass im Punkte 6 der Auslass sieh öffnet, so dass eine weitere Verdichtung des Zylinderinhaltes nicht erfolgt, sondern die verdichtete Luft nach der Linie 6-7 aus dem Zylinder hinawsgeschoben wird, sodann schliesst sich der Auslass, und die im schäd lichen Raum verbliebene Resthtft expandiert nach der Linie 7-S.
Im Punkte 8 öffnet sich der Einlass, und es wird Frischluft bis zum Punkte 2 angesaugt. Hier schliesst sich der Eimass, und es erfolgt. der neue Arbeits zyklus mit der Kompression der neu ange saugten Luft nach der Linie 2-6.
Es hat sich gezeigt, dass bei den Pressluft drucken, die gewöhnlich benötigt werden, z. B. im Baugewerbe, das sich ergebende Arbeits diagramm des im Zweitakt arbeitenden Kom- pressorzylindersderart ist, dass es in der Re gel genügt, die Hälfte der Zylinder eines mehrzylindrigen Dieselmotors im Motor betrieb weiter arbeiten zu lassen, während die andere Hälfte der Zylinder auf Kompressor betrieb umgeschaltet werden kann.
Die Umsteuerung der Zylinder vom Mo torbetrieb auf Kompressorbetrieb kann z. B. durch Verschiebung der Nockenwelle erfolgen, wobei dann die Nocken der Ein- und Auslass- ventile der als Motorzylinder weiterarbeiten den Zylinder zweckmässig so breit ausgeführt werden, dass bei ihrer Verschiebung die Nok- kenrollen auf ihnen verbleiben.
Die Nocken rollen der Ein- und Atislassventile der um schaltbaren Zylinder müssen dagegen bei der Umschaltung von Motor- auf Kompressor betrieb auf 1\Toeken überführt werden, die die Ventile entsprechend dem oben beschriebenen Kompressordiagramm öffnen und schliessen, und zwar zweimal während einer Umdrehung des Nockens.
In die Auspuffleitung der umschaltbaren Zylinder wird in diesem Falle ein Umschalt organ eingeschaltet, welches die Auspuff leitung bei 3lotorbetrieb mit der Atmosphäre und bei Kompressorbetrieb mit einer in einen Pressluftsammelbehälter führenden Pressl-Lüt- leitung verbindet, oder es können an den umschaltbaren Zylindern selbsttätige über strömventile angeordnet sein,
die bei Kom- pressorbetrieb als Auslass dienen und bei Motorbetrieb geschlossen gehalten werden. In diesem Falle können die bei Motorbetrieb wirksamen Ausslassventile beim Kompressor betrieb geschlossen bleiben.
Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Überströmventils zeigt Fig. 2 im Schnitt. Eine Ventilspindel 11 kann vermittels des Handrades 12, das mit Gewinde 13 im Ventil gehäuse 14 geführt ist, auf den Ventilsitz 15 gepresst werden. Dadurch wird die Bohrung 1.6 im Zylinderdeckel 17 abgesperrt. Dies ist die Ventilstellung bei Motorbetrieb.
Bei Kom- pressorbetrieb wird die Ventilspindel 11 von dem Sitz 15 abgehoben, wie in Fig. 2 darge stellt. Dadurch,wird der im Zylinder kompri mierten Luft der Weg über die Bohrung 16 zu einem Plattenventil 18 freigegeben, das sich selbsttätig anhebt und den Weg zur Boh rung 19, an die die nichtgezeichnete Press- luftleit-Lmg angeschlossen ist, freigibt,
wenn. der Druck im Zylinder über den Druck der Pressluftleitung gestiegen ist. Diese Einrich- tiuig hat auch noch den Vorzug, dass der öff- niuigszeitpunkt des überströmventils sich automatisch in dem Masse verschiebt, wie sieh bei Änderung des Gegendruckes der Press- hiftleitimg der Punkt 6 _ auf der Kompres sionslinie 2-3 der Fig. 1 verschiebt.
Um während des Kompressorbetriebes die Brennstoffzufuhr zu den Kompressorzylin- dern auszuschalten, können die die zugehöri gen Brennstoffpiunpen antreibenden Noeken- rollen aus dem Bereich ihrer Nocke heraus gebracht werden oder ein Nebenauslass geöff net werden, der den Brennstoff wieder zum Brennstoffbehälter zurückfliessen lässt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, liegt der öffnungszeitpunkt des Einlassventils bei Kom- pressorbetrieb nicht mehr in der Nähe des Kolbentotpunktes, sondern dort, wo der Kol ben bereits eine'relativ hohe Geschwindigkeit hat. Infolgedessen muss das Ventil sich schnell öffnen, um keinen zu grossen Unterdruck im Zylinder entstehen zu lassen. Das erfordert. steile Nocken und hohe Beschleunigung der beweglichen Ventilteile und ihres Gestänges.
Dieser Nachteil kann dadurch gemildert wer den, dass auch das bei 1Totorbetrieb als Aus lass dienende Ventil bei Kompressorbetrieb als Einlassventil benutzt wird, also gleichzeitig mit dem Einlassventil geöffnet -Lind geschlos sen wird, und edie Auspuffleitung der auf Kompressorbetrieb umgeschalteten Zylinder von der Auspuffleitung der übrigen Zylinder getrennt wird, so dass sie bei Kompressor betrieb als Ansaugleitung benutzt. werden kann.
Hierbei kann der Hub des Einlass- und des als Einlassventil dienenden Auslassventils gegenüber ihrem Hub bei Motorbetrieb ver ringert werden. Dies ergibt dann geringere Beschleunigungskräfte.
Gemäss Fig. 3 ist bei den auf Kompressor betrieb umschaltbaren Zylindern ein mit der Pressluftleitung verbundenes überströmventil 27 vorgesehen und das Auslassventil zur Re gulierung der Pressluftförderung heran gezogen. In dem mit dem Zylinderdeckel 21 versehenen Zylinder 20 bewegt sich der Kol ben 22 hin und her. Das durch die Nacken welle 23 gesteuerte Ventil 24 dient als Ein lassventil für die durch den Kanal 25 in den Zylinder 20 einströmende Luft; das Ventil 26 stellt das Auslassventil dar.
Von dein Zylinder 20 führt beim Kompressorbetrieb das selbst tätig sieh öffnende Überströmventil 27, das bei Motorbetrieb geschlossen gehalten wird, die Pressluft über eine mit-einem Rückschlag ventil 28 versehene Luftleitung 29 zu dem Pressluftsammelbehälter 30, der über die Lei tung 31 mit einem Regler 32 in Verbindung steht. Dieser wirkt über die ' Luftleitung 33 auf das Regelorgan 34, das vermittels des He bels 35 das Auslassventil 26 öffnen kann.
Wenn der Zylinder 20 auf Kompressorbetrieb umgeschaltet wird, wird das bis dahin ge- schlossen gehaltene Vrberströmventil 27 durch Betätigung des Handrades 43 geöffnet und das Auslassventil 26 dem Einfluss des Nockens 36 der Nockenwelle 37 entzogen, so dass es normalerweise geschlossen bleibt. Die in dem Zylinder 20 entstehende Pressluft dringt über das Überströmventil 27 und die Luftleitung 29 in den Pressluftbehälter 30, an den z. B. die zu betätigenden Pressluftwerkzeuge an geschlossen sind.
Sobald in dem Behälter 30 fler vorgeschriebene Höchstdruck überschrit ten wird, hebt die Pressluft den unter Feder- druckstehenden. Kolben des Reglers 32 an, bis dieser die Leitung 33 zu dem Steuerorgan 34 freigibt, dessen Kolben 38 sich daraufhin unter dem Einfluss der Druckluft entgegen der -Wirkung einer Feder nach oben bewegt und mittels des Hebels 35, der an seinem dem Auslassventil 26 zugewandten Ende gabelförmig ist, das Auslassventil 26 öffnet.
Nun kann keine Druckluft mehr über das Überströmventil 27 in den Windkessel 30 dringen, da die Luft aus dem Zylinder 20 durch den Auslasskanal 39 im Zylinderdeckel 21 abgeführt wird. Sobald der übermässige Druck im ',ATindkessel 30 verschwunden ist, schliesst der Regler 32 die Leitung 33 wieder gegen die Leitung 31 ab und entlüftet sie, so dass der Kolben 38 des Steuerorgans 34 eine rückläufige Bewegung macht und das Aus lassventil 26 unter dem Einfluss der Ventil feder 40 sich wieder schliesst. In dein Zylinder 20 wird alsdann wieder Druckluft erzeugt und über das Überströmventil 27 in den Be hälter 30 gedrückt.
In die vom Zylinder 20 zum Pressluft- sainmelbehälter 30 führende Leitung 29 ist ein Ventil 41 eingebaut, das vermittels des Hebels 42 betätigt werden kann, der zweck mässig ausserdem als Umschalthebel für die Nockenverstellung und die Ausschaltung der Brennstoffzufuhr beim Umschalten von THo- tor- auf Kompressorbetrieb dient. In seiner gezeichneten horizontalen Stellung ist er auf Kompressorbetrieb geschaltet.
Hierbei wird das Ventil 41 geschlossen gehalten. Bei der Umschaltung vom Kompressor- zum Motor betrieb wird der Handhebel 42 hochgestellt und dabei das Ventil 41 gegen den Innen druck .der Leitung 29 geöffnet, so dass diese nunmehr mit, der Atmosphäre in Verbindung steht und die Kompressionsluft aus der Lei tung entweicht, bis das Überströmventil 27 durch Betätigung des Handrades 43 geschlos sen wird. Dabei schliesst das Rficl,:schlagventil 28 den Behälter 30 gegen das Ventil 41 ab.
Dieses Ventil 41 wird zweckmässig so angeord net, dass das Entweichen der Kompressions luft für den den Motor bedienenden Arbeiter sinnfällig wahrnehmbar ist, damit er die Ab sperring des Überströmventils 27 beim Um schalten auf Kompressorbetrieb nicht vergisst. Sollte das Überströmventil 27 während des Dieselbetriebes nicht ganz dicht sein und brennbare Gase aus dem Zylinder 20 in die Druckluftleitung 29 unbeabsichtigterweise übertreten lassen, so werden diese durch das geöffnete Ventil 41 ins Freie geführt und auf diese Weise unschädlich gemacht.
Um das Umschalten zu erleichtern, sind die Nocken für den einen Betrieb mit den Nocken für den andern Betrieb durch schräge Auflaufflächen verbunden, wodurch ein Ver schieben der Nockenwelle ohne Abheben der Nockenrollen und damit ein Umschalten während des Betriebes ermöglicht wird. Bei der mit dem Umschalten verbundenen Ver schiebung der Nockenwelle werden die Nok- kenrollen beim Umschalten allmählich von den einen auf die andern Nocken übergeführt.
Wird das Maschinenaggregat zum Betrieb von Bohrhämmern, Niethämmern, Spritz pistolen für Farbanstriche und dergleichen verwendet, so ist der Luftbedarf<B>je</B> nach der Zahl der zu bedienenden Hämmer oder Spritzpistolen sehr verschieden. Es ist daher angebracht, zur Anpassung der Kompressor- leistung an den Luftbedarf den Motor mit einem auf verschiedene Drehzahlen einstell baren Drehzahlregler zu versehen. Konunt z. ss. höchstens nur der halbe Luftbedarf in.
Frage, den der Kompressor bei seiner Höchstdrehzahl decken kann, so wird der Regler vorteilhaft auf die halbe Drehzahl ein gestellt. Das Maschinenaggregat gemäss der Erfindung kann mit einem zweckmässig abkuppelbaren Generator zur Erzeugung von niedrig gespanntem elektrischem Strom ver sehen sein, wie er für Schweisszwecke benötigt. wird.