CH99902A - Motor an Luftfahrzeugen. - Google Patents

Description

  Motor an Luftfahrzeugen.    Bei Luftfahrzeugen, welche hauptsächlich  für grössere Höhen bestimmt sind. liegt die  Aufgabe vor, den Antrieb dieser Fahrzeuge  durch solche Motoren zu bewerkstelligen,  welche im Gegensatz     zu.normalen    Motoren,  deren Leistung mit zunehmender Höhe ab  nimmt, ihre volle Leistung auch in grösserer  Höhe zu entfalten vermögen.  



  Erfindungsgemäss soll dies     folgenderweise     erreicht werden. Der Motor enthält einen Kol  ben von grösserem Durchmesser, als ihn ein  normaler Motor gleicher Leistung besitzt, der  ständig mit Luft von dem an der Erdober  fläche herrschenden Druck arbeitet, derart.       dass    sieh beispielsweise die     Kolbenfläc'he    des  neuen zu der des normalen Motors umgekehrt  verhält wie die Dichte der atmosphärischen  Luft in der Höhe, in welcher das Luftfahr  zeug vorzugsweise benutzt werden soll, zu  der Luftdichte an der Erdoberfläche. Da  gegen bleiben die übrigen Abmessungen des  Getriebes bei beiden Motoren annähernd die  selben.

   Dieser Motor wird dann in der be  treffenden Höhenlage unter sonst gleichen  Verhältnissen das gleiche leisten wie der nor-    male Motor an der     Erdoberflä(-lie.    In den.       Zwisellenstufen    zwischen Erdoberfläche und  der normalen Höhenlage des Luftfahrzeuges       muss    der Motor, um schädliche Überlastungen  zu vermeiden, gemäss der Erfindung in<B>Ab-</B>  hängigkeit von der jeweiligen Luftdichte so  reguliert werden,     dass    der Kolbendruck den  zulässigen Betrag nicht überschreitet.  



  In der Zeichnung betreffen die     Fig.   <B>1</B>  und 2 zwei Ausführungsbeispiele des Erfin  dungsgegenstandes, und zwar zeigt     Fig.   <B>1</B>  eine selbsttätige     Regelvorriclitung,    welche es  ermöglicht, den Druck, beziehungsweise die  Menge der dem Arbeitszylinder zuströmen  den Luft so weit zu vermindern,     dass    der  Kolbendruck den zulässigen Betrag nicht  überschreiten kann.  



  In die zum Arbeitszylinder führende       Luftansaugeleitung   <B>1</B> ist ein Drosselventil 2  eingebaut, welches mit einer Feder<B>3</B> belastet  ist. 4 ist der Saugstutzen, durch den die  Luft eintritt. Die Feder<B>3</B> stützt sich -gegen  t3  ein     Widerlager   <B>5,</B> das seinerseits mit einer  von einem     Membrankörper   <B>6</B>     beeinflussten     Stange<B>8</B> in Verbindung steht,<B>-</B>Der Membran-           hörper   <B>6</B> ist mit einem Gas praktisch gleich  bleibender Spannung gefüllt.

   Dem Druck       tn   <B>in</B>  dieses Gases und der Spannung der Feder<B>3</B>  hält     cli3r    -äussere Luftdruck in Verbindung  mit der Spannung der Feder<B>7</B> das Gleich  gewicht.  



  Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist  folgende: Die in den Arbeitszylinder ein  strömende Luft tritt in den Saugstutzen 4  mit dem äussern Luftdruck ein und durch  strömt den von dem Drosselventil 2 frei  gegebenen Querschnitt. Hierbei     muss    die  einströmende Luft den Widerstand der Fe  der<B>3</B> -überwinden, und der Druckabfall der  einströmenden Luft ist beim Drosselventil 2  um so grösser,<B>je</B> stärker die Feder<B>3</B>     ge-          t'        kD     spannt ist.     Verringert'sich    beispielsweise der  äussere Luftdruck, so wird die Feder<B>7</B> durch  den     Überschuss    des     im--Meinbrankörper   <B>6</B> vor  handenen Druckes zusammengedrückt.

   Beim  Zusammendrücken der Feder<B>7</B> verschiebt  sich mit der Stange<B>8</B> das     Widerlager   <B>5</B> der  art,     dass    die Spannung der Feder<B>3</B> geringer  wird, so     dass    der durch den Saugstutzen 4  eintretende Luftstrom an dem Drosselventil 2  einen geringeren Widerstand findet.  



  Diese Vorrichtung hat den Vorteil,     dass     sie die Zufuhr der erforderlichen     Liaftmenge     unabhängig von der Sorgfalt und Aufmerk  samkeit des Bedienungspersonals regelt, so       dass    zum Beispiel auch bei raschem, häufigem  Wechsel der Höhenlage eine Gefährdung des  <B>Z,</B>  Motors durch Überlastung infolge Zufuhr  von     züi    hoher Dichte, noch eine unerwünschte  Leistungsverringerung desselben durch zu  starke Drosselung der Zufuhr von Luft von  zu geringer Dichte eintreten kann. Der     Mem-          brankörper   <B>6</B> könnte auch luftleer gemacht  sein, um die Temperatureinflüsse nach<B>Mög-</B>  lichkeit zu verringern.

   Ferner 'könnte die  eigene Elastizität des     Hembrankörpers   <B>6</B>  statt der Spannung der Feder<B>7</B> dazu dienen,  das Gleichgewicht zwischen dem Druck im  Innern des     Membrankörpers   <B>6,</B> der Spannung  der Feder<B>3</B> und dem äussern Luftdruck her  zustellen.  



  Bei Viertaktmotoren kann ein in der  Saugleitung für alle an die betreffende Sang-         leitung    angeschlossenen Zylinder     gemein-          s        #,rerstellbares    Drosselventil     aiireordnet          sames,     sein. Die     Verstelleinrichtung    kann aber auch  auf die     Öffnungoszeit    der     EinlaBorgane    am  Arbeitszylinder oder bei Zweitaktmotoren an  der Ladepumpe so einwirken,     dass    dieselben  in einer dichteren Atmosphäre während einer  kürzeren Strecke des Kolbenhubes geöffnet  bleiben als in einer dünneren Atmosphäre.  



  Ein gewisser Mangel dieses Verfahrens       bestelit    bei Vergasermotoren darin,     dass    die       i'-,blieheil    Vergaserbauarten beim Betriebe mit  Luft von geringer Dichte andere     Mischungs-          Verhältnisse    ergeben als bei normaler Luft  dichte. Es sind zwar Vergaserbauarten vor  geschlagen worden, welche diese Übelstände       tn     nicht besitzen sollen. Solche     Veruaser    zeigen  aber in der Regel einen     zie   <B>*</B>     mlich        verwiehel-          ten    Aufbau und bedürfen besonders sorg  fältiger Überwachung.

   Zudem     ist    auch an  zunehmen,     dass    die in grossen Höhen vor  herrschende niedere Lufttemperatur einer       vollkommenenVergasung    hinderlich     imWege,     steht.  



  Diese Übelstände werden vermieden, wenn  die Brennstoffzufuhr nicht durch einen Ver  gaser, sondern in für jeden Hub zwangsläufig  abgemessenen Mengen erfolgt, also beispiels  weise durch eine im Takte der Maschine ar  beitende Brennstoffpumpe, oder durch ge  steuerte Ventile, denen der Brennstoff unter  ständig gleichbleibendem Druck zufliesst. Da  bei wird diese jedem Arbeitszylinder pro Hub       zuzuführendeBrennstoffmenge    so beschränkt.       dass    sie in der in der normalen Höhe des  Luftfahrzeuges zur Verfügung stehenden       Verbrennun#gsluftmenge    noch vollständig ver  brannt wird.  



  Ein derart eingerichteter Motor weist  gegenüber einem mit Vergaser ausgestatteten  den Vorteil auf,     dass    die zur Verbrennung       #Cre    -ende Brennstoffmenge (bei maximaler  <B>,</B>     lan..     



  Leistung) in allen Höhenlagen unterhalb der  normalen genau dieselbe bleibt, so     dass    der  Motor von der Erdoberfläche bis zur     Normal-          hölie    immer annähernd dasselbe maximale  Drehmoment entwickelt.

        Überschreitet das den Motor tragende  Fahrzeug diejenige Höhe, in welcher<B>-</B> bei  vollständig     ungedrosselter    Luftzufuhr<B>-</B> die  pro Hub zugemessene     Brennstoffmenge    eben  noch vollkommen verbrennt, so wird Brenn  stoff in     Überschuss        zugefülirt.        Uin    in solchen  Fällen an Brennstoff zu sparen und Verrussen  des Motors zu vermeiden, kann eine Vorrich  tung vorgesehen sein, welche bewirkt,     dass     bei Überschreiten dieser Höhe die dem Motor  pro Hub zuzuführende Brennstoffmenge in  dem Masse verringert wird, als die Luftdichte  sich weiter verringert.  



       Fig.    2 zeigt eine Anordnung, bei der so  wohl die     Luftzufuhr,    wie die Brennstoffzu  fuhr geregelt werden, und zwar verstellt ein  einziges Organ die Regelvorrichtungen.  



  Eine Pumpe 20, welche flüssigen Brenn  stoff aus dem Behälter 21 entnimmt, speist  über eine Leitung 22 die     Ausspritzdüse   <B>23,</B>  welche im Ansaugrohr<B>1</B> angeordnet ist. Die  Pumpe -wird von einer mit     dem    Motor     ge-          kuppelten    Welle<B>30</B> aus angetrieben.

   Bei       Überschreitungder        normalenHöhenlage    wird  die geförderte     Brennstoffmenge    dadurch ver  ringert,     dass-    der Gelenkzapfen<B>31</B> des von  der Welle<B>30</B> aus angetriebenen Hebels     32     weiter nach links verschoben wird, wodurch  der nutzbare Hub des Pumpenkolbens<B>25,</B>  welcher mit seiner Kante 24 die     Zufluss-          öffnung   <B>26</B> steuert, verringert wird.  



  Im Bereich grösserer Luftdichte wird die  dem Arbeitszylinder pro Hub zugeführte       Verbrennungsluftmenge    durch Veränderung  der Belastung eines in die zum Motor<B>füh-</B>  rende     Luftansaugeleitung   <B>1</B> eingebauten Dros  selventils geregelt. Das Drosselventil 2 ist  mit einer Feder<B>3</B> belastet, die sich gegen  ein     Widerlager   <B>5</B> stützt. Die Belastung der  Feder<B>3</B>     muss    von der durch den Sangstutzen 4  einströmenden Luft überwunden werden und  kann durch Verschiebung des     Federwider-          lagers   <B>5</B> verändert -werden.  



  Der geschlossene, dem äussern     Luftdruch     au     sgesetzte        Membrankörper   <B>6</B> wird in der  Nähe des Erdbodens zusammengedrückt und  dehnt sieh mit zunehmender Höhe mehr und  mehr aus. Mit dem     Membrankörper   <B>6</B> ist der    Körper<B>18</B> fest verbunden; er ist mit zwei  Nuten<B>15</B> und<B>17</B> versehen, welche den ge  brochenen, teils in der     Bewegungsrielitung     des Körpers<B>18,</B> teils schräg dazu verlaufen  den Linienzügen 14 und<B>16</B> folgen und in  welchen     Mitnehmer    der Hebelarme<B>11</B>     bezw.     <B>13</B> zweier Winkelhebel gleiten.

   Der eine die  ser Winkelhebel (12,<B>13)</B> verstellt mit sei  nem Arm den     Hebeldrehzapfen   <B>31</B> und wirkt  dadurch     auf    die Fördermenge der Pumpe 20  ein. Der Arm<B>10</B> des andern Winkelhebels  <B>(10, 11)</B> trägt das     Federwiderlager   <B>5</B> und     be-          einflusst    so bei seiner Bewegung die Span  nung der Feder<B>3.</B>  



  Die Vorrichtung ist in der Lage gezeich  net, welche der normalen Höhe des Luft  fahrzeuges entspricht, bei welcher sowohl  Luft wie Brennstoff     -unbeeinflusst    bleiben.  Steigt das Fahrzeug noch höher, so dehnt  sieh der     Membrankörper   <B>6</B> Weiter aus und  verschiebt den Körper<B>18</B> nach rechts.

   Der  in der Nut<B>17</B> gleitende     Mitnehmer    des     Ile-,          belarmes   <B>13</B> wird dabei     infolge,des    schrägen  Verlaufes dieser Nut nach unten, in die ge  strichelt gezeichnete Lage, verschoben, wo  durch der Gelenkzapfen<B>31</B> des Hebels<B>32</B>  nach links wandert, so     dass    nunmehr der nutz  bare Förderhub der Pumpe kleiner wird und  die Brennstoffmenge sich verringert.

   Der in  der     Nut   <B>15</B> gleitende     'Mitnehmer    des Hebel  armes<B>11</B> verschiebt sich dabei in dem hori  zontal verlaufenden Teile dieser<B>Nut,</B> der  Hebel<B>10, 11</B> erfährt also keine Ablenkung  und die Spannung der Feder<B>3</B> bleibt     un-          geändert,    so     dass    der Widerstand der Luft  beim Eintritt in die     Luftansaugeleitung   <B>1</B>       gleichbleibt.     



  Kommt der Motor umgekehrt in eine  tiefere Lage, so wird der     Membrankörper   <B>6</B>  durch den zunehmenden Luftdruck zusam  mengedrückt, und der Körper<B>18</B> verschiebt  sich nach links. Jetzt wird durch den     schrä0,     verlaufenden Teil der Nut<B>15</B> der Hebelarm       II    nach oben (in die strichpunktiert gezeich  nete Lage) gedreht und dadurch gleichzeitig  das     Federwiderlager   <B>5</B> aus der Normallage  verschoben und die Feder<B>3</B> mehr gespannt,

    so     dass    die vom Motor angesaugte Luft jetzt      diesen     urösseren    Federwiderstand überwinden       eD          muss.    Der Arm<B>13</B> des die     Brennstoffmeinge     beeinflussenden     Winkelliebels   <B>12, 13</B> gleitet  mit seinem     Mitnehmer    bei dieser     Verseliiebuno,     <B>C</B>  im horizontalen Teile der Nut<B>17,</B> behält also  seine Normallage ständig bei, so     dass    die  Brennstoffmenge jetzt nicht     beeinflusst    wird.  



  Da die Brennstoffzufuhr von der     Ver-          brennungsluftzufuhr    jetzt unabhängig ist,  so kann eine Überlastung des Motors im  Bereiche höherer Luftdichte auch ohne<B>be-</B>  sondere     Regelvorrielitungen    für die Verbren  nungsluft vermieden werden, indem die ma  ximale Brennstoffzufuhr in jeder Höhe der  Luftdichte entsprechend so geregelt wird,     dass     der     Kolbendruek    den für das Getriebe     zuläs-          si,gen    Betrag nirgends überschreitet.  



  Im Bereiche grösserer Luftdichte arbeitet  ein solcher Motor     mit        Luftüberschuss,    der  um so grösser wird,<B>je</B> näher dem Erdboden  sich der Motor befindet. Falls insbesondere  bei kleiner Belastung dieser     Luftüberschuss     einer vollkommenen Verbrennung hinderlich  ist.

   beziehungsweise die     Zündfähigkeit    des  Gemisches zu stark beeinträchtigt, so ist     einp     Einrichtung zweckmässig, welche in dem Be  reiche zwischen Erdboden und der normalen  Höhe die dem Motor     zuaeführte        Verbren-          nungslUftinenge    selbsttätig so weit verringert,       dass    ein richtiges Mischungsverhältnis ge  wahrt bleibt.  



  Natürlich kann die Regelung der Luft  zufuhr bei Vergasermotoren auch durch den  Motorführer direkt     aeschehen.    Ein     Membran-          körper    kann auf die Vorrichtung zum Ver  stellen der Belastung des Drosselventils 2  durch Hilfsgetriebe     (sogenannte        Servomotore)     einwirken.  



  Auch ist es für die Zuführung des Brenn  stoffes gleichgültig, ob der Brennstoff in das  Saugrohr, in den Arbeitszylinder oder, bei  Zweitaktmotoren, in die Ladepumpe einge  führt wird. Die Einführung des Brennstoffes  kann unter hohem Druck erfolgen, so     dass     sich infolge der erreichbaren feinen     Zerstäu-          bung        a-iieh    unter ungünstigen Verhältnissen  eine vollkommene Vergasung ermöglichen       lässt.    Nötigenfalls kann die     Zerstäubung    in    bekannter Weise durch Einspritzung des  Brennstoffes mittelst hochgespannter Druck  luft noch weiter verbessert werden.  



  Bei Motoren     Olemäss    der Erfindung, die  im Zweitakt arbeiten, werden zweckmässig.  solange der Motor noch in einer Atmosphäre  von hoher Dichte arbeitet-, die Abgase     künst-          lieh    abgesaugt, damit der durch das belastete  Drosselventil verminderte Druck der Lade  luft den äussern Luftdruck leichter über  windet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Motor an Luftfahrzeu(ren, die haupt sächlich für grössere Höhen bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet dass der Kolben durchmesser gegenüber einem normalen, mit Verbrennungsluft von dem an der Erdober fläche herrschenden Druck betriebenen Motor vergrössert ist., während die übrigen Getriebe abmessungen die des normalen Motors sind, so dass der Motor unterhalb der normalen Höhe in Abhängigkeit von der jeweiligen Luftdichte so reguliert werden muss, dass der Z,

   Olrösste Kolbendruck den für das Getriebe zu- lässigen Betrag nicht überschreitet.

   UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Motor nach Patenfanspruch, mit Brenn- stof fvergaser, dadurch gekennzeichnet, dass in die Luftansaugeleitung, durch welche die Verbrennungsluft dem Motor zugeführt wird, eine Regelvorrichtung eingebaut ist, mit welcher, solange das Luftfahrzeug sich unterhalb seiner normalen Höhenlage befindet, die Menge der dem Arbeitszylin der zuströmenden Luft so weit vermindert wird, dass der Kolbendriiek den zulässigen Betra- nicht überschreitet. 2.

   Motor nach Patentanspruch und Unter anspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass in die Luftansaugeleitung ein belastetes Drosselorgan eingebaut ist, dessen Be lastung in Abhängigkeit von der äussern Luftdichte durch eine selbsttätig wirkende Vorrichtung -verändert wird. <B>3.</B> Motor nach Patentanspruch, mit gesteuer ten Einlassorganen, dadurch gekennzeich- net, dass eine selbsttätige Regelvorrichtung so auf diese Einlassorgane einwirkt, dass dieselben in einer dichteren Atmosphäre, während einer kürzeren Strecke des Kol benhubes, geöffnet bleiben als in einer dünneren Atmosphäre. 4.

   Zweitaktmotor<B>'</B> nach Patentanspruch und Unteranspruch.-1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Absaugung der Abgase vorgesehen ist, damit die Füllung des Arbeitszyiinders mit Verbrennungs luft von geringerem Druck als dem äussern Luftdruck erfolgen kann.

   <B>5.</B> Motor nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass er mit einer zwangs läufig wirkenden Einrichtung zur Brenn stoffzufuhr ausgestattet ist, welche dem Motor -unterhalb der normalen ]Höhe des Luftfahrzeuges bei maximaler Leistung eine Brennstoffmenge pro Hub zumisst, deren Grösse so bemessen ist, dass sie bei der in der normalen Höhenlage des Luft fahrzeuges zur Verfügung stehenden Ver- brennungsluftmenge noch vollständig ver brannt wird.

   <B>6.</B> Motor nacil Patentanspruch und Ünter- anspruc11 <B>5,</B> -dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung derjenigen Höhenlage des Luftfalirzeuges, in welcher sich noch eine vollkommeneVerbrennung der zwangs läufig zugemessenen Brennstoffmenge er gibt, die Brennstoffzufuhr in Abhängig keit von der abnehmenden Luftdichte selbsttätio, verrin-ert wird.

   <B>C</B> ZD <B>7.</B> Motor nach Patentanspruch<U>und</U> Unter ansprüchen<B>5</B> und<B>6,</B> dadurch gekennzeich net, dass sowohl die Brennstoff-, als auch die Verbrennungsluft-Regelung von dem gleichen Organ beeinflusst werden.

   <B>8.</B> Motor nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeiclinnet, dass er mit einer- zwangs läufig wirkenden Einrichtung zur Brenn stoffzufuhr ausgestattet ist und dass im Bereiche zwischen Erdoberfläche und Normalhöli.enlage des Luftfahrzeuges die dem Arbeitszylinder zugeführte Verbren- nungsluftmenge# so weit verringert wird, dass sich immer ein gut zündfähiges und gut brennbares Gemisch bilden kann.