DE37548A - Neuerung an Gasmotoren mit komprimirtem Explosionsgemenge und Trieb bei jeder Umdrehung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gaskraftmaschinen, die im Zweitakt arbeiten, bei denen also die Ladung während des Kolbenrückganges, das ist in der Auspuffperiode, eingeführt werden mufs, haben den Nachtheil, dafs die Ladung mit den noch ausströmenden Gasen während eines Theiles der Auspuffperiode zusammenkommt. Die ausströmenden Gase haben eine sehr hohe Tem:- peratur, sind auch manchmal nicht vollkommen verbrannt, und so kommt es häufiger vor, dafs die neu eintretenden Explosionsgemische sich entzünden und dadurch (abgesehen von dem Verlust an Brennstoff) die Maschine zum Stillstand kommt oder doch die Regelmäfsigkeit ihres Ganges nachtheilig beeinflufst wird.

Die vorliegende Neuerung an einer Gaskraftmaschine, in welcher ein comprimirtes Explosionsgemenge in einem Arbeitscylinder bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle zum Verbrennen, also zur treibenden Wirkung kommt, hat den Zweck, den Uebelstand der Selbstzündung des Explosionsgemenges zu verhindern.

Erreicht wird dies dadurch, das mittelst einer Luftpumpe reine atmosphärische Luft während der Ausströmperiode in den Arbeitscylinder eingeblasen wird, welche Luft die Verbrennungsproducte der vorangegangenen Triebperiode vor sich her zum Cylinder hinaustreibt und dann selbst entweicht, auf ihrem Weg aber vor allem die Temperatur des Cylinderraumes erniedrigt. Erst nachdem dies geschehen ist, wird der letzte Theil der Rücklaufperiode zur neuen Ladung der Maschine benutzt. Es tritt bei nun geschlossenem Austrittsventil Luft und Gas zusammen in den Arbeitscylinder ein, und das so entstehende Gemisch wird gleichzeitig zusammengeprefst.

Die nach dem Princip dieses Vorganges construirte, hier weiter beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Maschine von sehr compendiöser Gestaltung bietet bei grofsem Nutzeffect eine bedeutende Gleichma'fsigkeit und Sicherheit in ihrer Arbeit.

Während der Kolbenvorgang die Triebperiode des Maschinenhubes ausmacht, ist, wie schon angedeutet, der Kolbenrückgang in zwei Perioden getheilt: in die Ausblas- und in die Ladeperiode, welche beide ungefähr gleich lang sein können. Mit der Triebperiode fällt die Ansaugeperiode in der Luftpumpe 2 und der Brenngaspumpe 3 zusammen.

Der Kolben des Arbeitscylinders 1, sowie die beiden gekuppelten Kolben des Luftpumpencylinders 2 und des Gascylinders 3 sind durch Schubstangen mit der Kurbelwelle, und zwar an einer einzigen Kurbelkröpfung 4 verbunden, Fig. 1. Der Arbeitscylinder hat bei der inneren Todtpunktstellung des Kolbens zwischen Kolben und Cylinderboden einen wesentlich grofsen Raum, den Laderaum, welcher zur Aufnahme der comprimirten Ladung bestimmt ist; die Kolben des Luft- und des Gaspumpencylinders lassen bei der Innenstellung nur die unvermeidlichen sogenannten schädlichen Räume bestehen.

Von der Kurbelwelle aus wird die Steuerwelle 5 in der Weise bewegt, dafs sie für jede Umdrehung der ersteren ebenfalls eine Umdrehung macht.

Die Steuerwelle setzt.durch eine Kurbel den Steuerungsschieber 6 sowie das Ausströmventil 7

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des Arbeitscylinders durch die nöthigen mechanischen Zwischenglieder in Bewegung, Fig. 3, und ebenso den Schwungkugelregulator 8, Fig. 2, der dazu dient, durch eine Kammsteuerung den Brenngaseintritt in den Gaspumpencylinder 3. mittelst eines Brenngaszulafsventils 9 entsprechend zu reguliren oder denselben ganz abzuschneiden.

Im Beharrungszustand der Maschine ist bei der inneren Todtpunktstellung der Kurbel der Raum im Arbeitscylinder 1 mit einer comprimirten Mischung von brennbaren Gasen oder Dämpfen mit atmosphärischer Luft und dem Theile der von der Austreibung nicht getroffenen Verbrennungsrückstände angefüllt. Wie vorher angeführt, sind gegen das Ende des Kolbenhubes durch den Einströmkanal 10, Fig. ι und 6, Brenngas und Luft gleichzeitig in den Raum 1 eingetreten, so dafs, wenn der Arbeitskolben im inneren Todtpunkt ankommt, in dem Eintrittskanal ι ο ein reicheres Explosionsgemenge sich vorfindet als im Ladungsraum i, woselbst das Explosionsgemenge durch Ueberschufs von Luft und einem Theil Verbrennungsproducte verdünnt ist.

Die Zündung des im Raum 1 comprimirten Gemenges erfolgt dadurch', dafs eine Flamme, welche in einer Mulde 22 des Schiebers 6 brennt, Fig. 1, 3 a und 6, an die Oeffnung vom Kanal 10 gebracht wird und in diesem das brenngasreiche Gemenge entflammt. Die Spannungszunahme der entzündeten Gase treibt den Arbeitskolben vorwärts, und überträgt sich die Expansionsarbeit auf die Schwungradwelle. Bei damit gleichzeitig erfolgendem Aushub des Kolbens 2 im Luftpumpencylinder saugt dieser durch den Kanal 11, die Mulde 21 im Steuerungsschieber 6 und durch das mit der äufseren Luft in Verbindung stehende Rohr 12 atmosphärische Luft ein, Fig. 1, 3 und 3 a.

Der ebenfalls damit gleichartig bewegte Kolben 3 des Gaspumpencylinders saugt in der Regel Brenngas auf eine variable Hublänge ein, oder er saugt auch, wenn keine Wirkung erfolgen soll, kein Brenngas an. Im letzteren Falle bildet sich ein luftverdünnter Raum in dem Gaspumpencylinder. Das Brenngasansaugen geschieht, wenn der Nocken, Fig. 8, durch Wirken auf den Winkelhebel 13 das Brenngasventil 9, Fig. 3, in Beginn der Ansaugperiode der Gas- und Luftpumpe aufstöfst. Das Brenngas gelangt von seinem Eintrittsventil 9 aus durch das Verbindungsrohr 14 und durch die Schiebermulde 15, Fig. 1 a, 3 a und 3, nach dem Zwischenventil 16, Fig. 4, und weil dieses, wie später noch erwähnt wird, während der Ansaugeperiode geöffnet ist, durch das Rohr 17 nach der Gaspumpe.

Der Steuerungsschieber 6 bewegt sich während der Triebperiode in der Richtung des Pfeiles, Fig. ia, und wieder zurück, wie es auch das Schieberdiagramm, Fig. 10, erkennen läfst, so dafs der Schieber am Schlufs der Ansaugeperiode wieder in die gezeichnete Stellung, Fig. i, gekommen ist. Die angesaugte Menge Brenngas kann zur Kraftregulirung der Maschine beliebig grofs gewählt werden, indem, wie dies bekannt und auch hier schon angedeutet ist, der in Fig. 8 gezeichnete schräge Nocken je nach seiner Stellung durch die Einwirkung des Schwungkugelregulators 8 das Gasventil 9 nur für einen gewissen Theil des Kolbenweges oder für den ganzen Kolbenweg offen hält.

Sind die Kolben in der äufseren,Todtpunktstellung angelangt, so erfolgt die Rückwärtsbewegung . derselben . in den drei Cylindern gleichzeitig unter folgenden Umständen: Aus dem Arbeitscylinder 1 treibt der Kolben die Verbrennungsproducte durch das sich nunmehr öffnende Ausströmungsventil 7, Fig. 1, 6 und 9, nach aufsen. Gleichzeitig beginnt der Schieber 6 die Verbindung des Luftpumpencylinders 2 mit dem Cylinderraum 1 durch die Mulde 21 und die Kanäle 11 und 10 herzustellen.

Es tritt somit die im Cylinder 2 angesaugte atmosphärische Luft, vom Luftpumpenkolben geschoben, nach dem Cylinder 1 über. Diese Luft schiebt die vom Kolben schon zum Austrittsventil 7 gedrückten Verbrennungsrückstände vor sich her der Austrittsöffnung zu.

Im Gascylinder 3 tritt indessen eine Compression des Brenngases dann ein, wenn auf dem ganzen Hub solches angesaugt wurde; denn das Zwischenventil 16, Fig. 4, ist jetzt geschlossen. War nur auf einem Theil des Gaspumpenhubes Brenngas angesaugt worden, so wird die eingetretene Verdünnung sich ausgleichen, und die Arbeit der Verdünnung wird wieder gewonnen.

Im Uebergang zwischen der Ausblas- und Ladeperiode wird das Ausströmungsventil 7 des Arbeitscylinders 1 durch die entsprechende Kammsteuerung von der Steuerwelle aus geschlossen, und zugleich wird das Zwischenventil 16 durch den Nocken 18, Fig. 7, und den Winkelhebel 19, Fig. 3 und 4, geöffnet, so dafs. das Brenngas durch das Rohr 17, das geöffnete Zwischenventil 16, Schiebermulde 1 5 nach dem Kanal 20, Fig. 5, im Schieberdeckel bis an die Schiebermulde 21 und durch diese nach dem Eintrittskanal 10 in den Arbeitscylinder gelangen kann.

Es tritt also während der Ausblasperiode nur frische Luft und dann während der Ladeperiode Brenngas und Luft, und zwar bis zum Ende des Hubes durch den Kanal 10 nach dem Verdichtungsraum 1 über.

Dieser zuletzt erfolgende gemeinsame Eintritt von Brenngas und Luft unterscheidet die vorliegende Maschine wesentlich von ähnlich wirkenden, bis jetzt bekannten Zweitactgaskraft-

maschinen, bei denen gegen Ende des Hubes der Pumpen und des Arbeitskolbens nur Gas allein eingedrückt wird. Dies hat den Fehler, dafs dem Gas im Eintrittskanal zur Zündung die nöthige. Luftmenge fehlt; es bleiben Explosionen aus, und derartige Maschinen arbeiten dann unregelmä'fsig mit Brennmaterialvergeudung.

Im Gegensatz dazu findet bei der vorliegenden Maschine die Zündflamme ein inniges, leicht und immer sicher zündendes Gemisch von Gas und Luft, welches bis zur inneren Todtpunktstellung der Kolben comprimirt wurde. Sobald letztere Stellung erreicht ist, wird die Zündung eingeleitet, Fig. 7, und das beschriebene Spiel beginnt von neuem.

Die Arbeitsvorgänge in den drei Cylindern sind für eine Umdrehung schematisch in den Fig. 11, 12 und .13 dargestellt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüch:

   An. einer im Zweitact arbeitenden Gaskraftmaschine mit grofsem Laderaum am Arbeitscylinder 1 und mit in einer Längsachse verbundenen Brenngaspumpe 3 und Luftpumpe 2 die Einschaltung des während der Ausblasperiode geschlossenen Zwischenventüs 16 zwischen das Brenngaszulafsventil 9 mit dem Schieber 6 und die Brenngaspumpe einerseits, und andererseits zwischen diese und den Schieber 6 mit dem Laderaum, zu dem Zweck, einen Strom nicht gespannter frischer Luft während der Ausblasperiode in den Arbeitscylinder auszublasen zur Spülung und Kühlung des Cylinders, und dafs darauf in der Ladeperiode bei nun geschlossenem Austrittsventil 7 Gas .und. gleichzeitig Luft zur Explosionsgemischbildung eintreten und dabei weiter zusammengeprefst werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.