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Die Wirkungsweise des Kompressors nach den Fig. 1 und 2 ist folgende :
Wenn die Trommel 2 mit den Flügeln 7 sich im Sinne des Pfeiles dreht, so saugen die Flügel Luft durch die Öffnung 11 an, verdichten sie und drücken sie durch die Öffnungen 12 in das Rohr 14. Die entstehenden Drücke der Spülluft, wenn die Flügel 7 von der einen in die andere der
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sowie im rechtwinkeligen Koordinatendiagramm (Fig. 4) dargestellt.
Wenn nun der Flügel 7 (Fig. 1) sich in der Position III befindet, öffnen sich die Einströmöffnungen 16 in einem der Zylinder und anstatt dass die Kurve III, III' (Fig. 3,4) steigt, fällt sie nach der Linie III, IV, F, je nach den Stellungen III, 7F usw. der Flügel 7, wie in Fig. 1 vorgesehen ist.
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des Kompressors entsprechen und somit zwei Kompressionsphasen, die unter sich um 180 versetzt sind, wie das Polardiagramm (Fig. 3) zeigt. Der von der Maschine mittels eines Übersetzungs- verhältnisses 2 : 1 angetriebene Kompressor mit einem Flügel dient somit zur Spülung einer Maschine mit zwei Zylindern.
Wenn der Kompressor mit zwei Flügeln ausgerüstet ist und das Cbersetzungsverhältnis noch 2 : 1 ist, so erhält das Polardruckdiagramm die in Fig. 8 ersichtliche Form. Ein solcher Kompressor kann für eine Vierzylindermaschine dienen. Wenn die Übersetzung zwischen den Rädern 21 und 22 3 : 1 ist, wie in Fig. 9 gezeigt ist, so kann ein Kompressor mit einem Flügel für eine Dreizylindermaschine, mit zwei Flügeln für eine Sechszylindermaschine dienen. Im allgemeinen muss die Flügelzahl und die Umlaufzahl des Kompressors so gewählt werden, dass bei jeder Umdrehung der Maschinenwelle so viele Kompressionsphasen entstehen, als die Maschine zu spülende Zylinder besitzt.
Der indirekte Antrieb des Rotationakompressora durch die Maschinenwelle unter einem bestimmten Übersetzungsverhältnis bietet bedeutende technische Vorteile gegenüber dem bekannten Antrieb der Kolbenspülluftpumpen.
Im Falle der Verwendung einer Kolbenpumpe hat die Vergrösserung der Pumpengeschwindigkeit gegenüber der Maschinengeschwindigkeit den Hauptnachteil zur Folge, dass der Massenausgleich zufolge der abwechselnd bewegten Massen gestört wird.
Bei einer Rotationspumpe hat eine Vergrösserung der Pumpengeschwindigkeit eine günstige Beeinflussung der Regelmässigkeit des Maschinenganges zur Folge, denn die Rotationspumpe wirkt als Schwungrad und kann auch als solches ausgebildet werden.
Bei einer Kolbenpumpe trägt die Vergrösserung der Geschwindigkeit durchaus nicht zu einer Vereinfachung der Kolbenkonstruktion, noch zu irgend einer Erhöhung der Nutzwirkung der Pumpe bei.
Bei einer Rotationspumpe gestattet hingegen die Erhöhung der Geschwindigkeit in bestimmtem Verhältnis eine Verringerung der Flügelzahl, wodurch eine Vereinfachung der Konstruktion bedingt wird. Ausserdem wird der Nutzeffekt der Pumpe erhöht, da die Sicherheit der Dichtung zwischen den Flügeln und der Kompressor\\ and proportional der Geschwindigkeit zunimmt.
Bei einer Kolbenpumpe kann ferner die Geschwindigkeit höchstens auf das Doppelte der Maschinengeschwindigkeit gebracht werden, denn die lineare Geschwindigkeit des Kolbens darf gewisse praktische Grenzen nicht überschreiten. Daraus folgt, dass die Zahl der Maschinen- zylinder, die man mit einer einzigen Pumpe speisen kann, immer beschränkt bleibt, Bei einer Rotationspumpe kann man, abgesehen von der Tatsache, dass die Geschwindigkeit innerhalb eines weiteren Bereiches vergrössert werden kann, auch zur Erhöhung der Zahl der Flügel Zuflucht nehmen und daher mit einer einzigen Pumpe eine Maschine mit beliebiger Zylinderzahl mit Spült- luft versehen, was von grosser Wichtigkeit ist.
Es ist somit klar, dass es durch eine passend gewählte Erhöhung der Geschwindigkeit des Kompressors und der Wahl einer entsprechenden Flügelzahl möglich ist, einen Effekt zu erreichen, der mit der Erhöhung der Geschwindigkeit einer Kolbenspülluitpnmpe nicht erreichbar ist.
Die Anwendung eines Rotstionskompressors als Spülluftkompressor für Zweitaktmaschinen nach der Erfindung bietet ferner noch andere bedeutende Vorteile, wie den vollständigen Wegfall der Druckausgleichbebälter sowie eine bedeutende Verringerung der Betriebsenergie für den Spülluftkompressor. In der Tat befindet sich das Diagramm einer Zweitaktmaschine für die Auspuffphase, wie die Fig. 5 zeigt, zwischen den Ordinaten x und y, ähnlich dem Druckdiagramm des Rotationskompressors zwischen den Ordinaten III, IV (Fig. 4).
Durch geeignete Aufkeilung des Kompressors zur Kurbelwelle der Maschine, d. h. unter einem entsprechenden Voreilwinkel des oder der Flügel zum Kurbelarm, kann man eine Cberdeckung der Diagramme der Maschine und des Kompressors, wie Fig. 6 darstellt, erreichen, so dass, wenn die Einströmöffnungen 16 der Spiilluft freigelegt werden (d. i. bei der Ordinate z des Maschinendiagrammes), der Druck im Kompressor p den Druck p2 im nnern des Maschinenzylinders übersteigt.
Beim Ausströmen sinken nun die Drücke im Innern des Maschinenzylinders sowohl wie im Kompressor nach der
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gezeichneten Kurve, jedoch wird der Druck des letzteren den des Maschinenzylinders ständig um den Wert p'ribertreffen, auf welche Art sich auch die Spülung nach Öffnung der Einström- öffnungen bis zur vollkommenen Reinigung der Arbeitszylinder von den Verbrennungsgasen vollzieht, ohne dass jegliche Zuhilfenahme von Druckausgleichsbehältern notwendig wird.
Wird hingegen der Kompressor in beliebig anderer Stellung zu der Kurbelwelle der Maschine aufgekeilt, so wird sich das Druckdiagramm des Kompressors in einer der punktierten Lagen k, k' zu jenen des Arbeitszylinders befinden, so dass sich die Spülung nicht vollziehen könnte, wenn nicht zur Zuhilfenahme eines höheren Enddruckes des Kompressors und eines Druckausgleichsbehälters mit einem dem Werte P entsprechenden konstanten Drucke, wie durch die punktierte Linie k" angegeben ist, gegriffen wird.
Selbstverständlich sinkt der Arbeitsaufwand für einen Kompressor von gleicher Liefermenge im Verhältnis der beiden verschiedenen mittleren Drucke P (Fig. 6) und pm (Fig. 4).
Die Anwendung eines Rotationskompressors nach der Erfindung ermöglicht insbesondere durch dessen vorteilhafte Aufkeilung in bezug auf den Kurbelarm der Maschine den Wegfall von Druckausgleichbehältern und hat eine bedeutende Erniedrigung des Energieaufwandes zur Folge.
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The operation of the compressor according to FIGS. 1 and 2 is as follows:
When the drum 2 with the blades 7 rotates in the direction of the arrow, the blades suck in air through the opening 11, compress it and press it through the openings 12 into the pipe 14. The pressures of the scavenging air that arise when the blades 7 from one to the other the
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as well as in the rectangular coordinate diagram (Fig. 4).
If the wing 7 (Fig. 1) is now in position III, the inflow openings 16 open in one of the cylinders and instead of the curve III, III '(Fig. 3, 4) rising, it falls after the line III , IV, F, depending on the positions III, 7F etc. of the wings 7, as provided in FIG.
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of the compressor correspond and thus two compression phases, which are offset from each other by 180, as the polar diagram (Fig. 3) shows. The compressor with a wing, driven by the machine by means of a transmission ratio of 2: 1, is used to flush a machine with two cylinders.
If the compressor is equipped with two blades and the transmission ratio is still 2: 1, the polar pressure diagram takes the form shown in FIG. Such a compressor can be used for a four-cylinder engine. If the ratio between the wheels 21 and 22 is 3: 1, as shown in FIG. 9, a compressor with one wing can be used for a three-cylinder engine, with two wings for a six-cylinder engine. In general, the number of blades and the number of revolutions of the compressor must be selected so that as many compression phases occur with each rotation of the machine shaft as the machine has cylinders to be flushed.
The indirect drive of the rotary compressor by the machine shaft under a certain transmission ratio offers significant technical advantages compared to the known drive of the piston purging air pumps.
If a piston pump is used, the increase in the pump speed compared to the machine speed has the main disadvantage that the mass balance is disturbed as a result of the alternately moving masses.
In the case of a rotary pump, increasing the pump speed has a favorable effect on the regularity of the machine operation, because the rotary pump acts as a flywheel and can also be designed as such.
In the case of a piston pump, increasing the speed by no means simplifies the piston construction, nor does it contribute to any increase in the efficiency of the pump.
In the case of a rotary pump, on the other hand, increasing the speed in a certain ratio allows the number of blades to be reduced, thereby simplifying the construction. In addition, the efficiency of the pump is increased as the security of the seal between the blades and the compressor increases in proportion to the speed.
In the case of a piston pump, the speed can at most be brought to twice the machine speed, because the linear speed of the piston must not exceed certain practical limits. From this it follows that the number of machine cylinders that can be fed with a single pump is always limited. With a rotary pump, apart from the fact that the speed can be increased within a wider range, it is also possible to increase the Take refuge in the number of blades and therefore provide a machine with any number of cylinders with scavenging air with a single pump, which is of great importance.
It is thus clear that, by appropriately selecting an increase in the speed of the compressor and selecting a corresponding number of blades, it is possible to achieve an effect which cannot be achieved with an increase in the speed of a piston flushing pump.
The use of a rotary compressor as a scavenging air compressor for two-stroke engines according to the invention also offers other significant advantages, such as the complete elimination of the pressure equalization tank and a significant reduction in the operating energy for the scavenging air compressor. In fact, the diagram of a two-stroke engine for the exhaust phase, as shown in FIG. 5, is between the ordinates x and y, similar to the pressure diagram of the rotary compressor between the ordinates III, IV (FIG. 4).
By properly wedging the compressor to the crankshaft of the machine, i. H. With a corresponding advance angle of the wing or wings to the crank arm, the diagrams of the machine and the compressor can be covered, as shown in FIG. 6, so that when the inflow openings 16 of the scavenging air are exposed (di at the z ordinate of the machine diagram ), the pressure in the compressor p exceeds the pressure p2 inside the machine cylinder.
When flowing out, the pressures inside the machine cylinder as well as in the compressor drop after the
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However, the pressure of the latter will constantly exceed that of the machine cylinder by the value p'r, in whatever way the flushing takes place after opening the inflow openings until the working cylinder is completely cleaned of the combustion gases, without the use of any pressure equalizing tanks becomes necessary.
If, on the other hand, the compressor is keyed in any other position to the crankshaft of the machine, the pressure diagram of the compressor will be in one of the dotted positions k, k 'to those of the working cylinder, so that the flushing could not take place, if not for assistance a higher final pressure of the compressor and a pressure equalization tank with a constant pressure corresponding to the value P, as indicated by the dotted line k ", is used.
Of course, the workload for a compressor with the same delivery quantity decreases in the ratio of the two different mean pressures P (FIG. 6) and pm (FIG. 4).
The use of a rotary compressor according to the invention makes it possible, in particular by virtue of its advantageous wedging with respect to the crank arm of the machine, to dispense with pressure equalization tanks and result in a significant reduction in energy consumption.