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Es lässt sich leicht nachweisen, dass die weitere oben erwähnte Vorbedingung für eine unveränderliche Abgastemperatur, nämlich ein für alle Belastungen gleicher Expansionsgrad, schon von selber erfüllt ist, wenn der Luftüberschuss und die Verbrennungstemperatur gleich gehalten werden. Denn es entspricht dann der beispielsweise doppelten Belastung nicht nur die doppelte Brennstoff-, sondern auch die doppelte Luftmenge. Zur Einführung der doppelten Luftmenge ist aber der doppelte Vorverdichtungsdruck nötig, woraus wieder der doppelte Kompressionsenddruck und Verbrennungsdruck folgt, da ja der Kompressionsgrad des Verbrennungszylinders ungeändert bleibt.
Am Ende der Verbrennungsperiode befindet sich demnach im Zylinder das doppelte Gasgewicht von gleicher Temperatur, aber doppeltem Druck und daher gleichem Volumen wie bei halb so grosser Belastung. Eine Maschine gemäss der Erfindung arbeitet also sozusagen mit unveränderlicher Füllung im Gegensatz zu den bekannten Dieselmaschinen, bei denen der Füllungsgrad mit sinkender Belastung abnimmt. Hiebei ist unter Füllungsgrad in Anlehnung an den für Dampfmaschinen üblichen Sprachgebrauch das auf das Hubvolumen des Kolbens bezogene Volumen zu verstehen, das die im Zylinder befindliche Gasmenge zu Beginn der Expansion einnimmt. Ein unveränderlicher Füllungsgrad ist aber mit einem unveränderlichen Expansiongrad gleichbedeutend.
Der unveränderliche Füllungsgrad wird durch den gleichbleibenden Luftüberschuss erzielt.
Die Einführung des Brennstoffes kann wie bei den gewöhnlichen Dieselmaschinen erfolgen. nämlich dass der Regulator nur die Ölpumpe, nicht aber das Ventil für die Brennstoffmfuhrung in den Zylinder beeinflusst. Es braucht nicht befürchtet zu werden, dass mit einem Brennstoffventil, das bti Vollast eine Verbrennung unter annähernd konstantem Druck ergibt, die Ver- brennung bei Halblast wie bei einem gewöhnlichen Dieselmotor in ungefähr der halben Zeit beendigt ist, was eine Drucksteigerung während der Verbrennung zur Folge hätte. Denn einer zu raschen Verbrennung bei Teilbelastung wirkt der gegenüber den bekannten Dieselmaschinen geringere Luftüberschuss und die gegenüber Vollast genngere Dichte der Verbrennungsluft ent gegen.
Geringe Druckänderungen während der Verbrennung beeinflussen zudem den Wirkung ; grad nicht erheblich, und die vorangehenden Ausführungen können wörtlich auch auf den Fall einer vom Gleichdruck etwas abweichenden Verbrennung angewendet werden, wenn man dann unter Füllung das auf den Anfangsdruck der Verbrennung reduzierte Volumen der Verbrennunggase versteht.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt die Diagramme einer der Erfindung gemäss arbeitenden Verbrennungskraftmaschine für verschiedene Belastungen. Das grössere Diagramm entspricht der vollen Belastung, das kleinere Diagramm der halben Belastung. Die Füllungspenolen sind in beiden Fällen gleich, ebenso die Volununa und die Temperaturen der Abgabe.
In Fig. 2 ist eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen erbrennungskraftmaschlne
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den beiden Maschinen ist ein Sammelbehälter d für die Abgase des Verbrennungszyhnders an- geordnet. Auch zwischen dem Kompressor und der Verbrennungsmaschine befindet sich ein Sammelbehälter e. Am Ausgang aus diesem letzteren Et ein Drosselventil f angeordnet. nut Hilfe dessen man im Sammelbehälter einen höheren Druck halten kann als für den normalen Betneb erforderlich ist. Dies ist wünschenswert, um den Belastungsänderungen schneller folgen zu können. Der Gang der Abgase und der Verbrennungsluft ist durch Pfeile angedeutet.
Das mit abnehmender Gleichdruckmaschinenleistung abnehmende Yerbrennungsluftgewicht vermindert die Vorverdich@ungsarbeit, wobei auch das Arbeitsvermögen der Abgase abnimmt. . ledoch bleibt das Arbeitsvermögen der Abgase stets grösser als die Vorverdichtungsarbeit. im Gegensstz zu bekannten Maschinen. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Arbeitsteilung zwischen Gle, chdruckmaschine und Heissluftmaschine zweckmässig derart vorgenommen, dass die Gleichdruckmaschine in der Hauptsache die nach aussen abzugebende Arbeit leistet, wed sie bekanntermassen erheblich wirtschaftlicher arbeitet als die Heissluftmaschine.
Wenn man die Heissluftmaschine nur zur Leistung der orverd1chtungsarbeit benutzt, macht man sie zweckmässig mechanisch unabhängig von der eigentlichen Gleichdruckmaschl1l (, Mit der Aufteilung in zwei mechanisch unabhängige Maschinen erreicht man den Vorteil, dass man von der Umdrehungszahl der eigentlichen Gleichdruckmaschine unabhängig wird. Man kann dann die Heissluftmaschine, wie es bei grossen Anlagen zweckmässig ist, als Turbine ausbilden.
Die Regelung des Vorverdichtungsdruckes erfolgt durch Änderung der Leistung des Vor- verduhtungskomprespors mut Hilfe einer der bekannten Methoden. Beispielsweise kann man bei einem Kolbenkompressor durch Offenhalten der Saugventile während eines Teiles des Kolbenhubes die Ansaugeleistung vermindern.
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und Gleichdruckarbeitszylinder eingeschaltetes Drosselorgan ein höherer Druck als der gerade erforderliche Vorverdichtungsdruck aufrechterhalten wird.
Zu der günstigen Beeinflussung der Heissluftmaschine kommt durch die angegebene Regelung noch eine Verbesserung der eigentlichen Verbrennungskraftmaschine hinzu. Bekanntlich haben infolge der für alle Belastungen gleichgrossen Kompressionsarbeit die bekannten Gleichdruckmaschinen bei Teilbelastungen einen sehr schlechten mechanischen Wirkungsgrad. Bei der nach der Erfindung geregelten Gleichdruckmaschine wird durch die Herabsetzung des Anfangsdruckes der Verbrennungsluft bei niedrigerer Belastung die Kompressionsarbeit im Gleichdruckzylinder in gleichem Mass vermindert, so dass für alle Belastungen der mechanische Wirkungsgrad annähernd gleich bleibt.
Der Erfindung gemäss wird die Vorverdichtungsanlage auch zur Erzeugung der Einblaseluft herangezogen. Die Gewichtsmenge der Einblaseluft hängt von der Brennstoffmenge, der Druck der Einblaseluft vom Verbrennungsdruck ab. Beide ändern sich gemeinsam bei Änderung der Anfangsspannung der Verbrennungsluft, und zwar in gleichem Sinne. Es ist daher vorteilhaft, die dem Einblaseluftkompressor zuzuführende Luft der vorverdichteten Verbrennungsluft zu entnehmen. Würde man, wie bei den bisher bekannten Maschinen, die im Einblaseluftkompressor zu verdichtende Luft der Atmosphäre entnehmen, dann müsste der Kompressor so bemessen werden, dass die für die maximale Leistung der Gleichdruckmaschine erforderliche Luftmenge geliefert wird. Für schwächere Belastung der Gleichdruckmaschine fände eine unnötige Kraftaufwendung statt.
Bei der oben angegebenen Einrichtung braucht jedoch bei der Bemessung des Einblaseluftkompressors auf die Leistungsänderung der Gleichdruckmaschine keine Rücksicht genommen zu werden, da diesen Änderungen bereits durch die Vorverdichtung Rechnung getragen wird. Wird nämlich der Vorverdichtungsdruck bei schwacher Belastung herabgesetzt, dann erreicht
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Einblaseluft regelt sich also in bester wirtschaftlicher Weise von selbst. Ausserdem kommt hinzu. dass der Einblaseluftkompressor infolge der Vorverdichtung auch kleiner wird.
Die Erfindung ist in gleichem Masse für Zweitakt und Viertaktmaschincn verwendbar.
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