DE312944C - - Google Patents

Description

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, den Kömpressionsdruck bei Verbrennungsmotoren derart zu regeln, daß der Barometerdruck keinen schädlichen Einfluß auf die Leistung des Motors ausüben kann und daß insbesondere Flugmotoren ganz von selbst in allen Höhenlagen eine gute Leistung ergeben, ohne dabei in tiefen Lagen eine Überhitzung durch Überschuß an Sauerstoff zu erleiden.

ίο Man hat z. B. bei Flugmotoren diesen Zweck zu erreichen versucht durch Erhöhung, des Kompressionsdruckes und durch Drosseln der Luft in niederen Regionen, aber diese Art der Regelung stellt zu hohe Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Flugzeugführers. Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß durch übertriebenes Kompressionsverhältnis gewissermaßen mehr Kompressionsdruck erzeugt wird als selbst in höheren luftdruckarmen Lagen gebraucht wird, und daß der entstehende Überschuß an komprimiertem Gemisch innerhalb der Kompressionsperiode ein zwischen Verbrennungsraum und Gemischzuführurigsraurn, eingebautes, unter nachgiebigem Druck stehendes Sicherheitsventil öffnet und durch dasselbe in ,den Gemischzuführungsraum zurückströmt, während sonst besonders aber in der Explosionsperiode das Ventil mechanisch geschlossen gehalten wird.

DieErfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung in zwei, Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar stellen die Fig. i, 2 und 3 Schnitte des Kolbens eines Umlaufmotors dar, während Fig. 4 den Schnitt und Fig: 5 die Draufsicht des Zylinders eines Standmotors schematisch veranschaulichen.

Bei dem ersten in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Beispiel ist α die Kurbelwelle mit dem · Kurbelzapfen O₁, an dem die Schubstange b mit dem Kolben c angreift. Der Kolben rotiert . in bekannter Weise in der Pfeilrichtung um die feststehende oder auch gegenlaufende Kurbelwelle, wobei die Schubstange die bekannten Lenkbewegungen um den Kolbenbolzen C₁ macht.

An der Innenseite des Kolbenbodens C₂ sitzt in einem Führungsgehäuse C₃ das Reglerventil d, dessen Gewicht bzw. Fliehkraft so bemessen ist, daß es dem jeweils gewünsphten Kompressionsdruck standhält, , dagegen sich öffnet, wenn der Kompressionsdruck größer wird, und dann den Überschuß an komprimier _r tem Gemisch durch die Ventilöffnung C₄ aus dem Verbrennungsraum e in das ,das Verbrennungsgemisch enthaltende Kurbelgehäuse ■ zurücktreten läßt.

Hierbei ist es gleichgültig, ob das Einlaßventil im Kolben sitzt oder, wie das Auslaßventil, außen am Zylinderkopf, weshalb das Einlaßventil der Einfachheit halber nirgends dargestellt ist.

Damit sich das Reglerventil in der Verbrennungsperiode trotz des hohen Explosionsdruckes nicht, öffnen kann, ist unterhalb desselben in Führungen C₀ und C₀ ein Zusatzbelastungsörgan in Form des. Fliehkörpers f angeordnet, dessen Teller Z₁ von dem mit der Schubstange verbundenen Hebelarm b freigegeben ,wird, sobald die Explosionsperiode, etwa wie in Fig. ι dargestellt, beginnt' und

ίο dann, von der. Feder g unterstützt, das Reglerventil mit dem Schaft f₂ geschlossen hält. .

In der der Explosionsperiode vorangehenden Kompressionsperiode hebt der Hebelarm b, den Fliehkörper / von dem Ventil ab, so daß es für sich allein den Maximalkompressionsdruck bestimmen kann. Um das Ventil außer der Mehrbelastung auch noch zu verriegeln, befindet sich an der Schubstange der Riegelvorsprung b,,, der in der, Explosionsperiode unter den Fliehkörper / greift.

Daß das Ventil bei dem beschriebenen Beispiel auch in der Auspuffperiode freigegeben wird, schadet nicht, weil der Auspuffdruck nicht höher ist, als der Kompressionsdruck.

In Fig. 3 und 4 ist die Erfindung schematisch auf einen Standmotor übertragen, bei dem das Ventil im Kolben nicht angebracht werden kann, weil sich unterhalb des Kolbens kein Gasmischraum■ befindet.

Hier ist '& die Schubstange, c der Kolben, e der Verbrennungsraum, h der Zylinder und i die Gemischzuführungsleitung, die in bekannter Weise mit dem am Zylinderkopf angebrachten, hier nicht dargestellten Einlaßventil in Verbindung steht.

In Verbindung mit der Gemischzuführungsleitung steht das am Zylinderkopf angeord-. netie Reglerventilgehäuse! k, das in seinem Innern das unter Federdruck stehende Reglerventil ^₁ und über diesem den ebenfalls unter Federdruck stehenden Zusatzbelastungskegel /_x trägt und zugleich· führt. Am oberen Ende hat der Zusatzkegel zwei'Scheiben, in die der mit Gewicht I und Feder I₁ versehene Belastüngshebel I₂ kraftschlüssig eingreift. "Der Belastungshebel schwingt um den festen Punkt m und wird gehoben von der rotierenden Nockenwelle ti, die zu gleicher Zeit' auch die Einlaß- und Auspuffventile des Zylinders in bekannter Weise betätigen kann. Bei diesem Beispiel ist der Vorgang derselbe, wie beim Umlaufmotor, nur mit dem Unterschied, daß als Belastung des Ventils und des Zusatzorgans nicht die Fliehkraft herangezogen

55. werden kann. Man muß also hier den gewünschten Widerstand durch Gewichte bzw. Federn ersetzen. ■ >

Dagegen kommt die übliche Untersetzung der Nockenwelle dem Reg'lervorgang zugute,¹ weil man es leicht einrichten kann, daß das . Zusatzbelastungsorgan nur in der Kompressiönsperiode und nicht auch in der Auspuffperiode von dem Reglerventil abgehoben wird. In beiden Fällen kann man die Zeitdauer der Freigabe des Reglerventils beliebig bemessen,-d. h. man kann es so einrichten, daß die Freigabe erst nach dem Totpunkt beginnt und schon vor Totpunkt wieder aufhört, wodurch erreicht wird, daß¹ im letzten Moment der Kompressionsperiode eine prozentual höhere Verdichtung erzielt wird, als das·Reglerventil bestimmt hat.

Daß bei dem dargestellten Beispiel eines Umlaufmotors die Fliehkraft des Kugelventils den Kompressionsdruck bestimmt,. hat zur Folge, daß der Kompressionsdruck mit der Tourenzahl* abnimmt, so daß man beim Drosseln des Motors mit der Luftklappe selbst bei ganz geringen Umlaufzahlen keine Knaller zu befürchten hat. Auch kann man den Motor leicht andrehen, weil er^: ja bei geringer Tourenzahl wenig komprimiert.

Etwas Kompression ist natürlich nötig beim Andrehen, weshalb man das Ventil noch mit einer Feder belasten muß, die bei dem Umlauf motor in Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.

Man kann aber auch die Abhängigkeit des Kompressionsdruckes von der Umlaufzahl bei dem Stanidimotor erzielen, indem man mit dem Motor einen Fliehkraftregulator verbindet, der die. mit konisch ausgebildeten Nocken versehene Nockenwelle derart acbsial verschiebt, daß das Reglerventil in der Kompressionsperiode bei höherer Umlaufzahl in kürzerer Zeit entlastet wird, als bei niederen. ■Umlaufzahlen. Eine Beschreibung dieser an sich bekannten mechanischen Vorgänge erscheint überflüssig.

Der in Fig. 4 dargestellte Zusatzbelastungshebel kann auch bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Umlauf motor Verwendung finden, wenn bei dem Zusatzfliehkörper / an Gewicht gespart werden soll. Der Hebel würde dann am Kolben drehbar gelagert sein und, wenn beispiels\veise in halber Länge auf dem Reglerventil aufliegend, etwa halb so leicht sein können, als der mit dem Ventil· zentral angeordnete Fliehkörper f. ■

Die Erfindung ist sowohl anwendbar bei Motoren mit natürlicher Lüftzufuhr als bei solchen mit künstlich komprimierter Luft. Sie ermöglicht hohe Kompression in großen Höhen und verhindert in , niederen Höhen Überhitzung des Motors ohne Zutun des Führers. Die beschriebenen Einrichtungen können sowohl beim Umlaufmotor als beim Standmotor beliebig kombiniert verwendet werden, wobei jedoch stets der Haupterfindungsgedanke, »Steuerbares Sicherheitsventil zwischen Verbrennungsraum und Gemischzuführungsraum« gewahrt bleibt. ,

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Verfahren zum Regeln des Kom-■ pressionsdruckes bei Verbrenriungsmöto-

   • . ren, insbesondere bei Umlaufflugmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß durch Übertreiben des Kompressionsverhältnisses ein Überschuß an Kompressionsdruck erzeugt

   ίο , wird und daß dieser Überdruck dazu benutzt wird, ein zwischen Verbrennungsraum und Gemisehzuführungsraum eingebautes und ' unter nachgiebigem Druck stehendes Ventil in der Kompressionspe-

   15. riode zu öffnen, so daß der Überschuß an komprimiertem Verbrennungsgemisch in den Gemisehzuführungsraum zurückströmen bzw. der Kompressionsdruck ein gewisses Maß nicht überschreiten kann,

   ao während insbesondere in der Explosionsperiode das Reglerventil derart belastet oder verriegelt wird, daß keine Verbrennungsgase hindurchströmen ,können.
   2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umlaufverbren^x nungsmotoren im Kolben ein Reglerventil angeordnet ist, dessen Fliehkraft zusammen mit der \^entilöffnung'den Maximalkompressionsdruck bestimmt, während in der Explosionsperiode durch die Bewegungen der Schubstangen ein ebenfalls im Kolben gelagerter Fliehkörper freigegeben wird, der das Ventil derart belastet, daß der Explosionsdruck es nicht öffnen kann.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch: gekennzeichnet, daß das Ventil oder auch das Zusatzbelas!tungsorgan zusätzlich oder auch nur unter Federdruck stehen. . ;

   4. - Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verbrennungsmotoren mit; am Zylinderkopf befindlichem Einlaßventil insbesondere bei Standmotoren, das zwischen Verbrennungsraum Und Gemischzuleitung eingebaute und mit Gewichten öder Federn belastete Reglerventil mit oder ohne Zuhilfenahme von Hebeln von einem besonderen Nocken u. dgl. beeinflußt-'bzw. innerhalb der Kompressionsperiode freigegeben wird. ':.

   5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerventil bzw. dessen Ztisatzbelastungsorgan in der Explosionsperiode durch einen mit der Schubstange oder einem sonstigen Arbeitsteil des Motors verbundenen Riegel in der Schlußstellung festgehalten wird. '■·■·'. ■'

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.