DE351901C

DE351901C - Control device for internal combustion engines operating at different levels

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Publication number: DE351901C
Application number: DENDAT351901D
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Publication date: 1922-04-18

Description

Die Erfindung besteht in einer Einrichtung für auf verschiedenen Höhen arbeitende Verbrennungskraftmaschinen, bei denen eine Zusatzluftpumpe in veränderlicher Menge derart Zusatzluft in die Ladung des Motorzylinders fördert, daß die Zylinderfüllung auf größerer Betriebshöhe trotz vermindertem Luftdruck nicht kleiner wird. Bei einem bekannten Motor dieser Art erfolgt die Regelung der zusätzlichen Luftmenge in der Weise, daß je nach der Betriebshöhe das Übersetzungsverhältnis zwischen Luftpumpe und Motor verändert wird. Der Lieferungsgrad ist alsdann von der Umlaufgeschwindigkeit der Zusatzpumpe abhängig, welche Abhängigkeit durch die neue Erfindung vermieden wird.The invention consists in a device for internal combustion engines working at different heights, in which an additional air pump in a variable amount such additional air in the charge of the engine cylinder promotes that the cylinder charge at greater operating altitude despite reduced air pressure does not get smaller. In a known motor of this type, the regulation of the additional takes place Amount of air in such a way that, depending on the operating altitude, the transmission ratio between Air pump and motor is changed. The degree of delivery then depends on the speed of circulation the additional pump depends on which dependency is avoided by the new invention.

Nach der vorliegenden Erfindung wird unter an sich bekannter Anwendung eines bei verschiedenen Umdrehzahlen ein gleiches Verdichtungsverhältnis schaffenden Druckerzeugers für die Zusatzluftförderung, z. B. eines Zellengebläses, der Enddruck durch Regelorgane in der Pumpenleitung konstant gehalten. Dieser Zweck kann durch ein Drosselorgan in der Saugleitung oder durch ein Abblaseorgan in der Druckleitung der Zusatzluftpumpe erreicht werden. Bei solcher Bauart kann die Luftpumpe unmittelbar auf die Hauptwelle des Motors gesetzt werd,en, und außerdem kann die Luftregulierung selbsttätig erfolgen, was bei der j Verwendung kinetischer Mittel in befriedigender j Weise nicht möglich ist.According to the present invention, with application known per se, one is used in various Revolutions an equal compression ratio creating pressure generator for the additional air delivery, z. B. a cell blower, the final pressure is kept constant by regulating devices in the pump line. This purpose can be achieved by a throttle device in the Suction line or through a blow-off device in the pressure line of the additional air pump. With this type of construction, the air pump can be placed directly on the main shaft of the engine, and the air regulation can also be used take place automatically, which in the j use of kinetic means in a satisfactory j Way is not possible.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, die sich sowohl auf Viertakt- als auch auf Zweitaktmotoren anwenden läßt.The accompanying drawings show two embodiments of the invention, which can be applied to both four-stroke and two-stroke engines.

In Abb. ι ist ein Viertaktexplosionsmotcr schematisch dargestellt; Abb.2 zeigt eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Zusatzluftmenge in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Barometerstand.In Fig. Ι a four-stroke explosion engine is shown schematically; Fig.2 shows a device for automatic regulation of the additional air volume in accordance with the respective Barometer reading.

In Abb. ι ist α ein Arbeitszylinder des Motors mit dem Kolben b und dem Einlaßventil c, vor dem ein nicht gezeichneter Vergaser mit Brennstoffdüse angeordnet ist. Bei d ist eine Öffnung im Motorzylinder, die durch die Leitung e mit einer von der Kurbelwelle h ange-. triebenen Luftpumpe g (Zellengebläse oder Kolbenpumpe) in Verbindung steht. Durch das Schieberventil f erhält die von der Pumpe g geförderte Zusatzluft Zutritt zu der vom Motorkolben angesaugten Füllung, i ist das Auslaßventil des Motors. Die Leitung ze> verbindet einen nicht eingezeichneten Brennstoffbehälter mit der vom Motor angetriebenen Brennstoffpumpe χ und der in die Druckleitung e eingebauten Austrittsdüse y, über welcher der Regulierungskonus ζ angeordnet ist. Vor die Saugleitung I der Luftpumpe g ist der Drosselschieber m geschaltet, der durch den Handhebel υ eingestellt werden kann.In Fig. Ι α is a working cylinder of the engine with the piston b and the inlet valve c, in front of which a carburetor (not shown) with a fuel nozzle is arranged. At d there is an opening in the engine cylinder, which is connected through line e to one of the crankshaft h . driven air pump g (cell blower or piston pump). Through the slide valve f , the additional air delivered by the pump g is given access to the filling sucked in by the engine piston, i is the exhaust valve of the engine. The line ze> connects a fuel tank ( not shown) with the fuel pump χ driven by the engine and the outlet nozzle y built into the pressure line e , over which the regulating cone ζ is arranged. The throttle slide m , which can be adjusted by the hand lever υ , is connected upstream of the suction line I of the air pump g.

Durch den Abwärtsgang des Kolbens b wird vom Vergaser her atmosphärisches Brenngemisch in den Motorzylinder α eingesaugt. Nahe dem unteren Totpunkt wird der Einlaß d vom Motorkolben b freigelegt. Gleichzeitig öffnet der Schieber f die Leitung e, worauf durch den Einlaß d der Atmosphäre entnommene, von der Pumpe g geförderte Zusatzluft in die vom Motorkolben b herangeholte Füllung gepreßt wird, während das Einlaßventil c sich schließt. Beim Aufwärtsgang desAs the piston b moves down, atmospheric combustion mixture is sucked into the engine cylinder α from the carburetor. The inlet d of the engine piston b is exposed near the bottom dead center. At the same time, the slider opens the line f e, followed by the inlet d of the atmosphere extracted from the pump g conveyed additional air into the b by the motor piston fetched filling pressed, while the intake valve closes c. When the

Kolbens b schneidet der Schieber f die Druckleitung e ab, um sie erst wieder gegen das Ende der nächsten Einlaßperiode frei zu machen. Auf dem Wege zum Motorzylinder bestreicht die Druckluft in der Leitung e die Brennstoffdüse y. Der von der Pumpe χ erzeugte Brennstoffs.trahl stößt gegen den Regulierkonus ζ und vermischt sich mit der Zusatzluft, durch die der Brennstoff in den Motorzylinder fortgerissen wird.Piston b , the slide f cuts off the pressure line e, only to make it free again towards the end of the next inlet period. On the way to the engine cylinder, the compressed air in line e brushes the fuel nozzle y. The fuel jet generated by the pump χ strikes the regulating cone ζ and mixes with the additional air, which sweeps the fuel away into the engine cylinder.

In der Niederung, z. B. auf dem Flugplatz, wird der Schieber m zweckmäßig so eingestellt, daß er die Saugleitung I der Luftpumpe g fast ' vollständig drosselt und gerade so viel Luft in j die Pumpe eintreten läßt, daß in der Förderleitung e der zur Herstellung der gewünschter Lademenge im Motorzylinder α erforderliche | Überdruck zustande kommt. Mit fortschreiten- _; der Betriebshöhe wird die Drosselung der Saugleitung so vermindert, daß die Pumpe mehr Luft ansaugen und im Zylinder α den gleichen Druck herstellen kann wie in der Tiefe.In the lowlands, e.g. B. at the airport, the slide m is appropriately adjusted so that it almost 'completely throttles the suction line I of the air pump g and just enough air to enter the pump that in the delivery line e the to produce the desired amount of charge in Engine cylinder α required | Overpressure comes about. With progress- _; the operating altitude, the throttling of the suction line is reduced so that the pump can suck in more air and produce the same pressure in the cylinder α as in the depth.

Statt eines Drosselorganes in der Saugleitung / : kann ein Schieber als Abblaseorgan 'in der Druckleitung e angeordnet sein. Ein solcher, als Abblaseorgan dienender Drosselschieber kann entweder in eine Umlaufleitung vom Druckrohr zum Saugrohr oder in eine Zweigleitung vom Druckrohr ins Freie eingebaut sein. In Abb. 2 ist eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der zusätzlichen Luftmenge dargestellt.Instead of a throttle element in the suction line /: a slide valve can be arranged as a blow-off element in the pressure line e. Such a throttle slide, which serves as a blow-off device, can be installed either in a circulation line from the pressure pipe to the suction pipe or in a branch line from the pressure pipe to the outside. In Fig. 2 a device for the automatic control of the additional air volume is shown.

k ist der Druckkolben eines doppelwirkenden Servomotors, durch den der Drosselschieber m in die Saugleitung I gesteuert wird. Der durch den Kolben k in zwei Räume H₁, n_z geteilte Zylinder steht durch die Rohrleitung O₁, o₂ mit dem Steuerschieber φ in Verbindung. Der Hebel q stützt sich in seinem Drehpunkt auf die Kolbenstange u und ist an dem einen Ende mit dem Steuerorgan φ verbunden, während das andere Ende einem Bourdonschen Federmanometer r angehängt ist. s ist eine Druckluftleitung mit eingebautem Minderungsventil, die einem besonderen Druckbehälter angeschlosser sein kann. t_x, f₂ sind Auslaßstellen, die in der Ruhelage des Steuerschiebers f durch diesen abgesperrt werden. Durch Verwendung der Kolbenstange u als Drehpunkt für den Hebel q wird eine Rückführung des Steuerschiebers^) bewirkt und ein Uberregulieren des Drosselschiebers m in der Saugleitung I vermieden. k is the pressure piston of a double-acting servomotor, by means of which the throttle slide m is controlled in the suction line I. The cylinder, which is divided into two spaces H ₁ , n _z by the piston k , is connected to the control slide φ _{through the pipeline O 1} , o ₂ . The lever q is supported at its pivot point on the piston rod u and is connected at one end to the control element φ , while the other end is attached to a Bourdonian spring pressure gauge r. s is a compressed air line with a built-in reduction valve, which can be connected to a special pressure vessel. t _x, f ₂ are outlet stations, the f in the rest position of the control slide are blocked by this. By using the piston rod u as the fulcrum for the lever q , a return of the control slide ^) is effected and overregulation of the throttle slide m in the suction line I is avoided.

Wenn das Fahrzeug aufwärts steigt, krümmtWhen the vehicle climbs up, it bends

sich infolge des kleineren Luftdruckes die Bourdonsche Röhre r auswärts und zieht den Steuerschieber j> nach oben, worauf Druckluft über den Kolben k tritt, während durch f₂ Luft ausströmt. Dadurch wird der Kolben k mit dem Schieber m abwärts geschoben und die ■Saugleitung I der Pumpe so geöffnet, daß der Ro Druck im Motorzylinder die gleiche Größe beibehält wie in der Tiefe. Die hierzu erforderliche Gesetzmäßigkeit zwischen der Stellung des Manometers r und der Wirkung des·Drosselschiebers m auf den Druck in der Leitung e kann durch" die Mündungsform der zur Pumpe führenden Leitung am Schiebergehäuse genau abgestimmt werden.As a result of the lower air pressure, the Bourdon tube r moves outwards and pulls the control slide j> upwards, whereupon compressed air passes over the piston k , while air flows out through f _2. As a result, the piston k is pushed downwards with the slide m and the suction line I of the pump is opened so that the Ro pressure in the motor cylinder remains the same as in the depth. The regularity required for this between the position of the pressure gauge r and the effect of the throttle slide m on the pressure in the line e can be precisely matched by "the shape of the mouth of the line leading to the pump on the slide valve housing.

Der Handhebel ν gestattet eine willkürliche Regelung der Zusatzluft, und die Federn in den 7η Räumen M₁, n₂ sollen bewirken, daß die Handsteuerung nicht stoßweise vor sich geht.The hand lever ν allows an arbitrary regulation of the additional air, and the springs in the 7η spaces M ₁ , n ₂ are intended to ensure that the manual control does not go in jerks.

Der Servomotor kann auch zur Betätigung durch Drucköl eingerichtet sein, in welchem Falle die Leitung s entweder mit der Umlauf-Ölung des Motors in Verbindung gebracht oder durch eine besondere Ölpumpe gespeist wird. t_lt t₂ dienen alsdann als Rücklauf leitung zum Ölbehälter.The servomotor can also be set up for actuation by pressurized oil, in which case the line s is either brought into connection with the circulating oiling of the motor or is fed by a special oil pump. t _lt t ₂ then serve as a return line to the oil tank.

Der bedeutsame Fortschritt der neuen Erfindung liegt darin, daß für jede gegebene Betriebshöhe das Druckverhältnis im Motorzylinder ohne weitere Regelung der Pumpenleistung gleich bleibt. Mit wechselnder Betriebshöhe muß nur die Menge der Zusatzluft, nicht aber das Druckverhältnis in der Pumpe verändert werden.The significant advance of the new invention is that for any given operating altitude the pressure ratio in the motor cylinder remains the same without further regulation of the pump output. With changing operating altitude only the amount of additional air has to be changed, but not the pressure ratio in the pump will.

Insbesondere für den Flugverkehr ist konstante Motorleistung bei abnehmendem Atmosphärendruck aus dem Grunde von allergrößter Bedeutung, weil bei gleichbleibendem, Verdichtungsdruck die Fahrgeschwindigkeit mit der Flughöhe zunimmt. Auf 4000 m Höhe beträgt die Verbesserung der Flugleistung 25 Prozent und auf 7000 m 45 Prozent.In particular for air traffic is constant engine power with decreasing atmospheric pressure for the reason of the greatest importance, because with constant, Compression pressure the driving speed increases with the flight altitude. At an altitude of 4000 m the improvement in flight performance 25 percent and at 7000 m 45 percent.

Claims

Patent claim:

Regulating device for combustion engines working at different heights machines in which the engine cylinder is charged by an additional air pump variable amount of additional air is given, characterized in that under per se known application of the same compression ratio at different speeds creating pressure generator for the additional air supply (e.g. cell blower) the final pressure through control organs in the pump line - throttle element in the suction line, blow-off element in the pressure line - is kept constant.

For this purpose ι sheet of drawings.