DE946396C

DE946396C - Control system for controlling the oxygen supply in internal combustion engines operated under exclusion of air

Info

Publication number: DE946396C
Application number: DEI2310D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Tamm
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1944-04-09
Filing date: 1944-04-09
Publication date: 1956-08-02

Description

Regelanlage zur Steuerung der Sauerstoffzufuhr bei unter Luftabschluß betriebenen Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf unter Luftabschluß betriebene Brennkraftmaschinen beliebiger Bauart, die an Stelle von Luft mit einem Sauerstoff-Abgas-Gemisch betrieben werden. Bei dieser Betriebsweise müssen dem im Kreislauf der Maschine wieder zugeführten Abgas je nach der Belastung und der Drehzahl verschieden große Mengen je Zeiteinheit an Sauerstoff zugeführt werden. Angestrebt wird im allgemeinen, den Sauerstoffgehalt im Sauerstoff-Abgas-Gemisch bei gleicher Belastung über den ganzen Drehzahlbereich gleichzuhalten, ihn aber mit der Belastung zu ändern.Control system for controlling the oxygen supply in the absence of air operated internal combustion engines The invention relates to the exclusion of air operated internal combustion engines of any type, which instead of air with a Oxygen-exhaust gas mixture are operated. In this mode of operation, the im Circuit of the machine again supplied exhaust gas depending on the load and the speed different amounts of oxygen are supplied per unit of time. Aimed for in general, the oxygen content in the oxygen-exhaust gas mixture is the same To keep the load the same over the entire speed range, but with the load to change.

Es sind schon einige selbsttätige Regler, die diese Bedingungen erfüllen sollen, bekanntgeworden. Die Anpassung der Sauerstoffzufuhr an die verschiedenen Drehzahlen wird durchweg dadurch bewirkt, daß die Regler von der umlaufenden Abgasmenge beeinflußt werden. Bei Maschinen mit Kraftstoffeinspritzung sind sie im allgemeinen außerdem an die Pumpen gekoppelt, damit sie die Sauerstoffzufuhr den verschiedenen Belastungen angleichen können. Wenn auch auf den bisher beschrittenen Wegen brauchbare Regler entwickelt werden konnten, so weisen diese doch einige erhebliche Nachteile auf. Beispielsweise verlangen sie Impulse von zwei verschiedenen Seiten und daß ihnen der Sauerstoff unabhängig vom Durchsatz und vom Druck des Vorrats stets bei gleichbleibendem niedrigem Druck zugeführt wird, was nur mit Hilfe besonders hochwertiger Druckminderer möglich ist. Außerdem ist jeder Regler immer nur für eine ganz bestimmte Maschinenbauart und -größe geeignet.There are quite a few automatic regulators that meet these requirements should have become known. The adaptation of the oxygen supply to the different Speeds are consistently caused by the fact that the regulator depends on the amount of exhaust gas circulating to be influenced. In fuel injected engines, they are generally also coupled to the pumps so that they can use the Oxygen supply can adapt to the various loads. Even if on the one previously trodden Because useful regulators could be developed, these nevertheless have some considerable ones Disadvantages on. For example, they require impulses from two different sides and that the oxygen is independent of the throughput and pressure of the supply is always supplied at a constant low pressure, which is only possible with special help high quality pressure reducer is possible. In addition, each controller is only ever for a very specific machine type and size suitable.

Diese Mängel werden vermieden, wenn die Sauerstoffzufuhr erfindungsgemäß von der Kraftstoffmenge geregelt wird, die der Maschine jeweils zugeführt wird. Da Sauerstoff- und Kraftstoffdurchsatz grundsätzlich in einem festen Verhältnis zueinander stehen, und zwar unabhängig von Belastung und Drehzahl, genügt der eine Impuls vom Kraftstoffdurchsatz her, um den Sauerstoffdurchsatz für alle Betriebszustände der Maschine zu steuern. Außerdem ergibt sich gegenüber den bekannten Einrichtungen der Vorteil, daß eine gefährliche Sauerstoffanreicherung auch dann vermieden wird, wenn aus irgendeinem Grunde die Kraftstoffzufuhr hinter dem Sollwert zurückbleibt.These deficiencies are avoided when the oxygen supply is in accordance with the invention is regulated by the amount of fuel that is fed to the machine. Because oxygen and fuel throughput are always in a fixed ratio relate to each other, regardless of load and speed, one is sufficient Impulse from the fuel flow rate to determine the oxygen flow rate for all operating states to control the machine. It also results from the known facilities the advantage that dangerous oxygen enrichment is avoided even then, if for any reason the fuel delivery falls below set point.

Es gibt viele Möglichkeiten zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens. Eine besonders einfache Lösung ergibt sich, -wenn man den Kraftstoffdurchsatz dazu benutzt, um die den Sauerstoffdurchsatz bewirkende Vorrichtung mittelbar oder unmittelbar zu steuern. Wird der Druck des Sauerstoffes durch einen vorgeschalteten Druckminderer auf den Druck in der Abgasleitung gebracht, so kann man z. B. Kraftstoff und Sauerstoff durch je ein volumetrisch förderndes Meßgerät leiten, die beide unmittelbar oder über ein Vorgelege miteinander gekoppelt sind und wobei der Sauerstoffmesser als Pumpe dient, die von dem durch den Kraftstoff in Drehung versetzten Kraftstoffmesser angetrieben wird. Bei einer Änderung des Kraftstoffdurchsatzes ändert sich die Drehzahl der beiden Messer in demselben Verhältnis, und damit ändert sich auch der Sauerstoffdurchsatz in demselben Verhältnis wie der Kraftstoffdurchsatz.There are many ways in which the idea of the invention can be put into practice. A particularly simple solution is obtained if you add the fuel throughput used to the device causing the oxygen throughput directly or indirectly to control. The pressure of the oxygen is increased by an upstream pressure reducer brought to the pressure in the exhaust pipe, so you can z. B. Fuel and Oxygen each pass through a volumetrically conveying measuring device, both directly or are coupled to one another via an intermediate gear and the oxygen meter as The pump is used by the fuel meter set in rotation by the fuel is driven. When the fuel flow rate changes, the engine speed changes of the two knives in the same ratio, and thus the oxygen throughput also changes in the same proportion as the fuel flow.

In vielen Fällen ist es zweckmäßiger, wenn man den Kraftstoffdurchsatz nicht unmittelbar auf den Sauerstoffdurchsatz einwirken läßt, sondern entsprechend der Erfindung ein durch den strömenden Kraftstoff verursachtes Druckgefälle dazu benutzt. Wie das Druckgefälle erzielt wird, ist unwesentlich. Die Ausnutzung des Leitungswiderstandes oder der Einbau von Drosseln oder Kapillaren sind gleich geeignet. Das Druckgefälle kann beispielsweise verwendet werden, um die Drehzahl des obenerwähnten Sauerstoffmessers zu steuern. Es kann auch die lichte Weite einer Austrittsöffnung steuern, die vor dem Eintritt des Sauerstoffs in die Abgasleitung angeordnet ist, wobei ein Druckminderer den Druck vor der Öffnung fest auf einer über dem Druck in der Abgasleitung liegenden Höhe hält. Die Anforderungen an den Druckminderer sind in diesem Falle allerdings groß, da der Druck vor der Öffnung bei kleinen und großen Durchsätzen stets gleich sein muß.In many cases it is more convenient to consider the fuel flow does not have a direct effect on the oxygen throughput, but rather accordingly according to the invention, a pressure gradient caused by the flowing fuel used. How the pressure gradient is achieved is immaterial. The exploitation of the Line resistance or the installation of chokes or capillaries are equally suitable. The pressure gradient can be used, for example, to determine the speed of rotation of the aforementioned To control oxygen meter. It can also be the clear width of an outlet opening control, which is arranged in front of the entry of the oxygen into the exhaust pipe, whereby a pressure reducer sets the pressure in front of the opening to one above the pressure in the exhaust pipe. The requirements for the pressure reducer are large in this case, because the pressure in front of the opening is small and must always be the same for large throughputs.

Es ist daher vorzuziehen, die lichte Weite einer Austrittsöffnung unverändert zu lassen und das Druckgefälle einen vor der Öffnung angeordneten Sauerstoffregler derart beeinflussen zu lassen, daß beiderseits der Öffnung ebenfalls ein Druckgefälle entsteht, dessen Höhe von der Größe des Druckgefälles in der Kraftstoffleitung abhängig ist. Als Sauerstoffregler kann dabei ein Nadelventil od. dgl., wenn nötig, in Verbindung mit einem Druckminderer, dienen. Einfacher und betriebssicherer ist es aber, wenn ein Regler verwendet wird, der einem Druckminderer üblicher Bauart ähnelt, bei dem aber die sonst von der Stellfeder ausgeübte Kraft von dem Druckgefälle in der Kraftstoffleitung bewirkt wird.It is therefore preferable to use the clear width of an outlet opening to leave unchanged and the pressure gradient an oxygen regulator arranged in front of the opening to be influenced in such a way that there is also a pressure gradient on both sides of the opening arises, the height of which depends on the size of the pressure drop in the fuel line is. A needle valve or the like can be used as an oxygen regulator, if necessary with a pressure reducer. But it is easier and more reliable if a regulator is used which is similar to a pressure reducer of conventional design, in which but the force otherwise exerted by the adjusting spring from the pressure drop in the fuel line is effected.

Sorgt man erfindungsgemäß ferner dafür, daß der Zusammenhang zwischen Durchsatz und Druckgefälle bei Kraftstoff und Sauerstoff derselben Gesetzmäßigkeit unterliegt, so erübrigen sich umständliche Übersetzungseinrichtungen, und es ist ein besonders einfacher Aufbau möglich, weil die Regelanlage nur die Forderung zu erfüllen braucht, beide Druckgefälle stets im selben festen Verhältnis zueinander zu halten, damit auch die Durchsätze stets in einem festen Verhältnis zueinander stehen. Dabei ist es selbstverständlich einerlei, ob die Beziehungen zwischen Durchsatz und Druckgefälle beide einem linearen oder quadratischen Gesetz folgen.According to the invention, it is also ensured that the relationship between Throughput and pressure gradient for fuel and oxygen are the same is subject to, cumbersome translation facilities are superfluous, and it is a particularly simple structure is possible because the control system only complies with the requirement needs to meet, both pressure gradients always in the same fixed ratio to each other so that the throughputs are always in a fixed ratio to one another stand. It is of course irrelevant whether the relationships between throughput and pressure gradients both obey a linear or quadratic law.

Man kann das in der Kraftstoffleitung entstehende Druckgefälle über Membranen oder Kolben unmittelbar zur Steuerung des Sauerstoffreglers benutzen. Doch sind dann wegen der vom Regler ausgehenden Gegenkräfte Abweichungen vom Sollwert oder außergewöhnliche Baumaße unvermeidlich. Besser ist es, wenn erfindungsgemäß der vom Druckgefälle ausgehende Impuls zunächst auf eine Hilfskraft übertragen wird, die ihrerseits den Regler beeinflußt. Als Hilfskraft kann elektrische Kraft, vor allem aber eine Druckflüssigkeit oder ein Druckgas dienen. Für den vorliegenden Zweck sind Drucköl und Drucksauerstoff besonders geeignet, da sie ohnehin vorhanden sind. Als Drucköl kann sowohl Kraft- als auch Schmierstoff verwendet werden. Bei Einschaltung einer Hilfskraft können die den Regler beeinflussenden Impulse beliebig vergrößert werden. Außerdem bleibt die Stellung des Reglers ohne Einfluß auf den Impulswandler. Ferner ergibt sich die sehr erwünschte Möglichkeit, die von der Hilfskraft auf den Regler ausgeübte Kraft gleich der ihr entgegenwirkenden, vom Sauerstoff ausgehenden Kraft zu machen. Bei Verwendung einer Flüssigkeit oder eines Gases als Hilfskraft kann dann der spezifische Druck des Hilfsmediums gleich dem des Sauerstoffes- vor der Austrittsöffnung gemacht werden, wenn ein Regler nach Art eines. Druckminderers gewählt wird. Je nach der Größe des Impulses brauchen lediglich die Größen `der Kolben und Membranen aufeinander abgestimmt zu werden. Diese Möglichkeit ist besonders erwünscht, weil sich dann der Sauerstoffregler einfacher und dabei mit größerer Betriebssicherheit gestalten läßt als sonst.You can use the pressure drop in the fuel line Use diaphragms or pistons directly to control the oxygen regulator. However, there are then deviations from the setpoint due to the opposing forces emanating from the controller or unusual dimensions are unavoidable. It is better if according to the invention the impulse emanating from the pressure gradient is first transferred to an auxiliary worker, which in turn influences the controller. Electric power can be used as an auxiliary worker But above all a pressure fluid or a pressure gas are used. For the present Pressure oil and pressure oxygen are particularly suitable for this purpose, as they are already available are. Both fuel and lubricant can be used as pressure oil. at The impulses influencing the controller can be switched on at will be enlarged. In addition, the position of the controller has no effect on the Pulse converter. Furthermore, there is the very desirable option of being provided by the assistant The force exerted on the regulator is equal to that of the counteracting force from the oxygen to make outgoing power. When using a liquid or a gas as The auxiliary force can then make the specific pressure of the auxiliary medium equal to that of the oxygen be made in front of the outlet opening, if a regulator like a. Pressure reducer is chosen. Depending on the size of the impulse, only the sizes of the Pistons and diaphragms to be matched to one another. This possibility is especially desirable, because then the oxygen regulator is easier and with it greater operational reliability than usual.

Um sie zu verwirklichen, ist es aber erforderlich, die Einwirkung aller der Kräfte, die eine einwandfreie Regelung stören können, tunlichst auszuschalten. Ein Einfluß des veränderlichen Sauerstoffvordruckes auf den Regler kann bei großen Druckunterschieden am besten durch einen dem Regler vorgeschalteten Druckminderer üblicher Bauart verhindert werden, der bewirkt, daß dem Regler der Sauerstoff stets unter angenähert gleichbleibendem Druck zugeführt wird.In order to realize it, however, it is necessary to act to switch off all of the forces that can disrupt proper regulation. An influence of the variable oxygen inlet pressure on the regulator can be with large Pressure differences are best achieved by a pressure reducer connected upstream of the regulator conventional design can be prevented, which causes the regulator to keep the oxygen is supplied under approximately constant pressure.

Eine noch bessere Wirkung der Regelanlage wird erreicht, wenn man die Einwirkung auch dieses gleichbleibenden Druckes auf den Regler zum Verschwinden bringt, indem man beispielsweise eine diesem Einfluß entgegenwirkende Feder am Regler vorsieht. Die von ihr ausgeübte Kraft ist allerdings nur in einer ganz bestimmten Stellung des Reglers gleich der vom Sauerstoffvordruck ausgeübten Kraft. In allen anderen Stellungen ist sie entweder etwas größer oder etwas kleiner. Man kann den Regler daher besser so bauen, daß durch seine Formgebung eine Einwirkung des Vordruckes ganz ausgeschlossen ist.An even better effect of the control system is achieved if one the effect of this constant pressure on the regulator to disappear brings about, for example, a spring counteracting this influence on the regulator provides. The force exercised by it is, however, only very specific Position of the regulator equal to the force exerted by the oxygen pressure. In all in other positions it is either a little larger or a little smaller. One can It is better to build the regulator in such a way that its shape allows the form to act is completely excluded.

Derartige Regler sind aber, wenn nicht besondere Schließfedern od. dgl. vorgesehen werden, die ein genaues Arbeiten des Reglers beeinträchtigen, in ihrer Ruhestellung oft nicht vollkommen dicht. Bei Stillstand darf andererseits auf keinen Fall Sauerstoff in die Maschine gelangen, damit keine gefährliche Konzentration entstehen kann. Erfindungsgemäß kann der Wunsch nach einem hochwertigen Regler zusammen mit der Forderung unbedingter Dichtigkeit bei Ruhestellung dadurch erfüllt werden, daß dem Regler ein besonderes Sauerstoffabsperrventil zugeschaltet wird, das selbsttätig nur geöffnet ist, wenn die Maschine eine Mindestdrehzahl überschritten hat. Auf Undichtigkeiten des Reglers in der Ruhestellung braucht dann keine Rücksicht genommen zu werden. Man kann sogar zur Verminderung der Reibung bewußt auf Dichtigkeit verzichten, wenn nur dafür gesorgt wird, daß die Undichtigkeit des Reglers geringer ist, als dem Mindestbedarf der Maschine bei kleinster Last und kleinster Drehzahl entspricht.Such regulators are, however, if not special closing springs or. Like. Are provided that affect the precise operation of the controller, in their resting position often not completely tight. On the other hand, at a standstill Under no circumstances do oxygen get into the machine, so that there is no dangerous concentration can arise. According to the invention, the desire for a high-quality regulator can be combined with the requirement of unconditional tightness in the rest position are thereby met, that a special oxygen shut-off valve is switched on to the controller, which is automatic is only open when the machine has exceeded a minimum speed. on Leaks in the regulator in the rest position then need not be taken into account to become. You can even deliberately do without tightness to reduce friction, if only it is ensured that the leakage of the regulator is less than corresponds to the minimum requirement of the machine at the lowest load and lowest speed.

Bei Reglern mit vollkommenem Ausgleich des Vordruckes brauchen nur geringe Anforderungen an den vor dem Regler angeordneten Druckminderer gestellt zu werden, da diese Regler ja gegen Schwankungen ihres Vordruckes unempfindlich sind. Bei nicht zu großen Drücken des Sauerstoffvorrates kann auf den Druckminderer sogar ganz verzichtet werden, ohne dadurch einen Nachteil in Kauf zu nehmen. Bei größeren Drücken ist allerdings ein Druckminderer empfehlenswert, da es sonst kaum möglich ist, die Zufuhr kleiner Sauerstoffmengen zur Maschine sicher zu beherrschen.In the case of regulators with complete equalization of the pre-pressure, only low demands are placed on the pressure reducer arranged in front of the regulator because these regulators are insensitive to fluctuations in their inlet pressure are. If the pressure of the oxygen supply is not too high, the pressure reducer can be used can even be dispensed with entirely without incurring any disadvantage. at For higher pressures, however, a pressure reducer is recommended, as otherwise it is hardly possible it is possible to safely control the supply of small amounts of oxygen to the machine.

Das Absperrventil braucht nicht unmittelbar von der Drehzahl beeinflußt zu werden. Es kann besonders zweckmäßig sein, wenn das Ventil von dem Druck in der Schmierstoff- oder Kraftstoffleitung in der Weise betätigt wird, daß es nur so lange geöffnet ist, wie ein bestimmter, einer Mindestdrehzahl entsprechender Mindestdruck erreicht oder überschritten ist. Bei Verwendung des Schmierstoffdruckes ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die weitere Sauerstoffzufuhr sofort aufhört und die Maschine zum Stillstand gebracht wird, wenn der Druck plötzlich ausfällt. Sowohl Schäden an der Maschine als auch gefährliche Sauerstoffanreicherungen werden so mit Sicherheit vermieden.The shut-off valve does not need to be directly influenced by the speed to become. It can be particularly useful if the valve of the pressure in the The lubricant or fuel line is operated in such a way that it lasts only so long is open, like a certain minimum pressure corresponding to a minimum speed has been reached or exceeded. Using the lubricant pressure results in the additional advantage that the further oxygen supply stops immediately and the Machine is brought to a standstill if the pressure suddenly fails. As well as Damage to the machine as well as dangerous oxygen enrichment are so certainly avoided.

Sehr wesentlich für das einwandfreie Arbeiten der Regelanlage ist es, daß ebenso wie auf die übrigen Steuermembranen und -kolben auch auf die Membran des Sauerstoffreglers die steuernden und gesteuerten Kräfte und Drücke auf beiden Seiten möglichst voll, zum mindesten aber in gleichen Bruchteilen zum Eingriff kommen und nicht teilweise durch entgegengesetzt gerichtete Kräfte gleichen Ursprungs wieder aufgehoben werden. Es ist daher vorteilhaft, die Formgebung so zu wählen, daß der Druck des Sauerstoffs im Regler auf den Eintrittsquerschnitt weder im öffnenden noch im schließenden Sinne, sondern voll auf die Membran wirken kann. Wenn das nicht angängig ist, sorgt man zweckmäßig für eine entsprechende Wirkungsänderung auf Seiten des Impulses bzw. der Hilfskraft, bei flüssiger oder gasförmiger Hilfskraft beispielsweise durch Anordnung eines Ausgleichskolbens oder einer Ausgleichsmembran im vom Hilfsmedium erfüllten Raum des Reglers mit derselben wirksamen Fläche wie die der Sauerstoffeintrittsöffnung.This is very important for the correct functioning of the control system it that just as on the other control diaphragms and pistons also on the diaphragm of the oxygen regulator the controlling and controlled forces and pressures on both Pages as full as possible, but at least in equal fractions and not partly by opposing forces of the same origin To get picked up. It is therefore advantageous to choose the shape so that the Pressure of oxygen in the regulator on the inlet cross-section neither in the opening still in the closing sense, but can act fully on the membrane. If not is accessible, it is expedient to ensure a corresponding change in effect on the part of the impulse or the auxiliary force, for example in the case of liquid or gaseous auxiliary force by arranging a compensating piston or a compensating membrane in the auxiliary medium filled space of the regulator with the same effective area as that of the oxygen inlet opening.

Weicht der Druck in der Sauerstoffleitung hinter der Austrittsöffnung vom Atmosphärendruck ab, so bleibt das ohne Einfluß auf die einwandfreie Arbeitsweise der Regelanlage, wenn auch der Druck hinter der Austrittsöffnung außer dem Druckgefälle in der Kraftstoffleitung auf den Impulswandler einwirken kann, indem beispielsweise eine sonst dem Atmosphärendruck ausgesetzte Seite einer Membran oder eines Kolbens vom Druck hinter der Austrittsöffnung beaufschlagt wird bzw. wenn die Sauerstoffdruckstufe so groß gewählt wird, daß der Sauerstoff von der Mindestmenge bei geringster Drehzahl und kleinster Belastung an stets bei überkritischem Druckverhältnis durch die Austrittsöffnung fließt. Bei der ersten Möglichkeit ist das den Sauerstoffdurchsatz bestimmende Druckgefälle in der Sauerstoffleitung unabhängig vom Druck hinter der Austrittsöffnung, bei der zweiten ist das Druckgefälle überhaupt ohne Einfluß auf den Durchsatz, da dieser nur vom Druck vor der Austrittsöffnung abhängt.The pressure in the oxygen line behind the outlet opening softens from atmospheric pressure, this has no effect on proper functioning of the control system, even if the pressure behind the outlet opening is outside the pressure gradient can act in the fuel line on the pulse converter by, for example a side of a diaphragm or piston that is otherwise exposed to atmospheric pressure is acted upon by the pressure behind the outlet opening or when the oxygen pressure level is chosen so large that the oxygen from the minimum amount at the lowest speed and the lowest load on, always at a supercritical pressure ratio, through the outlet opening flows. The first possibility is the pressure gradient which determines the oxygen throughput in the oxygen line regardless of the pressure behind the outlet opening at which second, the pressure gradient has no effect at all on the throughput, since this depends only on the pressure in front of the outlet opening.

Unter Umständen kann es nützlich sein, das feste Verhältnis Sauerstoffdurchsatz zu Kraftstoffdurchsatz nicht über den ganzen Drehzahl- und Lastbereich innezuhalten oder vorübergehend zur Erzielung größerer Leistungen zu ändern. Derartige Abweichungen lassen sich bei einer Regelanlage entsprechend der Erfindung leicht selbsttätig oder von Hand verwirklichen. Soll z. B. die Sauerstoffzufuhr bei geringen Durchsätzen oder bei geringer Drehzahl oder geringer Belastung verhältnismäßig größer sein, so kann man für die Dauer der größeren Sauerstoffzufuhr die Austrittsöffnung vergrößern oder eine zweite Austrittsöffnung offenhalten. Ebenso läßt sich der vom Kraftstoffgefälle ausgehende Impuls zeitweise verstärken oder abschwächen. Die beste Lösung ergibt sich, wenn dafür gesorgt wird, daß der Sauerstoffdruck im Regler so lange entsprechend höher gehalten wird, als eine größere Sauerstoffzufuhr erwünscht ist. Das kann z. B. durch eine zusätzliche Feder geschehen, die im öffnenden Sinne auf den Regler wirkt.Under certain circumstances it can be useful to use the fixed ratio of oxygen throughput to fuel throughput not to pause over the entire speed and load range or to change it temporarily to achieve greater performance. Such deviations can be easily operated automatically in a control system according to the invention or realize it by hand. Should z. B. the Oxygen supply relatively low throughputs or at low speed or low load be larger, the outlet opening can be used for the duration of the larger oxygen supply enlarge or keep a second outlet open. Likewise, the from Temporarily increase or decrease the impulse emitted by the fuel gradient. The best Solution arises if it is ensured that the oxygen pressure in the regulator so is kept correspondingly higher for a long time than a larger oxygen supply is desired is. This can e.g. B. done by an additional spring in the opening sense acts on the controller.

Wie oben bereits erwähnt, ist es für das Wesen der Erfindung unwesentlich, wie die Druckgefälle entstehen und welchen Gesetzen sie gehorchen. Unter den verschiedenen Möglichkeiten zeichnen sich jedoch zwei durch ihre besondere Eignung aus: Sind in der Kraftstoffleitung Kapillaren, in denen laminare Strömung herrscht, eingebaut, so ist der Durchsatz bei fester Temperatur dem durch die Kapillaren bewirkten Druckgefälle verhältig. Sorgt man ferner dafür, daß Sauerstoff aus dem Regler von der Mindestmenge an stets im überkritischen Druckverhältnis austritt, so ist bei festgehaltener Temperatur auch der Sauerstoffdurchsatz seinem Druckgefälle verhältig. Solange nennenswerte Temperaturschwankungen verhindert werden, ist die so bewirkte Regelung besonders unempfindlich, da bei den in Frage kommenden Drücken mit großen Kräften gearbeitet werden kann. Wird dagegen der Hauptwert auf eine restlose Ausnutzung des Sauerstoffvorrates gelegt, so ist die andere Möglichkeit vorzuziehen, bei der die quadratische Beziehung für die Durchsätze und die Druckgefälle gilt. Dies trifft für turbulent strömenden Kraftstoff stets zu, wenn das Druckgefälle durch eine Drossel oder den Widerstand einer Leitung mit turbulenter Strömung bewirkt wird, und für den Sauerstoff unter denselben Voraussetzungen, solange die Druckstufe nur gering ist (bis zu rund ioo/o des absoluten Druckes) und solange Temperatur und Druck vor der Austrittsöffnung fest bleiben. Im allgemeinen wird allerdings der Druck hinter der Öffnung fest sein und der Druck vor der Öffnung mit wachsendem Durchsatz steigen. Die sich dann ergebende, mit dem Durchsatz steigende Abweichung vom Sollwert des Sauerstoffdurchsatzes nach oben ist aber 'so geringfügig, daß sie vernachlässigt werden kann, zumal ein gewisser Ausgleich dadurch erfolgt, daß die Temperatur mit wachsendem Durchsatz zu fallen pflegt. Die Vergrößerung kann auch- ganz vermieden werden, wenn dafür gesorgt wird, daß der Druck des Sauerstoffes vor der Austrittsöffnung etwas kleiner ist als der des Hilfsmediums und daß dieser Unterschied mit wachsendem Durchsatz zunimmt. Beispielsweise kann der Regler eine zusätzliche, dem Öffnen entgegenwirkende Feder erhalten, die bei kleinem Durchsatz überhaupt nicht zur Wirkung kommt, aber eine um so größere Kraft ausübt, je weiter der Regler sich öffnet. Oder der Regler wird so geformt, daß der Sauerstoffdruck im Regler nicht nur auf die Membran, sondern auch auf eine mit dieser kraftschlüssig verbundene kleine Fläche in entgegengesetzter Richtung wirken kann, beispielsweise auf den Kegel des Sauerstoffeintrittsventils, wenn dieser in der Strömungsrichtung des Sauerstoffes geöffnet wird. Ebenso kann auch im Raum des Hilfsmediums eine mit der Membran kraftschlüssig verbundene kleine zusätzliche Membran oder ein Kolben so angeordnet werden, daß der darauf lastende Druck schließend wirkt. Oder es kann eine im Raum des Hilfsmediums ohnehin vorhandene Membran oder ein Kolben entsprechend vergrößert oder verkleinert werden.As already mentioned above, it is not essential for the essence of the invention, how the pressure gradients arise and which laws they obey. Among the various However, two possibilities are characterized by their particular suitability: Are in capillaries with laminar flow are installed in the fuel line, so the throughput at a fixed temperature is the pressure gradient caused by the capillaries behaving. It is also ensured that the minimum amount of oxygen from the regulator always exits in the supercritical pressure ratio, so is at a fixed temperature the oxygen throughput is also proportional to its pressure gradient. As long as worth mentioning Temperature fluctuations are prevented, the control effected in this way is special insensitive, because the pressures in question work with great forces can be. If, on the other hand, the main value is a complete utilization of the oxygen supply then the other possibility is preferable, the quadratic relationship applies to the throughputs and the pressure gradient. This is true for turbulent flowing Fuel always increases when the pressure drop is caused by a throttle or the resistance a duct with turbulent flow is effected, and for the oxygen below the same prerequisites as long as the pressure level is only low (up to around ioo / o the absolute pressure) and as long as the temperature and pressure in front of the outlet opening stay firm. In general, however, the pressure behind the opening will be firm and the pressure in front of the opening increases with increasing throughput. The resulting the deviation from the target value of the oxygen throughput increases with the throughput but above is so insignificant that it can be neglected, especially a certain one Compensation takes place in that the temperature falls with increasing throughput maintains. The enlargement can also be avoided entirely if care is taken to that the pressure of the oxygen in front of the outlet opening is slightly less than that of the auxiliary medium and that this difference increases with increasing throughput. For example the regulator can receive an additional spring that counteracts opening, which does not have any effect at all with a small throughput, but it is all the greater Exerts force the further the regulator opens. Or the regulator is shaped so that the oxygen pressure in the regulator not only affects the membrane, but also a with this frictionally connected small area in the opposite direction can act, for example on the cone of the oxygen inlet valve, if this is opened in the direction of flow of the oxygen. Likewise can also in the room of the auxiliary medium a small additional one that is frictionally connected to the membrane Diaphragm or a piston are arranged so that the pressure exerted thereon closes works. Or it can be a membrane that is already present in the space of the auxiliary medium or a piston can be enlarged or reduced accordingly.

Ob zur Übertragung der Impulse und Regelkräfte Kolben oder Membranen verwendet werden, ist grundsätzlich einerlei. Durchweg kann das eine Mittel gegen das andere ausgetauscht werden. Was vorzuziehen ist, richtet sich nach den jeweils vorliegenden Bedingungen. Kleiner Querschnitt, große Drücke sprechen für Kolben, die Notwendigkeit, Reibungen und Undichtigkeiten zu vermeiden, für Membranen. Wegen der kaum zu vermeidenden Leckverluste sollte ein Kolben nicht auf der einen Seite von Sauerstoff; auf der anderen von Kraft-oder Schmierstoff beaufschlagt werden. In solchen Fällen sind auch einfache Membranen nicht zu empfehlen, wenn deren Zerstörung zu befürchten ist. Eine gute Lösung ergibt sich dagegen, wenn statt eines Kolbens oder einer Membran zwei Kolben 'oder zwei Membranen oder ein Kolben und eine Membran verwendet werden, die kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Steht der Raum zwischen beiden mit der Atmosphäre in Verbindung, so kann unter keinen Umständen ein explosionsgefährliches Öl-Sauerstoff-Gemisch entstehen. In vielen Fällen braucht der zweite Kolben oder die zweite Membran gar kein zusätzlicher Bauteil zu sein, vielmehr kann durch ihn die Wirkung einer sonst notwendigen Ausgleichsmembran oder eines Ausgleichskolbens @ mit übernommen werden.Whether for the transmission of impulses and control forces pistons or diaphragms are used is basically irrelevant. This can consistently be a remedy for the other to be exchanged. What is preferable depends on the individual present conditions. Small cross-section, high pressures speak for pistons, the need to avoid friction and leakage for diaphragms. Because because of the unavoidable leakage losses, a piston should not be on one side of oxygen; on the other are acted upon by fuel or lubricant. In such cases, even simple membranes are not recommended if they are destroyed is to be feared. A good solution, on the other hand, is to use a piston instead of a piston or one diaphragm, two pistons, or two diaphragms, or one piston and one diaphragm which are positively connected to each other. Is the room between the two in connection with the atmosphere, so can under no circumstances an explosive oil-oxygen mixture is created. In many cases it needs the second piston or the second diaphragm not to be an additional component at all, rather, through it the effect of an otherwise necessary compensating membrane or of a compensating piston @ can also be adopted.

In der Zeichnung sind vier-Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, bei denen Druckgefälle in der Kraftstoffleitung über verschiedene Hilfskräfte Druckgefälle in der Sauerstoffleitung steuern und wobei der Zusammenhang zwischen Durchsätzen und Druckgefällen jeweils der gleichen Gesetzmäßigkeit unterliegt.Four exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown, at which pressure gradient in the fuel line over various auxiliary workers Controlling pressure gradient in the oxygen line and being the relationship between Throughputs and pressure gradients are each subject to the same law.

Abb. i zeigt die Gesamtanordnung in einer Ausführungsform im Mittelschnitt durch die Rohrleitungen und Kanäle, teilweise in Ansicht; Abb. i a ist ein Schaubild, das erkennen läßt, wie sich Sauerstoffdurchsatz und Kraftstoffdurchsatz bei Anwendung der Erfindung verhalten; Abb. z zeigt in ähnlicher Darstellungsweise wie Abb. i ein zweites Ausführungsbeispiel; Abb. 3 zeigt ebenso wie Abb. q. Abänderungen von Einzelheiten aus Abb. i. . Es bezeichnet in allen Bildern gemeinsam i die Kraftstoffzuleitung, die in Pfeilrichtung durchflossen wird, 2 und 3 die Leitungen zur übertragung des Regelimpulses, 4 den Impulswandler, der Kolben oder Membranen enthält, 5 die Leitung zur Übertragung der Hilfskraft, 6 den Sauerstoffregler, 7 die Sauerstoffzuleitung, 8 das selbsttätige Absperrventil, 9 den vorgeschalteten Druckminderer und io die Sauerstoffleitung zur Maschine.Fig. I shows the overall arrangement in one embodiment in a central section through the pipelines and channels, partly in view; Fig.i a is a graph that shows how the oxygen flow rate and fuel flow rate are used behave in accordance with the invention; Fig. Z shows a representation similar to Fig. I a second embodiment; Fig. 3 shows just like Fig. Q. Amendments from Details from Fig. I. . In all figures, i denotes the fuel supply line, which is flown through in the direction of the arrow, 2 and 3 the lines for the transmission of the Control pulse, 4 the pulse converter, the Contains pistons or diaphragms, 5 the line for transferring the auxiliary power, 6 the oxygen regulator, 7 the oxygen supply line, 8 the automatic shut-off valve, 9 the upstream pressure reducer and io die Oxygen line to the machine.

Der Regelanlage nach Abb. i ist die lineare Gesetzmäßigkeit zwischen den Durchsätzen und den Druckgefällen zugrunde gelegt. Als Hilfskraft dient am besten Kraft- oder Schmierstoff. Die Kapillaren i i bewirken bei Durchfluß von Kraftstoff ein Druckgefälle, das über die Leitungen 2 und 3 und die Membran 12 im Impulswandler 4 auf den mit ihr kraftschlüssig verbundenen Kolben 13 übertragen wird. Der ebenfalls mit der Membran 12 kraftschlüssig verbundeneAusgleichskolben 14 verhindert jede Auswirkung des absoluten Druckes der Kraftstoffleitung auf die Regelung. Bei einer Zunahme des Durchsatzes bewegt sich der Kolben 13 nach rechts und gibt der Druckflüssigkeit in der Leitung 15 den Weg in die Leitung 5 und die Kammer 16 frei. Umgekehrt kann bei einem Nachlassen des Durchsatzes und einer dadurch bedingten Linksbewegung des Kolbens 13 Flüssigkeit aus der Leitung 5 und der Kammer 16 in die Rücklaufleitung 17 gelangen. Der Kolben bleibt so lange außerhalb seiner Ruhelage, bei der die Leitungen 15 und 17 beide abgesperrt oder beide geringfügig und so geöffnet sind, daß aus der Leitung 15 ebensoviel zuströmt wie in Leitung 17 abströmt, bis in der Kammer 16 ein Druck herrscht, der den auf derMembran 12 wirkendenKräften das Gleichgewicht hält. Je nach der Bemessung von Membran 12 und Kolben 13 kann die Größe dieses Druckes gewählt werden. Er ist stets ein festes Vielfaches der auf die Membran 12 wirkenden Druckdifferenz, wenn der Kolbenquerschnitt kleiner ist als die Differenz von wirksamer Membran und Kolbenfläche. Derselbe Druck wirkt auch auf die Membran 18 im Regler 6, die kraftschlüssig mit dem Ventil 1g verbunden ist. Steigt der auf die Membran 18 wirkende Flüssigkeitsdruck, so hebt j sich der Kegel i9 weiter von seinem Ventilsitz ab und läßt mehr Sauerstoff aus der Leitung 7 in den Regler 6 eintreten, und umgekehrt. Der Sauerstoff kann aber nur in den Regler gelangen, wenn das in der Leitung 7 angeordnete selbsttätige Absperrventil 8, das durch eine Zweigleitung an die Druckflüssigkeitsleitung 15 angeschlossen ist, infolge genügend hohen Flüssigkeitsdruckes geöffnet ist.The control system according to Fig. I is the linear law between based on the throughputs and the pressure gradients. Serving as an assistant is best Fuel or lubricant. The capillaries i i effect when fuel flows through a pressure gradient across the lines 2 and 3 and the membrane 12 in the pulse converter 4 is transferred to the piston 13 which is positively connected to it. That too Compensating piston 14 frictionally connected to membrane 12 prevents any Effect of the absolute pressure of the fuel line on the control. At a As the throughput increases, the piston 13 moves to the right and releases the pressure fluid in the line 15 the way into the line 5 and the chamber 16 free. Vice versa can in the event of a decrease in throughput and the resulting left-hand movement of the Piston 13 fluid from line 5 and chamber 16 into the return line 17 arrive. The piston remains outside of its rest position as long as the lines 15 and 17 both locked or both slightly and opened so that off the same amount flows into line 15 as flows out in line 17 until in the chamber 16 there is a pressure which balances the forces acting on the membrane 12 holds. Depending on the dimensioning of the membrane 12 and piston 13, the size of this pressure to get voted. It is always a fixed multiple of that acting on the membrane 12 Pressure difference if the piston cross-section is smaller than the difference in effective Diaphragm and piston area. The same pressure also acts on the diaphragm 18 in the regulator 6, which is positively connected to the valve 1g. The climbs on the membrane 18 acting fluid pressure, the cone i9 rises further from its valve seat from and allows more oxygen from line 7 to enter regulator 6, and vice versa. However, the oxygen can only get into the regulator if that is arranged in the line 7 automatic shut-off valve 8, which is connected to the hydraulic fluid line through a branch line 15 is connected, is open due to sufficiently high fluid pressure.

Der Druckminderer 9 bewirkt, daß der Sauerstoffdruck in der Leitung 7 unabhängig vom Druck des Sauerstoffvorrats stets angenähert gleichbleibt. Der Einfluß des Druckes in der Leitung 7 auf dem Regler wird durch die ihm entgegen wirkende Feder 2o ausgeglichen. Der Ausgleich ist zwar nicht vollkommen, bei den großen außerdem auf den Regler ausgeübten Kräften aber mehr als ausreichend.The pressure reducer 9 causes the oxygen pressure in the line 7 remains approximately the same regardless of the pressure of the oxygen supply. Of the Influence of the pressure in line 7 on the regulator is counteracted by it acting spring 2o balanced. The balance is not perfect with the large forces also exerted on the regulator but more than sufficient.

Damit der Druck des Sauerstoffes im Regler auf den Ventilkegel 1g ohne Einwirkung auf den Regler bleibt, ist der kraftschlüssig mit der Membran 18 verbundene Ausgleichskolben 21 vorgesehen. Ist dessen Querschnitt gleich dem des Sauerstoffeintritts in den Regler, so stellt sich die Membran 18 stets so ein, daß der Sauerstoffdruck im Regler gleich dem der Hilfskraft wird. Da aber, wie oben ausgeführt, letztere stets gleich einem festen Vielfachen der auf die Membran 12 wirkenden Druckdifferenz ist, muß auch der Sauerstoffdruck im Regler der durch den Kraftstoff bewirkten Druckdifferenz immer verhältig sein.So that the pressure of the oxygen in the regulator on the valve cone 1g remains without any effect on the regulator, it is frictionally engaged with the membrane 18 connected compensating piston 21 is provided. If its cross-section is the same as that of the When oxygen enters the regulator, the membrane 18 is always set in such a way that the oxygen pressure in the regulator equals that of the auxiliary worker. But there, as above executed, the latter always equal to a fixed multiple of that on the membrane 12 acting pressure difference, the oxygen pressure in the regulator must also be controlled by the The pressure difference caused by the fuel must always be responsive.

Wird nun durch die Abstimmung der Querschnitte von Kapillaren i i, Membran 12 und Kolben 13 dafür gesorgt, daß bereits beim kleinsten vorkommenden Kraftstoffdurchsatz der Austritt des Sauerstoffes aus der Düse oder Blende 22 im überkritischen Verhältnis erfolgen kann, so ist der Sauerstoffdurchsatz dem Druck im Regler verhältig. Da auch der Kraftstoffdurchsatz der von ihm erzeugten Druckdifferenz verhältig ist, muß schließlich der Sauerstoffdurchsatz dem Kraftstoffdurchsatz verhältig sein. Jedes gewünschte Verhältnis läßt sich durch Wahl des erforderlichen lichten Blendenquerschnitts -erreichen.If the cross-sections of capillaries i i, Diaphragm 12 and piston 13 ensured that even the smallest occurring Fuel flow rate of the exit of the oxygen from the nozzle or orifice 22 in the supercritical ratio can take place, the oxygen throughput is the pressure cautious in the controller. As does the fuel throughput of the pressure difference it creates After all, the oxygen throughput must be proportional to the fuel throughput be. Any desired ratio can be cleared by choosing the required one Orifice cross-section.

Genau genommen gelten die letzten Ausführungen nur für den luftleeren Raum, wo Überdruck gleich absolutem Druck ist. Denn der Sauerstoffdurchsatz ist dem absoluten Druck im Regler verhältig, während der Kraftstoffdurchsatz dem Überdruck im Regler verhältig ist. Wird die Regelanlage bei Atmosphärendruck benutzt, so geht gemäß Abb. i a die Linie, welche die Abhängigkeit des Sauerstoffdurchsatzes vom Kraftstoffdurchsatz zeigt, daher nicht durch den Nullpunkt, sondern verläuft entsprechend Linie 23. Gegenüber der Linie 24, die gilt, wenn beide Durchsätze im festen Verhältnis zueinander stehen, ist der Sauerstoffdurchsatz bei geringem Kraftstoffdurchsatz etwas höher. Das kann durchaus erwünscht sein. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, das feste Verhältnis zu verwirklichen: Man braucht im Raum 16 (Abb. i) nur die Feder 25 anzuordnen, die auf den Kolben 13 so stark drückt, wie dem Druck einer Atmosphäre im Raum 16 entspricht, dann verläuft die Kurve des Sauerstoffdurchsatzes über dem Kraftstoffdurchsatz nach Linie 26 (Abb. i a). Um Linie 24 zu erreichen, braucht lediglich die Blende 22 (Abb. i) etwas vergrößert werden. Es sei besonders betont, daß der Sauerstoffdurchsatz unabhängig vom Druck in der Leitung 1o ist, denn der Durchsatz durch die Blende 22 ist bei überkritischem Druckverhälnis unabhängig von dem Druck hinter der Blende.Strictly speaking, the last statements only apply to the evacuated one Space where overpressure equals absolute pressure. Because the oxygen flow is Relative to the absolute pressure in the regulator, while the fuel flow rate is related to the overpressure behaves in the controller. If the control system is used at atmospheric pressure, then it works according to Fig. i a the line showing the dependence of the oxygen throughput on the Fuel flow shows, therefore not through the zero point, but runs accordingly Line 23. Opposite line 24, which applies when both throughputs are in a fixed ratio are related to each other, is the oxygen flow rate when the fuel flow rate is low a little bit higher. That can be very desirable. But it is also easily possible to realize the fixed relationship: You only need the spring in room 16 (Fig. i) 25 to be arranged, which presses on the piston 13 as strong as the pressure of one atmosphere corresponds in space 16, then the curve of the oxygen throughput runs over the Fuel throughput according to line 26 (Fig. I a). To reach line 24 you need only the aperture 22 (Fig. i) can be enlarged somewhat. It should be particularly emphasized that the oxygen throughput is independent of the pressure in the line 1o, because the The throughput through the diaphragm 22 is independent of the supercritical pressure ratio the pressure behind the bezel.

Bei der Regelanlage nach Abb.2 ist in der Kraftstoffleitung i die Blende 27 eingebaut. Die Beziehung zwischen dem Kraftstoffdurchsatz und der durch ihn bewirkten Druckdifferenz, die durch die Leitungen 2 und 3 auf die kraftschlüssig miteinander verbundenen Membranen 12, 28 und 29 im Impulswandler 4 übertragen wird, unterliegt daher der quadratischen Gesetzmäßigkeit. Die Membranen 28 und 29 sind gleich groß, damit nur das Druckgefälle, nicht aber auch der absolute Druck in der Leitung i zur Auswirkung kommt. Als Hilfskraft wird Drucksauerstoff benutzt, der durch eine Zweigleitung 3o der Leitung 7 entnommen wird. Solange die Membranen und der mit ihnen kraftschlüssig verbundene Kolbenschieber 31 sich in ihrer Ruhelage befinden, kann, abgesehen von geringen Mengen Leckgas, kein Sauerstoff in den Raum 32 und die an ihm angeschlossene Leitung 5 eintreten. Der Weg wird erst freigegeben, wenn der Kolbenschieber 31 infolge eines Druckgefälles in der Kraftstoffleitung nach rechts bewegt wird. - Durch die Öffnung 33 kann stets etwas Sauerstoff abfließen, daher spielt sich immer sehr schnell eine Gleichgewichtsstellung ein, einerlei, ob der Kraftstoffdurchsatz sich vergrößert oder verkleinert. Dabei ist der Druck des Sauerstoffes als Hilfsgas wegen des Verhältnisses der Membranfläche 28 zu der Differenz der Flächen 28 und 12 ein stets gleicher Bruchteil der vom Kraftstoff bewirkten Druckdifferenz; denn der Vordruck in der Leitung 30 kann sich wegen der Kolbenschieberbauart des Sauerstoffeintrittsventils nicht auf die Stellung des Kolbenschiebers 31 und damit auf den Druck im Raum 32 auswirken, und aus demselben Grund wirkt der Druck im Raum 32 ohne Abzug auf die Membran 28. Je nach der Größe des Druckgefälles in der Kraftstoffleitung i ergibt sich eine andere Gleichgewichtsstellung und ein anderer Hilfsdruck.In the control system according to Fig. 2, the orifice 27 is installed in the fuel line i. The relationship between the fuel throughput and the pressure difference caused by it, which is transmitted through the lines 2 and 3 to the frictionally connected membranes 12, 28 and 29 in the pulse converter 4, is therefore subject to the law of the square. The membranes 28 and 29 are of the same size so that only the pressure gradient, but not also the absolute pressure in the line i, has an effect. Compressed oxygen, which is taken from line 7 through a branch line 3o, is used as an auxiliary force. As long as the membranes and the piston slide 31 connected to them in a force-locking manner are in their rest position, apart from small amounts of leakage gas, no oxygen can enter the space 32 and the line 5 connected to it. The path is only released when the piston valve 31 is moved to the right as a result of a pressure drop in the fuel line. - Some oxygen can always flow out through the opening 33, so an equilibrium position is always established very quickly, regardless of whether the fuel throughput increases or decreases. The pressure of the oxygen as auxiliary gas is always an equal fraction of the pressure difference caused by the fuel because of the ratio of the membrane area 28 to the difference between the areas 28 and 12; because the pre-pressure in the line 30 cannot affect the position of the piston valve 31 and thus the pressure in the space 32 because of the piston slide design of the oxygen inlet valve, and for the same reason the pressure in the space 32 acts without a deduction on the membrane 28. Depending on the size of the pressure drop in the fuel line i results in a different equilibrium position and a different auxiliary pressure.

Die erforderlichen Wege des Kolbenschiebers 3i sind wegen des nur geringen Bedarfes an Hilfsgas außerordentlich klein. Störende Eigenspannungen der Membranen 28, 12 und 29 können daher nicht auftreten. Der im Raum 32 herrschende Druck wirkt über die Leitung 5 auf die Membran 34 im Sauerstoffregler 6, die kraftschlüssig mit dem den Sauerstoffeintritt aus der Leitung 7 in den Reglerinnenraum -steuernden Kolbenschieber 35 verbunden ist. Sowie die Membran 34 durch das Hilfsgas belastet wird, gibt der Schieber 35 dem Sauerstoff den Weg frei. Und da ähnlich wie beim Hilfsgaseintrittsventil in den Raum 32 keine zusätzlichen Kräfte wirksam werden können, stellt sich auch beim Sauerstoffregler ein Gleichgewichtszustand ein, der dann erreicht ist, wenn der Sauerstoffdruck rechts der Membran 34 gleich dem Hilfsgasdruck links der Membran ist. Damit ist auch der Sauerstoffdruck im Regler stets gleich einem festen Bruchteil der in der Kraftstoffleitung entstehenden Druckdifferenz. Seine Größe richtet sich nach der Bemessung der Blende 27 und der- Membran 28, 12 und 29. Der Bruchteil kann auch größer als i sein.The required paths of the piston valve 3i are because of the only low need for auxiliary gas extremely small. Disturbing residual stresses of the Diaphragms 28, 12 and 29 can therefore not occur. The one prevailing in room 32 Pressure acts via the line 5 on the membrane 34 in the oxygen regulator 6, which is non-positive with which -controls the oxygen entry from line 7 into the controller interior Piston valve 35 is connected. And the membrane 34 is loaded by the auxiliary gas is, the slide 35 gives the oxygen the way. And there similar to the Auxiliary gas inlet valve in the space 32 no additional forces are effective a state of equilibrium is established in the oxygen regulator as well, the is reached when the oxygen pressure on the right of the membrane 34 is equal to the auxiliary gas pressure to the left of the membrane. This means that the oxygen pressure in the regulator is always the same a fixed fraction of the pressure difference created in the fuel line. Its size depends on the dimensions of the diaphragm 27 and the membrane 28, 12 and 29. The fraction can also be greater than i.

Man wird trachten, das Druckgefälle in der Kraftstoffleitung nicht zu klein zu machen und für den Sauerstoffdruck im Regler den günstigsten Bereich zu wählen. Solange der Druck niedrig bleibt, folgt der Austritt des Sauerstoffes durch die Blende 36, deren Größe sich nach dem gewünschten Durchsatz richtet, dem quadratischen Gesetz. Und dann stehen auch Kraftstoffdurchsatz und Sauerstoffdurchsatz mit hinreichender Genauigkeit stets im gleichen Verhältnis zueinander, erst recht, wenn eine Feder 37 im Regler vorgesehen wird, die dem Öffnen entgegenwirkt. Je nach ihrer Charakteristik kann eine derartige Feder auch bewirken, daß der Sauerstoffdurchsatz bei kleinen Kraftstoffdurchsätzen verhältnismäßig größer ist.Efforts will be made to avoid the pressure drop in the fuel line too small and the most favorable range for the oxygen pressure in the regulator to choose. As long as the pressure remains low, the oxygen will escape through the aperture 36, the size of which depends on the desired throughput, the quadratic law. And then there are the fuel throughput and oxygen throughput with sufficient accuracy always in the same ratio to one another, especially, if a spring 37 is provided in the regulator, which counteracts the opening. Depending on Its characteristics can also cause such a spring to reduce the oxygen throughput is relatively larger for small fuel throughputs.

Eine ähnliche Wirkung läßt sich beispielsweise durch eine Feder 38 auf der anderen Seite der Membran erzielen, die nur auf die Membran drückt, solange der Durchsatz klein ist und Membran 34 und Kolbenschieber 35 noch nicht weit von der Ruhelage entfernt sind, und die bei größeren Durchsätzen außer Eingriff kommt. In der Ruhelage sind die Kolbenschieber 31 und 35 nur schwierig dichtzubekommen, wenn - Reibung vermieden werden soll. Das ist aber unbeachtlich, solange die Leckverluste geringer sind als der Sauerstoffbedarf in dem Augenblick, in dem das Absperrventil 8 sich öffnet bzw. sich schließt. Bisher war stillschweigend angenommen worden, daß in der Leitung io atmosphärischer Druck herrscht. Die Regelanlage arbeitet aber in gleicher Weise bei jedem anderen festen Druck in der Leitung io, wenn der Raum 39 links von der Membran 29, der sonst offenbleibt, durch die Leitung 40 mit der Leitung io verbunden wird. Lediglich für die Blende 36 muß eine andere lichte Weite gewählt werden. Je höher der Druck in der Leitung io liegt, desto genauer arbeitet die Anlage ohne Zusatzfedern od. dgl., da die Differenz der an der Blende vorkommenden Drücke dieselbe bleibt, ihr Verhältnis zum absoluten Druck aber immer kleiner wird. Geringe Druckschwankungen in der Leitung io sind unbeachtlich. Bei größeren Druckschwankungen empfiehlt es sich, die lichte Weite der Blende 36 möglichst selbsttätig auf den jeweiligen Druck in der Leitung io abzustimmen. Wenn Schwingungen der Membran 34 zu befürchten sind, kann ein Dämpfungskolben4i vorgesehen werden.A similar effect can be achieved, for example, by a spring 38 on the other side of the membrane, which only presses on the membrane for as long the throughput is small and membrane 34 and piston valve 35 are not yet far from the rest position are removed, and which disengages at larger throughputs. In the rest position, the piston valves 31 and 35 are difficult to get tight, if - friction is to be avoided. But that is irrelevant as long as the leakage losses are less than the oxygen demand at the moment in which the shut-off valve 8 opens or closes. So far it has been tacitly assumed that there is 10 atmospheric pressure in the line. The control system works, however in the same way at any other fixed pressure in the line io, if the space 39 to the left of the membrane 29, which otherwise remains open, through the line 40 with the Line io is connected. A different clear width is required only for the diaphragm 36 to get voted. The higher the pressure in the line io, the more precisely it works the system without additional springs or the like, since the difference between those occurring on the diaphragm The pressure remains the same, but its relation to the absolute pressure becomes smaller and smaller. Small pressure fluctuations in the line io are irrelevant. With larger pressure fluctuations it is recommended that the clear width of the aperture 36 as automatically as possible on the to coordinate the respective pressure in the line OK. When vibrations of the diaphragm 34 are to be feared, a damping piston 4i can be provided.

Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Impulswandlers 4 nach Abb. 2. Am grundsätzlichen Aufbau ist nichts geändert. Lediglich die Membranen 28 und 29 in Abb. z sind durch die Paare 42 und 43 sowie 44 und 45 ersetzt, wobei 42 und 44 Kolben und 43 -und 45 Membranen sind.Fig. 3 shows another embodiment of the pulse converter 4 according to Fig. 2. Nothing has changed in the basic structure. Only the diaphragms 28 and 29 in Fig. Z have been replaced by the pairs 42 and 43 and 44 and 45, with 42 and 44 being pistons and 43 and 45 being diaphragms.

Hinzugekommen ist die Ablaufleitung 46 für den Leckkraftstoff. Wenn der Kolbenquerschnitt gleich den wirksamen Membranflächen gewählt wird, ändert sich an den Kraftverhältnissen nichts. Aber bei Undichtigkeiten kann keine gefährliche Öl-Sauerstoff-Mischung entstehen. Selbstverständlich können statt der Kolben 42 und 44 auch Membranen mit gleich großer wirksamer Fläche vorgesehen werden.The drain line 46 for the leak fuel has been added. if the piston cross-section is chosen to be equal to the effective membrane areas, changes nothing in the force relationships. But leaks cannot be dangerous An oil-oxygen mixture is created. Of course, instead of the pistons 42 and 44 membranes with an equally large effective area can also be provided.

Abb. 4 stellt den Sauerstoffregler 6 nach Abb. i mit den gleichen Bezeichnungen dar, wobei der von der Leitung 5 kommende Druck der Hilfskraft aber nicht mehr auf die Membran 18 wirkt, sondern auf den mit ihr kraftschlüssig verbundenen Kolben 47. Der Querschnitt des Kolbens 47 ist gleich der wirksamen Fläche der Membran 18, vermindert um den Querschnitt des Kolbens 2,1. Unter dieser Voraussetzung kann der Ausgleichskolben 2 1 ganz fortfallen. So ist bei unveränderten Kräfteverhältnissen auch hier die Möglichkeit einer innigen Berührung von Öl und Sauerstoff vermieden. Dabei ist aber kein zusätzlicher Kolben erforderlich. Die Ausführungsbeispiele zeigen die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung selbstverständlich nicht erschöpfend auf. Sie sind ausgewählt worden, weil sich an ihnen der Erfindungsgegenstand in besonders einfacher Form zeigen läßt.Fig. 4 shows the oxygen regulator 6 according to Fig. I with the same Designations are shown, with the pressure coming from the line 5 of the assistant but no longer acts on the membrane 18, but on the force-locking connected to it Piston 47. The cross section of the piston 47 is equal to the effective area of the membrane 18, reduced by the cross section of the piston 2.1. On this condition can the compensating piston 2 1 can be omitted entirely. This is the case with the balance of power unchanged here too the possibility of intimate contact between oil and oxygen is avoided. But no additional piston is required. The working examples naturally do not show the possible applications of the invention in an exhaustive manner on. They have been selected because they are the subject of the invention shows particularly simple form.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control system for controlling the oxygen supply in the case of internal combustion engines operated with exclusion of air, characterized in that that the oxygen supply is regulated by the amount of fuel that the engine each is fed.

2. Control system according to claim i, characterized in that that the fuel flow a device causing the oxygen flow directly or indirectly controls.

3. Control system according to claim i and 2, characterized characterized in that a pressure drop caused by the flowing fuel controls the device causing the oxygen throughput.

4 .. control system according to Claim 3, characterized in that the pressure gradient in the fuel line controls a pressure gradient in the oxygen line via an oxygen regulator.

5. Control system according to claim 4, characterized by such a design that the relationships between throughput and pressure gradient for fuel and oxygen the same law subject.

6. Control system according to claim 3 to 5, characterized by the activation an assistant, in particular in the form of pressurized fuel or Lubricant, or oxygen, between the gradient in the fuel line and the oxygen regulator.

7. Control system according to claim 6, characterized in that the force exerted by the auxiliary force on the controller is equal to the force counteracting it, power emanating from oxygen is made. B. control system according to claim i or the subclaims with a pressure fluid or a pressure gas as an assistant and a regulator in the manner of a pressure reducer, characterized in that the The pressure of the auxiliary medium is kept equal to that of the oxygen in front of its outlet opening is. G. Control system according to claim i or the subclaims, characterized in that that an influence of the pressure of the oxygen upstream of the regulator on the regulating forces If necessary, by installing a spring or the like. Avoided. ok Control system according to claim i or the subclaims, characterized in that the controller an oxygen shut-off valve is assigned, which is only opened automatically when the minimum speed of the machine has been reached or exceeded. ii. Control system according to claim i or the subclaims, characterized by one also in the Rest position not tight oxygen regulator, but its leakage is less is than the minimum requirement of the machine at the lowest load and lowest speed is equivalent to. 12. Control system according to claim io or ii, characterized in that the oxygen shut-off valve corresponds to the pressure in the fuel or lubricant line is subject to that it is kept open as long as a certain one, the minimum speed corresponding minimum pressure has been reached or exceeded. 13. Control system according to Claim i or the subclaims with liquid or gaseous auxiliary power and a regulator like a pressure reducer, characterized by such an arrangement, that the pressure of the oxygen in the regulator on the inlet cross-section is the regulating Forces can not influence or that him by a compensating piston or a Compensating membrane of the same effective area in the space filled by the auxiliary medium is counteracted. 14. Control system according to claim i or the subclaims, characterized by a membrane (or piston) connected to the pulse converter, which is acted upon by the pressure behind the oxygen outlet opening. 15. Control system according to claim i or the subclaims, characterized by an oxygen outlet, which allow the oxygen to flow out of the outlet opening at a supercritical pressure ratio leaves. 16. Control system according to claim i or the subclaims, characterized by a device that keeps the oxygen pressure in the regulator relatively higher for so long holds than a greater oxygen throughput is desired. 17. Control system according to claim 3 to 16, characterized in that the pressure drop in the fuel line is caused by capillaries in which there is laminar flow and that the Oxygen flows out of the outlet opening at a supercritical pressure ratio. 18th Control system according to one of Claims 3 to 14 and 16, characterized in that the pressure drop in the fuel line through a throttle or the resistance a line with turbulent flow is effected and that the oxygen with low Pressure gradient (up to around ioA / o of the absolute pressure) from the outlet opening flows. i9. Control system according to one of Claims 6 to 14, 16 and 18, characterized in that that the pressure of the oxygen in front of the outlet opening is slightly less than that of the auxiliary medium and that this difference increases with increasing throughput. 2o. Control system according to claims 6 to fg, characterized in that pistons or brows, the on the one hand by oxygen, on the other hand by fuel or lubricant are acted upon, by two pistons or diaphragms or by one piston each and a membrane, which are positively connected to one another, are replaced and the space between them is connected to the atmosphere. Considered Publications: U 11 m a n n, "Encyclopedia of Technical Chemistry", 2nd edition, 1934 7th vol., P. 338.