Gespülte und aufgeladene Kolbenbrennkraftmasehine. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gespülte und aufgeladene Kolben- brennkraftmaschine, deren Abgase über eine Turbine einen Verdichter antreiben. ,Sie be steht darin, dass die von diesem Verdichter geförderte, über den Atmosphärendruck ver dichtete Luft mindestens zum Spülen der Arbeitszylinder, und ein aus einem vom Spül luftraum durch steuerbare Organe trennbaren Raum zugeführtes gasförmiges Medium mit einem über dem .Spülluftdruck stehenden Druck zum Aufladen der Arbeitszylinder dienen.
Der von der Abgasturbine angetriebene Verdichter könnte aus einem einstufigen Ge bläse bestehen, das mit einem Druck von bei spielsweise 1,3 bis 1,4 ata Spülluft, Spülluft und Ladeluft oder Spülluft, Ladeluft und Nachladeluft liefert.
Ein über ein drehzahl erhöhendes Getriebe und eine hydraulische Kupplung mit der Kurbelwelle des Motors verbundener Hochdruck-Rotationslader könnte Luft von einem höheren Druck, beispiels weise 2,2 ata liefern, die als Aufladeluft für alle Belastungen oder nur für hohe Belastun gen dient, wobei er bei Erreichen einer ge wissen Belastungsgrenze automatisch ein und abschaltbar vorgesehen sein könnte. Statt eines Hochdruck-Rotationsladers könnte eine von der Motorkurbelwelle angetriebene Kolbenpumpe angeordnet werden.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind auf der beilie genden Zeichnung in den Fig. 1 bis 5 dar gestellt, und zwar zeigen sie je einen Teil einer Viertakt-Brennkraftmaschine (Fig. 1 bis 4) und einer Zweitaktmaschine (Fig. 5) in einem ,Schnitt durch die Zylinderachse, schematisch.
Gemäss Fig. 1 ist der Zylinder 1 einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit dem Zy linderkopf 2 abgeschlossen, in welchem das Einlassventil 3 und das Auspuffventil 4 an geordnet sind. Angeschlossen an die Aus puffventilkammer 5 ist die zur Abgasturbine 7 führende Abgasleitung 6.
Die Turbinen- welle 8 treibt das aus einer ersten Stufe 9 und einer zweiten Stufe 10 bestehende Ra- dialgebläse an, dessen erste Stufe die Luft aus der atmosphärischen Inngebung durch den Stutzen 11 ansaugt.
Über eine Leitung 12 ist die erste Verdichterstufe mit einem der Maschine entlangführenden Rohrbehälter 13 verbunden, von welchem für jeden Zylin der über je ein Rückschlagventil 14 eine Lei tung 15 in das Steuerschiebergehäuse 16 führt, in dessen Innern sich eine Dreh- oder Pendelklappe 17 befindet.
Das Schieber gehäuse 16 ist an die Leitung 18 angeschlos sen, welche am Zylinderkopf 2 befestigt und mit der Ansaugventilkammer 19 in Verbin dung steht. Über ein Rückschlagventil 20 ist die Leitung 18 mit dem Luftsaugstutzen 21 in Verbindung. Mittels der in ihm angeordne ten Regelklappe 22 wird die anzusaugende Luftmenge reguliert. An den Ansaugstutzen 21 ist ein Zweigstutzen 23 angesetzt und mit einer Regelklappe 24 versehen, durch den die regelbare Gasmenge eingeführt und mit der durch den Stutzen 21 einströmenden Luft ge mischt wird.
Von der zweiten Verdichterstufe 10 führt eine Leitung 25 zu einem Kühler 26, welcher über die mit einer Regulierklappe 27 ver sehene Verbindungsleitung 28 mit dem an der Maschine entlangführenden Rohrbehäl ter 29 in Verbindung steht, und an welchen mittels einzelner Leitungen 30 die Verbin dung zu den Steuerschiebergehäusen 16 her gestellt ist.
Bei der Inbetriebsetzung der im Viertakt arbeitenden Brennkraftmaschine verbleibt die Pendel- oder Drehklappe 17 in der Stellung b und trennt dadurch die zur Einla.ssventil- kammer 19 führende Leitung 18 von den Rohrbehältern 13 und 29. Die Abgasturbine 7 mit dem Gebläse 9, 10 befindet sieh noch im Stillstand, so dass in den Behältern 13 und 29 kein Überdruck vorhanden ist.
Die Ma schine läuft als normale, ungespülte Brenn- kraftmaschine ohne Aufladung an und saugt das mittels der Klappen 22 und 24 mengen mässig und in seiner Zusammensetzung regel bare Gasgemisch über das Rückschlagventil 20 und das Einlassventil 3 in die Arbeits zylinder 1.
Die über die Auslassventile 4 aus- strömenden Abgase gelangen über die Lei tung 6 zur Abgasturbine 7 und setzen die selbe und das Gebläse 9, 10 in Gang, so dass der Behälter 13 bezw. 29 mit aus der Atmo sphäre über den Stutzen 11 angesaugter Luft von beispielsweise 1,3 bezw. 2 ata aufgeladen wird. Durch eine an sich bekannte und in der Zeichnung nicht dargestellte Bewegungsüber- tragungs- und Kupplungsvorrichtung mit. dei- Masehinensteuerwelle wird das Steuerorgan 17 derart in Bewegung gebracht, dass die Arbeitszylinder gespült und geladen werden.
und zwar kann dies zweckmässig nach folgen dem Vorschlage der Fall sein: Im obern Totpunkt des Arbeitshubbegin- nes ist das Steuerorgan 17 in der Stellung b und die Ventile 3 und 4 sind geschlossen. Etwa 50 vor dem untern Totpunkt öffnet das Auslassventil 4, so dass das Ausströmen der Verbrennungsgase in die Leitung 6 und die Turbine 7 beginnt. Sobald der Kolben den untern Totpunkt durchläuft und gegen den obern Totpunkt sich bewegt, stösst er die Verbrennungsgase in die Leitung 6 aus.
Etwa 70" vor dem obern Totpunkt öffnet. das Ein lassventil 3, der Schieber 17 hat inzwischen auf die Stellung a gewechselt, so dass der Spülvorgang beginnt, während welchem die Spülluft beim Ventil 3 in den Zylinder 1 ein treten und diesen über das Ventil 4 durch die Leitung 6 verlassen. Ungefähr 70 nach dem obern Totpunkt. schliesst das Auslassven- til, und das Steuerorgan 17 gelangt in die Stellung b. Das Rückschlagventil 14 ver hindert hierbei das Eindringen von höher gespannter Luft aus dem Behälter 29 in den mit niedriger gespannter Luft geladenen Be hälter 13.
Durch die weitere Bewegung des Kolbens 31 nach dem untern Totpunkt ent steht Unterdruck im Zylinder 1, so dass über das Rüekschlagventil 20 ein durch die Stut zen 21 und 23 angesaugtes überreiches Gas gemisch durch die Kammer 19 in den Zylin der 1 gesaugt wird. Etwas vor dem untern Totpunkt gelangt das Steuerorgan 17 in die Stellung c, so dass aus dem Behälter 29 hoch gespannte Luft in den Zylinder 1 strömt, diesen auflädt. und das richtige Gemischver- hältnis bildet.
Ungefähr 65 nach dem untern Totpunkt schliesst das Einlassventil 3, und das Steuerorgan 17 gelangt in die Stellung a. Bei geschlossenen Ventilen 3, 4 wird der Ver dichtungshub beendet, um im Bereiche des obern Totpunktes den beschriebenen Zyklus von neuem zu beginnen.
Sofern zur Aufladung Druckbrenngas von etwas höherer Spannung (zum Beispiel 30 mm W. S.) als jene der <B>Spül-</B> und Ver brennungsluft zur Verfügung steht, können die Steuerungs- und Leitungsorgane zur Ansaugventilkammer 19 gemäss Fig.2 aus gebildet sein.
Die mit einem nicht dargestell ten Verdichter verbundene Spülluftleitung 12 führt in den längs der Maschine entlanglau fenden Behälter 13. Von diesem zweigen für jeden Arbeitszylinder 1 über je ein Rück schlagventil 14 eine Verbindungsleitung 15 zu je einem :Steuerschiebergehäuse 16 ab, in welchem ein Steuerorgan 17 angeordnet ist und welches Gehäuse über die am Zylinder kopf 2 angeschlossene Leitung 18 mit der Einlassventilkammer 19 in Verbindung steht. Die Zuführungsleitung 28 für das Druckgas ist an den längs der Maschine entlanglaufen den Behälter 2,9 angeschlossen.
Von diesem zweigt die mit einer Regelklappe 27' ausge rüstete Verbindungsleitung 30 zu dem Steuer schiebergehKuse 16 ab.
Beim Anlauf arbeitet die Maschine ohne Frischluftspülung, weil die mit dem Gebläse gekuppelte Abgasturbine vorerst keine Lei stung abgibt. Im Betriebe, d. h. bei Vorhan densein der notwendigen Spülluft mit einem Druck von beispielsweise 1,3 ata kann eine zweckmässige Maschinensteuerung mittels der beschriebenen Einrichtung nach folgendem Vorschlage vor sich gehen: Im Arbeitshub öffnet vor Erreichen des untern Totpunktes, z. B. etwa 50 vorher, das Auslassventil und leitet die Vorausströmung ein.
Bei zunächst noch geschlossenem Einlass- ventil 3 befindet sich das Steuerorgan 17 in Stellung a. Vor dem obern Totpunkt, z. B. etwa 70 vorher, öffnet das Einlassventil 3, und die Spülluft strömt über die Leitung 18 in den Zylinder 1 und zum Auslassventil hin- aus in die mit der Abgasturbine verbundene Auslassleitung. Nach Durchlaufen des obern Totpunktes, z.
B. etwa 70 nachher, schliesst das Auslassventil. Einige Grade nach dem Schliessen des Auslassventils gelangt das Steuerorgan 17 in die Stellung c, so dass nun das um beispielsweise 30 mm W. S. höher als die Spülluft gespannte Druckgas in den Zy linder 1 einströmt, wobei die gewünschte Ge mischbildung mittels der Klappe 27' erzielt wird. Wenige Grade nach dem untern Tot punkt schliesst das Einlassventil 3,
das Steuer organ 17 geht wieder in die Stellung a und der Verdichtungshub beginnt, um im obern Totpunkt den Zyklus zu wiederholen.
In Fig. 3 der Zeichnung ist eine Anord nung gezeigt, bei welcher an Stelle eines Druckgasbehälters 29 (Fig. 2) eine zu einem Radial-Gaskompressor führende Leitung 31 vorgesehen ist, welche in einen mit dem Steuerschiebergehäuse 16 verbundenen Misch stutzen 32 einmündet, in den ebenfalls die von der Spülluftleitung 12 abzweigende Lei tung 33. eingeführt ist.
Mittels der in der Leitung 31 angeordneten Steuerklappe 34 wird das Brenngas und mit der in der Ver bindungsleitung 33 vorgesehenen Steuer klappe 35 die Mischluftmenge reguliert. Die Leitung 12 führt in den längs der Maschine entlanglaufenden Spülluftbehälter 13, der je Zylinder über ein Rückschlagventil 14 und die Leitung 15 mit dem ,Steuerschieber gehäuse 16 verbunden ist.
Die Steuerbewe gungen erfolgen in einer entsprechend für die Anordnung gemäss Fig. 2, beschriebenen Weise, wobei statt Druckgas das im Misch stutzen 32 gebildete Gasgemisch zur Ruf ladung verwendet wird, welches aus dem der Leitung 31 entströmenden Gas und der über die Leitung 3ss einströmenden Frischluft be steht.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dar gestellt, dessen Behälter 29 statt mit Druck gas, wie in Fig. 2 vorgesehen, mit Auflade luft von zirka 2 ata gespiesen wird. Das Druckgas gelangt über die mit einer Regel klappe 36 ausgerüstete Leitung 37 und das Doppeltellerventil 38 in die Einlassventilkam- mer 19, in welcher die i#Tischung mit der aus den Behältern 13 und 29 ausströmenden Frischluft erfolgt, um als Gas-Luft-Gemisch in die Zylinder 1 zu strömen.
Das Doppeltel- lerventil 38 wird mittels eines an sich be kannten, in der Fig. 4 nicht dargestellten Doppelhubnockens gesteuert, derart dass für den Gaseintritt aus der Leitung 37 in die Kammer 19 und für den Gemischeintritt aus der Kammer 19 in den Zylinder 1 während des Aufladens der grössere Ventilhub sich einstellt, während die Durchspülung mit Frischluft beim kleineren Ventilhub, bei dem der Gaseinlass geschlossen bleibt, erfolgt.
Die Maschine kann nach folgendem Ver fahren betrieben werden: Der Arbeitshub steht unter Vorauslass, indem das Ausla.ssven- til z. B. bei zirka 50 vor Erreichen der untern Totpunktstellung öffnet. Vor Erreichen der obern Totpunktstellung, z.
B. 70 vorher, ist das Steuerorgan 17 in Stellung a, und das Ventil 38 öffnet in die kleine Hubstellung 38a, so dass die über das Rückschlagventil 14 aus dem Behälter 13 strömende Spülluft in den Zylinder 1 gelangt und zusammen mit den Verbrennungsgasen in den Auslass ent- weicht. Nach Durchlaufen des obern Tot punktes, z. B. zirka. 70 nachher, schliesst das Auslassventil, das Steuerorgan 17 gelangt in Stellung c und das Einlassventil 38 öffnet ganz. Die aus dem Behälter 29, z.
B. auf 2 ata gespannte Aufladeluft gelangt in die Kam mer 19, wo sie mit dem zur Leitung 37 ein strömenden Gas sich mischt und den Zylin der 1 füllt. Ungefähr im untern Totpunkt schliesst das Ventil 38. Durch den Umstand, dass der Gaseintritt in die Kammer 19 etwas früher geschlossen wird, als der Gemischein tritt in den Zylinder, wird erreicht, dass bei völligem Schluss des Einlassventils 38 reine Luft in der Kammer 19 zurückbleibt, so dass diese und nicht Gas-Luft-Gemisch bei Ein leitung des folgenden Spülvorganges in den Zylinder und die Auslassleitung gelangt, wo durch eine Treibstoffersparnis erzielt wird.
In Fig. 5 bezeichnet 1 den Zylinder und la die Spül- und Ladeschlitze einer Zwei.- takt-Gasmaschine. An diese angeschlossen ist ein Stutzen 18, welcher in den Spülluftbehäl- ter 13 hineinragt und an seinem freien Ende mit einem Rückschlagventil 14 ausgerüstet ist.
Der durch eine Zwischenwand 29a vom Spülluftbehälter 13 getrennte Aufladeluft- behälter 29 kommuniziert über eine ein Dros selorgan 41 aufweisende Verbindungsleitung 40 mit der Dsischkammer 42, deren Gehäuse 43 über ein Doppeltellerventil 44 mit dem Stutzen 18 in Verbindung steht.
Am 3lZiseh- gehäuse 43 ist ein der Gaszufuhr und Ventil führung dienender Zylinder 45 angeschlossen Der Ventilsitz 46 des die Gaszuführung steuernden Ventiltellers 44b ist mittels des Reglergestä.nges innerhalb des Gehäuses 43 in Richtung der Achse des Ventils 44 ver schiebbar angeordnet. Mittels des auf einer Steuerwelle sitzenden Nockens 48 und des Kipphebelsy stems 49 erfolgt die zusätzliche Steuerung des Doppeltellerventils 44.
Die Betriebsweise geht zweckmässig fol gendermassen vor sich: Der Expansionshub steht unter Vorauslass. Durch die vom Ar beitskolben abgedeckten Einlassschlitze 1a können die Verbrennungsgase infolge des Rückschlagventils 14 und des geschlossenen Ventils 44 nicht entweichen. Sobald der Ar beitskolben vor Erreichen des untern Tot punktes die Auslassschlitze 50 abdeckt und im Arbeitsraum des Zylinders 1 der Druck unter denjenigen, z.
B. 1,15 ata betragenden, des Spülluftbehälters 13 absinkt, strömt Spül luft über das Rücksehlagventil 14 und die Verbindungsleitung 18 zu den Schlitzen la in den Arbeitszylinder 1 ein und treibt die Verbrennungsgase zu den gleichfalls abge- deekten Auslassschlitzen 50 in die nicht ge zeichnete Auslassleitung und die Abgas turbine.
Während der Arbeitskolben den untern Totpunkt durchlaufen hat und zur Deckung der Auslassschlitze 50 gelangt, öffnet das Ventil 44. Ein Gemisch von Aufladeluft, die aus dem z. B. unter einem Druck von 1,5 ata stehenden Aufladeluftbehälter 29 in die Kammer 42 einströmt, und von Gas, das z. B. unter einem Druck von 1,5 ata plus 30 mm W.
S. steht, und über den offenen Ventil- Celler 44b in die Kammer 42 gelangt, strömt zum offenen Ventilteller 44a in den Stutzen 18 und durch die Einlassschlitze la in den Zylinder 1.
Kurz bevor der Arbeitskolben 51 die Einlassschlitze 1a deckt, wird durch das mit der Maschinenkurbelwelle wirkungsver bundene Gestänge 47 der Ventilsitz 46 ver schoben und der Gaseintritt verschlossen, so dass nur noch reine Aufladeluft nachströmt und eine Aufladewirkung erzeugt, wobei gleidhzeitig_verhindert wird,
dass bei völliger Deckung der Einlassschlitze la ein Gemisch von Aufladeluft und Aufladegas im Stutzen 18 verbleibt. Während der Arbeitskolben den Verdichtungshub vollzieht, schliesst das Ven til 44 den Aufladeluft- und Gaszutritt, so dass gegen Ende des Expansionshubes die Spülung von neuem beginnen kann. Die wäh rend des Betriebes benötigte .Spülluft wird von einem von den Verbrennungsgasen ange triebenen Turbogebläse geliefert.
Die unter einer höheren als der Spülluftpressung ste hende Aufladeluft könnte von einer zweiten Stufe eines solchen Gebläses geliefert wer den, oder aber von einer durch die Kurbel welle angetriebenen Kolbenpumpe, oder von einem Gebläse, da über ein drehzahlerhöhen des Getriebe mit der Kurbelwelle verbunden ist. Anstatt für die ,Steuerung des Brenn kraftgemisches und der Aufladeluft ein Ven til 44 zu verwenden, könnte ein hin.- und er schwingender oder rotierender, mit der Kurbelwellenbewegung wirkungsverbundener Schieber vorgesehen sein.
Das Anlassen des im Zweitaktverfahren arbeitenden Gasmotors könnte mittels eines Anwurfmotors-, mittels Druckluft und Um stellung auf das Dieselverfahren oder mittels einer andern. bekannten Anlassmethode ge schehen, wozu der Gasmotor mit entsprechen den Hilfseinrichtungen an sich bekannter Art zu versehen ist.
Die Kolbenbrennkraftmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung kann derart aus gebildet sein, dass sie als Dieselmotor, als Gasmotor mit Strahlzündung (Zweistoffver- fahren) oder als Gasmotor mit Funkenzün dung betrieben werden kann.
Flushed and charged piston engine. The present invention relates to a scavenged and supercharged piston internal combustion engine, the exhaust gases of which drive a compressor via a turbine. It consists in the fact that the air conveyed by this compressor and compressed above atmospheric pressure at least for flushing the working cylinder and a gaseous medium supplied from a space separable from the flushing air space by controllable organs with a pressure above the .Spülluftdruck for charging serve the working cylinder.
The compressor driven by the exhaust gas turbine could consist of a single-stage blower that delivers scavenging air, scavenging air and charge air or scavenging air, charge air and recharge air at a pressure of, for example, 1.3 to 1.4 ata.
A high-pressure rotary charger connected to the crankshaft of the engine via a speed-increasing gearbox and a hydraulic clutch could deliver air of a higher pressure, e.g. 2.2 ata, which serves as supercharging air for all loads or only for high loads, whereby it is used on reaching a certain load limit could be provided automatically on and off. Instead of a high-pressure rotary charger, a piston pump driven by the engine crankshaft could be arranged.
For example, embodiments of the subject matter of the invention are shown on the accompanying drawing in FIGS. 1 to 5, each showing a part of a four-stroke internal combustion engine (Fig. 1 to 4) and a two-stroke engine (Fig. 5) in a section through the cylinder axis, schematically.
According to Fig. 1, the cylinder 1 of a four-stroke internal combustion engine is completed with the cylinder head 2 Zy, in which the inlet valve 3 and the exhaust valve 4 are arranged. The exhaust gas line 6 leading to the exhaust gas turbine 7 is connected to the exhaust valve chamber 5.
The turbine shaft 8 drives the radial fan consisting of a first stage 9 and a second stage 10, the first stage of which sucks in the air from the atmospheric interior through the nozzle 11.
Via a line 12, the first compressor stage is connected to a pipe container 13 leading along the machine, from which a line 15 leads into the spool valve housing 16 for each cylinder via a check valve 14, inside which there is a rotary or pendulum flap 17.
The slide housing 16 is ruled out on the line 18, which is attached to the cylinder head 2 and is in connec tion with the intake valve chamber 19. The line 18 is connected to the air suction port 21 via a check valve 20. By means of the regulating flap 22 arranged in it, the amount of air to be sucked in is regulated. At the intake port 21, a branch pipe 23 is attached and provided with a control flap 24 through which the controllable amount of gas is introduced and mixed with the air flowing through the port 21 ge.
From the second compressor stage 10 a line 25 leads to a cooler 26, which is connected via the connecting line 28 provided with a regulating flap 27 to the Rohrbehäl ter 29 running along the machine, and to which the connec tion to the by means of individual lines 30 Control valve housings 16 is made ago.
When the four-stroke internal combustion engine is started up, the pendulum or rotary flap 17 remains in position b and thereby separates the line 18 leading to the inlet valve chamber 19 from the pipe containers 13 and 29. The exhaust gas turbine 7 with the fan 9, 10 is located see still at a standstill, so that there is no overpressure in the containers 13 and 29.
The machine starts up as a normal, unflushed internal combustion engine without supercharging and sucks the gas mixture, which can be regulated in quantity and composition by means of the flaps 22 and 24, via the check valve 20 and the inlet valve 3 into the working cylinder 1.
The exhaust gases flowing out via the outlet valves 4 reach the exhaust gas turbine 7 via the line 6 and set the same and the blower 9, 10 in motion so that the container 13 or 29 with from the Atmo sphere via the nozzle 11 sucked air of, for example, 1.3 respectively. 2 ata is charged. With a motion transfer and coupling device known per se and not shown in the drawing. The control element 17 is set in motion by the machine control shaft in such a way that the working cylinders are flushed and loaded.
and this can be the case appropriately according to the proposal: In the top dead center of the start of the working stroke, the control element 17 is in position b and the valves 3 and 4 are closed. About 50 before bottom dead center, the outlet valve 4 opens so that the combustion gases begin to flow out into the line 6 and the turbine 7. As soon as the piston passes bottom dead center and moves towards top dead center, it expels the combustion gases into line 6.
About 70 "before top dead center opens. The inlet valve 3, the slide 17 has meanwhile changed to position a, so that the flushing process begins, during which the flushing air enters the cylinder 1 at valve 3 and this via valve 4 through the line 6. About 70 after top dead center, the outlet valve closes and the control element 17 moves to position B. The non-return valve 14 prevents the penetration of higher-tension air from the container 29 into the lower-tension air Air loaded container 13.
The further movement of the piston 31 after bottom dead center creates a vacuum in the cylinder 1, so that an excess gas mixture sucked in through the stubs 21 and 23 is sucked through the chamber 19 into the cylinder 1 via the check valve 20. A little before the bottom dead center, the control element 17 reaches the position c, so that highly tensioned air flows from the container 29 into the cylinder 1 and charges it. and forms the correct mixture ratio.
Approximately 65 after the bottom dead center, the inlet valve 3 closes and the control element 17 moves into position a. When the valves 3, 4 are closed, the compression stroke is terminated in order to start the cycle described again in the area of top dead center.
If pressurized combustion gas of a slightly higher voltage (for example 30 mm water column) than that of the rinsing and combustion air is available for charging, the control and line elements for the suction valve chamber 19 can be formed according to FIG .
The scavenging air line 12, which is connected to a compressor not shown, leads into the container 13 running along the machine. From this, a connecting line 15 for each working cylinder 1 via a non-return valve 14 to one: control slide housing 16, in which a control element 17 branches off and which housing is connected to the inlet valve chamber 19 via the line 18 connected to the cylinder head 2. The supply line 28 for the pressurized gas is connected to the container 2.9 along the length of the machine.
From this, the connecting line 30, equipped with a regulating flap 27 ', branches off to the control valve housing 16.
When it starts up, the machine works without fresh air purging because the exhaust gas turbine coupled with the fan does not produce any power for the time being. In the company, d. H. in the presence of the necessary purge air at a pressure of, for example, 1.3 ata, an appropriate machine control using the device described can proceed according to the following proposal: B. about 50 before, the exhaust valve and initiates the pre-flow.
When the inlet valve 3 is initially still closed, the control element 17 is in position a. Before the top dead center, z. B. about 70 beforehand, the inlet valve 3 opens, and the scavenging air flows via the line 18 into the cylinder 1 and out to the outlet valve into the outlet line connected to the exhaust gas turbine. After passing through the top dead center, z.
B. about 70 afterwards, the exhaust valve closes. A few degrees after closing the outlet valve, the control element 17 moves into position c, so that the compressed gas, which is, for example, 30 mm WS higher than the purge air, flows into the cylinder 1, the desired mixture formation being achieved by means of the flap 27 ' . A few degrees after the bottom dead center closes the inlet valve 3,
the control organ 17 goes back to position a and the compression stroke begins to repeat the cycle in top dead center.
In Fig. 3 of the drawing an arrangement is shown in which instead of a pressurized gas container 29 (Fig. 2) a leading to a radial gas compressor line 31 is provided, which opens into a connection with the valve spool housing 16 mixing 32, in which also branches off from the scavenging air line 12 Lei device 33. is introduced.
By means of the control flap 34 arranged in the line 31, the fuel gas and with the control flap 35 provided in the connection line 33, the amount of mixed air is regulated. The line 12 leads into the purge air tank 13 which runs along the machine and which is connected to the control slide housing 16 via a check valve 14 and the line 15 for each cylinder.
The Steuerbewe movements take place in a corresponding manner for the arrangement according to FIG. 2, described, instead of pressurized gas, the gas mixture formed in the mixing nozzle 32 is used for the call charge, which is from the gas flowing out of the line 31 and the fresh air flowing in via the line 3ss consists.
In Fig. 4, an embodiment is shown, the container 29 instead of pressurized gas, as provided in Fig. 2, is fed with charging air of about 2 ata. The pressurized gas reaches the inlet valve chamber 19 via the line 37 equipped with a control flap 36 and the double disk valve 38, in which the fresh air flowing out of the containers 13 and 29 is supplied to the inlet valve chamber as a gas-air mixture the cylinder 1 to flow.
The double-plate valve 38 is controlled by means of a known double-stroke cam, not shown in FIG. 4, in such a way that for the gas entry from the line 37 into the chamber 19 and for the mixture entry from the chamber 19 into the cylinder 1 during the When charging, the larger valve lift occurs, while the flushing with fresh air takes place during the smaller valve lift, during which the gas inlet remains closed.
The machine can be operated according to the following procedure: The working stroke is under pre-discharge by opening the discharge valve e.g. B. opens at about 50 before reaching the bottom dead center position. Before reaching the top dead center position, z.
B. 70 before, the control member 17 is in position a, and the valve 38 opens in the small stroke position 38a, so that the scavenging air flowing out of the container 13 via the check valve 14 reaches the cylinder 1 and together with the combustion gases into the outlet escapes. After going through the upper dead point, z. B. approx. 70 afterwards, the outlet valve closes, the control element 17 reaches position c and the inlet valve 38 opens completely. The from the container 29, for.
B. to 2 ata charged air enters the Kam mer 19, where it mixes with the gas flowing to the line 37 and the cylinder 1 fills. The valve 38 closes approximately at bottom dead center. The fact that the gas inlet into the chamber 19 is closed a little earlier than the mixture enters the cylinder means that when the inlet valve 38 is completely closed, pure air remains in the chamber 19 so that this and not the gas-air mixture reaches the cylinder and the outlet line when the following flushing process is initiated, which results in fuel savings.
In Fig. 5, 1 denotes the cylinder and la the flushing and loading slots of a two-stroke gas engine. Connected to this is a connecting piece 18 which protrudes into the scavenging air container 13 and is equipped with a check valve 14 at its free end.
The supercharged air container 29, separated from the purge air container 13 by an intermediate wall 29a, communicates via a connecting line 40 having a throttle element 41 with the nozzle chamber 42, the housing 43 of which is connected to the nozzle 18 via a double disk valve 44.
A cylinder 45 serving for gas supply and valve guidance is connected to the 3lZise housing 43. The valve seat 46 of the valve disk 44b controlling the gas supply is arranged within the housing 43 in the direction of the axis of the valve 44 by means of the regulator linkage. The double disk valve 44 is additionally controlled by means of the cam 48, which is seated on a control shaft, and the rocker arm system 49.
The operating mode is expediently proceeded as follows: The expansion stroke is under discharge. As a result of the check valve 14 and the closed valve 44, the combustion gases cannot escape through the inlet slits 1 a covered by the working piston. As soon as the Ar beitskolben before reaching the bottom dead point covers the outlet slots 50 and in the working chamber of the cylinder 1, the pressure below that, for.
B. 1.15 ata, the scavenging air tank 13 drops, scavenging air flows through the backlash valve 14 and the connecting line 18 to the slots la in the working cylinder 1 and drives the combustion gases to the also covered outlet slots 50 in the not drawn ge Outlet pipe and the exhaust turbine.
While the working piston has passed the bottom dead center and reaches the cover of the outlet slots 50, the valve 44 opens. A mixture of supercharging air, which from the z. B. under a pressure of 1.5 ata charging air tank 29 flows into the chamber 42, and of gas that z. B. under a pressure of 1.5 ata plus 30 mm W.
S. stands, and reaches the chamber 42 via the open valve cell 44b, flows to the open valve disk 44a into the connector 18 and through the inlet slots la into the cylinder 1.
Shortly before the working piston 51 covers the inlet slots 1a, the valve seat 46 is displaced and the gas inlet closed by the linkage 47, which is functionally connected to the machine crankshaft, so that only pure supercharging air flows in and a supercharging effect is generated, which is also prevented,
that when the inlet slots 1 a are completely covered, a mixture of supercharging air and supercharging gas remains in the connector 18. While the working piston completes the compression stroke, the valve 44 closes the charge air and gas inlet so that the purging can begin again towards the end of the expansion stroke. The purging air required during operation is supplied by a turbo fan driven by the combustion gases.
The boost air standing under a higher than the scavenging air pressure could be supplied by a second stage of such a fan, or by a piston pump driven by the crankshaft, or by a fan, as it is connected to the crankshaft by increasing the speed of the transmission. Instead of using a valve 44 for controlling the internal combustion and the supercharging air, a back and forth oscillating or rotating slide that is functionally connected to the crankshaft movement could be provided.
The starting of the gas engine, which works in the two-stroke process, could be by means of a starter motor, compressed air and switching to the diesel process or by means of another. known starting method ge happen, for which the gas engine is to be provided with the corresponding auxiliary equipment of a known type.
The piston internal combustion engine according to the present invention can be designed in such a way that it can be operated as a diesel engine, as a gas engine with jet ignition (two-fuel process) or as a gas engine with spark ignition.