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Verbrennungskraftmaschinen, bei denen der Brennstoff am Ende des Verdichtungshubes in die vorher hoch verdichtete und erhitzte Zylinderladung eingeführt wird und sich an ihr entzündet, haben zwar hohen thermischen Wirkungsgrad ; infolge der hohen Temperaturen und Drücke wird aber die Zylinderwandung stark beansprucht, und das nur unvollkommen ausgenutzte Getriebe ergibt einen ungünstigen mechanischen Wirkungsgrad und hohe Kosten der Maschine.
Es ist nun bekannt, das genannte Arbeitsverfahren mit Verdichtungszündung in einer Maschine mit freiliegenden gegenläufigen Kolben, die mit Hilfe eines während der Arbeitshübe der Maschine aufzuladenden Energiespeiehers einwärts bewegt werden, durchzuführen.
Nach der Erfindung kommen bei solchen Freiflugkolbenmasrhinen ein weit grösseres Verdichtung-
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wirtschaftlich möglich ist, zur Verwendung, u. zw. soll der Verdichtungsenddruck mindestens 50 Atm. betragen. Dies gibt wieder die Möglichkeit zu einer weit günstigeren thermischen Ausnutzung des Brenn- stoffes, weil jetzt die weit getriebene Ausdehnung infolge Wegfalls des hiebei ungünstig ausgenutzten Kurbeltriebwerkes ohne erhebliche mechanische Reibungsverluste durchführbar ist.
Wertvoll für die
Erfindung ist auch der Umstand, dass infolge der hohen Anfangsdrücke der Verbrennung die Flugmasaen schnell eine hohe Geschwindigkeit erhalten, so dass der hohe Druck und die hohen Temperaturen nur sehr kurze Zeit andauern, die Wärmeverluste also klein werden und auch die Wärmeeinwirkungen auf die
Zylinderwand hinsichtlich Schmierung und Wandfestigkeit trotz der hohen Drücke in technisch be- herrschbaren Grenzen bleiben. Zur besonders sicheren Beherrschung dieser Wärmewirkungen können ferner Vorkehrungen getroffen sein, durch die der RÜckhub aussergewöhnlich verlangsamt wird, um so dem Zylinder Zeit zur Wärmeverteilung zu geben.
Endlich umfasst die Erfindung auch Vorrichtungen, die jede erforderliche Art der Brennstoffeinspritzung, auch während und nach der Durcbsehreitung der inneren Kolbentotlage, ermöglichen. Eine Vonichtung letztgenannter Art kann in einem Energiespeicher bestehen, der durch die Arbeitskolbenbewegung aufgeladen und am Hubende zum Zweck der Betätigung der Einspritzvorrichtung entladen wird. Der Energiespeicher kann statischer Art (z. B. Druckluft be- lasteter Kolben oder Feder) oder dynamischer Art (bewegte Masse) sein.
Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles, u. zw. ist hiebei die besondere vorteilhafte Bauart einer Maschine mit gegenläufigen Massen im Längsschnitt dargestellt ; Fig. 2 zeigt in Ansicht eine Sondereinrichtung für die Steuerung der Brennstoffzufuhr.
Die Maschine nach Fig. 1. besteht aus einem Arbeitszylinder 1 mit den beiden Arbeitskolben 2 und 3, die je einen Verdichterkolben 4 und 5 in den zugehörigen Verdichterzylindern 6 und 7 unmittelbar antreiben. Jeder Verdichter erhält Luft oder Gas aus einer Saugleitung 40 bzw. 41 und gibt das ver- dichtete Mittel in eine Druckleitung 42 bzw. 43 zur weiteren Verwendung, z. B. an Druckluftkraft- maschinen ab, die so die Leistung der Verbrennungskraftmaschine durch Vermittlung der Druckluft
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Zahnstangenpaar 14 bzw. 15 ausgestattet, die an die eine Masse durch ein Querhaupt 17, an die andere Masse mittels des Spülpumpenkolbens 8 angeschlossen sind.
Die Zahnstangen greifen paarweise in-am Maschinengestell gelagerte Zahnräder 16 ein, wodurch die zwangläufige Abhängigkeit der Bewegung der beiden Flugmassen voneinander gesichert ist.
Zur Speisung der Maschine mit flüssigem Brennstoff dient eine Brennstoffpumpe, deren Kolben 22 sich unter Wirkung der Feder 23 auf den Schwinghebel 24 stützt, der in einem Gelenk 25 gelagert ist und eine Rolle 26 trägt. Auf einer der Zahnstangen 14 ist ein Nocken 27 in solcher Lage vorgesehen, dass der Hebel 24 und somit der Pumpenkolben 22 angehoben werden, sobald die Arbeitskolben 2, 3 in der Nähe ihrer inneren Totlage angelangt sind. Die Pumpe fördert den Brennstoff durch eine Leitung 30 zur Ein- spritzdüse-M, durch die er fein zerstäubt in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Der Hebel 24 ist mit seinem Ende 25 nicht fest, sondern an einem verschiebbaren Stein 28 gelagert, dessen Stellung durch eine Schraubenspindel 29 von Hand oder von einem Regler eingestellt werden kann.
Dadurch ist eine Veränderung des wirksamen Pumpenhubes und der eingespritzten Brennstoffmenge entsprechend der jeweils erforderlichen Leistung ermöglicht. An Stelle der unmittelbaren, ausschliesslich durch die Pumpe gesteuerten Brennstoffeinspritzung kann auch Brennstoffeinblasung mittels Druckluft Verwendung finden ; der Nocken 2"1 hat dann statt der Pumpe das Einblaseventil zu bewegen.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende : Bei der in der Zeichnung dargestellten äusseren
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Luft gefüllt. In den Toträumen der beiden Verdichter befindet sich noch Druckluft, die sich nunmehr wieder ausdehnt und dabei die Kolben 2,3 einander nähert, wodurch diese zunächst die Schlitze 11, 12 abschliessen und dann die so eingeschlossene Luft unter Ausnutzung der Ausdehnungsarbeit der in den Verdichterzylindern befindlichen Luft bis über die Zündtemperatur des Brennstoffes verdichten.
Will man die Verdichtung der Luft im Verbrennungszylinder verhältnismässig langsam durchführen, um den Wärmeausgleich der Arbeitszylinderwandungen zu fördern, so kann dies durch Wahl eines geringen Druck- verhältnisses und eines grossen schädlichen Raumes in den Verdiehterzylindern geschehen, da dann die
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druck in der Saugleitung arbeiten, z. B. bei sogenannten Kreislaufluftanlagen, kann auch der Saugleitung- druck die Kolbenrückführung bewirken. Hiebei werden die Flugmassen während des ganzen Hubes nahezu gleichmässig beschleunigt, so dass besonders hohe Anfangsbeschleunigung unnötig und entsprechend lang- samerer Rüekhub durchführbar wird.
Sobald die Kolben 2,3 nahe an ihre innerste Totlage gelangt sind, läuft die Rolle 26 auf den Nocken 27 auf und bewirkt die Einspritzung des Brennstoffes, der sich an der im Zylinder hoch verdichteten Luft entzündet, worauf der Arbeitshub erfolgt. Die Brennstoffzufuhr dauert noch an, wenn die Kolben 2,3 bereits beginnen, sich wieder auseinander zu bewegen, da infolge der elastischen Nachwirkung des stark zusammengepressten Brennstoffes die Einspritzung länger als die
Förderbewegung der Pumpe anhält.
Da zu Beginn des Hubes in den Verdichtungszylindern der Widerstand noch gering ist, wird fast die ganze Arbeitsfähigkeit der Verbrennungsgase zunächst in Massen- beschleunigung umgesetzt, so dass die Kolben sehr rasch eine hohe Geschwindigkeit annehmen und dem- entsprechend eine schnelle Ausdehnung, also rasche Druck-und Temperaturabnahme der heissen Gase, erfolgt. Bei dieser Auswärtsbewegung der Arbeitskolben wird auch der Nocken 27 wieder von der Rolle 26 weggezogen, der Hebel 24 senkt sich und der Pumpenkolben 22 vollführt hiebei den Ansaughub, so dass i frischer Brennstoff für den nächsten Arbeitshub der Maschine zur Verfügung steht.
Durch den Gegen- druck in den Verdichtungszylindern wird die Bewegung der Kolben 2 und 2 verlangsamt, gegen Ende des Hubes öffnet Kolben 3 die Auspuffschlitze 12 und kurz darauf Kolben 2 die Spülschlitze 11. Da inzwischen auch die Pumpe 8 den Spülluftbehälter 20 wieder aufgefüllt hat, kann nunmehr wieder eine
Spülung eintreten und das Spiel von neuem beginnen. Sowohl die Verdichtungsarbeit wie auch die Rück- führungsarbeit können bei einer solchen Maschine auch nach einer Seite abgeben bzw. von einer Seite her geleistet werden ; es hat dann die Arbeitsübertragung durch das Ausgleichsgestänge stattzufinden.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung des Brennstoffpumpennockens, die auch noch beim Stillstand der
Arbeitskolben und bei Beginn ihres Arbeitshubes eine Arbeitsabgabe zur Betätigung der Einspritzvor- richtung ermöglicht. Zu diesem Zweck ist der Nockenkörper 27 verschiebbar auf der Zahnstange 14 gelagert und nur durch eine Feder 32 mit dieser verbunden. Bei der starken Verzögerung, die der Arbeits- kolben und mit ihm die Zahnstange 14 bei Erreichung der inneren Totlage erfährt, will die Masse des
Nockens 27 ihre Geschwindigkeit beibehalten und bewegt sich deshalb unter Anspannung der Feder 32 noch so lange in der alten Richtung weiter, bis die Federspannung der Massenkraft des Nockens das
Gleichgewicht hält, was in der Regel erst nach Umkehr der Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens bzw.
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