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Viertaktbrennkraftmasclline.
Bei den bekannten Viertaktbrennkraftmaschinen entstehen insbesondere bei höheren Belastungen
Schwierigkeiten, die auf ungenügende Füllung des Zylinders zurückzuführen sind. Zweck vorliegender Erfindung ist es nun, diesen Übelstand zu beheben,
Die Brennkraftmaschine nach vorliegender Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ihr Kolben über einen Lenkarm mit zwei Kurbeln verschiedener Drehzahlen verbunden ist, und dadurch so bewegt wird, dass während vier Arbeitstakte die oberste und unterste Totpunktlage nur einmal erreicht wird, wobei im Gebiet der untersten Totpunktlage das Auspuffen stattfindet und der Einlass so gesteuert ist, dass er erst, wenn der Kolben die unterste Totpunktlage überschritten hat, beginnt und so nur unter Druck stattfinden kann ;
hiebei führt während der Einlassperiode der Kolben infolge der Lenkeranordnung eine kleine Bewegung um eine mittlere Totpunktlage aus.
Zweckmässig werden der Einlass von einem Abschlussorgan und der Auspuff nur durch die Kolbenbewegung derart gesteuert, dass die Einlassperiode sich über einen Kurbelwinkel von mehr als 270 und die Auspuffperiode sich über einen Kurbelwinkel von mindestens 1700 jener Kurbelwelle erstrecken, die zwischen zwei Verbrennungen zwei vollständige Umdrehungen macht.
Die Verwendung von einem mit dem Kolben verbundenen Lenkarm, der selbst mit zwei mit verschiedenen Drehzahlen rotierenden Kurbeln in Verbindung steht, ist zur Erzielung einer ähnlichen Kolbenbewegung bereits an sich bekannt, aber nicht zum Zwecke und in Verbindung mit der Steuerung von Auslass und Einlass, die sich über derart grosse Kurbelwinkel erstrecken. Ausserdem ist es an sich bekannt, einen Drehschieber in der Einlassleitung einer gewöhnlichen Viertaktmaschine anzuordnen.
Die langen Einlass-und Auspuffperioden bei der Maschine nach der Erfindung lassen im Gegensatz zu den bekannten Maschinen ein vollkommenes Entweichen der verbrannten Gase und eine auch bei den höchsten Belastungen befriedigende Füllung zu.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung eine stehende Brennkraftmaschine.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Maschine, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 1, Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 1,
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zwei Kurbeldrehungen der rascher laufenden Kurbel.
Der Kolben 1 bewegt sich im Zylinder 2 und greift am Hebel 3 in dessen Mitte an, der mittels zwei Pleuelstangen 4 und 5 die Kurbelwellen 6 und 7 antreibt. Diese sind durch Zahnräder 9, J, 11 derart miteinander verbunden, dass die Welle 6 die doppelte Drehgeschwindigkeit der Welle 7 hat. Der Zylinder 2 besitzt an seinem unteren Ende zwei um 1800 zueinander versetzte Schlitze 8, damit der Hebel 3 sich in diesen frei bewegen kann. In Fig. 1 ist der Arbeitskolben 1 in seiner Stellung während der Füllungsperiode dargestellt. Ein Drehschieber 12 hält mit seinem Durchlass 13 den Einlass offen, so dass die frische Ladung von einem nicht gezeichneten Gebläse durch die Leitung 14 in den Zylinder 2 gepresst werden kann.
Die Verbrennung beginnt, wenn sich der Arbeitskolben im Diagramm gemäss Fig. 6 in a befindet.
Während der Ausdehnungsperiode läuft der Kolben über die Einlassschlitze 15, die jedoch vom Dreh- schieber 12 geschlossen sind. Der Kolben läuft weiter und öffnet gemäss dem Kolbendiagramm im Punkte b die Auspuffsehlitze 16. Die verbrannten Gase strömen, da sie noch unter Druck stehen, mit grosser
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Geschwindigkeit durch die Auspuffschlitze hinaus, bis der Druckausgleich hergestellt ist. Durch diese plötzliche Entleerung entsteht gemäss Versuchen im Arbeitszylinder 2 ein Unterdruck. Die Auspuffperiode liegt im Diagramm zwischen den Punkten b und c und erstreckt sich über einen Kurbelwinkel von mindestens 1700 der Kurbelwelle 6. Beim Aufwärtsgang des Kolbens im Punkte c des Diagramms werden die Auspuffschlitze 16 wieder geschlossen, und es beginnt der Verdichtungshub.
Bald darauf im Punkte d wird der Drehschieber 12 geöffnet. Der Kolben 1 gelangt hierauf zum Stillstand und geht dann etwas zurück, bevor er wieder hinaufgeht, so dass zwischen den Punkten d und e des Diagramms vom Gebläse eine neue Füllung unter Druck durch den geöffneten Drehschieber 12 in den Zylinder gepresst werden kann. Wie das Diagramm zeigt, erstreckt sich die Füllungsperiode über mehr als 270 der Kurbelwelle 6, so dass bei jeder zulässigen Drehzahl der Maschine eine vollständige Füllung des Zylinders möglich ist. Während der Auspuffperiode legt der Kolben nicht mehr als drei Zehntel seines Hubes zurück. Im Punkte e des Diagramms werden die Einlassschlitze 15 vom Kolben geschlossen und dann erfolgt die Verdichtung bis zum Punkte a, wo die Verbrennung stattfindet.
Die Auspuff-und Einlassperiode findet also statt, nachdem der Kolben die obere Hälfte seines Abwärtshubes überschritten hat, wobei die Auspuff-und Einlassperioden zusammen sich im angenommenen Beispiel über einen Kurbelwinkel von mehr als 4400 erstrecken gemessen an der Kurbelwelle, die zwischen zwei Verbrennungen zwei vollständige Umdrehungen macht.
Bei der durch den Hebel 3 und die mit verschiedenen Geschwindigkeiten sich drehenden Kurbeln erzeugten Kolbenbewegung erreicht der Kolben während zwei Umdrehungen der Kurbel 6 die oberste und unterste Totpunktlage nur einmal. Da der lange Auspuff naturgemäss im Gebiet um die unterste Totpunktlage herum liegen muss, so befindet sich der Kolben bereits auf seinem Verdichtungshub, wenn mit der Füllung begonnen wird. Die frische Ladung muss dem Zylinder somit unter Druck zugeführt werden.
Die Maschine kann ein- oder l1lehrzylindrig sein. Der Drehschieber 12 kann auch durch ein anderes Organ ersetzt sein, z. B. durch ein Kegelventil, einen Flachschieber usw. Der Einlass und der Auslass können so gesteuert sein, dass während einer gewissen Zeit beide gleichzeitig offen sind. Auch dann muss die frische Ladung dem Zylinder unter Druck zugeführt werden, da der Kolben sie nicht ansaugen kann.
Das Einlassorgan könnte auch im Zylinderkopf angebracht sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Viertaktbrennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Kolben (1) über einen Lenkarm (3) mit zwei Kurbeln (6, 7) von verschiedenen Drehzahlen verbunden ist und dadurch so bewegt wird, dass während vier Arbeitstakte die oberste und unterste Totpunktlage nur einmal erreicht wird, wobei im Gebiet der untersten Totpunktlage das Auspuffen stattfindet und ferner der Einlass so gesteuert ist, dass er erst, wenn der Kolben die unterste Totpunktlage überschritten hat, beginnt und so nur unter Druck stattfinden kann, und während der Einlassperiode der Kolben infolge der Lenkeranordnung eine kleine Bewegung um eine mittlere Totpunktlage ausführt.