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Brennkraftmaschine zur Erzeugung hochgespannter Verbrennungsgase.
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine zur Erzeugung hochgespannter Verbrennungsgase, deren Expansion in den freien Raum zur unmittelbaren Fortbewegung von Fahrzeugen durch Reaktions- kraft dienen soll, und besteht im wesentlichen darin, dass ein Kolben (Hilfskolben), der nach dem bekannten
Viertaktprinzip arbeitet, mittels Kurbelwelle und Zahnradvorgelege einen grösseren Kolben (Hauptkolben), dessen Zylinderraum mit dem des kleineren Kolbens durch einen beiden Kolben gemeinsamen Brennraum frei verbunden ist, in der Weise antreibt, dass der Hauptkolben zwei Hübe, u. zw.
den Saug-und Ver- dichtungshub gleichzeitig mit dem ihn treibenden Hilfskolben durchführt, aber während des Expansions- und Auspuffhubes des Hilfskolbens stillsteht, und dass die nach der Verdichtung entzündeten, hoch- gespannten Verbrennungsgase, einen Teil ihrer Energie an den Hilfskolben abgeben, durch Düsen in den freien Raum expandieren, wodurch Reaktionskräfte auftreten, die zur unmittelbaren Fortbewegung von
Fahrzeugen benützt werden.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der treibende Hilfskolben gerade nur soviel
Energie aus den hochgespannten Gasen entnimmt und in mechanische Arbeit umsetzt, als zur Über- windung der Verdichtungsarbeit der beiden Kolben und zur Deckung der Reibungsverluste notwendig ist.
Die gesamte übrige Energie wird zur Erzeugung von Reaktionskräften verwendet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass einerseits durch entsprechende Formgebung der Auspuffdüsen eine fast bis zum atmosphärischen Druck gehende Expansion in den Düsen erreicht werden kann, anderseits durch entsprechend Bemessung des Düsenquerschnittes eine praktisch bis zum atmosphärischen Druck gehende Entspannung auch im Inneren des Zylinders während der Dauer der Expansion herbeigeführt werden kann, wodurch ein grösserer Teil der in den hochgespannten Gasen enthaltenen Druckenergie nutzbar gemacht wird, als dies in den anderen bekannten Maschinen möglich ist, deren Expansionsraum durch den Kolbenhub begrenzt ist und bei denen die Gase am Ende der Expansion noch eine beträchtliche Spannung besitzen, die dann im Auspuff verlorengeht.
Die Maschine unterscheidet sich auch darin von den bekannten Maschinen, dass bei ihr die Veränderung der Leistung nicht nur durch Drosselorgane im Einlasskanal oder durch Veränderung der Qualität des Brennstoffluftgemisches bewirkt werden kann, sondern auch dadurch, dass der sich zwangläufig nach der Entzündung der Gase öffnende Auslassschieber, der den Weg zu den Düsen freigibt, auf spätere oder frühere Öffnung geregelt werden kann und auf diese Weise die hochgespannten Verbrennungsgase mehr oder weniger Energie an den treibenden Hilfskolben abgeben. So z.
B. werden die Gase bei späterer Öffnung des Auslassschiebers mehr Energie an den treibenden Hilfskolben abgeben, wodurch der Gang der ganzen Maschine beschleunigt und dadurch die Leistung erhöht wird, ohne dass die Qualität des Brennstoffluftgemisches oder der Füllungsgrad der Maschine verändert werden müsste. Die Maschine kann also bei jedem Belastungsgrad mit dem bestmöglichen Brennstoffluftgemisch und mit der bestmöglichen Ausnutzung des Zylinderraumes arbeiten.
Die Arbeitsweise der Maschine, von der ein Ausführungsbeispiel in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist, besteht im folgenden :
In einem Zylinderblock 1 bewegen sich zwei Kolben, ein grösserer Hauptkolben 2 und ein kleinerer Hilfskolben 3. Der Hilfskolben 3 arbeitet nach dem gewöhnlichen Viertakt und überträgt seine Bewegung mittels Kurbelwelle 4, Zahnradvorgelege 5 auf die Welle 6, auf der eine unrunde Scheibe oder Nocke 7
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zur Explosion gebracht wird. Daraufhin wird der Schieber 9 geöffnet und die hoehgespannten Gase gehen bei stillstehendem Hauptkolben 2 zu den Düsen 10, wo sie unter Erzeugung einer hohen Ausflussgeschwindigkeit expandieren.
Die bei der Erzeugung der hohen Ausflussgesehwindigkeit auftretenden Reaktionskräfte werden zur unmittelbaren Fortbewegung irgendwelcher Fahrzeuge benützt. Gleichzeitig mit dem Ausströmen der Gase vollzieht der Hilfskolben seinen Arbeitshub vorzugsweise bis zur atmo- sphärischen Spannung und sodann den Auspuffhub. Die vom Hilfskolben geleistete Arbeit wird in einem Schwungrad aufgespeichert und während des Verdiehtungshubes an den Hauptkolben abgegeben.
Die unrunde Nocke 7 überträgt ihre Bewegung mittels Hebels 11 und Kolbenstange 12 auf den Kolben 2. Das Einlassventil 8 und der Auslasssehieber 9 werden durch die Nockenwelle 13, die ebenfalls
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Zeitpunkten geöffnet und geschlossen. Während des Verdichtungshubes wird die mit der Kolbenstange 12 verbundene kräftige Feder 14 gespannt und diese Feder zieht dann den Kolben 2 während des Saughubes nach unten.
Die beschriebene Vorrichtung kann nach entsprechender Abänderung auch für den Zweitakt verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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freien Raum zur unmittelbaren Fortbewegung eines Fahrzeuges durch Reaktionskraft dienen soll, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (2) der in an sich bekannter Weise mit einem grösseren Haupt-und einem kleineren Hilfskolben (3) sowie einem beiden Kolben gemeinsamen Brennraum versehenen Maschine nach dem Verdichtungshube während der Ausströmdauer der Gase stillsteht.