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Kurvenscheibengetriebe für Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen (z. B. Verpuffungs-, Dieselmaschinen nach dem Zwei-oder Mehrtaktverfahren), bei denen die Kolbenbewegung nicht durch ein Kurbel-, sondern ein Kurvenscheibengetriebe in die Drehbewegung der Antriebswelle umgesetzt wird.
Es ist ein besonderer Vorzug des Kurvenscheibengetriebes, dass man nicht an den durch das
Kurbelgetriebe bedingten Verlauf der Kolbenbewegung gebunden ist, sondern die Möglichkeit hat, durch entsprechende Gestaltung der Kurvenbahnen die Kolben während einer Umdrehung der Welle nach Belieben zu bewegen, z. B. ihren Lauf zu beschleunigen, zu verzögern und sie zeitweise ganz stillzusetzen.
Die Erfindung benutzt diesen Vorzug, um auch bei Brennkraftmaschinen, bei denen der Brennstoff schon während oder vor dem Verdichtungsvorgang der Verbrennungsluft zugeführt wird, an Stelle der elektrischen oder einer Glühzündung die Selbstentzündung des Brennstoffgemisches, u. zw. im richtigen Zeitpunkt, zu erzielen. Es geschieht dies durch entsprechende Gestaltung der an der Kurvenscheibe angeordneten Kurvenbahn (Kompressionskurve), welche die Verdichtung des Brennstoffgemisches bewirkt.
Diese Kompressionskurve ist gemäss der Erfindung derart ausgebildet, dass der von ihr bewegte Kolben zunächst das Brennstoffgemisch so weit vorverdichtet, dass noch keine Selbstzündung eintritt, dass dann aber die Kompressionskurve gegen ihr Ende zu sehr steil ansteigt, wodurch sie eine so rasche und hohe Verdichtung des Brennstoffgemisches bewirkt, dass seine Selbstentzündung eintritt.
Auch bei einer Dieselmaschine, der der Brennstoff erst am Schluss der hohen Verdichtung der Frischluft zugeführt wird, ist die eben beschriebene neue Art der Verdichtungsvornahme anwendbar.
Hier wird zunächst die Frischluft vorverdichtet, dann aber durch die gegen das Ende der Kompressionskurve erfolgende rasche und hohe Zusammenpressung der Frischluft so stark zum Erglühen gebracht, dass die Selbstentzündung des nunmehr zugeführten Brennstoffes eintritt.
Während bei Kurbelmaschinen der Kolben gegen das Ende des Verdichtungsvorganges die Verdichtung nur langsam steigert und die entstehende Verdichtungswärme teilweise unnütz in die Zylinderwände abfliesst, wird dieser Verlust durch das rasche Hochverdichten am Schluss der Verdichtungperiode, wie es die Erfindung vorsieht, wesentlich vermindert.
Da beim Kurvenscheibengetriebe der Übergang von der Kompressionskurve zur Arbeitskurve ein sehr schneller ist, so tritt besonders bei schnellaufenden Maschinen der Übelstand auf, dass dieser Kurvenwechsel schneller vor sich geht, als die Entwicklung der Verbrennung Zeit beansprucht. Infolgedessen steht der Arbeitskolben und damit die Arbeitskurve nicht von deren Anfang an unter dem gewollten Arbeitsdruck. Diesen Übelstand behebt die Erfindung, indem zwischen das Ende der Kompressionskurve und den Beginn der Arbeitskurve an der Kurvenscheibe eine nahezu geradlinig verlaufende Übergangsstrecke eingeschaltet ist, die den Arbeitskolben fast stillstellt, so lange, bis die durch die Selbstzündung eingeleitete Verbrennung zur vollen Entfaltung kommt. Diese Anordnung entspricht der bekannten Vorzündung an Brennkraftmaschinen.
In der Zeichnung ist das Kurvenscheibengetriebe gemäss der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel an einer Brennkraftmaschine dargestellt.
Fig. 1 zeigt im Axialschnitt das Kurvenscheibengetriebe an einer mehrzylindrigen Zweitaktbrennkraftmaschine mit gegeneinanderlaufenden Kolben. Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab eine Kompressions-und eine Arbeitskurve abgewickelt und die Stellung des Arbeitskolbens nach erfolgter Selbstzündung des Brennstoffgemisches.
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Auf der Zeichnung sind 1 und 2 die Kolben, 3 ist die auf der Antriebswelle 4 sitzende Kurvenscheibe, auf deren Bahnen die Kolben mittels Rollen 7,7'oder Gleitbacke laufen. 5 und 6 sind die Einlass-bzw. Auslassschlitze.
In Fig. 2 ist 15 die Kompressionskurve, 16 deren steil ansteigender Verlauf an ihrem Ende ; -e die Verbindungsstrecke zwischen Kompressions-und Arbeitskurve und 17 die Arbeitskurve.
In Fig. 1 befinden sich die Kolben 1 und 2 im Zeitpunkt der erfolgten Selbstzündung (s. auch Fig. 2). Die Kolben streben nach auswärts, überlaufen die Verbindungsstrecke d-e und setzen durch ihren Druck auf die ihnen gegenüberliegende steile Arbeitskurve 17 die Antriebswelle 4 in drehende Bewegung. Der Kolben 1 überschreitet die Auslassöffnung 6, öffnet sie grösstenteils, und die Verbrennungs- rückstände entweichen. Der Kolben 2 hält in diesem Zeitpunkt den Einlass noch geschlossen. Beide Kolben bewegen sich weiter. Der Kolben 1 überschreitet die Auslassschlitze und der Kolben 2 öffnet die Einlassschlitze, so dass das Frischgasgemisch oder die Spülluft in den Zylinder einströmen kann.
Im weiteren Verlauf der Drehung der Kurvenscheibe schliesst der Kolben 1 den Auslass 6 und anschliessend der Kolben 2 den Einlass 5. Beide Kolben befinden sich jetzt auf den Kompressionskurven 15, Fig. 2, welche sie gegen die Zylindermitte bewegt und den Zylinderinhalt verdichtet. Durch Überschreiten der steilen Endstrecke 16 der Kompressionskurve erfolgt nun ein rasches Zusammenpressen des Brennstoffgemisches zusammen mit dem Kolben 2, der gleichzeitig von der andern Seite her rasch vorgeschoben wird und hiedurch die Selbstentzündung des Brennstoffgemisches bewirkt, worauf sich das Kolbenspiel in der oben beschriebenen Weise wiederholt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kurvenscheibengetriebe für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurven- bahn (15) an der Kurvenscheibe (3), die den Kolben zum Zwecke der Verdichtung des Zylinderinhaltes bewegt (Kompressionskurve) an ihrem Ende (16) vor ihrem Übergang in die Arbeitskurve (17) sehr steil ausgeführt ist, um ein rasches Zusammenpressen des Brennstoffgemisches und hiedurch dessen Selbstentzündung zu bewirken.