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Erfindungsgegenstand ist eine Brennkraftmaschine, welche es ermöglichen soll, die zur Erreichung höchster thermischer Wirkungsgrade erforderlichen hohen Drücke zuzulassen, ohne gleichzeitig die Kolben- kräfte und mit diesen die Reibungsverluste wesentlich zu vergrössern.
Bei den bis jetzt üblichen Brennkraftmaschinen, bei welchen sich der gesamte Arbeitsvorgang in einem Zylinder abspielte, war eine zu hohe Kompression mit Nachteilen verbunden, welche die Vor- teile eines grösseren thermischen Wirkungsgrades bei weitem überwogen. Infolge der verhältnismässig grossen Kolbenflächen wurden die Kolbenkräfte und mit diesen auch die Reibungsverluste bedeutend grösser und ausserdem waren die sich ergebenden flachen Kompressionsräume für die Verbrennung ungünstig und verursachten grosse Wärmeverluste.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die Zylinder in zwei Gruppen,
Hochdruck-und Niederdruckzylinder, geteilt sind, welche miteinander kommunizieren und deren Trieb- werke derart gewählt sind, dass die Kompression in beiden Zylindergruppen gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig beginnt, während des Kompressionshubes die Niederdruekkolben voreilen und die in den
Niederdruckzylindern befindliche Luft (bzw. das Brenngasgemisch) fast vollständig in die Hochdruck- zylinder verdrängen, worauf noch vor dem Ende des Kompressionshubes die Hochdruckkolben die Ver- bindung zwischen Hochdruek-und Niederdruckzylindern vollständig absperren, so dass die weitere
Kompression sowie die Zündung und der erste Teil der Expansion in den Hochdruckzylindern allein. erfolgt.
Der folgenden Beschreibung ist eine Maschine mit zwei Zylindern zugrunde gelegt, welche in den Zeichnungen der Deutlichkeit halber nebeneinander dargestellt sind, während sie in Wirklichkeit, von einer gemeinsamen Kurbelwelle angetrieben, hintereinander liegen. Diese beiden Zylinder, von welchen einer der Hochdruckzylinder a und einer der Niederdruckzylinder b ist, sind durch einen Über- strömkanal c verbunden und werden durch verschiedene Mechanismen angetrieben. Hier wird beispiels- weise angenommen, dass der Hochdruckzylinder durch ein normales Kurbelgetriebe, der Niederdruck- zylinder durch den in den Fig. 1-3 abgebildeten Lenkermechanismus angetrieben wird.
Es ist selbstverständlich auch möglich, andere Antriebsmechanismen (etwa die rotierende oder die schwingende Kurbelschleife oder unrunde Scheiben) zu verwenden. Auch die Gleichheit der
Dimensionen von Hochdruck-und Niederdruckzylinder, wie in den Fig. 1-3 angedeutet ist, ist nur eine beispielsweise Annahme.
Die Antriebsmechanismen sind so gewählt, dass zu Beginn der Kompression (Fig. 1) die Kolben der beiden Zylinder sich gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig in der Tiefststellung befinden. Im Laufe der nun folgenden Kompression ist der Niederdruckkolben gegen den Hochdruckkolben voreilend, derart, dass er seine Höchststellung schon erreicht hat, während der Hoehdruekkolben erst ungefähr die Hälfte seines Weges zurückgelegt hat.
In diesem Augenblick (Fig. 2) wird die Verbindung zwischen Hochdruck- und Niederdruck- zylinder dadurch unterbrochen, dass der Hochdruckkolben den Überströmkanal c überläuft.
Es ist natürlich auch möglich, die Anordnung so zu treffen, dass der Niederdruckkolben den Über- strömkanal c überläuft, u. zw. dann etwas vor Erreichung seiner Höchststellung.
Im Hochdruckzylinder, in welchem sich nun die gesamte, früher in beiden Zylindern enthaltene Luftmenge (bzw. Gasmenge) befindet, erfolgt nun die weitere Kompression, die Brennstoffeinspritzung (bzw. Zündung des Gemisches) und darauffolgend der erste Teil der Expansion.
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Sobald der Hoehdruckkolben den Überströmkanal c wieder freigibt (Fig. 3), befindet sich der Niederdruckkolben wieder annähernd in der Höchststellung und nun erfolgt die weitere Expansion gemeinschaftlich in beiden Zylindern.
Dieses System eignet sich sowohl für Vergasermaschinen oder Gasmaschinen als auch für Brenn- kraftmaschinen mit Brennstoffeinspritzung, und ist sowohl für Viertakt als auch für Zweitakt verwendbar.
Seine Vorteile liegen darin, dass die hohen Drücke nur in einem Zylinder auftreten, daher die Kolbenkräfte und mit ihnen die Reibungsverluste kleiner sind und auch die Verbrennungsräume nicht so flach ausfallen, wodurch die Wärmeverluste verringert werden und der thermische Wirkungsgrad auch aus diesem Grunde, abgesehen von der durch die Erhöhung der Kompression bedingten Verbesserung, ein grösserer ist.
Die Fig. 1-3 stellen eine Viertaktmaschine mit Brennstoff einspritzung dar ; hierin bedeuten : d das Einlassventil, t das Auspuffventil, e das Brennstoffventil, 9 das Mittel der gemeinsamen Kurbelwelle, h die Kurbel des Hochdruckzylinders und i die Kurbel des Niederdruckzylinders.