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Auspuffvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen.
Wie in der Patentschrift Nr. 153727 beschrieben ist, führen die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen beim Austritt aus dem Auspuffventil bzw. Auspuffschlitz häufig rotierende Bewegungen aus, die teils von den im Motorzylinder entstehenden Wirbelbewegungen herrühren und teils beim Durchströmen durch das Auspuffventil bzw. den Auspuffschlitz entstehen. Ferner haben die austretenden Gasschichten die Neigung, in der Auspuffleitung in gewissem Abstand vom Auspuffstutzen, u. zw. in einer Zone, wo sie mit grosser Geschwindigkeit strömen, eine abgeflachte Form anzunehmen.
Diese Erscheinungen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung durch eine solche Ausbildung der Auspuffleitung ausgenutzt, dass ein besonders wirksames und sicheres Ausschieben der Auspuffgase erzielt wird. Zu diesem Zwecke weist die Auspuffleitung einen sich fortschreitend abflachenden Querschnitt auf und ist schrauben-oder spiralförmig um eine Achse gewunden, wobei die Gase im wesentlichen tangential zu den Schraubenwindungen in die Aussenluft oder in einen Schalldämpfer austreten gelassen werden.
Durch eine solche Bauart wird somit die Bildung von flachen
Gasstrahlen, die ausser ihrer Ausschubbewegung noch eine rotierende bzw. schraubenförmige Bewegung ausführen, nicht nur nicht gehindert, sondern absichtlich aufrechterhalten und sogar verstärkt, indem die Schraubenwindungen der Auspuffleitung sich der natürlichen Schraubenbewegung der Gase anpassen und eine diese Bewegung unterstützende Führung bilden. Durch die so erhaltene heftige Schraubenbewegung der Gase entsteht eine erhebliche Fliehkraft und ein Grossteil der potentiellen Energie der Gase wird in kinetische Energie umgesetzt, die Strömungswiderstände, wie sie durch Reibung, plötzliche Hindernisse oder durch einen etwa von einem üblichen Auspufftopf erzeugten Gegendruck entstehen, mit Sicherheit überwindet und etwaige Stauungen oder Rückschläge verhindert.
Der die Schrauben-bzw. Spiralwindungen der Auspuffleitung begrenzende Aussenmantel kann als Zylinder oder Kegelstumpf ausgebildet sein. Der gewundene Kanal der Auspuffleitung kann auch durch schraubenförmiges Aufwinden eines oder mehrerer Blechstreifen zwischen zwei gleichachsigen Zylindern gebildet sein. Der Austritt der Gase aus der Auspuffleitung erfolgt zweckmässig durch einen Stutzen mit flachem Querschnitt, der etwa tangential an die Schrauben-bzw. Spiralwindungen angeschlossen ist, um ein stossloses Austreten zu sichern. Die Gase treten aus der Auspuffleitung entweder in die Aussenluft aus oder in einen passenden Schalldämpfer über, der vorzugsweise nach dem Patente Nr. 149138 ausgebildet ist, um auf die abströmenden Gase eine die Entleerung des Zylinders fördernde Saugwirkung auszuüben.
Handelt es sich um eine Mehrzylindermaschine, so können die Austrittsmündungen der einzelnen Auspuffleitungen nach Art der Fig. 8 der Patentschrift Nr. 153727 ausgebildet sein, um den am Ende einer Leitung erzeugten Unterdruck auf die Nachbarleitungen wirken zu lassen.
Auf der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Die Fig. 1 und 1 a zeigen im Schnitt und in Draufsicht ein Ventil, wobei die Pfeile den Weg der Auspuffgase angeben. Fig. 2 zeigt in Draufsicht und teilweisen Schnitt eine gemäss der Erfindung ausgebildete Auspuffleitung. Fig. 2 a zeigt in gleicher Darstellung und in verkleinertem Massstab den Anschluss dieser Leitung an den Motorzylinder. Die Fig. 3 und 3 a zeigen eine abgeänderte Ausführungsform einer Auspuffleitung in Vorder-und Seitenansicht. Die Fig. 4 und 5 zeigen teils im Schnitt zwei weitere Ausführungsformen der Auspuffleitung. Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 das Ventil, 2 den Ventilschaft und 3 den Ventilsitz mit dem Kegelwinkel.
Die Erfahrung zeigt, dass bei im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine stattfindender Wirbelbildung die durch die Auspuffkammer austretenden Gase eine Rotationsbewegung ausführen, derzufolge sie sich um den Ventilschaft 2 drehen, wobei die Strömungsfäden der zwischen dem Ventil 1 und seinem Sitz 3 austretenden Gasschicht unter dem Winkel ou gegenüber der Ventilachse geneigt sind, so dass eine Schraubenbewegung entsteht. Diese Schraubenbewegung setzt sich in der angeschlossenen Auspuffleitung fort.
In Fig. 2 a bezeichnet 8 den Motorzylinder, 9 das Einlassventil, 1 das Auspuffventil, 4 seine Kammer und 11 die Zündkerze. Die Gase führen infolge der Wirbelbildung oder aus sonstigen Ursachen im Zylinder 8 eine Drehbewegung in Richtung des Pfeiles F aus und kreisen in der Kammer 4 in entgegengesetzter Richtung. Die angeschlossene Auspuffleitung 5 hat an ihrer Anschlussstelle an der Kammer 4 etwa kreiszylindrischen Querschnitt, der sich sodann fortschreitend zu einem etwa rechteckigen Querschnitt abflacht. Die Leitung 5 ist um eine Achse 6 schraubenförmig gewunden und diese Schraubenform passt sich der natürlichen Schraubenbewegung des Gases derart an, dass die eingangs angegebenen Wirkungen und Vorteile erreicht werden.
An das Ende der schraubenförmigen Leitung 5 ist tangential ein Stutzen 7 angesetzt, der etwa im rechten Winkel zur Achse 6 von dieser wegführt und das Gas in die Atmosphäre oder einen Schalldämpfer leitet.
Die Fig. 3 und 3 a zeigen eine Leitung 5, die, ähnlich wie in Fig. 2, um eine Achse 6 aufgewunden ist. Hier verläuft jedoch der an den Motorzylinder angeschlossene Eintrittsstutzen der Leitung 5 etwa senkrecht zur Achse 6.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die flache Auspuffleitung zwischen zwei gleichachsigen, parallelen, schraubenförmig verlaufenden Streifen 12 a, 12 b von gleicher Breite d verläuft, die um einen Zylinder 14 senkrecht zu dessen Achse 13 mit gleicher Steigung aufgewunden sind und von einem zum Zylinder 14 konzentrischen zylindrischen Mantel 15 umschlossen werden.
Gemäss Fig. 5 ist ein einziger Streifen 12 schraubenförmig aufgewunden. Diese Windungen reichen nur über einen Teil der Höhe der'Zylinder 1d, 15, ohne dass die Wirkung wesentlich beeinträchtigt wird, da die Gase ihre einmal eingeschlagene Schraubenbewegung'auch ohne weitere Führung fortsetzen.
Der Eintritt der Gase in die auf diese Weise gebildeten Schraubenkanäle erfolgt in zur Zylinderachse 13 senkrechter, paralleler oder sonstiger Richtung. Zweckmässig erfolgt der Austritt der Gase aus diesen Kanälen an die Aussenluft über einen langen, schmalen, zur Zylinderachse 13 parallelen Schlitz 16, an den ein gerades Flachrohr 17 im Wesen tangential zum Zylinder 15 angeschlossen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Auspuffvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch eine Auspuffleitung (5), die einen sich fortschreitend abflachenden Querschnitt aufweist und schraubenoder spiralförmigum eine Achse gewundenist und die Gase im wesentlichen tangential zu den Schraubenbzw. Spiralwindungen in die Aussenluft oder einen Schalldämpfer austreten lässt.