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Brennkraiimaschine m ! t geteilten ! Kolben
Bei den bisher bekannten Brennkraftmaschinen, deren Kolben geteilt ist, um die Ladung ganz oder nur zum'Teil nach Überschreiten der inneren Totpunkt'age durch eines der KolbenStücke zu verbrennen, stehen dem hiermit erzielten Gewinn an Wirkung die nachteiligen Lagen entgegen, welche die übrigen Kolbenteile in dieser Zeit des Hochdruckes der Abgase
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gerufenen Widerstandes fallen bzw. nicht in die Zeit fallen, in der der andere Kolbenteil die Welle mit seinem günstigsten Wirkungsgrad antreibt und welche sich beim. ungeteilten Kolben beiderseits eines Kurbelwinkels von etwa 75 erstreckt.
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des hol-en Abgasdruckes nach sich zieht, zu begegnen, pflegt man dem anderen Kolbenteil, der die Welle in diesem Zeitabschnitt mit besserer Wirkung antreibt, einen längeren Kurbelhalbmesser zu geben als ersterem Teil und ihn damit zur Erzeugung eines grösseren Moments an der Welle zu befähigen. Man vermehrt so die Arbeitsleistung der Maschine gegenüber der unverändert bleibenden Wellenreibung, oder aber man vermindert das Gegenmoment, sooft der Kolbenteil mit dem kürzeren Kurbelhalbmesser ein solches an der Welle ausübt.
In jedem Falle bewegt sich das Kolbenstück mit dem längeren Kurbelhalbmesser im Durchschnitt rascher als das andere, darf also aus seiner inneren Totpunktlage nicht weit hervorgekommen sein. um in Gemeinschaft mit letzterem, zur Zeit noch rascher bewegten Kolbenteil, die Ladung im Arbeitsraum der Gase, den es als treibendes Kolbenstück nur auf der Kurbelseite abschliessen kann, vor det Zündung genügend hoch zu verdichten, vermag demnach bis zur Zündzeit nicht obenerwähnte wirkungsgünstige Kurbelwinkel zu erreichen.
Das erfindungsgemässe Verhältnis der Kurbelhaibmesser ist die Umkehrung des bisher üblichen. Es ordnet jenem Kolbenteil u (Abb. : r, 2,7 und 8), v (Abb. 3 bis 6), der während der Brennzeit und der anschliessenden Zeit der Gasausdehnung im Sinne der Wellendrehung wirkt, den kürzeren Kurbelhalbmesser zu, dem anderen Kolbenteil, der ihr, sei es durch Reibung, sei es durch ein Gegenmoment, entgegenwirkt, den längeren und ermöglicht, allenfalls erst nach Überspannung des Verdichtungsdruckes über das für die Zündung erforderliche Mass, den Aufschub der Hochverdichtung der Ladung und damit im Zusammenhange den Aufschub der Brennzeit bis zu den steilen Kurbelwinkels des erstgenannten Kolbenteils u (Abb.
I, 2, 7 und 8), v (Abb. 3 bis 6).
Überdies ist bei Maschinen, in denen nach der Erfindung Zylinderteile nebst Kolbenteilen (Abb. i, 2) den Ladungsraum. an seinen Enden abgrenzen, die Abminderung des hohen Abgasdruckes für jenen Kolbenteil v während der Brennzeit vorgesehen, der sonst der Wellendrehung mit einem starken Reibungsdruck entgegenwirken würde.
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gerichteten Druck (Rückstoss) der Abgase auf seinem Weg zur Totpunktlage im ersten Teil der Brennzeit an der Welle erzeugt, auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
In diesem Falle, des Ausführung nach Abb. 3 bis 8, bedeutet auch die Überschreitung des in der Kammer x benötigten Zünddruckes durch den ihm vorangehenden höchsten Verdichtungsdruck, bis auf die grösseren Reibungsverluste, an sich keinen Verlust an Leistung, da die auf die Überschreitung im Druckanstieg aufgewandte Mehrarbeit im Druckabstieg al, Ausdehnungsarbeit wieder zurückgewonnen wird.
Die Verrichtung der Kolbenarbeit durch mehr als ein Kolbenstück bietet die Möglichkeit, bei Selbststeuerung des Auslasses den Brennraum der Länge nach auszuspülen, ferner, in Gemeinschaft mit der bekannten Führung der Kolbenteile von verschiedenen Punkten der Kurbel aus, die Möglichkeit. durch Verstellung dieser Punkte zueinander, auch während des Betriebes der Maschine, die Zeiten der während eines Kurbelumlaufs auftretenden Vorgänge zu Regelungs- und Nachstellzwecken zu verschieben.
Die Anordnung für diese Verstellung ist so getroffen, dass eine von der zugehörigen Kurbel welle in bekannter Art erzeugte Sonderdrehung auf eines der Kurbelgelenke über Zwischengelenke übertragen wird.
Eine in vorstehender Art eingerichtete Brennkraftmaschine arbeitet mit einem errechenbar
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in drei Ausführungsformen und für jede Ausführungsform in je zwei Arbeitsstellungen der Maschine, die eine während der Gasausstossung unmittelbar vor dem Beginn der Verdichtung. die andere zur Zeit (ler Zündung.
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w. nkel aufnimmt, die Abb.
3 bis 6 lassen teils in der Längs-, teils in der Quevansicht Maschinen erkennen, bei welchen dem Druck der Arbeitsgase stets der ganze verfügbare Kolbenquer
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zielung eines wirksamen Abschlusses mit der Zylinderwand y, seine Innenfläche mit dem Innenkolben v zusammen und berührt in seiner inneren Totpunktlage, der höheren End-
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der zu seiner Aufnahme vorgesehenen Mulde p des Zylinderdeckels d mit letzterem an den Stirnflächen ebenfalls zu Berührung (Abb. 2).
Dies geschieht zu einer Zeit, bis zu welcher der voreilende Aussenkolben u bereits ein Stück seines Weges zur Kurbel zurücklegte und
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durch die Kolbenstücke M und il abgedichtet und mit der Mulde/) nur durch die vorerwähnten, zwischen den Seitenflächen des inneren Kolbenteils v und dem Zylinderdeckel d gelassenen Fugen it verbunden ist. Nach Austritt des Kopfes o (Abb. 1) aus der Mulde p aber besteht im Innern des Zylinders y wieder nur ein einziger Hohlraum.
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Bei der Maschir. f nach Abb. 3 bis 6 dient dieser Innenzylinder y ausserdem zur Gaszufuhr zum Arbeitsraum. x (Abb. 3 und 5) und ist deshalb mit Einlassschlitzen t bekannter Art versehen.
Im Falle der Verwendung von je zwei Kurbeln für jeden Kolben (Abb. 4 und 6) ruht der Innenzylinder y (Abb. 3) mit dem einen Ende auf dem Kurbelwellenlager auf. Diese Verbindung gestaltet den Gang der Kolben schwankungsfreier und ermöglicht die Durchströmung des Aussenkolbens 11 (Abb. 3 bis 6) mit Kühlflüssigkeit, welche in ihn aus ortsfester Zuleitung unmittelbar eintritt und welche er sich selbst pumpt.
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dessen Innenwand ausgesparten Schlitze (Abb. 5).
Der Aussenzylinder q kann acuh, wie es Abb. 6 abweichend von Abb. 4 darlegt, seitlich abgeflacht werden. ohne dass dadurch eine Beeinträchtigung der Gasabfuhr eintritt. Dies hat zur Folge, dass die äusseren Kurbeln mit ihren Schubstangen a (Abb. 6) näher zu den inneren Kurbeln der Schubstangen b angesetzt werden können. Auch können dann die Wellenstücke, welche innerhalb jeder Wellenhälfte je zwei Kurbeln verbinden, samt den anschliessenden Kurbelbacken entfallen und durch ein starres Band c (Abb. 9) ersetzt sein, welches die nunmehr freien. einander zugekehrten Enden der Kurbelzapfen fund e gelenkig verbindet, ohne die Schwingung der Schubstangen a und b zu behindern.
Die dem einen Kurbelzapfen, beispielsweise t, entgegen der Richtung der Kurbelbewegung
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vermöge seiner gelenkigen Verbindung über das Band c und den anderen Kurbelzapfen e mit der Welle als dem einzigen ortsfesten Gelenk im hiermit gegebenen Gelenkdreieck den Voreilwinkel zwischen den Kurbelzapfen fund e. dessen Scheitel auf der Wellenachse liegt.
Die Verkleinerung des Voreitwinkets verzögert den Geschwindigkeitsau3gleich zwischen den beiden Kolbenteilen u und v bei ihrem gemeinschaftlichen Auswärtslauf nach Abb. 5 und damit im Zusammenhang den Zeitpunkt der höchsten Verdichtung der Ladung.
Zur Drehung um den Zapfen k (Abb. 9) an seiner Kurbelbacke z aber nötigt den Kurbel- zapfen f seine zweite mittels des Hebels r und seines Langloches über den Backenzapfen k
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Stift j. der sich gleichzeitig auf verschiedenen, in der Hülse K und im Wellenkern z eingeschnittenen Bahnen lose zwischen Schleifringen s entlang der Welle verschiebt, zum kreisendenKernzinSonderdrehungversetzen.
Die VersteHbarkeit der Zapfen f und e der laufenden Maschine zueinander kommt, wie einleitend angedeutet wurde, vorwiegend gegen das Versagen einer bei sinkendem Gasdruck vorgenommenen Zündung zur Anwendung.
Die Abb. 3 stellt die Maschine nar-h Abb. 3 bis 6 der Erfindung in der Arbeitsstellung dar, in welcher der von den Kolben u und v eingeschlossene Arbeitsraum x seine grösste Länge erreichte. Von den Kolben lief bisher der Aussenkolben u rascher einwärts als der Innen- kolben'è', und der Kolhen 11 ist nahe an seine innere Totpunktlage herangedrückt, während die Kurbel e des Kolbens v durch ihre äussere Totpunktlage hindurch schon zu einem Winkel von nahezu 240 vorriickte,
Von da ab nähern sich die beiden Kolbenteile u und v ununterbrochen einander.
Denn ersterer bewegt sich wegen seiner Nähe zur inneren Totpunktlage trotz der grösseren Länge seines in f endigenden Kurbelhalbmessers mit geringerer Geschwindigkeit als der zweite, seinen Totpunktlage ferne Kolben f. Nach Überschreitung der inneren Totpunktlage jedoch läuft der Kolben u dem Kolben v bereits entgegen.
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der Ladung. Diese dauert noch an. wenn später der nacheilende Kolben seine innere Tot- punkt lage, in der er seine Geschwindigkeit vorübergehend verliert, durchschritten ha. t, wiewohl beide Kolbenteile v und u (Abb. 5) fortab in gleicher Richtung nach auswärts gehen. Ersterer
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same als der andere voreilende Kolbenteil u.
Wel nun letztgenannter Kolbenteil u überdies über den längeren Kurbelhalbmesser verfügt, tritt der Ausgleich zwischen den Geschwindigkeiten der beiden Kolbenstücke oder, ws das-
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Kurbelhalbmesser f im Vergleich zum nacheilenden, P, ist.
Bei der @eispielsweisen Ausführung des Kurbelhalbmessers f nach Abb. 3 und 5 in der doppelten Lange des Halbmessers e und mit einem Voreilwinkel von 104¸ steht ersterer, zur Zeit der Höchstverdichtung der Ladung auf nicht ganz 42 ata, um 3@ von seiner äusseren Totpunktlage ab, gleichzeitig der Kurbelhalbmesser des Kolbens v 45112D hinter seiner inneren Totpunktlage.
Letzterer Halbmesser e dreht sich während des Absinkens des Verdichtungsdruckes auf den Zünddruck von 32 ata bis zu einem Winkel von 59¸ weiter, bei welchem auch die Zündung erfolgt, während sich die Kurbel des anderen Kolbenteils u zu diesem Zeitpunkt nur mehr'160 vor ihrer äusseren Totpunktlage befindet, das Gegenmoment, das letzterer Kolben it bis zur Totpunktlage an der Welle ausübt, somit unschädlich klein geworden ist.
Die Überspannung des Verdichtungsdruckes über den Zünddruck erfordert mithin im Falle des Beispiels keine bauliche Verstärkung der Maschine.
In der Ausführung nach Abb. 7 und 8 tauschen Aussen- und Innenkolben u und v ihre Auf-
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Diese Art der Ausführung weist den Kolbenstücken, je nach deren Länge, längere oder kürzere Gleitbahnen zu und gestattet, die Kühlung des Innenkolbens v ebenfalls unmittelbar aus ortsfester Zuleitung vorzunehmen, schliesslich lasst sie. ebenso wie die Ausführung der Maschine nach Abb. 1 und 2, die zeitliche Regelung des Verdichtungsdruckes in ähnlicher Weise wie bei einer Maschine nach Abb. 3 bis 6, durch Anbringung des Hebels r der Abb. an den Aussenkurbeln f, zu.
PATENTANSPRÜCHE : i. Brennkraftmaschine, welche mit geteiltem Kolben, mit verschieden langen, unter einem Winkel zueinander versetzten Kurbelhalbmessern arbeitet und in welcher Ladung hinter der
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Abb. 1 und 2 ; e, Abb. 3 bis 6 ; f. Abb. 7 und 8) verbunden ist.