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Brennkraftmaschine
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unveränderlichen Übertragungseigenschaften der Nutenbahn mit den veränderlichen ausgleichenden Wirkungen der elastischen Gegenkraft vereinigt werden. Es muss ja erwogen werden, dass die Höhe des maximalen Verbrennungsdruckes je nach der Last der Maschine sehr verschieden sein kann, was aber auch einen verschiedenen Verlauf des Tangentialdruckes bewirken wird. Dadurch, dass die elastische Gegenkraft, je nach der Höhe des während der Verbrennung auftretenden Druckes, mehr oder weniger in Erscheinung tritt, ist auf diese Weise ein ruhigerer Gang der Maschine trotz verringerten Gesamtgewichtes auch unter beträchtlich verschiedenen Betriebsbedingungen gesichert.
Die elastische Gegenkraft wird, wie an sich bekannt, durch ein Federsystem aufgebracht, welches jedoch erfindungsgemäss über einen durch Druckflüssigkeit betätigten Kolben gespannt wird, wobei der Druckanstieg im Flüssigkeitsbehälter durch die Verschiebung des Zylinders der Brennkraftmaschine hervorgebracht wird. Handelt es sich hiebei um Maschinen, die nach dem Dieselprinzip arbeiten, so kann der Druckanstieg im Flüssigkeitsbehälter zweckmässig auch zur Hervorbringung des Einspritzdruckes ausgenützt werden, wobei dann das Federsystem so beschaffen sein muss, dass es bereits gegen Ende des Kompressionshubes wirksam wird. Dieser Druckanstieg wird dann ebenfalls durch Zwischenschaltung eines Druckkolbens zwischen der Druckflüssigkeit und einer Brennstoffvorratskammer zur Durchführung der Einspritzung verwendet.
Weitere Kennzeichen der Erfindung werden im folgenden an Hand der schematischen, einen Querschnitt durch eine einzylindrige, erfindungsgemässe, nach dem 4-Takt-Dieselverfahren arbeitende Brennkraftmaschine erläutert.
In der Zeichnung ist 1 das Kurbelgehäuse, in dem die Motorwelle 2 gelagert ist. Auf dieser sitzt, auf Drehung gekuppelt, die Triebscheibe 3 mit der sternförmigen Nut 4, in welche das auf einem zweiarmigen, bei 5 gelagerten Schwinghebel 6 sitzende Druckglied 7, z. B. in Form einer Rolle, eingreift. Der Kolben 8 arbeitet über eine Pleuelstange 9 auf den Hebel 6. Der Zylinder 10 ist, wie an sich bekannt, im Zylindergehäuse 11 axial verschieblich geführt. Das Gehäuse 11 umschliesst den mit Öl oder einer anderen geeigneten
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Diese Aufwärtsverschiebung geht mit einer Ver- drängung von Flüssigkeit im Raum 12 einher, die eine Verschiebung des Kolbens 13 unter Kompression der Feder 14 bewirkt. In dem Mass, wie der Verbrennungsdruck im Raume 17 nachlässt, kommt die Feder 14 wieder zur Wirkung ; sie verschiebt den Kolben 13 nach links, wodurch der Zylinder 10 nach abwärts, d. h. im Sinne einer Vergrösserung des Druckes im Verbrennungsraum verschoben wird. Dieser Vorgang bewirkt im Verein mit dem Ersatz des üblichen Kurbeltriebes durch die dargestellte Triebscheibe die eingangs beschriebene weitgehende Vergleichmässigung des Tangentialdruckverlaufes auch bei verschiedenen Lasten.
Hat der Kolben 8 seinen Expansionsweg beendet, so muss das Auslassventil 25 geöffnet werden. Dies geschieht mittels eines Zahnkranzes 30, der mittels eines Ritzels 31 von vergleichsweise grosser Länge verdreht wird. Dieses Ritzel sitzt auf einer Welle 32, die ihrerseits ein weiteres Ritzel 33 trägt, das mit einer Zahnstange 34 kämmt. Diese Zahnstange wird durch einen Schwinghebel 35 betätigt, der mittels einer nicht gezeichneten Nocke in Abhängigkeit von der Stellung der Triebscheibe 3 bewegt wird.
Es ist demnach ersichtlich, dass es sich beim Ventil 25 um ein Drehventil an sich bekannter Art handelt, d. h. der Durchfluss durch dieses Ventil wird freigegeben oder versperrt, je nachdem, ob sich im Kolbenboden und im Ventilboden befindliche, aus der Zeichnung nicht ersichtliche axiale Durchtrittsöffnungen gerade decken oder nicht.
Die Brennstoffzufuhr kann bei der erfindunggemässen Maschine in jeder an sich bekannten Weise, unter Bedachtnahme auf die besondere Ausführung der Maschine aber geänderten Weise erfolgen. Indes zeigt die Zeichnung eine Bauart einer Brennstoffeinspritzung, bei welcher der Druckanstieg im Flüssigkeitsbehälter 12 auch zur Durchführung der Brennstoffeinspritzung ausgenützt wird.
Zu diesem Zwecke wird der Brennstoff durch die Leitung 18'über ein federbelastetes Rückschlagventil 19 in eine Kammer 20 gebracht, welche in einem den Zylinderkopf umschliessenden Teil 15 ausgespart ist. Auf einen Kolben 27, welcher entgegen der Feder 28 im Teil 15 verschiebbar ist, kann der Flüssigkeitsdruck, der im Raum 12 herrscht, einwirken. Der Kolben 27 ist ein Differentialkolben, sein Kolben mit kleinerem Querschnitt ist mit 29 bezeichnet. Die Kammer 20 steht über einen noch zu beschreibenden Verschlussmechanismus mit dem Zylinderraum 17 in Verbindung, u. zw. derart, dass diese Verbindung nur während der Einspritzdauer hergestellt ist.
Die Feder 28 ist nun so bemessen, dass sie dem Druckanstieg im Flüssigkeitsraum 12, hervorgerufen durch die Kompression im Raum 17, die sich auf den verschiebbaren Zylinder auswirkt, im Zeitpunkt des gewünschten Beginnes der Einspritzung, nachgibt. Da in diesem Zeitpunkt die Verbindung zwischen Kammer 20 und dem Zylinderraum 17 hergestellt ist, wird der sich nach aufwärts bewegende Kolben 27 über den Differenzkolben 29 die Einspritzung bewirken. Fällt der Druck im Raum 17, so entspannt sich die Feder, der Kolben 29 geht nach abwärts und saugt Brennstoff in die Kammer 20 ein, wobei sich das Rückschlagventil 19 vorübergehend öffnet. Es ist klar, dass nach Beendigung der Einspritzung die Verbindung zwischen der Kammer 20 und dem Zylinderraum wieder unterbrochen sein muss.
Die Steuerung der Brennstoffeintrittsspalte 21 erfolgt in prinzipiell gleicher Weise wie dies für die bereits beschriebene Steuerung des Auslassventiles gilt. Ein Ringschieber 40, der an seinem äusseren Umfange eine Zahnung trägt, wird verdreht, indem das mit dieser Zahnung in Eingriff stehende Ritzel 41 verdreht wird, was seinerseits durch Verdrehen des Zahnsegmentes 42 hervorgebracht wird. Das Segment erhält seine Drehbewegung über das lange Ritzel 4j, welches seinerseits über die Elemente 44, 45 und 46 in der bereits beschriebenen Weise betätigt wird.
Es ist ersichtlich, dass die Zahnsegmente 30 und 42 die in lotrechter Richtung vor sich gehende Bewegung des Zylinders 10 mitmachen müssen, was für die Ritzel 31 und 43 nicht zutrifft. Diese letzteren müssen daher vergleichsweise grössere Länge besitzen.
Es ist ferner ersichtlich, dass auch die die Einspritzvorrichtung tragenden Kolben 27, die Feder 28 und das Rückschlagventil 19 bewahrenden Teile mit dem Zylinder 10 fest verbunden sind, d. h. die Bewegung dieses Zylinders mitmachen. Daher müssen die Leitungen 18'und 25, die diesen Bewegungen zu folgen haben, dicht im Zylindergehäuse 11 geführt sein, eine Forderung,
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die durch Vorsehung geeigneter Stopfbüchsen od. dgl. zu erfüllen ist.
Der Ansaughub geht wie folgt vor sich : Durch das Ansaugen entsteht im Verbrennungsraum ein gewisser Unterdruck, der zunächst die Öffnung des Ventils 18 zur Folge hat. Die durch ein
Filter gereinigte Verbrennungsluft, welche im
Kurbelgehäuse 1 eingeschlossen ist, wird dadurch in das Innere des Verbrennungsraumes 17 strömen. Gleichzeitig entsteht in der Vorratskammer 20 ein Unterdruck, der ein Öffnen des Ventils 19 und das Einfliessen des Brennstoffes in diese Vorratskammer zur Folge hat. Bei der folgenden Kompression bleibt der Zylinder 10, ebenso wie bei der eben erfolgten Ansaugung, in Ruhe, d. h. die Feder 14 ist so dimensioniert, dass sie zweckmässig nur die Druckspitze während der Verbrennung ausgleicht.
Die Kühlung der Maschine erfolgt zweckmässig durch ein System von Kühlrohren, die im Innern des Raumes 12 untergebracht werden, u. zw. so, dass sie die Bewegung des Zylinders 10 nicht hindern kann. Es ist zwar bereits bekannt, in den Kühlmantel einer Brennkraftmaschine, in welchem eine Kühlflüssigkeit unter konstantem Druck gehalten wird, eine kühlwasserdurchströmte Rohrschlange anzuordnen, doch handelt es sich vorliegendenfalls um eine Maschine, bei welcher die im Kühlmantel befindliche Flüssigkeitsfüllung vermöge des sich in diesem Raum bewegenden Zylinders unter wechselndem Druck steht.
Durch die Anordnung einer Rohrschlange innerhalb des Kühlmantels, wie an sich bekannt, wird vorliegendenfalls der Vorteil erreicht, dass die im Zylinderkühlmantel auftretenden Druckschwankungen nicht nach aussen weitergeleitet werden, d. h. das Rückkühlsystem üblicher Beschaffenheit sein kann.
Selbstverständlich erlaubt die Erfindung in der konstruktiven Ausbildung ihrer Einzelelemente, insbesondere hinsichtlich der Ausführung der Steuerungselemente und des die elastische Gegenkraft hervorrufenden Teiles weitgehende Abweichungen von dem Dargestellten, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brennkraftmaschine, bei welcher sowohl der Kolben als auch der Zylinder beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass, wie an sich bekannt, zur Umwandlung der Kolbenbewegung in eine Drehbewegung ein mit dem Kolben (8) schwingendes, auf eine sternförmige Nutenbahn (4)
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ist und mindestens die beim Verbrennungsvorgang auftretende Druckspitze durch Verschiebung des Zylinders (10) entgegen der Wirkung einer elastischen Gegenkraft gepuffert wird.