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Sechszylinder-Brennkraftmaschine mit Spülpumpen
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Spülpumpen durch seitlich sich erstreckende Hebel bei der erstgenannten Anordnung von den K ! euzköpfen der Maschineneinbeiten Nr. 1, 2
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Kreuzköpfen der Maschineneinheiten Nr. 4, 5 und 6 angetrieben werden. Dadurch wird das Gleichgewicht derjenigen Haupt-und Nebenkräfte und Kräftepaare erreicht, die durch die hin-und hergehenden Massen der Maschine entstehen.
Wenn die Erfindung bei Gegenkolbenmaschinen angewendet wird so können die Spülpumpen von den mittleren Kreuzköpfen der entsprechenden Maschineneinheiten ange- trieben werden.
Die Spülpumpen sind zweckmässig doppelwirkend mit einer verhältnismässig grossen Bohrung und kleinem Hub ausgebildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, angewandt bei einer Brennkraftmaschine der Gegen- kolbentype, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen beschrieben, in welchen Fig. l einen Längsschnitt durch eine einfach wirkende Sechszylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einer einzigen Kurbelwelle und gegenläufigen Kolben zeigt, während Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie lI-lI der Fig. 1 dsrteUt. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die in
Fig. 1 dargestellte Maschine.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, die beispielsweise auf eine einfach wirkende
Sechszylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit
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dieMaschineaussechsMaschineneinheiten1-6.
Die Kurbelfolge der Maschineneinheiten ist in dem vorliegenden Beispiel 1-5-3-6-2-4, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Maschineneinheiten 1-6 sind gleich und von bekannter Art ; die allgemeinen Merkmale der Einheit 1 werden kurz beschrieben.
Die Maschineneinheit 1, Fig. 1 und 2, besteht aus einem Zylinder 11, in welchem zwei Kolben 12 und 13 angeordnet sind. Der Zylinder 11 hat keine Kolbendeckel. Der Kolben 12 besitzt
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eine kurze Kolbenstange 14 mit einem mittleren Kreuzkopf 15. der durch eine Pleuelstange 16 mit der Hauptkurbel 17 der in Lager 19 gelagerten einzigen Kurbelwelle 18 verbunden ist. Der obere Kolben 13 trägt ein gelenkig gelagertes Joch 2C und ist durch Führungen 21 geführt (Fig. 2). Die Enden des Joches sind mit den oberen Enden von Kuppelstangen 22 und 23 verbunden, während die unteren Enden dieser Kuppelstangen mit seitlichen Kreuzköpfen 24 und 25 verbunden sind. Die Kreuzköpfe 24 und 2. 5 sind durch seitliche Verbindungsstangen'26 und 27 mit Nebenkurbeln 28 und 29 der Kurbelwelle verbunden.
Der Hub der Hauptkurbel 17 ist grösser als der der Nebellkurbeln 28 und 29 und dementsprechend ist der Hub des oberen Kolbens 13 kleiner als der des unteren Kolbens 12.
Brennstoff, z. B. Öl, wird in den Verbrennungsraum ? C eingeführt, in welchem die Luft während des vorhergehenden Hubes verdichtet worden ist ; bei der bewirkten Verbrennung des Brennstoffes werden die Kolben 12 und 13 nach aussen bewegt, bis gegen Ende des Hubes der Kolben 12 die Öffnungen. ?/ (Fig. 2) freigibt, durch welche Spulluft aus dem Luftbehälter 32 eintritt, während zu gleicher Zeit der obere Kolber-l'Auslass- öffnungen 33 freigibt, die zu einem Auspuffrohr 34 führen, so dass die Spülluft v jm Behälter 32 die Verbrennungsrückstände aus dem Zylinder 11 durch die Auslassöffnungen 33 ausspült und den Zylinder mit frischer Luft füllt.
Bei der nach innen gerichteten Hubbewegung der Kolben 12 und 13 werden die Öffnungen 31 und 33 durch die Kolben geschlossen und die Luft wird zwischen
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die Lage gemäss den Fig. 1 und 2 erreicht, so wird Brennstoff eingespritzt und entzündet, so dass sich die Kolben 12 und 13 wieder nach aussen bewegen und die vorstehend beschriebene Arbeitsweise sich wiederholt.
Die Maschineneinheiten 2-6 arbeiten in einer gleichen Weise wie vorstehend für die Einheit 1 beschrieben.
Gemäss der Erfindung wird der Luftbehälter 32 mit verdichteter Luft durch drei Spülpumpen 35,
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und ihre Antriebseinrichtungen gleich sind, wird nachstehend nur die Spülpumpe 35 und ihr An- trieb beschrieben.
Die Spülpumpe hat einen Zylinder 36, dessen Bohrung verhältnismässig gross ist. In diesem Zylinder ist ein Kolben 37 von verhältnis- mässig kleinem Hub angeordnet, der mit einer Kolbenstange verbunden ist. In dem Zylinder 36 sind Saugventile 39 und Auslassventile 40 vorgesehen. Der Lufteinlass weist ein Sieb 41 auf, das gegen die Atmosphäre hin frei liegt und durch welches in Fig. 2 die Luft von links eintritt und dann in die Kammer 42 gelangt, von welcher zwei Wege nach dem oberen und unteren Saugventil führen. Die Kammer 42 ist mit schalldämpfendem Material ausgekleidet und wirkt als Schalldämpfer.
Die Auslassventile 40 sind mit einem Zuführngsrohr 43 verbunden. Die Saug-und Auslassventile 39 und 40 sind in getrennten Kammern der Pumpe angeordnet und Kanäle 44 (Fig. 3) verbinden die Auslassventile am unteren Ende der Pumpe mit jenen am oberen Ende derselben.
In Fig. 2 ist der Kolben 37 in der unteren Totpunktlage dargestellt ; seine obere Totpunktlage ist mit strichlierten Linien angedeutet. Die Stellungen der Ventile, welche diese bei der Bewegung des Kolbens von unten nach oben einnehmen, sind mit strichpunktierten Linien veranschaulicht. Aus Fig. 2 ist schliesslich auch die gegen die Pumpe gerichtete und dadurch geschützte Lage des Ein'asssiebes 41 ersichtlich. Der Zweck dieser Lage ist der, die Luftein-
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von Fremdkörpern ir iie Pumpe zu schützen und das zufällige AufLropfcn. on Kondenswasser auf das Sieb zu verhindern.
In der dargestellten Lage ist bei der Anordnung der Maschine auf Schiffen auch das Eindringen von Seewasser und von Wasser eines heftigen Regecsturmes m den Einlass unwahrscheinliche da letzterer durch die Luftführungsrohre geschützt ist, welche die Luft zu den oberen und unteren Saugventilen führen.
Die Kolbenstange 38 hat einen Kreuzkopf 45, der sich in Führungen 46 bewegt und an einem vom Kreuzkopf getragenen Zapfen 47 sind die oberen Enden zweier Glieder su angelenkt, deren untere Enden durch einen Zapfen 4 mit dem einen Ende von Schwinghebeln 50 verbunden sind. Die Schwinghebel 50 werden von einem
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. 52 gelagert ist. Die anderen Enden der Hebel 50 sind durch einen Zapfen 53 mit den unteren Enden von Lenkern 54 verbunden. Die oberen Enden dcr Lenker 54 sind mit einem Zapfen verbunden, der am äusseren Ende zweier Arme J6 angeordnet ist. die vom mittleren Kreuzkopf 15
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Weise mit Zuführungsrohren 156 und 157 ausgestattet, die zum Luftbehälter 32 führen.
Diese Pumpen werden durch Schwinghebel angetrieben, die mit Jen mittleren Kreuzköpfen der Maschineneinheiten 2 und 3 iu gleicher Weise verbunden sind, wie im vorstehenden bei der Pumpe 35 beschrieben ist.
Die Aufeinanderfolge der Hauptkurbeln der Kurbelwelle 18 der Maschine ist in Fig. 2 dargestellt und zur Vereinfachng sind die Kurbeln mit den Nummern der Maschineneinheiten bezeichnet, denen sie angehören.
Die Antriebe der drei Kolben der Pumpen 35,
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gemäss Fig. 2 ergibt, um 1200 versetzt und nachdem die arbeitenden Teile aller drei Pumpen einander gleich sind, besteht vollkommener Ausgleich der vertikalen Haupt-und Nebenkräfte und es ist daher kein querschwingendes Kräftepaar vorhanden.
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Kleine vordere und hintere Haupt-und NebenSchwinghebelpaare werden zwar eingeführt, aber zufolge des geringen Gewichtes der Teile der Pumpen 35, 136 und 137, ihrer verhältnismässig kurzen Hübe und der knapp nebeneinanderliegenden Pumpenmitten sind die Drehkräfte von untergeordneter Bedeutung.
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setzten Pumpen 35, 136 und 137 werden sechs gleiche um 60 phasenverschobene Füllungen, übereinstimmend mit den sechs Spülperioden für die Zylinder der Maschineneinheiten 1-6 erhalten. Der Druck im Luftbehälter 32 bleibt während des Kreislaufes konstant ; dies sichert eine gleichwirksame Spülung in den Zylindern der Maschineneinheiten 1-6.
Da die Pumpen 35, 136 und 137 eine verhältnismässig grosse Bohrung besitzen und leicht nebeneinander angeordnet werden können, kann ihr Hub verhältnismässig kurz sein, so dass sich nur kleine Kolbengeschwindigkeiten ergeben ; auch sind wegen des grossen für die Ventile zur Verfügung stehenden Raumes die Luftgeschwindig- keiten. und die entsprechenden Pumpenverluste gering, was eine bessere Leistungsfähigkeit ergibt.
Für den Fall des Ausfalles einer der Pumpen 35, 136 und 137 ist die von den anderen zwei Pumpen gelieferte Luft noch hinreichend, um die Maschine mit verminderter Kraft zu betreiben.
Die Kurbelfolge der Maschineneinheiten kann an Stelle von 1-5-3-6-2-4 auch
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den Kreuzköpfen der Maschineneinheiten 4, 5 und 6 verbunden sind.
Die Erfindung ergibt verschiedene Vorteile gegenüber den bisher bekannten Einrichtungen, wie keine Verlängerung der Gesamtlänge der Maschine, keine unausgeglichenen vertikalen Haupt-und Nebenkräfte und keine Drehkräfte ; keine Einstellung der hin-und hergehenden Gewichte der vertikalen Maschineneinheiten, um Gleichgewicht zu erhalten ; gleichförmiger Luftdruck im Spülluftbehälter während des Laufes, so dass gleiche Füllung aller Zylinder mit Spü ! - luft gesichert und eine einheitliche Verbrennung gewährleistet wird, die Leistungsfähigkeit und verminderten Ölverbrauch bedingt ;
niedere Luftventilgeschwindigkeiten mit geringen Pumpenverlusten, die einen hohen mechanischen Wirkungsgrad der Maschine und erhöhte Zuverlässigkeit ergeben, da zwei Pumpen allein noch ausreichen, dass die Maschine mit verminderter Kraft arbeitet.
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kraftmaschine anderer Art als die vorstehend beschriebene.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sechszylinder-Brennkraftmaschine mit Spülpumpen und mit einer Kurbelwelle, bei
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von den Kreuzköpfen der Maschineneinheiten Nr. 4, 5 und 6 angetrieben werden, so dass das Gleichgewicht derjenigen Haupt-und Nebenkräfte und Kräftepaare gesichert wird, die sich aus den hin-und hergehenden Massen der Maschine ergeben.
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Six-cylinder internal combustion engine with flushing pumps
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Rinsing pumps by laterally extending levers in the first-mentioned arrangement of the K! Heading the machine tools No. 1, 2
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Cross heads of machine units 4, 5 and 6 are driven. In this way, the balance of those main and secondary forces and pairs of forces is achieved which arise from the reciprocating masses of the machine.
When the invention is used in opposed piston machines, the flushing pumps can be driven by the central crossheads of the corresponding machine units.
The flushing pumps are expediently designed to be double-acting with a relatively large bore and a small stroke.
An embodiment of the invention, applied to an internal combustion engine of the counter-piston type, is described below with reference to the schematic drawings, in which FIG. 1 shows a longitudinal section through a single-acting six-cylinder two-stroke internal combustion engine with a single crankshaft and counter-rotating pistons, while FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1. Fig. 3 shows a plan view of the in
Fig. 1 shown machine.
According to one embodiment of the invention, for example on a single-acting
Six-cylinder two-stroke internal combustion engine with
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The machine six machine units 1-6.
The crank sequence of the machine units is in the present example 1-5-3-6-2-4, as shown in FIG. The machine units 1-6 are the same and of a known type; the general characteristics of unit 1 are briefly described.
The machine unit 1, FIGS. 1 and 2, consists of a cylinder 11 in which two pistons 12 and 13 are arranged. The cylinder 11 does not have a piston cover. The piston 12 has
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a short piston rod 14 with a central cross head 15 which is connected by a connecting rod 16 to the main crank 17 of the single crankshaft 18 mounted in bearings 19. The upper piston 13 carries an articulated yoke 2C and is guided by guides 21 (Fig. 2). The ends of the yoke are connected to the upper ends of coupling rods 22 and 23, while the lower ends of these coupling rods are connected to lateral cross heads 24 and 25. The crossheads 24 and 2.5 are connected by lateral connecting rods 26 and 27 to secondary cranks 28 and 29 of the crankshaft.
The stroke of the main crank 17 is greater than that of the fog cranks 28 and 29 and accordingly the stroke of the upper piston 13 is smaller than that of the lower piston 12.
Fuel, e.g. B. Oil, is in the combustion chamber? C introduced in which the air has been compressed during the previous stroke; When the fuel is burned, the pistons 12 and 13 are moved outwards until the pistons 12 open towards the end of the stroke. ? / (Fig. 2) releases through which scavenging air from the air tank 32 enters, while at the same time the upper piston-l 'Auslass- openings 33 releases, which lead to an exhaust pipe 34, so that the scavenging air from the container 32 the Flushes combustion residues from the cylinder 11 through the outlet openings 33 and fills the cylinder with fresh air.
When the pistons 12 and 13 move inwardly, the openings 31 and 33 are closed by the pistons and the air is between
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reaches the position according to FIGS. 1 and 2, fuel is injected and ignited, so that the pistons 12 and 13 move outwards again and the above-described mode of operation is repeated.
The machine units 2-6 operate in the same way as described above for the unit 1.
According to the invention, the air tank 32 is filled with compressed air by three flushing pumps 35,
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and their drive devices are the same, only the flushing pump 35 and its drive will be described below.
The flushing pump has a cylinder 36, the bore of which is relatively large. In this cylinder, a piston 37 with a relatively small stroke is arranged, which is connected to a piston rod. In the cylinder 36 suction valves 39 and exhaust valves 40 are provided. The air inlet has a sieve 41 which is exposed to the atmosphere and through which the air enters from the left in FIG. 2 and then enters the chamber 42, from which two paths lead to the upper and lower suction valve. The chamber 42 is lined with sound-absorbing material and acts as a silencer.
The outlet valves 40 are connected to a supply pipe 43. The suction and discharge valves 39 and 40 are arranged in separate chambers of the pump and channels 44 (FIG. 3) connect the discharge valves at the lower end of the pump with those at the upper end of the same.
In Fig. 2, the piston 37 is shown in the bottom dead center; its top dead center is indicated with dashed lines. The positions of the valves which they assume when the piston moves from bottom to top are illustrated with dot-dash lines. Finally, the position of the inlet sieve 41 directed against the pump and thereby protected can also be seen from FIG. The purpose of this location is to
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to protect the pump from foreign bodies and accidental dripping. on to prevent condensation on the sieve.
In the position shown, when the machine is arranged on ships, the ingress of seawater and water from a violent storm into the inlet is unlikely, as the latter is protected by the air ducts which lead the air to the upper and lower suction valves.
The piston rod 38 has a cross head 45 which moves in guides 46 and the upper ends of two links are articulated to a pin 47 carried by the cross head, the lower ends of which are connected to one end of rocker arms 50 by a pin 4. The rocker arm 50 are of a
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. 52 is stored. The other ends of the levers 50 are connected to the lower ends of links 54 by a pin 53. The upper ends of the link 54 are connected to a pin which is arranged on the outer end of two arms J6. that of the middle crosshead 15
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Manner equipped with supply pipes 156 and 157 leading to the air tank 32.
These pumps are driven by rocker arms which are connected to the central crossheads of the machine units 2 and 3 in the same way as is described above for the pump 35.
The sequence of the main cranks of the crankshaft 18 of the machine is shown in Fig. 2 and for simplicity the cranks are labeled with the numbers of the machine units to which they belong.
The drives of the three pistons of the pumps 35,
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2 results, offset by 1200 and after the working parts of all three pumps are equal to each other, there is a perfect balance of the vertical main and secondary forces and there is therefore no transversely oscillating force couple.
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Small front and rear main and secondary rocker arm pairs are introduced, but due to the low weight of the parts of the pumps 35, 136 and 137, their relatively short strokes and the pump centers located just next to each other, the rotational forces are of subordinate importance.
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If pumps 35, 136 and 137 are set, six equal charges out of phase by 60 are obtained, corresponding to the six flushing periods for the cylinders of the machine units 1-6. The pressure in the air tank 32 remains constant during the cycle; this ensures an equally effective flushing in the cylinders of the machine units 1-6.
Since the pumps 35, 136 and 137 have a relatively large bore and can easily be arranged next to one another, their stroke can be relatively short, so that only low piston speeds result; The air velocities are also due to the large space available for the valves. and the corresponding pumping losses are low, which results in better performance.
In the event of the failure of one of the pumps 35, 136 and 137, the air supplied by the other two pumps is still sufficient to operate the machine with reduced power.
The crank sequence of the machine units can also be used instead of 1-5-3-6-2-4
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the cross heads of the machine units 4, 5 and 6 are connected.
The invention provides various advantages over the previously known devices, such as no extension of the overall length of the machine, no unbalanced main and secondary vertical forces and no torsional forces; no adjustment of the reciprocating weights of the vertical machine units to maintain balance; Uniform air pressure in the purge air tank during the run, so that all cylinders are filled with the same purge! - air is secured and uniform combustion is guaranteed, which results in efficiency and reduced oil consumption;
low air valve speeds with low pump losses, which result in a high mechanical efficiency of the machine and increased reliability, since two pumps alone are still sufficient for the machine to work with reduced power.
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engine of a different type than that described above.
PATENT CLAIMS:
1. Six-cylinder internal combustion engine with flushing pumps and with a crankshaft
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4, 5 and 6 are driven by the cross heads of the machine units, so that the balance of those main and secondary forces and pairs of forces is ensured which result from the reciprocating masses of the machine.