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Österreichische
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Vorrichtung zum Einführen von Brennstoff in den mit verdichteter Luft erfüllten
Verbrennungsraum von Explosionskraftmaschinen.
Zusatz-Patent zum Patente Nr. 19197.
Da gemäss praktischen Erfahrungen der Überdruckkolben, um eine rasche und vollständige Zerstäubung des Brennstoffes zu ermöglichen, sich sehr schnell bewegen muss, was durch zwangläufige Steuerung schwer zu erreichen ist, so wird zu diesem Zwecke die gegen Ende der Verdichtung in der Maschine herrschende hohe Spannung verwendet.
In Fig. 1 ist eine solche Maschine schematisch im Schnitte durch den Zylinderkopf dargestellt.
Es bedeutet a den Zylinder, der den Arbeitskolben b mit der nach dem Kreuzkopf führenden Kolbenstange c enthält. Die die Bewegung übertragenden Teile, gleichwie das Ein-und Auslassventil sind in den Figuren nicht dargestellt. Der im Zylinderdeckel ge- zeichnete Cberdruckkolben x ist mit einer sehr dicken Kolbenstange, die nach aussen führt, versehen. Die letztere stützt sich auf den um die Achse d drehbaren Hebel e, dessen rechter Arm sich seinerseits auf die um die feste Achse f drehbare Klinke g stützt.
Wenn jetzt im Arbeitszylinder verdichtet wird, so füllt die verdichtete Luft die Kammer w durch die Ausgleicbsöffnung r aus ; da aber die Fläche des Überdruckkolbens r auf der linken Seite, wegen der nach aussen geführten dicken Kolbenstange kleiner ist, als auf der rechten, so wird von der verdichteten Luft auf x ein Überdruck von rechts nach links ausgeübt.
Der Kolben x kann sich aber nicht bewegen, da er durch den Hebel e und die
Klinke g festgehalten wird. Gegen Ende der Verdichtung ist nun der auf der Steuerwelle h (welche ihre Bewegung von der Hauptwelle mit Hilfe einer nicht gezeichneten Zwischenwelle und zwei Paar Kegel-oder Schraubenräder erhält und die gleiche Umlaufszahl, wenn die Maschine im Zweitakt arbeitet, dagegen die halbe Umlaufszahl der Hauptwelle macht, wenn die Maschine im Viortakt arbeitet) sitzende Nocken i unter die Rolle k gekommen
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hochgegangen und in Berührung mit der Nockenscheibe i gekommen, was auf der Zeichnung punktiert angedeutet ist ;
wenn jetzt die Steuerwelle sich weiter bewegt, so kommt der Nocken t unter die Rolle r und bewegt sie nach unten, wodurch der Hebel e und der Kolben in seine Anfangsstellung zurückgebracht wird, wonach die Klinke g unter den
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rechten Arm des Hebels e von einer Feder k bewegt, zurückspringt. Diese Zurückbewegung muss am besten während der Ansaug-oder Auspuffzeit stattfinden, dann ist in der Maschine kein Überdruck und daher geschieht die Zurückbewegung des Kolbens a ; ganz leicht.
Man kann die Abmessungen der Kolbenstange von : c so wählen, dass sie die auf die rechte Seite von a : drückende Luft nur teilweise den Überdruck in M beim Einspritzen überwindet, dann wird aber der Kolben a ; nicht imstande sein, den ganzen Einspritzhuh zu
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liegt, auf die Rolle t des Hebels e einwirken.
In der Fig. 1 ist die Stellung der Steuerung gezeigt, bei welcher die Klinke y eben den Hebel e freigelassen, und der Nocken s zugleich sich der Rolle t genähert hat. Der Kolben wird also zuerst freigehen infolge des inneren Überdruckes und den letzten Teil des Hubes unter dem Einflusse des Nockens s machen. Der Nocken i ist hier angeordnet, um zugleich auf die Rollen k und r einzuwirken ; es können aber zu diesem Zwecke auch zwei besondere Nocken verwendet werden.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Abänderung der oben besprochenen Anordnung, und zwar ist hier wieder h die Steuerwelle, e der um die Achse d drehbare Hebel (wie in Fig. 1), dessen rechtes Ende mit der festen Achse f durch einen Knickhebel f, f, verbunden ist. Wenn dieser Knickhebel mit Hilfe der in den Punlet fa drückenden, 11m den Punkt f4 drehbaren Feder nach links von der Mittellinie f, f2 durchgebogen wird,
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ist.
Dieser Abschnitt der Nockenscheibe läuft unter der Rolle k während der Verdichtung und da der zu dieser Zeit in der Maschine herrschende Überdruck den linken Arm d s Hebels e nach links, den Punkt desselben dagegen nach oben bewegen, den Knickhebel aber nach links von der Linie f, f2 durchbiegen will, so wird dadurch nur die Rollt auf die Nockenscheibe gedrückt.
Wenn aber gegen Ende der Verdichtung der Teil i2, ia der Nockenscheibe i die Rolle k nach rechts bewegt und den Knickhebel entsprechend durchbiegt, so kann sich der Hebel e mit dem Überdruckkolben und dem Knickhehel frpi weiter bewegen und nimmt schliesslich die punktiert gezeigte Stellung f6, f ein, wobei wieder die Rolle r sich der Nockenscheibe i genähert hat, um bei entsprechender Stellung
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bringen. Selbstverständlich können anstatt einer Nockenscheibe zwei verschiedene zur He- wegung der Rollen k und r verwendet werden.
Die Rolle t und der Nocken s der Fig. 1 sind hier weggelassen ; es muss also In diesem Beispiel die Einspritzung lediglich durch eigenen Überdruck geschehen, die Über- druckkolhenstange also entsprechend bemessen werden.
In der Fig. 3 ist eine Anordnung gezeichnet, in welcher der Überdruckkolben not dem Zerstäuber und der Brennstoffpumpe vereinigt ist. Die Maschine ist hier für Zweital, t entworfen und hat auf diese Weise eine sehr einfache Steuerung durch den Kolben setzt erhalten. a bezeichnet auf der Fig. 3 den Arbeitszylinder, in welchem sich der Kolben b wogt und die geleistete Arbeit mittels der Kolbenstange c durch den Kreuzkopf cl met Pleuelstange c. auf die gekröpfte Welle Cg überträgt. c4 bezeichnet den Rahmen und das Schwungrad.
Der Arbeitskolben saugt, indem er nach links geht, durch das Ventil c6 reine Luft an und verdichtet sie beim Rückgange. Bei Erreichung des rechten Totpunktes öffnet der Kolben p die AuspunÖnnung c und die Arbeitsgase aus der linken Zylinderseite entweichen dadurch ins Freie. Dann öffnet sich auch die Luftöffnung Cg und die verdichtete
Luft ans der rechten Zylinderseite strömt nach dem Arbeitsraume und fegt in bekannter
Weise die Verbrennungsrückstände aus, indem sie durch den Vorsprung c9 am Arbeit. s- kolhen geleitet wird. Diese Einrichtung gehört nicht zur Erfindung und kann auf ver- schiedene Arten geändert werden. Es kann z.
B. die Luft in einer getrennten Pumpe vorverdichtet werden, dann braucht die rechte Zylinderseite nicht geschlossen zu sein.
Der Überdruckkolben x stützt sich mittels seiner dicken Kolbenstange auf den
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wegung, da der Knickhebel nach unten von der Mittellinie f2, f durchgebogen ist und der Arm g sich auf das feste Querstück g2 gelegt hat. Der Kreuzkopf cl hat einen Arm g1,
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und verschiebt die Stange 9s nach links, wobei die Scheibe j2 gegen das Querstück j stösst und dadurch den, Hebels ;, f nach links verdreht ; jetzt hat sich der Knickhebel f2, /\,/nach oben durchgebogen und die hohe Spannung im Arbeitszylinder treibt den Kolben x nach aussen zwecks Einspritzung des Brennstoffes in bekannter Weise.
Um gute Verbrennung zu erzielen, muss der Kolben x kurz vor Ende der Verdichtung, also wenn der Arbeitskolben b den Totpunkt noch nicht erreicht hat, freigelassen werden. Dieses ist durch die besprochene Anordnung erreicht, denn in der Totpunktstellung des Arbeitskolbens ist der Knickhebel schon durchgebogen und der Kolben x in freier Bewegung. Gegen Ende des Arbeitshubes, wenn der Kolben b sich dem rechten Totpunkte genähert hat und im Arbeitsraume schon kein hoher Druck mehr herrscht, stösst der
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In Fig. 6 ist die Stange g3 in ihrer äusseren, rechten Stellung gezeichnet. Man kann, anstatt die Stange Us mit dem Arbeitskolben zu bewegen, sie in beliebiger Weise auch vor der Arbeitswelle mittelst Exzenter oder auch durch Nockenscheiben betätigen.
Die Einrichtung der Brennstoffpumpe und des Zerstäubers ist in grösserem Massstabe in Fig. 7 gezeichnet. Es ist hier p1 das Pumpengehäuse, zu welchem der Brennstoff aus der Zuflussvorrichtung q (Fig. 3), welche vom Regler ql beeinflusst wird, von einem höher liegenden nicht gezeichneten Behälter fliesst und sich in der Öffnung p sammelt. Der Pumpenkolben pu wird durch die Federt3 nach links gedrückt und in seinem Hube durch das Stück P4 begrenzt. In der in Fig. 7 gezeichneten Stellung ist der Brennstoff von p nach der Kolbenkammer p6 herunter geflossen.
Wenn der Überdruckkolben x gegen Ende des Arbeitshubes durch die oben be-
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am Arme g5 die Rolle 99 des Hebels 97 nach unten und dessen unterer Arm verschiebt die Stange g3 nach rechts, um den Kolben w wieder in die ursprüngliche Lage zu bringen.
Die rechte Totpunktstellung des Kreuzkopfes c1 und die untere Stellung der Rolle 99 ist in der Fig. 8 punktiert angedeutet.
In der Fig. 9 der Zeichnung ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher der Hebel e und der Kolben x mit Hilfe einer Klinke (nach Art der Fig. 1) festgehalten wird.
Die Maschine ist hier nicht geschnitten dargestellt ; entspricht aber vollständig der Fig. 3 ; die ähnlichen Teile sind mit denselben Buchstaben bezeichnet.
Der Hebel e des Kolbens x wird hier durch die Klinke kl festgehalten, welche sich auf das Querstück g2 gestützt hat ; wird nun die Stange 93'in oben besprochener Weise gesteuert, nach links verschoben, so geht die Rolle k unter die Klinke kl und gibt den Hebel e frei, indem sie die Klinke k1 von dem Querstück 92 nach oben verdreht. Der Hebel e samt Klinke k1 und Querstück (wie in Fig. 5) gehen nach links und die Brenn- stoffzerstäubung findet statt. Am Ende des Arbeitshubes geht die Stange 98 wieder nadi rechts und zieht den Hebel e mittels der Scheibe j\, welche auf das Querstück j stösst, zurück, wobei die Klinke kl sich wieder auf das Stück g2 legt, wie in Fig. 9 gezeigt.
Fig. 10 zeigt noch eine Anordnung zum Festhalten und Freilassen des Kolbens. r.
Hier ist wieder die Maschine nicht im Schnitte gezeigt, und die ähnlichen Teile mit den
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drehbar sind und durch den Bolzen eg mit einer Schraubenmutter, unter welcher die Druckfeder 84 angebracht ist, zueinander gezogen sind.
Auf diesen Hebeln können zwei Gleitstücke e , ess,"welche durch die Feder e7 an di' betreffenden Gleitflächen gedrückt werden, gleiten. Dieselben Gleitstücke sind durch den aus der Zeichnung deutlich ersichtlichen Knickhebel miteinander und mit dem Punkte. r1 der Überdruckkolbenstange x verbunden. Der Knickhebel ist nach rechts etwas durch gebogen, und wenn während der Verdichtung der Kolben x bestrebt ist, sich nach links zu bewegen, so drückt er auf den Punkt x1 ; dieser Druck wird aber von dem Knickhelwl nach oben-und unten auf die Gleitstücke und Hebel el, el übertragen. Die Reibung zwischen den Flächen von el und e6 wird so gross, dass die Bewegung des Kolbens unmöglich wird.
Gegen Ende der Verdichtung wird aber der mit dem Punkte xl verbundene Hebel,
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Knickhebel nach links durch, denn die durch die Feder e4 verbundenen Hebel el, geben nach, und jetzt kann sich der Kolben x frei bewegen, da die Gleitstücke eG7 eG nicht mehr an die Hebel el, el gedrückt werden ; die Reibung ist also nicht mehr vorhanden Der Kolben x wird in entsprechender Zeit durch die Stange g3, Scheibe j1 und Hebel in die ursprüngliche Lage gebracht.
Kurz vor Ende stossen die Gleitstücke e6, e6 an di@
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noch etwas weiter bewegt, wird dabei nach rechts durchgebogen und jetzt kann der Kolben : r beim ntichsten Verdichtungshube wieder durch die Reibung der Gleitstücke e6, e@ festgehalten werden.
Es kann diese Anordnung auch so geändert werden, dass gegen Verdichtungshubend der Knickhebel nicht durch Anstossen der Scheibe j gegen den Hebel e durchgebogen wird, sondern lediglich durch den Verdichtungsdruck in dem/rbeitsxylinder, denn d'j' Feder e kann durch die Mutter am Bolzen eg in dem Masse aufgespannt werden, dass sie von selbst bei einem gewissen Drucke nachgibt, den die verdichtete Luft im Arbeit-
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ausübt, wodurch sich die Hebel e1, el voneinander entfernen und dem Knickhebel bei sich nach links durchzubiegen erlauben, wonach der Kolben x frei wird.
Es ist selbstverständlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen nicht nur für Zweitakt-, sondern auch für Vier- und Mehrtaktmaschinen in gleicher Weise verwendbar sind.
Damit die Gleitfläche des Überdruckkolbens von der im Arbeitszylinder stattfindenden hohen Temperatur nicht schädlich beeinflusst wird, wird derselbe entweder hohl gemacht, wie aus den Fig. 3 und 7 zu ersehen ist, oder er enthält eine oder mehrere tiefe Nuten (Fig. 1), welche mit Luft oder Asbest gefüllt, die vom rechten Kolhenboden aufgenommen" Wärme verhindern, sich weiter zu verbreiten.
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