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Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit getrennter Verdichtungspumpe.
Die Erfindung betrifft eine Zweit akt- Verbrennung8kraftmaschine mit getrennter Ver- dichtungspumpe für das Gemisch, deren Wesen darin besteht, dass im äusseren Totpunkt des
Arbeitskolbens, zu welcher Zeit der Pumpenkolben seinen Verdichtungshub noch nicht ganz vollendet hat, die Verbindung von Arbeits-und Pumpenzylinder mittels eines gesteuerten Ventiles hergestellt wird, dann nach erfolgter Zündung die Verbrennung dadurch bei gleichbleibendem
Volumen erfolgt, dass der Pumpenkolben seinen Hub vollendet, während sich gleichzeitig der
Arbeitskolben um ein entsprechendes Stück einwärts bewegt, worauf im Totpunkt des Pumpen- kolbens das Ventil sich schliesst und der Arbeitskolben seinen Expansionshub, vollführt.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 die Verdichtungspumpe im senkrechten Mittelquerschnitt und teilweise in Ansicht, Fig. 2 beide Zylinder im senkrechten Mittellängsschnitt und teilweise in Ansicht.
Der Pumpenzylinder 3 und der Arbeitszylinder 4 sind auf dem Kurbelgehäuse J aufgesetzt, das die die Kurbelwelle 7 tragenden Lager 6 enthält. Die Kurbeln sind je nach der Stärke der
Verdichtung, die die Ladung erhalten soll, um 30 bis bis 400 zueinander versetzt.
Der Kolben 8 des Arbeitszylinders 4 ist durch eine Stange 9, der Kolben 10 des Pumpen- zylinders 3 durch eine Scharnierverbindungsstange mit seiner Kurbel verbunden. Der obere
Teil 11 der letztgenannten Stange ist drehbar an den Kolben 10 und ihr unterer Teil 12 an die
Kurbel angeschlossen. Die zwei Teile 11 und 12 sind bei 13 scharnierartig miteinander verbunden, an welcher Stelle auch ein Ende eines Führungaarmea 74 drehbar angelenkt ist. Das andere Ende des Armes 14 ist in 15 drehbar an dem Gehäuse 5 befestigt. Die relativen Längen der Teile 11 und 12 des Armes 14 und die Stellung des Drehzapfens 15 sind so bemessen, dass der Kolben 10 während der Dauer der Verbrennung, die sich bei gleichbleibendem Volumen vollzieht, genau der Bewegung des Kolbens 8 folgt.
Die brennbare Gasmischung wird von einem gewöhnlichen Karburator oder einem Misch- ventil aus durch das Rohr 16 zugeleitet und tritt durch das Rückschlagventil 17 in den Zylinder 3 ein. Am Deckel des Arbeitszylinders ist ein Auspuffventil18 vorgesehen, das durch eine auf der
Kurbelwelle 7 gelagerte Hubscheibe betätigt wird. Ein möglichst kurzer Kanal 19 verbindet die Zylinder 3 und 4 miteinander. Das Ventil 20 beherrscht den Durchfluss des Gasgemisches durch den Kanal 19 und wird zur richtigen Zeit mittels einer auf der Kurbelwelle 7 befestigten Hubscheibe geöffnet. Dieses Ventil wird sonst durch eine starke Spiralfeder 21 geschlossen ge- halten, ebenso die Ventile 17 und 18 durch die Spiralfedern 22 und 23.
Der Kolben 10 zieht bei seinem Arbeitshube eine Ladung durch das Einlassventil 17 in den Zylinder 3 und presst diese Ladung während seines Aufwärtshubes solange zusammen, bis der Kolben 8 in dem Arbeitszylinder sich gerade seiner Totpunktstellung nähert, worauf das Ventil 20 geöffnet wird und die zusammengepresste Ladung den ganzen Raum zwischen den beiden Kolben 10 und 8 einschliesslich des Durchganges 19 einnimmt. An dieser Stelle steht der Kolben 8 in dem Arbeitszylinder 4, da er sich in seinem toten Punkte befindet, sozusagen für eine kurze Zeitspanne still ; der Kolben 10 hat sich unterdessen mittels der Wirkung der Scharnier- verbindungsstange 11, 12 eine verhältnismässig grosse Entfernung weit aufwärts bewegt und so die Vordichtung vollendet.
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Die verschiedenen Teile der Maschine haben nun die in der Zeichnung dargestellte Stellung erreicht, und in diesem Zeitpunkte wird die Entzündung der Ladung durch den Zünder 24 oder eine andere geeignete Vorrichtung veranlasst.
Während der Verbrennung wird in der Verbrennungskammer zwischen den beiden Kolben ein gleichbleibendes Volumen mittels der 8charnierverbindung8stange 11, 12 erhalten, die nämlich den Kolben 10 zur Aufwärtsbewegung mit genau der gleichen Schnelligkeit veranlasst, mit der der Kolben 8 sich jetzt abwärts bewegt. Wenn der Kolben 10 seine Stellung an dem äussersten Ende des Zylinders 3 erreicht, schliesst sich das Ventil 20 und der Kolben 8 vollführt unter dem Einfluss der expandierenden Gase den Arbeitshub.
Während der Verbrennungsperiode befinden sich die durch die Verbindungsstangen auf die Kurbeln wirkenden Kräfte im Gleichgewicht, d. h. die vorwärts, also in der Rotationsrichtung der Welle 7 auf die Kurbelstange 9 wirkende Kraft ist ebenso gross wie die rückwärts, also in einer der Umdrehungsrichtung der Welle 7 entgegengesetzten Richtung auf die Stangen 11, 12 wirkende Kraft, und diese entgegengesetzten Kräfte üben keine zurückhaltende Wirkung auf die Kurbelwelle 7 aus.
Maschinen dieser Art werden vorzugsweise so konstruiert, dass der Hub des Arbeitskolbens grösser ist, als der Hub des Pumpenkolbens und dass die durch die Stange 9 wirkenden Kräfte grössere Hebelwirkung haben, als die durch die Stangen 11, 12 wirkenden, d. h., dass die resultierende Kraft in der Umdrehungsrichtung der Kurbelwelle 7 wirkt. Der nächste Aufwärtshub des
Kolbens 8 treibt dann vollständig die verbrannten Gase aus dem Zylinder 4 aus, und der Kreislauf ist vollendet.
Die beschriebene Maschine ist am besten für den Betrieb mit Gas geeignet, kann aber auch mit Petroleum oder einem anderen Kohlenwasserstoff als Brennstoff arbeiten. Im letzteren Falle würde die hauptsächliche Abänderung in der Herstellung der Mischung liegen, da die Erfindung sowohl geeignet ist für Maschinen, bei denen der Brennstoff und die Luft nach ihrem Eintritt in den Zylinder gemischt werden, als auch für solche, bei denen diese Mischung vor dem Eintritt in den Zylinder stattfindet.
Nach den in dieser Erfindung niedergelegten Grundsätzen kann eine Maschine gebaut werden, bei der keine künstliche Zündung notwendig ist, ausgenommen vielleicht, um die Maschine in Gang zu setzen. Da nämlich keine üblen Wirkungen aus dem zu frühen Entzünden der Ladung resultieren können, ist es möglich, die Verdichtung bis zu einem so hohen Drucke durch- zuführen, dass die dadurch entstehende Hitze ebenso hoch ist, wie die Entzündungstemperatur des Brennstoffes. Hiezu kann noch der Umstand beitragen, dass ein gewisser Teil der Expansions- gase durch Schliessen des Ausströmventils, ehe der Kolben seinen Atispuffhub vollendet hat, im Arbeitszylinder zurückgehalten wird.