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Verbrennungskraftmasehine.
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Die Erfindung bezieht sich auf solche Verbrennungskraftmaschinen, bei denen der Kompressorkolben und der oder die Kolben der von diesem Kompressor mit Einblaseluft versehenen Arbeitszylinder den Druckhub nach entgegengesetzten Richtungen ausführen, wobei die Druckhubenden des Kompressorkolbens und des Arbeitszylinders ganz oder angenähert zusammenfallen. Die Erfindung besteht in einer derartigen Bemessung der Kolbenfläche des Kompressorkolbens, dass der im Zeitpunkte der höchsten Verdichtung auf die Kolbenfläche des Arbeitszylinders ausgeübte Gesamtdruck (spez. Druck mal Kolbenfläche) gleich oder nahezu gleich gross ist dem in entgegengesetzter Richtung wirkenden Gesamtdruck (spez. Druck mal Kolbenfläche) auf die kleinere Kolbenfläche des Kompressors.
Zweckmässig ist eine Ausführungsform der Maschine, bei der die Achse des Kompressorzylinders mit der Achse jenes Arbeitszylinders zusammenfällt, den er mit Einblaseluft versieht, so dass die Drücke gleicher Grösse ohne Hebelarm einander entgegenwirken.
Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in mehreren beispielsweisen Ausführungsformen. Fig. I zeigt eine Maschine mit nur einem Arbeitszylinder und einem neben diesem liegenden Kompressorzylinder, Fig. 2 eine Maschine mit einem Arbeitszylinder und einem gleichachsig über diesem angeordneten Kompressorzylinder ; Fig. 3 eine Maschine mit zwei Arbeitszylindern und einem zwischen diesen liegenden Kompressorzylinder und
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Kompressorzylinder.
In Fig. i bezeichnet 1 den Arbeitszylinder, 2 den Kompressor ; zylinder und 3 die gemeinsame Kurbelwelle. Die beiden Kurbelzapfen der letzteren sind gegeneinander um I800 verstellt, derart, dass die beiden Kolben zwar in demselben Momente ihre Totpunktlage erreichen, jedoch einander entgegengesetzte Bewegungen ausführen. Werden die schwingenden Teile des Arbeitszylinders (Kolben, Schubstangen) in ihrem Gewichte derart ausgeführt, dass sie den gleichartigen Teilen des Kompressorzylinders das Gleichgewicht halten, so sind die
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gerufenen Kippmomente kann teilweise durch die auf den Kurbelwellen angebrachten Gegengewichte 4 erzielt werden, die ein jeweils in entgegengesetztem Sinne wirkendes Kippmoment hervorrufen, wie die Kolben der Maschine.
Insbesondere kann dies aber durch die einleitend hervorgehobene Bemessung der Kolbenfläche des Kompressors (bei gegebenem Hub) sowie durch die Wahl eines geringen Abstandes der Achsen der beiden Zylinder erreicht werden.
Wird der untere Teil des Kompressorzylinders mit dem oberen Teil des Arbeitszylinders durch Rohrleitungen 5 verbunden, so dass die Enden der Druckhübe zusammenfallen, so kann die verdichtete Luft unmittelbar in den Arbeitszylinder geleitet werden.
In Fig. 2 ist der Kompressorzylinder. 1 über dem Arbeitszylinder 2 mit diesem gleichachsig angeordnet und mit letzterem durch eine Rohrleitung 3 verbunden. Die Kurbelwelle ist dreimal gekröpft, und zwar betätigen die Zapfen der beiden äusseren Kröpfungen die beiden Zugstangen 5 des Kompressorzylinders 1 und die innere Kröpfung die Schubstange 6 des Arbeitszylinders 2. Werden die schwingenden Massen der beiden Zylinder gleich gross
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dieser Konstruktion nicht auftreten, da die Achsen der Zylinder zusammenfallen. Bei entsprechender Wahl des Durchmessers des Kompressorkolbens bei gegebener oder entsprechend bestimmter Hubhöhe kann der auf den Kompressorkolben im Momente der höchsten Verdichtung ausgeübte Druck gleich gross sein wie der zur selben Zeit auf die Kolbenflächen des Arbeitszylinders ausgeübte Druck.
Da die beiden Drücke nach entgegengesetzten Richtungen wirken, wird auf die Lagerstellen der Kurbelwelle kein Druck übertragen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten zweizylindrigen Maschine befindet sich zwischen den Arbeitszylindern 1 und 2 ein Kompressorzylinder 8. Die Kurbelwelle 4 ist dreimal gekröpft und die Betätigung der Kolben erfolgt derart, dass sich jene der beiden Arbeitszylinder stets in gleicher Richtung jedoch entgegengesetzt zum Kolben des Kompressorzylinders bewegen.
Letzterer ist als abgestufter Kolben ausgeführt, damit er von der Schubstange 5 ohne besondere Geradeführung in gleicher Weise betätigt werden kann wie die Kolben der Zylinder 1 und 2. Die Verdichtung der Luft im Kompressor erfolgt jedoch bei der dargestellten Konstruktion nicht stufenweise, da der Kompressorzylinder nach oben offen ist.
Durch die Rohrleitungen 6 und 7 wird der Kompressor 3 mit den Arbeitszylindern 1 und 2 derart verbunden, dass die Druckhubenden der drei Zylinder stets zusammenfallen, dass also die Luft in heissem Zustande in die Arbeitszylinder übergeführt werden kann. Da deDruck auf die Kolben der Arbeitszylinder nach entgegengesetzter Richtung wirkt wie der Druck auf den Kompressorkolben, so kommt im Momente der höchsten Verdichtung auf die Kurbelwelle nur die Druckdifferenz und deren Lager sind dementsprechend gering belastet. Auch bei dieser Konstruktion werden erfindungsgemäss durch entsprechende Wahl der Kompressorkolbenfläche die Drücke im Kompressorzylinder und in den Arbeitszylindern möglichst gleich gross erhalten.
Wenn die schwingenden Teile des Kompressorzylinders auf die Kurbelwelle gleich grosse Drehmomente ausüben wie die schwingenden Teile der beiden Arbeitszylinder und wenn die Abstände der beiden Arbeitszylinder vom Kompressorzylinder
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momente ausgeglichen, da die von den Massen der beiden Arbeitszylinder verursachten Kippmomente gleich gross jedoch im entgegengesetzten Sinne wirkend sind.
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