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Gleichdruck-Verbrennungsk'aftniascIline.
Die Gleichdruck-Verbrennungskraftmasehine (Dieselmaschine), bei der die Verbrennungsluft bis über die Entzündungstemperatur des Brennstoffes durch Verdichtung erhitzt wird, hat bekanntlich eine bedeutende Steigerung des thermodynamischen Wirkungsgrades gebracht. Die praktisch erreichte Steigerung der Gesamtwirtschaftlichkeit war jedoch geringer als theoretisch zu erwarten war, weil in dem bei solchen Maschinen angewendeten Kurbeltrieb infolge der bedeutend höheren Drücke eine ganz unverhältnismässige Vermehrung der Reibungsarbeiten in Kauf genommen werden musste. Der Erfolg wai also, dass der Leistungsgewinn aus der Steigerung des thermodynamischen Wirkungsgrades zum Teil vernichtet wurde durch die Minderung des mechanischen Wirkungsgrades.
Diese schädliche Nebenwirkung des Dieselverfahrens machte sich um so fühlbarer geltend, je höher der Verbrennungsdruck getrieben wurde, und hat zur Folge gehabt, dass man darauf verzichten musste, den Verbrennungsdruck so gross zu wählen, wie es ursprünglich beabsichtigt war. Man betreibt in der Praxis diese Maschinen mit 35 bis 38 Atmosphären Verbrennungsdruck, wogegen ursprünglich bedeutend höhere Drücke vorgesehen waren.
Nach der Erfindung wird beim Dieselverfahren der besonders hervortretende Nachteil der Energievernichtung im Triebwerk dadurch bedeutend gemindert, dass statt des Kurbeltriebes eine Bauart angewendet wird, bei der zwei oder mehrere gegenläufige Kolben mit einer gemeinsamen Kurvenbahn zusammenwirken.
Diese Bauart ist bereits bei Verpuffungskraftmaschinen bekannt, für die sie jedoch bisher irgendwelche praktische Bedeutung nicht erlangt hat, weil bekanntlich bei diesen Maschinen die Kompressionslinie ziemlich tief liegt und daher lediglich der eigentliche Arbeitshub nennenswerte Druckkräfte zur Geltung bringt, mithin also die Gesamtrcibungsverlusie des Kurbeltriebes in so normalen Grenzen bleiben, dass ein Bedürfnis zur praktischen Anwendung der Maschine mit gegenläufigen Kolben, die mit einer gemeinsamen Kurvenbahn zusammenwirken, nicht vorlag.
Eine zur Durchführung des Dieselverfahrens geeignete Maschine mit gegenläufigen, mit einer gemeinsamen Kurvenbahn zusammenwirkenden Kolben, ist in der Zeichnung dargestellt, u. zw. in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1.
In dem feststehenden Zylinder a spielen die gegenläufigen Kolben b. die durch Kurvenbahnen c gesteuert werden. Diese Bahnen sind an umlaufenden Sehwungscheiben d vorgesehen. Die Kolbenkräfte werden auf die Kurvenbahnen c mittels Rollen e übertragen, die in dem mit dem zugehörigen Kolben b verbundenen Qllerhaupt t mit Kugellagern g gelagert sind. Damit beim Anlassen der Maschine die Kolben b die den Kurvenbahnen c entsprechenden Bewegungen ausführen, können sieh die Querhäupter f mit Hilfsrollen m auf an den Schwungscheiben d vorgesehenen weiteren Kurvenbahnen 0 abstÜtzen.
Die angetriebene Welle h ist mit den umlaufenden Schwungwheiben cl unmittelbar verbunden und in einem Bock i gelagert. In den für die Kolben b gemeinsamen Verbrennungsraum k wird der flüssige Brennstoff durch die Öffnung l eingespritzt. Bei der im Zweitakt arbeitenden Maschine tritt die Spülluft z. B. durch die von dem unteren Kolben b gesteuerten Schlitze p ein, wogegen die Verbrennungsrüekstände durch die von dem oberen Kolben b gesteuerten Schlitze l'entweichen.
In Fig. 3 ist durch das Diagramm x der Spannungsverlauf und durch die Linie z der Verlauf der
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veranschaulicht ist. Fig. 3 ist daher zugleich ein ungefähres Schaubild für die Steigerung der Reibungverluste bei der Dieselmaschine gegenüber der Verpuffungskraftmaschine.
Durch die beschriebene Bauart der Dieselmaschine ist eine bedeutende Minderung der Reibungsverluste erreicht, weil das Wellenlager reaktionsfrei arbeitet und ausserdem die Rollen, die auf der Kurvenbahn laufen, weniger Reibungsverluste erzeugen, als bei Maschinen mit Kurbeltrieb der Kurbel-und Kreuzkopfzapfen zusammen.
Die bisherige Dieselmaschine mit Kurbeltriebwerk war auch insofern benachteiligt, als infolge der unverhältnismässig hohen Verbrennungsdrucke die Abmessungen der Triebwerksteile ausserordentlich gross wurden, was eine Vergrösserung der Reibungshebelarme sowie eine wesentliche Steigerung des Baukostenaufwandes mit sich brachte. Durch die Erfindung wird somit nicht nur der mechanische Wirkungsgrad bedeutend verbessert, sondern es werden auch die Gestehungskosten der Maschine verringert. Beide Vorteile bringen aber ausserdem den überraschenden Erfolg, dass nunmehr der Verbrennungdruck weiter erhöht und dadurch das Dieselverfahren der idealen Verwirklichung näher gebracht werden kann.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass die Wellenbrüche vermieden sind, die bei schnelllaufenden Dieselmaschinen üblicher Bauart mit Kurbeltriebwerk dadureh häufig auftreten, dass die für ein kleines Drehmoment bemessene Kurbelwelle durch schwere Triebwerksteile in Schwingungen versetzt wird. Bei der Maschine nach der Erfindung kann dagegen die Welle mit den gleichförmig umlaufenden Schwungmassen verbunden sein.
Entsprechend der durch die Erfindung erzielten Verringerung der Reibungsarbeit ist auch der Schmiermittelverbrauch geringer, die Betriebskosten sind also verkleinert, während infolge der kleineren Abmessungen der die Kolbenkräfte übertragenden Maschinenteile nicht nur das Baugewicht, sondern auch der Raumbedarf der Maschine kleiner ist, so dass sich die Gesamtbaukosten erheblich ermässigen.