CH100547A - Verfahren zum Betriebe von luftgekühlten Verbrennungsmotoren und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Betriebe von luftgekühlten Verbrennungsmotoren und Einrichtung  zur Ausübung des Verfahrens.    Bekanntlich werden bisher     Verpuffungs-          motoren    entweder mit einer Kühlflüssigkeit  oder mit Luft gekühlt. Die Kühlung mittelst  Kühlflüssigkeit     hat    den Nachteil,     dass    die     er-          forderlie-Iie    Pumpe, sowie die notwendigen  Rohrleitungen häufig undicht werden. Wenn  mit Wasser     (rekühlt    wird', gefriert ausserdem  zur halten Jahreszeit das Kühlwasser häufig.

    Das bisher angewandte Verfahren der     Luft-          kühlungr,    bei dem der Motorzylinder durch  einen seitlich     auf    ihn wirkenden Luftstrom  gekühlt wird, hat den Nachteil,     dass    die dem  Luftstrom zugekehrte Seite des Motorzylin  ders sehr     sta.rk    abgekühlt wurde, während  die im Windschatten     liegen-de    Seite des Mo  torzylinders nur mangelhaft gekühlt werden  konnte.

   Dies hat zur Folge,     dass    der Motor  zylinder auf der dem Luftstrom zugekehrten  Seite zu kalt und auf der entgegengesetzten  Seite für einen     betriebssieheren    Lauf zu heiss       wa.r.    Es entstanden dabei auch Formver  änderungen, die einen schlechten Lauf des  Kolbens zur Folge haben,    Diesen     Übels4änden    soll durch die     vorlie-          ,olende    Erfindung -abgeholfen werden. Dieselbe  <B>I in</B>  bezieht sieh auf ein Verfahren zum Betrieb       -#--on    luftgekühlten Verbrennungsmotoren und  eine Einrichtung zur Ausübung des Verfah  rens.  



  Nach dem Verfahren gemäss vorliegender  Erfindung wird die zur Kühlung dienende  Luft an alle zu kühlenden Stellen von Deckel       und    Mantel des Motorzylinders geleitet.  



  Beiliegende Zeichnung betrifft Ausfüh  rungsbeispiele von Einrichtungen gemäss der  Erfindung, anhand deren das Verfahren ge  mäss: vorliegender Erfindung in Folgendem  beispielsweise beschrieben wird. Es zeigt:       Fig.   <B>1</B> eine Ansieht eines     naell,dem    Ver  fahren gemäss der vorliegenden Erfindung ge  kühlten Vierzylinder-<B>,</B>     Verpuffungsmotors,          Fig.    2 einen Vertikalschnitt durch einen       Notorzylinder,          Fig.   <B>3</B> eine     Draufeicht    hiervon,           Fig.    4 zum Teil eine     %aufsieht,

      zum Teil  einen Schnitt einer andern     Ausführungsform     des Motorzylinders,       Fig.   <B>5</B> eine Einzelheit,       Fig.   <B>6</B> einen     Vertikalsehnitt    durch eine  dritte Ausführungsform des Motorzylinders,       Fig.   <B>7</B> einen Vertikalschnitt durch     einon          Motorzylinder    eines andern     Ansführungsbei-          spiels,          Fig.   <B>8</B> schematisch die Wärmeflüsse in  einem Motorzylinder,

         Fig.   <B>9</B> einen Teil eines     Vertikalschnittes     durch einen Motorzylinder eines weiteren       Ausf        ahrungsbeispiels,          Fig.   <B>10</B> eine     Draufsielit    hiervon,       Fig.   <B>11</B> eine Draufsicht mit Teilen im  Schnitt auf eine andere     Ausführun,-sform    des       Motarzylinders,          Fig.    12 einen     Vertik-alschuitt    durch einen       Motom,linder    des letzten     Ausführungsbei-          Spiels.     



       Beim        Ausführungsbeispiel        g        nach        den        Fia,     <B>1</B> bis<B>3</B> wird in dem Motorzylinder<B>1</B> der nicht  gezeichnete Kolben hin- und herbewegt. Die  einander diametral gegenüberliegenden     Ein-          lass'-    und     Auslassstutzen   <B>l'</B> des Motorzylinders  haben elliptischen Querschnitt, um der zur       Kühluno     dienenden Luft einen möglichst ge  ringen Widerstand zu bieten.

   Der Motor  zylinder<B>1</B> besitzt auf seinem     DeeI:el    Kühl  rippen<B>3,</B> die in die am -Mantel des Motor  zylinders vorgesehenen Rippen<B>3'</B> auslaufen.  Da die in der Mitte des Motorzylinders lie  gende Rippe<B>3</B> -am meisten Wärme ableiten       muss,    ist diese Rippe gegen den Rand des     Zy-          C    t3       l;nderdeel,-els    mit Abzweigungen     3b,   <B>3e</B>     (Fig.     <B>3)</B> versehen, so     dass    die     der    Mittelrippe zuge  führte Wärme beiderseits in drei Einzelrip  pen verteilt wird.

   Mit     Rüebieht    darauf,     dass     in der Nähe der Ventilsitze Wärmestauungen  entstehen können, sind, wie aus     Fig.   <B>3</B> er  sichtlich, eine verhältnismässig grosse Anzahl  Kühlrippen 4' in der Nähe der Stutzen<B>l'</B>       ai)geordnet.    Der     Motorz-,ylinder   <B>1</B> ist von     dera     Mantel 4 umgeben, der an den am Mantel des  Motorzylinders vorgesehenen Kühlrippen<B>3'</B>  anliegt. Der Mantel 4 besitzt in der Umge  bung der     Ventilstufzen   <B>l' je</B> eine Tasche 2,    die mit     Rippenkanälen    unter den Stutzen     l'     in Verbindung steht.

   Der Aufsatz     V'    am  Mantel 4 ist an einem Stutzen a     (Fig.   <B>1),</B> der  mit dem Ventilator<B>b</B> verbundenen Luftlei  tung     c    angeschlossen.  



  Wird der Ventilator von einer nicht ge  zeichneten Kraftquelle aus in Drehung ver  setzt, so wird die vom Ventilator kommende  Luft in     aühsialer    Richtung auf den     Dech#el     des Motorzylinders geblasen und     z-tvischen          ,0inder    vorgesehenen Rippen  den am     Motorz-          3'        durch.-eführt.    Dabei wird die neben den  Stutzen     I.'        vorbeiströmende    Kühlluft von den  Taschen<B>2</B> aufgefangen und in die durch die  Stutzen     l'    verdeckten Rippenkanäle geführt,

    so     dass    auch die unter den Stutzen     l'    befind  lichen toten Räume mit, Kühlluft     beblasen     werden     und    eine möglichst gleichmässige Küh  lung     des    Motorzylinders erreicht wird.  



  Beim Zylinder nach     Fig.    4 sind die Rip  pen in jedem von acht gleich grossen Felder,  und zwar sowohl diejenigen auf dem äussern  Teil des     Zylinderdeckehs,    als auch die am  Mantel des Zylinders parallel zueinander.  Wenn     d,(-me'ntspreehend    der Mantel der zur  Herstellung des Motorzylinders dienenden  Giessform ebenfalls in     i-j#cht    Teile zerlegbar  ist, so kann er     narh    dem Formen vom Modell  glatt abgehoben werden,

   während dies zum  Beispiel bei dem     vorbesehriebenen        MLotorzylin-          der        infol-e    der vom Zylindermantel abste  henden Rippen     nieht    möglich ist.  



  Die Kühlrippen     hönnen    beim Zylinder ge  mäss     Fig.    4 -wie in     Fi-   <B>5</B>     daroestellt.        wellen-          el.   <B>en</B>       förmig    ausgebildet sein, Diese Ausbildung  hat zwei     Vortpile:    Ersten.,; ist. naturgemäss  die Temperatur des Zylindermantels eine  höhere als die der äussern     R.ippenkanten,   <B>da</B>  zum Durchtreiben der Wärme durch die Rip  pen ein gewisser     Temperaturuntersehied    er  forderlich ist.

   Die     Folue        da.von    ist eine stär  kere Ausdehnung des Zylindermantels, der  gerade Rippen nicht ohne weiteres folgen  können, und die daher Spannungen hervor  ruft.     Die.        welleilförmilge    Ausbildung der Rip  pen bietet Möglichkeit einer weniger     gehin-          b          derten    Ausdehnung derselben.

   Der zweite      Vorteil der gewellten Rippen besteht darin,       dass,die        Luff,    welche     die,ebenfalls    wellenför  migen Kanäle durchfliesst, durch     einanderge-          wirbelt    und in innige Berührung mit den  Rippen gebracht wird, so     dass    eine bessere  Wärmeableitung entstellt.  



  Beider Einrichtung nach     Fig.   <B>6</B> sind der  Einfachheit halber die am     Motorzvjinder-          mantel    und am Deckel vorgesehenen Kühl  rippen nicht     gezeiü-hnet.    Der Kolben<B>5</B> besitzt  an seinem der Kolbenstange abgekehrten  Ende, eine Vertiefung<B>6.</B> Dadurch wird er  möglicht, den Kolben beim Arbeiten bis nahe  an das obere Ende     des    Zylinders zu verschie  ben, da. infolge der Vertief     ung   <B>6</B> ein genügend  grosser Verdichtungsraum vorhanden ist.

       In     dieser obersten     Stelluno,    des Kolbens wird       "on        demselb(,n    ein grosser Teil der Wärme,  die sonst die Verbrennungsgase an     den    obern  Teil des Zylinders abgeben -würden, vom  Kolben aufgenommen, Die so aufgenommene  Wärme verteilt- der Kolben dann während  seines Laufes an die     Zylinderflä.ehe,    und  zwar gibt er, wie Versuche gezeigt haben, be  sonders während seiner Umkehr im untern       T.ofpunkt    einen grossen Teil der Wärme an  diesen untern kälteren Teil des Zylinders ab.

    Auf diese Weise wird eine Wärmeübertra  gung von     den    stärker beheizten Teilen     des     Zylinders an die kälteren Teile ermöglicht.  Da die     'V#rärmeaufnahme    durch die Luft an  diesen untern Stellen, wie Untersuchungen       ,o,ezei-M-    haben ohne Schwierigkeit möglich       ist.        so    ergibt sich durch diese Anordnung die       p#     Möglichkeit einer Verbesserung der Kühlung.

    Bei dem     Xusführungsbeispiel    nach     Fig.   <B>7</B>  ist     der        Zylindermanfel    des Motorzylinders<B>1</B>  von dem Mantel<B>9</B> und dessen Deckel von dein  konisch verlaufenden Mantel<B>8</B> umgeben, wel  che beiden Mäntel durch den ringförmigen       Luftzuleitungskanal   <B>7</B> von     halb.kreisförmigem          Quersehnitt    miteinander verbunden sind. Der  Kanal ist an der Luftleitung<B>7'</B> angeschlossen  und befindet sieh auf -derjenigen Höhe, wo  der     Zylindermantel    in den Deckel übergeht.

    Oben     aur    dem konischen Mantel<B>8</B> befindet  sieh ein     Austrittstutzen   <B>8'</B> für die Luft.    Die zur Kühlung dienende Luft wird  durch die     anden    nicht gezeichneten     Ventila-          for        anges.chlossen(3    Luftleitung<B>7"</B> dem Lei  tungskanal<B>7</B> zugeführt, von dem -der eine  Teil des Luftstromes über den Deckel des       ill-otorzylinders    und der andere dem Mantel  entlang nach unten geführt wird. Dadurch,       dassdie    Luft in zwei getrennten Strömen den  Zylinder kühlt, wird erreicht,     dass    sie sieh  nicht unzulässig erwärmt.

   So können     ver-          hältuismässig    grosse Motorzylinder -absolut be  triebssicher gekühlt werden.  



       Die        Kühlwirkung    der Rippen ist noch  grösser, wenn die Kühlrippen aus einem Ma  terial bestehen, dis die Wärme besser leitet,  als z. B. Eisen oder Stahl.  



  Die Luftzuführung könnte auch von meh  reren am Mantel vorgesehenen     Ring-kanälen     aus erfolgen.  



  Bei einem Motorzylinder bestehen Wär  meflüsse, wie solche in     Fig.   <B>8</B> schematisch       angefleutet    sind. Dies     erkläxt    sich daraus,       (lass    am Deckelrand eine grosse     Rippenfläche     vorhanden ist, die nicht unmittelbar vom In  nern beheizt wird, aber zur     Wärmeabfüh-          run-    ausgenutzt werden kann. Sie genügt in  den meisten Fällen, um die überschüssige  Wärme des Deckels abzuführen. Es entsteht  dann an der Stelle<B>10</B> eine neutrale Zone, wo  kein     Wärmefluss    stattfindet. Hier könnten  die Kühlrippen durchschnitten werden.

   Diese  Stelle liegt in der Nähe des Überganges vom  Deckel zum Zylinder, und an dieser Stelle  kann die Trennfuge zwischen Zylinder und  Deckel angeordnet sein, ohne     dass    sie eine  nennenswerte Wärmestauung bewirkt.  



  Bei einer solchen Trennung pflegen die  Verbindungsschrauben die Luftströmung zu  behindern. Um dies zu vermeiden, liegen ge  mäss     den        Fig.   <B>9</B> und<B>10</B> die     Flansehen   <B>11</B> mit  den     Verbindungsschrauben    (auf der     Zeiüh-          nung    nicht dargestellt) ausserhalb der Luft  kanäle und sind mit dem Deckel und dem  Zylinder<B>1</B> durch die Kühlrippen<B>3</B>     (Fig.   <B>9)</B>  verbunden. Die     K'ühlrippen    sind entsprechend  kräftig ausgebildet, um die grossen     KräfiLe     übertragen zu 'können.

        Die Kühlluft wird von einem nicht     ge-          veichneten    Ventilator her dem Motorzylinder  von der     Deekelseite    her     zugeführf..    Der     Mo-          forzylin#d-er    kann sich der Erwärmung folgend       cranz    ungehindert nach oben ausdehnen, so       dass    schädliche Spannungen vollkommen ver  mieden -werden.

   Wenn die oben liegenden  Ventile von einer unten     lie-,enden    Nacken  welle     mittelst    Stossstange gesteuert, werden  und diese Stossstangen, um die, Kühlung nicht       züi    stören, ausserhalb des Mantels angeordnet  sind, so dehnen sie sieh beim Warmwerden       ulps    Motors nicht entsprechend aus, und.

   die  Folge davon ist eine Änderung der     Ventil-          Öffnungszeiten.    Deshalb sind in     Fig.   <B>1.1.</B> die  Stossstangen<B>1.3</B> innerhalb des Mantels     ange-          c,rdnet,    werden von dem dicht daneben     lie-          Olenden    Zylinder und seinen Kühlrippen durch  Strahlung beheizt, und dehnen     #sich    daher  ebenfalls aus,

   so     dass    der Unterschied     der     Ausdehnung zwischen ihnen     und    dem     Zylin-          (!er        auf    ein Minimum reduziert wird.     Dass        dit-          Rippe    12     verhürzt    ist, bewirkt keine erheb  liche Beeinflussung der     l#ülil-iiiig.    da, die  durch Strahlung     belipi7tp    Stossstange<B>1</B>     j    auch       ihrer3eifs    Wärme an die     vorbeii;

  dreichende     Luft abgibt.     und    dadurch den fehlenden T41       uler    Rippe grösstenteils ersetzt.  



  Immer bilden die Ein- und     Auslass.slutzen          für    den Luftstrom gewisse Hindernisse,  deren Einflüsse besondere Massnahme bedin  gen.     Uin    eine     ausreichenfl        -lpiübm;iissi-#e          wirkung        des    Zylinders zu sichern.

   Wenn der  Motor nicht-. mit einem Vergaser, sondern mit       iinmittolbarer        Ein-spritzung    des Brennstoffes       in        die        Z-        ,vlinder        arbeitet,        hann        gem',iss        Fi.g.        12     ein Teil der in Richtung der Pfeile vom nicht       #D          -(-jlezfli,ebn(,i-en    Ventilator kommende Luft als       Arbeit31uft    verwendet werden.

   ohne     dass    da  durch die Kühlwirkung nachteilig     beeinflusst     wird. Dies bewirkt eine, sehr     1,rä.fti--e    Küh  lung des     Einlassventils    14. Ferner kann bei       Viertaldmotoren    durch entsprechend frühes       Üffnen    des     Einlassventils    und spätes Schlie  ssen des     l-ur#lassventils    der     Abgabprest    durch  die mit     oei,inrem    Überdruck in den Zylinder  <B>Z,

  </B>     l'#     eintretende<B>Luft</B> mehr oder     wenio-er        vollstä.ii-          dig        aus    dem     Verdichfungsraum    ausgetrieben         w#r(len.    Infolgedessen und infolge des höhe  ren Anfangsdruckes ist eine erhebliche Stei  gerung     der    Arbeitsleistung des Zylinders bei       t-,    n  .gleichen Abmessungen möglich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE: <B>1.</B> Verfahren zum Betriebe von luftgekühl- fen Verpriffungsmotoren, da-clureli ge- kennzeiphnet, dass die zur Kühlung die nende Luft an alle züi kühlenden Stellen von Deckel und Mantel.

   des Motorzylin ders geleitet wird, damit eine gleich- mässige g Kühlung der Motorzylinder statt- findet. T 1.. Einriebtung zür Au.,übung des Verfah rens, nach Patentan-sprurli <B>1,</B> dadurch<U>ge-</U> kennzeichnet, dass der Notorzylinder, so wohl am Deekel,

   als auch auf seinem Mantel mit Rippen versehen ist, und flass Mittel vorgesehen sind, um die Kühlluft zwischen die Rippen zu führen. UNTERANSPRüCHE: 1. Verfahren nach Palentanspruch I, da durch gekennzeiehnet, dass wenigstens ein Teil der Kühlluft durch da.- Einlassventil in den MotorzylinrIer geführt mirul. 2.

   Verfahren nach Patenfansprucli und ITii- feranspru-ch <B>1,</B> dadurch geliiennzeiphiielt, (lass die in den 'Hoforz-vlinder eintreten(',(- Luft züm Ausfreiben der Abgase, aus dein V(,rclielit-iiiiYsr"i.iini dient.

   Einrichtung nach Patentanspruch<B>11. da-</B> durch gel##enn7eiehiiet. dass die an Deckel und Mantel rlc"sz Motorzylinders vorge sehenen Rippen derart angeordnet sind. dass dureIllaufende Kanäle gebildet wer den. 4.

   Einrichtung nach Patenfanspruch <B>11</B> und Unferanspru-ch <B>3.</B> -dadurch gehennzeich- net, dass der Motorzylinder von einem wenigstens an den Rippen des Zylinder- mantel,s diebt anliegenden Mantel umge ben ist.

   <B>5.</B> Einriphtung naeh Pafenfanspruch <B>11,</B> di- durch gekennzeichnet, dass die Ventil stutzen des Motorz-,vlinders elliptiselie Querschnittsform besitzen, um dem zur Kühlung Aleiienden Luftstrom möglichst -wenig Widerstand zu bieten.

   <B>6.</B> Einrichtung nach Patentauspurch II und Unteransprucb. <B>5,</B> dadurch gekennzeich net, dass Mittel vorgesehen sind, -Liin die unter den Ventilrohren befindlichen toten R#Lume mit Luft bebla3en zu hönnen. <B>7.</B> Einrichtung na-eb. Patentanspruch 11 un-1 Unteransprueli <B>3,</B> dadurch gekennzeieli- net,

   dass wenigstens ein Teilder am Zy- linderdeckel vorgesehenen Rippen mit Abzweigungen versehen sind. <B>8.</B> Einrichtung nach Patentansprucli II und Unteranspru-cli <B>3,</B> dadurch gekennzeich net, dass verhältnismässig viele Rippen an die Ventilrohre herangeführt sind, um eine gute Ableitung der den Ventilen zil- geführten Wärme zu erreichen.

   <B>9.</B> Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch<B>3,</B> dadurch gekennzeich net, dass der Mantel des Motorzylinders in Felder eingeteilt ist, wobei sämtliche Rippen eines Feldes parallel verlaufen. <B>10.</B> Einrichtuno, nach Patentanspruch. II i-ilit! Unteransprueli <B>3,</B> dadurch gekennzeich net, dass die Rippen wellenförmig sind.

   <B>11.</B> Einrichtung nach Patentaaspruch II, da- .durch gekennzeichnet, (lass der Kolben des Motors an dem der Kolbenstange abge kehrten Ende mit einer Vertiefung ver sehen ist. 12. Einrichtung nach Patentanspruch lf und Unteranspruch<B>11,</B> dadurch gekennzeich net, dass der Kolben des Motors bis nahe an das obere Ende des Motorzylinders ge- I b führt werden kann und zur Verteilung der Wärme dient.

   <B>13.</B> Einrichtung nach Patenta.nsprucil H- und Unteransprucli <B>3,</B> dadurch gekennzeich.- net, dass mindestens ein Teil der l#-,ühl- rippen aus Material besteht, das Wärrne besser leitet als Eisen. 14. Einrichtung nach Patenfanspruch II und Unteranspruch<B>3,</B> dadurch gekennzeich net-, dass Mittel vorgesehen sind, um die Kühlluft in zwei getrennten Strömen zu verwenden, um dadurch die Weglänge der Kühlluft zu verkürzen.

   <B>15.</B> Einrichtung nach Patentanspruch II, da- durüh <B>.</B> gekennzeiehnet, dass zur Kühlung t' des Motorzylinders zwei Luftströme die nen, deren einer überden Deckel des Alo- torzylinders und deren anderer am Man tel des Motorzylinders entlang geführt wird.

   <B>16.</B> Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch<B>3,</B> gekennzeichnet durch eine Trennfuge zwischen Deckel, Motor- zylindermantel an einer Stelle, an der kein erheblieher Wä.rmefluss stattfindet. <B>17.</B> Einrichtung naell Patentanspruch H und Unteransprüchen<B>3</B> und.<B>16,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass zur Verbindung von Deckel und Zylindermantel Flansellen vorgesehen sind, die ausserhalb der Kühl rippen angeordnet sind, damit die Kühl luft ungehindert durchströmen kann.

   <B>18.</B> Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch<B>3,</B> dadurch gekennzeich- net, dass einzelne Kühlrippen verkürzt sind.