Arbeitsverfahren für Terbrennungskraftmasehinen und Verbrennungskraftmasehine. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Arbeitsverfahren für Verbrennungskraft maschinen und eine Verbrennungskraft- rzascIiine, die nach diesem Verfahren, betrie ben wird.
Nach dem Verfahren gemäss .der Erfin dung wird ein in einem Motorzylinder ver schiebbarer Kolben, der mit einem auf eine Kurbelwelle wirkenden Arbeitskolben den Arbeitsraum im Zylinder abschliesst, zur Ent zündung des Brennstoffgemisehes im Arbeits raum am Ende des Kompressionshubes;
des Arbeitskolbens von einem elastischen Druck mittel gegen .den Arbeitskolben gedrückt und nach der Verbrennung des Gemisches durch die dabei entstehende Drucksteigerung wie der zurückgetrieben, wobei er das elastische Druckmittel wieder komprimiert, und dann in seiner Endstellung bis zum Ende des nächsten Kompressionshwbes festgehalten wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Verbrennungskraftmaschine, die nach diesem Verfahren betrieben wird. Als Ausführungs,- beispiel derselben ist auf der Zeichnung ein Zweitaktmotor im Schnitt dargestellt. An hand .derselben wird das Arbeitsverfahren ge- mäg, der Erfindung im folgenden beispiels weise. beschrieben..
In beiliegender Zeichnung bedeuten 1 und 2 das Unter- und das Oberteil vom Kurbel gehäuse, 3 die Kurbelwelle und 4 die Pleuel stange. 5 ist der Motorzylinder, der drei Stufen besitzt und unten und oben weiter ist als in der Mitte. Der Arbeitskolben 6 ist zweistufig ,gebaut. Die untere Stufe 10 des Zylinders 5 ist als Spülpumpe ausgebildet und dementsprechend ist der Zylinder 5 mit einem Ansaugventil 7 und einem Druckventil 8 ausgerüstet. Dieses ist mit dem Arbeits raum 11 des Zylinders 5 ,durch einen Kanal 9 verbunden, der vom Kolben 6 gesteuert wird.
Durch die @Öffnung 12 entweichen die> Ab gase. 13, 14 und 15 sind Kühlwasserräume. Oben ist ,der Arbeitsraum 11 durch einen zweiten Kolben 16 abgeschlossen. Derselbe ist in der mittleren Bohrung des Zylinders 5 dicht geführt und oben mit einem Flansch 32 versehen, der in der obern weiteren Bohrung des Zylinders 5 dicht geführt ist.
Der Raum über dem Kolben 16 ist durch den Kanal 52 im _ Deckel 21, .der den Motorzylinder 5 oben dicht abschliesst, mit einem nicht gezeichneten Druckluftbehälter in Verbindung. Im Boden des Kolbens 16 ist ein Brennstoffventil 17 mit einer Schliessfeder 19 angeordnet, dessen Spindel in einem Rohr 28 dicht geführt ist, das mit Spiel im Rohr 20 angeordnet ist.
Die beiden; Rohre 20 und 2.2 sind am Deckel 2:1 des Motorzylinders 5 befestigt. Das Rohr 20 ist in einem Rohr 18 dicht geführt, das am Boden des Kolbens 16 befestigt ist. Der zylindermantelförmige Kanal 23 zwischen den Rohren 20 und 22 steht mit dem Kanal 24 im Zylinderdeckel 21 in Verbindung.
In diesen Kanal münden die Brennstoffleitung 30 und die Leitung 29 für die Einblaseluft. Das Ventil 17 wird hydraulisch. betätigt, in dem der Kolben 2:5 .einer Steuerpumpe, nach dem er .den Einlass 28 der Steuerpumpe ab geschlossen hat, zum Öffnen des Ventils 17 eine Flüssigkeit durch die Rohrleitung 26 gegen die Stirnseite der VentiL.spindel drückt.
Während das Ventil 17 geschlossen ist, wird das Ventil 27 der Steuerpumpe in nicht ge zeigter Weise offen gehalten, so dass, wenn das Ventil _ 17 sich mit denl Kolben 16 be wegt, die Flüssigkeit hinter der Ventilspindel durch die Rohrleitung 26 ungehindert zu und abfliessen kann, damit das. Ventil 17 nicht geöffnet wird, wenn es sich finit dem Kolben. 16 aufwärts bewegt und der Kolben 215 die Einlassöffnung 28 noch: nicht freigegeben hat.
Wird dass Ventil 17 geöffnet, so strömt durch die Rohrleitung 29 die Einbläseluft in den Kanal 24, wo der Luftstrom aus der Brennstoffdüse 30 Brennstoff mitreisst. Von da gelangt der Brennstoff in den Kanal 23. und wird schliesslich durch das Ventil 17 in den Zylin derraum geblasen. 31 ist ein Kanal, durch welchen in nicht ersichtlicher Weise Flüssig keit in den Raum 33 unter dem Flansch 32 des Kolbens 16 gedrückt werden. kann, wo durch derselbe nach oben geht. 3,4 ist ein Ringkanal, der mit dem Raum 33 in Ver- bindung steht und durch den von der I'e der 37 belasteten ringförmigen Schieber :
3(; von dem mit einem nicht gezeichneten I"l)c-i-laiif versehenen Raum 35 im Mantel 51 abgesperrt werden kann. In seiner untersten Stellung lässt dieser Schieber nur einen schmalen Spalt 49 zwischen dem Raum 48 unter dem Schie ber 36 und dem Raum 35 über ihm frei.
Auf den Schieber 36 wirken Kolben 44 (es ist nur einer gezeichnet), die unten einen Flansch und auf einer Seite eine Nut 45 besitzen und in Zylindern 46 dicht geführt sind. Unter jedem Kolben 44 mündet ein Kanal 43, der mit einer mit Luft gefüllten Kammer 47 und durch die Rohrleitung 42 mit einer Steuerpumpe in Verbindung steht. Wenn der Kolben 41 der Steuerpumpe Flüssigkeit in den Kanal 43 drückt, wird zuerst die Luft in der Kammer 47 zusammengedrückt, bis der Druck genügt um den Kolben 44,samt dem Schieber .36 aufwärts zu drücken.
Dann gibt der Schieber den Kanal 3,4 frei, worauf Flüs sigkeit aus dem Raume 33, welcher unter dem Drucke des Kolbens 16 steht in, den Raum 48 strömt. Dadurch wird der Schieber in seiner Aufwärtsbewegung beschleunigt, weil nunmehr auch die ausströmende Flüssig keit auf den Schieber drückt. Die Flüssigkeit kann nun sehr rasch aus dem Raume 33 ent weichen, und der Kolben 16 bewegt sich gegen den Kolben 6. Der Kolben 44 folgt dem Schieber bis er mit seinem Flansch au der Führung 46 aufliegt.
Dabei wird durch die Nut 45 der Raum 35 mit .dem Kanal 43 in \Terbindung gebracht, und die komprimierte Luft in der Kammer 47 drückt Flüssigkeit in den Raum '35, bis' ein Druckausgleich, zwi schen dem Kanal 43 und dem Raume 35 stattgefunden hat. Wenn der Kolben 1.6 seine unterste Stellung erreicht hat, hört der Abfluss der Flüssigkeit aus dem Raume 33 auf und der Schieber wird durch die Feder 37 nach unten gedrückt. Dabei werden auch die Kolben 44 zurückgeschoben.
Dabei wird die in den Kammern 47 enthaltene Luft zu sammengedrückt, da. die Kolben 41 der Steuerpumpe nicht entsprechend rasch zu rückgehen. Bewegt sich der Kolben 16 nach oben, so öffnet sich das ringförmige Ventil 39 selbsttätig und der Kolben saugt unter seinem Flansch 32 Flüssigkeit durch die Öffnungen 38 an'. Kommt er in seiner obern Endstellung zum Stillstand, so hört auch die Strömung durch .die Öffnungen 38 auf, das Ventil 39 schliesst sich und der Kolben wird durch die Flüssigkeit im Raum 33 in seiner Stellung festgehalten.
Bevor man den Motor anlaufen lässt, wer den die Räume 35 und 48 zum Teil mit Flüssigkeit gefüllt. Dann wird der Kolben 16 nach oben getrieben, indem Flüssigkeit durch den Kanal 31 in,den Raum 33 .drückt. Nachher wird der Kanal 31 geschlossen. @A.uch werden die Steuerpumpen und die da zu gehörenden Leitungen und Kanäle mit Flüssigkeit gefüllt. Dann lässt man :durch den Kanal 52 Druckluft hinter den Kolben 16 in den Raum 50 treten: Durch !die Rohr leitung 2',9 lässt man Einblaseluft eintreten.
Nun lässt man die Kurbelwelle einige Um drehungen machen und schaltet dann die Steuerpumpen ein. Das Arbeitsspiel geht wie folgt vor sich: Der Arbeitskolben 6 befinde sich in seiner untersten Stellung. Durch den Kanal 9 tritt Spülluft in den Arbeitsraum 11.. Sobald der Kolben 6 bei seinem Auf wärtsgange die Kanäle 9 und 12 geschlos sen hat, öffnet sich das Ventil 17 und es wird Brennstoff eingeblasen.
Das Einblasen des, BTenusito-ffes, kann @ausgedehnt werden, bis der Kolben den obern Totpunkt erreicht hat, was der Zeit von etwa 120' des Kur belweges entspricht. Sobald sich der- Kolben 6 in der Nähe des obern Totpunktes befindet, oder diesen überschritten hat, wird der Kol ben 16 ausgelöst, indem der Schieber 36 hin- aulfge,drüekt wird, @so dass die Flüssigkeit aus dem Raum 33 abströmen kann.
Der Kol ben 16 bewegt sich unter dem Drucke der Druckluft im Raume 50 gegen den Kolben 6, waduTeh das schon bis an die Zündgrenze komprimierte brennbare Gemisch weiter komprimiert und,durch die dabei entstehende Wärme entzündet wird. Die Zündung und damit der Höchstdruck im Verbrennungs raum erfolgen mit Vorteil ziemlich nach dem obern Totpunkt.
Nach der Zündung werden die beiden Kolben auseinandergetrieben. Der Kolben 16 geht nach oben, speichert ,die ihm dabei mitgeteilte Energie durch Komprimie ren der im Raume 50 enthaltenen Luft auf und wird dann durch die Flüssigkeit im Raum 33 festgehalten, bis sich das Spiel wiederholt. Der Kolben 6 geht nach unten und gibt die ihm mitgeteilte Energie an die Kurbelwelle ab. Sobald -der Kolben 6 den Kanal 12 freigegeben hat, strömen die Ab gase aus und .durch den Kanal 9 tritt Spül luft in den Zylinder. Das Spiel beginnt nun wieder von neuem.
Der Vorteil des Verfahrens ist ein hoher Wirkungsgrad auch bei niedriger Belastung infolge guter Gemischbildung, hoher rasch erfolgender Kampres,sion. schneller Verbren nung. Nach dem Verfahren gemäss der Erfin dung lassen sich die verschiedensten Brenn stoffe verarbeiten.
Working methods for internal combustion engines and internal combustion engines. The present invention relates to a working method for internal combustion engines and an internal combustion engine which is operated according to this method.
According to the method according to the inven tion, a piston which can be moved in an engine cylinder and which closes the working space in the cylinder with a working piston acting on a crankshaft is used to ignite the fuel mixture in the working space at the end of the compression stroke;
the working piston is pressed against the working piston by an elastic pressure medium and after the combustion of the mixture is driven back by the resulting increase in pressure, compressing the elastic pressure medium again and then holding it in its end position until the end of the next compression stroke.
The invention also relates to an internal combustion engine which is operated according to this method. As an embodiment - example of the same, a two-stroke engine is shown in section on the drawing. The working method is illustrated by means of the same, the invention in the following example. described ..
In the accompanying drawing, 1 and 2 mean the lower and upper part of the crank case, 3 the crankshaft and 4 the connecting rod. 5 is the engine cylinder, which has three stages and is wider at the bottom and top than in the middle. The working piston 6 is built in two stages. The lower stage 10 of the cylinder 5 is designed as a flushing pump and the cylinder 5 is accordingly equipped with a suction valve 7 and a pressure valve 8. This is connected to the working space 11 of the cylinder 5 through a channel 9 which is controlled by the piston 6.
The> exhaust gases escape through the @ opening 12. 13, 14 and 15 are cooling water rooms. At the top, the working space 11 is closed off by a second piston 16. The same is tightly guided in the central bore of the cylinder 5 and provided at the top with a flange 32 which is tightly guided in the further upper bore of the cylinder 5.
The space above the piston 16 is connected to a compressed air tank, not shown, through the channel 52 in the cover 21, which tightly seals the motor cylinder 5 at the top. In the bottom of the piston 16 there is a fuel valve 17 with a closing spring 19, the spindle of which is tightly guided in a tube 28 which is arranged in the tube 20 with play.
The two; Pipes 20 and 2.2 are attached to the cover 2: 1 of the motor cylinder 5. The tube 20 is guided in a sealed manner in a tube 18 which is fastened to the bottom of the piston 16. The cylinder jacket-shaped channel 23 between the tubes 20 and 22 is connected to the channel 24 in the cylinder cover 21.
The fuel line 30 and the line 29 for the injection air open into this channel. The valve 17 becomes hydraulic. actuated, in which the piston 2: 5 of a control pump, after which it has closed the inlet 28 of the control pump, presses a liquid through the pipeline 26 against the face of the valve spindle to open the valve 17.
While the valve 17 is closed, the valve 27 of the control pump is kept open in a manner not shown, so that when the valve 17 moves with the piston 16, the liquid behind the valve spindle through the pipeline 26 flows in and out unhindered can, so that the valve 17 is not opened when it is finite the piston. 16 moves upwards and the piston 215 has not yet released the inlet opening 28.
If the valve 17 is opened, the injected air flows through the pipe 29 into the channel 24, where the air flow from the fuel nozzle 30 entrains fuel. From there, the fuel enters the channel 23 and is finally blown through the valve 17 into the cylinder room. 31 is a channel through which liquid is forced into the space 33 under the flange 32 of the piston 16 in a manner not shown. can where through the same goes up. 3, 4 is an annular channel which is connected to the space 33 and through the annular slide loaded by the Ie of 37:
3 (from the not shown with a I "l) ci-laiif provided space 35 in the jacket 51. In its lowest position, this slide leaves only a narrow gap 49 between the space 48 under the slide 36 and the space 35 over it free.
Pistons 44 (only one is shown) act on the slide 36 and have a flange at the bottom and a groove 45 on one side and are guided in cylinders 46 in a sealed manner. A channel 43 opens under each piston 44 and communicates with an air-filled chamber 47 and through the pipe 42 with a control pump. When the piston 41 of the control pump presses liquid into the channel 43, the air in the chamber 47 is first compressed until the pressure is sufficient to push the piston 44, including the slide .36 upwards.
Then the slide releases the channel 3, 4, whereupon liquid from the space 33, which is under the pressure of the piston 16, the space 48 flows. As a result, the slide is accelerated in its upward movement, because now also the outflowing liquid presses speed on the slide. The liquid can now escape very quickly from the space 33, and the piston 16 moves against the piston 6. The piston 44 follows the slide until it rests on the guide 46 with its flange.
The space 35 is brought into connection with the channel 43 through the groove 45, and the compressed air in the chamber 47 pushes liquid into the space 35 until a pressure equalization between the channel 43 and the space 35 has taken place Has. When the piston 1.6 has reached its lowest position, the outflow of the liquid from the space 33 stops and the slide is pressed down by the spring 37. The pistons 44 are also pushed back.
The air contained in the chambers 47 is compressed because. the piston 41 of the control pump does not go back correspondingly quickly. If the piston 16 moves upwards, the ring-shaped valve 39 opens automatically and the piston sucks in liquid through the openings 38 under its flange 32. If it comes to a standstill in its upper end position, the flow through the openings 38 also ceases, the valve 39 closes and the piston is held in its position by the liquid in space 33.
Before starting the engine, whoever the spaces 35 and 48 are partially filled with liquid. Then the piston 16 is driven upwards by .pressing liquid through the channel 31 into the space 33. Channel 31 is then closed. @ A. The control pumps and the associated lines and channels are also filled with liquid. Then one lets: through the channel 52 compressed air pass behind the piston 16 into the space 50: Through the pipe line 2 ', 9 one lets blow-in air enter.
Now let the crankshaft make a few turns and then switch on the control pumps. The working cycle proceeds as follows: The working piston 6 is in its lowest position. Purge air enters the working chamber 11 through the channel 9. As soon as the piston 6 has closed the channels 9 and 12 during its upward movement, the valve 17 opens and fuel is blown in.
The blowing in of the, BTenusito-ffes, can be extended until the piston has reached top dead center, which corresponds to the time of about 120 minutes of the cure path. As soon as the piston 6 is in the vicinity of the top dead center or has exceeded it, the piston 16 is triggered by pushing the slide 36 down so that the liquid can flow out of the space 33.
The piston 16 moves under the pressure of the compressed air in the space 50 against the piston 6, where the combustible mixture, which has already been compressed to the ignition limit, is further compressed and ignited by the resulting heat. The ignition and thus the maximum pressure in the combustion chamber take place with advantage pretty much after top dead center.
After ignition, the two pistons are driven apart. The piston 16 goes up, stores the energy communicated to it by compressing the air contained in space 50 and is then held by the liquid in space 33 until the game is repeated. The piston 6 goes down and transfers the energy it has been given to the crankshaft. As soon as the piston 6 has released the channel 12, the exhaust gases flow out and flushing air enters the cylinder through the channel 9. The game starts all over again.
The advantage of the process is a high degree of efficiency even with low loads as a result of good mixture formation and high, rapid competition. faster burn. A wide variety of fuels can be processed using the method according to the invention.