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Brennkraftmaschine mit veränderbarem Verbrennungsraum Die Erfindung
bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit veränderbarem Verbrennungsraum für
Zweitaktbetrieb, die sowohl für stationären als auch Fahrbetrieb und nicht nur für
leichte flüssige Brennstoffe, sondern auch für Schweröl verwendbar ist.
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Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß im Zylinder gegenüber
dem Arbeitskolben ein axial verschiebbarer, hohler, als ein Zylinderteil dienender
Gegenkolben vorgesehen ist, in den der Arbeitskolben beim Auswärtshub hineinläuft,
und daß die Gasleitungskanäle unterhalb des hohlen Gegenkolbens in den unteren unverschiehbaren
.Zylinderteil münden. Dies hat den Vorteil, daß der Verdichtungsraum in Anpassung
an verschiedene Betriebsstoffe leicht verändert werden kann, ohne daß die Mündung
der Gasleitungen in den Zylinder sich verschieben, wie dies bei sonstigen axial
verschiebbaren Zylindern der Fall ist, und daß trotzdem vor und nach der Explosion
der Brennstoffe, also während der höchsten Drücke, der Zylinderboden vollkommen
dicht ist, so daß keine Gase nach außen entweichen und ungenützt verlorengehen können,
wie dies bei axial verstellbaren Gegenkolben der Fall ist, die als Zylinderböden
dienen. Die Nut zwischen dem verschiebbaren Gegenkolben und dem festen Zylinderteil
dient gleichzeitig zur Aufnahme von Ölrückständen aus den Brennölen, die schmierend
und für den hohlen Gegenkolben dichtend wirken. Das Anlassen der Maschine geschieht
bei Schwerölbrennstoff mit kleinstem Verdichtungsraum bei etwa 30 atii, und kurz
nach dem Anlaufen des 1Iotors kann der Verdichtungsdruck durch Zurückschrauben des
hohlen Gegenkolbens verringert werden. Eine Zündvorrichtung ist nicht notwendig.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn der untere Gegenkolbenrand
mittels einer Verzahnung in eine Verzahnung des festen Zylinderteils axial verschiebbar
einreift. Diese Verzahnung verbessert die Aufnahme' von Ölresten zum Schmieren des
Zylinders bzw. des Gegenkolbens, so daß dieser sich nicht festsetzt, und sie gewährleistet
auch eine gute Führung für die Kolbenringe und führt ferner den Gegenkolben unverdrehbar,
so daß er mittels einer einfachen Schraube in axialer Richtung verstellbar ist:
Der Boden des Gegenkolbens erhält zweckmäßig einen flächenförmigen Katalysatorbelag
aus Platin, Palladium od. dgl., die Zylinderwand des Gegenkolbens einen Belag aus
Nickel, Rhodium oder Irridiom. der Boden des Arbeitskolbens auf der Brennraumseite
einen Kupferbelag, die Gasleitungen, das Kurbelgehäuse. die Kurbel, Pleuelstange
und die Il;ihlung des Arbeitskolbens einen Belag aus Kupfer Od. dgl., so daß ein
vom Vergaser kommendes Schweröl-Luft-Gemisch sowohl auf dem Wege vom Vergaser bis
in den Zylinder als auch im Zylinder selbst durch mehrere verschiedene Katalysatoren
in verschiedene Leichtöle aufgespalten wird und der Motor somit nach kurzem Anlaufen
bereits bei einer Vorverdichtung von 14 atü und weniger selbsttätig zündet und der
Gegenkolben entsprechend zurückgeschraubt werden kann, um den Verdichtungsraum zu
vergrößern. Der Motor läuft dann ohne elektrische Zündvorrichtung fast so leise
wie ein Benzinmotor.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar
einen Motor im Schnitt.
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Auf ein Kurbelgehäuse 2 ist ein mit Kühlrippen versehener Zylinder
3 aus Aluminium mit einer Laufbüchse 33 aus Stahl oder Eisen (Schleuderguß) und
auf diesen ein Zylinderkopf 4 mittels Schrauben aufgesetzt. Ein Kolben 5 treibt
eine Kolbenstange 6 und diese eine Kurbelwelle 7. Eine Gaszuleitung 8 führt nach
dem Kurbelgehäuse 2, und von dort führen übliche Leitungen 9 nach dem Verbrennungsraum
10
und von diesem eine Auspuffleitung 11 nach einem Auspufftopf.
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In der Laufbüchse 33 und dein Zylinderkopf 4 ist einhohler Gegenkolben
12 axial verschiebbar gelagert, der durch eine im Zylinderkopf 4 verschraubbare
Schraube 13 mit Bund 14 mittels eines Schraubenschlüssels oder sonstigen Antriebes,
z. B. Hebels oder Zahntriebes, höhenverstellbar ist. Der Bund 14 ist mittels
einer Überwurfmutter 15 am Gegenkolben 12
verdrehbar gelagert.
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Der hohle Gegenkolben reicht nach unten bis etwas oberhalb des Auspuffrohres
11 und greift mittels einer Verzahnung 16 seines unteren Randes in eine Verzahnung
17 der Laufbüchse 33, also des festen Zylinderteils, axial verschiebbar ein und
hat eine Bohrung, die dem Durchmesser der Zylinderbüchse 33
entspricht,
so daß der Arbeitskolben 5 in den hohlen Gegenkolben 10 beim Auswärtshub hineinlaufen
kann. Die inneren Kanten der Zähne 16 und 17 sind etwas abgeschrägt, so daß die
Kolbenringe an diese- Kanten nicht anstoßen können. In den Zwischenräumen zwischen
den Verzahnungen 16 und 17 setzen sich im Betriebe Ölrückstände ab, die auf die
Laufbüchse 33 und den hohlen Gegenkolben schmierend wirken und außerdem den hohlen
Gegenkolben gegenüber dein festen Zylinderteil abdichten.
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Alle von Brennöl berührten Oberflächen der Gaszuleitungen, Kurbelgehäuse,
Höhlung des Kolbens und des Brennraumes sind mit flächenförmigen Katalysatoren,
und zwar vorzugsweise verschiedenen Katalysatoren, belegt, damit ein schweres Brennölgemisch
im Betriebe möglichst -weit in leichtere Kohlenivasserstoffe und Kohlenoxyd aufgespalten
wird, so daß dadurch der zur Selbstzündung notwendige Verdichtungsdruck kurz nach
dem Anlassen und Warmwerden des Motors bis auf 14 atü und -weniger durch Verschieben
des Gegenkolbens 12 herabgesetzt werden kann. Der Katalysatorbelag 18 des Bodens
des Gegenkolbens besteht z. B. aus Platin, Palladium, Rhodium od. dgl., der Belag
19 der Zylinderwand des Gegenkolbens aus Nickel, Rhodium oder Iridium und der Belag
20 des Bodens des Arbeitskolbens auf der Brennraumseite aus Kupfer od. dgl. Die
Gasleitung 8 und 9, das Kurbelgehäuse 2, die Kurbel 7, die Pleuelstange 6 und die
Höhlung des Arbeitskolbens 5 erhalten zweckmäßig Beläge 21, 22, 23, 24, 25 und 26
aus Kupfer. Die Beläge können zum Teil ausgespritzt werden, soweit sie nicht glatt
zu sein brauchen und die Flächen bequem zugänglich sind. Soweit die Flächen schwer
zugänglich sind oder glatt sein müssen, wie in dem hohlen Gegenkolben 12, werden
die Katalysatorbeläge auf galvanischem Wege aufgebracht. Die Beläge 18 und 20 und
gegebenenfalls andere Beläge können ebenfalls galvanisch aufgebracht oder aufgeschweißt
sein.
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Zum Anlassen -wird durch Niederschrauben des Kolbens 12 der Verdichtungsraum
des Zylinders 10 verkleinert und der Motor angeworfen. Das Gas gelangt durch Leitung
8, Gehäuse 2 und Leitung 9 in den Brennraum 10 und -wird durch hohe Verdichtung
von z. B. 30 atü gezündet und pufft durch Leitung 11 aus. Nach wenigen Umdrehungen
sind der Motor und die Katalysatoren genügend warm, so daß der Brennstoff durch
die Katalysatoren in leichtere Brennstoffe und Brenngase aufgespalten wird. Die
Vorverdichtung kann dann bis auf 14 atü und weniger verringert werden, ohne daß
die Zündung aussetzt.
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Da die Zündung wie bei einem oben geschlossenen Zylinder in einem
dichten Raum erfolgt, treten keine Brennstoffverluste durch Undichtigkeiten auf,
und nach Freilegen der Verzahnung 16, 17 durch den Arbeitskolben 5 ist der Druck
der Brenngase schon genügend weit gesunken, so daß auch durch die Verzahnung 16,
17 und die langen Paßzylinderflächen zwischen der Laufbüchse 33 und dem Gegenkolben
12 keine Gase mehr entweichen können. Der Wechsel der Drücke im Zylinder bewirkt
ferner ein ständiges und Eintreten von Ölresten in die Lücken zlVischen den Verzahnungen
16 und 17, so daß die Laufiläche 19 und die Zylinderflächen zwischen Gegenkolben
12 und Laufbüchse 33 gut geschmiert werden. Durch Anordnung der Mündungen der Gaskanäle
9 und 11 im feststehenden Zylinderteil werden diese beim Ändern des Verdichtungsraumes
nicht beeinflußt und bleiben stets in ihrer günstigsten Stellung.
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Die galvanisch aufgebrachten Katalysatorflächen 19 werden zweckmäßig
nach der Aufbringung durch Walzen geglättet und verdichtet.