DE1451991C - Brennkraftmaschine in Doppelkolbenausführung - Google Patents

Description

ι 2

Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschi- F i g. 1 eine Ansicht einer die Erfindung enthalten-

nen in Doppelkolbenausfühning. den Maschine,

Es sind Brennkraftmaschinen in Doppelkolben- F i g. 2 eine Draufsicht auf einen der Zylinderausführung bekannt, bei denen bereits Maßnahmen blocke der Maschine nach Fig. 1, wobei Teile im ergriffen worden sind, die der Veränderung des effek- 5 Schnitt gezeigt sind,

tiven Brennraumvolumens und des Gaswechsel- F i g. 3 eine Seitenansicht des oberen Teiles des in

Vorgangs dienen. . F i g. 2 gezeigten Zylinderblockes,

So gibt es Brennkraftmaschinen in Doppelkolben- F i g. 4 ein Schnitt nach der Schnittlinie 4-4 in

ausführung, die in einem Zylinderblock mindestens F i g. 3,

ein Zylinderpaar mit gemeinsamem Brennraum auf- io F i g. 5 ein Schnitt nach -der Schnittlinie 5-5 in

weisen, wobei einer der Zylinder mit einem Einlaß- Fig. 4 und längs der Schnittlinie 5-5 in Fig. 2 und

kanal und der andere mit einem Auslaßkanal ver- F i g. 6 ein Schnitt nach der Schnittlinie 6-6 in

sehen ist, und eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch F i g. 4.

die während des Betriebes sowohl das effektive VoIu- Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine ent-

men des Brennraumes als auch die zuzuführende 15 hält eine Mehrzahl von Zylinderblöcken, die allgemein

Frischluftmenge veränderbar ist. . · mit A, B, C und D bezeichnet sind. In der vor-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine liegenden Ausführung sind die Zylinderblöcke sym-

einfache Vorrichtung zur Beherrschung des effek- metrisch um eine mit A. S. bezeichnete Symmetrie-

tiven Brennraumvolumens und zugleich des Gas- achse angeordnet. Solche Maschinen sind bekannt.

Wechselvorgangs zu schaffen. ao Die hier gezeigte Maschine ist eine Zweitaktmaschine

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine vorstehend des Dieseltyps, jedoch kann die Erfindung auch bei

beschriebene Brennkraftmaschine dadurch gekenn- Viertaktmaschinen gegebenenfalls mit Fremdzündung

zeichnet, daß ein Teil des Brennraumes als die Zylin- benutzt werden.

der eines Paares miteinander verbindender Quer- Jeder der Zylinderblöcke ist von der U-Type

durchlaß ausgebildet ist und die Vorrichtung aus 35 (Doppelkolbenbauart) mit einem Paar Zylindern 11

einem unter der Wirkung von Strömungsmitteldruck und 12 und einem gemeinsamen Brennraum 13, der

verschiebbar in dem Zylinderblock zur Bewegung in einen Querdurchlaß 14 einschließt, der die Zylinder

dem Querdurchlaß angebrachten Kolben besteht, 11 und 12 miteinander verbindet. Der Zylindern

dessen Weg in den Querdurchlaß durch einen An- ist mit einem Auslaßkanal 15 und der Zylinder 12

schlag begrenzt ist, der das Schließen des Querdurch- 30 mit einem Einlaßkanal 16 versehen. Ein Kolben 17

lasses durch den Kolben verhindert. ist im Zylinder 12 angeordnet und steuert den Ein-

Der Strömungsmitteldruck kann von einer einstell- laßkanal 16, während ein Kolben 18 im Zylinder 11 baren Quelle konstanten Druckes über ein Rück- angeordnet ist und den Auslaßkanal 15 steuert. Der schlagventil in eine -Kammer wirken, aus welcher der Zylinderblock dieser U-Type enthält einen Zylinder-Strömungsmittelauslaß durch ein schließbares Strö- 35 kopf 19 und einen Wassermantel 20, der für einen mungsbeschränkungsvehtil gesteuert wird. Wassermantelraum 21 dazwischen zum Zwecke der

Das schließbare Strömungsbeschränkungsventil ist Kühlung des Zylinderkopfes durch Wasser oder ein

vorzugsweise ein Nadelventil. anderes Kühlmittel sorgt. .

Der Kolben kann verschiebbar in einer Bohrung Jeder der Zylinderblöcke A, B, C und D (Fig. 1) angeordnet sein, die sich zum Teil in einem Gehäuse 40 enthält die gleiche Anordnung, wie sie vorher mit befindet, welches ein inneres, in abgedichtetem Ein- Bezug auf den Zylinderblock A beschrieben ist. Der griff mit einem entsprechenden Zylinderkopf stehen- Betriebsbrennstoff wird mittels Brennstoffrohren zudes Ende hat, wobei das Gehäuse ein äußeres ge- geführt, aus denen der Brennstoff jeweils direkt in schlossenes Ende aufweist, das die Strömungsmittel- den gemeinsamen Brennraum durch Brennstoffdruckkammer bildet, die das Außenende des Kolbens 45 einspritzbaugruppen eingeführt wird,
aufnimmt. Es sei bemerkt, daß die nachfolgend mit Bezug auf

Der genannte Anschlag ist zweckmäßig ein an Zylinderblock A beschriebenen Merkmaie ebenfalls

einem Außenende des Kolbens befestigter Flansch, mit Bezug auf die anderen Zylinderblöcke B, C und D

der mit einer in dem Gehäuse gebildeten Schulter zu- vorgesehen sind und vorzugsweise gleichzeitig be-

sammenarbeitet. 50 tätigt werden.

Der Kolben ist vorzugsweise mit einer Einrich- Unter besonderem Hinweis auf die Fig.4 und 5 ist tung versehen, die ein Kühlströmungsmittel durch ihn der Zylinderkopf 19 mit einer Gewindebohrung 25 zirkulieren läßt. versehen, die sich in Axialrichtung quer zu dem Quer-Zusätzlich zu der Änderung des Volumens der durchlaß 14 erstreckt, und in dieser Gewindebohrung Verbrennungskammer durch Bewegung des Kolbens 55 ist ein Kolbengehäuse 26 angeordnet, welches mit steuert die Bewegung des Kolbens in dem Quer- mit dieser zusammenwirkenden Schraubengewindedurchlaß die Strömung von Einlaßladung und Aus- gangen versehen und abgedichtet ist, um eine strö-' laßgas zwischen den Zylindern, um dadurch den mungsmitteldichte Verbindung zwischen dem GeProzentsatz an Frischluft zu ändern, die während häuse und dem Zylinderkopf herzustellen. Das KoI-jedes Taktes zugeführt werden soll. 60 bengehäuse ist mit einer glatten Bohrung 27 versehen,

Der vorhandene Kolben kann auch als eine Drossel die sich von seinem inneren Ende nach auswärts erbenützt werden, um für einen erwünschten niedrigen streckt, um einen Kolben 28 aufzunehmen. Ring-Luft- (oder Gasmischungs-)fluß zum Starten, Leer- dichtungen sind zwischen der Gehäusebohrung 27 lauf oder geringem Kraftlauf bei hohem Umlauf pro und dem Kolben 28 vorgesehen, um eine Strömungs-Minute zu sorgen. 65 mitteldichte Abdichtung dazwischen während der

Die Erfindung ist nachfolgend beispielsweise mit Hin- und Herbewegung dieses Kolbens zu bewirken.

Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in wel- Das Außenende des Gehäuses 26 ist mit einer

chen ist Senkbohrung 29 versehen, die nach einwärts in einer

Schulter 30 endet. Das Außenende des Gehäuses 26 ist mittels eines Gehäusekopfes 31 geschlossen, der dazu dient, eine geschlossene Strömungsmitteldruckkarnmer in dem Gehäuse 26 zu bilden. Der Kopf 31 enthält eine ringförmige Hülse 32, die im Gewindeeingriff mit dem Außenende des Gehäuses 26 steht. Ein Leitungsglied 33 (s. auch F i g. 6) ist an seinem unteren Ende mit einem Teil versehen, welcher das Gehäuse 26 umfaßt und dicht in Stellung zwischen die Innenfläche der Hülse 32 und eine Gehäuseschulter 34 geklemmt ist, wobei Kupferdichtungen angrenzend an die entgegengesetzten Flächen des Gliedes 33 eingefügt sind. Sie dienen dem Zweck, eine Strömungsmitteldichtung zwischen dem Gehäuse 26 und seinem Kopf 31 und auch eine strömungsmitteldichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse 26 und dem umfassenden Glied 33 für nachfolgend zu beschreibende Zwecke herzustellen. Der Kopf 31 ist mit einem axial angeordneten hohlen Schaft 36 versehen, der sich in einer Axialbohrung 37, die in dem Kolben 28 vorgesehen ist, nach einwärts erstreckt. Das Innenende des Schaftes 36 ist mit einem Kopf- : teil versehen, der sich durch Dichtungsringe 38 in Strömungsmitteldichter Abschlußverbindung mit der Bohrung 37 des Kolbens 28 befindet. Das Außenende des Schaftes 36 ist im Durchmesser reduziert, um einen ringförmigen Zwischenraum 39 herzustellen, der einen Teil der geschlossenen Strömungsmitteldruckkammer bildet, in welcher der Kolben 28 wirksam angeordnet ist. Ein Rohr 40 ist starr an seinem Außenende an einer Platte 41 montiert und kann mit einer Quelle eines Kühljströmungsmiitels, z. B. Wasser verbunden sein.

Das Rohr erstreckt sich axial nach einwärts in die Bohrung 37 des Kolbens 28, und zwar mit Abstand zu der hohlen Bohrung im Schaft 36, um für die Strömung des Kühlströmungsmittels in den Kolben 28 und dann nach auswärts zu der Wasserkühlkammer 21 zu sorgen, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Das Gehäuse 26 ist mit Kühlrippen 42 versehen. Das Außenende des Kolbens 28 ist mit einem Flansch 28' versehen, der an der Gehäuseschulter 30 angreifen kann, um den Einwärtshub des ] Kolbens zu begrenzen, so daß sein Innenende-sich nur bis zu einer vorherbestimmten Stellung bewegt, die durch die gestrichelte Linie L angegeben ist, um zu sichern, daß der Querdurchlaß 14 nicht zu irgendeinem Zeitpunkt vollständig geschlossen ist.

Es werden nun die Mittel zur Betätigung des Kolbens 28 beschrieben. In der vorliegenden Ausführung wird ein hydraulisches Druckströmüngsmittel benutzt, da dies unter normalen Bedingungen das bevorzugte Druckströmungsmittel ist. Indessen kann auch ein pneumatisches Druckströmungsmittel verwendet werden, wenn sich dasselbe unter einem hohen Druck befindet, um den gewünschten Maximalzylinderdruck zu überwinden.

Das Leitungsglied 33 (Fig. 4 und 6) ist mit einem nach aufwärts verlaufenden' Schaft 50 versehen, der durch ein Packungsglied 51 hindurchgeht, welches eine Dichtung bildet. Das obere Ende des Schaftes 50 bildet einen Teil einer Steuerventilverbindung, die allgemein mit 52 bezeichnet ist. Der Schaft 50 hat einen Durchlaß 53, der mit einem Einlaßdurchlaß 54 in Verbindung steht, um das Druckströmungsmittel aufzunehmen, welches durch ein Rückschlagventil 55 (Fig. 2) hindurchgeht. Der Durchlaß 53 erstreckt sich über den Einläßdurchlaß 54 hinaus, wo er vergrößert ist, um eine Kammer 56 zu bilden, aus welcher Radialkanäle 57 mit einem Auslaßdurchlaß 58 in Verbindung stehen. Ein Nadelventil 59 ist durch einen Hebel 60 aus der geschlossenen Stellung in

einen gewünschten Offenstellungsgrad einstellbar, um den Durchgang des Druckströmungsmittels durch den Auslaßkanal 58 zu steuern. Der Auslaßkanal 58 ist mittels eines Rohres 61 (F i g. 2) mit einem Druckströmungsmittelsystem verbunden, welches nunmehr

ίο mit Bezug auf die schematische Darstellung beschrieben werden soll. Druckströmungsmittel wird von einer Druckpumpe 62 und/oder eihem Vorratstank 63 eines komprimierten Strömungsmittels zugeführt. Es sind Druckregelventile 64 und 65 vorgesehen, um das System in der nachfolgend beschriebenen Weise zu steuern.

Vor dem Anlassen der Maschine wird Strömungsmittel unter genügendem Druck durch das Rückschlagventil 55 und den Einlaßdurchlaß 54 in den

ao Durchlaß 53 eingeführt, von wo es durch einen Kanal 43 in die geschlossene Strömungsmittelkammer 29 geht und wobei es auf den Kolben 28 drückt, um ihn nach einwärts über den Querdurchlaß 14 bis zu der Linie L in Fig. 4 zu bewegen. Wenn die

as Maschine startet, um zu arbeiten, wirken die Zylinderverbrennungsdrücke und/oder Kompressionsdrücke, um den Kolben gegen den Druck des Betätigungsströmungsmittels in das Gehäuse zurückzudrängen. Der Zurückziehungsgrad oder die Stellung des Kolbens 28 kann, wenn gewünscht wird, daß er bei teilweiser Zurückziehung angehalten werden soll, durch Einstellung des Nadelventils 59 gesteuert werden, um einen gesteuerten Auslaß durch das Rohr 61 zu gestatten oder um den Auslaß gänzlich abzuschneiden, um dadurch den Kolben in einer teilweise zurückgezogenen Stellung zu stoppen. Auf diese Weise kann die Maschine mit einem hohen Kompressionsverhältnis gestartet werden, welches automatisch auf ein vorherbestimmtes niedrigeres Verhältnis wechselt, nachdem die Maschine gestartet ist.

Die Erfindung kann auch dazu benutzt werden, um den Maximalzylinderdruck während des Maschinenbetriebes unter hohen Kraftbedingungen zu begrenzen. Um dies auszuführen, wird ein hoher Druck, der empirisch zu dem gewünschten Maximalzylinderdruck in Beziehung gesetzt ist, über das Rückschlagventil 55 und durch geeignete Einstellung der Steuerventile 64 und 65 und des Nadelventils 59 ausgeübt, wobei die Betätigung des Kolbens 28 automatisch die Maximalzylinderdrücke auf einen vorgewählten Wert steuern wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine in Doppelkolbenausführung, die in einem Zylinderblock mindestens ein Zylinderpaar mit gemeinsamem Brennraum auf-. weist, wobei einer der Zylinder mit einem Einlaßkanal und der andere mit einem Auslaßkanal versehen ist, und eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch die während des Betriebes sowohl das effektive Volumen des Brennraumes als auch die zuzuführende Frischluftmenge veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Brennraumes als die. Zylinder eines Paares miteinander verbindender Querdurchlaß (14) aus-

gebildet ist und die Vorrichtung aus einem unter der Wirkung von Strömungsmitteldruck verschiebbar in dem Zylinderblock (19) zur Bewegung in dem Querdurchlaß (14) angebrachten Kolben (28) besteht, dessen Weg in den Querdurchlaß durch einen Anschlag (28') begrenzt ist, der das Schließen des Querdurchlasses (14) durch den Kolben (28) verhindert.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmittel- druck von einer einstellbaren Quelle konstanten Druckes (62,63,64,65) über ein Rückschlagventil (55) in eine Kammer (29,39) wirkt, aus welcher der Strömungsmittelauslaß durch ein schließbares Strömungsbeschränkungsventil (59) gesteuert wird.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schließbare Strömungsbeschränkungsventil (59) ein Nadelventil ist. ao

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28) verschiebbar in einer Bohrung (27) angeordnet ist, die sich zum Teil in einem Gehäuse (26) befindet, welches ein inneres, in abgedichtetem Eingriff mit einem entsprechenden Zylinderkopf (19) stehendes Ende hat, wobei das Gehäuse (26) ein äußeres geschlossenes Ende aufweist, das die Strömungsmitteldruckkammer (29, 39) bildet, die das Außenende des Kolbens (28) aufnimmt.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (28') ein ■ an einem Außenende des Kolbens (28) befestigter Flansch ist, der mit einer in dem Gehäuse (26) gebildeten Schulter (30) zusammenarbeitet.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28) mit einer Einrichtung (36, 40) versehen ist, die ein Kühlströmungsmittel durch ihn zirkulieren läßt. .

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen