DE152446C

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Publication number: DE152446C
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Description

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei Explosionskraftmaschinen läßt man, um die am Ende des Auspuffes in dem Verdichtungsraum zurückbleibenden Verbrennungsrückstände zu verdrängen, Druckluft während des Auspuffes in den Zylinder eintreten , so daß durch die Druckluft die Verbrennungsrückstände durch das offen gehaltene Auspuffventil ausgetrieben werden. Hat der Kolben den hinteren Totpunkt erreicht, so wird das Gaseinlaßventil geöffnet und der Kolben saugt alsdann zu der im Verdichtungsraum befindlichen atmosphärischen Luft Gas an, welchem man während, des Ansaugens eine beliebige Menge Luft beimengen kann.In the case of explosion engines, one leaves the end of the exhaust in the compression chamber To displace remaining combustion residues, compressed air enter the cylinder during the exhaust so that the combustion residues through the kept open by the compressed air Exhaust valve to be driven out. When the piston has reached the rear dead center, so the gas inlet valve is opened and the piston then sucks to the atmospheric in the compression chamber Air Gas to which you can suck in any amount of air can add.

Gemäß der Erfindung wirkt die in dem Zylinder während des Auspuffes eingeführte Luft beim Beginn des nächsten Hubes durch Expansion auf den Kolben. Zu diesem Zwecke wird die eingeführte Druckluft am Ende des Auspuffhubes verdichtet und das Einführen der neuen Ladung erfolgt nicht im Kolbentotpunkt, sondern nach Beginn des Kolbenhubes, so daß die verdichtete Luft vor dem Eintreten der Ladung durch Expansion auf den Kolben einwirkt. Durch Regelung der eintretenden Luftmenge kann die beim nächsten Hub angesaugte Ladung in bezug auf das Explosionsgemisch derart verändert werden, daß die ganze in den Zylinder eingeführte Ladung mehr oder weniger Explosionsgemisch enthält und hierdurch eine Regelung der Maschine selbst erzielt wird.According to the invention, the one introduced into the cylinder during the exhaust acts Air at the beginning of the next stroke by expansion on the piston. For this purpose, the compressed air introduced is on Compressed at the end of the exhaust stroke and the introduction of the new charge does not take place in the piston dead center, but after the start of the piston stroke, so that the compressed air acts on the piston by expansion before the charge enters. By regulating the amount of air entering, you can the charge sucked in during the next stroke in relation to the explosive mixture be changed that the whole charge introduced into the cylinder more or less Contains explosion mixture and thereby achieved a regulation of the machine itself will.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf den Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel in Gestalt einer stehenden Explosionskraftmaschine dargestellt, und zwar in Fig. 1 in einem Vertikalschnitt, während die übrigen Figuren Einzelheiten und schematische Dar-Stellungen veranschaulichen.The object of the invention is shown in the drawings in an exemplary embodiment Shape of a standing explosion engine shown in Fig. 1 in a vertical section, while the other figures details and schematic representations illustrate.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die in den Zylinder α einzuführende Luft in einem Behälter 60 aufgespeichert und in denselben durch eine beliebige Vorrichtung unter Druck gesetzt. Das Einführen der Luft aus dem Behälter 60 in den Zylinder α erfolgt durch ein von einer Steuerscheibe 13 bewegtes Ventil 8, welches so tief wie möglich in der Verbrennungskammer angeordnet ist. Die Einführung der Ladung erfolgt durch ein unter Federwirkung stehendes, selbsttätig wirkendes Ventil 11. Das von der Steuerscheibe 14 bewegte Auspuffventil 12 ist so hoch wie möglich in der Verbrennungskammer und an der entgegengesetzten Seite wie das Ventil 8 angebracht. Die Steuerscheiben 13, 14 sind auf einer Welle 16 befestigt, welche mit der halben Umdrehungsgeschwindigkeit der Hauptwelle der Maschine sich dreht.As can be seen from Fig. 1, the air to be introduced into the cylinder α is stored in a container 60 and pressurized therein by any device. The introduction of the air from the container 60 into the cylinder α takes place through a valve 8 which is moved by a control disk 13 and which is arranged as deep as possible in the combustion chamber. The charge is introduced through an automatically acting valve 11 under the action of a spring. The exhaust valve 12, which is moved by the control disk 14, is mounted as high as possible in the combustion chamber and on the opposite side to the valve 8. The control disks 13, 14 are mounted on a shaft 16 which rotates at half the speed of rotation of the main shaft of the machine.

Die Maschine arbeitet nach dem Viertakt. Fig. 3 veranschaulicht das Kurbeldiagramm und Fig. 2 das Diagramm für die im Zylinder herrschenden Drücke. Ist der Kolben am oberen Ende des Kolbenhubes angelangt und hat die Explosion der Ladung stattgefunden, so wird der Kolben infolge der ExThe machine works according to the four cycle. 3 illustrates the crank diagram and FIG. 2 shows the diagram for the pressures prevailing in the cylinder. When the piston has reached the upper end of the piston stroke and if the charge has exploded, the piston is damaged as a result of the Ex

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plosion und Expansion der Gase von ι nach 2 geführt (vergl. Fig. 3). Ist der Kolben in Punkt 2 angelangt, so wird das A^entil 12 geöffnet und die verbrannten Gase werden aus dem Zylinder herausgetrieben, wobei der Kolben von 2 nach 3 während des Aufwärtshubes geiangt und die verbrannten Gase vor sich herführt. In Punkt 3, welcher ungefähr in der Mitte des Rückhubes gelegen ist, wird vermittels der Steuerscheibe 13 das Ventil 8 geöffnet. Durch dieses Ventil wird ein kräftiger Stoß von reiner, unter Druck stehender Luft in den Zylinder derartig eingeführt, daß die Luft auf bezw. vor dem Kolben eine Luftschicht bildet und die verbrannten Gase bei der Bewegung des Kolbens vor sich hertreibt, \velche durch das Ventil 12 abgeführt werden. Das Einführen der Luft geschieht parallel zur Zylinderachse, zu welchem Zweck eine Führungszunge 18 (s. Fig. 4) vorgesehen ist, wobei die Luft entgegengesetzt zur Kolbenbewegung und in dem Augenblick eingeführt wird, wo der Kolben bei seiner Rückwärtsbewegung seine Maximalgeschwindigkeit erreicht hat.plosion and expansion of the gases from ι to 2 out (see. Fig. 3). Is the piston in When point 2 is reached, valve 12 opened and the burned gases are expelled from the cylinder, whereby the Piston went from 2 to 3 on the upstroke and the burned gases in front of him. In point 3, which is located approximately in the middle of the return stroke is, the valve 8 is opened by means of the control disk 13. Through this valve becomes a powerful burst of pure, pressurized air is introduced into the cylinder in such a way that the air on or. A layer of air forms in front of the piston and the burned Gases in front of it when the piston moves, \ velche through the valve 12 are discharged. The air is introduced parallel to the cylinder axis, too for which purpose a guide tongue 18 (see Fig. 4) is provided, the air opposite to the piston movement and at the moment when the Piston has reached its maximum speed on its backward movement.

Ist der Kolben im Punkt 4 (s. Fig. 2) angelangt, so sind die verbrannten Gase aus dem Zylinder herausgetrieben, worauf die Ventile 8 und 12 geschlossen werden, so daß während des Kolbenhubes von 4 bis i¹ die eingeschlossene Luft verdichtet wird. Während des Abwärtshubes des Kolbens von 7 nach 5, d. h. während die Kurbel den dem Winkel 4—ο—I¹ entsprechenden Winkel 7—o—5 beschreibt, dehnt sich die vorher verdichtete Luft derartig aus, daß im Punkt 5, welcher dem Punkt 4 symmetrisch gegenüberliegt, der Luftdruck dem Atmosphärendrucke gleich ist. Während des Abwärtshubes beginnt also im Punkte 5 die Ansaugung der Ladung durch das selbsttätige Ventil 11, und diese Ansaugung dauert fort, bis der Kolben im unteren Totpunkt 6 (s. - Fig. 2) angelangt ist. Vom Punkt 6 bis 7¹ findet alsdann die Verdichtung der Ladung statt und im Punkte 7¹ alsdann die Entzündung derselben.When the piston has reached point 4 (see Fig. 2), the burnt gases are driven out of the cylinder, whereupon the valves 8 and 12 are closed, so that the trapped air is compressed ^{during the piston stroke from 4 to i 1.} During the downward stroke of the piston of 7 after 5 that is, while the crank to the angle ο 4-I describes ¹ corresponding angle 7-o-5, the pre-compressed air expands in such a way that, at the point 5 that the point 4 symmetrically opposite, the air pressure is equal to the atmospheric pressure. During the downward stroke, the suction of the charge through the automatic valve 11 begins at point 5, and this suction continues until the piston has reached bottom dead center 6 (see FIG. 2). From point 6 to 7 ¹ the compression of the charge then takes place, and at point 7 ^{1 it is} then ignited.

Durch die Einführung von frischer, unter Druck stehender Luft während des Kolbenrückhubes, und zwar gegen Mitte des letzteren wird der Vorteil erzielt, daß der Zylinderraum sich vollständig und allmählich mit reiner Luft anfüllt, in welche der Brennstoff für die nächste Ladung eingeführt wird.By introducing fresh, pressurized air during the piston return stroke, and that towards the middle of the latter, the advantage is achieved that the cylinder space is completely and gradually filled with pure air, in which the fuel is introduced for the next charge.

Die eingeführte Luft ist mit den heißen Zylinderflächen während der Verdichtung, und zwar während des Kolbenhubes von 3 bis 5 (s. Fig. 2) in Berührung, so daß beim Beginn des Ansaugens in 5 die Luft eine derartige Temperatur angenommen hat, daß eine Kondensation der schweren Öle verhindert wird. Die Erhitzung der Luft begünstigt außerdem die Entzündung und trägt zur Kühlung des Zylinders bei, wodurch dessen Schmierung erleichtert wird. Außerdem wird, da die Ansaugung der Ladung auf den Kolbenweg von 5 bis 6 beschränkt ist, die Ladungsmenge verringert und' dementsprechend die Expansion vergrößert.The introduced air is with the hot cylinder surfaces during the compression, and although during the piston stroke from 3 to 5 (see Fig. 2) in contact, so that at the beginning of the suction in FIG. 5, the air has assumed such a temperature that a Condensation of the heavy oils is prevented. The heating of the air favors also the ignition and contributes to the cooling of the cylinder, whereby its Lubrication is facilitated. In addition, since the suction of the charge is limited to the piston travel from 5 to 6, the The amount of charge is reduced and, accordingly, the expansion is increased.

Die Expansion hängt hierbei von der Lage des Punktes 4 ab, so daß die Regelung der Leistung der Maschine durch Verlegung dieses Punktes vorgenommen werden kann. Zu diesem Zweck kann die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung verwendet werden, welche darin besteht, daß die das Ventil 8 bewegende Steuerscheibe 13 vermittels des Doppelhebels 29 und einer schwingbar angebrachten Scheibe (Evolventenscheibe) 31 auf die Ventilstange einwirkt, wobei die Scheibe 31 vermittels der Stange 28 verstellt werden kann, die entweder mit dem Regler oder mit einem von Hand einzustellenden Steuerhebel verbunden ist. Beim Ziehen der Stange 28 in der Pfeilrichtung (s. Fig. 5) wird das Ventil 8 früher geschlossen und beim Verstellen der Stange 28 in der entgegengesetzten Richtung wird das Schließen des Ventils 8 verzögert, wodurch die Lage des Punktes 4 bezw. 5 verstellt wird, wie es aus der schematischen Zeichnung (Fig. 6) ersichtlich ist.The expansion depends on the location of the point 4, so that the regulation of the Performance of the machine can be made by relocating this point. For this purpose, the one shown in FIG Device are used, which consists in that the valve 8 moving Control disk 13 by means of the double lever 29 and a swingably attached Disk (involute disk) 31 acts on the valve rod, the disk 31 by means of the rod 28 can be adjusted, which is connected either to the regulator or to a manually adjustable control lever is. When the rod 28 is pulled in the direction of the arrow (see FIG. 5), the valve 8 is closed earlier and when it is adjusted the rod 28 in the opposite direction, the closing of the valve 8 is delayed, whereby the location of the point 4 respectively. 5 is adjusted, as can be seen from the schematic drawing (Fig. 6) is.

Ein weiterer Vorteil, welcher durch die Verdichtung in der Nähe des oberen Totpunktes erzielt wird, ist der, daß durch den Druck auf den Kolben und die hierdurch bedingte Ausgleichung der lebendigen Kraft der sich bewegenden Teile die Stöße in den Gelenkverbindungen beim Richtungswechsel des Kolbens vermieden werden, welches von bedeutendem Vorteil für die mit großer Geschwindigkeit laufenden Maschinen ist.Another advantage that comes from the compression near top dead center is achieved is that by the pressure on the piston and the resulting pressure Compensating for the living force of the moving parts, the impacts in the joint connections be avoided when changing the direction of the piston, which is of significant advantage for those at high speed running machines is.

Die Verdichtung der in den Zylinder einzuführenden Luft kann in beliebiger Weise vorgenommen werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 7) wird die Luft durch den Kolben der Maschine selbst verdichtet. Bei dieser Maschine ist die Kolbenstange im Zylinderdeckel geführt und die Kühlung des Kolbens erfolgt durch die an demselben angebrachten Flügel und durch die durch das Ventil 35 bei jedem Aufwärtshub angesaugte Luft, welche beim Abwärtshub unter Druck gesetzt und durch das Ventil 36 in den Raum 60 übergeführt wird.The air to be introduced into the cylinder can be compressed in any desired manner be made. In the illustrated embodiment (Fig. 7), the air compressed by the piston of the machine itself. On this machine is the piston rod guided in the cylinder cover and the piston is cooled by the vanes attached to the same and by the air sucked in through the valve 35 on each upstroke, which on the downstroke is pressurized and transferred through the valve 36 into the space 60.

Claims

Patent Claims:

I. Explosive engine, in which during the exhaust stroke pressure

air is introduced against the piston to form a layer of air, through it characterized in that the compressed air introduced is compressed at the end of the exhaust stroke and at the beginning of the next stroke acts on the piston by expansion before the charge enters.

2. A machine according to claim i, characterized in that by modification The speed of the machine is regulated according to the amount of air to be introduced.

For this purpose ι sheet of drawings.