DE209012C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46«. GRUPPE

in PARIS.

Die Erfindung betrifft eine Zweitaktexplosionskraftmaschine mit drei oder mehr Zylindern, die mit einer doppelten Ausbohrung und mit Stufenkolben versehen sind, sowie mit Öffnungen, die durch Rohre so miteinander verbunden sind, daß jeder Kolben mit seinem stärkeren Teil Luft ansaugt und mit dieser Luft die verbrannten Gase aus dem Nachbarzylinder austreibt. Die Erfindung besteht darin, daß jeder Pumpenkolben nicht nur die für den Nachbarzylinder erforderliche Luft fördert, sondern auch die für den Nachbarzylinder erforderliche Brennstoffmenge in den in geeigneter Weise 'erhitzten Karburator saugt, worauf er eine kleine Menge Luft in diesen Karburator schiebt, welche Luft sich im Karburator mit den Brennstoffdämpfen mischt und dieses Gemisch schließlich in die im Nachbarzylinder befindliche Reinluft vor der Verdichtung drückt.

Die Anzahl der Zylinder muß mehr als zwei betragen, kann aber im übrigen beliebig, und zwar gerade oder ungerade sein. Diese Zylinder können parallel oder schräg zueinander in irgendeiner Lage angeordnet werden.

Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Maschine mit vier Zylindern dargestellt, von denen je zwei in rechtwinklig zueinander geneigten Ebenen stehen und die, wie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, miteinander verbunden sind. Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Maschine nach der Linie A-A von Fig. 1. Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den Karburator. Fig. 4 zeigt ein Kurbeldiagramm, das die Bewegung der Kolben zweier Zylinder veranschaulicht. Fig. 5 stellt schematisch eine andere Art der gegenseitigen Verbindung der Zylinder dar.

Die Zylinder 1, 2, 3 und 4 (Fig. 1) sind einander gleich und besitzt jeder Zylinder Öffnungen, die für den Zylinder 1 mit J¹, T¹, Ϊ7¹, F¹ und X¹ bezeichnet sind. Hierbei ist J¹ die Einlaßöffnung für die reine verdichtete Luft, welche die verbrannten Gase austreibt, T¹ die Auspufföffnung, .U¹ die Einsaugöffnung der reinen in der Kurbelkammer enthaltenen Luft, F¹ die Auslaßöffnung der reinen Luft, welche die verbrannten Gase in dem Nachbarzylinder austreibt, und X¹ die Öffnung zum Einführen der Luft in den Karburator desselben benachbarten Zylinders. .

Die entsprechenden Öffnungen der anderen Zylinder sind mit denselben Bezugszeichen ver^ sehen und durch die den betreffenden Zylindern entsprechenden Zahlen unterschieden. Die drei Öffnungen F¹,/² und U² stehen durch Röhren 11² miteinander in Verbindung. Dasselbe gilt für die Öffnungen F², J³, U³ sowie F³, /⁴, t/⁴ und F⁴, J¹, U¹, wie dies schematisch in Fig. ι der Zeichnung veranschaulicht ist.

Auf diese Weise ist jeder Zylinder mit dem benachbarten Zylinder verbunden. .

Fig. 2 stellt einen Längsschnitt durch die Zylinder 3 und 4 dar. Jeder dieser Zylinder besitzt eine doppelte Ausbohrung und dem-

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entsprechend einen, Kolben α³, α⁴ mit den Ausbohrungen entsprechenden verschiedenen Durch'

messern.

Die entzündeten Gase wirken auf die Stirnwände δ³, δ⁴ der Kolben. Die Kolbenunterteile c³, c⁴ bilden mit den Schultern d^s, ä^ der Zylinder Luftpumpen. Die Kolbenstangen f³, f* greifen an derselben Kurbel g an, während die Kolbenstangen der Zylinder i, 2 an einer um 180 ° versetzten Kurbel angreifen. Auf diese Weise finden die einzelnen Phasen nacheinanderfolgend in den vier Zylindern im Abstande einer Viertelumdrehung statt. Nimmt man an, daß. sich die Kurbelwelle im Sinne des eingezeichneten Pfeiles h dreht, so wird der Kolben des Zylinders 1 hinsichtlich der Phasen dem Kolben des Zylinders 2 um eine Viertelumdrehung voreilen; dasselbe gilt für die Zylinder 2 und 3, 3 und 4 und 4 und 1. In dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt befindet sich der Kolben α⁴ in seinem unteren Totpunkte und der Kolben a³ ungefähr in der Hälfte seiner aufsteigenden Bewegung.

Das Kurbeldiagramm Fig. 4 zeigt die wechselseitige Aufeinanderfolge der Phasen dieser beiden Zylinder. In dieser Figur ist die Stellung der Kolben in den Zylindern III und IV durch jene der Kurbelzapfen, an welchen sie angreifen, dargestellt, wobei P der obere und P¹ der untere Totpunkt ist. Die öffnungen, wie /⁴ (Fig. 2), sind so angebracht, daß sie offen sind, während der Kurbelzapfen einen Bogen von 104 °, gleichmäßig zu beiden Seiten der unteren Totpunktlage f¹ verteilt, durchläuft. Die Auspuff öffnungen, wie Γ³, sind

■ ein wenig langer, so daß sie vor den Öffnungen / durch die Kolben geöffnet werden.

Nimmt man ari, daß der Kolben a^l des Zylinders 4 sich in der Stellung IV (Fig. 4) befindet, d. h. um 52 ° hinter der unteren Totpunktlage P¹ steht, so wird die öffnung T⁴ schon teilweise geöffnet sein, und die expandierten Gase können, nachdem sie auf die Fläche δ⁴ gewirkt haben, zum Teil durch diese Öffnung entweichen, so daß der Druck im Innern des Zylinders 4 bis nahezu Atmosphärendruck vermindert wird. Die Fläche c³ des Kolbens 3, dessen Phasen um eine Viertelumdrehung denen des Zylinders 4 voreilen, wird in demselben Zeitpunkte in der Stellung III der Fig. 4 sich befinden, wobei der Bogen IV-III gleich 90 ° ist. Bei der fortgesetzten Bewegung im Sinne des Pfeiles h wird die öffnung /⁴ von dem Teil δ⁴ des Kolbens «⁴ freigegeben, und die durch die Pumpe des Zylinders a^s zurückgedrängte Luft wird durch die Öffnung V^s, die Röhre t und die öffnung /⁴ in den Zylinder 4 gedrückt, wo sie die verbrannten Gase durch die Öffnung T⁴ austreibt. Dieses Austreiben dauert so lange an, als die öffnung /⁴ offen bleibt, d. h. bis der Kolben a^l ■ in JF¹, symmetrisch zu IV bezüglich des Punktes ' P¹ gelegen, angekommen ist. In diesem Moment ist die Fläche c³ des Kolbens a³ bis zu III¹ (Fig. 4) gestiegen, wobei der Bogen IV¹-III¹ gleich 90° ist. Die Öffnung /* ist alsdann geschlossen.

Der untere Durchmesser des Zylinders a^z ist überdies derart berechnet, daß das in den Zylinder 4 geschickte Luftvolumen ein vollständiges Austreiben der verbrannten Gase sichert. In derselben Zeit, wenn Öffnung /⁴ geschlossen wird, wird auch die Öffnung F³ durch die Fläche c³ geschlossen, wobei der Kurbelzapfen von Zylinder 3 sich im Punkte III¹ befindet (Fig. 4).

Nach weiterer Drehung der Kurbelwelle verdichtet die Fläche c³ die Luft von der Stellung III¹ bis III², welch letztere der oberen Totlage P entspricht. Die Luft, welche nicht durch die geschlossene Öffnung F³ austreten kann, wird durch die Öffnung X³ durch die Röhre t¹ in den ringförmigen Kanal i des Karburators C⁴ (Fig. 3) geleitet, wo sie sich mit den brennbaren Dämpfen derart anreichert, daß ein reich karburiertes Gasluftgemisch entsteht. Von dem Karburator strömt das Gemisch in den Zylinder 4, wo es sich mit der darin enthaltenen Reinluft mischt und ein explosives Gemenge bildet. Der Einlaß von karburierter Luft in dem Zylinder 4 wird geschlossen, wenn die Fläche c³ in die Stellung III² (Fig. 4) gelangt ist. . . ,90

In diesem Augenblick ist die Fläche δ⁴ in IV², nachdem sie kurz vorher die Auslaßöffnung T⁴, welche Öffnung eine größere Höhe als /⁴ besitzt, geschlossen hat. Die Verdichtung wird somit im Zylinder 4 geringer sein als der Einlaßdruck des in den Zylinder eintretenden karburierten Gemisches, wenn der Einlaß des Gemisches erfolgt. ^;

Beim weiteren Steigen der Fläche δ⁴ wird diese das Gemisch im Zylinder 4 verdichten, welches schließlich durch einen elektrischen Funken entzündet wird. Zu gleicher Zeit beginnt die Kolbenpumpe c³ ihren Rücklauf von der Stellung III² in die Stellung III³, welche symmetrisch zu III¹ gelegen ist, und bewirkt infolge der Verbindung durch die Röhre t¹ mit dem ringförmigen Raum i des Karburators C⁴ in letzterem eine Luftverdünriung. Hierdurch wird eine gewisse Brennstoffmenge, welche durch ein Nadelventil j geregelt wird, in den Karburator eingesaugt. Der flüssige Brennstoff stößt gegen die metallischen Wände des Raumes i, welche durch die Auspuffgase erhitzt sind, so daß eine Verdampfung des flüssigen Brennstoffes stattfindet. Diese Verdampfung setzt sich während der ganzen Zeit fort, in welcher die Triebkurbel von III³ . nach IIIⁱ geht, d. h. fast während einer ganzen Umdrehung.

In der Stellung III³ angekommen, gibt die Fläche c³ die öffnung F³ frei, welche durch die Röhre t² mit der öffnung U¹ des Zylinders 4

in Verbindung steht. Der Kolben a^l, welcher alsdann in der Stellung IV³ steht, gibt die Öffnung Uⁱ frei, und da diese Öffnung in die mit der freien Luft durch Kanal zⁱ in Verbindung stehende Kurbelkammer mündet, so wird die Pumpe des Zylinders 3 reine Luft durch die Öffnung Z⁴ oder eine sonstige Öffnung der Kurbelkammer und durch die Verbindung Uⁱ, t², V^s einsaugen. Das Einsaugen der reinen Luft setzt sich so lange fort, bis die Ünterkante des Kolbens «⁴ durch den Rücklauf des Kolbens die Öffnung U¹ wieder schließt. Diese Stellung des Kolbens a^l ist in Fig. 4 mit /F⁴ bezeichnet, und ist die Lage der unteren Kante von der Öffnung U¹ bezüglich des Kolbens β⁴ hierdurch bestimmt. Wenn sich die Öffnung Uⁱ schließt, so befindet sich die Kolbenpumpe des Zylinders 3, wie erwähnt, in der Stellung IIIⁱ, d. h. der Saughub der Kolbenpumpe ist beendet und der Verdichtungshub beginnt. Während des kurzen Bogens P¹-IIIⁱ stößt die Kolbenpumpe wieder Luft in die Atmosphäre aus; dieser Verlust kann indessen vernachlässigt werden, da die Verstellung des Kolbens von seinem unteren Totpunkte ■ ab entsprechend dem Winkel P¹, O, III⁴· ziemlich unbedeutend ist. Man könnte überdies diesen kleinen Verlust absolut Null machen, wenn man als Stellung für den Punkt IV¹ den Punkt R wählte, so daß J?, O, P¹ = 90° ist. Alsdann würde der Schluß von t/⁴ gerade in dem Moment stattfinden, in welchem die Kolbenpumpe a³ sich in P¹ befindet, d. h sie würde gerade ihren Saughub vollendet haben.

Dieser unbedeutende Vorteil würde indes da-■ durch aufgehoben werden, daß das Gewicht der Kolben durch eine Verlängerung ihrer Unterteile vermehrt würde. Es ist noch zu bemerken, daß der Abstand zwischen dem unteren Rand des in seiner unteren Totlage befindlichen Kolbens a^l von dem unteren Rand der Öffnung U¹ gleich der Verschiebung des sich nach abwärts bewegenden Kolbens von IV¹ bis P¹ (Fig. 4) sein muß.

Die Maschine kann ohne Unterschied mit Öl, Alkohol oder Brennpetroleum betrieben werden. Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den Karburator, der auf den oberen Teil jedes Zylinders aufgeschraubt ist. Er besteht aus einem Körper 5 mit doppelter Umhüllung, dessen ringförmiger Raum k zwischen den beiden Umhüllungen durch eine vertikale Wand 8 in zwei Teile getrennt ist. In das Innere des Körpers ist ein Behälter 6 derart eingeschraubt, daß zwischen ihm und dem Körper eine Verdampfungskammer i entsteht. Die heißen Auspuffgase · werden durch eine für diesen Zweck bestimmte Röhre und durch die Öffnung 7 in eine der beiden ringförmigen Raumhälften eingeführt, wo sie nach dem oberen Teile des Körpers steigen und in die Schale 9 des Behälters 6 und in die andere ringförmige Raumhälfte eindringen, um alsdann durch eine diametral zur Öffnung 7 gelegene Öffnung auszutreten. Das Innere des Karburators wird auf diese Weise energisch erhitzt.

Die Brennstoffflüssigkeit wird durch den Kanal 10 geführt, der durch eine Röhre mit einem konstanten Niveau derart in Verbindung steht, daß das Niveau in dem Kanal 10 einige Millimeter unterhalb der Einlaßöffnung 11 steht, die durch einen Nadelstift / in ihrer Durchflußweite geregelt wird.

Die Verdampfungskammer i. steht durch eine große Anzahl Öffnungen 12 mit der Mischkammer 13 in Verbindung, welche durch ein kleines Ventil 14 von der Höhlung 15 getrennt ist. Letztere steht mit der Explosionskammer des Zylinders durch eine Lochplatte 16 in ständiger Verbindung. Die von dem Zylinder 3 kommende Röhre f¹ ist an die Öffnung 17 angeschlossen, welche in die Verdampfungskammer i mündet.

Wenn die Kolbenpumpe in der Kammer 13 die Luftverdünnung hervorbringt, wird die Brennstoffflüssigkeit in feinen Tröpfchen durch die Öffnung 11 heftig eingesaugt, um an den Wänden der Kammer i zu verdampfen. Sobald die Druckerniedrigung aufhört und der ringförmige Raum i mit der Atmosphäre in Verbindung kommt, tritt die Luft in den Raum i ein und mischt sich mit den erzeugten Dämpfen. Wenn die Kolbenpumpe c³ Luft durch die Röhre t¹ zurückdrängt, so dringt die Luft in die Verdampfungskammer ein, nimmt " die karburieren Dämpfe auf und dringt mit ihnen in die Mischkammer 13 durch die kleinen Öffnungen 12, welche die Vereinigung von Luft und Gas befördern. Von da geht das Gemisch in die Höhlung 15, indem das kleine Ventil 14 angehoben wird, und alsdann in zahlreichen durch die Lochplatte 16 hervorgebrachten Strahlen in den Zylinder, in welchem sich das Gemisch mit der darin eingeschlossenen Luft vereinigt.

Jeder Zylinder ist mit einem Karburator versehen. Die Öffnung X³ steht mit - dem Karburator C⁴, die Öffnung Xⁱ mit dem Karburator C¹, die Öffnung X¹ mit dem Karburator C² no und die Öffnung X² mit dem Karburator C³ in Verbindung.

Für die anfängliche Erhitzung gießt man Alkohol in die Schale 9 des Behälters 6 durch die Öffnungen der Scheiben 18 und 19 ein und entzündet den Alkohol, der an der freien Luft brennt.

Es ist hervorzuheben, daß, gleichviel, welches

auch die Geschwindigkeit der Maschine sei, die in die Verdampfungskammer eingelassene Brennstoffmenge immer dieselbe ist. Dieser

j Einlaß wird nicht durch einen Luftstrom von

mit der Maschine veränderlicher Geschwindigkeit hervorgebracht, sondern die eingelassene Menge ist nur abhängig von dem konstanten Niveau und der in der Verdampfungskammer

' 5 während einer sehr kurzen Zeit erzeugten Druckverminderung.

Während die Maschine läuft, kann man die Scheibe 18 am Karburator derart drehen, daß die öffnungen der Platte 19 geschlossen werden.

Die gewählte Anordnung für die Triebkurbeln der Maschinenwelle macht es notwendig, die vier Zylinder hinsichtlich der Aufeinanderfolge der Phasen derart anzuordnen, daß die Röhrenverbindungen F², /³, U³ und F⁴, J¹, U¹ sich im Innern kreuzen. Man könnte auch ebensowohl die Kurbeln auf der Achse in anderer Weise aufkeilen, so daß sie für die vier Zylinder die in Fig. 5 gezeichnete Aufeinanderfolge geben, in welcher sich die Röhrenverbindungen, wie Fig. 5 zeigt, nicht mehr kreuzen.

Claims (1)

1. Patent- Anspruch :
   Zweitaktexplosionskraftmaschine mit drei oder mehr Zylindern, welche mit steuernden Stufenkolben versehen und durch Rohre so miteinander verbunden sind, daß jeder Kolben mit seinem stärkeren Teil Luft ansaugt und mit dieser Luft die verbrannten Gase aus dem Nachbarzylinder austreibt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpenkolben nicht nur die für den Nachbarzylinder erforderliche Luft fördert, sondern auch die für den Nachbarzylinder erforderliche Brennstoffmenge zuerst in den. in geeigneter Weise erhitzten Karburator saugt, worauf er eine kleine Menge Luft unter geringem Druck in diesen Karburator schiebt, welche Luft sich mit den Brennstoffdämpfen im Karburator mischt und dieses Gemisch schließlich in die im Nachbarzylinder befindliche Reinluft vor der Verdichtung drückt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.