DE2149213C3 - Mehrzylinderbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine doppeltwirkende Mehrzylinderbrennkraftmasehine, die nach dem Stirling Prinzip und als V-Motor mit einer einzigen Kurbelwelle gebaut ist und die mit mindestens vier Zylindern sowie mit einer Anzahl Regeneratorkühlereinheiten gleich der Anzahl der Zylinder ausgerüstet ist.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DT-PS 849 32b bekannt. Bei dieser Maschine werden die einzelnen Zylinder durch die Regeneratorkühlereinheiten ringförmig umgeben, und für jeden Zylinder ist eine getrennte Heizvorrichtung vorgesehen. Die getrennten Heizvorrichtung erschweren eine synchrone Temperatursteuerung beträchtlich, so daß diese Lösung beispielsweise für die Verwendung in Personenkraftwagen wenig geeignet ist. Im übrigen werden in den bevorzugten Austührungsbeispielen Reihenanordnungen der Zylinder mit Kurbelwellen und ringförmige Zylinderanordnungen mit Taumelscheiben gezeigt, während eine V-förmige Anordnung der Zylinder nur beiläufig als weitere Möglichkeit erwähnt, jedoch nicht näher erläutert wird.

Andererseits sind aus der DT-PS 892 533 und der zugehörige· Zusat/patentschrift 923 465 Zylinderanordnungen bekannt, bei denen jeweils vier Zylinder achsparallel in einem Ring angeordnet sind und zwischen jeweils zwei Zylindern jeweils eine getrennte Regeneratorkühlereinheit vorgesehen ist. Zentral in bezug auf die Zylinder ist oberhalb der Zylinder eine gemeinsame Heizeinrichtung vorgesehen. Die Kolben der Zylinder sind mit einem Taumelscheibenmechanismus oder auch mit einem — nicht näher erläuterten — Kurbelwellenmechanismus verbunden. Im Falle eines Kurbelwellenmechanismus kann es sich bei der gewählten Anordnung aus Zylindern und Regeneratorkühlereinheiten nur um zwei getrennte Kurbelwellen handeln.

Eine Maschine mit zwei V-förmig angeordneten Zylinderpaaren und zwei getrennten Kurbelwellen ist ebenfalls aus der DT-PS 804 980 bekannt.

Schließlich zeigt die DT-PS 805 461 eine V-Anordnung aus vier Zylindern mit einer einzigen Kurbelwelle, bei der wiederum die Zylinder ringförmig durch Regeneratorkühlereinheiten umgeben werden und getrennte Heizeinrichtungen für den Zylinder vorgesehen sind.

Für Brennkraftmaschinen, die insbesondere für Personenkraftwagen geeignet sein sollen, s>nd Taumel-

Scheibenmechanismen oder Anordnungen mit zwei Kurbelwellen ungünstig, da sie einen erheblichen Raumbedarf haben und da es im übrigen in diesem Falle nicht möglich ist, im Automobilbau übliche Teile zu verwenden. Im übrigen ist die zur Verfügung stehende Bauhöhe begrenzt, so daß nicht nur die gesamte Anordnung, sondern insbesondere auch die Brenn vorrichtung einen möglichst geringen Raumbedarf haben sollte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde.

eine Brennkraltmaschine der obigen An zu schaffen, c... möglichst weitgehend aus einfachen und üblichen Teilen aufgebaut ist und einen möglichst geringen Raumbedarf hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Regeneratorkühlereinheiten als separate Elemente ausgebildet sind, wobei je eine Regeneratorkühlereinheit zwischen zwei jeweils benachbarten Zylindern angeordnet ist und wobei die als Erhitzer ausgebildeten Verbindungskanäle zwischen den Regeneratoren und den Zylindern von einer einzigen Brennervorrichtung erwärmt werden, die zentral zwischen den Zylindern und Regeneratorkühlereinheiten angebracht ist. sich nach oben konisch erweitert und teilweise sowohl die Zylinder als auch die Regeneratorkühlereinheiten in senkrechter Richtung überlappt.

Die Erfindung bietet unter anderem den Vorteil, daß die einzige Brennervorrichtung auf einfache Weise steuerbar ist und den V-förmigen Raum /wischen den Zylindern in optimaler Weise ausnutzt. Für den Kurbeltrieb, das Motorgehäuse usw. können nahezu konventionelle Bauteile eines Motors verwendet werden. Die Abmessungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind verhältnismäßig gering, so daß sie für den Einbau in Personenkraftwagen in Betracht kommen.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der Brennkraftmaschine,

F 1 g. 2 zeigt eine Explosionsdarsiellung der Kolben, Kreu/köpfe, Pleuelstangen und der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine der Fig. 1,

F i g. 3 ist eine schematische Darstellung der relativen Lage der Zylinder und Regeneratorkühlereinheiten.

Fig.4 zeigt einen senkrechten Schnitt entlang der Linie IV-IV in F ig. 1.

In F i g. 1 und 2 ist der Motorblock 1 gezeigt, der mit dem Kurbelwellengehäuse 2 verbunden ist. Eine Vorrichtung 3, die den Erhitzer 4, die Zylinderköpfe 5 und die Wärmetauscherköpfe 6 umfaßt, wird in von dem Motorblock getrennter Stellung gezeigt. Die Brennkraftmaschine ist mit einer üblichen Kurbelwelle 7 versehen, die durch vier Pleuelstangen 8 angetrieben wird, von denen jede mit einem Kreuzkopf 9 und einem Kolben 10 verbunden ist.

Der Motorblock 1 enthält vier Zylinder 12,13,14 und 15 und vier Regeneratorkühlereinheiten 120, 130, 140, 150.

Fig.3 zeigt schematisch die relative Lage der vier Zylinder 12, 13, 14, 15 und der vier Regeneratorkühler-

einheiten 120, 130, 140, 150 in dem Motorblock. Die geometrische Achse der Kurbelwelle ist durch die strichpunktierte Linie 16 angezeigt

Jeder Arbeitstakt der vier Zylinder 12, 13, 14 und 15 ist um einen Zeitraum gegenüber dem Takt des vorhergehenden und des nachfolgenden Zylinders versetzt, der einer Kurbelwellendrehung von 90° entspricht.

Wie F i g. 4 zeigt, ist der Raum 17 unter dem Kolben 10 durch einen engen Kanal 18 mit der Regeneratorkühlereinheit verbunden, die einen Kühler 19 und einen Regenerator 20 umfaßt, an ihrem oberen Ende ist die Regenemorkühiereinheit mit Verbindungskanälen 21 verbunden.

Gemäß F i g. 1 und 4 ist der Raum unter dem Kolben im Zylinder 12 nut der Regeneratorkühlereinheit 150 verbunden, und entsprechend ist der Raum unter dem Kolben im Zylinder 13 mit der Regeneratorkühlereinheit 120, der Raum unter dem Kolben im Zylinder 14 mit der Regeneratorkühlereinheit 130 und der Raum unter dem Kolben im Zylinder 15 mit der Regeneratorkühlereinheit 140 verbunden.

Der Raum 22 über dem Kolben 10 des Zylinders 12 ist mit Verbindungskanälen 23 verbunden, die in dem Erhitzer 4 angeordnet sind. Die Verbindungskanäle der Vorrichtung 3 sind in vier Gruppen unterteilt (siehe Fig. 1), wobei jede Gruppe gegenüber der anderen abgedichtet ist. Die Verbindungskanäle, die mit dem Zylinder 12 in Verbindung stehen, stehen auch mit der Regeneratorkühlereinheit 120 in Verbindung und bilden eine Gruppe. Ebenso verbinde» eine Gruppe der Verbindungskanäle das obere Ende des Zylinders 13 mit dem oberen Ende der Regeneratorkühlereinheit 130 eine weitere Gruppe von Verbindungskanälen verbindet das obere Ende des Zylinders 14 mit dem oberen Ende der Regeneratorkühlereinheit 140, und eine vierte Gruppe von Verbindungskanälen verbindet schließlich das obere Ende des Zylinders 15 .nit dem oberen Ende der Regeneratorkühlereinheit 150.

Der Raum zwischen den Zylindern und Regeneratorkühlereinheiten nimmt die Brennervorrichtung 24 auf und wird durch die Vorheizvorrichtung 25 begrenzt. Dieser Raum wird dadurch gut ausgenutzt, und zugleich wird die Gesamthöhe der Brennkraftmaschine verringert Infolge der kompakten Form und der weitgehenden Verwendung von herkömmlichen Elementen ist die Brennkraftmaschine als Energiequelle für Personenkraftwagen oder Straßenfahrzeuge geeignet.

Die Brennervorrichtung 24 liegt zentral zwischen den Zylindern 12, 13, 14, 15 und den Regeneratorkühlereinheit 120, 130, 140, 150 und überlappt diese Teil teilweise in senkrechter Richtung, so daß die Bauhöhe der Brennkraftmaschine durch die Brennervoirichtung nicht vergrößert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Doppeltwirkende Mehrzylinderbrennkraftmaschine. die nach dem Stirling-Prinzip und als V-Motor mit einer einzigen Kurbelwelle gebaut ist und die mit mindestens vier Zylindern sowie mit einer Anzahl Regeneratorkühlereinheiten gleich der Anzahl der Zylinder ausgerüstet, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratorkühlereinheiten (120, 130, 140, 150) als separate Elemente ausgebildet sind, wobei je eine Regeneratorkühlereinheit zwischen zwei jeweils benachbarten Zylindern (IZ 13,14,15) angeordnet ist, und wobei die als Erhitzer (4) ausgebildeten Verbindungskanäle (21, 23) zwischen den Regeneratoren (20) und den Zylindern von einer einzigen Brennvorrichiung (24) erwärmt werden, die zentral zwischen den Zylindern und Regeneratorkühlereinheiten angebracht ist. sich nach oben konisch erweitert und teilweise sowohl die Zylinder als auch die Regeneratorkühlereinheiten in senkrechter Richtung überlappt.