DE245855C

DE245855C -

Info

Publication number: DE245855C
Application number: DENDAT245855D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Ja 245855-KLASSE 46 a. GRUPPE

ONESIME LOUIS CHOLESKY in PARIS.

Die Erfindung bezweckt, eine Zweitaktexplosionskraftmaschine ohne Wasserumlauf zu schaffen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kolben zusammen das Explosionsgemisch und die im Zylinder zurückbleibenden Gase in zwei geeignet eingerichteten und unter sich durch einen Kanal verbundenen Kammern komprimieren.

Die Explosionsgase dehnen sich sofort bei ίο der Explosion aus und durchdringen in demselben Zeitpunkt die bereits verbrannten Gase; die Expansion der Mischung wirkt auf einen die Arbeit hervorbringenden Kolben.

In den Explosionskraftmaschinen entsteht eine langsame und unvollständige Verbrennung bei hoher Temperatur, und hierdurch ergibt sich ein Wärmeverlust, der durch die nötige Abkühlung der Zylinderwandungen entsteht, ein weiterer Wärmeverlust durch die hohe Temperatur der Auspuffgase und ein Verlust an nicht verbrannten Gasen.

Gemäß der Erfindung soll eine vollständige Verbrennung im Moment der Explosion stattfinden, was eine diabatische Expansion zur Folge hat. Andererseits bewirkt die Maschine, daß die Verbrennung bei einer geeigneten Temperatur stattfindet, was keine Kühlung der Zylinderwandungen nötig macht.

Die Maschine ist auf der Zeichnung zur Darstellung gebracht und ist:

Fig. ι ein Längsschnitt der Maschine,

Fig. 2 eine Ausführungsform der Maschine, wo der Kolben und der Zylinder verschiedene Bohrungen haben,
Fig. 3 eine auf dem gleichen Prinzip gegründete Maschine, die aber das Gehäuse als Zwischenkammer für den Einlaß der Explosionsgase benutzt,

Fig. 4 eine Maschine mit zwei gleichartigen Zylindern und doppelter Bohrung, wo der untere Zylinderteil als Pumpe für das Gemisch dient.

Die Maschine besteht aus zwei Zylindern, wovon α der Kompressor des Gemisches und b der Arbeitszylinder ist. Die Explosionskammer c ist auf dem Zylinder α angeordnet.

Der Zylinder α besitzt ein Gemischeinlaßventil d und ein Druckventil β.

Der Kolben m läßt im Zylinder α nur wenig freien Raum beim Hubende übrig.

Der Zylinder b besitzt oben eine Kompressionskammer f, welche mittels der Öffnung g mit der Kammer c in Verbindung steht.

Ventil h dient zur Entfernung der verbrannten Gase nach erfolgter Expansion.

Die Wellenkurbeln i und j stehen mit den Kurbelstangen k und I in Verbindung und die Kolben m, η bewegen sich in gleicher Richtung.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende:

Wenn die Kurbeln i und j an ihrem äußeren Totpunkte und die Kolben m. und η in den Stellungen o-p, q-r sich befinden, so enthält der Zylinder α das Brennstoffluftgemisch, der Zylinder b die expandierten Gase, und das Ventil h ist geöffnet.

Beim Aufwärtsgange treibt der Kolben η durch Ventil h und durch die Öffnung s einen Teil der expandierten. Gase ins Freie, bis das Ventil h sich schließt. Dann befindet sich der

Kolben in der Stellung t u, in welcher das Volumen t u r q gleich dem Volumen des effektiven Zylinderinhaltes des Kompressors a ist oder kleiner oder größer, je nachdem eine länger oder kürzer andauernde Expansion gewünscht wird.

Gleichzeitig treibt ohne Kompression der Kolben m einen Teil des Gemisches durch das Ventil e in die Kammer c bis zur entsprechenden Kolbenstellung v-x. Von diesem Augenblicke an beginnen beide Kolben zu komprimieren.

Die Kammer c ist so eingerichtet, daß sie als Kompressionsraum nur für das Gasluftgemisch des Kompressors dient, d. h.· daß das Volumen des jeweiligen Zylinderinhaltes proportional zum Volumen der Kammern f und c steht.

Das Gasluftgemisch wird mithin in der Kammer c und die Gase des Zylinders b in der Kammer f zu Ende des Hubes beim inneren Totpunkte komprimiert sein. In diesem Moment findet die Explosion in der Kammer c statt vermittels eines elektrischen Zünders oder irgendeiner anderen Einrichtung, während das Ventil β schließt.

Da nun die zwei Kammern c und f in fortwährender Verbindung miteinander stehen, wird sich das Gleichgewicht des Druckes sogleich nach erfolgter Explosion wieder herstellen. Mitbin werden die Gase der Kammer f Wärme von den Gasen der Kammer c entnehmen,. und dies mehr oder weniger, je nachdem sich das Verhältnis dieser Kammer und jenes der sich stets gleichbleibenden Zylinderladung ändert.

Folglich werden der Druck und die auf

diesen Druck sich beziehende Temperatur nach der Explosion vom Verhältnis der Volumen dieser Kammer abhängig sein.

Werden nun diese Volumen in geeigneter Weise festgestellt, so kann man zu einer hinreichend niedrigen Temperatur nach der Explosion gelangen, d. h. die unter der Temperatur der Stoffauflösung der Verbrennungsprodukte liegt, damit eine vollständige und schnelle Verbrennung erzielt wird, wodurch eine adiabatische Expansion entsteht, wobei jede besondere Einrichtung für die Kühlung der Wände unnötig wird.

Der Druck bewirkt den Niedergang des Kolbens n, währenddessen die Gase expandieren. Im Verlaufe dieses Ganges saugt der Kolben m durch das Ventil d ein weiteres Gemisch ein.

Beim Aufwärtsgange schließt das Ventil d, der Kolben η drängt wieder durch das Ventil A die verbrannten Gase des Zylinders b ins Freie bis zur Stellung t u, während der Kolben m einen Teil des Gemisches in die Kammer c hineintreibt; die Kompression erfolgt dann in den zwei Kammern c und f, um im inneren Totpunkt eine neue Explosion in der Kammer c zu bewirken.

Der Arbeitsgang erfolgt somit im Zweitakt.

Es kann vorkommen, daß in der ersten Phase des Aufwärtsganges das Volumen des durch das Ventil e vom Kompressor in die Kammer c gedrückten 'Gemisches, nämlich das Volumen 0 p χ ν, größer ist als dasjenige der Kompressionskammer c, so daß ein Verlust an nicht verbrannten Gasen entsteht. Diesem kann abgeholfen werden, indem in entsprechender Weise die Feder des Einlaßventiles d gespannt, ein Niederdruck während der Ansaugeperiode hervorgebracht, oder indem das Ventil d so gesteuert wird, daß das Ventil d vor dem Ende der Saugperiode geschlossen wird.

Die Maschine kann in ihren Teilen umgeändert werden, auch kann sie horizontal oder vertikal gebaut sein und mit einfacher oder doppelter Wirkung arbeiten.
1 Man kann einen Zylinder mit doppelter Bohrung und einen Doppelkolben aus einem Stück für den Einlaß und die Expansion verwenden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Arbeitsweise einer solchen Maschine ist die gleiche wie die der ersteren Maschine.

Die Ausführung der Fig. 2 besitzt ein kleineres Gewicht und geringere Größe, was in vielen Fällen von Bedeutung ist. Die Einrichtung kann auch umgekehrt getroffen werden, indem das Gemisch vom Kolben η komprimiert, der Kolben m zur Arbeitsleistung der Gase verwendet und die Zylinder mit den nötigen Ventilen und Öffnungen versehen werden.

Fig. 3 stellt eine Kraftmaschine derselben Art dar, bei welcher das Gehäuse als Zwischenkammer für den Einlaß des Gasluftgemisches dient. Die Arbeitsweise ist die folgende:

Beim Aufwärtsgange der Kolben wird das Gemisch in das vollständig geschlossene Kurbelgehäuse y durch das Ventil d eingesaugt; das für die nächste Verbrennung dienende Gemisch wird in der Kammer c, dagegen die Schwelgase in der Ringkammer g komprimiert.

Im inneren Totpunkt entsteht die Explosion in der Kammer c, und die Kraft wirkt auf die zwei Kolben m und n, wodurch der Niedergang erfolgt. Bei diesem Gange expandieren die Gase auf derselben Seite der Kolben, während auf der anderen Seite das vorher durch das Ventil d eingeführte Gemisch im Kurbelgehäuse y komprimiert wird. Vor Ende des Hubes hebt sich das gesteuerte Ventil h, um den von dem frischen Gemisch verdrängten verbrannten Gasen den Ausgang zu gestatten. Das frische Gemisch wird vorher im Gehäuse y komprimiert und in die Kammer c durch das selbsttätige Ventil e einge-

lassen. Gleich zu Anfang des Aufwärtsganges schließt sich das Ventil h und die Kolben komprimieren Gemisch und Gase in den Kammern c und f, während der ganzen Dauer des Hubes, und saugen gleichzeitig durch das Ventil d neues Gemisch ein. Zu Ende des Kolbenaufwärtsganges entsteht wieder eine Explosion usw. Das Ventil d ist so reguliert, daß das Volumen des eingesaugten Gemisches

ίο dem durch den Kolben m erzeugten Volumen entspricht.

Die Fig. 4 stellt eine zweizylindrige Maschine dar. Die Zylinder sind hier von gleicher Ausführung und haben Doppelbohrung.

Der untere ringförmige Teil des Zylinders a dient für den Einlaß und die Kompression des Gemisches in der Explosionskammer c, welche mit der Kompressionskammer f des oberen» Zylinderteiles b des zweiten Zylinders durch den Kanal g verbunden ist. Andererseits dient der untere Ringteil a des zweiten Zylinders für den Einlaß und die Komprimierung des Gemisches in der Explosionskammer c¹, welche sich hinter der Kammer c befindet, und in genau gleicher Ausführung ist die Kammer c¹ mit der Kammer Z"¹ des oberen Zylinderteiles b¹ des ersten Zylinders durch den Kanal g¹ verbunden. Die Kurbeln i und j stehen ■ in einem Winkel von i8o° zueinander und der Arbeitsgang ist genau derselbe wie der bei den Maschinen der Fig. 1 und 2. Beim Aufwärtsgang des Kolbens η wird ein Teil der verbrannten Gase durch das Ventil h hinausgetrieben, der Rest wird in der Kammer f bis zum Ende des Hubes komprimiert ; inzwischen führt der Kolben m den Niedergang aus, wobei das Gemisch von a in die Kammer c durch das Ventil e gedrängt und komprimiert wird. Die Explosion entsteht in der Kammer c und die Gase wirken auf Kolben n, indem sie im Zylinder b bis zum Ende des Hubes expandieren; gleichzeitig saugt der aufwärtsgehende Kolben m durch das Ventil d neues Gemisch ein.

Dieselben Phasen wiederholen sich bei jeder Kurbeldrehung; desgleichen mit den anderen Teilen der zwei Zylinder, die mit einem Buchstaben und Anzeichen versehen sind.

Diese Ausführung hat vor den anderen den Vorzug, das Gewicht und die Größenverhältnisse zu verringern. Man kann die Zylinder je zu zwei, in fächer- oder sternförmiger Anordnung, um die Kurbelwelle herumlagern.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Zweitaktgaskraftmaschine mit einem Explosionszylinder und einer Ladepumpe, deren Kompressionsräume in offener Verbindung miteinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben der Ladepumpe (α) die angesaugte Ladung beim Einwärtshub durch ein Rückschlagventil

(e) in einen Kompressionsraum (c) drückt, während gleichzeitig der an gleichgerichteter Kurbel angreifende Kolben des anderen Zylinders einen Teil der explodierten Gase wieder verdichtet, und daß ferner die Kompressionsräume (c und f) beider Zylinder so bemessen sind, daß sich trotz ihrer offenen Verbindung nach erfolgter Kompression in Kammer (c) nur Gemisch, in Kammer (f) nur remanente Gase befinden.

2. Zweitaktmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei gleichartige Zylinder mit um i8o" versetzten Kurbeln, von denen jeder einen Explosionsraum und einen Pumpenraum besitzt, und mit denen zwei gesonderte Kompressionsbehälter (c und c¹) so verbunden sind, daß der Kornpressionsräum der Pumpe des einen Zylinders jeweilig mit dem Explosionsraum des anderen Zylinders in offener Verbindung steht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.