DE266630C - - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L5/00—Slide valve-gear or valve-arrangements
- F01L5/04—Slide valve-gear or valve-arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
KLASSE 46 β. GRUPPE
Die Erfindung" betrifft einen Viertaktmotor, bei welchem die Ein- und Auslaßkanäle vom
Kolben überlaufen werden und ein Schaltorgan mit einfachem Bewegungsantrieb für den Ein-
und Auslaß vorgesehen ist, welches gleichzeitig den Vorteil der Umkehrbarkeit bei Änderung
der Marschrichtung des Motor besitzt. Gemäß der Erfindung steuert der Motorkolben und ein
für Ein- und Auslaß gemeinsames oder je ein
ίο für Ein- bzw. Auslaß vorgesehenes, mit halber
Motorgeschwindigkeit in normaler Weise angetriebenes Hilfsorgan die Zylinderkanäle derart,
daß das oder die Hilfsorgane als einfache Schaltorgane für Ein- bzw. Auslaß wirken und
der Arbeitskolben einzig und allein die Dauer der Eröffnung des Ein- und Auslaßkanales
bestimmt.
Es sind zwar bereits Viertaktmotoren bekannt, bei welchen der Arbeitskolben für Ein-
bzw. Auslaß dienende Zylinderöffnungen beherrscht z. B. zu dem Zweck, die in diesen
Kanälen angeordneten Steuerventile im Moment der Zündung vom Explosionsraum abzuschließen
und damit der schädlichen Einwirkung der heißen Gase zu entziehen. Ferner sind Viertaktmotoren nicht mehr neu, bei
welchen eine gegen Hubende gelegene Zylinderöffnung als Hilf sauslaß für die verbrannten
Gase sowie durch Vermittlung der Injektorwirkung des Vorauspuffes als Hilfseinlaß
einer kleinen Menge Zusatzluft dient. Das Neue und Eigenartige des Erfindungsgegenstandes besteht gegenüber diesen und
ähnlichen Anordnungen darin, daß die Steuerung selbst durch den Arbeitskolben in Verbindung
mit einem zusätzlichen Schaltorgan in der Art der an sich bekannten Steuerungssysteme bewirkt wird, bei welchen zwei Schieber
oder ähnliche Organe von normalem Bewegungsantrieb sowohl für Ein- bzw. Auslaß in Reihenschaltung bezüglich1 einer gemeinsamen
Zwischenwandöffnung arbeiten.
Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung,
bei welcher der Ein- und Auslaß durch einen gemeinsamen Kanal erfolgt und ein mit halber
Geschwindigkeit der Kurbelwelle gesteuerter Kolben als Schaltorgan wirkt. Im Zylinder 1
des Viertaktmotors bewegt sich der Kolben 2, der mit der Kurbelwelle 5 durch Stange 3 und
Kurbel 4 verbunden ist. Der Zylinder besitzt an seinem unteren Ende eine oder mehrere Öffnungen
6, welche sowohl für die Einleitung frischer Ladung als auch für den Auspuff verbrannter Gase dienen und durch den KoI-benschieber
11 mit der Einlaßleitung 9 bzw. mit der Auspuffleitung 8 abwechselnd in Verbindung
gesetzt werden. Der Arbeitskolben 2 besitzt eine Rippe 12 zur Ablenkung der frischen
Ladung nach dem Zylinderdeckel.
Die Maschine nach Fig. 1 arbeitet in der
Weise, daß der Hilfskolben 11 sich seinem unteren Totpunkte nähert und die Verbindung
zwischen dem Kanal 6 und dem Auspuff 8 freigibt, wenn der Arbeitskolben den Kanal 6
gegen Ende des Explosionshubes öffnet. Der Auspuff ist beendet, wenn der hochgehende
Kolben 2 den Kanal 6 wieder schließt. Der Auspuff kann dadurch verbessert werden, daß.
wie' in Fig. 1 angegeben, ein Ventilator 13 in der Auspuffleitung vorgesehen wird, welcher
eine größere Menge verbrannter Gase ansaugt,
60
Es läßt sich natürlich auch irgendein anderes geeignetes Mittel zur Erzielung dieser Wirkung
verwenden. Ein Rest von verbrannten Gasen bleibt im Zylinder und wird während des weiteren
Kolbenansteigens komprimiert, um sich beim folgenden Auswärtshube wieder auszudehnen
Diese Gasreste werden durch die Zylinderwandungen während des zweiten und dritten Taktes abgekühlt, so daß ihre Anfangstemperatur
von ungefähr 700° etwa auf die Temperatur der Zylinderwandung von 80 °
vermindert wird. Diese Temperaturerniedrigung ruft eine entsprechende Volumenverkleinerung
der Gasreste hervor, so daß ein beträchtlicher Unterdruck im Zylinder in dem Augenblick
herrscht, wo der Arbeitskolben von neuem den Kanal 6 freigibt. Dieser Unterdruck, der,
wie erwähnt, durch den Ventilator 13 oder in sonst geeigneter Weise verbessert werden kann,
bewirkt das Ansaugen der frischen Ladung von Luft und Brennstoff über die Einlaßleitung
9, wobei der Hilfskolben 11 sich nunmehr seinem oberen Totpunkte nähert und
die Verbindung zwischen den Kanälen 6 und 9 herstellt. Nach Wiederabschluß des Kanals 6
durch den Kolben 2 erfolgt die Verdichtung des Gemisches und hierauf im geeigneten Augenblick
die Zündung, worauf das Spiel von Neuem beginnt.
Ein Verfolgen der Wirkungsweise des Viertaktmotors nach Fig. 1 zeigt vor allem, daß
die Ein- und Auslaßsteuerung in äußerst einfacher Weise bewirkt wird. Trotz Verwendung
nur eines einzigen zusätzlichen Steuerorgans läßt sich der Antrieb desselben von der Motorwelle
aus mittels vollkommen normaler Bewegungsübertragung verwirklichen. Der Hilfskolben
arbeitet außerdem unter sehr günstigen mechanischen Bedingungen indem er nur auf
seiner Kopffläche . der Wirkung der heißen Abgase ausgesetzt ist und seine gleitende
Mantelfläche stets gekühlt wird. Die jeweiligen öffnungsweiten für Ein- und Auslaß sind
immer durch die gegenseitige Lage eines beweglichen Organs, des Arbeitskolbens, und
eines festen Teiles, der Zylinderwand, bestimmt, was für die Unveränderlichkeit der Ladung vorteilhaft
ist, und bei geeigneter Bemessung der Zylinderöffnung läßt sich leicht ein genügender
Ein- und Auslaß erreichen.
Da die Relativbewegung des Hilfskolbens 11
zum Arbeitskolben 2 derart gewählt ist, daß beide Kolben im gleichen Zeitpunkt ihre äußeren
Totpunkte erreichen, so kann die Steuerung nach der Erfindung ohne weiteres auch für
beide Drehrichtungen des Motors benutzt werden, ohne daß besondere Umkehrsteuerungen
wie sonst bei Viertaktmotoren vorzusehen sind. Dieser Vorteil des Erfindungsgegenstandes wird
gerade dadurch möglich, daß das Hilfsorgan in keiner Weise von bestimmendem Einfluß
auf die Dauer des Ein- und Auslasses ist und als bloßes, Schaltorgan arbeitet, während der
Arbeitskolben die Zylinderöffnungen gegen Ende des Auswärts- und gegen Beginn des Einwärtshubes
steuert. Die Unabhängigkeit von der Drehrichtung ist von -sehr wesentlicher Bedeutung
für einen Viertaktmotor, indem dadurch seine Verwendung, z. B. beim Fahrzeugantrieb,
erleichtert wird.
Die Anordnung nach Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführuiigsmöglichkeit der Erfindung, bei welcher
für Ein- und Auslaß je besondere Kanäle vorgesehen sind und der Arbeitskolben in.
Gestalt eines Stufenkolbens als Kompressor für die Frischluft arbeitet. Der Arbeitskolben 19
besitzt hier eine zylindrische Verlängerung, welche einen in der Kammer 23 arbeitenden
Kompressorkolben trägt. 'Die Kammer 23 steht über dem Ventil 22 mit der Atmosphäre in
Verbindung. Die zylindrische Verlängerung des Arbeitskolbens 19 weist an ihrem unteren
Teile eine Einschnürung 20 auf, durch welche die Kammer 23 mit dem Behälter 25 bei der
inneren Totlage des Kolbens verbunden wird. Der Behälter 25 wird über den Kanal 26 und die
Öffnung 17 mit dem Zylinderinnern verbunden, wenn der Hilfskolben 11 sich in der höchsten
Lage und der Motorkolben 19 sich, wie gezeichnet, in der äußeren Totlage befindet. Der Kanal 18
dient zur Ableitung der Abgase nach dem Auspuff 8, wenn das Hilfsorgan 11, wie veranschaulicht, seine untere Totlage erreicht. Am Kopf
des Zylinders ist ein Ventil 21 angeordnet, über welches die gesonderte Einführung des Brennstoffes
erfolgt. Der Arbeitskolben besitzt eine Rippe 12 zur geeigneten Führung der Einlaßluft
und ist mittels Stange 3 und Kurbel 4 mit der Kurbelwelle 5 verbunden, welche ihrerseits
das Hilfsorgan 11 mit halber Motorgeschwindigkeit antreibt.
Die Anordnung nach Fig. 2, welche insbesondere für den Betrieb mit schweren Brennstoffen
bestimmt ist, arbeitet in folgender Weise: Wenn der Kolben 19 nach der Explosion
auswärts geht, wird in die Kammer 23 über das Ventil 22 Luft angesaugt. Bei Eröffnung
des Kanals 18 beginnt der Auspuff, wobei der Kolbenschieber 11, wie dargestellt,
den Einlaßkanal 17 abschließt. Gegen Ende des folgenden Hubes wird die in der Kammer 23
verdichtete Luftmenge über die Aussparung 20 -und den Kanal 26 nach dem Behälter 25 überströmen.
Beim dritten Takt wird wiederum über das Ventil 22 Luft in die Kammer 23 gesaugt.
Gleichzeitig wird infolge des im Zylinderinnern entstehenden Unterdruckes über das
Ventil 21 Brennstoff in den Zylinder gesaugt werden. Der Brennstoff ist dabei nur mit der
kleinen, zu seiner Zerstäubung unbedingt notwendigen Luftmenge vermischt. Gegen Ende
des Saughubes nimmt der Schieber 11 seine
obere Totlage ein, wobei die Verbindung' des
Kanals 18 mit dem Auspuff unterbrochen ist, ein freier Weg aber zwischen dem Behälter 25
und der Öffnung 17 vorhanden ist. Bei Freigäbe des Kanals 17 durch den Kolben 19 wird
sich jetzt die komprimierte Verbrennungsluft des Behälters 25 in das Zylinderinnere entleeren.
Das Ventil 21 schließt sich und beendet die Brennstoffeinführung. Nach Wiederab-Schluß
des Kanals 17 durch den Kolben 19 erfolgt die Verdichtung der Ladung, wobei
durch den Schieber 11 ein Austritt der Ladung
■ durch den Kanal 18 verhindert wird. Gegen
Ende des vierten Hubes wird die in der Kammer 23 neuerdings verdichtete Luftmenge über
die Aussparung 20 wieder nach dem Behälter 25 geschafft, der also stets eine dem doppelten
Inhalt der Kammer 23 entsprechende Luftmenge nach dem Zylinder entleert. Nach
Zündung des Ladegemisches beginnen die Arbeitsvorgänge von neuem.
Die Anordnung nach Fig. 2 weist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 den Vorteil
auf, daß Einlaß wie Auspuff sich günstiger gestalten, indem die Auspuffperiode, vergrößert
ist, wodurch der Unterdruck der Saugperiode verbessert wird. Es läßt sich auch bei der
■ Anordnung nach Fig. 2 die gegenseitige Versetzung des Arbeitskolbens und des Hilfsorgans
derart wählen, daß beide gleichzeitig ihre äußeren Totpunkte erreichen und somit die
Steuerung für beide Drehrichtungen symmetrisch arbeitet. Die Verwendung des Arbeitskolbens als Kompressor bietet in Ver-
bindung mit der Steuerung gemäß der Erfindung die Möglichkeit einer Leistungserhöhung
durch vermehrte Einführung von Verbrennungsluft und Brennstoff, was für viele Verwendungszwecke
sehr wichtig ist, wie z. B. für den Fahrzeugantrieb, wo es sich darum handelt, im Falle
des Anfahrens und bei Steigungen ein dfeibis
viermal größeres Drehmoment als während der . normalen Horizontalfahrt aufzubringen.
Die dargestellten Ausführungsformen erschöpfen natürlich nicht alle Verwirklichungsmöglichkeiten
der Erfindung. So kann z. B. das Hilfsorgan in mannigfaltiger Abänderung gedacht werden, indem irgendeine der an sich
hierfür bekannten Konstruktionen von Schiebern oder rotierenden Organen hierfür benutzt
wird, z. B. ein zum Kolben konzentrischer Schieber. Auch kann natürlich je ein besonderes
Schaltorgan für Ein- und Auslaß vorgesehen werden. Bei Einführung des Ladegemisches
unter Druck läßt sich ferner statt eines Stufenkolbens der Kurbelraum oder 'eine besondere
Pumpe zur Erzeugung des Druckgemisches verwenden. Endlich können auch zwei oder
mehrere der nach der Erfindung gebauten Motoren zu einem Mehrzylindermotor in an sich
bekannter Art vereinigt werden.
Claims (1)
- Patent-Anspruch :Viertaktmotor mit vom Kolben überlaufenen Ein- und Auslaßkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben und ein für Ein- und Auslaß gemeinsames oder je ein für Ein- bzw. Auslaß vorgesehenes, mit halber Geschwindigkeit der. Kurbelwelle in normaler Weise angetriebenes, für beide Drehrichtungen der Kurbelwelle geeignetes Hilfsorgan einen oder mehrere, gegen Ende des Auswärtshubes angeordnete Zylinderkanäle derart steuern, daß das oder die Hilfsorgane als einfache Schaltorgane für Ein- bzw. Auslaß wirken und der Arbeitskolben einzig und allein die Dauer der Eröffnung der Zylinderkanäle bestimmt.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE266630C true DE266630C (de) |
Family
ID=523754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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