DE269423C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 269423 KLASSE 46 c. GRUPPE

HUGO LENTZ in BERLIN-HALENSEE.

der Abgase.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. November 1911 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mit Drehschiebersteuerung ausgerüsteten Explosionsmotor, bei dem die Abgase zum Durchsaugen von Kühlluft durch die zu kühlenden Räume benutzt werden. Der Erfindung gemäß ist nun die Einrichtung so getroffen, daf3 die von der Kühlluft durchzogenen Räume unmittelbar die Verbrennungsräume und das Schiebergehäuse umgeben, während wiederum

ίο um diese Kühlräume ein über die sämtlichen Zylinder sich erstreckender Gasraum angeord- ^: net ist. Durch eine solche Ubereinanderlagerung der beiden Räume wird der Vorteil erreicht, daß zunächst die heißesten Teile des Zylinders von einem indifferenten Gase gekühlt werden, das aber selbst wieder während des Kühlvorganges durch Abgabe von Wärme an die Brennstoffgase in seiner Kühlwirkung unterstützt wird. Auf diese Weise läßt sich nicht nur eine äußerst wirksame Kühlung gleichzeitig der Zylinder und des Schiebergehäuses erreichen, sondern es wird das Brennstoffgemisch selbst innerhalb zweckmäßiger Grenzen zur Kühlung herangezogen, um so mehr, als eine direkte Berührung des Gasgemisches mit den Zylinderwandungen der hohen Temperatur der letzteren wegen hier nicht angängig ist. '
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein vierzylindriger, im Viertakt arbeitender Explosionsmotor dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch einen der Zylinder, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Zylinderköpfe nach Linie II-II der Fig. 3; Fig. 3 einen Längsschnitt senkrecht zu den Zylinderachsen nach Linie III- III der Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3. Fig. 5' zeigt einen Querschnitt und die Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Steuerungsorgan, während die Fig. 7 die Einrichtung zum Kühlen desselben zeigt.

Die Motorzylinder 1, 2, 3 und 4, deren Kolben in der üblichen Weise auf einer Kurbelwelle 5 arbeiten, sind aus einem Stück gegossen. Sie werden in ihrem oberen Teil von einer Wand 6 in der Weise umgeben, daß ein Kühlmantel entsteht. Über den Zylindern ist das ebenfalls aus einem Stück bestehende Zylinderkopfstück 7 aufgesetzt, in dem seitlich in einem eingesetzten Gehäuse 8 der Steuerungsschieber 9 gelagert ist, der durch ein hier nicht dargestelltes Getriebe von der Motorwelle aus dauernd in Drehung versetzt wird.

Zwischen den Zylindern und der äußeren Wand 6 sind eine Anzahl Rippen 10 zum Ableiten der Wärme derart angeordnet, daß eine entsprechende Anzahl Kammern gebildet wird, die durch Öffnungen 26 mit der Außenluft in Verbindung stehen. Außerdem sind noch zwischen den beiden mittleren Zylindern 2 und 3 und der Außenwand 6 beiderseits durchgehende Scheidewände 11 und 12 angeordnet, wodurch zwei besondere Räume 13 und .14 gebildet werden. An dem erstgenannten Raum ist mittels des Anschlußstutzens 15 die Brennstoffzuführung angeschlossen. -v_;

Der Zylinderkopf 7 wird durch drei Wände in zwei Räume 16 und 17 abgeteilt. Der obere Raum 16 erstreckt sich über alle Zylinder. Ersteht hierbei durch einen Kanal 35, dessen Seitenwandungen die Verlängerung der Wände 11 im Zylinderkopf 7 bilden, mit dem Raum 13, also mit der Brennstoffzuführung, dauernd in Verbindung (vgl. Fig. 2 und 4). .Durch diese Anordnung des Gasraumes wird erreicht, daß einerseits auch das Gasgemisch zur Kühlung des Zylinderkopfes beiträgt, indem es der Kühlluft Wärme entzieht und so deren Wärmeaufnahmefähigkeit steigert. Andererseits wird dadurch auch das Gasgemisch in wirksamster Weise vorgewärmt.

Der darunterliegende Raum 17 umschließt die Verbrennungsräume sämtlicher Motorzylinder und steht in der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise mit dem Kühlmantelraum der Motorzylinder in Verbindung. Außerdem ist der Raum 17 noch durch einen Kanal 36, dessen Seiten wandungen die Verlängerungen der Wände 12 bilden, mit dem Räume 14 verbunden, der aus später angeführten Gründen Saugraum genannt sei. Die Verbrennungsräume der einzelnen Motorzylinder werden zum großen Teil durch entsprechende Aushöhlungen in der unteren Wand des Zylinderkopfes gebildet. Sie können durch entsprechende Kanäle 18 und in dem Drehschieber 8 angebrachte Ausnehmungen 19 entweder mit dem Gaszuführungsraum 16 oder mit dem Auspuffrohr 20 in Verbindung gebracht werden.
An das Auspuffrohr 20 schließt sich eine Düse 21 mit ringförmiger Austrittsöffnung 22 an. Letzterer gegenüber liegt eine Saugdüse 23. Die Austrittsöffnung 22 und die Eintrittsöffnung der Düse 23 ist von einem ringförmigen Kanal 24 umgeben, der durch einen am Kurbelgehäuse angegossenen Kanal 25 mit dem Saugraum 14 und demzufolge auch mit den zu kühlenden Räumen in Verbindung steht.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen

Erfindung ist zunächst folgende, wobei zunächst nur einer der Zylinder betrachtet werden möge. Beim Ansaugen des Gasgemisches steht der Schieber 9 so, daß seine Ausnehmung 19 eine Verbindung zwischen dem Gasraum 16 und dem Motorzylinder vermittelt.

Bei der Weiterdrehung schließt der Schieber, und es erfolgt der Verdichtungs- und hierauf der Explosionshub. Bei der nunmehr beginnenden Auspuffperiode stellt der Schieber eine Verbindung des Zylinders mit dem Auspuffrohr 20 her, so daß die Abgase durch das Rohr 20 und die Düse 22 mit großer Geschwindigkeit und in Form eines äußerst feinen ringförmigen Strahles ausgestoßen werden. Durch die injektorartige Wirkung wird in dem Kanal 24 ein Unterdruck erzeugt, so daß die kalte Außenluft durch die Öffnungen 26 in den Kühlmantel eintritt, die einzelnen Kammern in den Zylindern und im Zylinderkopf durchströmt, diese kühlt und durch den Kanal 25 und die Düse 23 abgesaugt wird. Dadurch wird eine überaus günstige Kühlung des ganzen Motors erreicht.

Da die einzelnen Räume der vier Zylinder aber in steter Verbindung stehen und immer einer der Zylinder die Auspuffperiode enthält, so wird die Luft beständig durch die zu kühlenden Räume getrieben. Weil außerdem die Strahlgeschwindigkeit des austretenden Gasstrahles von der Menge der Auspuffgase und somit von der Leistung des Motors und der Kühlbedürftigkeit derselben unmittelbar abhängig ist, befinden sich auch die Saugwirkung und der Luftwechsel im Kühlmantel in unmittelbarer Abhängigkeit von der Motorleistung.

Weil andererseits der Gasstrahl in Form einer dünnwandigen Röhre austritt, dringt er messerartig und ohne erheblichen Widerstand in die vor der Düse befindliche Luft ein, ohne auf dieselbe aufzuprallen. Es erfolgt also der Gasaustritt ohne Geräusch, so daß der sonst notwendige Schalldämpfer, der eine nicht unwesentliche Erhöhung des Gegendruckes im Zylinder, also eine Verminderung des Wirkungsgrades bedingt, ganz wegfällt.

Die öffnungen 26 sind nun verhältnismäßig klein gewählt, so daß die eintretende Luft erst in dem Kühlraum sich ausdehnen muß. Dadurch wird eine intensivere Kühlung erreicht, weil durch die momentane Expansion die Luft kalter wird.

Vorliegender Erfindung gemäß erstreckt sich' aber auch der Kühlraum auf das'den Drehschieber aufnehmende Steuerungsgehäuse. Zu diesem Zwecke ist das Steuerungsgehäuse in folgender Weise ausgebildet. Der Drehschieber 9 lagert in einer besonderen Hülse 8, die derart in dem Zylinderkopf 7 eingesetzt ist, daß zwischen den Wandungen des Kopfes und der Hülse freie Räume 27 gebildet werden, die die Hülse zum großen Teil umgeben, in der Mitte aber durch eine Rippe 44 voneinander getrennt sind. Diese Räume stehen einerseits durch öffnungen 45 an den Enden der Hülse 8 mit der Außenluft und andererseits durch Kanäle 28 in der Mitte der Hülse mit dem Saugraume 36 in Verbindung. Durch die Saugwirkung der Auspuffgase wird daher durch die öffnungen 45 kalte Luft eingesaugt, die die Hülse 8 außen umspült, sie daher ebenfalls in wirksamer Weise kühlt und durch die Öffnungen 28 abgesaugt wird. Selbstverständlich können die Kanäle 45 und 28 nach Belieben angeordnet werden. Wesentlich ist nur, daß die die Hülse 8 umgebenden Räume 27 einmal mit der Außenluft, das andere Mal mit einem Räume in Verbindung stehen, in

dem ein Unterdruck herrscht. Es könnte dies daher auch der Kühlmantelraum sein. Damit nun diese Kühlung besonders wirksam ist, sind die die Räume 27 begrenzenden Flächen der Hülse 8 mit Rippen 29 versehen, durch die die Wärme schneller abgeleitet wird.

In gleicher Weise kann auch der hohl ausgebildete Schieber 8 von innen gekühlt werden. Zu diesem Zwecke steht, das eine Ende desselben mit der freien Atmosphäre in Verbindung (vgl. Fig. 6 und 7), während das andere geschlossene Ende durch Bohrungen 30 und Kanäle 31 mit den Ringräumen 27 in Verbindung steht, welch letztere in der oben geschilderten Weise an die Saugvorrichtung angeschlossen sind. Es wird daher auch der

• Innenraum des Schiebers 9 in wirksamer Weise durch die eingesaugte Außenluft gekühlt. Auf diese Weise ist Vorsorge dafür getroffen, daß nicht nur der Schieber innen, sondern auch dessen Lagerhülse unmittelbar von außen durch das gleiche Kühlmittel und demzufolge auch vollständig gleichmäßig gekühlt wird, so daß die Temperaturverhältnisse auf beiden Seiten stets dieselben sind, wodurch Verziehungen des Steuerungsorganes und Betriebsstörungen vollkommen vermieden werden.

Die Kühlung des Steuerungsorganes kann nun in verschiedener Weise erfolgen, derart, daß die Hülse 8 und der Drehschieber 9 einzeln oder zusammen durch die mittels der Energie der Auspuffgase angesaugte kalte Luft bespült wird. Es kann daher auch nur einer dieser Teile auf die genannte Weise gekühlt werden, während der andere Teil durch Hindurchführen der zur Verbrennung des Gases notwendigen Luft seine Kühlung erfährt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Luftkühlung für mehrzylindrige Explosionsmotoren unter Ausnutzung der Energie der Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsräume wie auch das neben diesem gelagerte Schiebergehäuse unmittelbar von Räumen umgeben werden, die, von der durchgesaugten Kühlluft durchzogen, untereinander in Verbindung stehen, während über diesen Räumen ein über die sämtlichen Zylinder sich erstreckender Gasraum (16) vorgesehen ist, so daß die Kühlluft durch Abgabe von Wärme an das Verbrennungsgemisch in ihrer Kühlwirkung unterstützt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit in einer Hülse gelagertem Drehschieber, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in dem Drehschieber (9) als auch um seine Laufhülse (8) Hohlräume angeordnet sind, die durch entsprechende Kanäle einerseits mit der Außenluft, andererseits mit dem von der Kühlluft durchzogenen Raum (17) in Verbindung stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der im Drehschieber (9) oder um die Hülse (8) angeordneten Kühlräume an die Absaugevorrichtung angeschlossen ist, während der andere durch die hindurchgeführte Verbrennungsluft des Motors gekühlt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.