DE294946C

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Publication number: DE294946C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrzyinder - Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Stufenkolben. Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß das Brennstoffluftgemisch während des unter unmittelbarer Wirkung der Explosion erfolgenden Kolbenhubes in den Raum (Pumpenraum) zwischen den beiden verschieden großen Kolben unmittelbar aus dem Vergaser desselben Zylinders gesaugt und aus dem Pumpenraum des benachbarten' Zylinders gedrückt wird, worauf das Gemisch in die Explosionskammer des gleichen Zylinders, zu der ein Brennstoffluftgemisch auch aus dem Pumpenraum eines anderen Zylinders zugeführt wird, und dann in die Explosionskammer eines anderen Zylinders hineingepreßt wird.

Auf der Zeichnung ist eine Verbrennungskraftmaschine nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch einen der Zylinder.

Fig. 2, 3, 4 und S sind wagerechte Schnitte nach a-a; b-b, c-c und d-d in Fig. 1.
25' Fig. 6 zeigt, einen Grundriß des oberen Endes eines der Kolben.

Fig. 7 ist ein Grundriß der ganzen Maschine.

Fig. 8, 9, 10 und 11 veranschaulichen vier verschiedene Kolbenstellungen während eines Kreislaufes.

Fig. 12 ist ein senkrechter Schnitt nach e-e in Fig. 7,

Fig. 13 ein senkrechter Schnitt nach /-/ in Fig. 7.

Fig. 14 ist ein Diagramm, welches die verschiedenen Phasen des Zylinders A zeigt.

Da die Bauart der verschiedenen Zylinder A₁ B, C und D sowie der in denselben arbeitenden Kolben und die Anordnung der Verbindungskanäle praktisch gleich ist, so wird hier Zylinder A als Beispiel gewählt. Dieser Zylinder A besteht aus zwei Kammern 2, 3 von verschiedenen Durchmessern, ■ von denen die kleinere Kammer 2 die obere ist und den Kolben 4 enthält, welcher eine Länge hat, die etwa die Hälfte der Länge der Kammer 2 bzw. der Hublänge des Kolbens beträgt. In der größeren unteren Kammer 3 des Zylinders bewegt sich der KoI-ben 5, der mit dem Kolben 4 durch einen hohlen Zylinder 6 verbunden- ist, wobei zweckmäßig die Kolben 4 und 5 und der Verbindungszylinder 6 aus einem Stück bestehen. An den Kolben 4 ist die Pleuelstange 7 angelenkt, deren anderes Ende mit der Kurbel 8 auf der Welle verbunden ist. Die Welle 9 dreht sich in geeigneten Lagern in dem Gehäuse 10. In der Wandung der oberen Kammer 2 ist ein sich senkrecht erstreckender Einlaßkanal 11 vorgesehen, der in die Kammer 2 an einer Stelle mündet, die unmittelbar unterhalb des Kolbens 4 liegt, wenn sich dieser in seiner obersten Stellung befindet, wobei der Kanal 11 in den Pumpenraum zwischen dem oberen Kolben 4 und dem unteren Kolben 5 führt. In Verbindung mit dem äußeren Teil des Kanals 11 steht ein Überströmkanal 12, der von dem inneren Teil des Kanals 11 durch einen wagerechten Steg 13 getrennt ist, wo-

bei der Kanal 12 in die obere Kammer 2 an einer Stelle mündet, die oberhalb des oberen Endes des Kolbens 4 liegt, wenn sich dieser in der untersten Stellung befindet.
■> Gegenüber der Öffnung 12 mündet. in die Kammer 2 ein Überströmkanal 14, dessen obere Wand in einer etwas höheren Ebene liegt wie die obere Wand des Einlaßkanals 12. Der Kanal 14 ist durch den Kanal 15 mit der unteren Kammer 3 oberhalb des Kolbens 5 verbunden. 16 (Fig. 4) ist der Einlaß des Brennstoffluftgemisches, der mit der oberen Kammer 2 in der Ebene der Öffnung 11 in Verbindung steht. Der Auspuffkanal 17

•5 (Fig. 3) führt zur Kammer 2 oberhalb des oberen Endes des Kolbens 4, wenn sich dieser in unterster Stellung befindet, wobei die untere Wandung der Auspufföffnung 17 in derselben Ebene wie die untere Wandung der Kanäle 12 und 14 und die obere Wandung des Auspuffkanals 17 in einer Ebene etwas über der oberen Wandung des Kanals 14 liegt. In die Kammer 3 mündet oberhalb des Kolbens 5 eine Einlaß- und Auslaßöffnung 18 (Fig. 4), die mit den Kanälen 11 und 12 eines anderen Zylinders verbunden ist.

Die Zylinder A und B, die zueinander etwas versetzt sind, sind auf entgegengesetzten Seiten der Kurbelwelle 9 (Fig. 12) schräg zueinander angeordnet. Ihre Pleuelstangen stehen mit der Kurbel 8 in Verbindung.

Die Zylinder C und D sind ebenfalls auf entgegengesetzten Seiten der Kurbelwelle, d. h. also der Zylinder C ist auf derselben Seite wie der Zylinder A und der Zylinder D auf derselben Seite wie der Zylinder B aufgestellt. Da auch die Zylinder C und D in der Richtung der Kurbelwelle etwas versetzt in bezug aufeinander liegen, so können die Kolben mit der Kurbel 8¹ der Kurbelwelle 9 verbunden werden, die in einem Winkel von i8o° zu der Kurbel 8 steht. Die Kurbelwelle 9 liegt nicht im Schnittpunkt der Zylinderachsen. Diese Anordnung ist besonders aus Fig. 12 und 13 zu ersehen und hat den Zweck, die Kolben in solcher Lage in bezug auf die Zylinder zu bringen, daß die Kurbel schon die Totlage überschritten hat, wenn der Arbeitskolben sich in der Totlage befindet.

Untereinander sind die Kanäle wie folgt verbunden:

Von den Kanälen 11 und 12 des Zylinders A führt ein Rohr 20 (Fig. 8, 10 und 11) zu dem Kanal 18 des Zylinders D. Die Kanäle 11 und 12 des Zylinders B stehen mit einem Rohr 21 (Fig. 9 und 11) in Verbindung, das sich dem Kanal 18 des Zylinders A anschließt. Die

. Kanäle II, 12 des Zylinders C münden in ein Rohr 22 (Fig. 9 und 10), das zu dem Kanal 18 des Zylinders B führt, während die Kanäle 11,12 des Zylinders D durch das Rohr 23 (Fig. 9 und 10) mit dem Kanal 18 des Zylinders C in Verbindung stehen. Die Auspuffkanäle 17 der verschiedenen Zylinder schließen sich dem zu einer beliebigen Stelle führenden Rohr 24 an.

Die Maschine arbeitet in folgender Weise: Von der Stellung der Fig. 8 beginnend, wird zunächst der Kolben 5 des Zylinders A bei seinem Niedergang Gemisch vom Vergaser durch Rohr 19 und Kanal 16 in den Pumpenraum 3 saugen. Nachdem der Kolben 5 sich durch einen kleineren Teilhub bewegt hat, wird die Öffnung 11. des Zylinders B durch den Kolben 4 des Zylinders B freigegeben, so daß aus dem Pumpenraum 3 des Zylinders B das durch Berührung mit dem Kolbenteil 6 des Zylinders B vorgewärmte Gemisch ebenfalls in den Pumpenraum 3 des Zylinders A gedrückt \vird. Durch diese Verbindung der Pumpenräume 3 in beiden Zylindern miteinander wird das Ansaugen durch Kanal 16 des Zylinders A wenig beeinflußt, weil der Pumpenraum des Zylinders B gleichzeitig auch mit dem Arbeitsraum 2 des Zylinders C in Verbindung steht. Es gelangt somit nur ein Bruchteil des Gemisches aus dem Pumpenraum des Zylinders B in den Pumpenraum des Zylinders A. Aus diesem Raum bzw. vom Kanal 16 saugt gleichzeitig der in der zweiten Hälfte seines Hubes go befindliche Kolben 5 des Zylinders D. Wenn der Kolben 5 des Zylinders A die Stellung nach Fig.' 9 erreicht hat, so ist der Raum oberhalb dieses Kolbens mit einem Gasluftgemisch gefüllt, welches zum Teil unmittelbar aus dem Vergaser durch Kanal 16 des Zylinders A und zum Teil aus dem Raum 3 des Zylinders B kommt. Diese Kolbenstrecke ist in Fig. 14 durch a-b veranschaulicht. ₍

Bei der Fortschreitung der Bewegung des Kolbens 5 des Zylinders A von der Stellung nach Fig. 9 in die nach Fig. 10 tritt nun weiteres Gemisch durch Rohr 19 und Kanal 16 des Zylinders B₁ dann durch Rohr 21 und Kanal 18 in den Pumpenraum 3 des Zylinders A. Auch hier wird das Ansaugen durch die Öffnung des Kanals 11 durch den Kolben 4 des Zylinders C nur wenig beeinflußt, weil der Kolben 5 des Zylinders C Gemisch auch in den Arbeitsraum 2 des Zylinders D überschiebt. Wenn daher der Kolben 5 des Zylinders A die Stellung nach Fig. 10 erreicht, so enthält der Pumpenraum 3 des Zylinders A Gemisch, welches zunächst unmittelbar aus dem Vergaser durch den Kanal 16 dieses Zylinders A allein, dann aber gleichzeitig aus letzterem und aus dem Pumpenraum 3 des Zylinders B (Strecke a-b in Fig. 14) und schließlich aus dem Vergaser durch den Kanal 16 des Zylinders B allein kommt. In Fig. 14 zeigt b-c die Bewe-

gung des Kolbens 5 des Zylinders A von der Stellung nach Fig. 9 in die Stellung nach Fig. 10.

Ist nun die Stellung der Fig. 10, also die äußere Totlage der Kolben 4, 5 im Zylinder A erreicht, so wird ein Überströmen des Gemisches aus dem Punpenraum 3 durch Kanäle 15, 14 in den Arbeitsraum 2 des Zylinders A stattfinden. Dies zeigt die Strecke c-d in Fig. 14. Durch das in den Arbeitsraum 2 eintretende Gemisch findet zunächst ein Ausblasen dieses Raumes statt, da der Auspuffkanal 17 offen ist und da das eintretende Gemisch durch die in Fig. 1, 12 und 13 dargestellte, auf dem Kolben angebrachte Rippe nach oben abgelenkt wird, so daß die verbrannten Gase ausgetrieben wefden. Dieses Ausblasen wird auch dadurch unterstützt, daß in demselben gleichzeitig Gemisch aus dem Pumpenraum 3 des Zylinders D, dessen Kolben sich gerade mit Höchstgeschwindigkeit bewegt, durch die Kanäle 20, 12 gefördert wird. Bevor der Kanal 14 im Zylinder A durch den Kolben 4 geschlossen wird, öffnet sich der Kanal 12 im Zylinder B infolge der Bewegung des sich gerade mit Höchstgeschwindigkeit nach unten bewegenden Kolbens 4 dieses Zylinders. Es findet daher eine Zeitlang ein Überströmen des Gemisches aus dem Pumpenraum 3 des Zylinders A gleichzeitig in die Arbeitsräume 2 der Zylinder A und B statt, wobei auch ein Ausblasen des Arbeitsraumes 2 des Zylinders B erfolgt (vgl. Strecke d-e in Fig. 14). Sobald der Kanal 14 im Zylinder A geschlossen wird, strömt das Gemisch aus dem Pumpenraum 3 des Zylinders A in den Arbeitsraum 2 des Zylinders B allein, und zwar so lange, bis der Kanal 12 im Zylinder B durch das Hochgehen des Kolbens 4 geschlossen wird. Diese Strecke des Überschiebens in den Zylinder B allein ist in Fig. 14 durch e-f dargestellt. Bevor sich der Kanal 12 im Zylinder B schließt, wird der Kanal 11 im Zylinder^ durch den Kolben 4 geöffnet, so daß weiteres Gemisch aus dem Pumpenraum 3 des Zylinders A durch den Kanal 11, Rohr 20 und Kanal 18 in den Pumpenraum 3 des Zylinders D tritt, f-g in Fig. 14 zeigt den Kurbelweg während des Überschiebens des Gemisches in die beiden Räume.

Während des letzten Teiles des aufwärts gerichteten Hubes ist der Kanal 12 im Zylinder B geschlossen und nur der Kanal 11 des Zylinders A offen,, so daß das Gemisch aus dem Pumpenraum 3 . des Zylinders A ausschließlich in den Pumpenraum 3 des Zylinders D befördert wird, wie die Strecke g-a in Fig. 14 zeigt.

Bei dieser Maschine wird das kalte Brennstoffluftgemisch aus dem Vergaser in der Kammer 3 mit einem schon erwärmten Brenstoffluftgemisch zusammengebracht, bevor es in die Kammer 2 hineingeführt wird. Dadurch, daß das Brennstoffluftgemisch von dem Pumpenraum des einen Zylinders in den Pumpenraum des anderen Zylinders übergeschoben wird, erzielt man noch den Vorteil, daß der Druck in diesen Pumpenräumen sehr niedrig bleibt. Infolgedessen werden Überströmverluste durch die Öffnungen 11 und 16 herabgesetzt. Ferner wird auch hierdurch ein un- _₀ unterbrochener Zufluß des Brennstoffluftgerriisches aus dem Vergaser erzielt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Mehrzylinder - Verbrennungskraftmaschine mit Stufenkolben, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffluftgemisch während der unter unmittelbarer Wirkung der Explosion erfolgenden KoI-benbewegung in den Raum zwischen den beiden verschieden großen Kolben (4, 5) sowohl unmittelbar aus dem Vergaser (durch Kanal 16) als auch aus dem entsprechenden Raum eines zweiten Zylin- g^ ders, dessen Kolben sich im Druckhub befinden, geleitet wird.

2. Mehrzylinder - Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus dem _go Pumpenraum (3) zunächst in den Arbeitsraum des gleichen Zylinders (durch Kanäle 14, 15), zu dem ein Brennstoffluftgemisch auch aus dem Pumpenraum eines anderen Zylinders (D, Fig. 10) zugeführt wird (durch Rohr 20 und Kanal 12), und dann in den Arbeitsraum eines anderen Zylinders hineingepreßt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.