DE3132502A1

DE3132502A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3132502A1
Application number: DE19813132502
Authority: DE
Inventors: Johann 8201 Bad Feilnbach Schmuck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-18
Filing date: 1981-08-18
Publication date: 1983-03-24

Description

B r s n n k r a f t m a s c h i n e
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit gerader Anzahl von gleichen Arbeitseinheiten, deren jede einen Hubzylinder und ein Kurbeiwellengetriebe umfaßt, eine Gegengewichtsanordnung zum völligen Ausgleich, der aus rotierenden und oszillierenden Massen der Maschienenelemant erzeugten Massen-und Fliehkräfte besitzt und bei der auch die durch die Kblben-Seitenkräfte resultierenden Drehmomente um die Kurbeluellenachsen eliminiert sind.
Die Arbeitseinheiten sind paarweise und spiegelbildlich zu einer parallel zu den Zylinderachsen verlaufenden Symmetrieebene angeordnet und werden so betrieben, daß ihre Kurbeiwellengetriebe synchron zueinander, jedoch in entgegengesetztem Drehsinne umlaufen und ihre Totpunkte gleichzeitig durcheilen.
Beim Start einer Brennkraftmaschine kommt es häufig zu unterschiedlichen Abläufen der Verbrennung mit daraus resultierenden unterschied lichen Zylinderdrücken und auch zu Aussetzern, die die Maschine in unerwünschte Schwingunen um die Kurbelwellenachse versstzen.
Diese Schwingungen führen zu Schäden an Lagerungen, Leitungen, Regelgeräten und auch zu akustischen Belästigungen, insbesonders bei Maschinen die sehr oft starten, z.B. bei im Taktbetrieb arbeitenden Maschinen für Wärmepumpen.
Die eingangs beschriebene Maschine besitzt einen vollkommenen Massenausgleich. Es wirken keinerlei freie Massenkräfte auf Fundamente, Anschlüsse u. dergleichen. Die vorliegende Erfindung hat nun den Zweck, diesen wichtigen Vorteil bei allen Betriebszuständen zu erhalten und die geschilderten Nachteile zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Hubräume von zwei zusammenqehörenden Arbeitseinheiten, ein gemeinsamer Brennraum vorgesehen ist. Dadurch ist gewährleistet, daß bei Verdichtung und Verbrennung gleicher Druck in den Hubräumen herrscht und auch bei Aussetzen von Zündungen keine freien Kräfte entstehen, die die Laufruhe der Maschine beeinträchtigen.
Der gemeinsame Brennraum liegt in der Mitte zuischen zwei Arbeitseinheiten. Er ist als scheibenförmige Wirbelkammer ausgebildet.
Von jedsm Hubraum einer Arbeitseinheit aus, mündet ein Verbindungskanal rechteckigen Querschnitts, sich stetig im Querschnitt verengend, tangential in die Wirkbelkammer ein, Dadurch wird in bekannter Weise, die beim Verdicht in die Wirbelkammer einströmende Verbrennungsluft in Drehung versetzt Wird nun die beschriebene Maschine als Dieselmotor betrieben9 so ist in Mitte der Wirbelkammer eine Mehrloch-Einspritzdüse angeordnet, die mit ihren Krn-ftstnffstrahlen in der sich dreh enden Verbrennungsluft ein feines Kraftstoff-Luftgemisch erzeugt, das unter günstigen Umständen verbrennt Wird die beschriebene Maschine als Otto-Gasmotor betrieben, so ist in der Nähe der Einmündung eines Verbindungskanales in die Wirbeikammer eine Zündkerze angeordnet9 da hier günstigere Bedingungen zur Einleitung der Verbrennung herrschen, als in Mitte der Wirbelkammer.
In der nachstehenden BF*schreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand vcn Zeichnungen erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht der Zylinderkopf-Unterseite beim Dieselmotor nach Richtung A der Fig 2 Fig.2 einen Querschnitt durch Zylinderkopf und Kurbelgehäuse beim Dieselmotor nach Linie B-B der Fig. 1 Fig. 3 eine Ansicht der Zylinderkopf-Unnterseite beim Otto-Gasmotor nach Richtung C der Fig. 4 Fig. 4 einen Teilschnitt nach Linie D-D der Fig. 3 durch Zylinderkopf und Kubelgehäuse beim Otto-Gasmotor Fig.1 u. 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel für einen Zwei-Zylinder-Dieselmotor In einem gemeinsamen Kurbelgehäuse 10 sind 2 gleiche Arbeitseinheiten spiegelbildich zur Symmetrieebene S angeordnet0 Jede Arbeitseinheit besteht aus einer Kurbelwelle (nicht dargestellt die um dia Lagermatte 12 bezw, 12i rotiert9 einer Pleuelstange 14 bezw. 14', die an dem Hubzapfen 12a bezug 12a' angreift und einem Kolben 16 bezw. 16', der in der Zylinderlaufbahn 10a bezw. 10a' gleitet.
Der Zylinderkopf 20 überdeckt 2 Zylinder und ist über die Dichtung 22 mit dem Kurbelgehäuse verschraubt0 Die nicht dargestellten Befestigungsschrauben gehen durch die Durchgangsbohrungen 20c, Die Einlaßventile 24 u0 24', sowie die Auslaßve.ntlle 26 u0 26' sitzen in bekannter Weise im Zylinderkopf und werden über Kipphebel und Stoßstangen betätigt0 Dsr Brennraum 20a liegt zwischen den Zylindern auf der Symmetrieebene S. Er ist als scheibenförmige Wirbelkammar ausgebildet, sein gesamtes Volumen ist im Zylinderkopf 20 untergebracht, Die Wirbelkammer steht durch c'ie Kanäle 20b u. 20b' mit den @ubräumen 10b u. 10b' in Verbindung. Dadurch ist gewährleistet, daß bei allen Betriebszuständen in den Hubräumen gleiche Drücke herrschen.
Die Kanäle 20b u. 20b' münden tangential in die Wirbelkammer ein und versetzen die beim Verdichten in die Wirbelkammer einströmende Verbrennungsluft in Rotation. Dies ist eine Voraussetzung für eine gute Gemischbildung.
Die Wirbelkammer und die Verbindungskanäle sind nach unten offen, sie können daher auf billige Weise und mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, Die Begrenzung der Wirbelkammer und eines Teiles der Verbindunqskanäle erfolgt durch die Fläche 10c des Kurbe3gehauses lo.
Die Kraftstoff-Zdfu1ir erfolgt über den Düsenhalter 28 mit der Mehrlochdüse 2Ba. Diese sitzt in der Mitte der Wirbelkammer.
Die Kraftstoffstrahlen sind mit 28b bezeichnet.
Fig.3 u. 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel für einen Otto-Gasmotor.
Er ist mit den gleichen Triebwerks- und Gaswechselelementen ausgerüstet als der vorbeschriebene Dieselmotor, sodaß für gleiche Teile die gleiche Benummerung beibehalten wurde und sich die Beschreibung auf die andersartigen Einzelheiten beschränkt.
Im Zylinderkopf 30 befindet sich die Wirbelkammer 30a mit den Vsrbindungskanälen 30b u. 30b'. Brennkammer und Verbindungskanäle unterscheiden sich vom Dieselmotor lediglich durch die Bemessung der Volumina, da der Gasmotor mit einem niedrigeren Verdichtung 5-verhältnis betrieben werden muß. Die Zündkerze 32 befindet sich in der Nähe der Einmündung eines Verbindungskanales in die Wirbelkammer, da hier günstige Bedinqungen zur Einleitung der Verbrennung herrschen, Beim Dieselmotor sind noch wsitere Formen eines für 2 Zylinder gemeinsamen Brennraumes denkbar so z.B. zwei stehende Wirbelkammern bekannter Bauart, die sich auf der Symmetrielinie S berühren und deren Volumina mittels eines Durchbruches miteinander in Verbindung stehen, oder zwei in spitzem Winkel zueinander geneigte Vorkammern bekannter Bauart9 deren Volumina wiederum über einen Durchbruch miteinander in Verbindung stehen.
In beiden Fällen könnte die Kraftstoff-Einspritzung durch eine Zweilech-Einspritzdüse erfolgen.
Diese Lösungen haben jedoch len eitscheidenden Nachteil, daß sie bei einem Otto-Gasmotor nich verwirklicht werden können und nicht ohne einzusetzende Brennraumhälften auskommen. Diese Brennraum hälften verursachen bei Langzeitmotoren Schäden durch Lockern und Verbrehnen.
Der erfindungsgemäße Brennraum ist gleichermaßen qut für Diesel und Gasmotoren geeignet, kommt ohne zusätzliche Bauteile aus und ist auch bei längsten Laufzeiten störungsfrei.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü' c h e Brennraum fjjr eine Hubkolben-Arennkraftmaschine mit gerader Anzahl von gleichen Arbeitseinheiten, deren jede einen Hubzylinder und ein Kurbeluellenqetriebe umfaßt, wobei die Arbeitseinheiten paarweise und spiegelbildlich zu einer parallel zu den Zylinder achsen verlaufenden Symmetrieebene (S) angeordnet sind und so betreiben werden, daß ihre Kurbeluellengetrieba synchron zueiander, jedoch in entgegengesetztem Drehsinne umlaufen und ihre Totpunkts gleichzeitiq durcheilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hrennraum ( 20a 30a) zwischen den Arbeitseinheiten auf der Symmetrie ebene (S) liegt und mit dem Hubraum (10b 10b') jeder Arbeitsein heit durch einen Kanal (20b 20b' u0 30b 30b') verbunden ist0 2. -Rrennraum nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Brennraumvolumen im Zylinderkopf (20 30) untergebracht ist, Brennraum und Kanäle nach unten offen sind und daß die Fläche (10c) des Kurbelgehäuses (1o) den Brennraum nach unten begrenzt.

3. Brennraum nach Anspruch 1 u0 2 dadurch gekennzeichnet9 daß der Brennraum als Scheibe ausqebildet ist und die Kanäle tangential einmünden.

4. Brennraum nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet9 daß in Brennraummitte eine Einspritzdüse (28a) angeordnet ist.

5. Trennraum nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet9 daß in Nähe der Einmündung eines Kanales (30b) in den Brennraum (30a) eine Zündkerze (32) angeordnet ist.