DE316728C

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Publication number: DE316728C
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Description

Es sind' Verbundverbrennungskraftmaschinen bekannt, bei welchen der Hochdruckkolben als Kolben für den Niederdruckzylinder und der Niederdruckkolben als Spülluftpumpe arbeitet. Von, diesen Maschinen unterscheidet sich die die Erfindung- bildende Maschine dadurch, daß die Spülung des Hochdruckzylinders unter Überdruck erfolgt und erst beginnt, wenn der Hochdruckkolben aus seiner untersten Lage sich nach oben bewegt, und¹ daß die Kurbeln der beiden Kolben um ungefähr iio° zueinander versetzt sind.There are 'compound internal combustion engines known in which the high pressure piston works as a piston for the low pressure cylinder and the low pressure piston as a scavenging air pump. From, these machines the Erfindung- forming machine differs in that the flushing of the high-pressure cylinder is pressurized, and only begins when the high-pressure piston moves from its lowest position upwards and ¹ that the cranks of the two pistons by about iio ° are offset from one another.

Auf der Zeichnung sind in Fig. 1 die beiden Zylinder einer Verbundmaschine schematisch dargestellt, wobei die Kolben eine derartige gegenseitige Lage einnehmen, daß der Hochdruekkolben in der oberen Totpunktlage umkehrt und seinen Arbeitshub abwärts beginnt, während der Niederdruckkolben sich aufwärts bewegt. Fig. 2 zeigt schematisch die Kurbelstellungen bei einem derartigen Motor. Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen. In Fig. ι bezeichnet α ^:d'en Hochdruckzylinder, b den .Hochdruckkolben, c den Niederdruckzylinder und d den Niederdruckkolben, e bezeichnet den Abgaskanäl und / eine Aussparung des Kolbens b, welche den Auspuffkanal e mit dem Niederdruckzylinderraume durch die Öffnung g in der Wand zwi-In the drawing, the two cylinders of a compound machine are shown schematically in Fig. 1, the pistons being in such a mutual position that the high-pressure piston reverses in the top dead center position and begins its working stroke downwards, while the low-pressure piston moves upwards. Fig. 2 shows schematically the crank positions in such an engine. 3 to 5 show different embodiments. In Fig. Ι denotes α ^: d'en high pressure cylinder, b den .Hochdruckkolben, c the low pressure cylinder and d the low pressure piston, e denotes the exhaust duct and / a recess of the piston b, which connects the exhaust duct e with the low pressure cylinder space through the opening g in the Wall between

sehen den beiden Zylindern verbindet. see the two cylinders connecting.

h bezeichnet das Brennstoffeinspritzventil und i das Luftventil zur Spülung und Ladung des Hochdruckzylinders mit Luft. h denotes the fuel injector and i the air valve for purging and charging the high-pressure cylinder with air.

Unter dem Niederdruckkolben d befindet sich ein Lufteinlaßventil k und ein Luftauslaß ventil / für dien Pumpenraum η unter dem Kolben. Durch Vermittlung des Kanales ni steht der Pumpenraum η mit dem. Räume 0 über das Ventil i in Verbindung.Under the low-pressure piston d there is an air inlet valve k and an air outlet valve / for the pump chamber η under the piston. Through the mediation of the channel ni , the pump chamber η is connected to the. Rooms 0 in connection via valve i.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: The machine works as follows:

Bei der auf der Zeichnung dargestellten Lage beginnt die Brennstoffeinspritzung und die Verbrennung. Dabei bewegt sich der Hochdruckkolben b abwärts, der Niederdruckkolben d dagegen aufwärts, wobei der Aus- ^: puff aus dem Niederdruckzylinderraume durch die Öffnungg, ferner durch die Aussparung/ des Hochdruckkolbens b und dien Abgaskanal e erfolgt. Wenn der Kolben b die Öffnung g vollständig gedeckt hat, befindet sich der Kolben d in einer solchen Lage, daß seine Oberkante ungefähr die Unterkante der Öffnung g erreicht hat und die Kompression der im Niederdiruckzylinder verbliebenen Gase beginnt. Infolge der Kurbelstellung, die zweckmäßig * ungefähr iio° (zwischen 90⁰ und i8o°) ist, bewegt sich der Kolben b mit großer Geschwindigkeit nach unten, der Kolben d dagegen mit geringer Geschwindigkeit nach oben.In the position shown in the drawing, fuel injection and combustion begin. Here, the high-pressure piston b down, however, the low-pressure piston d upward, wherein the ^training: puff g of the low-pressure cylinder space through the opening, further characterized by the recess of the high-pressure piston b / and carried serving exhaust passage e. When the piston b has completely covered the opening g , the piston d is in such a position that its upper edge has approximately reached the lower edge of the opening g and the compression of the gases remaining in the low-pressure cylinder begins. As a result, the crank position, which is advantageous * about iio ° (between ⁰ and 90 ° i8o), the piston moves at high speed b down, however, the piston d low speed upwards.

Hachdem der Kolben b die Hälfte seines Abwärtshubes- zurückgelegt hat, geht dieAfter the piston b has covered half of its downward stroke, the

Oberkante des Kolbens b an der Oberkante der Öffnung g vorbei, "worauf, die beiden Zy- ■ linder miteinander in Verbindung gesetzt werden. Der Niederdruckkolben d hat die obere Totlage erreicht und kehrt in diesem Augenblicke um. In diesem Augenblicke ist der Druck ungefähr derselbe in beiden Zylinderräumen. Beide Kolben bewegen sich nun "abwärts, und die Expansion erfolgt in beidenThe upper edge of the piston b past the upper edge of the opening g , "whereupon the two cylinders are connected to one another. The low-pressure piston d has reached the top dead center and is reversing at this moment. At this moment the pressure is approximately the same in both cylinder chambers. Both pistons are now moving "downwards, and expansion takes place in both

ίο Zylinderräumen. · .ίο cylinder chambers. ·.

Wenn' der Hochdruckkolben b aus seiner . tiefsten Lage umkehrt, hat der Niederdruckkolben d noch nicht die Mitte seines Niederganges erreicht. Die Gase werden weiter expandiert, da der Niederdruckkolben erheblich größer ist als der Hochdruckkolben undi außerdem sich mit einer erheblich größeren Geschwindigkeit als dieser bewegt. Die Volumenvergrößerung im 'Niederdruckzylinder ist somit um ein Vielfaches größer als die Volumeinverminderung im Hochdruckzylinder während! dieser Zeit.If 'the high pressure piston b out of its. reverses the lowest position, the low-pressure piston d has not yet reached the middle of its decline. The gases continue to expand because the low pressure piston is significantly larger than the high pressure piston and also moves at a significantly greater speed than the high pressure piston. The volume increase in the 'low pressure cylinder is therefore many times greater than the volume decrease in the high pressure cylinder during! this time.

Während der Abwärtsbewegung des Kolbens d wird die während des Aufwärtshubes durch das Ventil k eingesaugte Luft im Pumpenraum n, Kanal in und Raum 0, etwa 1,5 Atm., komprimiert. Gleichzeitig ist der Druck in den beiden Zylinderräumen unter diesem Druck gesunken. Das Ventil i wird deshalb selbsttätig geöffnet. Der Niederdruckkolben d bewegt sich fortwährend abwärts, und die Spülung des Hochdruckzylinderraumes wird während der Abwärtsbewegung des Kolbens d fortgesetzt.During the downward movement of the piston d , the air sucked in through the valve k during the upward stroke is compressed in the pump space n, channel in and space 0, approximately 1.5 atm. At the same time, the pressure in the two cylinder chambers has fallen under this pressure. The valve i is therefore opened automatically. The low-pressure piston d moves continuously downward, and the flushing of the high-pressure cylinder space is continued d during the downward movement of the piston.

Während der Spülperiode wird die Mündung des Kanals e durch den Kolben b geschlossen gehalten, so. daß während der ganzen Spülperiode der Niederdruckzylinderraum gegen den Kanal e abgesperrt ist. Der Hochdruckzylinderraüm steht in keinem Augenblicke mit.dem Kanal e in unmittelbarer Verbindung. During the flushing period, the mouth of the channel e is kept closed by the piston b, see above. that during the entire flushing period, the low-pressure cylinder space is blocked from channel e. The high-pressure cylinder space is at no moment in direct connection with the channel e.

Während der fortgesetzten Aufwärtsbewegung des Hochdruckkolbens b wird die Öffnung g\ zuerst durch diesen Kolben gedeckt. Dann, erfolgt.die Kompression der vorher in den Hochdruckzylinderraum eingeführten Frischluft, bis der Kolben b seine höchste Lage erreicht hat, in welcher die Brennstoffeinspritzung und die Verbrennung beginnen. Sobald die Öffnung g· wieder mit der Aussparung / des Hochdruckkolbens undi somit mit dem Abgaskanal e in Verbindung gekommen ist, was während des letzten Teiles der Aufwärtsbewegung des Kolbens b und nach Umkehrung des Kolbens d -. eintrifft, beginnt der Auspuff aus dem Niederdruckzylinderr.aume, welcher nach Eintritt der Zündung im Hochdruckzylinder und nach Umkehr des Kolbens b fortgesetzt wird. Hierauf wiederholen sich die Arbeitsvorgänge.During the continued upward movement of the high-pressure piston b , the opening g \ is first covered by this piston. Then, the fresh air previously introduced into the high-pressure cylinder chamber is compressed until piston b has reached its highest position, in which fuel injection and combustion begin. As soon as the opening g has come into contact again with the recess / of the high-pressure piston and thus with the exhaust gas duct e , which occurs during the last part of the upward movement of the piston b and after the reversal of the piston d -. arrives, the exhaust begins from the low-pressure cylinder r.aume, which is continued after the ignition in the high-pressure cylinder and after the reversal of the piston b . The work processes are then repeated.

Fig. 2 zeigt schematisch die Kurbelstellung. ρ bezeichnet die Hochdruckkurbelstang'e und ■;- die Hochdruckkurbel, .? bzw. t die entsprechenden Teile des Niederdruckzylinders, u ist. die Welle. Die Kurbel r dreht sich der Kurbel t um etwa iiö° voraus.Fig. 2 shows schematically the crank position. ρ denotes the high pressure crank rod and ■; - the high pressure crank,.? and t is the corresponding parts of the low pressure cylinder, u . the wave. The crank r rotates ahead of the crank t by about 10 °.

Durch diese Kurbelstellung wird eine Kraft-. maschine erhalten, bei welcher das Zusammenarbeiten der beiden Kolben, von welchen der Hochdruckkolben b als Schieber arbeitet, die Anbringung weiterer Ventile. überflüssig macht.This crank position creates a force. get machine in which the cooperation of the two pistons, of which the high pressure piston b works as a slide, the attachment of further valves. makes redundant.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die beiden Kurbelstangen p und s mit einem um einen Punkt 2 drehbaren Zwischenstück 3 durch Gelenkstangen 4 bzw. 5 verbunden sind. Der Kurbelwinkel beträgt in diesem.Falle.no⁰, jedoch in entgegengesetzter Richtung wie vorher gerechnet. Falls bei der .Ausführungsform nach Fig. 3 die Zylinder gegenüberliegen, würde der Winkel zwischen den Kurbeln iio° i8o° werden, d.h. die Hochdruckkurbel r würde der Niederdruckkurbel t um 70⁰ an Stelle iio° vorangehen.Fig. 3 shows an embodiment in which the two connecting rods p and s are connected to an intermediate piece 3 rotatable about a point 2 by articulated rods 4 and 5, respectively. In this case, the crank angle is no ⁰ , but in the opposite direction as previously calculated. If 3 are opposed in the .Ausführungsform of Fig., The cylinders would be the angle between the cranks iio ° i8o ° are the high-pressure crank r ie the low-pressure crank would t 70 ⁰ precede instead iio °.

;Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind beide Gelenkstangen 4 und 5 mit den Kurbelstange s verbunden, und die Stange 5 ist außerdem . um einen festen Punkt 6 drehbar.In the embodiment according to FIG. 4, both joint rods 4 and 5 are connected to the connecting rod s , and the rod 5 is also. rotatable about a fixed point 6.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind die beiden Kurbelstangen p und ί durch die Gelenkstange 4 miteinander verbunden, und die Gelenkstangen 4 und s sind mit einem in einer Führung 8 gesteuerten Gleitstück 7 verbunden,In the embodiment according to FIG. 5, the two connecting rods p and ί are connected to one another by the articulated rod 4, and the articulated rods 4 and s are connected to a slider 7 controlled in a guide 8,

Claims

Patent claim:

. Compound internal combustion engine, in which the high-pressure piston works as a slide for the low-pressure cylinder and the low-pressure piston works as a flushing air pump, and the pressure chamber of the low-pressure cylinder during flushing is connected to the high-pressure cylinder and through this with the working space of the low-pressure cylinder, characterized in that the flushing . only starts after the high-pressure piston is reversed and started its no decline and that the flushing is carried out while maintaining a positive pressure in the cylinders, wherein the mutual crank position of the positively associated piston is greater than 90 ^0, but weniger.als i8o °.

For this purpose ι sheet of drawings.