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Viertaktexplosionskraftmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine
Viertaktexplosionskraftmaschine, bei welcher zwecks Steuerung der Maschine ein mit
übereinanderliegenden Kanälen versehener Rohrschieber zwischen Kolben und Zylinder
sich bewegt.
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Derartige Kraftmaschinen sind an sich bekannt. Es ist auch nicht neu,
mit Hilfe eines Flachschiebers oder mittels von Ventilen Preßluft am Ende des Arbeitshubes
in den Arbeitszylinder einzuführen, um die verbrannten Gase auszutreiben. Ebenso
ist es nicht neu, in den Arbeitszylinder zur zeitweiligen Erhöhung der Leistung
Preßluft einzuführen. Ferner sind Viertaktexplosionskraftmaschinen bekannt, bei
denen zunächst Luft durch das Auspuffventil in den Arbeitszylinder gesaugt wird,
wobei die verbrannten Gase des Kompressionsraumes im Arbeitszylinder zurückbleiben
und hierauf nach Erzeugung eines Unterdruckes Brennstoffluftgemisch aus dem Kurbelgehäuse
durch mittels vom Kolben gesteuerter Üffnungen am unteren Zylinderende einströmt.
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Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß die Steuerung von am
oberen Zylinderende angebrachten Kühlschlitzen durch einen Rohrschieber bei Zweitaktexplosionskraftmaschinen
bereits Anwendung gefunden hat.
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Von den bekannten Einrichtungen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand
im wesentlichen dadurch, daß in der untersten Kolbenstellung nach dem Auspuffen
die verbrannten Gase durch Druckluft ausgespült werden, bei Aufwärtsgang des Kolbens
zunächst die verbrannten Gase, darauf die Kühlluft in die Auspuffleitung geschoben
und aus dieser zurückgesaugt'wird, worauf beim Abwärtsgang des Kolbens nach Erzeugung
eines Unterdruckes Gemisch und endlich zur Vervollständigung der Ladung weitere
Druckluft in den Zylinder strömt. Infolge dieser Vorgänge ist nach dem zweiten Abwärtsgang
des Kolbens das Gemisch während der Verdichtung zwischen zwei Luftschichten gelagert.
Die Steuerung der Maschine erfolgt beim Erfindungsgegenstand in bekannter Weise
durch einen zwischen dem Kolben und dem Zylinder sich auf und ab bewegenden Rohrschieber,
in welchem drei übereinander geordnete Kanalreihen vorgesehen sind. Die Luft wird
hierbei nicht auf einmal, sondern zu drei verschiedenen Zeiten in den Arbeitszylinder
durch den Rohrschieber hindurch eingelassen. Es erfolgt: i. Einströmen von Preßluft
am Ende des Arbeitshubes, mit welcher der Zylinderraum angefüllt wird; 2. Rücksaugen
von angewärmter Luft aus der Auspuffleitung beim Beginn des Saughubes, und 3. Einströmung
von Preßluft am Ende des Saughubes.
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Das Gemisch wird hierdurch zwischen zwei Luftschichten gelagert. Es
wird mit der im Aibeitszylinder befindlichen warmen und durch die Bewegung des Kolbens
ausgedehnten Luft gemischt, um das explosive Gemisch zu bilden. Die zuletzt eingeströmte
Preßluft dient zur Abkühlung des Kolbens und zur Auffüllung des Raumes über dem
Kolben sowie zur Ladung des Arbeitszylinders unter Druck. Das zwischen den beiden
Luftschichten gelagerte Gemisch vermischt sich beim Kompressionshub noch inniger
mit der oberen erwärmten Luftschicht,
während die untere Luftschicht
während der Explosion den zu einer vollständigen Verbrennung der Gase benötigten
Überschuß an Sauerstoff liefert.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel schematisch
veranschaulicht, und zwar zeigen die Fig. = bis g die verschiedenen Stellungen des
Robrschiebers und des Zylinderkolbens in den neun Perioden eines vollständigen Kreislaufes.
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In Fig. i bezeichnet n die Auspuffleitung, o die Zuleitung für das
neue Gemisch und die Druckluftleitung.
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. d bezeichnet die Hauptkurbelwelle, welche mittels einer Kurbelstange
mit dem Kolben f verbunden ist. Eine Welle c dient zum Antrieb des Rohrschiebers
a ; dieselbe wird mittels Kette oder Zahnräder von der Kurbelwelle d angetrieben.
Das Verhältnis der Umdrehungen beider Wellen ist wie i zu 2, d. h. die Steuerwelle
c des Rohrschiebers a führt eine Umdrehung aus, während die Hauptkurbelwelle d zwei
Umdrehungen ausführt. Die auf- und abwärts gehende Bewegung des Rohrschiebers a
geschieht durch die kleine Welle c und eine Kurbelstange e. Fig. x bis g zeigen
sowohl die Stellungen des Rohrschiebers a und des Kolbens f wie auch die entsprechenden
Stellungen der Hauptkurbelwelle d und der Schieberantriebswelle c.
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Fig. x. Beginn der Auslaßperiode. Wenn. Kolben f und Rohrschieber
a sich während der Explosionsperiode dem unteren Totpunkt nähern, öffnen
die am oberen Ende des Rohrschiebers a angebrachten Kanalreihen g die oberen Kanalreihen
k im Zylinder b. Die im Zylinder b expandierten verbrannten Gase strömen aus und
es findet ein Druckausgleich mit der Außenluft statt.
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Fig. z. Beginn der Ausblaseperiode. Die mittlere Kanalreihe h im Rohrschieber
a
öffnet die Kanalreihe in im Zylinder b, wenn Kolben f sich seinem
unteren Totpunkt nähert. Durch die Kanäle h und m strömt Druckluft, welche
durch ein Gebläse, einen Kompressor .oder im Kurbelgehäuse erzeugt wird, in den
Zylinder b ein. Dieselbe füllt letzteren an, und die noch im Zylinder und im Kompressionsraum
sich befindenden verbrannten Gase werden durch die Kanalreihen g und lt ausgeblasen.
Fig. 3. Beginn der Ausschubperiode und der Anfüllung des Zylinders und der Auspuffleitung
mit frischer kalter Luft.
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Der Kolben f bewegt sich vom unteren nach dem oberen Totpunkt und
schiebt die gegebenenfalls noch im Zylinder verbliebenen Rückstände mit einem Teil
der unterhalb derselben befindlichen Luft durch die Kanalreihen g und
k aus dem Zylinder b aus, so daß im Zylinderraum nur noch frische
kalte Luft zurückbleibt.
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Fig. q.. Warmlufteinsaugen.
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Der Kolben f bewegt sich vom oberen nach dem unteren Totpunkt und
saugt durch die Kanalreihen g und k warme Luft aus der Auspuffleitung in den Zylinder
b zurück.
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Fig. g. Beginn des Unterdruckes im Zylinder.
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Der hochgehende Rohrschieber sperrt die Kanäle k ab. Der Kolben
f bewegt sich nach dem unteren Totpunkt und erzeugt einen Unterdruck im Zylinder
b, Fig.6. Gemischeinströmung.
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Der Kolben f bewegt sich weiter nach unten, der Rohrschieber a weiter
nach oben. Die Kanalreihen lt im Rohrschieber a öffnen die Kanalreihen
l im Zylinder b, durch welche Gemisch vom Vergaser aus in den Zylinder
strömt.
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Fig. 7. Drucklufteinlaß zum Anfüllen des Zylinders unter Druck.
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Der Kolben f nähert sich seinem unteren Totpunkt, die Kanalreihe l
ist .abgeschlossen, worauf die Kanalreihe i im Rohrschieber a die
Kanalreihe m im Zylinder b öffnet, durch welche die Druckluft aus
Leitung P in den Zylinder strömt. Sie vermehrt dessen Inhalt und füllt den ganzen
Zylinderraum unter Druck auf.
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Fig. B. Beginn der Kompression: Der Kolben f bewegt sich vom unteren
nach dem oberen Totpunkt und der Zylinderinhalt wird komprimiert.
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Fig. g. Beginn der Explosion.
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Das im Zylinder b enthaltene Gemisch wird im Kompressionsraum verdichtet,
worauf die Entzündung erfolgt.
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Bei dieser Maschine können sich Rohrschieber und Zylinder gleichmäßig
ausdehnen. Außerdem können die Gase, Luft und Gemisch durch die großen Kanalreihen
während der verschiedenen Perioden ohne Hindernis ein- und ausströmen, wodurch eine
vollständige Füllung des Zylinders selbst bei den höchsten Geschwindigkeiten erreicht,
der Kompressionsraum von verbrannten Gasen ganz entleert, mit irischer Luft angefüllt
und die Ladung weder vorzeitig erwärmt noch mit verbrannten Gasen vermischt wird.