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Arbeitsverfahren für mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschinen. Die
Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung an Verbrennungskraftmaschinen und
bezweckt, eine Erhöhung der Kolbentreibkraft zu erzielen. Dieser Zweck wird dadurch
erreicht, daß ein Teil der jeweils bei der Explosion des Brennstoff-Luft-Gemisches
in dem einen Zylinder entstehenden Gase unmittelbar nach erfolgter Explosion unter
dein in dem Explosionszylinder vorhandenen Druck in einen zweiten Zylinder übergeleitet
wird, in welchem die Kompression des frisch angesaugten Brennstoff-Luft-Gemisches
für die darauffolgende Explosion stattfindet, und zwar werden die noch heißen Gase
bei dieser Überleitung zur Verhinderung einer vorzeitigen Zündung durch: einen Behälter
geschickt und in diesem gekühlt.
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Mehrzylindrige Explosionskraftmaschinen, bei denen ein Teil der heißen
Explosionsgase aus dem einen in einen anderen Zylinder geleitet werden, sind an
sich bereits bekannt, und weiter sind auch solche Maschinen bekannt, bei welchen
die überströmenden Gase zur Erhöhung des Druckes in dem zweiten Zylinder dienen.
Hierbei haben die übergeleiteten Gase den Zweck, die Ladung im zweiten Zylinder
zu entzünden, oder es werden Druckmittel, z. B. Verbrennungsrückstände vom vorigen
Hube oder erhitzte Druckluft zusammen mit Verbrennungsrückständen, in kaltem Zustande
in den anderen Zylinder eingeleitet, zu dem Zweck, daß das Druckmittel einen - größeren
Teil der Verbrennungswärme der eigentlichen Ladung aufnimmt.
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Diesen vorbekannten Verbrennungskraftmaschinen gegenüber weist die
Erfindung das neue Merkmal auf, daß die in den zweiten Zylinder, in welchem die
Kompression des frisch angesaugtenBrennstoff-Luft-Gemisches für die darauffolgende
Explosion stattfindet, eingeführten Gase zur Erhöhung des Explosionsdruckes und
damit der Kraftleistung der Maschine dienen. Es werden bei dem Verfahren die Gase
gegen Ende des Kompressionshubes in möglichst heißem Zustande übergeleitet, doch
so, daß keine Zündung der komprimierten Ladung eintritt- und sie sich mit der in
dem letzteren bereits komprimierten Ladung nicht mischen, sondern an der Kolbenoberfläche
unter weiterer Zusammenpressung der Ladung eine kissenartige Schicht bilden. Sie
nehmen an der unmittelbar darauffolgenden Explosion nur insoweit teil, als sie ohne
besonderen Kraftaufwand eine weitere Kompression und Erwärmung der bereits komprimierten
und. dadurch erwärmten Ladung durch Abgabe ihrer Eigenwärme an diese bewirken und
damit im Augenblick der Explosion die Treibkraft der Explosionsgase und die Kraftleistung
der Explosionsmaschine erhöhen.
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Auf der Zeichnung ist die zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung
in Abb. z beispielsweise an einer Verbrennungskraftmaschine mit vier Zylindern,
teilweise
im mittleren Längsschnitt, dargestellt, um die Aufeinanderfolge
der verschiedenen Arbeitsstufen zu zeigen. Abb. -- zeigt einen der Zylinder in größerem
Maßstabe in Einzelschnittansicht.
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a ist die Verbrennungskraftmaschine, b, c,
d, e sind die vier
Zylinder derselben, f, b. 1a, i. die in diesen Zylindern arbeitenden Kol-ben,
j die Kolbenstangen, h ist die Treibwelle. L sind Bohrungen in den Zylinderwandungen,
in, za, o, p sind die die Bohrungen der verschiedenen Zylinder zweckentsprechend
miteinander verbindenden Rohre, q, y sind in diese Verbindungsrohre eingesetzte
Ein- und Auslaßventile. s ist ein die Verbindungsrohre einschließendes, beiderseits
geschlossenes Kühlrohr, t das Ansaugrohr von dem Vergaser. , Auf der Zeichnung sind
die Ventile der Einfachheit wegen als selbsttätig wirkende dargestellt, weil für
dieselben keine Nockenwelle erforderlich ist, sie an jedem Motor angebracht und
an jedem beliebigen Zylinder angeschlossen werden können. Die Ventile können jedoch
auch zwangläufig durch die Nockenwelle gesteuert werden. In diesem Falle sind nur
vier Ventile erforderlich, während bei den selbsttätig wirkenden Ventilen, wie auf
der Zeichnung dargestellt ist, acht Ventile vorgesehen sind.
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Das Verfahren und die Arbeitsweise der Vorrichtung sind die folgenden.
Angenommen, die Kolben f, g, la, i nehmen die auf der Zeichnung veranschaulichte
Stellung in ihren Zylindern b, c, d, e ein, bei welcher sämtliche Kolben
in gleicher Höhe, unmittelbar unterhalb der Bohrungen l in den Zylindern stehen,
und es hat im Zylinder b soeben die Explosion des Brennstoff-Luft-Gemisches stattgefunden,
während im Zylinder c die verbrannten Gase ausgestoßen werden, im Zylinder d das
frische Brennstoff-Luft-Gemisch komaprimiert und im Zylinder c das Brennstoff-Luft-Gemisch
angesaugt wird. Dieser an sich bekannten Arbeitsweise der Verbrennungskraftmaschine
entsprechend sind die Verbindungsrohre m, n, o, p so angeordnet, daß das
Rohr in den Zylinder b mit dem Zylinder d, das Rohr iz den Zylinder
d mit dem Zylinder e, das Rohr o den Zylinder e mit dem Zylinder c und das
Rohr p den Zylinder c mit dem Zylinder b verbindet.
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Unter dem Druck der im Zylinder b durch die Explosion gebildeten hochgespannten
Gase bleibt in diesem Zylinder das Einlaßventil q geschlossen, das Auslaßventil
r dagegen wird geöffnet und ein Teil der entzündeten Gase tritt aus dem Explosionszylinder
b durch das Rohr in in den Zylinder d ein. Da in diesem das Brennstoff-Luft-Gemisch
bereits unter einem beträchtlichen Druck steht, werden sich die verbrannten Gase
bei ihrem Eintritt in den Zylinder d nicht mit den komprimierten Gasen mischen,
sondern legen sich vielmehr, wie in Abb. z im Schnitt gezeigt ist, zwischen den
letzteren und der Oberfläche des weiter vorgehenden Kolbens h, einem elastischen
Kissen vergleichbar, ein und vermindern dadurch selbst schon den zur weiteren Kompression
im Zylinder d noch vorhandenen Raum, worauf beim weiteren Hochgang des Kolbens h
die Einlaßöffnung des Rohres m geschlossen wird. Die eingeführten Gase nehmen bei
der darauffolgenden Explosion an der Verbrennung selbst nicht wesentlich teil, sie
wirken aber durch die infolge der plötzlichen Hitzeentwicklung vermehrte Spannung
ihrer kleinsten Teilchen und erhöhen dadurch die Treibkraft des Kolbens erheblich.
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Bei der darauffolgenden Abwärtsbewegung des Kolbens h im Zylinder
d wird die Bohrung für das nach dem Innern des Zylinders e führende Verbindungsrohr
n frei, so daß alsdann ein Teil der im Zylinder d gebildeten Explosionsgase in den
Zylinder e eintritt und in diesem derselbe Vorgang sich wiederholt. Das Gleiche
wiederholt sich zwischen den Zylindern e und c und schließlich zwischen den Zylindern
c und b.
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Um ein übertreten von Stichflammen aus dem Explosionszylinder durch
das Verbindungsrohr hindurch in den folgenden. Kompressionszylinder und damit eine
vorzeitige Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches in demselben zu - vermeiden, sind
die Verbindungsrohre in dem Rohr s mit Kühlwasser umgeben, und in den einzelnen
Rohren sind gegebenenfalls noch Siebe eingesetzt.