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Viertaktexplösionsmotor. Die Erfindung betrifft einen Verbrennungs-oder
Explosionsmotor mit einem unmittelbar auf die Motorkolbenstange g einwirkenden Kompressorraum
und einem Druckluftbeli.qlter nach Patent 404 823-Der Erfindung gemäß sind die Zu-
und Ableitungen der Kompressorriume mit Schaltvorrichtungen, z. B. Ventilen, versehen,
so daß der Luftdruck des Luftbehalters zur Einwirkung auf den Kompressorkolben gebracht
werden kann unter gleichzeitiger Außerbetriebsetzung der Zündung im Arbeitsraum
des Motorzylinders, derart, daß durch die Betätigung der Schaltvorrichtung Rückwärtsgang
des
Motors veranlaßt wird. Durch Anordnung von Schaltvorrichtungen in der Schaltung
zum Arbeitsraum des Zylinders kann für den Rückwärtsgang die Verwendung von durch
den Zylinderkompressor komprimierten Gasluftgemisches ermöglicht werden.
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Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt die Einrichtung mit der Stel-Jung der verschiedenen Ventile
entsprechend dem Vorwärtsgang des Motors ohne überladung; Abb. 2 zeigt dieselbe
Vorrichtung mit Stellung der Ventile auf Vorwärtsgang mit Überladung; Abb.
3 zeigt die Stellung der Ventile auf Rückwärtsgang ohne Überladung und Abb.
4 die Stellung der Ventile auf Rückwärtsgang mit Überladung.
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Die Motorzylinder al, a., a, a" sind oben und unten geschlossen.
Der obere Raum b
dient als Arbeitsraum, der untere Raum c als Kompressorraum.
Die Kolben von je zwei Zylindern, nämlich von a. und a. und a, und a, sind
durch ihre Kolbenstange initeinander verbunden, so daß die Kolben von
je
zwei Zylindern gegenläufig arbeiten. Für sämtliche Zylinder ist ein Druckluftbehälter
d
vorgesehen, der während der Zeit, in welcher die Arbeitszylinder mit nichtkornprimierter
Luft arbeiten, durch die Kompressoren c aufgeladen wird, wie dies im Hauptpatent
geschildert ist. Dieser Druckluftbehälter d
kann nun der Erfindung gemäß in
Verbindung mit einigen Ventilen dazu benutzt werden, den Motor auf Rückwärtsgang
umzuschalten.
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Zum Verständnis des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend Leitungen
und Ventilstellungen für Vorwärtsgang ohne Überladung, Vorwärtsgang mit Überladung,
Rückwärtsgang obne Überladung und Rückwärtsgang mit Überladung beschrieben.
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Für Vorwärtsgang ohne Überladung führt (Abb. i) das Rohr i dem Kompressorzylinder
die Saugluft unmittelbar aus der Atmosphäre zu. Zu diesem Zweck ist das Ventil e
auf Durchgang vom Rohr i auf das Rohr 2 ,estellt. Das Rohr 2 führt zu dem Ventil
das bei seiner in Abb. i gezeichneten Stellung das Rohr 2 mit dem Rohr
3 verbindet, das seinerseits durch das Ventil g mit dem Kompressoreinlaßrohr
4 verbunden ist.
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Das Kompressorauslaßrohr 5 führt über das Ventil h zu dem Rohr
6. Das Rohr 6
führt über das Ventil i in das Rohr 7 und dieses
über das Ventil k in den Druckluftbehälter d. An der Mündung der in
den Druckluftbehälter d führenden Leitung Z, 13, ist ein Rückschlagventil Ri vorgesehen,
das mit einer nachfolgend beschriebenen Einricbtun- und zu einem nachfolgend beschriebenen
z3 g
Zweck zeitweise in geöffneter Lage gehalten el werden kann, ebenso wie
das zweite an der Einmündung einer Leitung 13 in den Druck-?Z 23 luftbehälter
d liegende Rückschlagventil R.. Die durch.den Kompressor erzeugte DruclZ-luft
wird also dem Druckluftbehälter zugeführt.
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In gleicher Weise wirken die Koinpr,cssionsräume sämtlicher übrigen
Kornpressoren.
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Dem Arbeitszylinder wird die Luft durch den Vergaser V über die Leitung
8, das Ventil f, die Leitung 9, Ventil i, Leitung io,
Ventil h, Leitung i i, Ventil g und Leitung 12 zugeführt, während der Auslaß
A des Arbeitszvlinders direkt ins Freie mündet.
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Bei Vorwärtsgang mit Überladung (Abb.2) ist das Ventil f auf
Durchgang von dem vom Vergaser her kommenden Rohr 8 zu dein über das Ventil
g zum Kompressoreinlaß.# führenden Rohr 4 gestellt, so daß der Kompressor
mit Betriebsstoff gesättigte Luft ansaugt. Das Ventil i ist auf Durchgang vom Rohr
6 zum Rohr i o gestellt. Das Brennstoffluftgemisch wird über das Kompressorauslaßrohr
5, Ventil h, Rohr 6, Ventil i, Rohr jo, Ventil h, Rohr i i, Ventil
g, Rohr 1:2 zum Arbeitszylinder geführt. Die Verbrennungsgase verlassen den
Arbeitszylinder wieder durch den Auslaß a.
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Um vom Vorwärtsgang ohne Überladung auf Vorwärtsgang mit Oberladung
umzusteuern, ist also nur die Umdrehung der Velitile f und i um 450 erforderlich.
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Der Rückwärtsgang ohne Überladung (Abb. 3) wird erzielt, indem
den Ventilen,? und k die in Abb. 3 dargestellte Lage ge-
geben
wird, d. h. diese Ventile werden aus der Stellung, die sie für Vorwärtsgang
ohne Überladung haben, um 450 bzw. 180 k#e dreht, so daß mit der Leitung:2 nicht
niehr das mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Rohr i, sondern das mit dem
Druckluftbehälter (1 'in Verbindung stehende Rohr 13 verbunden wird
und (las Rohr 7 nicht mehr mit dem zum Druckluftbehälter d führenden
Rohr 13a, sondern mit dein zur Atmosphäre führenden Rohr 18. Gleichzeitig
mit dieser Umsteuerung wird der Schalter S aus der in Abb. i dargestellten
Lage, in welcher der von dem Schalter geschaltete elektrische Strom mittels eines
Magneten (las Druckluftventil R, anhob, in die in Abb. 3 daru. gt.
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"estellte Lage umgele" In dieser Lage hebt der elektrische Strom mittels
Eleldroniagneten das Ventil X, an. Derselbe Strom wirkt in der Stellung des
Scbalters S gemäß Abb. 3
auf eine Vorrichtung ein, welche den Zündkerzenstrom
unterbricht.
Die entsprechenden Stromleitungen sind bei 14, 15 und 16 dargestellt.
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Die Wirkungsweise ist bei der Stellung der Ventile des Schalters nach
Abb. 3 folgende: Vorn Druckluftbehälterd strömt die Druckluft durch die Leitung
13 über das Ventil e, Leitung 2, Ventil f, Leitung 3, Ventil
g, Leitung4 zum Kompressor. Der Kolben wird durch die Einwirkung der Druckluft
zunächst gebremst und damit zum Stillstand gebracht und treibt sodann die Kurbelwelle
in umgekehrter Drehrichtung an. Bis zur Erzie-Iting des Rückwärtsganges sind, wie
oben erwähnt wurde, die Zündkerzen ausgeschaltet, um nach Erzielung des Rückwärtsganges
von Hand wieder ausgeschaltet zu werden.
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Bei dem der Einleitung des Rückwärtsganges dienenden Vorgang entströmt
die Druckluft dein Kompressor durch das Auslaßrolir 5 und gelangt -über das
Ventil li, Leitung 6, Ventil i, Leitung 7, Ventil k und Rohr
18 ins Freie.
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Gleichzeitig mit der obenerwähnten Wiedereinschaltung der Zündkerzen,
die durch Zurückführung des Schalters S aus der in Abb. 3 gezeichneten
Lage in die in Abb. i gezeichnete Lage erfolgt, wird das Ventil K, infolge Aussehaltung
des Stromes wieder sicli selbst überlassen und infolgedessen durch seine Feder geschlossen.
Es wirkt nunmehr als Rückschlagventil. Die Luftströmung durch den Kompressor ist,
da der Luftdruck des Luftbeliälter--,(1 nicht mehr aktiv auf d(-,n Kompressor einwirken
kann, sodann folgende: Rohr 18, Ventil k, Rohr 7, Ventil i, Rohr
6,
Ventil h, Rohr 5, Kompressor, Rohr 4, Ventil 9, ROIM
3, Ventil f, Rohr 2, Ventil e, Rohr 13, Druckluftbehälter
d.
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Der für denRückwärtsgang tätigeArbeitsraum b des
Motors "augt über dem Ver-gaser V, Leitung 8, Ventil f, Leitung
9, Ven-, til i, Leit ung io, Ventil h, Leitung i i, Ventil
g und Leitung 1-2 das Brennstoffluftgeinisch an und gibt es -über das Auslaßventil
a ab. Die Eitilaßveiit'ilsteuerung braucht bei der hier behandelten Motorart bei
der Urnsteuerung nicht verstellt zu werden, da der Ventilöfinungswinkel nur etwa
io0 betr;i-t Kommen etwa größere Ventil-' l# ' 21 öffnung#winkel in
Frage, so müßte bei der Schalttin- auf Rückwärt-s-ang naturgemäß eine Verstellung
der Nocken für die Arbeitsraumeinlaßventile erfolgen, damit das Ansaugen für den
Rückwärtsgang zu den richtigen Zeiten stattfindet.
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Bei dem bisher beschriebenen Vorgange sind die Ventileg und
A, in Ruhe verblieben. Für Vorwärtsgang ohne und mit Überladung el t' und
Rückwärtsgang ohne Überladung könnten demgemäß diese Ventile fehlen und durch einfache
Rohrverbindungen ersetzt werden. Erforderlich sind diese Ventile für Rückwirtsgang
mit Gberladung, wie aus Abb.4 ersichtlich ist.
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Soll vom Vorwärtsgang mit Überladung auf Rückwärtsgang mit Überladung*gesteuert
werden, so werden sämtliche Ventile benötigt.
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Zunächst wird durch Verstellung des Ventiles f der Zustand
für -Vorwärtsgang ohne Überladurig hergestellt. Sodann wird durch Umstellun,- der
Ventile e um 450 und k um iso' unter gleichzeitiger Umlegung des SchaltersS
der in Abb.3 dargestellte Zustand für Vorwärtsgang ohne überladung hergestellt,
in welchem durch die über das Venti1R., aus dem Druckluftbehälterd ausströmenäe
Luft der Motor zunächst zum Stillstand und sodann zum Rückwärtsgang gebracht wird.
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Nunmehr kann die Zündung wiederangestellt werden, so daß der Motor
auch vom Arbeitsrauin her wieder, jedoch rückwärts laufend, angetrieben wird. Der
SchalterS wird zu diesem Zweck aus der in Abb. 4 gezeichneten Lage in die Mittelstellung
geführt, so daß gleichzeitig mit der Wiedereinschaltun- der Zünduncy beide Ventile
R, und R., s;ch selbst üDerlassen werden und somit als 1%'ücl#sclilagventil wirken.
Derart werden die Ventile g und h in die in Abb. 4 gezeichnete Lage
gebracht. In dieser Lage saugt der 21 .11 201 Kompressor über deni Vergaser T',
die Leitung 8, Ventil f, Leitung 9, Ventil i, Leitung io, Ventil
h, Leitung 5 und Kompressorventil (1 Brennstoffluftgemisch an und
gibt es über Kompressorventil s, Leitung 4, Ventil g und Leitung 12 komprimiert
je nach Stellung der Zylindereinlaßventile an den Arbeitsraum desselben Zylinders
oder aber über Leitung 4, Ventil g, Zwischenschaltung ig, Ventil
g des anderen Zylinders und Leitung 12 des anderen Zylinders in den Arbeitsraum
dieses anderen Zylinders ab, wobei beim Viertaktmotor der Arbeitsrauin jedes Zylinders
beim Saughub des Kolbens zwei Zylindervolumen an Brennstoffluftgemisch erhält.
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Dieselbe Urnschaltvorrichtung kann auch unter Wecfall einiger Ventile
für den Zweitak-ti-notor ohne weiteres benutzt werden.
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Selbstverständlich muß bei einer derarti-,Uen Umschaltvorrichtung
dafür Sorge getragen werden, daß der Zündmagnet, die Wasser- und Ülpumpen rechts
und links laufen können oder tinter Anordnung besonderer auf Rückwärtsgang arbeitender
Ma-,-iieten und Pumpen selbsttätig aus- und ein-"ekuppelt werden.
Der
Motor -wird niemals in dem Umsteuerungsinoment im toten Punkt stehen, wenn
er mindestens sechs Zylinder oder vier Zylinder in V-Forrn besitzt. Sollte ein Motor
mit geringerer Zylinderanzahl bei der Umsteuerung im Totpunkt stehenbleiben, so
kann ein Anlassen in entgegengesetzter Richtung erforgen, um dann ZD auf die ursprünliche
Umlaufsrichtung überzugehen.
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Z, 2# Die Umsteuerungsvorrichtung kann demgemäß auch als Anlasser
in beiden Richtun-,gen benutzt werden.