DE429064C - Verbrennungskraftmaschine mit zwei doppelt wirkenden, in zwei Arbeitszylindern laufenden Kolben - Google Patents

Description

• Verbrennungskraftmaschine mit zwei doppelt wirkenden, in zwei Arbeitszylindern laufenden Kolben. Gegenstand der Erfindung ist eine Verbrennungskraftmaschine mit zwei doppelt wirkenden, in zwei Arbeitszylindern laufenden Kolben, bei der das äußere Ende jedes Zylinders mit dem inneren Ende des anderen Zylinders verbunden ist. Nach der Erfindung sind die Wege, die die Zylinder verbinden, als lange Kammern von verhältnismäßig geringem Querschnitt ausgebildet, die mit den Enden der Zylinder in offener Verbindung stehen, und der Brennstoff wird in die Kammern eingespritzt. Bei #-erpuffungsinascliinen ist bereits bekannt, die entgegengesetzten Eiiden paralleler Zylinder durch Kanäle zu verbinden, in denen Brennstoffluftgemisch verdichtet wird. Es ist auch bekannt, fertiges Gemisch durch Ventile in diese Kanäle eintreten zu lassen.
• Die Einspritzung von Treiböl in die mit vorverdichteter Luft gefüllten, langen und verhältnismäßig engen Kammern nach der Erfindung hat folgende wesentliche Vorteile: Die Kammern bilden die Verbrennungsräume und machen nicht nur den sonst verlorenen Raum zwischen zwei Zylindern nutzbar, sondern ergeben auch möglichst kurze Zylinder. Die Brennstoffteilchen legen in den Kammern lange Wege zurück, ohne auf gekühlte Flächen zu stoßen, weshalb man dein Treiliö lstralil eine hohe, für die Zerstäubung und Vermischung günstige Geschwindigkeit gehen kann. Die Verbrennungswärme wirkt nicht unmittelbar auf den Kolben und den Zylinderkopf ein, was wegen der großen -Materialdicken dieser Teile gefährlich ist, sondern die Wände der Kammern «-erden von der Verbrennungswä rine unmittelbar getroffen. Diese aber lassen sich so ausbilden, (laß sie keinen schädlichen Spannungen unterliegen.
• Um das Treiböl noch feiner zu zerstäuben und noch inniger mit der vorverdichteten Luft zu vermischen, ist es zweckmäßig, das Treiböl in entgegengesetzt gerichteten Strahlen in der Längsrichtung der Kammern einzuspritzen.
• Die Ventile werden an den äußeren Enden der Zylinder angeordnet und die Brennstoffkammern wirken auch als Ein- und Auslaßleitungen für die inneren Zylinderenden. Dies ist vorteilhafter als die Anordnung der Ventile am inneren Zylinderende, wo die Stopfbüchse für die Kolbenstange den Raum beschränkt.
• Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung veranschaulicht.
• Abb. i ist ein schematischer Längsschnitt durch die Zylinder eines Zylinderpaares. Abb. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen dieser Zylinder, um cgo° gegen Abb. i verdreht.
• Abb. 3 ist ein wagerechter Querschnitt in der Ebene 3-3 der Abb.i. Abb. 4. ein senkrechter Schnitt in der Ebene 4-4 der Abb. 3 und Abb.5 eine Abänderung der Einrichtung der Abb. 4..
• In den Zylindern 7 und 8 laufen die Kolben 9 und io, deren Kolbenstangen 11, 12 durch Pleuelstangen 13, 14 an die gekröpfte Welle 13 angeschlossen sind. Die Kurbeln sind uni annähernd i 8o° gegeneinander versetzt, so daß, wenn der Kolben 9 abwärts bewegt wird, der Kolben io nach oben geht und umgekehrt. Das obere Ende des Zylinders 7 ist niit dein unteren Ende des Zylinders 8 durch eine lange Kammer 16 von verhältnismäßig geringem Querschnitt, und das obere Ende des Zylinders 8 mit dem unteren Ende des Zylinders 7 durch eine ebensolche Kammer 17 verbunden. Die Kammern sind als Rohre ausgebildet, die zwischen den Zylindern liegen und an ihren Enden mit Krümmern an die Zylinder angeschlossen sind. Alle diese Teile sind von einem Gehäuse 18 umschlossen, das Wasserkühlung der Zylinder und Kaminern ermöglicht.
• An den Zylinderböden sind Stopfbüchsen 22, an den Deckeln das Einlaßventit 23 und (las Auslaßventil 24. sowie der Einlaßkanal 33 und der Auslaßkanal 3.4 vorgesehen.
• Der freie Querschnitt der Kammern 16 und 17 ist so bemessen, daß Brennstoff und Luft ebenso wie die Abgase auf dem Wege zu den Räumen über und unter den Kolben die gehörige Geschwindigkeit annehmen können und außerdem der für diese hohe Verdichtung erforderliche Raum vorhanden ist. Der Brennstoff wird in die Kammern eingespritzt, und die Verbrennung beginnt in ihnen. Dadurch, daß der Verbrennungsdruck aus jeder Kammer auf den einen Kolben von oben, auf den anderen von unten wirkt, wird der Druck gleichmäßig auf beide Kurbeln verteilt, ebenso beim Kompressionsausström- und -einströn ihul).
• Da die Kammern 16 und 17 ganz von Kühlwasser umgeben sind, wird eine wirksame Kühlung herbeigeführt, wie sie bei doppelt wirkenden Dieselmaschinen erwünscht ist. In dem Beispiel haben die Kammern 16, 17 und die Zylinder 7, 8 einen gemeinsamen Kühlwasserrnantel, doch können die Kühlwassermäntel der Zvlin(ler von denen der Verbrennungskammern auch getrennt sein.
• Da die Länge jeder Verbrennungskammer 16, 17 etwa ebenso groß ist wie die Zylinderlänge, ist in axialer Richtung genügen(i Raum zum Einspritzen des Brennstoffs durch zwei Zer stäubungsdüsen vorhanden, die zusammen von der Brennstoffzuführung 33 (Abb. d.) her gespeist werden, und die Brennstoffteilchen können in den Verbrennungskamniern einen langen Weg zurücklegen, ohne auf gekühlte Flächen zu treffen, wie dies Abb. 4. erkennen läßt.
• Der Brennstoff kann mit oder ohne Luft eingespritzt werden. Bei dem in den Abb. i bis .I veranschaulichten Beispiel ist für jede Verbrennungskammer eine in der -Mitte liegende Brennstoffzuführung 35 vorhanden, die den Brennstoff in gleichen -Mengen nach zwei entgegengesetzten Richtungen hin etwa parallel zur Achse der Verbrennungskammern zerstäubt. AnStelle dieserEinriclitung können aber auch getrennte Brennstoffzuführungen 36>> 37 (Abb. 5) für die Zerstäubungsdüsen vorgesehen «-erden, je eine an jedem Ende jeder Kammer. Bei der erheblichen Weglänge, die den Brennstoffteilchen in den Verbrennungskammern geboten wird, kann ihnen eine große Geschwindigkeit- gegeben werden, wodurch die Durchdringung der verdichteten Luft auf das Höchstmaß gesteigert wird. Da die verdichtete Luft gleichzeitig an entgegengesetzten Enden in die Verbrennungskamniern eingelassen wird, werden stürmische Durchwirbelungen hervorgerufen, die den Verbrennungsvorgang noch weiter verbessern.
• Wie bekannt, herrscht die Höchsttemperatur in denn Raum, in dein die Verbrennung eingeleitet wird. Bei den heutigen einfach oder doppelt wirkenden Verbrennungskraftniaschinen hat dieser die Form einer flachen Scheibe, deren Umfang die Zylinderwand und deren obere und untere Begrenzungsflächen der Zylinderdeckel und der Kolbenboden sind. Diese Begrenzungswände enthalten wegen ihrer verhältnismäßig großen, nicht gestützten Flächen größere-Metalldicken, als.ini Interesse des gehörigen Temperaturabfalls in der Wandung erwünscht ist. Auf der einen Seite sind sie der hohen Verbrennungswärme unter hohem Druck unterworfen, auf der anderen der Temperatur des verhältnismäßig kalten Kühlwassers. Bei dem kurzen Hub, den der Kolben zurücklegt, ehe der- in den Zylinder gelangende Brennstoff auf die Metallflächen stößt, entsteht eine starke örtliche Konzentration der Wärme, besonders im Kolhenboden.
• Nach der Erfindung dagegen hängen die Verbrennungskänimern 16, 17 mit den Arbeitsräumen der an sie angeschlossenen Zylinder -zusammen, und die Verbrennung ist zunächst auf die Kammern beschränkt, deren Form überdies eine solche ist, daß sie an sich große Festigkeit gegen Innendruck aufweisen. Die hohen Anfangstemperaturen an der Eintrittsstelle des Brennstoffs wirken nicht unmittelbar auf die horizontalen Flächen des Deckels und des Kolbenbodens, sondern auf die senkrechten Katnmer«-ände ein, deren Dicke nicht groß ist, so daß sie wirksamer gekühlt werden können und -deren Form Überhitzung und Risse verhütet. Man kann daher mit Vorteil mit höherem Kompressionsverhältnis und höherem Anfangsdruck arbeiten.
• Die Erfindung kann auch bei Maschinen mit mehr als zwei Zylindern angewendet werden. Das Ausführungsbeispiel stellt eine Viertaktmaschine dar, aber auch Zweitaktmaschinen sind nach der Erfindung ausführbar.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verbrennungskraftmaschine mit zwei doppelt wirkenden, in zwei Arlieitszvlindern laufenden Kolben, bei der (las äußere Ende jedes Zylinders mit dein inneren Ende des anderen Zylinders verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus langen, mit den Zylindern in offener Verbindung stehenden Kammern (16, 17) von verhältnismäßig geringem Oberschnitt besteht, in die der Brennstoff eingespritzt wird.
2. 2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in die Kammern in entgegengesetzt gerichteten Strahlen zweckmäßig in der Längsrichtung der Kammern eingespritzt wird.
3. 3. Maschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile an den äußeren Enden der Zylinder angeordnet sind und die Kammern auch als Ein- und Auslaßleitungen für die inneren Zvlinderrätime wirken.