-
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.