DE464788C - Mehrzylinder-Brennkraftmaschine - Google Patents

Mehrzylinder-Brennkraftmaschine

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DE464788C
DE464788C DEST39641D DEST039641D DE464788C DE 464788 C DE464788 C DE 464788C DE ST39641 D DEST39641 D DE ST39641D DE ST039641 D DEST039641 D DE ST039641D DE 464788 C DE464788 C DE 464788C
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combustion engine
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2720/00Engines with liquid fuel
    • F02B2720/12Four stroke engines with ignition device
    • F02B2720/126Four stroke engines with ignition device with measures for compressing the cylinder charge

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

  • Mehrzylinder-Brennkraftmaschine Es ist bekannt, Brennkraftmaschinen mit Vorteil so zu betreiben, daß der Zylinder während eines Teiles des Verdichtungshubes mit einer gekühlten Hilfskammer so in Verbindung gesetzt wird, daß während eines gewissen Abschnittes des ersten Teiles der Verbindung Brennstoffgemisch aus der Hilfskammer in den Zylinder, während des zweiten Teiles der Verbindung aber Brennstoffgemisch aus dem Zylinder in die Hilfskammer strömt. Der Zweck dieses Verfahrens besteht einerseits in einer nicht unwesentlichen Leistungserhöhung der Maschine, andererseits in der Erniedrigung der Kompressionstemperatur, so daß das Puffen oder Knallen der Maschine, gleichgültig aus welchen Ursachen es entsteht, vermieden wird.
  • Nach der Erfindung werden die Zy lilider einer nach diesem Verfahren arbeitenden Brennkraftmaschine miteinander vereinigt, ohne daß für jeden einzelnen der Zylinder eine besondere Hilfskammer notwendig ist, vielmehr sämtliche der vorhandenen Zylinder mit einer und derselben Hilfskammer zusammenarbeiten, d. h. daß jeder Zylinder in die gemeinsame Hilfskammer eine gewisse Menge Ladungsgemisch abgibt und dann eine im wesentlichen gleich große Ladungsmenge aus ihr wieder entnimmt. Zu diesem Zweck sind die Verbindungswege zwischen der Kammer und den Zylindern mit passenden Ventilen versehen, und die Kammer hat die Gestalt eines Rohres.
  • Auf der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt, und zwar ist Abb. i eine Vierzylindermaschine auf einem Automobilfahrgestell der gewöhnlichen Art. Abb. a ist ein Querschnitt durch einen der Zylinder der Maschine nach Linie A-A der Abb. i.
  • Abb. 3 ist ein vergrößertes Schema in Seitenansicht, bei dem die Vielfachverbindungsröhren für die Verdichtungsröhren in Seitenansicht dargestellt sind.
  • Abb. - ist ein Grundriß dazu, Abb. 5 ein ähnlicher Grundriß einer abgeänderten Bauart, bei welcher die Vielfachv erbindungsröhren, statt miteinander verbunden zu sein, blind endigen.
  • Die Abb. ia bis 6a einschließlich sind schematische Darstellungen, die die Ventilöffnungen und die Art und Weise der Steuerung während eines Arbeitsganges beim Gebrauch von Zweihülsenventilen veranschaulichen.
  • i ist eine mit Wasser gekühlte Automobil-Vierzylindermaschine mit Hülsenventilen, die in der gebräuchlichen Weise auf dem Vorderteil des Fahrgestells eines Automobils unmittelbar hinter dem Kühler 2 angebracht ist, durch den das Kühlwasser für die Kühlmäntel der Maschine fließt. Die dargestellte Maschine ist eine Viertaktmaschine und hat die, mit Ausnahme der besonderen Lage und Anbringung der Hülsenöffnungen und der Antriebvorrichtung für die Hülsen, gebräuchliche Hülsenventilsteuerung. Die Ein1F ß, und Auspuffvielfachröhren der Maschine sind nicht dargestellt. Um diese Maschine nach dem beschriebenen Arbeitsverfahren arbeiten zu lassen, ist sie mit weiteren Vielfachröhren 3 und q. auf jeder Seite der Maschine ausgestattet, von denen die Röhren 3 die Auslaßröhren für die verdichtete Ladung und die Röhren q. die Einlaßröhren sind. jedes Vielfachverbindungsrohr ist mit jedem der Zylinder der Maschine durch ein Verbindungsstück 5 verbunden, in welchem ein Rückschlagventil 6 enthalten ist. Diejenigen Rückschlagventile, die in dem Verbindungsrohr nach dem Auslaßvielfachrohr führen, öffnen sich nach. auswärts, während die Ventile in dem Einlaßvielfachrohr sich nach innen öffnen. Hinter der Maschine können die Vielfachrohre 3 und ¢, wie in Abb. 3 dargestellt ist, miteinander verbunden sein. Die Vielfachrohre können passend anders angeordnet sein, beispielsweise wie es Abb. 5 zeigt, in welcher die Röhren 3', 4' mit den Zylindern und der Verdichtungskammer, wie in Abb. i bis q., in Verbindung stehen, aber nicht an ihren rückwärtigen Enden miteinander verbunden sind.
  • Die Vorderenden der Vielfachrohre sind mit den Enden einer Kühlschlange 7 verbunden, die meiner senkrechten Ebene parallel mit der Vorderwand des Kühlers ä angebracht ist. Das Gehäuse des Kühlers 2 umhüllt die Kühlschlange sowohl wie den Kühler selbst vollständig und ist vorn mit verstellbarem Laden 8 versehen, durch den der Strom der Luft über die Kühlschlange 7 und durch den Kühler 2 geregelt werden kann. Diese Bauart ist bei Automobilen allgemein gebräuchlich und die dargestellte weicht von der allgemeinen nur darin ab, daß, die an die Einlaß- und Auslaßvielfachr.ohre angeschlossene Rohrschlange zwischen den Jalousieklappen und der Vorderwand des Kühlers liegt. Diese Rohrschlange kann auch aus nahtlosen Rohren bestehen und ist am besten aus dünnem Rohr, beispielsweise solchem von 2o mm für eine Vierzylindermaschine von 89 mm Zylinderbohrung und 127 mm Hub, hergestellt.
  • Der innere Hohlraum, der Vielfachrohre 3 und q. und der Rohrschlange 7 mag ungefähr gleich oder beträchtlich größer als die Verdrängung des Kolbens eines :einzelnen Zylinders der Maschine sein.
  • Mit Bezug auf die Abb. 2 ist zu bemerken, daß die inneren Enden der Rohrverbindungen 5 mit einer gemeinsamen Kammer in der Zylinderwand in Verbindung stehen. Die Öffnungen für die Verdichtungskammer in den Hülsenventilen der Maschine können sich mit einer Öffnung i o decken, die in die Kammer 9 führt.
  • Mit Bezug auf die Abb. ia bis 6a sind i i die äußeren und i2 die inneren Hülsen. 13 ist -der Kolben und 14 ist die Steuerwelle für die Hülsen. Die Kurbeln dieser Welle sind durch Treibstangen 15 mit den Hülsen i i und 12 verbunden, i6 "ist der Kurbelzapfen der Hauptwelle. Die Hülsen i i und 12 haben. drei Sätze von Öffnungen, nämlich für den Einlaß 17, für den Auslaß 18 und für die Verdichtungskammer i g.
  • In der Abb. ia befindet sich der Kurbelzapfen 16 in der oberen Totlage, und die Hülsenventile in der Stellung bei Beginn des Einsaughubes, d. h. die beiden Einlaß.öffnungen 17, sind im Begriff, sich zu öffnen, um das explosible Gemisch in den Zylinder zu lassen, wenn der Kurbelzapfen sich abwärts bewegt. Während des ganzen folgenden Hubes, d. h. während i 8o' der Wellendrehung, "sind die Bedingungen wie die gewöhnlicher Maschinen dieser Bauart, d. h. die Einlaßöffnunben bleiben offen, während die Auspufföffnungen 18 und die der Verdichtungskammer i9 geschlossen sind. Abb. 2a gibt die Bedingungen beim Beginn des Verdichtungshubes wieder. Die Einlaßöffnungen sind zu dieser Zeit im-Begriff, sich zu schließen und die Verdichtungskamineröffnungen i9 im Begriff, sich zu öffnen. Die Auspufföffnungen bleiben noch immer geschlossen. In der Abb. 3a sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen geschlossen, während die für die Verdichtungskammer offen sind. Dieser Zustand bleibt bis zu einem Punkt bestehen, der jenseits der Hubmitte des Kolbens beim Verdichtungshube liegt. In diesem Punkt (s. Abb. q.a) wird die Verdichtungskammeröffnung geschlossen, und für den Rest des Verdichtungshubes (s. Abb. 5a) und für den ganzen Arbeitshub (s. Abb. 6a) bleiben sämtliche Öffnungen geschlossen. Die Auspufföffnungen 18 öffnen sich kurz vor dem Ende des Arbeitshubes (s. Abb. 6a) und bleiben offen während des folgenden Auspuffhubes. Hierdurch wird der Kreislauf beendet, und die Öffnungen gelangen in die Stellung der Abb. iä.
  • Die Arbeitsweise der beschriebenen und dargestellten Vorrichtung ist wie folgt: Während dreier Hübe der Maschine, d: h. während des Arbeitshubes, des Auspuffhubes und des Einsaugh ubes; ist der Vorgang in der Maschine in jeder Beziehung der einer gewöhnlicher Viertaktmaschine. Nur während des Verdichtungshubes kommen die besonderen Öffnungen i9, die für die Verdichtungskammer dienen, und die Vielfachröhren 3 und 4 mit der Rohrschlange 7 ins Spiel. Während des Verdichtungshubes ist die Wirkung dieser Öffnungen die folgende: Beim ersten Verdichtungshub der Maschine, d. h. beim Anlassen der Maschine, sind die Röhrschlange und die Vielfachröhren 3 und 4, die im weiteren mit Hilfskammer der Maschine bezeichnet werden sollen, entweder mit Luft oder explosiblem Gemisch von im wesentlichen Atmosphärenspannung gefüllt. Beim Öffnen der Verdichtungskammeröffnungen während des ersten Verdichtungshubes wird die im Zylinder befindliche explosible Mischung durch die entsprechenden Auslaßrohre 5 und Rückschlagventile 6 in das obere Vielfachrohr 3 gedrückt und wird dabei gezwungen, ihren Weg entsprechend dem Umstand zu nehmen, daß die Rückschlagventile, die zu dem Vielfachrohr 4. führen, die Strömung der verdichteten Ladung in dieser Richtung verhindern. Die Verdichtunsskammeröffnungen des betreffenden Zylinders bleiben offen bis etwa nach der Hubmitte des Kolbens, werden dann geschlossen, und der Kolben vollendet seinen Hub in der gewöhnlichen Weise. ,Beim Abschluß dieser Öffnungen ist innerhalb der Verdichtungskammer eine verdichtete Ladung eingeschlossen. Beim nächsten Verdichtungshub des Zylinders strömt die in der Hilfskammer eingeschlossene verdichtete Ladung beim Beginn des Hubes zurück in deal Zylinder und wird hierbei gezwungen, die Rohrschlange 7 in ihrer ganzen Länge zu durchfließen, um in den Zylinder durch das Einlaßvielfachrohr 4 zu gelangen. Die Rückschlagventile gestatten diese Stromrichtung und verhindern die entgegengesetzte in deal Zylinder hinein durch die Vielfachrohre 3. Die beschriebene Vorgangsfolge für einen Zylinder hat ebenso - für jeden der Zylinder der Maschine Geltung. In jedem Augenblick, wenn sich die Hilfskammeröffnung eines bestimmten Zylinders zuerst öffnet, -findet ein Strom von verdichteter Ladung ixt den Zylinder hinein aus dem Vielfachrohr 4 statt, bis gleicher Druck in dem Vielfachrohr und der damit verbundenen Rohrschlange, also in der Hilfskammer einerseits und dem Zylinder der Maschine andererseits, herrscht. Während der weiteren Kolbenbewegung wird in jedem Einzelfall das brennbare Gemisch durch dieselben Öffnungen in das Auslaßvielfachrohr 3 ausgestoßen. Es findet also ein Kreislauf der Bewegung der verdichteten Ladung in und durch die Kühlschlange 7 hindurch statt, wobei die verdichtete Ladung aus jedem Zylinder durch das Rohr 3 in den oberen Teil der Schlange eintritt, diese der Länge nach durchläuft und durch das Einlaßvielfachrohr 4 zurück in den Zylinder gelangt. Dabei ist zu bemerken, daß nach. dem Vorstehenden die Kammer 9, in die die Öffnungen io leiten und mit welcher die Kammeröffnungen i9 zur Deckung kommen, die einzige Stelle des Weges für den Umlauf der verdichteten Ladung ist, die abwechselnd Einlaß und Auslaß ist, d. h. nur die Wände der Kammer 9 kommen mit der ausgehenden Mischung und mit der einkommenden Mischung in Berührung.
  • Die im vorstehenden dargestellte und beschriebene Einrichtung bedeutet eine wichtige Verbesserung bei Maschinen, die nach dem eingangs beschriebenen Verfahren der Verdichtung und Kühlung eines Teiles der Ladung in einer besonderen Kammer arbeiten, insofern, als man durch die beschriebene Einrichtung imstande ist, eine entsprechende Kühlung der verdichteten Ladung leicht und bequem zu erreichen, indem man sie die la.nggestreckte Kammer in ihrer ganzen Länge zu durchwandern zwingt, also sie durch eine Rohrschlange schickt, wobei die Anordnung so ist, daß die irgendeinen der Maschinenzylinder verlassende Mischung in das eine Ende der Rohrschlange eintritt, während die zu irgendeinem Maschinenzylinder zurückströmende Mischung von dem anderen Ende der Rohrschlange abfließt. Durch richtige Bemessung des Verhältnisses von Länge zum Durchmesser der Rohrspirale ist es möglich, das gewünschte Verhältnis zwischen Kühlfläche und Inhalt zu erreichen, und zu gleicher Zeit ist es möglich., eine schnelle und dauernde Bewegung der verdichteten Ladung durch die Hilfskammer hindurch zu erhalten. Dies ist eine wesentliche Hilfe, wenn man die größte Wärmeübertragung von der verdichteten Ladung auf das Kühlmittel erhalten will, welches in diesem Falle Luft ist, und es ist weiter ein Hilfsmittel, um die Abscheidung irgendwelcher unverdampfter Teile des mitgerissenen flüssigen Brennstoffs zu verhindern. An Stelle durch Luft kann die Hilfskammer, wie ohne weiteres klar ist, auch teilweise oder vollständig durch das umlaufende Wasser der Maschine selbst gekühlt werden, oder es kann auch dafür eine besondere Wasserkühlvorrichtung vorhanden sein.
  • Ein Vergleich läßt die Vorteile der Erfindung erkennen. Ganz allgemein ist es der Zweck des vorliegenden Arbeitsverfahrens, das Verdichtungsverhältnis wesentlich höher als es bis jetzt statthaft war, zu wählen, ohne Puffen zu erzeugen. Diese Wirkung wird durch den Gebrauch der Hilfskammer erreicht, durch die die Temperatur und gleichfalls der Druck der verdichteten Ladung zur Zeit der Zündung und Verbrennung wesentlich unter -die Temperatur und den Druck gebracht werden, die für dasselbe Verdichtungsverhältms --bei gewöhnlichen Viertaktmaschinen vorherrschen. Es ist besonders @darauf hinzuweisen, daß die Steuerung, die Hilfskammer und Ventilschlitze und die bezüglichen Inhalte der Hilfskammer und der Maschinenzylinder weiterer Abänderung fähig sind, und daß die beste Steuerung und die besten Raumverhältnisse von den Besonderheiten der artgewandten Maschine, der Art des Brennstoffs und der Wirkung der Kühlung sowohl innerhalb des Zylinders als auch in der Hilfskammer abhängen. Beim Regeln der Steuerung usw. ist es wichtig, daß die öffnung der Kammerkanäle im allgemeinen verzögert @erfolgt, d. h. die Ladung wird am besten zunächst adiabatisch im Zylinder verdichtet und erst dann wird der Hilfskammerkanal geöffnet. Ferner kann der Teil des Kolbenweges nach dem Abschluß des Hilfskammerkanals vorteilhaft so klein wie möglich gemacht werden.
  • In einigen Fällen ist es wünschenswert, eine Vertiefung o. dgl. " in der Berührungsfläche zwischen der Wand der Hilfskammer oder der äußeren Hülse i i anzubringen. Solche Vertiefungen können die öffnung für die Hilfskammer umgeben und können durch einen gemeinsamen Kanal und ein Rohr mit dem Einlaßvielfachrohr verbunden sein. Tritt daher irgendwelcher Brennstoff an der öfnung für die Hilfskammer aus, so wird er durch die Vertiefungen und das Rohr nach dem Vielfachrohr geleitet. Statt der dargestellten Einrichtung können besondere Hülsenschlitze für den Durchgang des Gases aus der Hilfskammer nach den Zylindern und von den Zylindern. nach der Hilfskammer vorhanden sein. Diese Schlitze werden am besten an gegenüberliegenden Seiten der Zylinder angeordnet. Die mit Ventilen versehenen Röhren 3 und ¢, die einen Teil der Hilfskammer bilden, werden dementsprechend an gegenüberliegenden Seiten der Zylinder angebracht. Die Steuerung der Hilfskammerventile kann im wesentlichen wie beschrieben sein. Ein Vorteil dieser Bauart besteht darin, daß Gas, welches einmal in. der Hilfskammer gekühlt ist, in geringerem Grade wieder erhitzt wird als bei der vorher beschriebenen Bauart.
  • Es ist eine Maschine mit Hülsenventilen beschrieben und dargestellt. Die Erfindung ist im weitesten Sinne bei jeder Art von Maschpnen anwendbar. Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf bestimmte hier dargestellte Ausführungsformen noch auf deren Kennzeichen beschränkt ist, ausgenommen insofern, als .solche Beschränkungen durch die Ansprüche bestimmt sind.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i.
  2. Mehrzylinder - Brennkraftmaschine, deren Zylinder während eines Teiles des Verdichtungshubes mit einer gekühlten Hilfskammer so in Verbindung gesetzt werden, daß während eines gewissen Abschnittes des .ersten Teiles der Verbindung Brennstoffgemisch aus der Hilfskammer in den Zylinder, während des zweiten Teiles der Verbindung aber Brennstoffgemisch aus dein Zylinder in die Hilfskammer strömt, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Zylinder nur eine Hilfskammer vorhanden ist, der die aus den Zylindern kommenden Ladungsmengen nacheinander zugeführt und aus der sie nacheinander entnommen werden. a.
  3. Verbrennungskraftmascbzne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskammer-. die Gestalt,eines Kanals Moder Rohres bat, das von einem Kühlmittel umspült und von der Ladung durchflossen wird. 3.1Mehrzylinder=Brennkraftmaschiaie nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskammer von der Ladung immer in einer und derselben Richtung durchflossen wird. q..
  4. Mehrzylinder-Brennkraftmaschinenach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Automobilmotoren die Hilfskammer parallel zum Kühler liegt.
  5. 5. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch q., dadurch. gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Kammerenden mit :den Zylindern Sammel- bzw. Verteilungsrohre dienen, die je aus einem Hauptrohr mit Zweigröhren bestehen, in denen Rückschlagventile zur Aufrechterhaltung feiner dauernd gleichgerichteten Strömung angebracht sind.
DEST39641D 1925-02-07 1925-05-27 Mehrzylinder-Brennkraftmaschine Expired DE464788C (de)

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