DE476625C - Viertaktbrennkraftmaschine mit UEberladung und veraenderlichem Verdichtungsverhaeltnis - Google Patents

Description

• Viertaktbrennkraftmaschine mit Überladung und veränderlichem Verdichtungsverhältnis Die Erfindung bezieht sich auf eine Viertaktbrennkraftmaschine mit Überladung und veränderlicher Größe des Verdichtungsraumes. Das Bestreben, aus gegebenen Motorabmessungen auch bei niedrigen Drehzahlen oder in verdünnter Luft, wie bei Luftfahrzeugen, große Leistungen herauszuholen, hat zur Überladung bzw. Vorverdichtung des Gemisches geführt. Für spezielle Zwecke insbesondere bei Kraftfahrzeugen und Motorlokomotiven, die getriebelos arbeiten sollen, muß die Überladung das Mehrfache des Eigenhubvolumens des Arbeitszylinders ausmachen, um das erforderliche hohe Drehmoment zum Anfahren zu reichen.
• Durch die hohe Überladung treten aber Wärmebeanspruchungen auf, die dem Auspuffventil nicht mehr zuträglich sind, vor allem, wenn dieses nur so groß bemessen ist, wie es für die Normalleistung ohne Überladung gebraucht wird. Die Abgasmenge wächst mit der Zunahme der Überladung, und die Auspuffgase erreichen im Ventilquerschnitt so hohe Strömungsgeschwindigkeiten, denen das Ventil auf die Dauer nicht widerstehen kann. Da auch die Auspuffgase bei Überladung und vergrößertem Verdichtungsraum infolge der kürzeren Expansion unter weitaus höherer Temperatur entweichen, so wird dem Ventil mehr Wärme zugeführt als abgeleitet. Die Folge davon ist Überhitzen und Ausbrennen. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß ein an sich bekannter Hilfsauspuff derart vorgesehen ist, daß die Freigabe des Hilfsauspuffkanals in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Verdichtungsraumes erfolgt, d. h. der Hilfsauspuff tritt nur dann in Wirksamkeit, wenn das Verdichtungsverhältnis der Überladung entsprechend geändert wird.
• Der durch den Kolben gesteuerte Hilfsauspuffschlitz wird automatisch nur freigegeben, wenn die Maschine mit Überladung arbeitet.
• Außer der Steuerung des Hilfsauspuffschlitzes durch den Arbeitskolben erfolgt eine besondere zwangläufige Steuerung des Auspuffkanals derart, daß beim Arbeiten der Maschine mit Überladung der Auspuffkanal während des ersten Teiles des Ansaughubes durch den Arbeitskolben geschlossen bleibt, während der Abschluß im letzten Teil des Ansaughubes durch das zusätzliche Steuerorgan erfolgt. Beim Ansaughub muß der Hilfsauspuff ganz geschlossen bleiben, um zu vermeiden, daß das unter Druck einströmende Frischgasgemisch entweicht. Das Mittel hierzu ist die oben angegebene besondere zwangläufige Steuerung des Auspuffkanals. Auf diese Weise tritt der Hilfsauspuff nur während des Auspuffhubes in Tätigkeit.
• Der Hilfsauspuffschlitz ist im Zylinder nahe der unteren Totpunktlage des Arbeitskolbens angeordnet, aber so, daß er vom Kolben noch verdeckt bleibt, wenn die Maschine ohne Überladung arbeitet.
• Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einem Längsschnitt dargestellt, und zwar für eine Maschine mit gegenläufigen Kolben, bei der die Kolben selbst zur Veränderung des Kompressionsraumes herangezogen werden.
• Mit i ist der Arbeitszylinder bezeichnet, in welchem die Arbeitskolben :2 und 3 gleiten. Die nach außen zu liegenden Enden der Arbeitskolben sind als Verdichterkolben q. und 5 ausgebildet, die in den Verdichterzylindern 6 und 7 ihre Wirkung ausüben. Der Antrieb der Kurbel 8 erfolgt durch Schwingen g, io, durch deren exzentrische Lagerung bzw. Verstellung dieser Lagerung das Verdichtungsverhältnis infolge Vergrößerung oder Verkleinerung des Verbrennungsraumes i i geändert werden kann. Die Schwingen g- und io sind durch die Gestänge i2, 13 mit den Kolben einerseits und mit der Kurbel 8 andererseits verbunden. Mit 14 sind die Vergaser bezeichnet und wird das Gemisch in die Verdichterzylinder 6 und 7 eingesaugt.
• An den Arbeitszylinder i ist ein Gehäuse 15 angegossen, in welchem bei dem Ausführungsbeispiel ein Drehschieber 16 lagert. Der Drehschieber besitzt den Durchgangskanal 17, während der mit dem Arbeitszylinderraum in Verbindung stehende Kanal des Gehäuses 15 mit 18 bezeichnet ist. Der Auslaßkanal ig des Gehäuses 15 führt in die Auspuffleitung oder ins Freie. Auf dem Lagerzapfen des Drehschiebers sitzt ein Kettenrad 2o, welches durch eine Kette 2i vom Kettenrad 22 angetrieben wird, das auf der Kurbelwelle befestigt ist. Mit 23 ist das Einlaßventil bezeichnet, während 24 das Auslaßventil darstellt.' Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist die folgende: Bei normalem Betrieb, d. h. ohne Überladung des Arbeitszylinders, befinden sich die beiden Kolben 2 und 3 in der inneren Totpunktlage in der Stellung, die auf der Zeichnung in ausgezogenen Linien veranschaulicht ist. Der Hub der Kolben entspricht der in der Abbildung eingezeichneten Entfernung k, d. h. in der äußeren Totpunktlage befindet sich die innere Kolbenstirnseite 25 an der mit 26 bezeichneten Stelle. Der Kanal i8 mündet in dieser Stellung des Kolbens so in den Arbeitszylinder, daß die Kanalmündung noch vollkommen vom Kolben 3 abgedeckt wird, d. h. der mit 15, 16, 17, 18, ig bezeichnete Eiilfsauspuff tritt bei dieser Lage der gegenläufigen Kolben zueinander nicht in Wirkung. Die Maschine arbeitet nicht mit Überladung. Durch Verstellung der Schwinghebelexzenter wird nun das Verdichtungsverhältnis geindert, und die Maschine arbeitet mit Über-Ladung. Der Verbrennungsraum wird vergrößert, und die inneren Stirnseiten der Kolben nehmen nunmehr die mit 27 bezeichnete strichpunktierte Lage ein. Der Hub des Kolbens ist in der Zeichnung mit hl bezeichnet, d. h. die Kolbenstirnseite befindet sich bei der Außentotlage des Kolbens 3 in der Stellung 18. Der Kanal 18 des Hilfsauspuffes wird in dieser Stellung vollkommen freigegeben, so daß, wie oben beschrieben, die verbrannten Gase nicht allein über das Ventil 2q., sondern auch durch den Hilfsauspuff 15, 16, 17, 18, 19 entweichen können. Beim Auspuffhub nimmt der Drehschieber 16 die in der Zeichnung veranschaulichte Stellung ein, d. h. der Schieber öffnet frei den Arbeitszylinderraum zur Auspuffleitung ig. Nach Beendigung des Auspuffhubes- gelangt das frische Gasgemisch in den Verbrennungsraum: Während des gesamten Ansaughubes muß der Hilfsauspuff geschlossen sein. Dieser Abschluß wird nun durch den Drehschieber 16 vorgenommen, der zwangläufig durch das Kettengetriebe von der Kurbelwelle aus gesteuert wird. Dabei bleibt der Schieber 16 auch während des ersten Teiles des Kompressionshubes geschlossen, um ein Entweichen des Frischgasgemisches zu verhindern. An Stelle des Schiebers 16 kann auch ein Ventil oder ein ähnlicher zeitweise den Hilfsauspuff abschließender Teil eingebaut werden.

Claims (3)

1. PATEN TANsplt'ÜCHr: i. Viertaktbrennkraftmaschine mit Überladung und veränderlichem Verdichtungsverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Hilfsauspuff (15, 16, 17, 18, 1,9) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der jeweils eiregestellten Größe des Verdichtungsraumes geöffnet wird.
2. 2. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Kolben (3) gesteuerte Hilfsauspuffschlitz (18) selbsttätig nur freigegeben wird, wenn die Maschine mit Überladung und vergrößertem Kompressionsraum arbeitet und sich der freigegebene Auslaß im Verhältnis der steigenden. Überladung vergrößert.
3. 3. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Steuerung des Hilfsauspuffschlitzes (1.8) durch den Arbeitskolben (3) eine besondere zwaugläufige Steuerung (16) des Auspuffkanals (18, ig) derart erfolgt, daß beim Arbeiten der Maschine mit Überladung der Auspuffkanal während des einen Teiles des Ansaugehubes durch den Arbeitskolben (3) geschlossen wird, während der Abschluß im letzten Teil des Ansaugehubes allein durch den zusätzlichen Steuerteil (z6) erfolgt. q.. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Hilfsauspuffschlitz (r8) im Zylinder (z) nahe der unteren Totpunktlage des Kolbens (3) angebracht ist und bei normalem Verdichtungsverhältnis noch vom Kolben (3) abgedeckt wird.