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Verbundbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Verbundbrennkraftmaschinen
mit zwei im Viertakt arbeitenden Hochdruckzylindern und einem einzigen zwischen
den Hochdruckzylinder angeordneten Niederdruckzylinder, in welchen die Hochdruckzylinder
wechselnd auspuffen.
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Es sind Maschinen dieser Art bekannt geworden, bei denen die Überströmkanäle
von den Hochdruckzylinder zu dem Niederdruckzylinder steuernden Ventil- oder Schiebereinrichtungen
einen besonderen Antrieb erforderten. Demgegenüber beruht die Erfindung in der Erkenntnis,
daß besondere Steuerorgane für die Überströmkanäle erspart werden können, wenn man
die Hochdruckzylinder mit einem Verbundschwing- und Hinundherbewegungen ausführenden
Rohrschieber umgibt. Gemäß der Erfindung wird der Einlaßkanal jedes Hochdruckzylinders
und sein in den Niederdruckzylinder mündender Uberströmkanal von dem gleichen den
Hochdruckzylinder umgebenden Rohrschieber gesteuert. Die Erfindung ist durch die
Zeichnung beispielsweise in einem etwas schematisch gehaltenen Schnitt längs derAchsen
der drei Zvlinder veranschaulicht.
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In dem Beispiel besitzt die Maschine zwei wassergekühlte Hochdruckzylinder
A, die zu beiden Seiten des wassergekühlten Niederdruckzylinders B angeordnet sind.
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Der Kolben A i im Hochdruckzylinder und die Kolben Bi im Niederdruckzylinder
wirken durch Stangen C auf eine gemeinsame Kurbelwelle Cl. Die Kurbeln C2, auf welche
die Kolben A i der Hochdruckzylinder A arbeiten, sind um 18o° gegen die Kurbelwelle
C3 versetzt auf die der Kolben Bides Niederdruckzylinders arbeitet.
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Jeder Hochdruckzylinder A enthält einen Rohrschieber D, der Einlaßöffnungen
Dl und Auslaßöffnungen D2 in der Zylinderwandung steuert. Die Einlaßöffnungen D1
sind in Verbindung mit einem Saug- oder Zuführungsrohr D3, während die Einlaßöffnungen
D2 durch kurze gerade Überleitkanäle D4 mit dem Innenraum des Niederdruckzylinders
B in Verbindung sind. Jeder Rohrschieber D wird mit halber Kurbelwellengeschwindigkeit
angetrieben, und es wird ihm zweckmäßig in bekannter Weise eine Verbundschwing-
und Hinundherbewegung erteilt; sein oberes Ende bewegt sich in einem Ringspalt zwischen
der Zylinderwandung und dei Außenwandung eines stopfenartigen, wassergekühlten Zylinderkopfes
E, der eine Verbrennungskammer Ei von im wesentlichen kegeliger Form enthält, in
der eine Zündkerze oder sonstige Zündvorrichtung E2 angebracht ist.
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Ein Auspuffventil F der Tellerventilbauart steuert eine Auslaßöffnung
F' im Kopf des Niederdruckzylinders B.
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Der Zufuhrkanal D3 ist durch eine Kühleinrichtung G mit einem Kompressor
H für Cberladezwecke verbunden; im dargestellten Falle handelt es sich um einen
Kompressor mit hin undher gehendem,von der Kurbe1C4derKurbelwelle C?.angetriebenem
Kolben H' im Zylinder H. Der Zylinder H besitzt Einlaß- und Auslaßöffnungen
H2,
H3, die durch selbsttätige Ventile H4, H5 beherrscht werden. Er kann ein brennbares
Gemisch von Brennstoff und Luft unter Druck durch das Zuleitungsrohr D3 zu den Einlaßöffnungen
Dl der Hochdruckzylinder A fördern, wobei der Brennstoff mit der Luft gemischt wird,
bevor er zur Einlaßöffnung H2 des Kompressors oder zu einem Punkt zwischen dem Auslaß
H3 des Kompressors und den Einlaßöffnungen D' der Hochdruckzylinder A gelangt.
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Der Arbeitshub in einem der Zylinder A ist gegen den im anderen Zylinder
A um 360° Kurbelwellendrehung versetzt, so daß die Gase unter Druck zum Niederdruckzylinder
B von dem einen oder anderen Zylinder der Hochdruckzylinder A durch den entsprechenden
Überleitkanal D4 während jedes Auswärtshubes des Niederdruckkolbens BI strömen.
Da die Überleitkanäle D4 gerade nur so lang sind, daß eine Wasserummantelung für
die Zylinder A und B möglich wird, so geht eine verhältnismäßig kleine Wärmemenge
an die Kanalwandungen beim Durchströmen der Gase über. Weiter ist die Fläche des
Ventils D, die den heißen Gasen ausgesetzt ist, die mit hoher Geschwindigkeit fließen,
praktisch auf die Ränder der Auspufföffnungen im Rohrschieber beschränkt, so daß
dieses Ventil ebenfalls bestrebt ist, nur eine geringe Wärmemenge während der Überleitperiode
aufzunehmen. Überdies kann durch das Ventil absorbierte Wärme leicht wieder abgegeben
werden, denn erstens ist das Ventil als Ganzes in guter thermischer Berührung mit
dem Zylinder, und zweitens wird der Teil des Ventils in der Nähe der Auslaßöffnung
nach der Auspuffperiode und infolge der Verbundschwing- und Hinundherbewegung des
Schiebers aufwärts zwischen die gekühlten Wandungen des Zylinders und des stopfenartigen
Kopfes E bewegt. Andererseits ist das Tellerventil F imstande, zufriedenstellend
zu arbeiten, weil die Wärme der Gase, die vom Niederdruckzylinder B durch die Ventilöffnung
auspuffen, geringer ist als die Wärme der Auspuffgase einer normalen Brennkraftmaschine.
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Die Zylinder können auch in anderer Weise angeordnet werden als dargestellt,
wenn nur die Überleitkanäle kurz und so gerade wie möglich sind und die richtige
Phasenbeziehung zwischen Hochdruck- und INTiederdruckkolbenhüben beibehalten wird.
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Eine Einheit der dargestellten Art aus zwei Hochdruckzylindern und
einem einzigen Niederdruckzylinder kann allein benutzt werden; zweckmäßigerweise
aber werden mehrere solche Einheiten miteinander vereinigt, und zwar entweder so,
daß alle Zylinder in einer Linie liegen oder daß mehrere der Einheiten in V-Form,
Sternform oder Kreuzform angewendet werden, wie es erwünscht erscheint. Es kann
auch ein Kreisel- oder sonstiger Kompressor statt des dargestellten Kompressors
H mit hin und her gehendem Kolben benutzt werden, und solcher Kompressor kann unmittelbar
von der Kurbelwelle Cl betrieben werden oder durch eine Turbine, die von den Auspuffgasen
getrieben wird, die aus dem Auspuff F1 strömen.
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Die Rohrschieber D in den Hochdruckzylindern A werden, wie angeführt,
zweckmäßig in bekannter Weise so angetrieben, daß sie die gewünschte Verbundschwing-
und Hinundherbewegung ausführen. Die Bewegung der Rohrschieber kann beispielsweise
in bekannter Weise von einer Halbtourenwelle abgezweigt werden, die von der Kurbelwelle
Cl in beliebig zweckmäßiger Weise angetrieben wird. Diese Halbtourenwelle ist zweckmäßig
auch mit einem oder mehreren Nocken ausgerüstet, um durch ein Zwischengetriebe das
Auspuffventil F zu bewegen. Da dieses Ventil einmal für jede Kurbelwellendrehung
geöffnet werden muß, so kann der Antriebsnocken so gestaltet werden, daß er es zweimal
für jeden Umgang der Halbtourenwelle anhebt. Die Einzelheiten der Bauart lassen
sich nach Maßgabe des Bedarfs ändern, und es können bekannte konstruktive Merkmale
nach Wunsch bezüglich der Hochdruckzylinder und Rohrschieber sowie sonstiger Teile
der Maschine übernommen werden.
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Beispielsweise kann, während vorzugsweise die Erfindung auf eine Maschine
Anwendung findet, die eine dreifach gekröpfte Kurbelwelle aufweist, an der die Kolben
aller drei Zylinder in der dargestellten Weise arbeiten, eine Taumelscheibe oder
ein sonstiges Getriebe zur Umwandlung von hin und her gehender in Drehbewegung an
Stelle einer normalen Kurbelwelle benutzt werden. Die Maschine gemäß der Erfindung
kann entweder durch Wasser oder durch Luft oder durch sonstige Mittel gekühlt werden.