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Brennkraftmaschine mit im Steuerschieber angeordneten Brennkammern
Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen, deren Ausdehnungsraum oder Ausdehnungsräume
mit einer oder mehreren Kammern verbunden werden können, in denen die Verbrennung
bei gleichbleibendem kau@minhalt erfolgt. Diese Ausdehnungsräume können irgendwelcher
Art sein und z. B. durch den Zylinder eines Arbeitskolbens oder durch das Gehäuse
einer Turbine gebildet werden.
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Es ist bekannt, die Kammern, in denen die Verbrennung bei gleichbleibendem
Rauminhalt erfolgt, in einem Verteiler anzuordnen, der den Einlaß der verbrannten
Gase in eire Turbine regelt. Dieses Verfahren macht es erforderlich, Steuerungen,
z. B. Ventile, zum Regeln des Einlasses und des Auslasses der das Gasgemisch verdichtenden
Pumpe vorzusehen.
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Die Erfindung bezweckt, die Steuerung von Brennkraftmaschinen genannter
Art zu vereinfachen. Die Erfindung besteht darin, daß der Steuerschieber der Brennkraftmaschine
zwei Brennkammern enthält, die einzeln zunächst nacheinander mit Öffnungen des Verdichterzylinders
in Verbindung gebracht werden, um das von der Pumpe verdichtete Gasgemisch in die
Brennkammern treten zu lassen, und darauf nach Verbrennung des Gasgemisches mit
einer Leitung in Verbindung treten, um die verbrannten Gase in den Arbeitszylinder
überzuleiten, in dem die Ausdehnung der verbrannten Gase stattfindet.
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Um die ganze Leistungsfähigkeit der Pumpe auszunutzen und andererseits
die Kühlung der Brennkammern zu gestatten, kann eine doppelt wirkende Pumpe vorgesehen
werden, welche :bei je einem Hub das für die eine oder für die andere der beiden
Brennkammern bestimmte Gasgemisch verdichtet.
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In dem Fall, wo die Brennkammern nacheinander mit demselben den Arbeitskolben
enthaltenden Ausdehnungszylinder in Verbindung gebracht werden, kann die Umidrehungszahl
der die Pumpe und den Verteiler antreibenden Welle halb so groß als die .der Triebwelle
sein.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Abb. i, a, 3 und 4 zeigen schematisch dieselbe Maschine in senkrechtem
Schnitt bei verschiedenen Arbeitsstellungen.
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Abb. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V in Abb. a.
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Ab'b. 6 ist ein Schnitt durch den Zylinder senkrecht zu dem in Abb.
i gezeigten Schnitt. Die Brennkammern 5 und 6 mit gleichbleibendem Rauminhalt sind
in einem Steuerschieber 7 angebracht, welcher den Einlaß des Gasgemisches in einen
Pumpenzylinder 13, die Überleitung des Gasgemisches von dem Pumpenzylinder
nach den Brennkammern und schließlich den Austritt der verbrannten Gase nach dem
Ausdehnungsraum steuert.
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Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine doppelt wirkende Pumpe
verwendet, welche das Gasgemisch durch zwei Leitungen 15 und 16, die mit dem Zylinder
14 des Verteilers 7 in Verbindung stehen, ansaugt und
zurücktreibt.
Während des Ansaugens kann ein in dem unteren Teil des Steuerschiebers 7 vorgesehener
Kanal 17 die Leitung 15 in Verbindung mit dem Ansaugrohr des Verdichters bringen,
während andererseits die Leitung 16 durch den ebenfalls im Steuerschieber angeordneten
Kanal 18 mit der Saugleitung in Verbindung treten kann.
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Wie aus Abb.6 ersichtlich, ist der Kanal 17 vor einer Öffnung 17a
- angeordnet, die durch die Leitung 17b mit der Gasleitung in Verbindung steht.
Die Länge des Kanals 17 ist etwas größer als der Gesamthub des Steuerschiebers,
so daß der Kanal in ständiger Verbindung mit der Öffnung 17a bleibt.
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Die Brennkammern 5 und 6 können nacheinander mit ,einem Kanal 8 in
Verbindung gebracht werden, welcher am oberen Teil des Zylinders 4 mündet, in dem
sich der Arbeitskolben a bewegt, welcher die Welle i mittels der Pleuelstange 3
antreibt.
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Nach dem dargestellten Beispiel werden der Steuerschieber 7 und der
Pumpenkolben 12 durch Pleuelstangen io und i i von einer Welle g aus angetrieben,
welche sich im entgegengesetzten Sinne mit der halben Drehzahl wie die Welle i dreht.
Der Übersichtlicbkeit halber sind in den Abbildungen die Pleuelstangen io und ii
durch zwei verschiedene Wellen 9 angetrieben gezeichnet.
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Bei der in Abb. i gezeichneten Stellung dehnen sich die in der Kammer
6 enthaltenen verbrannten Gase in den Zylinder ,4 hinein durch die Leitung 8 aus
und treiben so den Kolben a an, welcher im Begriff ist, die A.uslaßöffnung ig aufzudecken.
Die Kammer 5 erhält andererseits durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 12 eine Ladung
von Gasgemisch. Mit seinem oberen Teil saugt der Kolben 12 eine Ladung von frischem
Gas diarch die Leitungen 16 und 18 an. Bei weiterer Drehung der Welle i deckt der
Kolben :2 dann die Austrittsöffnung ig auf, so daß die Gase ausströmen können; darauf
bedeckt er die-Öffnung von neuem, wie es in Abb. 2 dargestellt ist. Nach dieser
Abbildung ist ferner die Kammer 5, welche soeben mit frischem Gas gefüllt worden
ist, .abgeschlossen und befindet sich auf dem Wege, mit der Leitung 8 in Verbindung
gebracht zu werden, nachdem das darin enthaltene Gasgemisch durch irgendeine bekannte
Einrichtung, z. B. durch eine Zündkerze, zur Verbrennung gebracht worden ist.
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Die verschiedenen Teile gelangen so durch die in Abb. 3 gezeichnete
Stellung hindurch, in der die in der Kammer 5 enthaltenen verbrannten Gase anfangen,
durch die Leitung 8 auszutreten, während andererseits der Kanal 17 in Verbindung
mit der Leitung 15 gebracht wird, so daß- unter dem Kolben 12 eine Ladung von frischem
Gasgemisch angesaugt werden kann. Gleichzeitig werden die über dem Kolben befindlichen
Gase in die Kammer 6 durch die Leitung 16 zurückgedrängt.
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Abb. 4 zeigt die Stellung der verschiedenen Teile während der vollständigen
Öffnung der Leitungen, deren Öffnungen bei der in Abb. 3 gezeichneten Stellung gerade
anfängt.
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Bei der Weiterdrehung der Wellen i und 9 spielen sich die verschiedenen
im vorstehenden beschriebenen Arbeitsvorgänge von neuem ab.
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Es ist zu bemerken, daß nach dem Austritt der Gase durch die Öffnung
ig der Kolben 2 in dem oberen Teil des Zylinders die nicht ausgestoßenen Restgase
verdichtet. Jedoch ist zu berücksichtigen, daß die zur Verdichtung aufgewendete
Energie später durch die Ausdehnung der Gase wiedergewonnen wird und daß andererseits
diese Gase die gute Ausbreitung der Verbrennung in den Kammern 5 und 6 in keiner
Weise beeinträchtigen, da die Kammern während der Verbrenmrng von dem Zylinder 4
abgeschlossen sind.
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Um ferner die Ausbreitung der Verbrennung in den Kammern 5 und 6 zu
beschleunigen, sind die Leitungen 15 und 16 so angeordnet, daß sie in annähernd
tangentialer Richtung in die Kammern einmünden (Abb.5), so daß das Gemisch im Inneren
der Kammern eine Drehbewegung annimmt, welche die Verbrennung schnell auf die ganze
Gasmasse überträgt.
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Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel endet die Leitung 8 in
dem oberen Teil des Zylinders eines Arbeitskolbens. Die von den Kammern 5 und 6
durch die Leitung 8 abgegebenen, unter Druck stehenden Gase können auch dadurch
nutzbar gemacht werden, daß sie z. B. gegen die Schaufeln einer Turbine geleitet
werden.
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Durch die Erfindung werden die Vorteile erreicht, daß durch die Verwendung
von zwei Kammern 5 und 6 für einen einzigen Zylinder die Anzahl der Verbrennungen,
welche in jeder der Kammern stattfinden, verringert wird, was für eine gute Kühlung
der Teile, welche mit diesen Kammern in Berührung stehen, günstig ist. Außerdem
werden die Einlaß- und Au släßventile für den Verdichter und Ventile, welche den
Eintritt des Gemisches in die Brennkammern steuern, gespart.