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Viertaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Viertaktbrennkraftmaschinen,
bei denen die Einlaß-und Auslaßkanäle durch einen einzigen mit Fenstern versehenen
Rohrschieber gesteuert werden, der eine Verbundschwing- und Hinundherbewegung :ausführt.
Bei derartigen Maschinen tritt die Ladung in den Zylinder mehr oder weniger tangential
infolge der bei .Öffnung der Einlaßkanäle erfolgenden seitlichen Bewegung des Schiebers
ein und veranlaßt dadurch, daß die Ladung eine Kreiselbewegung um die Zylinderachse
ausführt. Es hat sich gezeigt, daß dieser Ladungswirbel einen tiefgehenden Einfluß
auf den Verbrennungsvorgang ausübt, und die Aufgabe der Erfindung ist eine Regelung
des Wirbels derart, daß die besten Ergebnisse erzielt werden.
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Eine gewisse Wirbelung ist vorteilhaft insofern, als sie die Verpuffung
vermindert; ein zu starker Wirbel aber führt zu Störungen infolge Fliehkraftabscheidung
des flüssigen Brennstoffes in der Ladung und zu übermäßig starkem Wärmeverlust,
der die rasche Ausbreitung der Flamme verhütet.
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Gemäß der Erfindung sind die Kanäle jedes Zylinders, die die Ladung
zu den Einlaßkanälen der Zylinderwandung führen, so geformt, daß sie die Neigung
der Ladung, um die Zylinderachse zu kreisen, auf einen passenden Wert herabsetzen.
Zweckmäßigerweise kann dies dadurch bewirkt werden, daß man die Kanäle so anordnet,
daß die Ladung zu den Kanälen mit einer tangentialen Strömung gelangt, deren Richtung
der des natürlichen Wirbels @entgegengerichtet ist. Statt dessen können Leitschaufeln
oder Stoßwände in den Kanälen oder öffnungen angebracht werden, die die Beschickung
zwingen, in den Zylinder m einer mehr oder weniger radialen Richtung einzutreten.
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Bei Mehrzylindermaschinen, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind,
sind die Einlaßkanäle jedes einzelnen Zylinders oder die Einlaßöfnungen jedes Zylinders
in der oben beschriebenen Weise ausgebildet und ,angeordnet, so daß die Kreiselbewegung
in jedem Zylinder auf das .erforderliche Maß herabgesetzt wird. Infolgedessen wird
das Arbeiten der Maschine als Ganzes verbessert.
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Die Erfindung kann praktisch in verschiedener Weise ausgeführt werden.
Zwei beispielsweise Ausführungsformen sind in der Zeichnung wiedergegeben, und zwar
ist A.bb. i ein Aufriß (zum Teil im Schnitt) einer, Maschine der Art, wie sie für
die vorliegende Erfindung in Frage kommt.
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Abb. z zeigt einen Schnitt nach Linie 2-a der Abb. i für eine Maschine,
deren Einlaßöffnungen in bekannter Weise ,angeordnet
sind; die Abbildung
zeigt, wie bei früheren Konstruktionen ein übermäßiges Kreisen der Ladung um die
Verbrennungskammerachse hervorgerufen wird.
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Abb. 3 zeigt eine der Abb. 2 ähnliche Darstellung einer Anordnung
der Einlaßöffnungen gemäß der Erfindung, und Abb. 4. ist eine 'ähnliche Darstellung
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei der Anordnung nach Abb. z besteht
die Maschine aus einem Kurbelgeliäuse A mit Kurbelwelle Al, über dem ein wassergekühlter
Zylinder B sitzt, der am oberen Ende durch einen stopfenartigen Zylinderkopf C geschlossen
ist. Im Zylinder B ist ein Rohrschieber D
vorhanden, der in bekannter
Weise eine Verbunddreh- und Schwingbewegung durch einen Kurbelzapfen Dl :einer liegenden
Welle D-' erfährt, die von der Kurbelwelle durch entsprechendes Getriebe mit halber
Kurbelwellengeschwinäigkeit in Umlauf gesetzt wird. Im Zylinder B geht der Kolben
E hin und her, der mit der Kurbelwelle A1 durch die Kuppelstange E'1 verbunden ist.
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Bei Maschinen dieser Art öffnen sich die Einlaßöfinungen seitlich,
wenn der Rohrschieber hauptsächlich eine Schwingbewegung ausführt. So tritt bei
der bekannten, in Abb.2 wiedergegebenen Anordnung der Einlaßöffnungen, bei der der
Zylinder BI mit drei Einlaßöffnungen F versehen ist, die durch einen gemeinsamen
K analFl mit einer mittleren Einlaßöffnung F° in Verbindung stehen und durch einen
Rohrschieber H gesteuert «,erden, der gleichzeitig zwei Auslaßkanäle G steuert,
die Ladung in den Zylinder durch die öffnungenF mit einer Tangentiallkomponcnte
ein, die entgegengesetzt gerichtet der der kohrschieberbewegung während der Öffnungsperiode
ist (wie durch Pfeile angedrutet), mit dem Ergebnis, daß ein unerwünscht rascher
Umlauf der Ladung um die Zylinderachse einzutreten sucht. Sind die Einla.ßöffnungen
völlig geöffnet, so ist keine Neigung der Ladung vorhanden, tangential durch den
Mittelkanal F einzutreten. Dagegen ist die Ladung geneigt, tangential durch die
beiden Seitenkanäle F einzuströmen. Die Tangentialkomponenten der Strömungen durch
diese Seitenöffnungen sind aber gleich und entgegengesetzt gerichtet, so daß im
ganzen an diesem Zeitpunkt der öffnung des Schiebers kein Bestreben besteht, eine
Kreiselung hervorzurufen. Andererseits ist aber auch wenig oder gar kein Bestreben
vorhanden, den Wirbel zu dämpfen, der während des Anfangs der öffnungszeit der Einlaßöffnungen
erzeugt wurde mit dem Ergebnis, daß am Ende der Einlaßperiode die Ladung bestrebt
ist, um die Zylinderachse unerwünscht rasch zu kreisen. Bei der Konstruktion gemäß
der Erfindung, die in Abb.3 wiedergegeben und bei der die Anordnung so getroffen
ist, daß dieser übermäßige Umlauf gedämpft wird, besitzt die Maschine einen Zylinder
Bi mit einem Rohrschieber Hl, der drei Einlaßöffnungen F3 und zwei Auslaßöffnungen
G1 steuert, die ähnlich den öffnungen F und G der Anordnung gemäß Abb. 2 angeordnet
sind. Bei der Anordnung nach Abb.3 aber sind die drei Einlaßäifnungen F3 durch einen
Kanal F4 mit einer Öffnung F5 verbunden, die dem einen Ende dieses Kanals näher
liegt als dem anderen, so daß, wie wiederum durch Pfeile angedeutet, ein größerer
Teil der Ladung bestrebt ist, während der späteren Teile der Einlaßperiode in den
Zylinder in solcher Richtung einzutreten, daß der normal erzeugten Kreiselung, die
während der ersten Teile der Einiaßperiode durch die Einströmung der Gase in der
in Abb.2 angedeuteten Weise entsteht, entgegengewirkt wird. Weiter sind die Einlaßkanäle
F3 zweckmäßigerweise mit geneigten Kanten oder einer überhängenden Lippe versehen,
wie bei FG angedeutet, so daß die Gegenströmung unterstützt wird.
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Maat sieht, daß bei dieser Anordnung zwar während der Anfangsöffnung
der Einlaßkanäle ein Wirbel um die Achse der Verbrennungskammer zu entstehen sucht,
daß aber während der späteren Teile zu der Eröffnung der Einlaßkanäle die Ladung
durch die Einlaßöffnungen in einer Richtung einströmt, die dem anfangs erzeugten
Wirbel entgegenarbeitet, wodurch die Geschwindigkeit der Kreiselung der Ladung um
die Zylinderachse sich am Ende der Einlaßperiode auf einen erwünschten Wert zu vermindern
sucht.
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Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung, die Abb. q. veranschaulicht,
ist der Zylinder B3 mit drei Einlaßöffnungen F7 versehen, die durch eine Kammer
F$ mit einer Einlaßöffnung F9 verbunden sind sowie mit zwei AuslaßöffnungenGg; alle
diese öffnungen und auch der Kanal F$ und öffnung F9 sind genau wie bei der Konstruktion
nach Abb. 2 angeordnet. Die Kanäle werden durch einen Rohrschieber H° gesteuert.
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Bei der Anordnung nach Abb. q. ragt nun eine Reihe von Leitschaufeln
J quer durch die Einlaßöffnungen F7 hindurch. Diese Leitschaufeln sind im wesentlichen
radial zur Zylinderachse gerichtet und haben also das Bestreben, die durch die öffnungen
in den Zylinder eintretende Ladung zu zwingen, dies im wesentlichen radial zu tun;
dadurch wird das Bestreben der Ladung, um die Zylinderachse zu kreisen, vermindert.
Die Leitschaufeln könnten auch schräg angeordnet werden, so daß sie eine Kreiselbewegung
hervorrufen, die bestrebt ist, dem natürlichen Wirbel
entgegenzuwirken,
der im Zylinder während des frühen Teiles der Eröffnungsperiode der Einlaßöffnungen
entstehen kann.
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Die Schaufeln J können aus einem Stück mit dem Zylinder gegossen werden
oder können aus Flachmetall gefertigt und später eingebaut werden.
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Die oben beschriebenen Konstruktionen sind nur beispielsweise gegeben
und können in, mannigfacher Weise ohne Abweichung vom Erfindungsbereich abgeändert
werden.