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mehrzylindrige Dieselmaschine Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige
Dieselmaschine mit gleichachsig zum Arbeitszylinder angeordnetem Kompressorzylinder,
dessen Kolben auf der Kolbenstange des Arbeitskolbens sitzt. Derartige hochvorkomprimierte
Luft wird z. B. zum Einblasen des Betriebsstoffes in den Arbeitsraum der Motoren
benutzt.
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Es ist bereits bekannt, bei Brennkraftmaschinen die Luft in Stufenkompressoren
vorzukomprimieren Der Erfindung gemäß besitzen die Kompressorzylinder der einielnen
Aggregate (Arbeitszylinderkompressor) verschiedene Durchmesser und bilden die Stufen
eines mehrstufigen Einblaseluftkompressors. Selbstverständlich brauchen nicht alle
Kompressoren als Stufenkompressoren ausgebildet sein, sondern ein Teil derselben
kann, insbesondere bei Höhenflugmotoren, zum Vorverdichten der Einsaugluft dienen,
so daß auch bei größeren Höhen Luft von einem konstanten Druck in den Arbeitszylinder
gelangt.
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Die dem Verbrennungsraum entgegengesetzte Seite eines jeden Arbeitszylinders
ist als Kompressorraum und als Stufe des Stufenkompressors ausgebildet. An sich
ist es bereits bekannt, den unter dem Arbeitszylinder liegenden Kompressor als Kompressorraum
auszubilden. Ebenso ist es bekannt, die Luft von einem Kompressor in einen anderen
Kompressor überströmen zu lassen, um hierdurch an sich einen Druckausgleich zu erhalten.
Der Erfindung gemäß sind in den Verbindungsleitungen der Stufen einstellbare Ventile
angeordnet, wodurch ein Zurückführen der Luft . in regelbarer Menge aus der einen
Stufe in die vorhergehende Stufe ermöglicht wird. Hierdurch ist die Verdichtung
der Luft regelbar.
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Auf der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfiüdungsgegenstandes
dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Viertaktmotor im Längsschnitt, bei welchem an die
Arbeitszylinder die Stufen eines zur Erzeugung von Einblaseluft für Dieselmotoren
dienenden Stufenkompressors angeschlossen ist.
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Abb. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Motor gemäß Abb. i.
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Abb. 3 und q. zeigen quer zu der Längsachse des Motors gelegte Schnitte.
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Abb. 5 zeigt einen entsprechend Abb. i ausgebildeten Zweitaktmotor
im Längsschnitt. Abb. 6 zeigt eine Draufsicht auf den Motor gemäß Abb. 2.
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Abb. 7 und 8 zeigen quer zu der Längsachse des Motors gelegte Schnitte.
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Abb. 9 zeigt ein Einzelteil.
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Abb. io zeigt im Längsschnitt einen Motor, wie er insbesondere zum
Arbeiten in großen Höhen nach dem Dieselverfahren mit Überladungen bis etwa 2o cbm
mit Einspritzdüsen benutzt werden kann.
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Abb. ii zeigt eine Draufsicht auf Abb. io. Abb. 12 zeigt einen Schnitt
quer zur Längsachse des Motors.
Abb. 13 zeigt ein Steuerdiagramm
für den Viertaktmotor und Abb. 14 ein Steuerdiagramm für den Zweitaktmotor.
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Bei dem Motor gemäß Abb. i bestehen die Zylinder aus den Arbeitsräumen
i, den Kompressorräumen 2, 3 und dem Kurbelkastenraum4. In dem Kompressorraum 3
findet die Verdichtung durch die Kreuzkopfkolben statt, und zwar dient der Kompressorraum
3 als erste Stufe des Stufenkompressors, der Kompressorraum 3,1 als zweite Stufe,
der Kompressorraum 3l' als dritte Stufe und der Kompressorraum 3c als vierte Stufe
des Kompressors. Die Größe der Kolben wird entsprechend gewählt, d. h. der erste
Kolben ist, um das Einsaugen eines möglichst großen Luftquantums zu gewährleisten,
am größten und der letzte im Kompressorraum 3c verdichtende Kolben 5c, um eine möglichst
hohe Kompression bei gleicher Arbeitsleistung zu erzielen, am kleinsten gewählt.
Die einzelnen Kompressorräume 3 sind mittels der Leitungen 6 miteinander verbunden,
so daß der Inhalt einer Stufe, ohne über einen Aufnehmer zu strömen, unmittelbar
in den Zylinder der nächsthöheren Stufe einströmen kann. In die Ausströmleitungen
6 sind dabei Rückschlagventile 7 eingeschaltet, welche, wie weiter unten beschrieben,
in besonderer Weise regelbar sind.
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Die einzelnen Stufen der Kompressoren sind so hintereinandergeschaltet,
daß die Kolben aufeinanderfolgender Stufen gegenläufig arbeiten. Beispielsweise
drückt der Kolben 5 unmittelbar in den vom niedergehenden Kolben 5a freigegebenen
Raum, so daß also in der Höchstlage des Kolbens 5 und in der Tiefstlage des Kolbens
5a die Luft, die der ersten Stufe entsprechende Kompression erhalten hat und ohne
nachfolgende Expansion durch den Kolben 5a unter Kompression in den Raum 3b übergeschoben
wird.
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Infolge der Vielzahl der Stufen macht die Abführung der bei der Kompression
erzeugten Wärme keine Schwierigkeiten. Die von der letzten Stufe 3c geförderte Luft
wird ausschließlich als Einblaseluft verwendet und über die Leitung 8 und das Ventil
g zu dem Brennstoffventil fo geführt. Die von den Kompressoren 2 und 4 geförderte
Luft wird über Leitungen li in den Arbeitszylinder gebracht und dient zur Überladung.
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Abb. 5 zeigt die Ausbildung eines Zweitaktmotors nach dem für Viertaktmotoren
in Abb. r gezeigten Prinzip. Die Arbeitsweise der zur Erzeugung der Einblaseluft
dienenden Kolben 5 bis 5c ist die gleiche, wie bei der Ausführungsform gemäß Abb.
i beschrieben. Die unter den Arbeitskolben erzeugte Druckluft sowie die in dem unterteilten
und geschlossenen Kurbelkasten erzeugte Druckluft wird als Spülluft ausgenutzt.
In Abb. fo ist eine Maschine dargestellt, bei welcher die Kompression in etwas anderer
Weise geregelt wird. Diese Kompressionsart eignet sich insbesondere für Halbdiesehmaschinen,
welche nicht so hoch komprimierte Luft erfordern wie Dieselmotoren, indem besondere
Zündvorrichtungen vorgesehen werden. Bei dieser Ausführungsform sind die Arbeitszylinderkompressorräume,
also die Kompressorräume, die unter den Arbeitskolben liegen, ebenfalls als Stufenkompressoren
ausgenutzt, wodurch zwei verschiedene Förderhübe erhalten werden gegenüber den in
den vorhergehenden Abbildungen dargestellten Ausführungsformen.
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Die erste Stufenkompression beginnt in dem Kompressorraum 3, welcher
über die Leitung fo Luft aus der Atmosphäre ansaugt. Der Kolben 5 dieses Kompressors
schiebt die Luft unter Kompression derselben über die Leitungen il und i2 zu den
Kompressorräumen 2 und 26, welche bei dem darauffolgenden Niedergehen der Arbeitszylinderkolben
die Luft über die Leitungen 13 und 14 in den Kompressorraum 311 überschieben. Von
hier aus wird die Luft über die Leitung 15 in die Arbeitszylinderräume _@' und ic
geschoben, wodurch die Kompression der ersten Reihe der Stufenkompressoren beendet
ist. Um 18o' versetzt zu dieser ersten Stufenkompressorreihe kommt die zweite Stufenkompressorreihe
zur Wirkung. Bei dieser Kompressorreihe wird die Luft zunächst in den einen besonders
großen Raum besitzenden Kompressor 3c angesaugt und von hier über die Leitungen
16 und 17 in die unter den Arbeitszylinderkolben befindlichen Kompressorräume 2a
und 2° geschoben. Von diesen beiden Kompressorräumen wird die Luft mittels der Arbeitszylinderkolben
über die Leitungen i8 und ig in den Kreuzkopfkolbenkompressor 3# gepreßt. Aus diesem
Kompressor gelangt die Luft unter weiterer Kompression über die Leitungen 2o, 21
zu den Arbeitszylinderräumen z und il', wodurch die Kompression der zweiten Stufenkoinpressorreihe
ebenfalls beendet ist.
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Die für das Einblasen erforderliche komprimierte Luft wird aus den
unter den Arbeitskolben befindlichen Kompressorräumen abgenommen, und zwar mittels
einer Leitung 22, deren Verbindung mit dem Kompressorraum durch ein Ventil 23 gesteuert
wird. In den Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Kompressoren sind Rückschlagventile
7 eingeschaltet, wie sie in Abb. 9 näher dargestellt sind. Dieses Ventil ist durch
einen Nocken 24 steuerbar, um so durch teilweises Abheben des Rückschlagventils
ein Rückströmen der Luft aus der hohen Stufe in die niedrigere Stufe zu ermöglichen,
wodurch die Kompression in einfacher Weise, unter Wahrung des besten Wirkungsgrades,
regelbar ist. Zwecks Regelung dieses Rückströmens kann auch jede Stufe mit der ihrem
Arbeitsgange
folgenden regelbar durch eine Rückflußleitung verbunden
sein, wodurch sich die Einstellbarkeit des Rückschlagventils erübrigt.
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Derartige Dieselmotoren, deren Kreuzkopfkolben als Stufenkompressoren
ausgebildet sind, lassen außerordentlich hohe Touren erreichen, da das besondere
Getriebe für einen getrennten Kompressor fortfällt.