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Zweitaktgasmaschine Es sind Zweitaktgasmaschinen bekannt, bei «-elchen
die Spülung mit Luft durch Schlitze am Hubende stattfindet und bei welchen ein besonderer
Kolbenverdichter für das Gemisch angeordnet ist, dessen Zylinder mit dem Verbrennungsraum
des Verbrennungszylinders durch eine üffnung verbunden ist, die durch ein selbsttätiges
Ventil in der Weise gesteuert -,\wird, daß sich das Ventil bei Überdruck im Gaszylinder
öffnet und bei überdruck im Verbrennungszylinder schließt, -wobei der Kolben des
Gasverdichters gleichläufig mit dem Kolben des Verbrennungszylinders ist. Diese
Maschinen haben den Nachteil, daß das Expansionsverhältnis im Verbrennungszylinder
erheblich kleiner als das Verdichtungsverhältnis ist, so daß der Brennstoffverbrauch
dieser 1-1aschinen schlecht ist. Ferner ist es bei Zweitaktgemisclnnaschinen, bei
denen die Spülung nur durch Luft stattfindet und bei denen das Gas oder Gemisch
durch Schlitze in den Verbrennungszylinder eingeführt wird, die sich innerhalb des
Hubbereiches des Kolbens befinden, bekannt, einen Teil der Geinisch- oder Luftladung
wieder auszuschieben. Bei diesen Maschinen ergeben sich große Verluste für die Einbringung
des Gases oder Geinisches, so daß auch die Maschinen einen schlechten Brennstoffverbrauch
besitzen.
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Die Erfindung betrifft eine Zweitaktgasmaschine, bei welcher die Ausspülung
der Verbrennungsgase durch Luft erfolgt und nach Abschluß der Auslaßschlitze das
Gas oder Gemisch durch einen besonderen Verdichter in den Verbrennungszylinder eingeführt
wird, dessen Zylinder mit dem Verbrennungsraum des Verbrennungszylinders durch eine
gesteuerte öffnung verbunden ist. Sie besteht darin, daß in an sich bekannter Weise
nach erfolgter Luftspülung ein Teil der Luftladung aus dem Verbrennungszylinder
wieder ausgeschoben wird und die Verdichtung des Gases oder Gemisches in dem Gasverdichter
bereits während dieses Ausschiebens der Ladeluft aus dem Verbrennungszylinder erfolgt.
Zu diesem Zweck wird das Steuerorgan, das die Öffnung, die Gaszylinder und Verbrennungszylinder
miteinander verbindet, steuert, während des Ausschiebens der Luft aus den Verbrennungszylinder
geschlossen gehalten. Durch diese 1laßnahine ergibt sich der Vorteil, daß bei kleinstem
Arbeitsaufwand für die Einbringung des Gases oder Gemisches in den Verbrennungszylinder
und bei einem Expansionsverhältnis gleich dein gesamten Verdichtungsverhältnis der
Verbrennungszylinder nicht größer als bei den bekannten normalen Gasinaschinen und
der Zylinder des Gas- oder Gemischverdichters klein wird. Außerdem ergibt sich durch
diese Maßnahme der weitere Vorteil, daß das Steuerorgan nvischen Gaszylinder und
Verbrennungszylinder bei gleichem Druckverlust ebenfalls kleine Abinessungen erhält.
Dieses ist eine besonders wesentliche Wirkung, da dasselbe in dein sehr
stark
durch Wärme beanspruchten Verbrennungsraum liegt. Das Gas kann von dein Zylinder
des Gasverdichters angesaugt oder demselben mit Überdruck in rückgekühltem "Zustand
zugeführt werden. Das letztere ist besonders vorteilhaft, da dadurch das w`erdichtungsverhältnis
erhöht werden kann.
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Durch die Summe der Maßnahmen werden bei der Erfindung die Grundlagen
für eine neue Zweitaktgroßgasinascliine geschaffen, deren Brennstoffverbrauch besser
als der der bekamiten Gasmaschinen ist und deren Bau-«-eise erheblich einfacher
ist.
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In Abb. i und z ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
Es ist a der Verbrennungszylinder der Zweitaktmaschine, b der Kolben in einer beliebigen
Stellung und bi der Kolben in der Zündtotlage, so claß der Raum zwischen dieser
Kolbenstellung und den Zylinderabmessungen den Verdichtungs-bzw. Verbrennungsraum
des Verbrennungszylinders a darstellt. Ferner sind c die Auslaßschlitze für die
Verbrennungsgase, d die Einlaßschlitze für die Spülluft, e die -Ausschiebschlitze
und f ist ein Steuerorgan für diese Schlitze. Weiter ist g der Zylinder des Gasverdichters,
lt dessen Kolben, i das Ansaugventil, k ist die Verbindungsöffnung zwischen Verbrennungszylinder
a und Gasverdichterzylinder g. L ist ein Steuerorgan für diese Üfinung, das zweckmäßigerweise
als selbsttätiges Ventil in der Weise ausgebildet ist, daß es sich unter der Wirkung
eines Überdrucks im Gasverdichterzylindei' öffnet und bei Überdruck im Verbrennungszylinder
schließt. in ist ein Entlastungskolben für dieses Ventil 1, so daß es vom
Druck im Zylinder entlastet ist. Der Raum n wird mittels eines Steuerorgans o mit
dem Gaszylinder g in Verbindung gesetzt oder entspannt. In Abb. 2 ist der Entlastungskolben
iii etwas anders angeordnet. p ist ebenfalls ein Steuerungsorgan, durch welches
der Raum q mit dein Gaszylinder g verbunden oder entspannt werden kann.
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Die Arbeitsweise dieser Zweitaktmaschine ist folgende: Führt der Kolben
b den Verbrennungs- und Ausdehnungshub aus, so bewegt er sich auf die Auspuffschlitze
c zu, öffnet zuerst die Schlitze e, die aber durch das Steueroigan f abgeschlossen
sind; beim Weitergange öffnet er die Auspuffschlitze c, wodurch die Entspannung
des Zylinderinhaltes stattfindet. Beim Weitergang werden die Spülschlitze d geöffnet,
wodurch Spülluft, die in einem Spülverdichter erzeugt wird, eintritt und den Zylinder
von den Verbrennungsgasen ausspült. Dieser Vorgang dauert so lange, bis der Kolben
in seine Totlage kommt und beim Rückwärtsgang die Spülschlitze c1 und dann die Auspuffschlitze
c abschließt. Inzwischen hat sich das Abschlußorgan f geöffnet, so daß bis zum Abschluß
der Schlitze e durch den Kolben oder schon vorher durch das Abschlußorgan fein Teil
der nur aus Luft bestehenden Ladung des Zylinders durch den Kolben wieder ausgeschoben
wird und die Verdichtung beginnt. Während des Ausdehnungshubs im Verbrennungszylinder
a hat im Verdichter für das Gas der Ansaughub stattgefunden, wobei das Gas vom Verdichter
angesaugt oder demselben unter Überdruck, der in einem besonderen rotierenden Verdichter
erzeugt werden kann, zugeführt werden kann. Beim Rückwärtsgange des Kolbens h findet
im Zylinder g, während der Kolben des Verbrennungszylinders b Luft ausscliiebt,
bei geschlossenem Ventil Z Verdichtung des Gases statt. Das selbsttätige Ventil
L wird dadurch geschlossen gehalten, daß bei der Ausführung nach Abb. i der Raum
n durch das Steuerungsorgan o von dem Gaszylinder g abgeschlossen ist und mit der
Außenluft oder der Ansaugleitung des Gasverdichters in Verbindung steht. Bei der
Ausführung des Ventils L nach Abb. z steht der Raum q mittels des Steuerungsorgans
p mit dem Gaszylinder g in Verbindung. Ist beim Weitergange des Kolbens h im Verbrennungszylinder
a der Ausschiebevorgang beendet, so wird bei dem Ventil l nach Abb. i der Raum 5z
durch das Steuerorgan o von der Außenluft abgeschlossen und mit dein Gaszylinder
g verbunden und bei der Ausführung nach Abb. z der Raum q durch Steuerorgan
p von dem Gaszylinder g abgeschlossen und finit der Außenluft oder der Ansaugleitung
des Gasverdichters verbunden. Dadurch wird die Entlastung des Ventils 1 von dem
Druck ini Gaszylinder g aufgehoben, und es wirkt beim Weitergange der Kolben
b und lz als selbsttätiges Ventil, das sich unter der Wirkung eines Überdruckes
im Gaszylinder öffnet, so daß jetzt eine gemeinsame Verdichtung in den beiden Zylindern
a und g erfolgt und dabei ein dauerndes Überströmen des Gases in den Arbeitszylinder
stattfindet, da im Gaszylinder g immer das größere Verdichtungsverhältnis vorhanden
ist. Die dabei entstehende Strömungsenergie wird durch zweckmäßige Ausgestaltung
der Öffnung k zur Mischung von Gas und Luft benutzt. Dieser Vorgang hält an, bis
der Gaskolben la in seine Totlage kommt. Dann schließt sich das Ventil
1, und es wird die Zündung eingeleitet, worauf der Kolben des Brennkraftzy
lindern seinen Verbrennungs- und Ausdehnungshub ausführt und sich der ganze Vorgang
wiederholt. Der Kolben da des Gaszylinders kann dem Kolben b des Verbrennungszylinders
auch etwas voreilen, dadurch wird die vorteilhafte Wirkung
erzielt,
daß das Ventil l schon einige Zeit vor Einleitung der Zündung im Brennkraftzvlinder
schließt.
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Dies Erfindung beschränkt sich nicht nur auf einfachwirkende Gasmaschinen,
sondern läßt sich auch für doppeltwirkende Gasmaschinen anwenden, bei welchen sinngemäß
für jede Zylinderseite ein besonderer Gasverdichter anzuordnen ist.