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Brennkraftmaschine mit gemeinsamem Ein- und Auslaßventil Die Erfindung
bezieht sich auf Brennkraftmaschinen-der Gattung, bei welcher ein einziges Ventil
oder ein Satz von Ventilen für den Auslaß der Abgase und für den Einlaß der nachfolgenden,
zur Verbrennung der nächsten Brennstoffladung dienenden Luftladung vorgesehen ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Zylinderkopf von Maschinen
der vorgenannten Gattung so auszubilden, daß die Luft in den Zylinder in einem sich
drehenden wirbelnden Strom eintritt, wenn sich das Ventil für den Einlaß öffnet,
doch ist die Luft im Einlaßkanal bei dieser bekannten Ausbildung während der Zeit,
in der das Ventil geschlossen ist, in Ruhe.
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Gemäß der Erfindung ist der Einlaßkanal derart ausgebildet, daß über
der Rückfläche des Ventils ein koaxial mit dein Ventil sich drehender und fortlaufender
Luftstrom er= halten bleibt.
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Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist auf der Zeichnung
dargestellt, und zwar zeigen Fig. i einen Zylinderkopf und einen Teil des Zylinders
einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch
den Zylinderkopf und einen Teil des Zvlinders in einer zur Fig. i rechtwinkligen
Ebene, Fig. 3 eine Seitenansicht des Zylinderkopfes und Zylinders nach Fig. ?, Fig.
4 einen waagerechten Schnitt nach der Linie A-A der Fig. i.
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Der durch die Zeichnung dargestellte Zylinderkopf gehört einer Ölmaschine
an, in der eine Ladung Öl und Luft durch hohe Temperatur .zur Entzündung gebracht
wird, die am Ende des Kompressionstaktes des Kolbens erreicht wird. Eine derartige
Maschine wird gewöhnlich eine Selbstzündmaschine genannt, bei der die Verdichtung
so hoch getrieben wird, daß die Temperatur den-Entzündungspunkt des Brennstoffes
überschreitet.
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Bei dem dargestellten Beispiel ist, um das Anlassen der Maschine zu
erleichtern, eine durch ein Hilfsventil gesteuerte. Kammer im Zylinderkopf vorgesehen.
Die Ausbildung und Wirkungsweise dieser Zusatzkammer wird Zweiter unten noch beschrieben
werden.
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In Fig. I und 2 besteht der Zylinderkopf aus zwei Hauptteilen, und
zwar einem Hauptgaskanal io, der mit einem Auslaßkanal ii in Verbindung steht; und
einer Hilfskammer 12. die mit dem Zylinderkopf aus einem Stück besteht und etwas
seitlich von- diesem angeordnet ist. Der Gaskanal io steht an seinem unteren - Ende
mit einer Öffnung 13 in Verbindung, die einen Sitz für ein Ventil 14 bildet, dessen
Schaft durch eine Öffnung 15 an der Spitze des Gaskanals iö hindurchgeht. Die Hilfskammer
1a ist ebenfalls- mit einem Ventil 16 ausgerüstet, \velches bei 1 7 aufsitzt und
dessen Schaft durch eine Bohrung i8 im
Kopf der Hilfskammer 12 geht.
In der Wandung der Hilfskammer 12 sind ferner eine Öffnung ig zur Verbindung mit
einem Einführungsrohr und ein mit Gewinde versehenes Loch zur Aufnahme einer Zündkerze
vorgesehen. Die Kammern io und 12 münden nach unten in den Kopf des' Zylinders,
während die innere Wandung 2o desselben mit einem unteren Ring 21 des Zylinderkopfgusses
in Eingriff steht. Die äußere, -den Kanal 22 begrenzende Wand des Zylinders steht
mit einem Flansch 23 in Eingriff, der mit dem Zylinderkopfguß aus einem Stück besteht
und über den Ring 2i in einem Abstand hinüberragt, der gleich dem Abstand der Zylinderwandung
ist. Dieser Zwischenraum ist im Zylinderkopf als ringförmiger Kanal ä4 fortgesetzt,
der auf der Innenseite mit dem Gaskanal io in Verbindung steht. Der obere-und untere
Teil des Zylinderkopfes sind durch sechs Flügel 25 zusammengehalten, die
symmetrisch im Kanal 24 angeordnet sind. Die innere Fläche jedes Flügels (vgl. Fig.
4) ist eine vertikale Ebene, die tangential zum Umfang der Öffnung 13 liegt,
während die äußere Fläche eine etwas konvexe zylindrischeFläche darstellt. Einer
der Flügel ist erweitert und, wie dargestellt, zur Aufnahme des Ventils 16; welches
durch die Hilfskammer 12 ragt-, mit einer Bohrung versehen.
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Der Flansch 23 des Zylinderkopfes. ist mit einer Anzahl Löcher 26
versehen, die Bolzen aufnehmen zurBefestigung desZylinderkopfes auf dem Zylinder,
und ferner mit einem Ansatz 27 (vg1. Fig. 3 und ¢), mit..dem ein nicht dargestelltes
ölzufiußrohr verbünden ist. Im Ansatz 27 ist eine Bohrung 28 angebracht, die durch
die Wandung des Ringes 21 geht und durch die das Öl in den Zylinder eingespritzt
werden kann.
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Im folgenden soll die Wirkungsweise der Maschine beschrieben werden.
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Ein fortlaufender Luftstrom wird zwischen der inneren und äußeren
Wand 2o und 22 des Zylinders durch den Kanal24 hindurch und durch den Auslaßkanal
ii ins Freie geschickt. Dieser Strom kann durch jedes geeignete Mittel hervorgerufen
werden, z. B. durch eine mit dem Kurbelgehäuseende des Zylindermantels 22 verbundene
Pumpe oder eine Saugkammer oder einen im Auslaßsystein angeordneten Ventilator.
Die kombinierte Wirkung der Flügel a5 und der gekrümmten Form des Kopfes des Ringkanals
24 richtet die Luft auf die äußere Fläche des Hauptventils i4 in einer -Anzahl Wirbelströmen
und ruft einen Druck im Gaskanal io hervor, der größer als der atmosphärische Druck
ist.
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Wenn sieh das Ventil 14 am Ende eines Krafttaktes öffnet, werden die
Abgase mit der Luft im Gaskanal io gemischt und dann durch den Auslaßk_ anal i i
durch -die verbundene Wirkung des Kolbens 30 und des Luftstromes ausgetrieben.
Die Abgase werden durch diese Mischung mit dem Luftstrom abgekühlt, wodurch die-
Maschine einen ruhigeren Lauf erhält, als es sonst der Fall sein würde.
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Wenn der Auslaß vollendet ist, wird eine Ölladung durch das Loch 28
in den Zylindereingespritzt, und gleichzeitig tritt eine Luftladung aus dem Gaskanal
io durch die öffnung 13 und zerstäubt das Öl. - Wenn kein Luftstrom vorgesehen wäre,
würde die Luftladung allein durch die Saugwirkung des abwärts gehenden Kolbens
30 in den Zylinder eintreten; durch die Einrichtung, gemäß der Erfindung
wird jedoch die Luft mit demjenigen. Druck in den Zylinder gepreßt, welchen der
Luftstrom im Gaskanal - io besitzt. Auf diese Weise wird der volumetriscbe Wirkungsgrad
der Maschine verbessert: Der Luftstrom dient, abgesehen von der vorgenannten Funktion,
dazu, die. Zylinder zu kühlen, wenn er zwischen der inneren und äußeren Wand des
Zylindermantels hindurchstreicht; ferner streicht die Luft an der äußeren Fläche
des Ventils i4 vorbei und kühlt dieses.
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Es ist bekanntlich eine beträchtliche Kraft zum Anlassen einer Brennhraftmaschine
erforderlich. Bei einer Maschine mit einem Zylinderkopf, wie er vorbeschrieben und
auf der Zeichnung dargestellt ist, wird das Anlassen durch die Benutzung der Hilfskammer
12 schnell 'bewirkt. Das Ventil 16, «-elches von Hand betätigt werden kann, wird
geöffnet, während die Ölzufuhr abgesperrt wird, und Petroleumdämpfe werden über
einen Vergaser durch die Öffnung 17 eingelassen. Wenn das .Ventil 16 offen ist,
wird das Gesamtvolumen des Zylinders vergrößert durch das Volumen der Hilfskammer
i2, und die Maschine kann leicht als Petroleummaschine angelassen werden. Sobald
eine genügende Geschwindigkeit erreicht ist, wird das Ventil 16 geschlossen und
die ölöffnung geöffnet, so daß die Maschine mit Schwerölbetrieb weiterläuft.