DE558015C - Abgaskreiselgeblaese fuer Brennkraftmaschinen mit parallel zur Maschinenwelle und um diese angeordneten Arbeitszylindern mit je zwei gegenlaeufigen Kolben - Google Patents

Description

• Abgaskreiselgebläse für Brennkraftmaschinen mit parallel zur Maschinenwelle und um diese angeordneten Arbeitszylindern mit je zwei gegenläufigen Kolben Die Erfindung betrifft die Anordnung von Abgasturbinen, die ein Spülluftgebläse treiben, an Brennkraftmaschinen mit parallel zur Maschinenwelle und um dieselbe angeordneten Arbeitszylindern, in denen je zwei gegenläufige Kolben arbeiten. Die Erfindung soll es ermöglichen, daß die Auspuffgase der Turbine von jedem Zylinder unmittelbar, ohne Rohrleitungen oder Aufnehmer, zugeführt werden, trotzdem alle Zylinder die Abgase nur für eine gemeinsame Turbine liefern. Verluste durch innere Reibung und durch Abkühlung werden dann nur sehr gering.
• Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Bremskraftmaschinen gemäß der Erfindung dargestellt.
• Abb. i ist ein Längsschnitt durch einen der Zylinder einer Kraftmaschine der angegebenen Art mit Antrieb des Spülgebläses durch eine Abgasturbine.
• Abb. 2 ist ein Querschnitt zu Abb. 1. Abb. 3 ist ein Schnitt ähnlich Abb. 1, der jedoch eine besondere Einrichtung zum Kühlen der Maschine durch von der Turbine angetriebene Gebläse zeigt.
• Abb. q. ist ein Querschnitt zu Abb. 3, dessen linke Hälfte im wesentlichen längs der Linie q.-q. der Abb. 3 und dessen rechte Hälfte längs der Linie 4a-4a der Abb. 3 geführt ist. Abb. 5 und 6 sind schematische Darstellungen der Strömung von Gas und Luft in den Maschinenzylindern während des Auspuff- und Spülvorganges.
• Um die Hauptwelle 1o liegen parallel zu ihr die Zylindersätze A, B und G. Jeder Zylinder 1r besitzt ein Paar gegenläufiger Kolben 13 und an entgegengesetzten Enden Auspuffschlitze 1¢ und Spülschlitze 15, die von den Kolben in ihren äußeren Hubstellungen freigelegt werden: Neben den Spülschlitzen 15 sind Hilfsauspuffschlitze 16 angeordnet, die, wie ersichtlich, früher freigelegt werden als die Spülschlitze 15, aber später abgedeckt werden.
• Die Maschinenwelle 1o läuft in Lagern 17, ihre Verbindung mit den Kolben kann in beliebiger Weise erfolgen, z. B. durch Taumelscheiben.
• Ein Turbinenlaufrad 18 ist konzentrisch zur Welle 1o angeordnet und befindet sich in einem Gehäuse 1g, das durch Kanäle 2o mit den Schlitzen 14 für den Eintritt der Auspuffgase verbunden ist. Leitschaufeln 21 in den Kanälen 2o lenken die Auspuffgase im gewünschten Winkel auf die Schaufeln 22 der Turbine. Das Turbinengehäuse 1g ist mit einem Auspuffstutzen 23 an der dem Gaseintritt gegenüberliegenden Seite versehen, in den die vom Turbinenlaufrad abgegebenen Gase gelangen und von dem aus sie aus der Maschine durch einen Kanal 24 abgeführt werden.
• Die Turbine sitzt auf einer Hohlwelle 25, die sich auf Lagern 26 dreht, -die die Hauptwelle =o umschließen.
• Die Welle 25 trägt am anderen Ende ein Kreiselgebläse 27 mit einem Eintrittsrohr 28. Die Luft wird aus dem Gebläse in einen Ringraum 29 geführt, der mit den Spülschlitzen 15 der Maschinenzylinder in Verbindung steht. Diese Schlitze werden von den Kolben freigelegt. Es ist zu erkennen, daß die Schlitze 14 und 15 der Zylinder gleichzeitig frei werden, so daß die in die Spülschlitze 15 gedrückte Luft die Auspuffgase durch die Auspuffschlitze 14 hinausdrängt.
• Damit ein möglichst großer Anteil der in den Auspuffgasen verfügbaren Energie dem Antrieb des Turbinenrades 18 dienstbar gemacht wird, muß der größte Teil der Auspuffgase durch die Schlitze 14 gehen, daher muß die Querschnittsfläche der Schlitze 14 weit größer sein als diejenige der Hilfsauspuffschlitze 16. Die Wirkung der Hilfsauspuffschlitze ist insbesondere in den schematischen Darstellungen Abb. 5 und 6 veranschaulicht. Abb. 5 zeigt den Weg der durch die Spülschlitze i5 eingeblasenen Luft, wenn keine Hilfsauspuffschlitze vorhanden sind. In dieser Abbildung verläuft die Strömung der eintretenden Luft, die etwa in radialer Richtung durch die Schlitze 15 eingeblasen wird, zunächst gegen die Mittellinie des Zylinders und dann nach den Auspuffschlitzen 14 hin. Bei dieser Art der Strömung können sich Luftsäcke oder Stellen ruhender Luft bilden oder auch Wirbel von Auspuffgas in der Nähe der Zylinderwand, wie durch V, V und W angedeutet. Auch ist ein Teil der Spülluft bestrebt, unmittelbar durch die Schlitze =4 abzufließen, statt die entsprechende Menge von Auspuffgas zu verdrängen.
• Damit dieser Übelstand beseitigt wird, sind Hilfsauspuffschlitze 16 neben den Eintrittsschlitzen 15 für die Spülluft angeordnet. Alsdann verläuft die Strömung der Luft etwa nach Abb. 6, in der zu erkennen ist, daß das Auspuffgas an der Zylinderwandung von der Spülluft verdrängt wird und daß sich der Luftstrom nicht in der Mittellinie des Zylinders zusammendrängt.
• In der Ausführungsform nach Abb. 3 sind die Zylinder symmetrisch um die Maschinenwelle in der gleichen Weise wie in der erstbeschriebenen Ausführung angeordnet. Ein Turbinenrad 18 wird von den Auspuffgasen aus den Zylindern angetrieben und bewirkt die Drehung der Hohlwelle 25. Die Spülluft wird vom Kreiselgebläse 27 geliefert, das die Luft in die Zylinder treibt und ihre Spülung bewirkt.
• Bei dieserAusführungsform sind noch mehrere Kühlgebläse 36 vorgesehen, die auf der Hohlwelle 25 sitzen und die dem einzelnen Gebläse benachbarte Teile der Arbeitszylinder mit einem besonderen Gehäuse umfassen. Wie Abb. 3 zeigt, sind die Schaufeln der Gebläse in der Mitte der Maschine länger als diejenigen an den Enden.
• Diese Anordnung empfiehlt sich, weil die Zylinder in der Mitte, wo die Zündung erfolgt, heißer sind und daher einer größeren Luftmenge zur Kühlung bedürfen als die Außenenden der Zylinder. Vorzugsweise werden Scheidewände 38 zwischen den Gebläsen 36 vorgesehen, und die Zylinder sind vorzugsweise zum Teil von Gehäuse- oder Prallwänden 40, 41 und 42 umgeben, die die eintretende Luft den Gebläsen zuführen und die austretende Luft von ihnen hinwegführen. Zur Verstärkung der Kühlwirkung können die Zylinder Rippen 44 haben.
• Es ist auch aus Abb. 3 zu erkennen, daß die Kühlgebläse 36 einerseits der Mittelebene quer zur Welle linksgängig und diejenigen auf der anderen Seite rechtsgängig sind. Auf diese Weise wird der Schub in der Wellenrichtung ausgeglichen; außerdem können die beiden in der Mitte befindlichen Gebläse einen gemeinsamen Einlaß haben.
• Der Weg, den die von den Kühlgebläsen stammende Luft nimmt, ist im besonderen in Abb. 4 dargestellt. Auf der rechten Seite dieser Abbildung ist der Eintritt der Luft von außen in den Einlaß eines Kühlgebläses und auf der linken Seite der Luftaustritt aus einem solchen veranschaulicht. Die Prallwände 40, 41 und 42 wie auch die Scheidewände 38 leiten den Luftstrom durch die Gebläse und von diesen um die Zylinder.
• Damit die um die Zylinder geführte und an diesen erwärmte Luft nicht wieder in die Gebläse eintritt und erneut -in Umlauf gebracht wird, sind die Räume zwischen den Zwischenräumen 38 abwechselnd auf den gegenüberliegenden Seiten durch zylindrische Wände 45 abgeschlossen, die Öffnungen 46 und 47 für den Eintritt und Austritt der Luft besitzen.
• Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, d aß der Turbinenantrieb für die Kühl-und Spülgebläse derart angeordnet ist, daß die Kanäle von den Auspuffschlitzen der Zylinder zur Turbine sehr kurz und dadurch Verluste durch innere Reibung und Abkühlung des Auspuffgases verhütet sind. Dadurch fällt auch die Bauform sehr gedrängt aus.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Abgaskreiselgebläse für Brennkraftmaschinen mit parallel zur Maschinenwelle und um diese angeordneten Arbeitszylindern mit je zwei gegenläufigen Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß Abgasturbine und Spülgebläse in solcher Weise auf einer zur Hauptwelle (=o) konzentrischen Hohlwelle (25) an den Arbeitszylindern angeordnet sind, daß die Abgasturbine (x8) an dem mit der Auspufföffnung (14) versehenen Ende des Arbeitszylinders (=i) und das Spülgebläse (27) an dem entgegengesetzten, mit der Spülöffnung (15) versehenen Ende des Arbeitszylinders angeordnet ist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Hohlwelle (25) zwischen Abgasturbine (18) und Spülgebläse (27) Kühlgebläse (36) sitzen, welche Kühlluft gegen die Wandung des Arbeitszylinders blasen. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlgebläse (36) die ihm benachbart liegenden Teile des Arbeitszylinders mit einem besonderen Gehäuse umfaßt. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgebläse (36) in der Mitte der Zylinder größer sind als an den Enden der Zylinder, so daß die heißere Mitte der Zylinder kräftiger gekühlt wird als die Enden. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den mit den Spülschlitzen (15) versehenen Zylinderenden neben den Spülschlitzen Hüfsauspuffschlitze (16) vorgesehen sind, die vom Kolben vor .den Spülschlitzen freigelegt werden.