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Zweitakt-Dieselmaschine Die vorliegende Erfindung bezieht :ich auf
Zweitakt - Verbrennungskraftmaschinen mit zwei oder mehreren Zvlindern, vornehmlich
mit doppelt wirkenden Kolben. Sie betrifft im besonderen ein Verfahren zur Erzeugung
einer Wirbel- und Drehbewegung der Luftladung im Zylinder von Dieselmaschinen mit
luftloser Brennstoffeinspritzung. Man hat bereits auf verschiedene Weise versucht,
Wirbelung in den Zylindern von Brennkraftniaschinen hervorzurufen. Beispielsweise
hat man besondere Vorverbrennungskammern angeordnet, bei welchen das entzündete
Br ennstoffgemisch tangential aus und in den Zylinder strömt. Die Wirbelung wird
also während des Verbrennungsvorganges erzeugt, und zu ihrer Erzeugung wird im Brennstoffgemisch
selbst befindliche Kraft verwendet, die demnach bei dem Wirbelungsvorgang verlorengeht.
Man hat weiterhin zusätzliche, von der Kurbelwelle angetriebene Pumpen e. dgl. verwendet,
welche Luft oder Gas in den Zylinder einführen, um dadurch eine Wirbelbewegung hervorzurufen.
Auch hier ist die aufgewendete Kraft Verlust.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden nun die heißen, ungenützt abgehenden
Abgase eines anderen Zylinders verwendet, um einmal die Wirbelbewegung des Gemisches
in einem zweiten Zylinder hervorzurufen, zum andern tun das Gemisch zu erwärmen
und so eine höhere Verdichtungstemperatur zu erzielen. Erfindungsgemäß läßt man
heißes Gas aus einem Zylinder unter Überdruck durch eine Verbindungsleitung in einen
anderen Zylinder bzw. bei doppelt wirkenden Maschinen in die andere Zylinderseite
desselben Zylinders überströmen, in der die Luftladung verdichtet wird. Die Überströmleitung
mündet tangential auf beiden Zylinderseiten. Die Steuerung des Überströmens wird
durch den Kolben selbst vorgenommen, und zwar derart, daß das Überströmen stattfindet,
wenn der Kc1ben seine mittlere Stellung durchläuft.
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Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist auf der Zeichnung in beispielsweiser
Ausführungsform näher erläutert.
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Abb. I zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer Zweitakt-Maschine
im Längsschnitt. Abb. 2 ist eine Draufsicht nach der Linie 4--1 der Abb. r. Sie
zeigt den inneren Teil des ZOinders allein.
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Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 5-5 der Abb. a.
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Abb.4 ist ein Querschnitt nach der Linie 6-6 der Abb. r.
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Abb. 5 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 7-7 der Abb.
a.
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Abb. 6 zeigt schematisch einen Kolben, wobei angenommen ist, daß derselbe
sich einwärts bewegt und gerade den obersten Einlaß öffnet.
Abb.
; zeigt schematisch den Kolben der Abb. 6, wobei angenommen wird, daß er sich einwärts
bewegt und gerade den untersten Eimaß schließt. Die Kolbenbewegung zwischen den
in den Abb.6 und 7 gezeigt-en beiden Kolbenstellungen stellt die Öffnungsdauer für
das Überfließen des Verbrennungsproduktes von einem Zylinder in den mit ihm verbundenen
anderen Zylinder dar.
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Abb.8 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsart
der Turbulenz erzeugenden Vorrichtung.
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Bei einer dc"ppelt wirkenden Maschine sind 15 und 17 die beiden achsengleich
angeordrieten Zylinder, in denen sich der Kolben 18 bewegt. Beide .Zylinder stehen
durch einen oder mehrere Verbindungskanäle miteinander in Verbindnug. Die Mündungen
der Verbindungsleitungen sind mit 14 und 16 bezeichnet. Sie befinden sich in gleichem
Abstand von der Mittelstellung des Kolbens 18. Die Mündungen sind schräg oder tangential
zur Zylinderachse gerichtet. Wird nun beispielsweise der Kolben 18 unter dem Einfluß
der Verbrennungskraft, der die Maschine treibt, abwärts bewegt, so wird die Luftfüllung
in dem Raum 1g verdichtet. Da der im Raum i g erzeugte Druck wesentlich geringer
ist wie der Druck im Raum 2o, so beginnt das Gas aus dem Raum 2o in den Raum 1g
überzuströmen, sobald die Spitze des Kolbens die Öffnung 14 freigibt, und zwar so
lange, bis der Boden des Kolbens die Offnun- 16 zudeckt. Die Zeit, während welcher
dieses Gasüberströmen stattfindet, hängt von der Tourenzahl der Maschine und von
den Stellungen der Öffnungen 14 und 16 gegenüber der Kolbenmittelstellung ab. Der
Betrag der nutzbaren Energie zur Wirbelungserzeugung ist von den Abmessungen der
Durchflußröhre, der in ihr evtl. befindlichen Drosselungsvorrichtung, von der Zeit
des Gasüberflusses und von dem Druckunterschied in den Räumen 1 g und 2o während
des Überströmens abhängig. Die Wirbelurig oder Rotation wird durch die Richtungsänderung
des einfließenden, erhitzten Gases oder des Gases und der Luft mit der im Raum 1g
des Zylinders 17 unter Druck stehenden Luft vernichtet. Während des folgenden Aufwärtskolbenhubes
gibt der Kolben 18 die innere Öffnung 16 frei, und das Überfließen vom Raum i9 zum
Raum 2o kann so lange geschehen, bis der Kolben 18 die obere Öffnung 14 schließt.
Die Wirbelurig wird nun in dem Raum 2o erzeugt. Die Verbindungskanäle zwischen den
Öffnungen 14 und 16 sind bei 21, 22 und 23 in die Zylinderwand gebohrt; die letztere
(die Bohrung 23) ist in dem mittleren Zylinder-teil 24 zwischen den oberen und unteren
Zylinderteilen 15 und 17 angeordnet Abb.2 zeigt den durch die untere Zylinderwand
gehenden und in die Öffnung 16 mündenden Kanal 22. In dem mittleren Zylinderteil24
zwischen den Zylinderteilen 15 und 17 ist ein Lach gebohrt und in die durchgehende
Bohrung 23 eine Röhre 25 eingesetzt, wobei zwischen der Röhre 25 und der Bohrung
23 ein ringförmiger Raum 26 vorgesehen sein kann, um gegebenenfalls eine Kühlung
zu ermöglichen.
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In Ab. 6 bewegt sich beispielsweise der Kolben 18 einwärts und gibt
gerade die üffnung 14 frei. Abb. 7 zeigt beispielsweise den Kolben 18 noch in der
Einwärtsbewegung und die bffnung 16 gerade schließend. Die Kolbenbewegung zwischen
diesen zwei Kolbenstellungen stellt die Öffnungsdauer für den Gasüberfluß vom Raum
2o zum Raum i g und umgekehrt dar. Das von der Verbrennung sich ergebende überfließende
Gas kann durch eine entsprechende Rohrleitung zu einem Behälter geführt und darin
unter beträchtlichem Druck aufbewahrt werden. Solches unter starkem Druck stehende
Gas wird zu einem oder, wenn erforderlich, mehreren entsprechenden Zylindern geleitet.
Das Fließen des Gases von den Zylindern zum Behälter und von letzterem zu dem besonderen
Zylinder oder Zylindern kann durch entsprechende Ventile oder Hähne geregelt werden.
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In den oben beschriebenen Beispielen wird das öffnen und Schließen
der zwei Öffnungen durch den Kolben selbst bewerkstelligt. 'Man kann die Verbindungsleitung
durch Absperrorgane mehr oder weniger absperren und damit den Gasüberfluß, sei es
von Hand, sei es automatisch, regulieren.
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In Abb. 8 ist 34 ein Teil eines oberen Zylinders und 35 ein Teil eines
unteren Zylinders. 36 ist eine Kolbenstange und 37 ein Kolben, der in den Zylindern
34 und 35 arbeitet. Die zwei Zylinder 34 und 35 sind an dem Zwischenstück 38 befestigt.
Der obere Zylinder ist mit einem Einlaß 39 und der untere Zylinder mit einem Einlaß
40 versehen; die Verbindung zwischen diesen beiden Einlaßöffnungen ist durch eine
Röhre 41 bewerkstelligt, die durch wasserdichte überwurfmuttern 42, 43 in entsprechenden
Aussparungen an den Zylindern befestigt ist. 44 ist ein Raum zwischen der Röhre
41, den Zylinderwänden 34 und 35 und dem in der Mitte befindlichen Teil 38 für den
Durchgang von Luft oder Kühlflüssigkeit. Die Einlaßkanäle 39 sind durch Verschlußschrauben
45 und 46 verschlossen.