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Gegenkolbendieselmaschine Es sind Zweitaktbrennkraftmaschinen mit
gegenläufigen Kolben im Kraft- und Ladepumpenzylinder bekanntgeworden, bei wel-,
chen im Kraftzylinder die Auslaßschlitze an den beiden Zylinderenden liegen und
die Ladepumpenzylinder mit dem Kraftzylinder in der Mitte durch einen mittels einer
besonderen Steuervorrichtung zu öffnenden und zu schließenden Spül- und Ladekanal
verbunden sind, wobei die Ladung von der Ladepumpe ungefähr in der äußeren Endlage
der Arbeitskolben durch den geöffneten Ladekanal in den Kraftzylinder übergedrückt
wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gegenkolbenzweitaktdieselmaschine,
` bei welcher ebenfalls die Ausschlitze an den beiden Zylinderenden und ein Spül-
und Ladeschlitz in der Mitte angeordnet sind, und sie besteht in erster Linie darin,
daß mit -dem Arbeitszylinder durch den mittleren Spül-' und Ladeschlitz ein kleinerer
Nebenzylinder in ständig offener Verbindung steht, in dem unter Nacheilung gegenüber
den beiden Hauptkolben zwei Gegenkolben laufen, die in Verbindung mit Spül- und
Ladeschlitzen in der zugehörigen Zylinderwand den Eintritt der Spül- und Ladeluft
in die beiden Zylinder steuern und die zwischen ihnen. nach Abschluß der Spül- und
Ladeschlitze eingeschlossene Luft kurz vor oder kurz nach dem Beginn des Ausdehnungshubes
der Arbeitskolben in den Brennraum hinüberschieben. Die in dem Nebenzylinder laufenden
Kolben steuern also nicht nur den Eintritt der in einem besonderen Gebläse erzeugten
Spül-und Ladeluft, sondern sie dienen auch als sogenannte überschubkolben für eine
zusätzliche Einführung von verdichteter Verbrennungsluft in den Brennraum nach dem
Einsetzen der Zündung. Es können die Spül-und Ladeschlitze tangential am Steuerzylinder
und der TSberströmkanal sowohl am Arbeite- als auch am Steuerzylinder derart tangential
angeordnet sein, daß die bereits im Steuerzylinder kreisende Luft aus diesem tangential
aus- und in den Arbeitszylinder tangential einströmt, und es kann ferner eine Stellvorrichtung
im Antrieb der Steuerkolben dazu dienen, deren Anfangs- und Endstellung zu verlegen
und den. zwischen den Steuerkolbenböden liegenden Verdichtungsraum zu ändern.
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Für eine gute Verbrennung in der Gegenkolbenmaschine, insbesondere
bei solchen mit luftloser Brennstoffeinspritzung, ist sowohl eine nochmalige Frischluftzuführung
in den Brennraum als auch eine kreisende Luftbewegung, insbesondere in und in der
Nähe der inneren Endlagen der Arbeitskolben von größter Wichtigkeit. Ebenso ist
es vorteilhaft, durch Änderung des Verdichtungsraumes oder der zusätzlichen Luftmenge
die Maschinenleistung zu ändern.
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Die Verlegung des Steuerkolbenwegs mit einer im Antrieb der Gegenkolben
liegenden Stellvorrichtung ist bereits bekanntgeworden. Gemäß der Erfindung wird
jedoch durch die mit der bekannten Kolbenwegverlegung verknüpfte Änderung des Verdichtungsraumes
im Steuerzylinder eine Einstellung und Regelang
der Frischluftzufuhr
aus dem Steuerzylinder in den Arbeitszylinder kurz vor oder kurz nach Beginn des
Ausdehnungshubes im Arbeitszylinder erreicht.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Abb. i einen senkrechten Längsschnitt der Hauptkolben und des Arbeitszylinders,
Abb. z einen senkrechten Längsschnitt der Steuerkolben und des Steuerzylinders,
Abb. 3 den Querschnitt A-B durch die Auslaßschlitze des Arbeitszylinders, Abb. q.
den Querschnitt C-D@ durch den Brennraum und Abb.5 einen waagerechten Längsschnitt
des Arbeits- und Steuerzylinders nebst Haupt-und Steuerkolben.
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Die in dem Arbeitszylinder a arbeitenden Hauptkolben b sind
durch Winkelhebel c, d
und Gelenkstangen e, f, g, h miteinander verbunden.
Die Kraftabgabe erfolgt durch die Pleuelstange i auf die Kurbelwelle k. An dieser
ist die Steuerkurbel L entweder unmittelbar oder mittelbar z. B. durch Zahnräder
rn, n
angeordnet, welche mit entsprechendem Winkel der Kurbelwelle k nacheilt.
Die Steuerkolben o, p, welche sich im Steuerzylinder z bewegen, sind ebenfalls durch
Winkelhebel g, r und Gelenkstangen s, t, u, v miteinander verbunden.
Vermittels der Stangen y, x unter Zwischenschaltung des Doppelhebels tv sind die
Steuerkolben mit der Steuerkurbell verbunden. Die Winkelhebel c, d sind in
den Punkten i und 2, .die Winkelhebel g, r in den Punkten 3 und q. drehbar gelagert.
Die Gelenkstangen ä, f schwenken in ihrem Schnittpunkt um den Bolzen i o, welcher
vermittels eines Gleitstükkes 12 in einer senkrechten Gleitbahn. 1 ¢ zwangsläufig
geführt wird. In der gleichen Weise schwenken die Gelenkstangen t, u in ihrem Schnittpunkt
um den Bolzen i i, der sich vermittels des Gleitstückes 13 in der senkrechten Gleitbahn
15 zwangsläufig führt. Der Doppelhebel tw dreht sich im Lager 5 und kann mittels
eines Exzenters 6 verstellt werden, so daß die Steuerkolben o, p die tangentiälen
Lufteinlaßschlitze 7 früher oder später freigeben und die Größe des von den Steuerkolbenböden
gebildeten Verbrennungsraumes geändert werden kann.
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Die Schlitze 7, durch die die Spül- und Ladeluft in den Nebenzylinder
(Steuerzylinder) z eintritt, münden tangential in das Zylinderinnere, und der überströmkanal
9 ist sowohl tangential am Zylinder z. als auch am Arbeitszylinder a angeordnet.
Die Spül- und Ladeluft kreist daher in beiden Zylindern (Abt. q.).
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Nach Einspritzung des Brennstoffes in dem Arbeitszylinder a, die am
zweckmäßigsten in der Nähe der Einmündung des überströmkanals 9 in der Richtung
der kreisenden Verbrennungsluft erfolgt, setzt die Zündung und Verbrennung ein.
Infolge der kreisenden Luftbewegung im Arbeitszylinder a wird dem zerstäubten Brennstoff
immer neue Luft zur Verbrennung zugeführt. Da jedoch die Steuerkolben
o, p den Hauptkolben b nacheilen, wird von ersteren, sowohl in als auch bereits
kurz vor und kurz nach der inneren Endlage der Hauptkolben b, Frischluft durch den
überströmkanal9 tangential. in den Brennraum hinübergeschoben, wodurch nicht nur
die kreisende Luftbewegung im Arbeitszylinder a während der Brennstoffeinspritzung
oder ihrer Entzündung und Verbrennung verstärkt, sondern der im Brennraum befindlichen
Ladung vom Steuerzylinder aus eine zusätzliche Luftladung hinzugefügt wird.
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Je nach der Größe des Verdichtungsraumes wird außerdem von dem Steuerzylinder
z und den Böden der Steuerkolben o, p in deren inneren Totlage ein Luftspeicher
bestimmter Größe gebildet, aus welchem auch während und nach der Verbrennung und
selbst noch nach der Umkehr der Steuerkolben o, p @ auch weiterhin Luft durch den
überströmkanal9 nach dem Brennraum des Arbeitszylinders a strömt und einen- weiteren
guten Verbrennungsablauf sichert. Da der Durchmesser der Hauptkolben größer ab -
derjenige der Steuerkolben ist, tritt eine rasche Volumenvergrößerung des Brennraumes
im Arbeitszylinder a ein, so daß das Nachströmen der Luft aus dem Steuerzylinder
durch den überströmkanal (mittlerer Spül- und Ladeschlitz) in. den Arbeitszylinder
mit großer Geschwindigkeit erfolgt. Die im Brennraum bzw. im Arbeitszylinder a bei
tangentialer Einmündung des Schlitzes 9 eintretende Luftkreisung wird auf diese
Weise aufrechterhalten, was für eine gute Verbrennung nur zweckdienlich ist. Infolge
des größeren Hubes und der Voreilung der Hauptkolben b besteht im Arbeitszylinder
a bereits eine beträchtliche Strömungsgeschwindigkeit des brennenden Gemisches in
der Richtung nach den beiden Auslaßschlitzen 8, während sich die Steuerkolben in
der Nähe ihrer inneren Endlage befinden. Diese axiale Strömungsgeschwindigkeit wird
durch die beim öffnen der Auslaßschlitze @ eintretende Entspannung noch verstärkt,
so daß die Spülluft gewissermaßen in den Nebenzylinder z und den Arbeitszylinder
a angesaugt wird, da ja die Ausströmung der Abgase im Arbeitszylinder a nach beiden
Seiten ohne Richtungsänderung erfolgt und die Spülluft den Abgasen folgt.
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Je nach der Einstellung des Doppelhebels w durch den Exzenter 6 können
die Steuerkolben o, p die Lufteinlaßschlitze 7 noch längere
Zeit
nach Abschluß der Auslaßschlitze 8 offen halten, so daß eine vollständigere Füllung
des Zylinders a_ stattfindet. Bei einer solchen Exzenterstellung werden die Steuerkolben
o, p in ihrer inneren Endstellung weiter voneinander -entfernt bleiben, so daß ein
größeres nutzbares Luftvolumen vorhanden ist und die Maschine höhere Leistung abgibt.
Der Exzenter 6 kann entweder von Hand oder durch einen Regler eingestellt werden.