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Zweitakt-Brennkraftmaschine in Sternform mit abgestuften Kolben und
Brennstoffgemischvorverdichtung Gegenstand der Erfindung ist eine Zweitakt-Brennkraftmaschine
mit abgestuften Kolben und Brennstofgemischvorverdichtung. Die Zylinder sind sternförmig
in zwei versetzt zueinander angeordneten Reihen angeordnet, und die Kurbelwelle
hat zwei versetzt zueinander angeordnete Kurbeln, die je mit den Kolben einer Zylinderreihe
verbunden sind. Bisher war, es üblich, die Zylinder jeder Reihe unter sich durch
Brennstoffkanäle miteinander zu verbinden, so daß gewissermaßen jede Zylinderreihe
eine unabhängige Krafteinheit darstellt. Man kann daher beliebig viele Krafteinheiten
dieser Art nebeneinander anordnen. Der Nachteil dieser bekannten Konstruktion besteht
aber darin, daß die Brennstoffkanäle, die beispielsweise von dem Vorverdichtungsraum
des einen Zylinders zu dem Verbrennungsraum des nächsten Zylin-. ders führen, sehr
lang ausfallen und die Herstellungskosten erhöhen und auch die Betriebsweise der
Maschine erschweren und verschlechtern, da große schädliche Räume entstehen, die
gegebenenfalls durch besondere Ventile überwacht werden müssen, die sonst bei Zweitaktmaschinen
überflüssig sind.
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Nach der Erfindung werden diese Nachteile beseitigt, indem die eben
genannten Brennstoffkanäle durch neuartige Verlegung wesentlich verkürzt werden,
was eine Ersparnis an Herstellungskosten und einen besseren Wirkungsgrad der Maschine
zur Folge hat. Erreicht werden diese Verbesserungen dadurch, @daß die zwischen dem
kleineren Teil der Kolben und- dem größeren Teil der Zylinder gebildeten ringförmigen
Vorverdichtungs- oder Pumpenräume der einen Zylinderreihe durch eine an sich bekannte
Rohrleitung mit den Verbrennungsräumen der jeweils in der Drehrichtung vorhergehenden
Zylinder in der anderen Zylinderreihe verbunden sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der -Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine Vorderansicht einer Brenn kraftmaschine mit zwei Reihen
von radial angeordneten Zylindern, und Abb. a ist eine Seitenansicht der Brennkraftmaschine
teilweise im Schnitt.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Brennkraftmaschine'
dargestellt, welche durch Luft gekühlt wird und daher insbesondere gut für Luftfahrzeuge
geeignet ist. Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung auch auf Kraftfahrzeugmotoren
u. dgl. angewendet werden kann und sowohl für ortsfeste als auch fahrbare Kraftanlagen
verwendbar
ist, wenn es sich darum handelt, eine äußerst wirksame Betriebsweise zu erreichen
und eine Anlage, welche im Gewicht sehr leicht ist. Die in der Zeichnung dargestellte
Luftkühlung kann selbstverständlich durch eine Wasserkühlung ersetzt werden, die
für eine ortsfeste Anlage oder Fahrzeugkraftmaschine vorzugsweise verwendbar wird.
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Die Maschine ist mit einem im wesentlichen zylindrischen Kurbelgehäuse
io versehen, welches in üblicher Weise aus zwei in der Längsrichtung unterteilten
Teilen besteht, die über Endwände 12 und 13 verfügen, an denen die Lager 14 und
15 für die Kurbelwelle sitzen. Beide Kurbelgehäuseteile werden vorzugsweise aus
Aluminiumguß hergestellt und haben Längsrippen 17, durch welche Spannbolzen 18,
welche die beiden Gehäuseteile zusammenhalten, in Längsrichtung hindurchgehen.
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Die Kurbelwelle i9 hat zwei Kurbelzapfen 2o. Die Kurbelwelle ruht
in den Hauptlagern 14 und 15, welche vorzugsweise mit Kugellagern 24 versehen sind,
wie die Abb. 2 zeigt. Das eine Ende 25 der Kurbelwelle ragt aus der Vorderwand des
Kurbelgehäuses heraus und trägt einen Propeller 65, während das hintere Ende 26
der Kurbelwelle aus der Hinterwand des Kurbelgehäuses herausragt und zum Antrieb
einer Dynamomaschine und eines Zündverstellers dient.
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Die Maschine ist mit zwei Reihen von versetzt zueinander liegenden
radial gerichteten Zylindern z7, 28, 29, 30, 3i, 32 versehen. Jede Reihe besteht
aus drei Zylindern, die 1200 voneinander entfernt. angeordnet sind. Die beiden Reihen
sind -derart versetzt zueinander angeordnet, daß ein -Zylinder der einen Reihe mit
Bezug auf den nächsten Zylinder der anderen Reihe in Umfangsrichtung 6o' voneinander
entfernt liegt. Vorzugsweise verwendet man in jeder Reihe eine ungerade Anzahl von
Zylindern, derart, daß die Zylinder paarweise diametral einander gegenüber angeordnet
sind, wobei in den sich gegenüberliegenden Zylinderpaaren die Zündung gleichzeitig
stattfindet, jedoch läßt sich auch eine gerade Anzahl von Zylindern in jeder Reihe
verwenden.
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Die inneren Enden der Zylinder sind im Außendurchmesser verkleinert
und teleskopartig in die Wandung des Kurbelgehäuses io eingesetzt. Das Zylindergußstück
34 wird an Ansätze 35 des Kurbelgehäuses mittels Schrauben o. dgl. befestigt. Die
einen kleineren Durchmesser habenden Arbeitszylinder und ihre Köpfe 36 werden in
bequemer Weise durch Spannbolzen 37 in Stellung gehalten, welche in Ansätzen 38
an der Außenseite der Zylinderteile 33 hindurchgeschraubt sind. Diese Bolzen gehen
auch durch Öffnungen in Ansätzen 39 an dem Zylinderkopf hindurch und sind mit Muttern
4o versehen, welche dieZylinderköpfe inStellung halten.
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Die inneren größeren Zylinderteile 34 werden als Vorverdichtungsraum
oder Pumpenzylinder benützt. Zu diesem Zweck ist in jedem Zylinderteil 34 eine verhältnismäßig
dünnwandige zylindrische Hülse 41 teleskopartig eingesetzt und in der gewünschten
Stellung festgeschrumpft. Die inneren Enden der Hülsen 41 ragen in das Kurbelgehäuse
hinein.
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Jeder Arbeitszylinder ist mit einem Arbeitskolben 44 versehen, welcher
am inneren Ende einen abgestuften und vergrößerten Pumpenkolben 45 hat, der einheitlich
mit dem Arbeitskolben vergossen ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß der ringförmigeRaum
zwischen dem Arbeitskolben und dem Pumpenzylinder zur Vorverdichtung der Brennstoffmischung
dient, welche dem Kurbelgehäuse entnommen wird und in einen benachbarten Arbeitszylinder
hineingepumpt wird. Die Kolben sind mittels Kolbenstangen 46 mit einem der Kurbelzapfen
2o verbunden, und zwar sind alle Kolben derselben Zylinderreihe an einen gemeinsamen
Kurbelzapfen angeschlossen.
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- Die inneren Enden der Pumpenzylinder oder der Hülse 41; welche in
das -Kurbelgehäuse io hineinragen, sind mit einer Anzahl Brennstoffeinlaßlöcher
versehen, welche` von den Pumpenkolben 45 freigelegt werden, wenn dieselben das
innere Ende -ihres Hubes erreichen. Wenn diese Kolben 45 sich nach einwärts verschieben,
dann wird ein Unterdruck in den - Pumpenzylindern erzeugt, und sobald die Löcher
geöffnet werden, strömt die Brennstoffmischung von dem Kurbelgehäuse in die Pumpenzylinder
hinein, wobei ein Unterdruck aufrechterhalten wird, wenn die Maschine sich in Betrieb
befindet. Wenn die Kolben- sich nach einwärts bewegen, dann wird diese eingesaugte
Brennstoffmischung verdichtet und unter Druck in den Verbrennungsraum des in der
Drehrichtung vorbeigehenden Zylinders hineingeschickt.
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Das äußere Ende jedes Pumpenzylinders ist in dem vergrößerten Zylindergußstück
34 mit einer Öffnung 52 versehen, welche mit einer Anzahl Öffnungen 53 in der Hülse
41 in Eindeckung -liegt. Diese Öffnung 52 ist durch eine Brennstoffleitung 55 mit
einem Brennstoffeinlaßkanal 56 verbunden, der sich in der zylindrischen Fortsetzung
33 von kleinerem Durchmesrser befindet und durch die Wandung des nächsten Arbeitszylinders
hindurchgeht. Die Enden dieser Brennstoffleitungen 55 sind mit Flanschen versehen
und an flache Flächen angeschraubt, die sich an den zylindrischen
Fortsetzungen
33 befinden. Aus der Abb. r ist ersichtlich, däß die Kurbelwelle sich in der Uhrzeigerrichtung
dreht, und daß jede Brennstoffpumpe mit dem Arbeitszylinder verbunden ist, welcher,
in der Drehrichtung betrachtet, dem vorhergehenden Pumpenzylinder zugeordnet ist,
mit anderen Worten, die Brennstoffpumpe an dem inneren Ende des Zylinders 29 dient
dazu, den vorverdichteten Brennstoff dem Arbeitszylinder 28 in der anderen Zylinderreihe
zuzuführen usw. Die Brennstoffkanäle sind also zickzackförmig angeordnet, um die
Brennstoffmischung den versetzt zueinander angeordneten Zylindern einer nach dem
anderen in jeder Reihe zuzuführen. Diese Anordnung ist von Wichtigkeit infolge der
relativen Lagen der Kolben zueinander. In diesem Ausführungsbeispiel nähert sich
der eine Pumpenkolben dem äußeren Ende seines Verdichtungshubes, wenn der Arbeitskolben
in dem vorhergehenden Arbeitszylinder sich an seinem innersten Ende seines Hubes
befindet (siehe Kolben im Zylinder 28, Abb. z), so daß der vorverdichtete Brennstoff
ungehindert in den Arbeitszylinder eintreten kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
muß die Kurbelwelle sich um 6o° verdrehen, um den abgestuften Kolben im Zylinder
29 nach dem äußeren Ende seines Verdichtungs- oder Pumpenhubes zu bewegen. Während
diese Bewegung stattfindet, bewegt sich der Arbeitskolben in dem Zylinder 28 nach
auswärts und schließt die Einlaßöffnung. In dieser Weise wird die Brennstoffmischung
nur eine kleine Entfernung befördert und wird mit sehr hoher Geschwindigkeit in
die entsprechenden Arbeitszylinder hineingepumpt.
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Die hohe Geschwindigkeit der einströmenden Brennstoffmischung wird
dazu -benutzt, um die verbrannten Gase gründlich aus den Auspufföffnungen 57 an
den entgegengesetzten Seiten der Zylinder herauszutreiben. An diese Auspufföffnungen
57 sind geflanschte, nach rückwärts gekrümmte Auspuffleitungen 58 angeschlossen.
Die Enden der Arbeitskolben sind in üblicher Weise geformt, um die einströmende
frische Brennstoffmischung nach auswärts in" die Zylinder hineinzuleiten, derart,
daß sie nicht mit den verbrannten Gasen aus den Auspufföffnungen herausströmt.
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Die Brennstoffmischung, zu welcher eine kleine Menge Schmieröl hinzugesetzt
wird, wird dem Kurbelgehäuse durch einen Vergaser 59 von irgendwelcher Konstruktion
zugeführt. Dieser Vergaser ist an eine geflanschte Rohrleitung 6o angeschlossen,
welche von dem hinteren Kurbelgehäuseteil (Abb. 2) nach abwärts ragt.