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Kurbelloser Motorkompressor mit zwei gegenläufigen Kolben Das Wirkungsprinzip
kurbelloser Motorkompressoren mit zwei freien gegenläufigen Kolben ist bereits bekannt.
In dem zwischen den beiden Kolben befindlichen Raume ist der Verbrennungsmotor eingerichtet,
wogegen in den äußeren Räumen die Kompressoren vorgesehen sind. Diese Anordnung
wurde bisher in dem Motorteil entweder mit einer besonderen Lüftungspumpe zwecks
Durchlüfteris des Kompressionsraumes ausgerüstet, oder aber sie ermöglichte die
Ausnutzung der .kinetischen Energie der Verbrennungsgassäüle in der Auspuffrohrleitung
und des dadurch heivorgerufenen Unterdrucks im Zylinder zum Ansaugen von Frischluft.
Bei solchen kurbellosen Motorkompressoren ist auch die Anordnung nicht mehr neu,
bei welcher die Saugschlitze auf der einen Seite der Symmetrieebene des Zylinders
und die Auspuffschlitze auf der anderen Seite dieser Symmetrieebene angeordnet und
mit der Atmosphäre mittels selbsttätiger Rückschlagventile verbunden sind.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun ein kurbelloser
Motorkompressor mit zwei freien gegenläufigen Kolben der vorhin gekennzeichneten
Gattung, bei welchen die Zuleitung von Frischluft in der zur Verbrennung des Brennstoffs
benötigten Menge im Motorteil auf Grund einer besonderen Anordnung der Steuerschlitze
in der Zylinderhülse bei gleichzeitiger Anwendung eines entsprechend geänderten
Motorviertakts ermöglicht wird. Die Erfindung besteht darin, daß außer den Auspuffschlitzen
in bei Zweitaktkurbelmotoren an sich bekannter Weise auf derselben Seite der Zylindersymmetrieebene
zusätzliche Saugschlitze angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, daß infolge des
im Zylinder erzeugten Unterdrucks beide Saugschlitze zum Ansaugen von Frischluft
sowohl für die Kompressoren als auch für den Motor benutzt werden können.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in einem Längsschnitt dargestellt worden. ' Der kurbellose Motorkompressor besteht
aus einem zylinderförmigen wassergekühlten Rahmen 2o, aus zwei Zylinderhülsen 21
und 22, in denen die Kolben 23 und 24 hin und her laufen, sowie aus zwei Kopfstücken
25 und 26, in denen nur die Druckventile 27 und 28 der Kompressoren angeordnet sind.
In der Zylinderhülse 21 sind an entsprechender Stelle die Motorauspuffschlitze 29
sowie die Saugschlitze 3o angeordnet. Die Zylinderhülse 22 dagegen ist nur mit den
Saugschlitzen 31 versehen. Die selbsttätigen Saugventile 32 und 33 sind so untergebracht,
daß die Saugschlitze 30 und 31 miteinander durch die Leitung 34 verbunden
sind, welche gegebenenfalls auftretende verschiedene Drosselungen der Luft in den
Ventilen 32 und 33 auszugleichen gestattet. Die Auspuffschlitze stehen mit der Auspuffleitung
35 in Verbindung, an deren Ende das selbsttätige Auspuffventil 36 angebracht ist.
Die
Kompressoren sind an den Außenseiten der beiden Kolben angeordnet und arbeiten in
bekannter Weise mit Hilfe der Saugschlitze 30 bzw. 31 sowie der Druckschlitze 27
bzw. 28.
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Während der Kolbenbewegung aus der dargestellten Lage nach der Zylindermitte
zu beginnt im Motorteil die Luftkompression in dem Augenblick, wenn die Auspuffschlitze
29 durch den Kolben 23 verdeckt werden. Sobald der Kompressionsdruck im Motorteil
eine bestimmte Größe erreicht hat, erfolgt die Brennstoffeinspritzung durch das
Brennstoffventil 49. Deckt nun während der rückwärtigen Bewegung der linke Kolben
23 die Auspuffschlitze 29 auf, so erfolgt ein teilweiser Auspuff der Verbrennungsgase,
wobei sich das selbsttätige Auspuffventil 36 öffnet. Die Innenränder der Saugschlitze
3o bzw. 31 sind so angeordnet, daß die Kolben 23 bzw. 2q. dieselben freigeben, wenn
der Druck zwischen den Kolben auf den Atmosphärendruck gesunken ist. In diesem Augenblick
schließt sich das selbsttätige Auspuffventil 36.
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Infolge der weiteren Kolbenbewegung nach den Enden der Zylinder zu
entsteht zwischen den Kolben ein Unterdruck, welcher das Ansaugen von Frischluft
durch die Saugventile 32 und 33 zur Folge hat, wobei die in den Zylinder einströmende
Luft auf der einen Seite den Raum zwischen den Saugschlitzen 3o und dem Kolben 23,
auf der anderen Seite dagegen den Raum zwischen den Schlitzen 31 und dem Kolben
24 einnimmt. Während der Rücklaufbewegung der beiden Kolben nach der Zylindermitte
wird aus dem zwischen ihnen befindlichen Raume die Frischluftsäule entfernt, welche
zwischen den Saugschlitzen 3o und dem Kolben 23 entstanden ist, sowie außerdem gänzlich
oder teilweise die Verbrennungsgassäule, die zwischen den Schlitzen 30 und
31 vorhanden war. Gleichzeitig gelangt die Frischluftsäule, die sich zwischen den
Schlitzen 31: und dem Kolben 24 befand, in den Raum zwischen den Schlitzen 31 und
29 und wird, zusammen mit dem gegebenenfalls zurückgebliebenen Teil der Verbrennungsgassäule,
komprimiert.
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Da die Verbrennung im Dieselkreislauf regelmäßig bei großem Luftüberschuß
erfolgt, ist es gar nicht nötig, alle Verbrennungsgase aus dem Zylinder zu entfernen.
Es ist im Gegenteil vorteilhaft, einen Teil davon im Zylinder zu belassen, da hierdurch
die Endtemperatur in der Kompression erhöht, also die Verbrennung erleichtert wird.
Man kann eine absichtliche teilweise Belassung der Verbrennungsgase im Zylinder
auch durch den Einbau einer das Auspuffventil 36 umgehenden Rohrleitung 37 erzielen,
durch welche die Verbrennungsgase während der Saugperiode nach dem Zylinder zurückkehren,
so daß hierdurch die Menge der angesaugten Luft vermindert wird. Statt. ein Auspuffventil
in die eine gewisse Länge besitzende Auspuffleitung 35 einzubauen, kann auch eine
größere Zahl solcher Ventile angeordnet werden. Hierdurch wird die Hubbewegung dieser
Ventile verkleinert bzw. gedämpft, und es wird auf diese Weise ein schneller Verschleiß
der Ventile verhindert.
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Gemäß der beschriebenen Konstruktion werden dieselben Saugschlitze,
die zum Ansaugen von Frischluft auf der Motorseite dienen, ebenfalls zum Ansaugen
der Luft auf der Kompressorseite benutzt. Durch das stetige Austreiben eines Teils
der angesaugten Luft durch die Auspuffleitung wird eine Kühlung der Auspuffventile
herbeigeführt, was als ein besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes anzusehen
ist.
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Der beschriebene kurbellose Motorkompressor besitzt keine Regulierapparatur,
da bei seiner Wirkung die Eigenschaft der sogenannten Selbstregulierung ausgenutzt
wird, die darin besteht, daß eine Vergrößerung der komprimierten Luftmenge nach
jeder Vergrößerung der eingespritzten Brennstoffmenge selbsttätig erfolgt. Diese
Erscheinung kann folgendermaßen erklärt werden: Genügt z. -B. die eingespritzte
Brennstoffmenge lediglich für den Leerlauf, so erreicht auf der Kompressorseite
der Kompressionsdruck die Höhe des Arbeitsdrucks, und in diesem Moment kehren die
Kolben zurück, ohne Luft überhaupt hinausgetrieben zu haben. Infolge einer Vergrößerung
der eingespritzten Brennstoffmenge wird die kinetische Energie der Kolben vergrößert,
und dieselben kehren erst nach Ausdrücken einer gewissen Luftmenge zurück, die um
so größer ist, je mehr Brennstoff vorher eingespritzt worden war.