DE617288C - Mehrzylindrige Diesel- oder Halbdieselmaschine - Google Patents

Description

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Bur.

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1935

AUSGEGEBEN AM
16. AUGUST 1935

Mehrzylindrige Diesel- oder Halbdieselmaschinen, bei denen einem im Verdichtungshub befindlichen Zylinder Auspuffgase eines anderen Zylinders zugeführt werden, sind bekannt. Ebenso ist es bekannt,- die in dem Zylinder befindlichen Umleitungsöffnungen durch mechanische Vorrichtungen zu steuern.. .Demgegenüber besteht der Erfindungsgegenstand darin, bei derartigen Maschinen für die Steuerung der Überströmung eine axial verschiebbare Kolbenlauf büchse mit Steueröffnungen vorzusehen, die mit S teuer Öffnungen im Zylindermantel zusammenarbeitet. Es ist Zweck der Erfindung, den Explosions- und hohen Ausdehnungsdruck an derartigen Maschinen zur Ausführung der tatsächlichen Arbeit zu benutzen und die Endausdehnungsdrucke und Temperaturen nur zum Aufladen zu benutzen, um bei mäßigen Verdichtungs- -Verhältnissen eine Verdichtungstemperatur zu erzielen, die hoch genug ist," um den Brennstoff von selbst zu entzünden, welcher durch die üblichen Vorrichtungen am oder nahe am Ende der Verdichtung eingespritzt wird. Man erhält auf diese Weise eine wirksame Aufladung, wobei es wesentlich ist, daß die Auspuffgase zu den Zylindern bei einer höchstmöglichea Temperatur zugeführt werden, und daß dort die dichtest mögliche Verbindung von einem Zylinder zum anderen und die dichtest mögliche Regelung dieser Verbindung vorhanden ist. Hierdurch soll gesichert werden, daß die Gase von einem Zylinder nahe dem Ende des Ausdehnungshubes entnommen und zu dem anderen Zylinder nahe dem Ende des Verdichtungshubes zugeführt werden, wodurch die beste Ausnutzung dann erreicht wird. In den Zeichnungen ist ein Ausfüh- , rungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt -._._-

Abb. ι einen .Aufriß im Längsschnitt einer _;. Dreizylinder-Zweitakt-Mas chine,

Abb. 2 einen Querschnitt des ersten Zylinders der Abb. 1, . -

Abb. 3 einen Querschnitt des zweiten ZyI inders der Abb. 1, ' ,·

Abb. 4 einen Querschnitt des dritten Z)¹Hnders der Abb. 1,

Abb. 5 einen Kolben in seiner äußersten Grundstellung und Abb. 6 eine Zündelektrode.

In den Zeichnungen sind drei Zylinder 1, 2 und 3 Seite an Seite angeordnet und mit drei Kolben 4 versehen, die die Kurbelwelle 5 durch Pleuelstangen 6 antreiben. Die Zylinder werden durch von Exzentern S ■ angetriebene Gleitmuffen 7 gebildet, wobei, diese Gleitmuffen phasenmäßig mit den Kolben hin und her gehen. Um die Gleitmuffen herum sind Kühlmäntel 9 für das Kühlmittel angeordnet, welches in direkter Berührung mit den Gleitmuffen steht.

In den Abb. 2,3 und 4 sind die Gleitmuffen 7 mit Auspufföffnungen io, die mit Entlüftungsgängen. 11 zusammenwirken, und mit Einlaßöffnungen 12 versehen, die mit Ei laßgängen 13 und mit weiteren Umleitungsgängen oder Kanälen 14, die alle drei Zylinder zusammen verbinden, zusammenwirken. Die Zylinderdeckel sind mit Kühlräumen 15 versehen, die mit den Kühlmänteln 9 durch Öffnungen iö, 17 in Verbindung stehen, wobei die öffnung 17 durch die Gleitmuffe 7 geschlossen ist, ausgenommen am Ende der Hubbewegung, wo sie geöffnet wird. Die Kühlflüssigkeit wird in den. Mantel durch Kanäle 17 gepumpt. Zweckmäßig wird der . Brennstoff als Kühlflüssigkeit benutzt, doch kann auch Wasser verwandt werden. Die. Maschine wirkt folgendermaßen: Der Kolben4 in- dem Zylinder 2 nach Abb. 1 und 3 geht nieder und hat gerade den Kanal 14 durch die Öffnung 12 freigelegt, so -daß heiße Auspuffgase entweichen und den Kanal entlang in den Zylinder 3 (vgl. Abb. 4) gelangen, der seine Luftladung erhalten hat und in aufwärts gehender oder Verdichtungs-' bewegung ist. Der Kolben 4 in dem Zylinder 2 geht weiter zusammen mit der Gleitmuffe 7' nieder, die den Einlaßgarig 13 und den Auspuffgang 11 frei macht, so daß die neu eintretende Luftladung das Auspuffgas heraustreibt. Der Kolben 4-steigt aufwärts in den Zylinder 3, und dadurch wird die Verbindung mit dem Kanal 14 abgeschlossen. Die Verdichtung dauert fort, und' sobald der Kolben auf seiner höchsten Hubhöhe ist, wird der Brennstoff in den Zylinder eingespritzt und entzündet sich sofort.

Selbstverständlich können die Auspuffgase bei jeder Stellung des Kolbens durch Ver-4Q stellen de'r Ventile oder Ändern des Winkels der Kurbeln der Maschine in den Zylinder gelassen werden. - · -

Durch den Eintritt einer gewissen Menge von heißem Auspuffgas in "die Ladung kühler Luft bei der Verdichtungsbewegung erhöht sich die Temperatur der Ladung, so daß mit • verringerten Verdichtungsverhältnissen die Temperatur genügend hoch zur Entzündung ■ des Brennstoffs erhalten wird, wenn sie in den Zylinder eingeführt wird. Z. B. kann das Kompressionsverhältnis von 12:1 auf 8:1 verringert werden. -Auf diese Weise kann der Verdichtungsdruck beträchtlich verringert werden; es wird so an Maschinengewicht gespart, oder' es können auch wahlweise; höhere Temperaturen und eine schnellere Verbrennung erzielt werden.'

Abb. 5 zeigt den Einlaß- und Auspuffkanal bei Eingang der Ladung kühler Luft zum Herausblasen der Auspuffgase durch den Kanal 11'freigegeben.

Da der Druck und die Temperatur am Ende der Ausdehnungsbewegung von dem Ausdehnungsverhältnis abhängig sind, ist es möglich, eine genügende Verdichtungstemperatur zur Entzündung des Brennstoffs durch einen verhältnismäßig weiten Spielraum der Verdichtungsverhältnisse zu erlangen. Es ist daher möglich, das Verdichtungsverhältnis dem Höchstdruck anzupassen, für den die Maschine eingerichtet ist.

Es ist besonders wichtig, die Hitze rasch während der kurzen Zeit zu übertragen, während der die Umleitungsöffnuhgen offen sind, und eine möglichst-große Entleerungs- und Kühlungswirkung zu erzielen, während' die Einlaß- und Auspufföffnungen offen sind.

Um dieses Ziel zu sichern, ist der Umleitungskanal 14 so kurz und so nahe an dem Zylinder wie möglich angeordnet und kann gut bekleidet oder, wenn gewünscht, mit dem Ableitungsrohr als Mantel versehen werden. Ein kurzer Kanal 14 wird bequem durch Gruppierung der Zylinder in Einheiten, z. B. von drei (vgl. Abb. 1), deren Kurbeln um 120⁰ versetzt sind, gebildet. Bei radialen Maschinen kann sich die Umleitung zwischen den angrenzenden Zylindern befinden. . Das in den Zeichnungen dargestellte Einzelmuffenventil erweist sich als sehr zweckmäßig, da es sich mit dem Kolben bewegt und der Exzenter daher außer der· Begrenzung des Weges der Muffe wenig Arbeit zu leisten hat. Selbstverständlich können auch aile anderen Ventilarten, wie Rohrventile oder Drehschieber, "benutzt werden.

Je nach Wunsch können Durchlauflöcher in dem Deckel oder der Muffe vorgesehen werden, wenn sie durch den Brennstoff gekühlt werden, so daß dieser die Kolbendeckel ölen ^lo° kann. Der Brennstoff kann dadurch, daß er in * Berührung mit der Muffe steht, die äußeren Stoßflächen der Muffe ölen.

Bei einer Viertaktmaschine kann das Ableitungsrohr fortgelassen werden, insbesondere in Luftmaschinen, weil die Endauspufftemperatur und der Druck wegen der größeren Aus dehnung der Diesel- oder Halbdieselmaschine niedrig sind und diese noch weiter «•erringert werden, wenn eine Menge der ^11Q heißen Gase in einen anderen Zylinder umge- . eitet wird. Weiter kann die Auspufföffnung ebensogut als Einlaßöffnung wirken, oder die Auspufföffnungen und die Einlaßöffnungen können zum gleichzeitigen Öffnen und Schließen angeordnet werden.

Wenn in Verbindung mit einer Verzögerung bei der Regelung des Umleitungsventils die Brennstoffeinführung auch zweckmäßig geändert wird, kann die Maschine um- ;esteuert werden.
Um die Maschine in Gang zu bringen, kanu

der . Kolben ζ. B. mit einer Elektrode iS (Abb. 6) versehen sein, welche auf der Höhe der Bewegung eine Funkenstrecke zwischen sich und der isolierten Elektrode 19 in dem Zylinderdeckel bildet, so daß ein Hochspanimngsfunken übergeht und die Ladung entzündet, oder der Kolben kann zur Betätigung einer Niederspannungszündvorrichtung eingerichtet werden. Oder es kann auch die Brennstofifpümpe so benutzt werden,daß sie wie eine Zündkerze wirkt.

Unmittelbar nach Entzündung in einem Zylinder gehen die heißen Gase zu dem nächsten Zylinder zur Zündung über, und es ist keine weitere Zündvorrichtung als die Verdichtungstemperatur nötig. Wenn ein Anwurfmotor benutzt wird, kann der Schalter den doppelten Zweck der Anstellung des Motors und Einschaltung der elektrischen Zündvorrichtung erfüllen.

Es ist wesentlich, daß die Verdichtungstemperatur so hoch wie möglich gehalten -wird und daher eine möglichst geringe Kühlung bei der Verdichtungsbewegung stattfinden

^a5 muß. Diese Wirkung kann, wie oben be-r schrieben, durch eine derartige Leitung der Kühlflüssigkeit erreicht werden, daß diese nur • während oder am Ende der Arbeitsbewegung durch die Gleitmuffe 7 in. den Deckel gelangt.

Weiter kann, wenn der Zufluß der Flüssigkeit in den Kühlmantel nur durch den Einlaß 20 und der einzige Ausgang nur durch den Kanal 21 stattfinden kann, der nur .durch die Muffe 7 freigegeben wird, die unterbrochene Kühlung so eingerichtet werden, daß sie nur " am Ende der Auspuffbewegung oder bei einer Viertaktmaschine während der Auspnff- und Saugbewegungen stattfindet.

Da die Wärmeverluste iim größten während der Zeitspanne der größtenVerdichtung und des Verbrennungsdruckes sind, ist es z\veckmäßig, die Verbrennungskammer so auszubilden, daß sie diese Verluste vermindert.

Es kann eine Maschine mit beliebiger Anzahl von Zylindern benutzt werden, aber da es zweckmäßig ist, Einheiten von drei Zylindern zu benutzen, ausgenommen bei radialen, kann die Maschine vorzugsweise mit verschiedenen dieser Einheiten entweder gerade oder in V-Form angeordnet werden, aber bei einer doppelt' wirkenden Zweitaktmaschine können zwei Zylinder als Einheit benutzt werden.

Selbstverständlich können diese Einrichtung und die Anordnung der Ventile und die konstruktiven Einzelheiten verschieden von der beschriebenen Art ausgeführt werden, um sich geänderten Umständen anzupassen, jedoch ohne von dem Umfang der Erfindung abzugehen.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Mehrzylindrige Diesel- oder Halbdieselmaschine, bei der einem im Verdichtungshub befindlichen · Zylinder Auspuffgase ⁵S eines anderen Zylinders zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung der überströmung eine axial verschiebbare-Kolbenlauf büchse mit Steueröffnungen vorgesehen ist, die mit Steuer- öffnungen im Zylindermantel zusammenarbeiten.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen