DE637221C - Viertaktgasmaschine mit durch den Arbeitsraum hindurchgefuehrter Kolbenstange - Google Patents

Description

• Viertaktgasmaschine mit durch den Arbeitsraum hindurchgeführter Kolbenstange Für Viertaktgasmaschinen mit Spülung sind Zylinder bekannt, bei denen die Ein-und Auslaßstutzen am Zylinder symmetrisch angeordnet sind. Es sind hauptsächlich zwei Bauarten zu unterscheiden: i. Zylinder mit zwiebelförmigem Ein- und Auslaßstutzen, bei denen diese zwiebelförmigen Räume zum Verdichtungsraum gehören, und z. Zylinder ohne diese zusätzlichen Räume, bei denen die Ventile möglichst dicht an die innere Zylinderwand heranverlegt sind. Bei beiden Bauarten ergaben sich Störungen durch Frühzündungen, die die Belastungsfähigkeit der Maschinen nach oben begrenzten. Die Störungen werden hervorgerufen bei Bauart i vor allem durch heiße Gasreste, die im Auslaßstutzen zurückblieben und ihre hohe Temperatur behielten; bei beiden Bauarten außerdem durch das Auslaßventil, das dauernd nur von heißen Abgasen umspült war und infolgedessen eine sehr hohe Temperatur annahm. Demnach sind die Störungen eine Folge mangelhafter Ausspülung des Auslaßstutzens und ungenügender Kühlung des Auslaßv entils. Die Ursache dieser geringen Wirkung der Spülluft ist darin zu suchen, daß die Strömungsrichtung radial verlief, so daß der Luftstrom auf die Kolbenstange auftraf und die Strömungsenergie der Spülluft durch Wirbelung vernichtet wurde. Daraus erklärt es sich auch, daß das Auslaßventil trotz der vorhandenen Luftspülung nahezu ungekühlt blieb.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Viertaktgasmaschine mit durch den Arbeitsraum hindurchgeführter Kolbenstange, bei der in den ringförmigen Verbrennungsraum gegen Ende des Ausschubhubes ein Spülluftstrom geleitet wird und der Einlaß- und der Auslaßstutzen in einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse, liegen und auf gegenüberliegenden Seiten in den Arbeitszylinder einmünden. Der Einlaßstutzen 4. und der Auslaßstutzen 5 sind dabei derart angeordnet, daß der Spülluftstrom tangential zur Kolbenstange 6 ein- und austritt, wobei er entweder in gerader Richtung (Abb. 2) oder in Form eines Bogens (Abb. i) verläuft. Außerdem wird der Einlaßstutzen düsenartig ausgebildet, um einen geschlossenen Spülluftstrahl zu erzielen. Dadurch wird erreicht, daß die Spülluft in geschlossenem Strom an der Kolbenstange vorbeiströmt und auf ihrem Wege daher auf nur geringe Widerstände trifft. Der Spülluftstrom kann nun 'die Abgase vor sich her aus dem Anlaßstutzen herausschieben, so daß der Auslaßstutzen nahezu abgasfrei wird. Ferner werden das Auslaßventil und die umliegenden Wandteile von dem Luftstrom wirksam gekühlt, so daß die Zündstelle für Frühzündungen beseitigt ist.
• Die beiden Abbildungen. zeigen Ausführungsbeispiele der neuen Bauart. Abb.; zeigt einen Querschnitt durch einen Zylinder für eine doppeltwirkende Gasmaschine rnii: zwiebelförmigem Ein- und Auslaßstutzen. Die mit i bezeichneten Räume sind Kühl-7vasserräume, die mit a bezeichneten sind Öffnungen für die Zündvorrichtungen. 3 ist eine Öffnung für das Druckluftanlaßventil, q. ist der Einlaß-, 5 der Auslaßstutzen, 6 die Kolbenstange. Die Stutzen sind so ausgebildet, daß die Ventilachsen noch in Richtung auf die Zylinderachse verlaufen. Hinter ihnen wird dann durch die Formgebung des Stutzens der Gasstrom etwa in der eingezeichneten gestrichelten Linie abgelenkt, so daß die Spülluft, ohne auf wesentliche Widerstände zu stoßen, an der Kolbenstange 6 vorbei zum Auslaßstutzen strömen kann. Abb. z zeigt dasselbe für einen Zylinder ohne die zwiebelförmige Ausbildung der Stutzen, mit Ventilen, die möglichst nahe an die innere Zylinderwand herangezogen sind; die Bezeichnungen der einzelnen Teile bleiben dieselben. Hier sind die Ventile aus der Symmetrieachse herausgerückt und so angeordnet, daß die Achsen des Ein- und Auslaßventils in einer Linie verlaufen und diese den Zwischenraum zwischen Kolbenstange und Zylinderwand in der Mitte schneidet. Ferner mußte hier die düsenartige Ausbildung des Einlaßstutzens vor das Einlaßventil verlegt werden. Die Spülluft kann hier natürlich noch widerstandsloser als bei dem ersten Beispiel vom Einlaß- zum Auslaßventil strömen.
• Zur Erprobung der Erfindung wurde ein Zylinder, der nach den Angaben der Erfindung konstruiert war, in eine vorhandene doppeltwirkende Tandemgasmaschine mit zwiebelförmigen Ein- und Auslaßstutzen eingebaut. Nach Einbau dieses Zylinders .,(Abb. i) konnte ein mittlerer Druck von -@@g/cm2 im Dauerbetrieb erreicht werden, öiine daß an der Maschine Anzeichen einer '.erreichung oder Überschreitung der Leistungsgrenze in Gestalt, von Frühzündungen oder Knallern auftraten. Es ist also anzunehmen, daß noch höhere mittlere Drücke hätten erreicht werden können, wenn die Einlaß.querschnitte für Gas und Luft der erhöhten Leistung hätten angepaßt werden können. Vor Einbau des Zylinders nach Abb. i, d. h. mit einem Zylinder mit radialem Ein- und Auslaßstutzen, lag die Leistungsgrenze der Maschine bei etwa 5,4 kg/cm2. Bei höherer Belastung fing die Maschine an, unruhig zu arbeiten, und der Betrieb wurde durch Knaller und Frühzündungen gestört.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Viertaktgasmaschine mit durch den Arbeitsraum hindurchgeführter Kolbenstange, bei der in den ringförmigen Verbrennungsraum gegen Ende des Ausschubhubes ein Spülluftstrom geleitet wird und der Einlaß- und der Auslaßstutzen in einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse liegen und auf gegenüberliegenden Seiten in den Arbeitszylinder einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (4) und der Auslaßstutzen (5) derart angeordnet sind, daß der Spülluftstrom tangential zur Kolbenstange (6) ein- und austritt, wobei er entweder in gerader Richtung (Abb. a) oder in Form eines Bogens (Abb. i) verläuft. a. Viertaktgasmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (4) düsenartig ausgebildet ist.