-
Kolbenabdichtung an Brennkraftmaschinen für rückstandreiche Brennstoffe
Es ist seit langem das Bestreben, im Betrieb von Brennkraftmaschinen solche Brennstoffe
nutzbar zu verwerten, die einen verhältnismäßig hohen Anfall an festen Verbrennungsrückständen
haben. Solche Brennstoffe sind in erster Linie feste, staubförmige Treibstoffe,
wie z. B. Kohlenstaub, aber auch flüssige oder halbflüssige Stoffe, wie z. B. unreine
öle, Teere u. dgl., oder auch Gemische verschiedener Brennstoffarben gehören hierher.
-
Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Verwertung von Brennstoffen
der-genannten Art liegt in ihrem hohen Anfall von Verbrennungsrückständen, die die
Kolben-, Zylinder-und Kolbenstangengleitflächen verschmutzen und, da sie glashart
sind, infolge ihrer Schmirgelwirkung in kurzer Zeit zur Zerstörung der betroffenen
Stellen führen. Die Verschleißbekämpfung ist darum auch eine der dringlichsten Aufgaben,
die das Bestreben, Brennstoffe mit hohem Verbrennungsrückstand für den Betrieb von
Brennkraftmaschinen nutzbar zu machen, mit sich bringt.
-
Auch der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brennstoffe mit hohem
Verbrennungsrückstand, wie z. B. Kohlenstaub, unter Vermeidung der damit verbundenen
Nachteile für den Betrieb von Kraftmaschinen nutzbar zu machen. Die Aufgabe wird
gemäß der Erfindung gelöst durch die besondere Ausbildung des Zylinders und Kolbens,
der in bekannter Weise von einem zum Arbeitsraum konzentrisch eingeordneten Zylinderteil
geführt wird. Erfindungsgemäß ist über den Kolben und über den Führungszylinder
eine Haube gestülpt und befestigt, so daß zwischen diesen und der Haube ein nach
unten offener Ringraum entsteht, in den während des Betriebes Flüssigkeiten oder
Gase eingeführt werden können, welche die Abdichtung der Haube im äußeren Zylinder
bewirken.
-
Eine Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt.
-
In der Zeichnung ist i der Verbrennungs-oder Arbeitsraum, in welchem
ein Führungszylinderstück 2 konzentriseh angeordnet ist. Der im Führungszylinder
2 geführte Kolben 4 ist mit einer mit geringem Spiel im Verbrennungsraum i sitzenden
Haube 3 so überdeckt, daß zwischen Haube und Führungszylinder bzw. Kolben ein unten
offener Raum 5 entsteht. 6 ist eine Zuleitung, die in der Wandung des Führungszylinders
angeordnet ist. Statt dessen oder nebenbei kann eine -Zuleitung auch in anderen
Maschinenteilen, z. B. im Kolben, angeordnet werden, wie dies durch die gestrichelte
Linie angedeutet ist. 8 ist ein Ventil und 9 ein Auslaß für die Verbrennungsgase.
-
Die besondere Ausgestaltung der Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung
gestattet, die Rückstände von im Arbeitsraum i verbrannten Brennstoffen von # den
aufeinandergleitenden Flächen des Kolbens und Führungszylinders fernzuhalten, insofern,
als durch die Zuleitung, z. B. 6, Stoffe in den Raum 5 eingeführt, beispielsweise
eingespritzt, werden
können, die einen Zutritt der Verbrennungsprodukte
zu den Gleitflächen hindern. Die einzuführenden Mittel können flüssig,, dampf- oder
gasförmig sein. Es können auch feste, unter dem Einfluß der im Raum 5. herrschenden
Temperaturen flüchtige Stoff in Betracht kommen. Wesentlich ist lediglich, daß die
Stoffe für die Gleitflächen unschädlich sind.
-
Die Einführung der Stoffe erfolgt zweckmäßig während des Aufwärtsgehens
des Kolbens, d. h. während der Vergrößerung des Raumes 5. Beim Abwärtsgehen des
Kolbens mit Haube verkleinert sich der Raum 5, wodurch die seinen Inhalt bildenden
Stoffe verdichtet werden, die wie ein natürliches Polster zwischen den Verbrennungsgasen
und den Gleitflächen liegen. Es ist naturgemäß erforderlich, daß die Füllung in
Raum 5 so groß ist, d. h. unter solchem Druck erfolgt, daß die Verdichtung in diesem
Raum nicht geringer ist als im Arbeitsraum i.
-
Gegebenenfalls kann man auch von der Anordnung einer besonderen Zuführungsleitung,
wie sie mit 6 und 7 angedeutet ist, absehen und statt dessen Haube 3 und Führungszylinder
2 in einem solchen Verhältnis zueinander ausbilden, daß der an sich vorhandene Inhalt
des Haubenraumes 5 und des Arbeitsraumes i an Luft bzw. rückstandfreien Gasen genügt,
durch Verdichtung beim Niedergehen des Kolbens einen zur Fernhaltung der Verbrennungsgase
genügenden Druck zu erzeugen. Zu diesem Zweck muß das Spiel und damit das Verhältnis
zwischen Haube und Führungszylinder so bemessen sein, daß die im Arbeitsraum i befindliche
Luft und gegebenenfalls rückstandfreien Gase in den Raum unter der Haube eintreten
können, wenn die bei den Verbrennungsvorgängen entstehenden Gase sie aus ihrer Lage
verdrängen. Andererseits darf aber natürlich das Spiel zwischen diesen beiden Teilen
nicht so groß sein, daß ein durchaus ungehemmter Gasfluß eintritt, da sonst die
Gefahr besteht, daß auch Verbrennungsgase in den Raum unter der Haube gelangen.
Der Vorgang ist dann so, daß während des Verbrennungsvorganges und Niedergehens
des Kolbens die unter der Haube eingeschlossenen Gase bemüht sind, durch den Spielraum
in ,den Arbeitsraum zu gelangen, während die im 'Arbeitsraum befindlichen Gase auf
dem glei-Chen Weg in den Haubenraum zu gelangen suchen, welches Bestreben letzten
Endes zur Abdichtung des Ringraumes führt.
-
Die Verbrennung der Brennstoffe mit hohem Verbrennungsrückstand führt
in vielen Fällen zur Verschmutzung der Haube und der Innenflächen des Arbeitsraumes.
Zur Beseitigung der Verunreinigungen können durch ein an geeigneter Stelle angebrachtes
Ventil 8 lösende Mittel eingeführt und abgelassen werden.
-
Die Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung kann zweckmäßig auch noch
weiter ausgestaltet werden. So kann man den Arbeitsraum beheizbar ausbilden und
Vorkehrung treffen, daß geeignete Mittel, wie Wasser, Treibstoffe, Gase o. dgl..
eingeführt und unter Krafterzeugung zur Expansion gebracht werden können. Auch kann
der Arbeitsraum von einer Vorrichtung zur Dampferzeugung umhüllt werden, um hierdurch
die beim Verbrennen der Treibstoffe entstehende überschüssige Wärme auszunutzen.