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Brennkraftverdichter oder -Treibgaserzeuger mit mindestens drei Zylindern,
von denen mindestens ein Zylinder ein Brennkraftzylinder ist Die E, rfindung
bezieht sich auf einen Brennkraftverdichter oder -Treibgaserzeuger mit mindestens
drei Zylindern, von denen mindestens ein Zylinder ein Brennkraftzylinder ist, DerartigeVerdichter
oder Treibgaserzeuger sind an sich bekannt. Bei einer solchen bekannten Maschine
ist es schon vorgeschlagen worden, die Abgase der Brennkraftzylinder und die im
Verdichterzylinder verdichtete Luft in einer Sammelleitung zu mischen, um dann das
Gemisch als Treibgas einer Turbine zuzuführen.
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Bei den bekannten Vorrichtungen ist jedoch ein zweistufiges
Arbeiten des Brennkraftverdichters oder Treibgaserzeugers nicht vorgesehen.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen zweistufigen
Arbeitsgang durchzuführen, ohne daß deswegen die Zahl der Zylinder vermehrt zu werden
braucht oder besondere Zwischenbehälter zwischen den Stufen vorgesehen werden müssen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß von den untereinander
durch Leitungen und Ventile verbundenen Zylindern mindestens einer einen größeren
Durchmesser hat als mindestens einer der beiden anderen Zylinder, wobei der Kolben
des letzteren Zvlinders gegenüber dem Kolben des größeren Zylinders um'etwa i8o'
versetzt arbeitet, und daß das Verbindungsventil zwischen diesen beiden Zylindern
derart gesteuert ist, daß es mindestens während eines Teils des einwärts gerichteten
Hubes des größeren Kolbens geöffnet, jedoch während des einwärts gerichteten Hubes
des kleineren -Kolbens geschlossen ist.
Die Erfindung hat
außer den schon obengenannten Vorteilen auch noch den weiteren Vorteil, daß bei
ihr die Zahl der notwendigen Ventile verringert ist, da zwischen dem grQ--" ßeren
und dem kleineren Zylinder nur einziges Ventil vorgesehen zu werden brau#b:#-,#
während bei der üblichen zweistufigen »
dichtung zwischen den beiaen Stufen
immer mindestens zwei Ventile, nämlich das Druckventil der Niederdruckstufe und
das Einlaßventil der Hochdruckstufe, vorgesehen sind.
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Ganz besonders zweckmäßig ist die Erfindung dann, wenn der oder die
Brennkraftzylinder der Maschine im Viertakt arbeiten. Dann kann der Zylinder größeren
Querschnitts zwei oder noch mehr Wirkungen in sich vereinigen, und zwar beispielsweise
die Wirkung einer ersten Verdichterstufe für den Verdichterteil und einer Ni#derdruckentspannungsstufe
für den Brennkraftteil des Brennkraftverdichters oder -Treibgaserzeugers. Die Folge
dieserVereinigung mehrererWirkungen bei einem Zylinder führt zu ein-er Verringerung
der Gesamtzahl dQr, notwendigen Zylinder.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. i eine erste Ausführungsform eines Druckluftverdichters gemäß
der Erfindung im Längsschnitt.
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Fig. 2 ist ein Grundriß des in Fig. i dargestellten Gegenstandes.
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Die Fig. 3 bis 5 zeigen schaubildlich mehrere Treibgaserzeuger
in verschiedenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung.
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Die Fig. 6 -und 7 sind Schaubilder zur Erläuterung zweier
verschiedener Wirkungsweisen des in Fig. 5 dargestellten Treibgaserzeugers.
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Die Fig. 8 und 9 stellen schaubildlich zwei weitere
Ausführungsformen von Treibgaserzeugern gemäß der Erfindung dar.
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Fig. 8 bis ist ein Diagramm, welches die Wirkungsweise des
Treibgaserzeugers nach Fig. 8 erläutert.
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Fig. 9 bis ist eine Tabelle zur Erleichterung des Verständnisses
der Wirkungsweise des Gegenstandes der Fig. g.
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Die Fig. io und i i stellen schaubildlich die Zylinderanordnung eines
Treibgaserzeugers nach Fig. 9 im Grundriß und von der Seite gesehen dar.
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Die Fig. 12, Ubis, i:2E und i2F zeigen schaubildlich eine weitere
Ausführungsform der Erfindung, die dazugehörige Erläuterungstabelle und zwei Schaubilder,
die die Wirkungsweise einzelner Zylinder des Gegenstandes der Fig. 1:2 erklären.
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Die Fig. 13 und 13bis, 14 und 14bis stellen einen Treibgaserzeuger
und eine Verbundbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung mit den zugehörigen Erläuterungstabellen
dar. Der Gegenstand der Fig. i, bei welchem es sich um einen Treibgaserzeuger handelt,
umfaßt eine Verbundbrennkraftmaschine mit iTiindestens einem Zweitaktniederdruckzyliii-Aer,
in welchem abwechselnd eine Nieder-#.d.-ruckverdichtung und -entspannung stattfin--den.
Der Zweitaktniederdruckzylinder der Brennkraftmaschine ist in der Zeichnung mit
i bezeichnet, Ferner sind zwei Hochdruckzylinder 2-' und 2"' vorgesehen, welche
im Viertakt arbeiten. In den genannten Zy-
lindern befinden sich die Kolben
3, 4# und 4". Die Kolben,4! und 4" sind gegeneinander uni 36o' versetzt,
während der Kolben 3 gegenüber den beiden anderen um i8o' versetzt ist. Ferner
sind Ventile 5 und 6 vorgesehen, durch welche der Zylinder i mit den
Zylindern 2' und:2" in Verbindung gesetzt wird. Zur Speisung des Zylinders i dienen
Öffnungen 7,
während die Verbrennungsgase nach ihrer zweiten Entspannung durch
Auslaßventile 8
ausgelassen werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung treibt die beschriebene
Brennkraftmaschine einen Kolbenverdichter an. Dieser ist derart ausgebildet und
angeordnet, daß der Kolben 3 während seines Verdichtungshubes die Füllung
des Verdichters inindestens teilweise besorgt.
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DerVerdichter kann auf verschiedeneWeise ausgebildet sein. Vorzugsweise
besteht er aus einem Zylinder und einem Kolben. Das aus diesen beiden Teilen bestehende
Ganze liegt parallel zu den übrigen Zylindern. Vorzugsweise ist der Verdichter oberhalb
des Zy-
linders i und gleichachsig mit diesem angeordnet (Fig. i). Ventile
io und i i dienen dazu, den Zylinder 9 mit dem Zylinder i und mit einer Förderleitung
12 in Verbindung zu setzen.
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Die Bewegungen des Kolbens 13, der in dem Zylinder 9 gleitet,
werden durch eine Stange 14 hervorgerufen, welche den Kolben 13 mit dem Boden des
Kolbens 3 verbindet. Hierbei ist die Stange 14 durch den Boden des Zylinders
i mittels einer Stopfbüchse 15
hindurchgeführt. In dem Deckel des Zylinders
9 ist ein Einlaßventil 16 vorgesehen, während in dem Kolben 13 Übergangsventile
17 angebracht sind. Letztere lassen das in dem Zylinder 9 oberhalb
des Kolbens 13 befindliche Gas durch den Kolben hindurchtreten, wenn sich
letzterer aufwärts bewegt.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Treibgaserzeugers ist
die folgende. Wenn der Kolben 3 in seiner unteren Totpunktlage und
die Kolben 4, 4' in ihrer oberen Totpunktlage sind, sind die Ventile
5 und io geöffnet und das Ventil 6 geschlossen. Wenn der Kolben
3 hochsteigt, steigt auch der Kolben 13 hoch, während sich der Kolben
4'
abwärts bewegt. Wenn die verschiedenen Zy-
linder derart
ausgebildet sind, daß der Inhalt des Zylinders i größer ist als die Summe'der Inhalte
der Zylinder 2' und 9, so verdichtet der Kolben 3 bei seinem Aufwärtshub
Gas, beispielsweise Frischluft, *gleichzeitig in den Zylindern 1, 2' und
g. Ferner tritt die oberhalb des Kolbens 13 in dem Zylinder 9 befindliche
Luft durch die in dem Kolben vorgesehenen Klappenventile 17 hindurch. Beim Abwärtsgang
des Kolbens 13 schließen sich die Ventile 5 und io, während sich die
Ventile 6 und i i öffnen. Die in dem Zylinder:2" entstandenen Verbrennungsgase
dehnen sich teilweise in dem Niederdruckzylinder i aus, während die Unterseite des
Kolbens 13 verdichtete Luft in die Leitung 12 fördert. Gleichzeitig dringt Luft,
deren Druck gleich dem der Umgebung ist, durch das geöffnete Ventil 16 in den Zylinder
9 oberhalb des Kolbens 13 ein.
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Während des folgenden Arbeitsspieles kefiren sich die Rollen der Zylinder:2'
und 2,"
um. Die Verdichtung geht gleichzeitig in den Zylindern 1, 2" und
9 vor sich. Der Auspuff der verbrannten Gase geschieht bei'jedern Arbeitsspiel
durch die Ventile 8,. während sich der Kolben 3 in der Nähe seines
unteren Totpunktes befindet.
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Der Prozents atz der von dem Verdichterzylinder verbrauchten Arbeit
hängt selbstverständlich von dem Verhältnis seines Zylinderinhalts zu dem Inhalt
der Brennkraftzylinder ab. Durch geeignete Bemessung der Zylinder läßt es sich erreichen,
daß die ganze Brennkraftmaschinenarbeit - in Verdichtungs- und Ausstoßarbeit
der in dem Zylinder 9 verdichteten Luft umgewandelt wird. Es sei noch darauf
hingewiesen, daß durch eine Änderung der Verkeilugg der das Ventil i i betätigenden
Steuervorricht-Lmg die Größedes Förderdruckes des Treib!-aserzeugers verändert werden
kann, Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargesellt.
Bei dieser Ausführungsform tritt ein Verdichterzylinder 9
an die Stelle eines
der Hochdruckzylinder der Verbundbrennkraftmaschine, während der andere Brennkraftzylinder
im Zweitakt arbeitet. Zu diesem Zweck sind in der Nähe des unteren Endes des letztgenannten
Brennkraftzylinders öffnungen iS vorgesehen, die in eine Auslaßleitung ig münden.
Ferner ist im Dekkel des Niederdruckzylinders i eine Einlaßvorrichtung, beispielsweise
eiri Einlaßventil 2o, vorgesehen.
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Die Wirkungs#veise der vorstehend beschriebenenVorrichtun istdiefalgende.
Beim, # 9
Aufwärtssteigen des Kolbens 3 wird die während des vorausgegangenen
Abwärtshubes in den Zylinder i hineingesaugte Luft zugleich in den Zyindern i und
9 verdichtet, denn das Ventil io ist offen, Während die Ventile
5 und i i geschlossen sind. Gleichzeitig entspannen sich die in dem Zylinder:2'
entstandenen Vera brennungsgase. Wenn der Kolben 4 in die Nähe seines unteren Totpunktes
gelangt, gibt er die Auslaßöffnung 18 frei, so daß die Verbrennungsgase -entweichen
können. Wenn der Druck derselben genügend ges'unken ist, öffnet sich das Ventil
5, und ein Teil der Luft, die in den Zylindern i und 9 verdichtet
worden ist, spült -:die Verbrennungsgase aus dem Brennkraftzylinder 2' aus und füllt
diesen mit Frischluft. Während des iolgenden Hubes sind die Ventile 5 und
io geschlossen und das Ventil i i offen. Die in dem Zylinder 2' befindliche Luft
wird also verdichtet, und die in dem Zylinder 9 befindliche Luft wird durch
die Leitung 12 abge*führt.
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Die Verbrennungsgase, die unter einem gewissen Druck durch die Leitung
ig abströinen, können mit der verdichteten und durch die Leitung 12 abgeführten
Luft gemischt werden. Auch kann ein Teil der in den Verbrennungsgasen steckenden
Energie dadurch wiedergewonnen -werden, daß man die Verbrennungsgase in ei.ner Turbine
zur'Entspannung bringt, welche auf diese Weise durch die Verbrennungsgase angetrieben
wird.
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Um den Erzeuger von Druckgas noch weiter zu vereinfachen, kann man
gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung vollkommen den oder die Verdichterzylinder
fortlassen und mindestens einen Teil der Zylinder der Verbundbrennkraftmaschine
mit steuerbaren Verschlußvorrichtungen versehen, mit deren Hilfe ein Teil des in
den genannten Zy-
lindern verdichteten Gases aus diesen Zylindern ausgelassen
Wird. Bei einer - Verbundbrennkraftmaschine der schön beschriebenen Art,
der also einen Zweitakt-Niederdruckzylinder i und zwei Viertakthochdruckzylinder
2' und 2" aufweist, kann die letztgenannte -Ausführungsfärm der Erfindung auf verschiedene
Weise verwirklicht werden.
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Eine erste Ausführungsform dieser Art ist in Fig. 4 veranschaulicht.
Gemäß dieser Figur sind in den Wänden der Zylinder 2' und 2" Auslaßöffnungen 2 1
vorgesehen, ' deren Lage derart gewählt ist, daß sie von den Kolben! 4' und
4!' freigegeben werden, wenn sich letztere in der Nähe ihrer unteren Totpunktstellung
befinden.
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Die Wirkungsweise einer solchen Einrichtung ist die folgende. Am Ende
der Entspannungsperiode werden aus dem Zylinder 2' Verbrennungsgase ausgelassen,
während bei der folgenden Wellenumdrehung am Ende der Ansa,ugperiode verdichtete
Luft ausgelassen wird. Dieselben Vorgänge treten auch bei dem Zylinder 2" auf,
jedoch sind sie um eine volle Umdrehung gegenüber den Vorgängen,
die
bei dem Zylinder 2' auftreten, versetzt. Wenn also verdichtete Luft aus dem Zylinder
:2' ausgelassen "vird, werden Verbrennungsgase aus dem Zylinder 2" ausgelassen,
und umgekehrt. Gegebenenfalls können die an dem unteren Ende eines der Zylinder
austretenden Verbrennungsgase dazu benutzt werden, um die aus dem anderen Zylinder
entnornmene verdichtete Luft mitzureißen. Das unter Druck stehende Gemisch von Verbrennungsgasen
und Luft wird dann durch eine Leitung 22 abgeführt.
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Die Ventile 5 und 6 können auch derart mit Bezug aufeinander
verkeilt sein, daß diese Ventile in der Nähe der unteren Totpunkte der Kolben4',
4#' während einer bestimmten Periode gemeinsam offen bleiben, so daß ein Teil der
Verbrennungsgase, die in dem einen der Zylinder 2, 2 // enthalten sind, die
verdichtete Luft aus dem anderen Zylinder und aus dem toten Raum des Zylinders i
herausspült. Ein anderes Mittel, um den Auslaß der verdichteten Luft zu erleichtern,
besteht in einer Versetzung des Kolbens 3 einerseits und der Kolben 4#, 4#'
andererseits uni weniger als i8o' gegeneinander.
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Die Folge davon ist, d *aß die Kolben 4', 4#' ihren unteren
Totpunkt eher erreichen, als der Kolben 3 seinen oberen Totpunkt erreicht.
Letzterer bewirkt infolgedessen während des Endes seines Aufwärtshubes eine mechanische
Austreibung der verdichteten Luft.
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Eine weitere Ausführungsform mit Druckgasentnahme aus den Zylindern
2', 2" ist in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind Abschlußventile
23 vorgesehen, die zweckmäßigerweise in seitlichen Öffnungen 24 angeordnet
sind. Die Steuerung dieser Ventile 23 kann derart geregelt werden, daß ein
Austritt von Druckgas während des abwärts gerichteten Hubes des betreffenden Kolbens,
d. h. also gegen das Ende der ersten Verdichtungsstufe, stattfindet. In diesem
Fall hat die Stellung des Auslaßventils keinen Einfluß auf den Druck der ausgelassenen
Luft. Das Druckvolumenschaubild in dein betreffeiiden Zylinder entspricht dann dem
Schaubild nach i-ig. 6, in welchem der Hubteil, in dessen Verlauf der Auslaß
stattfindet, durch die Strecke p-q gekennzeichnet ist. Die Druckgasentnahme kann
aber auch während des Wiederansteigens des genannten Kolbens vor sich gehen,
d. h. also während der zweiten Verdichtungsstufe (s. Schaubild der Fi-.
7).
In Fig. 7 ist die Auslaßperiode durch die Strecke p-q' gekennzeichnet.
Weiterhin können die ausgelassenen Druckgase auch aus Verbrennungsgasenbestehen.
Schließlichkönnen die ausgelassenen Gase abwechselnd aus Frischluft und aus Verbrennungsgasen
bestehen. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß man in dem Fall, daß die Öffnung des
Ventils während des Kolbenabwärtsganges stattfindet (Schaubild der Fig.
6), die öffnung der Ventile 23 vorverlegen und in dem Fall, in dem
die Üffnung der Ventile beim Wiederaufwärtsgehen stattfindet (Schaubild der Fig.
7),
die Schließung der Ventile 23 um einen Igewissen Betrag verzögern
kann, während die Kolben 4' und 4#' die zugehörigen Üffnungen abdecken. In beiden
Fällen wird dadurch die Dauer der öffnung vergrößert.
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Bei den verschiedenen Druckgaserzeugern, von denen im vorstehenden
die Rede gewesen ist, wird zweckmäßigerweise dafür gesorgt, daß die zur Verdichtung
und Ausschiebung des Druckgases notwendige Arbeit einerseits und die Brennkraftmaschinenarbeit
andererseits im wesentichen. gleich sind. Ferner ist es zweckmäßig, daß die Verbrennungsgase
bis auf einen Druck entspannt werden, der in unmittelbarer Nähe des Speisedruckes
liegt.
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Wie auch immer die jeweilige Ausführungsform der Erfindung
sei, man erhält mit ihrer Hilfe Druckgaserzeuger, die unter anderem den Vorteil
einer großen Wirtschaftlichkeit, eines sehr anpassungsfähigen Betriebes
- und eines geringen Gewichts, bezogen auf die Leistung, haben.
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Im nachstehenden sind noch weitere Druckgaserzeuger beschrieben, die
von den vorstehend beschriebenen Druckgaserzeugern verschieden sind, jedoch ebenfalls
Ausführungsforrnen der Erfindung darstellen.
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Fig. 8 stellt eine Maschine dar, die aus mindestens einer Gruppe
von drei Zylindern besteht, nämlich zwei Viertaktbrennkraftzylindern 25 und
26 und einem Zweitaktverdichterzylinder 27. Die Füllung des letztgenannten
Zylinders wird abwechselnd von den Brennkraftzylindern während ihres Verdichtungshubes
durch Ventile 5' und 6' hindurch besorgt. Für den Auslaß des verdichteten
Gases, beispielsweise der verdichteten Luft, dient eine Auslaßvorrichtung, beispielsweise
ein Auslaßventil 28. Der Auslaß findet während des Ansteigens des Kolbens
29 statt, der in dem Verdichterzylinder 27 arbeitet. Der Augenblick der öffnung
des Ventils 28 wird vor allem derart geregelt, daß der Kolben 2'#) während
seines Anstiegs die in dein Zylinder 27 befindliche Luft zuerst verdichtet
und dann am Ende dieses Hubes die so verdichtete Luft aus dem Zylinder ausschiebt.
Das Druckvolumenschaubild des Zylinders 2-7 ist in Fig. 8bis dargestellt,
und zwar stellt die Linie a-b die Verdichtung und die Linie b-c den Ausschub des
verdiffiteten Gases dar.
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Zweckmäßigerweise wird weiterhin dafür gesorgt, daß der Verdichterkolben
29 seinen unterenTotpunkt eher erreicht, als die Brennkraftkolben
'
ihren oberen Totpunkt erreichen. Hierdurch wird die Möglichkeit eines, höheren Verdichtungsverhältnisses
in den Brennkraftzylindern in dem Augenblick, in dem die Brennkraftkolben ihren
obereil Totpunkt erreichen, geschaffen. Der Inhalt des toten Raumes der Brennkraftzylinder
wird soweit als möglich verringert, und zwar werden die Brennkraftkolben zu dem
Zweck mit Vorsprüngen 30 versehen.
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Wenn es sich darum handelt, einen Druckgaserzeuger zu schaffen, der
insbesondere in der Lage ist Luft von hohem Druck zu erzeugen, so endet eine
weitere, wesenhaft in Fig. 9 veranschaulichte A usführungsforin der
Erfindung Anwendung. Dieser Druckgaserzeuger besteht aus mehreren - Viertaktbrennkraftzylindern,
deren Zahl beispielsweise vier beträgt und die zwei Verbundgruppen bilden. Die Brennkraftzylinder
arbeiten mit mindestens einem Zweitaktverdichterzylinder zusammen, und zwar wird
dieser durch die genannten Verbundgruppen abwechselnd mit Luft gespeist, die in
zwei aufeinanderfolgenden Verdichtungsstufen verdichtet worden ist.
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jeder der Niederdruckzylinder A und A'
des Druckgaserzeugers
ist mit einem Einlaßventil 31, einem Auslaßventil 32 und einer Leitung
33 versehen' - deren Mündung in den Hochdruckbrennkraftzylinder B
oder B' ein Abschlußorgan, beispielsweise ein gesteuertes Ventil 34, aufweist: Die
Brennkraftzylinder B und B', sind durch Leitungen 35, in welche Ventile
36 eingeschaltet sind, mit dem Zweitaktverdichterzylinder C verbunden. Letzterer
weist außerdem ein Ventil 37 auf, durch das die in dem Zylinder C verdichtete
Druckluft austreten kann, -wenn dieses Ventil offen ist. Jeder Brennkraftzylinder
B und B' ist ferner zweckmäßigerweise durch Leitungen 38, in welche Ventile
39 eingeschaltet sind, mit demjenigen der Niederdruckbrennkraftzylinder verbunden,
in welchem der Entspannungshub vor sich geht, während der zugehörige Hochdruckzylinder
gleichzeitig die Verbrennungsgase ausschiebt. Auf diese Weise nutzen die Niederdruckzylinder
einen Teil der Entspannung der in den Hochdruckzylindern befindlichen Verbrennungsgase
aus-.
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Um die Länge der verschiedenen Leitungen zu verkürzen, welche die
verschiedenen Zy-
linder verbinden, werden die Brennkraftzylinder zweckmäßigerweise
auf den Ecken eines Rhombus angeordnet, während der Verdichterzylinder in- der Mitte'
dieses Rhombus liegt, wie dies in den Fig. i o und i i angedeutet ist.
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Man erhält so einen Erzeuger von hochverdichteter Druckluft, bei dem
jeder der Verbrenntingszylinder mit dem einen Niederdruckzylinder während der ersten
Verdichtungsstufe und mit dem anderen Niederdruckzylinder während der zweiten Entspannungsstufe
zusammen arbeitet. Die Wirkungsweise des beschriebenen Druckgaserzeugers ergibt
sich ohne weiteres aus der Tabelle der Fig. gbis. In dieser Tabelle sind für ein
Arbeitsspiel des Treibgaserzeugers die Takte angegeben, die sich in den verschiedenen
Zy-
lindern abspielen. Die Buchstaben a, c, d, e
bedeuten ansaugen,
verdichten, entspannen und auslassen. Die großen Buchstaben seitlich dieser kleinen
Buchstaben geben die Zy-
linder an, in denen sich die genannten Vorgänge abspielen,
und die Pfeile zeigen den Richtungssinn der Hübe an. - Z. B. bedeutet eB,
C eine Verdichtung, die gleichzeitig im Innern der Zylinder B' und C'vor sich gebt.
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Wenn es 'sich darum handelt, einen gemischten Druckgaserzeuger herzustellen,
d. h. also einen Erzeuger, der gleichzeitig, unter Überdruck befindliche
Verbrennungsgase und Druckluft liefert, so findet zweckmäßigerweise die eine der
folgenden Ausführungsformen Anwendung, je nachdem ob man die Druckluft und
die unter Überdruck befindlichen Verbrennungsgase getrennt voneinander oder gemischt
erhalten will.
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Gemäß der, ersten dieser Ausführungsfornien ('s. Fig. i2)z besteht
der Druckgaserzeilger aus mindestens zwei Niederdruckverdichterzylindern
D und D, die im Zweitakt arbeiten und einzig und allein dazu dienen,
verdichtete Luft abwechselnd in mindestens einen Zweitakthochdruckzylinder
E, welcher verdichtete Luft ausgibt, und in mindestens zwei Viertaktverbrennungszylinder
F, F' hineinzuschicken, welch letzere Verb»rennungsgase ausgeben.
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Die Tabelle nach Fig. i2-bis gibt einen Überblick über die Verteilung
der Arbeitstakte in den verschiedenen Zylindern während eines Arbeitsspiels des
in Rede stehenden Druckgaserzeugers. Die Schaubilder nach den Fig. i2E und i2F veranschaulichen
die Druckänderungen in den Zylindern E einerseits und in den Zylindern F
und F andererseits.
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Dunch eine geeignete Einregelung des Zeitpunktes, in dem sich das
Auslaßventil des Hochdruckverdichterzylinders öffnet, läßt es sich erreichen, daß
die verdichtete Luft einen bestimmten Druck hat. Insbesondere kann man es erreichen,
daß der Druck dieser Luft der gleiche ist wie der Druck der Verbrennungsgase, so
daß diese beiden Gasströme miteinander gemischt werden können, ohne daß dabei eine
Absenk4ng des Druckes des einen oder anderen Gasstromes stattfindet.
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Bei der in Fig. 13 dargestellten zweiten Ausführungsform ist
der Druckgaserzeuger
mit mindestens einem im Zweitakt arbeitenden
Niederdruckverdichterzylinder G ausgerüstet, der abwechselnd den im Viertakt
arbeitenden Verbrennungszylindern H und H' verdichtete Luft zuführt. Die Zahl dieser
Viertaktverbrennungszylinder beträgt beispielsweise zwei. Die Verbrennungszylinder
fördern ihrerseits in mindestens zwei Hoehdruckverdichterzylindern J, T,
die im Zweitakt arbeiten, unä zwar abwechselnd während mindestens eines Teils ihres
Verdichtungshubes verdichtete Luft und während- ihres Auslaßhubes Verbrennungsgase.
Wenn bei einer Umdrehung der eine der ZylinderJ und T verdichtete Luft und
der andere unter überdruck stehendes Verbrennungsgas 'liefert, so liefern bei der
nächsten Umdrehung der an erster Stelle genannte Zylinder unter Überdruck stehendes
Gas und der zweite verdichtete Luft.
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Zweckmäßigerweise wird außerdem dafür gesorgt, daß die Kolben der
Hochdruckverdichterzylinder ihren unteren Totpunkt eher erreichen, als die Brennkraftkolben
ihren oberen Totpunkt erreichen. Auf diese Weise ergibt sich eine bessere Füllung
der Hochdruckverdichterzylinder.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Maschine wird durch
die Tabelle der Fig. 13bis erläutert.
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In Fig. 14 schließlich ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
bei der es sich nicht mehr um einen Verbunddruckgaserzeuger, sondern um eine Verbundbrennkräftmaschine
handelt. Gemäß der genannten Figur arbeiten mit mindestens einem Zweitaktverdichterzylinder
L Viertaktbrennkraftzylinder zusammen, die beispielsweise in zwei Zylinderverbundgruppen.aufgeteilt
sind. Die Niederdruckzylinder M und II' dieser Gruppen bewirken nacheinander die
Füllung des Verdichterzylinders L, der einerseits die Hochdruckbrennkraftzylinder
N und N' der beiden Gruppen mit verdichter Luft versorgt. Zweckmäßigerweise
ist zwischen dem Verdichterzylinder L und den Hochdruckverbrennungszylindern
N, N' ein Ausgleichbehälter 0
vorgesehen. Die Entspannung der
Verbrennungsgase in den Hochdruckbrennkraftzylindern setzt sich dann in den Niederdruckzvlindern
fort. Letztere sind selbstverständlich mit einem Einlaßventil a und einem Auslaßventil
c versehen. Die aufeinanderfolgenden Arbeitstakte in den verschiedenen Zylindern
eines Motors gemäß Fig. 14 sind in der Tabelle gemäß Fig. 14bis angegeben.
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Gegebenenfalls kann der Ausgleichbehälter 0 mit einer Druckluftentnahme
P versehen sein. In diesem Falle läßt sich die in Rede stehende Maschine als Erzeuger
von Druckluft verwenden. Die an der Brennkraftmaschinenwelle zur Verfügung stehende
Leistung ist selbstverständlich verringert, wenn die Maschine Druckluft liefert.
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Die in Rede stehende Brennkraftmaschine kann bei ',geeigneter Abmessung
ihrer verschiedenen Zylinder mit Nutzen zum Antrieb eines Fahrzeuges verwendet werden.
Hierbei wird die Leistung an die Fahrzeugräder entweder mechanisch übertragen, indem
die Brennkraftmaschinenwelle und die Antriebswelle der Räder durch ein Getriebe
miteinander gekuppelt werden, oder die Leistungsübertragung kann auch unter Zwischenschaltung
von Druckluft vor sich gehen, indem die Brennkraftmaschine als Erzeuger von Druckluft
arbeitet und die Fahrzeugräder dadurch antreibt, daß die von der Brennkraftinaschine
erzeugte Druckluft eine Kraftmaschine antreibt.
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Die Verschluß- und Steuervorrichtungen der vorstehend beschriebenen
Verbundmaschinen brauchen nicht aus Ventilen zu bestehen, sondern können auch in
anderer Weise ausgebildet sein.