Es sind bereits Verbrennungsmaschinen. be-
kannt, insbesondere
Zweitaktmaschinen, die einen gemeinsamen Verbrennungsrauni besitzen, um welchen
radial zwei oder mehr Zylinder angeordnet sind. Bei allen diesen bekannten Ausführungen
arbeitet je ein Zy-
linder auf eine eigene Kurbelwelle, die mit den
Kurbelwellen der übrigen Zylinder durch geeignete Getriebe verbunden ist, oder jeder
einzelne Zylinder arbeitet über geeignete Triebwerk-steile auf einen oder mehrere
eigene Kurbelzapfen einer gemeinsamen Kurbelwelle. *Es sind aber auch Batiarten
be-
kannt, bei welchen mehrere Zylinder, die einen gemeinsamen Verbrermungsraum
be-
sitzen, auf einen einzigen Kurbelzapfen arbeiten. Hierbei sind die Zylinder
jedoch nicht radial um den -emeinsamen Verbrennungsraurn gruppiert, sondern die
Zylindcrachseli laufen zum Verbrennungsraum hin auseinander oder sind parallel neben
oder hintereinander angeordnet. überdies gibt es Bauarten, bei welchen die Zylinder
nicht nur radial um den gemeinsamen Verbrcrinungs-* raurn angeordnet sind, sondern
auch auf einen gemeinsamen Kurbelzapfen arbeiten. Hierbpi werden jedoch zur Übertragung
der Kolbenbewegungen auf die Kurbelwelle ge-
meinsame Triebwerksteile in clcr
Weise angeordnet, daß eine Nacheilung der Kolben ZD untereinander und somit eine
Beeinflussung der Steuerung nicht möglich ist. Außerdem 0 C
Z, Cribt es eine
Bauart, die nach Art einer Gegenk-olbenmaschine ausgebildet.ist. Beide Kolben arbeiten
über Schwinghebel auf nur einen Kurbelzapfen. Die lIebellängen sind allerdings so
groß bemessen, daß die Ilebel
zur Aufnahme der Kolbenkräfte sehr
große Querschnitte aufweisen müssen. Die Bauarten, deren Zylinder radial tun den
Verbrennungsraum gruppiert sind, haben den Vorteil des annähcrnd kugelförmigen VerbrennLingsraumes;
die Bauarten, deren Zylinder auf nur einen Kurbelzapfen arbeiten, müssen auf diesen
Vortcil verzichten, besitzen dafür aber ein einsah rcs Triebwerk. Beiden Bauarten
aber haftet der Nachteil an, daß der Spitzendruck, d.h. das Produkt aus der Summe
?Lller wirksamen Kolbenflächen und dem Verbrennun 'gsliözhstdruck und d*e bei hoherDrehzahl
beachtlichen Besclileunigungskräfte, direkt auf die Kurbelwelle bzw. Kurbelwellen
wirken, und somit das Baugewicht in ungünstiger Weise beeinflussen., was bei Motoren
mit cretrennten Verbrennun-sräumen wepn der z2 z3 b
nacheinanderfol-cnden
Zündun-en nicht der Fall ist. Diese Tatsache tritt besonders kraß im Drehkraftschaubild
zutage. wo die Motoren mit gemeinsamen Verbremiungsräumen sehr hohe Spitzen aufweisen,
während die Motoren mit getrennten Verbrennungsräumen ein viel gleichförinigeres
Drchkraftschaubild zeigen. Für Motoren mit getrennten Verbrennungsräumen sind Verfahren
bekanntl um diese Spitzendrücke unter gleichzeitiger Verzögerung der Kolbenbewegung
am oberen Totpunkt herabzusetzen.
Die Erfindung bemüht sich, ohne auf die bekannten Vorteile der Motoren
mit gemeinsamen Verbrennungsraum verzichten zu wollen, die Nachteile dieser Bauart
nach Möglichkeit auszuschalten. Dies wird erreicht durch die in Fig. i schematisch
dargestellte Bauart. Von den drei Zylindern, die strahlenfölrnig uni den
Verbrennungsraum angeordnet sind, arbeitet der mittlere direkt auf dem Kurbelzapfen
-, während die beiden seitlichen Zylinder über das Triebwerk arbeiten, das aus den
Zwischenpleueln i und 2, den um ,die Bolzen 3 und 4 drelibaren Hebeln
5 und 6,
die* die Bewegun- der Kolben umkehren, den um die Bolzen
7 und 8 drehbaren Zwischenteileng und io, die die entgegaggerichteten
Bewegungen nach dem Kurbelzapfen hin gleichgerichteten und den Pleueln ii und 12
besteht. Durch zweckmäßigeWalil sowohl der Lage der Drelipuiikte 3, 4,
7
und 8 und der Anlenkpunkte 13 und 14 an das Hauptpleuel als
auch der übrigen Ab-C messungen, ist es möglich, die Kolben so zu steuern, daß das
Zweitaktverfaliren, verbunden mit einer Gleichstromspülung, in Anwendung gebracht
werden Icann. Bei Liii1,sdrehung der Kurbelwelle (s. Fig. 3) öffnet zunächst
der vorcilende Kolben die Atislaßschlitze 15 (Fig. 2 Und 3), nach
der Verpuffung öffnet zweckmäßigerweise zunächst der mittlere Kolben, da die Spülung,
äes mittleren Zylindcrs wegcn der Eiiiscliiiüruiig durch den Verbindungskanal 16
(Fig. 2 t mulir Zeit erfordert als die des linken Zylinders, der ohne Querschnittsveren-ung
init dein 'l# rechten Al-islaßzylinder in - erbindung steht. Der Verbindungskanal
mündet tange iiiial in den Verbrennungsraum. Hierdurch wird fol-Undes erreicht:
Beim. Spülen erfährt das aus dem mittleren Zylinder in den Verbrennungsraum eintretcnde
Gas eine allmähliche Umlenkun-. Man kann die Spülung so vornehmen, dali nach dem
Ausspülen des mittleren Zylinders der linke und rechte Z#,linder von dem linken
Spülstrom ausgespült wird. Weniger Zeit erfordürt aber die Spülung, bei welcher
der rechte Zylinder vom linken und mittleren Zylinder gemeinsam aus espült wer-C
9
den. Die äußeren Schichten im rechten Zvlinder werden von der aus dem mittleren
Zylinder kommenden Tangentialströmung fort-C gespült, während der vom linken Zvlinder
kommende Spülstrom sowohl den Tangentialstrom in Richtung der Läii-sachse des rechteii
Zylinders züm Ausla13 hin beschleunigt als auch den Kern des rechten Zyliiiders
hinaustreibt. Den Spülströmeii des linken und mittleren Zylinders kann ebenfalls
durch Gestalt und Richtung der Einlaßöffniiii ' gen ein leichter Drall aufgezwungen
werden, damit diese Zylinder restlos ausgespült werden und damit der Spülstrom des
linken Zyliiiders beim Zusammentreffen mit dein Tangciitialstroni aus dem mittleren
Zylinder wenigstens zum Teil dessen Richtung aufweist. Dieser Drall ist in Fig.
z der Cbersichtlichkeit wegen nicht eingezeichnet. Beim Verdichten erzeugt der vom
mittleren Kolben tangential in den Verbremiungsraum geschobeiie Inhalt des mittleren
Zylinders Wirbel senkrecht zu den Eiiispritzstrahlun bc-i Dicselbetrieb (s. Fig.
4). Die Erfindung cignet sich auch besonders gut für Friscligas,1)tiliiiiLt. wenn
man links reine Spülluft und in der Mitte Frischgas eintreten läßt; damit keine
Frischgase verloren-ehen, kann inan die F, rischgasfüllung des mittleren Zyliiidurs
so knapp bemesscii, daß zumindest der Verbindungskanal 16 mit verbranntem Gas geftillt
bleibt, während die von liiiks kommende Spülluft äarüber hiiistreicht und den Ihik(,ii
und rechten Zylinder vollständig säubert. 13),ei der folgenden Verdichtimg, verbunden
mit dein im Brennraum eiitsteliciidvii WirbeLwird das Friscligas init der reiiien
Spülluft vom Ihilzen Zylinder genügend gemischt und eine gute Verbrennung gewahrluistet.
Wenn der linke und rechte Kolhen sich dein inneren Totl)uiil,t nähert, dann kann
inan den gleichrichtenden #iIebel so einbauen, daß si(11 wie bei der in Fig,-3 gezeigten
Ausführulig die Längsaclisen der Zwischenpleue12 mehr und
mehr auf
die Drehpunktc 7 der Zwischenteileg richten und den größten Teil der Kräfte
von der Kurbelwelle weg in das feste I Lager leiten. Das wirkt sich so aus. daß
der Spitzendruck auf die Kurbelwelle nur rund 6o#-0 des gesamten Druckes auf die
Kolben ausmacht, und das schlanke indikatordiagramin i- beispielsweise eines Dieselmotors
nimmt an der Kurbelwelle eine rundlichere Gestalt 18 an (s. Fig.
6). Wenn man den mittleren, direkt auf die Kurbelwelle arbeitenden Zylinder
entfernt, wird der Spitzendruck an der Kurbelwelle sogar auf rund 40ü#O und darunter
vermindert. überdies verharren die mit diesem Triebwerk verbundenen Kolben länger
am inneren Totpunkt als bei einem normalen Kurbeltrieb, d. h. es steht mehr
Zeit zum Verbrennen zur Verfüauf von Dieselmotoren "un', was den Schnell, begünstigt.
Die Beschleunigungskräfte. die hierfür am inneren Totpunkt etwas 'zunehmen, werden
aber ebenfalls im Lager 7 auf -gefangen und gehen nicht in die-Kurbelwelle.
Sowohl eine nicht unerhebliche Raumbeschränkun- als auch ferti-Ungstechnische Vorteile
werden durch folgende Maßnahmen erzielt. Der mittlere Zvlinder wird so weit parallel
aus der Ebene 'der übrigen Zylinder b
verschoben, daß die Triebwerkst I eile
äes linken und rechten Zylinders an ihm vorbei-,-elien. Die Pleuel greifen nicht
mehr in der Mittelebeiie ig (s. Fig. 4 1 zwischen den Kurbelwangen an, sondern in
zwei parallelen Ebenen 2o und 21, die von der 'Mitte ungefähr .gleichen
- Abstand haben. Hierdurch werden die äußeren Flächen der Pleuellager mehr
zum Tragen herangezogen und das Biegemoment in der Kurbelwelle verringert. Bei hohen
Leistungen ist es zweckmäßig, in jede Ebene 2o und 21 -, ein Rollenlager
einzubauen. Die Achsen des linken und rechten Z%-liliders werden zusammengelegt,
so daß eine T-Anordnung mit gegenläufigen Kolben entsteht (s. Fig.
3 us#,t,.). Die Hebel 5 und 6
erhalten U-förmigen Querschnitt,
der zum Verbrennungsraiiin hin offen ist. Fig. 5 stellt den Schnitt A-B in
Fig.3 durch den Hebe16 c-twas ver"röl.)ert dar. Der Hebel ist hier beispielsweise
in Wälzlagern gelagert. Die Wandungen des linken und rechten Zylinders werden so
weit ausgespart, daß die Schenkel der U-förmigen Hebe16 möglichst weit in
Y
die ZNIiiider eindringen können (s. Fi-#.3 obeii). Außerdein werden
die DrehpLinkte möglichst dicht an die waagerechten ZN.Iiiiderwandungen herangeleg-t.
Ferner ##mrden trotz der Vor- bzw. Nacheilung - möglichst ."]eiche Triebwerksteile
rechts und links ein-"ebaut. Das so - staltete Element in -1:. e it drei
Zylindern iin-i einen gemeinsamen Verbrenlltiiicrsr.ium läßt den Bau von Vielzylindermotoren
zu, deren einfachste Form der Reilieninotor ;st. Auf eine Kurbelwelle mit sechs
Kröpfungen z.B. kommen somit 18 Zylinder, Eine weitere Ausführungsform ist die Boxerforin
#s.Fig.3), die auf eine Kurbelwelle z.B. mit sechs Kröpfungen 36 Zylinder
vereini-t. Damit die an eine Kurbelwelle an-C .gelenkten Elemente völlig gleichartig
arbeiten, ist die gewöhnliche Anlenkung des Hauptpleuels an einen Kolbenbolzen wegen
der zusätzlichen Kippbewegungen nicht günstig. Das Hauptpleuel kann in dein Falle,
in welchem mehr als ein Element (Boxer-und Sternmotor', an einem Kurbelzapfen
be-
festigt ist. in bekannter Weise an einer durch Zahnräder (oder ein Paar
um 96' versetzte Kuppelstangeni parallel geführte Hilfskurbel 22 (s.Fig.3) angelenkt
werden, so daß jeder Punkt des Hauptpleuels reine Kreisbewegun-,gen ausführt. Das
Hauptpleuel23, das mit der Hilfskurbel verbunden wird, wird zweckmäßigerweise in
die Mittelebene zwischen die beiden anderen Ebenen gelegt, in welchen die antreibenden
Triebwerksteile angelenkt sind. Bei Boxermotoren ist es zweckmäßig, auf diese Hilfskurbelwelle
die Nocken zum Antrieb der Brennstoffeinspritzpumpen zu setzen. Der einfache Sternmotor
besitzt drei Verbrennungsräume mit je drei Zylindern, also insgesamt neun
Zylindern, die auf eine Kurbelwellenkröpfung arbeiten (s. Fig. 71.
Der luft-ekühlte
Doppelsternmotor, der mit 18 Zvlindern auf zwei Kröpfungen arbeitet, ist in Fig.
8 dargestellt. Die Stützen 24 versteifen das Gehäuse und lassen genügend
Raum zum Durchfluß der Kühlluft frei. Bemerkenswert ist der in Fig. io dargestellte
Sternmotor mit vier Verbrennungsräumen, weil er 12, Zylinder auf einer Kurbelkröpfung
vereinigt. Diese Bauformen der Vielzylindermotoren lassen sich auch aus der Einheit,
die durch Fortlassen des mittleren Zylinderg (s. Fig. 12 - entsteht. entwickeln
(s. auch Fig. i i, die z. B. einen Achtzylindermotor mit vier Verbrenriungsräumen
darstellt). Das Hubbltlumen dieser Motoren beträgt bei gleichen u Stirnabmessungen
jedoch nur zwei Drittel der Motoren aus der anderen Einheit mit drei Z-,-lindern.
Die Spülung erfolgt in bekannter Weise im Gleichstrom, in dem die Kolben Einlaß
und Auslaß steuern. Bei den -Sternilugmotoren bildet das Motor-"ehäuse einen Ringraum,
an welchem d# as Gebläse stirnseitig an-eilanscht ist. Die mittleren Zylinder tauchen
mit den Spülschlitzen in den Ringraurn ein. während dein linken Zylinder die Spülluft
durch einen Kanal zugeführt wird, der an eine üffnun- im Rinraummantel angeschlossen
ist. Um beim Doppelsternmotor im Dieselbetrieb dieBrennstoffzuleitun-en zu den einzelnen
Zylindern 0
möglichst kurz zu halten, ist der Nockenring
25 ('s.Fig.9) züm Antrieb der Brennstoffeinspritzpumpen auf die Mittelwange der
Kurbelwelle zwischen die beiden Kröpfungen -t -efaligesetzt. Falls der Ilotor im
Viertal, ,
ren werden soll, wird zwecks -ünstiger Anordnun- der Ventile der
Verbindun-skanal 16 ZD ZD etwas verbreitert und werden die Ventile gegenüberliegend
in den Seitenflächen des Kanals angeordnet. derart, daß die Ventilachsen parallel
zu der linken und rechten Zylinderachse verlaufen. Eine geschlossene Einheit bildet
der -Motor mit dem in Fig. 12 dargestellten, doppelt wirkendeii Drelikolbengebläse26,
das wie ein Schwalbennest in die Außenform des 'Motors angepaßt ist und dessen Drehk-olben27
durch d as Hinundlierschwingen des Zwischenteilsg über die Zahnsegmente28
und 29 angetrieben wird. Die zwischengeschaltete Verzahnung ermöglicht eine übersetzung
derart, daß der Drehkolben ungefähr den doppelten Winkel djes Zwischenstückes beschreibt.
Es kann links und rechts ein Gebläse angeordnet werden, wobei das linke an den rechten
und das rechte an den mittleren Zylinder angeschlossen werden kann. Diese Anordnung
ei-net sich zu der oben beschriebenen Frisch-asspülung. In be-
sonderen Fällen,
beispielsweise beim Anfahren, bei Änderung des Betriebsstoffes, bei Höhenflugmotoreii-,
bei Versuchen auf Prüfständen usw., ist es unter Umständen erwünscht, den Hub, die
Verdichtung, die FülkD jung und den Spülverlauf sowohl bei Stillstand als auch während
des Laufes ändern zu können. Bei vorliegender Erfindung ist dies Z>
lediglich
durch exzentrische Lagerverstellung der Bolzen in den Drehpunktcn 3, 4,
7 und 8
möglich.