DE747273C - Zweitakt-Verbundbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Zweitakt-Verbundbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht, sich auf Zweitakt-Verbundbrennkraftmaschinen, hei denen die Verbrennungsgase nach Teilentspannung in einem Hochdruckzylinder durch vom Arbeitskolben,desselben gesteuerte Überströmschlitze zu dem einen Ende eines zweiten Zylinders geleitet werden, in welchem sie weiter entspannt werden, während in dem anderen Ende des Zylinders Luft zum Laden des Hochdruckzylinders verdichtet wird und beide Kolben auf eine gemeinsame Kurbel arbeiten.
• Bei den bekannten Zweitakt-Verhundbrennkraftmaschinen hat der Überströmkanal zwischen Hochdruck- und Niederdruckzy linder eine verhältnismäßig große Länge. Praktisch erweist sich idie große Länge des Überströmkanals als sehr nachteilig; denn je größer die Länge dieses Kanals ist, um so größer werden auch die Verluste beim Überströmen der Gase aus dem einen Zylinder in den anderen. Der Zweck der Erfindung ist, eine möglichst verlustfrei arbeitende Zweitakt-Verbundbrennkraftmaschine zu schal fen und, insbesondere die Druck-' und Wärmeverluste beim Überströmen der Gase aus dem einen Zylinder in den anderen bis auf ein Geringstmaß herabzusetzen.
• Das Neue in einer Zweitakt-Verbundbrennkraftrnaschine gemäß der Erfindung besteht darin, daß die beiden Zylinder V-förmig gestellt sind und die Überströrnleitung von dem Verdichtungsraum zu dem Hochdruckzylinder die Form eines Aufnehmers aufweist, welcher den oberen Teil des Raumes zwischen den V-förmig gestellten Zylindern ausfüllt.
• Es ist eine im Viertakt arbeitende Verbundmaschine bekannt, hei welcher der Niederdruckzylinder in einem Winkel zum Hochdruckzylinder liegt. Beide Kolben arbeiten jedoch nicht auf dde gleiche Kurbel, und die Anordnung eines kurzen überströmImnal@s wäre nur nach völligem Umbau der Maschine möglich.
• Ebenfalls hat man bereits einen kurzen Überströmkanal an Verbundmaschinen verwendet, bei denen der Niederdruckzylinder unmittelbar in der Höhe der Gasaustrittsschlitze des Hochdruckzylinders angeordnet ist. Jedoch müßten auch diese Maschinen von Grund auf abgeändert werden, um bei ihnen

  die Zylinder V-fAnnig zu stellen. Außer,lüm

  würde dann noch die Ausbildung de s t'1)e i"--

  stronlkaIials als Autnehnier fehlen.

  I?ildlich gibt es auch einen ZwAtaktdiesel-

  motormit in V-1'or111 ang@ol"dn::tenZyllndern,

  'die auf die gleiche Kurbel arbeiten Ihe#er

  .Motor weist aber neben den beiden Zvlindeni

  noch einen besonlerenerdiehterzvlinder auf.

  so da.. er eilte völlig abweichende Arb;its-

  weise besitzt un s:iiie .",1)än:lertiiig im Sink-

  der Erfindung wiederum den F3au eileer gänz-

  lich neuen .Maschine bedeuten wurde.

  Gegenüber den bekannten .Maschinen han-

  del@ es sich 1)e1 der Erfinlung uin'eine Brrnn-

  kraftmasciliiie finit V-förmig gestellter Zylill-

  del-Il, 1I1 welcher die gesaillteIl `erl>r@nnnligs-

  produkte aus dem flocbdruckzylhider in den

  NiederdruAzylinder zwecks weiterer Expan-

  sion übergefiihrt werden. Die Anordnung

  eines in drin Willke. der V-förmig gustellti#:ii

  Z`'llnaer vorgesehenen Luüatlfill#ilille1's, d21

  1I11 Ver-1,-ich inlt dein Spttlvoluinen des Hoch-

  druckzylinders ein grthes I#assungsvernl@@gen

  besitzt, bedeutet ehlell wesentlichen Fort-

  schritt, da es nur auf diese Weise möglich ist,

  ltl)erliliilil" Kolle Temperaturen in deal Allt-

  nehmer zu tedliiten. Nur durch eine Kombi-

  nation gemäß ' der Erfindung, bei welcher da's

  Zusammenarbeiten in der angeführten Mise

  stattfindet, können Arbeitsbedingungen ein-

  gellalteIl wehte gemäß welchen die Kraft-

  nicht mehr in einer gera:leri

  Linie verläuft. sondern vielmehr die horni

  edier Parabel hat, also eher Kurve, wie si-.

  den Danlpflnaschinen rillt 11i11 t1111 11,I' gehen-

  (ICil Kolbe.rl elgC'Il ist.

  Mit den Maßnahmen, der Erfindung ist es

  möglich, einen .Motor herzustellen, für wel-

  chen beine Arbeiten mit beispielsweise eineue

  I-löchstdruck Zoll 7o atü der erhaltene mitt-

  lere Arbeitsdruck bei klehrster Arbeits-

  geschwiIldigkeh (nahe dein Stillsetzen) etwa

  atü betragt, während der mittlere Arbeits-

  druck bei der. ltöclisteii Arbeitsgeschwindig-

  keiten der gleichen .Maschine immer noch un-

  gefähr 3o atü ausmacht, gerechnet in bezug

  i:uf die Grölte der tatsächliche.. Arbeitstlächo

  des Kolbens im @l@chclrucl:-rvlin@ler. Dies siti,1

  Arl)eltszustande, die bisher 1111t (1#e11 bek:11171-

  teil .Maschinen nicht erI-elAt werden kminen.

  Lille jweltaktInaschlne gemäß) der I-i-fin-

  dung ist in der Zeichnung beispielsweise dar-

  gestellt.

  .1 ist ein flodidruckzyliurler und L: riil

  wiedrrdruckzylhider. Der .irl)ehakoli)ün im

  Hochdruckzylinder ist mit l' lnzeichneL Die-

  ser hallen steuert das öffnen und SclheAn

  der LTberströnlkanäle E, durch die die teil-

  weise entspannten Verbrennungsgase z11 ge-

  gebener Zeit in den .\iea_rdruckzylinder iil:er-

  trömen.

  Die Hoch- und N'iederdruckzclinder sind

  V-f%ii-iiiig grstellt und in der vorlie-reilcleri

  Darst'illtnlg beispielsweise in einem Winkel

  ü21, ttllg@t<iilr -.j" angeordnei. Allerdings l-st

  t'# nicht unbedingt erforderlich, die beiden

  vlinder in einem Winkel von. genau -1;° an-

  zuor-drreil. denn je nach der Lage der Ver-

  lliiltiii:se kann die Winkelstellung der Zylin-

  der vc Il I#all zu Fall zwischen 20- und 60°

  viiri fieren.

  Der 1vypf des floclldruckzclinders enthält

  ein Brennsu Weinspritzventil F und ein Ven-

  til U zum Einlassen der Skiil- und t_adeluft.

  Die Kolben beider Zylinder arbeiten mit

  ihren Stangen Lu und 1_r' auf eine gemein-

  same hurhel -.l. Der Kolben l> des Nieder-

  lruckzylinders h ist vorzugsweise als Stufc#n-

  koll)en ausgrbild et und finit wirrer Kollxn-

  :tange L)' der Kolbenstange L', des Hoch-

  druckk(Abens angelenkt oder auf irgendeine

  zweckentg)rediende Art und Weise mit leer

  Kurbel _.l zusaillinen geschlosseil.

  Durch die Kanüle l- ini Hochdruckzylinder

  mid durch den t-rl)erströinlzaii;ll '7' sind die

  beiden Zylinder.-] ttnd l3, dort wo sie V-för-

  inig auelnanderstoläen, tlnmlttellmi" n11telliall-

  der verbunden.

  1-I ist ein Ventil des 1;iederdruckzylinders,

  durch MM (Ge voltständig expandierten

  Gase aus dem letzteren ausgelassen werden.

  Zum Ididassen von Luft in den `orver-

  diciltuilgsr:aun1 I ist das Ventil G vorgesehen.

  i furch das finit L" bezeichnete V entil des -Nie-

  wird die vorverdichtete

  Luft aus Un Zvlinderraunl l in einen -luf-

  nelinier R übergeleit°t, für den ciei" Rauin

  zwischen den V-föriniy-ge:tellten Zylindern

  nutzbar gemacht ist. -

  Die Arheitsfolge innerhalb der beiden Ar-

  lwhszvlüvhr in wie folgt:

  Wenn der Kolben P iin Hochdruckzylinder

  seinen oberen Totpunkt ganz oder doch

  nahezu erreicht hat (hoinl)ressioilslltib), wird

  Brennstoff durch das Ventil F eingespritzt

  und somit eire hrbeitshitb im Ilocbdiuck-

  zvlinder Angeleitet. Während des Arbeits-

  hube-, des Hochdruckkolbens schiebt der

  \iederllrucla;olben die aus dem Iloch:lruck-

  zyllll-1er 111l Arbeitsspiel zuvor und 111 teil-

  weise entspanntem Zustande übernommenen,

  Inzwischei aber 1117 .@lederdl'LI@C2@"11llder voll-

  Gase durch (las geöffnete

  Il aus. während zugleich auf

  .ei- anfleren Seite (Oberseite) des holhens l)

  annt);1)11arische Luft durch das Ventil G IIl

  den Vorv,@i-dichtungsraurn I eingelassen wird.

  l )äs Auspuffventil 1-I bleibt nicht während

  (las ganzen Ertwärtshubes des Niederdruck-

  0 r-1 o11-;11, so daß der Niederdruckkol-

  heli für -(.en letzten Teil seines Einwärts-

  gewisse Menge Gas innerhalb des

  Zvlinders B und des Überströmkanals T verdichtet, und zwar bis auf einen Druck, der ungefähr dem Drucke gleich ist, bei welchem die teilweise entspannten Verbrennungsgase zum Überströmen aus dem Hochdruckz_viinder A freigegeben: werden.
• Wenn der Hochdi-uclckolben eine Stellung ungefähr 6o° vor seinem unteren Totpunkt erreicht, wird er die Zylinderöffnungen. E freigeben und Ba durch den Überströmkanal T eine unmittelbare Verbindung zwischen den Innenräumen der Hochdruck- und Niederdruckzylinder herstellen.
• Sobald die unmittelbare Verbindung zwischen :den hoch- und \Tiederdruchzvlindern hergestellt ist, wenden die Drücke, die in diesem Augenblicke in den beiden Zylindern und in. dien Gberströnikanälen noch vorhanden sind, nach und nach ausgeglichen, obwohl der Niederdruckkolben Q seins Einwärtsbewegung während einer kurzen Zeitspanne noch dein Öffnungsbeginn der Zylinderkanäle E noch fortsetzen mag.
• Etwas später im Arbeitsspiel, nämlich wenn der Kolben Q im Niederdruckzylinder seine innere Totpunktstellung erreicht hat, und der höchste Gegendruck im Niederdruckzylinder und Überströmkanal erreicht worden ist, sind die Drücke innerhalb der Hoch- und Niederdruckzvlinder und innerhalb des Überströmkanales vollständig ausgeglichen. Bei dein nachfolgenden Auswärtshub :des Niederdruckkolbens Q macht das vom Hochdruckzum Niederdruckzylinder überströmende Treibmittel eine zweite Expansion durch, um hierbei den Kolben Q im Arbeitshub auswärts zu treiben.
• Während dieses Arbeitshubes innerhalb des Niederdruckzylinders B wird der Niederdruckkolben O die Luft im Zylinderraum 1 bis auf einen Druck verdichten, der unter normalen Arbeitsbedingungen gleich jenem Druck ist, bei welchem das Treibmittel aus dein Hochdruckzylinder A freigegeben wird. Die so verdichtete Luft wird unter,-der Kontrolle des Ventils U in den Aufnehmer R eingelassen, um zu geeigneter Zeit zum Spülen und Laden des Hochdruckzylinders A Verwendung zu finden. Zum Einlassen der Spül-und Laxleluft in den Hochdruckzylinder A wird das Ventil 0 geöffnet, und zwar kurz nach dein Beginn des Überströmens der teilweise entspannten Verbrennungsgase aus dem Hochdruck- in den Niederdruckzylinder, bzw. nachdem der Gasdruck im Hochdruckzylinder ungefähr bis auf den, Druck der vorverdichteten Spül- und Ladeluft zurückgegangen ist. Das Ventil O bleibt zum mindesten so lange offen, bis die Zylinderkanäle E wieder verschlossen worden sind, und kann gegebenenfalls auch noch eine kurze Zeitspanne über den Abschluß der Kanäle E hinaus offengehalten werden, wenn etwa eine noch stärkere Ladung oder LTberlädung des Hochdruckzylinders A mit verdichteter Luft erwünscht ist.
• Während der Verdichtung der Ladeluft im Hochdruckzylinder A machen die in den Nieci@erdruckzylinder übergeströmten Verbrennungsase die zweite Stufe ihrer Ausdehnung durch, und zwar nahezu bis zu dem Zeitpunkte, in we-lchem der Niederdruckkolben O seinen äußeren Totpunkt erreicht und 'das Ventil Il des Niederdrticlczvlinders B zum Auspuff geöffnet wird.
• Kurz danach wird der Hochdruckkolben P seine obere Totpunktsrell-ung erreicht haben, und indem nun eine Brennstoffeinspritzung in den I-Iocli,druclezylinclei- A erfolgt, werden sich die einzelnen Arbeitsvorgänge in der oben beschriebenen Weise wiederholen.

Claims (1)

1. PATE NTANSPRLTCH Zweitakt-Verbundbrenakraftmaschine, bei der die Verbrennungsgase nach Teilentspannung in einem Hochdruckzylinder durch vom Arbeitskolben desselben gesteuerte Überströnischlitze zu dem einen Ende eines zweiten Zv'linder-s geleitet werden, in welchem sie weiter entspannt werden, während in dein anderen Ende des Zylinders Luft zum Laden des Hochdruckzylinders verdichtet wird und beide Kolben auf eine gemeinsame Kurbel arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben (A, B) V-förmig gestellt sind und die Gberströnileitung von dem Verdichtungsraum (I) zu dein Hochdruckzylinder (A) die Form eines Aufnehmers (R) aufweist, welcher den oberen Teil des Rauirres zwischen den V-förmig gestellten Zylindern ausfüllt.