DE872412C

DE872412C - Compound internal combustion engine

Info

Publication number: DE872412C
Application number: DEST3935A
Authority: DE
Inventors: Jonny Stimbra
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-05
Filing date: 1951-10-05
Publication date: 1953-04-02

Description

Verbundbrennkraftmaschine Gegenstand der Erfindung ist eine Verbundbrennkraftmaschine, bei der -der im Viertakt arbeitende Hochdruckzylinder dem im Zweitakt arbeitenden N iederdruckzylinder derart vorgeschaltet ist, daß,die im Hochdruckzylinder sich ausdehnenden Verbrennungsgase nach einem -%vesentlichen Teil des Dehnungshubes seines Kolbens dem N iederdruckzylinder zugeleitet werden.Compound internal combustion engine The invention relates to a composite internal combustion engine, in the case of the high-pressure cylinder working in the four-stroke cycle, the high-pressure cylinder working in the two-stroke cycle Low pressure cylinder is connected upstream in such a way that, in the high pressure cylinder expanding combustion gases after a -% substantial part of the expansion stroke of its Piston are fed to the low pressure cylinder.

Bei einer bekannten Maschine dieser Bauart sind die Zylinder :derart angeordnet, daß die aus dem Hochdruckzylinder austretenden Verbrennungsgase erst einen Kanal durchlaufen müssen, ehe sie in den \ie:derdruckzylinder gelangen. Dabei geht ein erheblicher Teil der Dehnungskraft der Verbrennungsgase verloren.In a known machine of this type, the cylinders are: arranged that the combustion gases emerging from the high-pressure cylinder only have to go through a channel before they get into the pressure cylinder. Included a considerable part of the expansion force of the combustion gases is lost.

Mit der Erfindung wird dieser -Nachteil beseitigt, und zwar dadurch, d.aß der N iederdruckzylinder mit seinem Kopf unmittelbar, vorzugsweise rechtwinklig, an :den Hochdruckzylinder angeschlossen ist. Infolgedessen büßen .die Verbrennungsgase beim Übertritt aus dem Hochdruck- in den \ iderdruckzylinder nichts an ihrer Dehnungskraft ein, sondern wirken sich unmittelbar auf den N iedL-rdruckzylinderkolben aus.With the invention, this disadvantage is eliminated, namely by d.that the head of the low pressure cylinder is direct, preferably at right angles, to: the high pressure cylinder is connected. As a result, the combustion gases suffer when passing from the high pressure cylinder into the pressure cylinder, nothing in their expansion force but have a direct effect on the low-pressure cylinder piston.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist an der Wand des Hochdruckzylinders ein gesteuerter Schieber angeordnet, der die überströmöffnung zum N iaderdruckzy linder während des Ansaug- und des Verdichtungshubes des Hochdruckzylinderkol:bens abschließt. Durch diese Anordnungsweise des an sich bekannten gesteuerten Abschlußorgans wird die Verwirklichung des Haupterfindungsgedankens gefördert, insofern, als das Abschlußorgan bei dieser Ausbildungsweise keinen Raum beansprucht, der den überström-weg der Verbrennungsgase verlängern könnte.According to one embodiment of the invention is on the wall of the high pressure cylinder a controlled slide is arranged, which the overflow opening to the N iaderdruckzy linder during the intake and compression strokes of the high pressure cylinder piston concludes. This way of arranging the controlled closing element, which is known per se the realization of the main inventive idea is promoted insofar as that With this type of training, the closing organ does not take up any space that overflows the path the combustion gases could lengthen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Wand des N iederdruckzylinders nahe seinem dem Hochdruckzylinder zugewandten Kolbentotpunkt eine an eine entsprechende Druckpumpe angeschlossene Wasservernebelungsdüse angeordnet. Der sich :daraus ergebende Dampfzusatz zu den sich in ,dem Niederdruckzylinder weiter ausdehnenden Verbrennungsgasen steigert deren Kraft und hat eine Brennstoffersparnis zur Folge.According to a further embodiment of the invention is in the wall of the low pressure cylinder near its piston dead center facing the high pressure cylinder one to a corresponding pressure pump connected water misting nozzle arranged. The: resulting steam addition to the in, the low pressure cylinder further expanding combustion gases increase their power and save fuel result.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung greift die Nieder:druckzylinderkolbenstange an einem am Kurbelgehäuse gelagerten, auf die Kurbelwelle wirkenden .doppelarmigen Hebel unter Zwischenschaltung einer vorzugsweise ausziehbaren Kurbelstange an. Dadurch wird die Bewegung des Niederdrucl)zylinderkolbens auf kürzestmöglichem Wege auf die gemeinsame Kurbelwelle übertragen und ein Leerlauf dieses Kolbens während des vom Hochdruckzylinderkolben ausgeführten Ansaug- und Verdichtungshubes vermieden, mit dem Erfolg, daß die sonst dabei für die Mitnahme des Niederdruckzylin-derleolbens aufzuwendende Kraft gespart wird.According to a further embodiment of the invention, the low pressure cylinder piston rod engages on a .double-armed Lever with the interposition of a preferably extendable connecting rod. Through this the movement of the low pressure cylinder piston is initiated in the shortest possible way transmit the common crankshaft and idle this piston during the the suction and compression strokes carried out by the high-pressure cylinder piston are avoided, with the result that they would otherwise be responsible for taking along the low-pressure cylinder piston energy to be expended is saved.

In der Zeichnung ist eine Verbundbrennkraftmaschine nach der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar in einem aufrechten Längsschnitt durch die Achsen der beiden auf dem gemeinsamen Kurbelgehäuse angeordneten Zylinder.In the drawing is a compound internal combustion engine according to the invention for example illustrated, in an upright longitudinal section through the axes of the two cylinders arranged on the common crankcase.

Auf dem Kurbelgehäuse i sitzt der Hochdruckzylinder 2, an den sich rechtwinklig unmittelbar mit seinem Kopf der Niederdruckzylinder 3 derart anschließt, daß die in seiner Achse liegende Überströmöffnung 4 in der Wand des Hochdruckzylinders 2 nach etwa drei Viertel des Abwärtshubes :des Hoch,druckzylinderkolbens 5 freigegeben wird. Die. Kurbelwelle 6 hat zwei um etwa 6o° gegeneinander versetzte Kurbeln 7, 8, von denen die eine Kurbel? mittels einer gewöhnlichen Kolbenstange 9 mit dem Hochdruckzylinderkolben 5 verbunden ist, während an der anderen Kurbel 8 eine ausziehibare Kurbelstange angreift, die aus einer an der Kurbel 8 angelenkten Stange io und einer darauf längs verschieblichen Hülse i i besteht, welche an dem einen Ende eines doppelarmigen, am Kurbel- häuse i gelagerten Hebels 12 angreift, dessen anderes Ende mit der Kolbenstange 13 des Niederdruckzylinderkolbens 14 gelenkig verbunden ist und -in einem Längsschlitrz 15 der Wand des Niederdruckzylinders 3 Bewegungsfreiheit hat. Zur Kraftübertragung von dem doppelarmigen Hebel 12 auf .die Kurbel 8 hat die Stange io nahe ihrem der Kurbel 8 zugewandten Ende einen Absatz iö , gegen :den sich die an dem gleichen Ende mit einem Verstärkungsbund i i' versehene Hülse ii legt. Ein von der Kurbelwelle durch eine entsprechende, nicht dargestellte übertragung gesteuerter Nocken 16 im Kurbelgehäuse i schwenkt einen im Kurbelgehäuse einseitig gelagerten Lenker 17, der dabei einen an :der Wand :des Hochdruckzylinders 2 parallel zur Zylinderachse ,gleitbaren Schieber 18 derart auf und.ab bewegt, ,daß die Überströmöffnung 4 während des Ansaug- und des Verdichtungshubes des Hochdruckzylinderkolbens 5 geschlossen ist. Der Höchdruckzylinder 2 ist mit je einem Ein- und Ausl.aßventil i9, 2o und der Niederdruckzylinder 3 mit einem Auslaßventil 21 versehen, deren übliche Steuerung nichtdargestellt ist. Nahe dem Hochdruckzylinder 2 ist in der Wand des N iederdruckzy linders 3 eine Vernebelungsdüse 22 angeordnet, die von einer nicht dargestellten Druckpumpe mit Wasser zur Erzeugung eines gewissen Dampfzusatzes zu den sich im Niederdruckzylinder ausdehnenden Verbrennungsgasen gespeist wird.The high-pressure cylinder 2 is seated on the crankcase i at right angles directly with its head the low pressure cylinder 3 connects in such a way, that the overflow opening 4 located in its axis in the wall of the high pressure cylinder 2 after about three quarters of the downward stroke: the high, pressure cylinder piston 5 is released will. The. Crankshaft 6 has two cranks 7 offset from one another by about 60 °, 8, one of which is a crank? by means of an ordinary piston rod 9 with the High-pressure cylinder piston 5 is connected, while on the other crank 8 a pull-out Crank rod attacks, which consists of a rod articulated to the crank 8 io and one thereon longitudinally displaceable sleeve i i, which is attached to one end of a double-armed, engages lever 12 mounted on the crankcase i, the other end of which with the piston rod 13 of the low-pressure cylinder piston 14 is articulated and -in a longitudinal slot 15 of the wall of the low pressure cylinder 3 has freedom of movement. For power transmission from the double-armed lever 12 to .die crank 8 has the rod io close to her the Crank 8 facing end a paragraph iö, against: which is on the same End with a reinforcing collar i i 'provided sleeve ii lays. One from the crankshaft controlled by a corresponding transmission, not shown, cam 16 in Crankcase i pivots a link 17 mounted on one side in the crankcase, the one on: the wall: of the high pressure cylinder 2 parallel to the cylinder axis , slidable slide 18 moved up und.ab, that the overflow opening 4 during the intake and compression strokes of the high pressure cylinder piston 5 are closed is. The high pressure cylinder 2 is each with an inlet and outlet valve i9, 2o and the low pressure cylinder 3 is provided with an outlet valve 21, the usual control thereof is not shown. Close to the high pressure cylinder 2 is in the wall of the low pressure cylinder Linders 3 has a nebulization nozzle 22 arranged by a not shown Pressure pump with water to generate a certain amount of steam to the in Low pressure cylinder expanding combustion gases is fed.

Die Zeichnung zeigt die Maschine bei geöffnetem Einlaßventil i9 während des Ansaughubes des Hochdruckzylinderkolbens 5 nach Zurücklegung von etwa drei Viertel seines Hubes. Das Auslaßventil 2o des Hochdruckzylinders 2 öffnet sich erst, wenn dessen Kolben 5 das erste Viertel seines Ausstoßhubes zurückgelegt,also {die Überströmöffnung 4 überdeckt hat. Beim anschließenden Ausstoßhub des Niederdruckzylinderkolibens 14 schließt der Schieber 18 :die überströmöffnung 4 ab. Infolge der Aus=ziehbarkeit der Stange io, ii bleibt der Niedendruclijzylinderkolben 14 während des Ansaug- und des Verdichtungshubes des Hochdruckzylinderkolbens 5 im inneren Totpunkt stehen, um beim Überströmen der sich ausdehnenden Verbrennungsgase unmittelbar, also ohne jeglichen Verlust an Dehnungskraft, beaufschlagt zu werden.The drawing shows the machine with the inlet valve open during of the suction stroke of the high-pressure cylinder piston 5 after covering about three quarters its stroke. The outlet valve 2o of the high pressure cylinder 2 opens only when whose piston 5 covered the first quarter of its exhaust stroke, so {the overflow opening 4 has covered. During the subsequent ejection stroke of the low-pressure cylinder piston 14 closes the slide 18: the overflow opening 4 from. Due to the extensibility the rod io, ii remains the Niedendruclijzylinderkolben 14 during the intake and the compression stroke of the high-pressure cylinder piston 5 are in the inner dead center, to immediately, i.e. without, when the expanding combustion gases flow over them any loss of elongation force to be applied.

Die Erfindung kommt sowohl für Otto- als auch für Dieselmotoren in Frage.The invention comes in for both gasoline and diesel engines Question.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Compound internal combustion engine in which the four-stroke working high pressure cylinder like the two-stroke working low pressure cylinder is connected upstream: that the combustion gases expanding in the high-pressure cylinder after a substantial part of the expansion stroke of its piston, the low pressure cylinder are fed: characterized in that the low pressure cylinder with his Head directly, preferably at right angles, connected to the high pressure cylinder is.

2. Compound internal combustion engine according to claim i, characterized in that a controlled slide is arranged on the wall of the high-pressure cylinder: the the overflow opening to the low-pressure cylinder during the intake and compression stroke of the high pressure cylinder piston completes.

3. Compound internal combustion engine according to claim i and 2, characterized in that in the wall of the low pressure cylinder near its The piston dead center facing the high pressure cylinder is connected to a corresponding pressure pump connected water misting nozzle is arranged.

4. Compound internal combustion engine according to claim i to 3, characterized in that the low-pressure cylinder piston rod on a double-armed one mounted on the crankcase and acting on the crankshaft Lever engages with the interposition of a preferably extendable connecting rod.