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.Arbeitsverfahren einer Brennkraftmaschine Trotz der ständigen Fortentwicklung
der bekannten Brennkraftmaschinen ist der erzielte Wirkungsgrad immer noch als gering
zu bezeichnen. Infolge des bedingten frühzeitigen Öffnens der Auslaßkanäle sowohl
bei den Zweitakt- als auch bei ,den Viertaktmaschinen und insbesondere durch die
Frischgasverluste beim Spülvorgang der Zweitaktmaschinen entsteht ein großer Verlust
;des jeweils vorhandenen nutzbaremArbeitsgasdrucks. Diedurcb den Auspuff ausströmenden,
nutzlos verlorenen Arbeitsgase besitzen meist noch einen Druck von 3 bis 5 Atm.
Die Folgen sind hoher Brennstoffverbrauch bzw. im Verhältnis hierzu gering erzielte
Leistung, starke Auspuffgeräusche u. a. m.
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Zur Beseitigung der bisherigen Mängel sind erfindungsgemäß zur Durchführung
:des bekannten Arbeitsspieles bei jeder Kurbelumdrehung zwei durch eine gesteuerte
abschließbare Verbrennungsraumvorkammer miteinander verbundene Zylinder vorgesehen,
wobei in :dem einen Zylinder der Ansaug- und Verdichtungshub durchgeführt wird,
während sich im zweiten Zylinder der Arbeits- und Auslaßhub vollzieht.
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Die beiden Zylindern, gemeinsame Verbrennungsraumvorkammer ist zweckmäßig
als rotierende Kammer ausgebildet, oder bei feststehender Anordnung erfolgt die
Steuerung ihres Ein- und Auslasses durch Schieber, Ventile oder sonstige bekannte
Organe.
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Der Rauminhalt der Verbrennungskammer ist so bemessen, daß er dem
jeweils gewählten Verdichtungsverhältnis entspricht. Beide Kolben, sowohl der des
ersten Zylinders (Ladezylinder) wie auch der des zweiten Zylinders (Arbeitszylinder),
können bis dicht an den Zylinderkopf geführt werden, so daß jeglicher tote Raum
vermieden wird.
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Durch die Anordnung zweier Zylinder für jedes Arbeitsspiel kann der
Hub beider Zylinder der gleiche sein, der Arbeits- und Auslaßhub des zweiten Zylinders
über einen zweckmäßig längeren
Hebelarm - der gleichen - Kurbelwelle
durchgeführt werden im Vergleich zum Ansang- und Verdichtungshub des ersten Zylinders,
oder bei gleichem Hub beider Zylinder kann. der lichte Durchmesser des Arbeitszylinders
größer als der des. Ladezylinders sein.
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Der größere Hizb oder Durchmesserdes Arbeitszylinders gegenüber dem
Ladezylinder ermöglicht eine weitgehende Ausdehnung der von der Verbrennungsraumvorkammer
zugeführten Arbeitsgase, die fast restlose Ausnutzung des Gasdrucks, -so daß eine
wesentliche Leistungssteigerung bei geringerem Brennstoffverbrauch und ein geräuscharmes
Auspuffender verbrannten Gase erzielt wird, da diese mit ganz geringem Überdruck
in .den Auspuff gelangen.
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Die unerwünschten Spülverluste, wie sie allgemein bei den Zweitaktbrennkraftmaschinen
wie auch bei Aden bekannten, Doppelkolbensystemen vorkommen, werden beseitigt, da
ein regulärer Ansaug-und Auslaßhub geschaffen ist.
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Die bisherigen bedeutenden Gasdruckverluste der Zwei- und Viertaktmotoren
infolge des bedingten frühzeitigen Öffnens. der Ausl.aßkanäle werden vermieden,
die bislang verlorengegangenen Gasdrüclce werden in Arbeit umgesetzt. Die weitgehende
Ausdehnungsmöglichkeit der Arbeitsgase bewirkt weiter ein größeres Temperaturgefälle
im Arbeitszylinder .und gestattet somii eine höhere Verdichtungsmöglichkeit.
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Die bisherige Grenze des Querschnittsverhältnisses des Einlaß!ventils
zum Kolbendurchmesser des Ladezylinders kann wesentlich erweitert werden, wodurch
die Ansaugwiderstände erheblich abnehmen und der hubv olumetrische Wirküngsgräd
zunimmt. -In der Zeichnung ist das Arbeitsverfahren nach der Erfindung beispielsweise
an einer Vierzylinder-Boxerbrennkraftmaschine im Längsschnitt veranschaulicht.
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Nach dem Verfahrender Erfindung werden zur Durchführung jedes Arbeitsspiels
zwei Zylinder benötigt; so da.ß die kleinste Einheit zwei Zylinder ist, für größere
Maschinen- jeyveils- Zylinderpaare, somit-- -vier; - -sechs; _ acht Zylinder - usw.
vorgesehen sind. -Beim Ausführungsbeispiel sind die beiden Ladekolben 1 .und
---,des Zylinders 3, 3a än den Kurbelzapfen, q. der Kurbelwelle 5 angeschlossen,
während die beiiden- Ärbeitskolben 6 un d 7 cles Zylinders 8, 8a an den Kurib-elzapfem
9 der -gleichen Kurbelwelle 5 anschließen. Die Lade- und Arbeitskolben .liegen im
oberen: Totpunkt an der Kopfwandung ihrer Zylinder an. Die Kurbelarme io. der Arbeitskolben
6 und 7 sind beim Ausführungsbeispiel länger als die Kurbelarme 12 der Ladekolben
r und, :2, so daß der Kurbelkreisdurchrnesser der Arbeitskolben größer ist als der-
der Ladekolben, die Arbeitskolben; 6 und - 7 somit einen größeren Hub besitzen -als.
;die Ladekolben i und 2. Die Arbeitsgase können, sich somit in-den Arbeitszyldndern
8,-8a restlos entspannen. Die-glaiche Wirkung läßt -sich auch. - b-ei - -gleichem,
- Kurbelkreisdurchmesser des-Lade- und Arbeitskolbens, jedoch größerem Durchmesser
der Arbeitskolben gegenüber den Lade-Lcolben erzielen.
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Die- Lade- und Arbeitszylinder stehen mittels der Kanäle 13 und 14
mit einer Verbrennungsraumvorkammer 15 in Verbindung, welche durch einen -rotierenden
geschlitzten Zylinder 16 gesteuert wird. Die Kammer 15 besitzt die Zündkerze 17.
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Zum Ladezylinder gehört der Ansaugkanal 18 mit Odem Einlaßventil i9
und zum Arbeitszylinder der Auspuffkanal 2o mit dem Auslaßventil 2!1.
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Ani Stelle des rotierenden Steuerzylinders 16 der Verbrennungsraumvorkammer
15 können auch andere bekannte Steuerorgane, wie Schieber und Ventile, zur Steuerung
der Kanäle 13, 14. vorgesehen werden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Nach der Ze@ich--- nung steht das
obere Kolbenpaar, der Lade- und Arbeitskolben i und 6 bündig im oberen Totpunkt.
Der Ladekolben i hat das angesaugte Brennstoffgemisch- verdichtend in die Verbrennungskammer
15 gedrückt, der Arbeitskolben, 6 die Verbrennungsgasrückstände des letzten Arbeitshubes
dem Auspuffkanal ao zugeleitet. Die Ventile i9 und 2i sind geschlossen, desgleichen
die Kanäle 13 und 1q.. In diesem Moment findet die Zündung des komprimierten Brenntstoffgemisches
in der Kammer 1.5 statt, der Kanal iq. öffnet sich und der Gasdruck wirkt auf. .den
Arbeitskolben 6 ein.
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Zur gleichen Zeit ist das EinlaBGventil i9 geöffnet, und ibei geschlossenem
Kanal 13 wird durch den Ladekolben i neues Brennstoffgemisch angesaugt.
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Sobald beide Kolben i und 6 den unteren Totpunkt erreicht haben, öffnet
sich das Auslaßventil 21," das Einlaßventil i9 wird geschlossen, der Kanal 13 geöffnet
und der Kanal 14. geschlossen.
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Das angesaugte Gemisch wird beim Aufwärtshub des Ladekolbens i-- verdichtet
und durch den geöffneten Kanal 13 ,der Zündkammer 15 zugeführt, während der Arbeitskolben
6- die verbrannten Gas--rückstände"dürch,däs geöffnete Ventil 21 dem Auspuffkanal
2o zuleitet. Beim Erreichen des oberen Totpunktes beider Kolben i und 6 wiederholt
sich das-Arbeitsspiel von- neuem. - -- Für die unteren Arbeitskoliben 2 und 7 (,in
der. Zeichnung -ist der Zylinderkopf- weggelassen) gilt analog das gleiche Arbeitsspiel,
nur daß beim Saughub des Kolbens i -der Kolben 2 verdichtet, beim Arbeitshub des,'
Kolbens 6 sein Gegenkolben auspufft. - -Wird die Brennkraftmaschine als Einspritzmotor
gebaut, so wird der Brennstoff in die Kammer 15 eingespritzt und in den Zylindern
3 und 311 -nur Luft verdichtet.-Die Brennkraftmaschine kann mit allen flüssigen.
und gasartigen Brennstoffen betrieben werden und findet Verwendung, für Kraftfahrzeuge
aller Art, Flugzeuge,. Schiffe und stationäre Maschinen: -