DE888943C - Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben - Google Patents

Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben

Info

Publication number
DE888943C
DE888943C DEJ2266D DEJ0002266D DE888943C DE 888943 C DE888943 C DE 888943C DE J2266 D DEJ2266 D DE J2266D DE J0002266 D DEJ0002266 D DE J0002266D DE 888943 C DE888943 C DE 888943C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinders
machine according
engine
machine
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEJ2266D
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Jaenicke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEJ2266D priority Critical patent/DE888943C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE888943C publication Critical patent/DE888943C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  • Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben Die Erfindung betrifft Einrichtungen, um Baulänge und Leistungsgewicht bei Maschinen mit frei fliegenden Kolben herabzusetzen.
  • Bei den bisher bekannten Ausführungen von Freikolbenmaschinen nimmt das Gewicht für die Leistungseinheit mit der Leistung stark zu; so beträgt beispielsweise bei einer ausgeführtenTypenreihe von Freikolbenkompressoren das Leistungsgewicht einer Maschine von ioo PS etwa 30 kg/PS, während es bei einer Maschine von 35 PS nur noch etwa 18 kg/PS beträgt. Eine nach den gleichen Grundsätzen gebaute Maschine von io PS würde ein Leistungsgewicht von etwa io kg/PS erreichen. Dieses Anwachsen des Leistungsgewichtes mit zunehmender Leistung erklärt sich aus folgender Betrachtung: Nimmt man, wie es der Praxis annähernd entspricht, für alle Maschinengrößen ein gleiches Verhältnis von Motorbohrung zu Hub sowie eine gleichbleibende Kolbengeschwindigkeit an, so nimmt die Motorkolbenfläche linear und der Hub mit der Wurzel aus der Leistung zu. Der Zylinderumfang und ebenso die Wandstärke wachsen mit dem Durchmesser oder mit der Wurzel aus der Kolbenfläche. Die Länge der Maschine nimmt linear mit dem Durchmesser oder mit der Wurzel aus der Kolbenfläche zu, so daß schließlich das Leistungsgewicht mit der Wurzel aus dem Verhältnis der beiden Kolbenflächen und damit der Wurzel aus dem Verhältnis der beiden Leistungen zunimmt.
  • Es ist daher naheliegend und auch bereits zur Verringerung derMaschinenbaulänge vorg eschlagen, eine größere Leistung in mehrere kleine Maschinen zu unterteilen und diese miteinander zu kuppeln. Das bedeutet bei versetzt zündenden Zylindern, daß bei jeder einzelnen Zündung die Masse aller Kolben und Triebwerksteile beschleunigt werden muß, wodurch die bei Freikolbenmaschinen sonst so überlegene große Anfangsbeschleunigung der Kolben verringert wird. Außerdem müssen durch die Kupplung von der einen Maschine zur anderen große Kräfte und Arbeiten übertragen werden, wodurch sich große, die Hubzahl herabsetzende Massen und starke Beanspruchungen der Lager und Gelenke vor allein bei Ausfall eines Zylinders ergeben: Nennenswerte Vereinfachungen und damit Ersparnisse an den Herstellkosten treten bei einer solchen Anordnung auch nicht ein, so daß es besser erscheint, die Maschinen unabhängig voneinander zu betreiben; dann können bei Ausfall einer Maschine alle anderen in Betrieb gehalten -werden - -Andererseits wurde bei Maschinen mit Über= tragung der Arbeit von den Motorkolben mittels Kurbeil- oder Hebelgelenkgetriebe:s der Vo.rsehlag gemacht, in mehreren nebeneinandergeoxdneten Zylindern die Kolben miteinander gekuppelt synchron arbeiten zu lassen, um die Übertragungselemente (Kurbelkröpfungen, Hebel) in ihrer Vielzahl zu beschränken; diese Konstruktionsvorschläge sind aus ganz anderen Gründen entstauLden und können wegenZwischenschaltung winkelbeweglicher Elemente in die Kraft- und Arbeitsübertragung nicht solche Vorteile mit sich bringen, wie sie durch die erfindungsgemäße Ausbildung von Brennkraftmaschinen mit Freiflugkolben und direkter geradliniger Übertragung der Arbeit von :den Kolben des Energieerzeugerteiles auf den Energieumformerteil erzielt werden.
  • Weitere Vorschläge gehen dahin, in einer Achse mehrere Motorzylinder hintereinander anzuordnen und die gleichlaufenden Kolben miteinander fest zu verbindEn. Hierbei ergeben sich die Nachteile langer Triebwerke und außerordentlich großer Baulänge, die praktisch die Anzahl der hintereinander geschalteten Motorzylinder auf zwei bis höchstens -drei- beschränken.
  • Bei Freiflugkolbenmaschinen ist ferner der Vorschlag gemacht worden, dem ringförmige Gestaltung zu geben. Die durch diese Anordnung erzielte Verkürzung der Baulänge wird aber durch eine Reihe von Nachteilen erkauft; so machen .die doppelte Abdichtung des Ringkolbens gegenüber der äußeren, insbesondere: aber -der inneren Wandung mittels Innenspannerringen, die erforderliche Sicherung des Ringkolbens gegen Verdrehung, die notwendige Kühlung der inneren Begrenzungswand sowie der Antrieb der Hilfsaggregate, wie Brennstoffpumpe usw., und die für gute Brennstoffverteilung unerläßliche Vielzahl von Einspritzorganen betrieblich große Schwierigkeiten; als schwerwiegender Nachteil wirkt sich die wegen des großen äußeren Durchmessers notwendige sehr starke Zylinderwandung aus, wodurch die Maschine ein unerwünscht hohes Leistungseinheitsgewicht erhält und die Zylinderkühlung erschwert wird.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei Brennkraftmaschinen mit Freiflugkolben aus einem Energieumformerteil, wie Gasverdichter, und einem damit verbundenen EnergieerzeugeTtell, wie einem Dieselmotor, dessen --Kolbenstange achsparallel -zur Zylinderachse arbeitet, an Stelle" üblicher großer Einzelzylinder mit großem Hub mehrere Zylinder kleinen Durchmessers mit kleinerem Hub bei gleich günstigem Hubverhältnis nebeneinander parallelachsig anzuordnen, bei denen taktgleich arbeitende Kolben durch einen gemeinsamen Teil der ihnen zugeordneten Energieumformerseite gekuppelt sind. Der Verdichterteil kann hierbei aus einem oder mehreren Verdichterkolben bestehen, beispielsweise bei ein- oder mehrstufigen Verdichtern. Es kann also, wenn man die einer kleinen Maschine zugehörige Baulänge zugrunde legt, durch Anordnung von drei Motorzylindern bei gleichem Leistungsgewicht in -der gleichen Baulänge die dreifache Leistung untergebracht werden, durch Anordnung von vier Motorzylindern, die vierfache usw.
  • Die Erfindung läßt sich gleich vorteilhaft bei Doppelkolbenzylindern. wie auch bei Zylindern mit einem Kolben anwenden.
  • Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, die Verbrennungsräume der einzelnen Zylinder miteinander zu. verbinden, damit ein Druckausgleich stattfinden kann, so daß beispielsweise bei Ausfall eines Zylinders sonst auftretende einseitige Kräfte vermieden werden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, nur bei einzelnen der verbundenen Zylinder die Brennstoffzufuhr vorzunehmen, beispielsweise bei einer Sechszylindermaschine in zwei oder drei Zylindern. Die Einspritzung kann unmittelbar in die Zylinder oder statt dessen in die Verbindungskanäle der Zylinder erfolgen, wobei diese auch kammerartig ausgebildet sein können.
  • Um bei gegebener Leistung und Zylinderzahl mit einem kleineren Hubverhältnis auszukommen und damit weiterhin Hub; Baulänge und Leistungsgewicht zu verringern, kann_man ferner den Brennstoff nur einzelnen Zylindern zuführen und diese - auf Kosten der anderen mit einem--größeren Verbrennungsraum versehen.
  • Durch solche Maßnahmen wird erreicht, daß während des Kompressionshubes eine ständig zunehmende Strömung der Gase aus den Zylindern mit kleinen Totraum in die übrigen oder in die Kammern auftritt und während des Expansionshubes in umgekehrter Richtung. Beides dient einer guten Durchwirbelung und Verbrennung: Die Durchwirbelung kann in an sich bekannter Weise begünstigt werden durch eine zweck,-ntsprechende Form und Richtung der Verbindungen der- Zylinder sowie durch - zweckmäßige Anordnung - und -Ausführung der Spül- und Auspufföffnungen. Auch kann die Gestaltung und Einrichtung der Verbindungen so erfolgen, daß- eine Verbesserung der Verbrennung in an sich bekannter - Weise durch erhöhte Temperatur bestimmter Teile erfolgt. -Unter Umständen ist es vorteilhaft, einzelne Zylinder mit Auspufforganen und die anderen mit Einlaß- oder Spülorganen zu versehen. Das ergibt, vor allem bei Einkolbenzylindern, eine -günstige Spülung. Mit Rücksicht auf die Spülung vvie- äüf bauliche Gesichtspunkte kann es auch zweckmäßig sein, Motorzylinder mit verschiedener Bohrung anzuordnen.
  • Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, die Auspuffschlitze der einzelnen Zylinder gegeneinander zu versetzen, so. daß sie in kurzem Abstand nacheinander öffnen, damit der Auspuffimpuls sich zu Beginn in mehrere kleinere Stufen unterteilt und das Auspuffgeräusch verringert wird.
  • Die Anordnung der Motorzylinder kann unter Wahrung der oben aufgestellten Bedingungen beliebig erfolgen. Jedoch werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zur Unterbringung des bei Maschinen mit gegenläufigen Kolben notwendigen Kupplungsgetriebes zwischen den Motorzylindern einige oder mehrere Lücken :angeordnet. Besonders vorteilhaft ist eine in der O_uerschnittsebene bogen- oder kreisförmige Anordnung der Zylinder, weil sie es gestattet, die Lücke in der Mitte der Maschine vorzusehen. Der Antrieb von Hilfsapparatenkann in gleicher Weise untergebracht werden oder kann auch von der Kupplung aus durch eine Lücke zwischen den Zylindern erfolgen. Auch bei Maschinen mit hintereinandergeschalteten Zylindergruppen kann die zwischen den Gruppen notwendige feste Verbindung ebenso angeordnet werden.
  • Zum . besseren Verständnis der Erfindung sind als Ausführungsbeispiele zwei Doppelkolben-Dieselmaschinen mit je drei Zylindern und drei Paaren gegenläufig arbeitender Kolben dargestellt, bei denen je drei Kolben mit einem Verdichterkolben verbunden sind. Es zeigt Abb. i den Längsschnitt einer Maschine, deren Zylinder in gerader Reihe angeordnet sind, Abb. 2 einen Querschnitt durch den Verbrennungsraum dieser Maschine, Abb. 3 den Längsschnitt einer ähnlichem Maschine, bei der die Motorzylinder kreisförmig angeordnet sind, und Abb. 4 einen Querschnitt dieser Maschine durch den Verbrennungsraum.
  • Die Motorzylinder 1, 2 und 3 der Maschine nach Abb. i und 2, in denen sich die Motorkolben :4, 5, 6, 7, 8 und 9 bewegen, sind mit Spülschlitzen fo, i i und 12 und mit Auspuffschlitzen 13, 14, 15 versehen. Im Zylinder :2 befindet sich die Einspritzdüse 26. Die Kolben 4, 6, 7 und 9 sind länger als die Kolben 5 und 8, so daß sich im Zylinder 2 ein größerer, Verbrennungsraum ergibt als im Zylinder i und 3. Die Auspuffschlitze 13, 14, 15 sind so gegeneinander versetzt, daß sie von den Steuerkanten der Kolben kurz nacheinander Überfahren und geöffnet werden. Die Kolben 4, 5 und 6 sind durch den hier von nur einem Verdichterkolben gebildeten Verdichterteil 17 und die. Kolben 7, 8 und 9 durch den Verdichterteil 18 miteinander gekuppelt. Der Verdichterkolben 17 läuft im Zylinder ig und der Verdichterkolben 18 im Zylinder 2o. Die Zylinder ig und 2o sind mit Saugventilen 21 und mit Druckventilen 22 ausgerüstet. Beide Kolbenseiten sind zum synchronen Lauf durch die nur in Abb. 2 dargestellte Kupplung verbunden, die aus den beiden Zahnstangen 23, 24 und dem in der Mitte der Maschine gelagerten Zahnrad 25 besteht. Die Zahnstange 23 ist am Verdichterkolben 17 und die Zahnstange 24 am Verdichterkolben 18 befestigt.
  • Abb. 3 und 4 zeigen eine Maschine mit kreisförmig angeordneten Motorzylindern. Bis auf die in der Längsachse eingebaute Kupplung sind alle Teile die gleichen wie in Abb. i. Als Kupplung ist hier beispielsweise eine Schraubenkupplung eingezeichnet, die aus den beidem Hülsen 27, 28 und der Schraubenspindel 26 besteht. Die Spindel 26 ist gegen Verschieben in einem Längslager 29 gelagert.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. . Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben aus einem Energieumformerteil, wie Gasverdichter, und einem damit verbundenen Energieerzeugerteil, wie einem Dieselmotor, dessen Kolbenstange achsparallel zur Zylinderachse arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiearzeugerteil aus mehreren nebeneinanderliegenden parallelachsigen Motorzylindern besteht, in denen gleichsinnig laufende Motorkolben auf einen gemeinsamen Energieumformerteil arbeiten.
  2. 2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsräume der verschiedenen Motorzylinder miteinander verbunden sind.
  3. 3. Maschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Motorzylinder mit Organen zur Zuführung des Brennstoffes versehen ist.-
  4. 4. Maschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Motorzylinder, vorzugsweise die mit Organen zur Zuführung des Brennstoffes versehenen, auf Kosten der anderen mit größerem. Verbrennungsraum ausgestattet sind.
  5. 5. Maschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Brennstoffes ganz oder teilweise in die Verbindungskanäle der Zylinder erfolgt.
  6. 6. Maschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Zylinder nur mit Öffnungen für den Auspuff, der andere Teil nur mit Öffnungen für die Spülluft versehen ist.
  7. 7. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen des Auspuffs der verschiedenen Motorzylinder nicht zu gleicher Zeit erfolgt.
  8. 8. Maschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Lücken zwischen. den Motorzylindern zur Unterbringung des Kupplungsgetriebes oder dazugehöriger bzw. zusätzlicher Teile.
DEJ2266D 1938-11-22 1938-11-22 Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben Expired DE888943C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEJ2266D DE888943C (de) 1938-11-22 1938-11-22 Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEJ2266D DE888943C (de) 1938-11-22 1938-11-22 Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE888943C true DE888943C (de) 1953-09-07

Family

ID=7197825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEJ2266D Expired DE888943C (de) 1938-11-22 1938-11-22 Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE888943C (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1034916B (de) * 1956-04-24 1958-07-24 Etienne Philippe Burion Einspritzvorrichtung fuer Zwillings-Freiflugkolbenmaschinen
DE1068506B (de) * 1959-11-05 Messerschmitt A.G., Augsburg Vorrichtung zum Gasdruckausgleich in VerbrennumgszyMndern bei doppeltwirkenden gegenläufigen Freikolbenmotoren
US2949101A (en) * 1957-08-12 1960-08-16 Univ Kingston Synchronizing mechanism for internal combustion free piston engines
DE1111451B (de) * 1954-12-17 1961-07-20 Etienne Philippe Burion Freiflugkolbenmaschine, insbesondere zur Erzeugung von Druckgas, die auch im halbfreien Betrieb laeuft
DE1205766B (de) * 1960-07-26 1965-11-25 Anton Braun Freiflugkolbenmaschine
WO1999001651A1 (en) * 1997-07-01 1999-01-14 Sunpower, Inc. Free piston internal combustion engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1068506B (de) * 1959-11-05 Messerschmitt A.G., Augsburg Vorrichtung zum Gasdruckausgleich in VerbrennumgszyMndern bei doppeltwirkenden gegenläufigen Freikolbenmotoren
DE1111451B (de) * 1954-12-17 1961-07-20 Etienne Philippe Burion Freiflugkolbenmaschine, insbesondere zur Erzeugung von Druckgas, die auch im halbfreien Betrieb laeuft
DE1034916B (de) * 1956-04-24 1958-07-24 Etienne Philippe Burion Einspritzvorrichtung fuer Zwillings-Freiflugkolbenmaschinen
US2949101A (en) * 1957-08-12 1960-08-16 Univ Kingston Synchronizing mechanism for internal combustion free piston engines
DE1205766B (de) * 1960-07-26 1965-11-25 Anton Braun Freiflugkolbenmaschine
WO1999001651A1 (en) * 1997-07-01 1999-01-14 Sunpower, Inc. Free piston internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3412283C2 (de) Turboverbundmotor
DE69000321T2 (de) Energieumsetzermaschine mit rotierenden kolben in kugelfoermigem gehaeuse.
DE3937359A1 (de) Brennkraftmaschine
DE3310548A1 (de) Variables kompressionssystem fuer brennkraftmaschinen
DE2914489A1 (de) Zweitakt-brennkraftmaschine
DE888943C (de) Brennkraftmaschine mit Freiflugkolben
EP0154205B1 (de) Explosions-Turbinen-Motor
DE2244145C3 (de) Brennkraftmaschine mit äußerer Verbrennung
DE3137454A1 (de) Brennkraftmaschine, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, mit ausnutzung des abgasdrucks zur verbesserung der zylinderfuellung
DE935337C (de) Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Viertaktkolben-brennkraftmaschinen
DE3825864A1 (de) Drehende kolben-versetzungseinrichtung
DE4337668C1 (de) Kolbenmaschine
DE3137471C2 (de)
DE886827C (de) Freikolben-Brennkraftmaschine
DE3041405A1 (en) Cam driven engine
EP4321727B1 (de) Tangential-verbrennungsmotor
AT366785B (de) Mehrzylindrige hubkolbenbrennkraftmaschine
DE1079888B (de) Schlitzgesteuerte Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit in V-Form angeordneten Zylinderreihen
DE738259C (de) Zweitaktbrennkraftmaschine mit gegenlaeufigen Kolben
WO2024033225A1 (de) Tangential-verbrennungsmotor
DE355902C (de) Arbeitsverfahren und Einrichtung fuer ein aus mehrzylindriger Kolbenmaschine und Abgaskraftmaschine, insbesondere Abgasturbine, zusammengesetztes Aggregat
EP4450754A1 (de) Tangential-verbrennungsmotor mit hydraulikeinrichtung
DE482893C (de) Dreizylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine mit steuernden Kolben und gemeinsamem Verbrennungsraum
DE943386C (de) Brennkraft-Luftverdichter mit achsparallelen Zylindergruppen und freifliegenden Kolben
DE3719927A1 (de) Doppelkolben verbrennungsmotor mit mittlerer steuernut an der kolbenstange zwischen den kolben