NL8302099A - Zuigermotor. - Google Patents

Description

*

Hw/Mv/2 Vandendries/Schyma Zuigermotor

De uitvinding heeft betrekking op een zuigermotor in hoofdzaak bestaande uit tenminste één cylinder een daarin beweegbare hoofdzuiger, een krukas en een de hoofdzuiger en krukas verbindende zuigerstang, waarbij aan de van de 5 krukas afgekeerde zijde van de hoofdzuiger in de cylinder een door een mechanisme afhankelijk van de krukasstand bestuurde hulpzuiger is aangebracht voor het vormen van een verbrandingsruimte, welke is voorzien van telkens één in- en uit-laatpoort voor de toevoer van een te verbranden medium res-10 pectievelijk de afvoer van de verbrandingsgassen.

Een motor van het in de aanhef beschreven type is in vele publikaties reeds beschreven, bijvoorbeeld in het Britse octrooischrift 1.516.982. Dergelijke motoren beogen het rendement van het verbrandingsproces aanzienlijk te ver-15 hogen door het verbrandingstijdstip na het bovenste dode punt van de hoofdzuiger te doen plaatsvinden, waardoor een zo gunstig mogelijke krachtoverdracht op de krukas plaatsvindt. Het is daarom ook bij deze motoren mogelijk om een zogenaamde explosie-achtige verbranding toe te passen, dat wil zeggen 20 dat het te verbranden mengsel of brandstof in een zeer korte tijd ontbrandt, zonder dat schade aan de motor wordt aangebracht.

Bij de reeds beschreven typen motoren wordt de hulpzuiger door velerlei variaties in besturingsmechanismen 25 heen en weer bewogen, welke motoren echter allen het nadeel vertoonden dat de relatieve beweging tussen de hoofd- en de hulpzuiger niet voldoende was om een zodanige compressie te verkrijgen dat een explosie-achtige verbranding van willekeurige brandstoffen mogelijk is.

30 De uitvinding beoogt bovengenoemd bezwaar te ondervangen en verschaft daartoe een motor die zich onderscheidt doordat het besturingsmechanisme "bestaat uit een synchroon met de krukas roterende nok, welke samenwerkt met een 8302099

V

-2- gaffelvormige nokvolger, welke nok en gaffel elk een zich radiaal of nagenoeg radiaal uitstrekkend aanslagvlak vertoont.

Met dit mechanisme wordt het thans mogelijk om 5 de hulpzuiger op een veel nauwkeuriger moment dan de voorheen bekende motoren een zodanige versnelling te geven dat het compressievolume voorbij het bovenste dode punt nog verder verkleint, dat wil zeggen dat de hulpzuiger de hoofdzuiger voorijlt. Niettemin kunnen dankzij de voorgeschreven gaffel-10 vorm de door de verbranding ontstane drukkrachten gemakkelijk worden opgenomen.

In een voorkeurs'uitvöeringsvorm zijn de aan-slagvlakken zodanig aangebracht dat deze elkaar raken op het tijdstip van / of voorbij het bovenste dode punt van de hoofd 15 zuiger.

De uitvinding wordt nader toegelicht in de hieronderstaande figurbeschrijving van een aantal uitvoerings voorbeelden.

In de tekening toont: 20 Fig. 1 een staande dwarsdoorsnede van een eer ste uitvoeringsvorm van de motor volgens de uitvinding,

Fig. 2 een staande langsdoorsnede van de motor uit fig. 1,

Fig. 3 een schema van de arbeidscyclus van de 25 motor,

Fig. 4 een met fig. 1 overeenkomende dwarsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van de motor,

Fig. 5 en 6 een axiaal respectievelijk zijaanzicht v.an de gaffel en samenwerkende nok.

30 In de figuren zijn dezelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.

In de cylinder 1 is een hoofdzuiger 2 op en neer beweegbaar, welke zuiger via een zuigerstang 3 met de krukas 4 van een motor is verbonden. De cylinder staat op 35 gebruikelijke wijze op het carter 5 van de motor gemonteerd. Aan de van de krukas 4 afgekeerde zijde van de zuiger 2 is de cylinder 1 uitgevoerd met een hulpzuiger ”8. Die hulpzuiger 8 is op dezelfde wijze als de hoofdzuiger 2 uitgevoerd met zui «302099 l -3- gerveren 9. Tussen beide zuigers 2 en 8 is een verbrandingsruimte 6 gevormd.

De hulpzuiger 8 is aan de bovenzijde voorzien van een vast daarmee verbonden gaffel 10, waarboven een nok 5 11 draaibaar is gemonteerd. De nok 11 is een deel van een in het gestel van de motor gelagerde as 12, die aan één einde is voorzien van een tandwiel 13, waaromheen een eindloos element 14 is geslagen, die leidt naar een tandwiel 15, hetwelk in verbinding staat met de as van de kruk 4. Een drukveer 16 10 tussen de bovenwand van de ruimte 7 en de onderzijde van de gaffel 10 verzorgt een permanent kontakt tussen de gaffel 10 en de nok 11.

De werking van de motor volgens fig. 1 en 2 zal nader worden toegelicht aan de hand van fig. 3.

Uitgaande van de stand a, waarin de hoofdzuiger 2 tegen de hulpzuiger 8 aanligt, wordt door de omlaaggaande beweging van de hoofdzuiger 2 de cylinderruimte volgezogen met een brandbaar mengsel. De hulpzuiger 8 wordt door de veerdruk 16 omhooggehouden tegen het cylindrische deel van 20 de nok 11.

In de daaropvolgende compressieslag wordt een compressievolurne volgens de stand c bereikt, waarbij het lichaam 8 nog steeds in de hoogste stand staat. Bij de omlaaggaande beweging van de hoofdzuiger 2 volgt de hulpzuiger 25 sneller, zodat het compressievolurne verder wordt verkleind. Door de ontbranding van het mengsel komt op de hoofdzuiger 2 de volledige druk van het zich verbrandende mengsel, waarbij de zuigerstang en de krukas reeds een hoek insluiten, die een positief moment op de krukas 4 geeft. Hierbij wordt 30 voorts opgemerkt dat desgewenst de motor kan zijn uitgevoerd met een ontstekingsmechanisme, bijvoorbeeld bougie.

In de stand e wordt het einde van de verbran-dingstakt van de motor aangegeven, waarbij de hoofdzuiger en de hulpzuiger 8 in de laagste stand verkeren welke laatste 35 zelfs onder de BDP stand van zuiger 2 kan komen. Bij de volgende stand f drukt de zuiger 2 alle verbrandingsgassen uit de cylinder 1 doordat het kopvlak daarvan tegen het ondervlak van de hulpzuiger 8 komt te liggen. De volgende arbeidscyclus kan dan een aanvang nemen^ van het te verbranden 8302099

* V

-4- , medium respectievelijk de verbrandingsgassen kan op elke gebruikelijke wijze plaatsvinden en valt verder buiten het kader van de uitvinding. In fig. 2 is slechts schematisch de inlaatpoort met bijbehorende klep 17 getoond. De klep 17 kan 5 op gebruikelijke wijze door een kleppenmechanisme 18 afhankelijk van de stand van de krukas 4 n bestuurd.

Fig. 4 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de motor, waarbij de verticaalstaande cylinder 1 is voorzien van een heen en weer daarin aangebrachte hoofdzuiger 2 •^g met zuigerstang 3, die is verbonden met de krukas 4 in het carter 5.

De cylinder 1 is aan de bovenzijde, dat wil zeggen aan de van de krukas 4 afgekeerde zijde van de zuiger 2 verlengd met een ruimte 19 waarin een met fig. 8 overeen-25 komende hulpzuiger 8' heen en weer beweegbaar is aangebracht. De hulpzuiger 8' kan eveneens door middel van een nok 11 zijn gestuurd waarvan de draaiing afhankelijk is van de stand van de krukas 4. De nok werkt samen met een gaffelvormig einde van een tuimelaar 21, waarvan het andere einde drukt tegen de 2o zuigerpen 22 van de hulpzuiger.

Volledigheidshalve zij vermeld dat in de kop van de cylinder 1 een ontstekingsmechanisme 20 is aangebracht, dat hier kan zijn gevormd door een bougie of dergelijke.

25 De werking komt nagenoeg overeen met die vol gens fig. 1 en 2, met dien verstande dat de slag van het lichaam 8’ gezien de geringe diameter wat groter kan zijn, hetgeen door de juiste hefboomverhouding van de tuimelaar kan worden bewerkstelligd.

30 Fig. 5 en 6 tonen de details van de bestu- ringsnok 11 en de daarmee samenwerkende gaffel 10. Elk is voorzien van een radiaal of nagenoeg radiaal uitstekend aan-slagvlak 23 respectievelijk 24, welke aanslagvlakken ervoor zorgen dat bij een bepaalde rotatiesnelheid van de nok 11 op 35 het juiste tijdstip deze rotatiesnelheid wordt overgebracht op de hulpcylinder 8 waardoor een zeer snelle verdere verdichting van het gecomprimeerde mengsel plaatsvindt.

8302099 , -5-

V

Bij het doordraaien van de nok 11 zal het vlak 25 op het vlak 26 van de gaffel rusten, hetgeen nagenoeg cilindrisch is en een groot contactvlak verzorgt, zodat de hoge ontbrandingskrachten gemakkelijk kunnen worden opgenomen. Bij 5 het verder verdraaien van de nok naar het vlak 27, waarbij de hoofdzuiger vanuit stand B naar stand C in fig. 3 beweegt kan de hulpzuiger 8 zich naar boven terugtrekken voor het verkrijgen van een optimaal slagvol urne.

Proefondervindelijk is gebleken dat de motor 10 uitstekend geschikt is voor het ontbranden van poederkool.

Ook mengsels van poederkool met methaan of andere gasvormige brandstoffen voldeden uitstekend, zonder dat de bekende nadelige klopverschijnselen bij dieselmotoren optraden. Tevens bleek dat een volledige verbranding van de koolstof plaats-25 vond, dat wil zeggen dat er geen asresten in de cylinder achterbleven.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen.

8302099

Claims (2)

1. Zuigermotor in hoofdzaak bestaande uit tenminste één cylinder, een daarin beweegbare hoofzuiger, een krukas en een tussen de hoofdzuiger en krukas bevindende zui-gerstang, waarbij in een verlengd deel van de cylinder een 5 door een mechanisme afhankelijk van de krukasstand bestuurde hulpzuiger aan de van de krukas afgekeerde zijde van de hoofdzuiger is aangebracht, teneinde een verbrandingsruimte tussen beide zuigers te vormen, welke in verbinding staat met een in- en uitlaatpoort voor de toevoer van een te verbranden 10 medium, respectievelijk de afvoer van verbrandingsgassen, met het kenmerk, dat het besturingsmechanisme bestaat uit een synchroon met de krukas roterende nok, welke samenwerkt met een gaffelvormige nokvolger, welke nok en gaffel elk een zich radiaal of nagenoeg radiaal uitstrekkend aanslagvlak 15 vertoont.

2. Zuigermotor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aanslagvlakken zodanig zijn aangebracht dat deze elkaar raken op het tijdstip van of voorbij het bovenste dode punt van de hoofdzuiger. 8302099