CH224275A - Double-shaft opposed piston internal combustion engine. - Google Patents

Double-shaft opposed piston internal combustion engine.

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CH224275A
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CH
Switzerland
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crankshaft
internal combustion
combustion engine
double
compressor
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
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Sulzer Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2700/00Supplying, feeding or preparing air, fuel, fuel air mixtures or auxiliary fluids for a combustion engine; Use of exhaust gas; Compressors for piston engines
    • F02M2700/33Compressors for piston combustion engines
    • F02M2700/331Charging and scavenging compressors
    • F02M2700/336Arrangements thereof on the engine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  

      Doppelwellengegenkolbenbr        ennkraftmaschine.       Die Erfindung bezieht sich auf im Zwei  takt arbeitende     Doppelwellengegenkolben-          Brennkraftmaschinen    mit     Voreilung    der     aus-          la.ssseitigen    Kurbelwelle gegenüber der     ein-          lassseitigen    Kurbelwelle und besteht darin,

    dass ein zur Verdichtung der Verbrennungs  luft dienender Verdichter von der     auslasssei-          tigen    Kurbelwelle angetrieben wird und eine  durch die Abgase getriebene Turbine ihre  Leistung auf die     einlassseitige    Kurbelwelle  abgibt.  



  Es empfiehlt sich, den Verdichter als  Kolbenverdichter auszubilden und dessen       Kolbenschubstangen    so an die     auslassseitige     Kurbelwelle     anzulenken    und dessen Zylin  derzahl so zu wählen, dass die     Drehmoment-          schwankungen    der Kurbelwelle verkleinert  werden.  



  Der Erfindungsgegenstand ist auf der  Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel  vereinfacht dargestellt.     Fig.    1 veranschau  licht das Ausführungsbeispiel in einem  Längsschnitt quer zu den Kurbelwellen und         Fig.    2 in einem aufgeklappten Schnitt längs  der gebrochenen Linie     II-II    der     Fig.    1.  



  Die Kurbelwellen 1 und 2 sind je von  einer Gruppe von Kolben 3     bezw.    4 ange  trieben und übertragen die Arbeit über die  Zahnräder 5     bezw.    6 und das zentrale Ge  trieberad 7 auf die Hauptwelle 8, an welche  irgendeine Welle, z. B. eine nicht gezeich  nete Schiffsantriebswelle, angeflanscht sein  kann.  



  Den     Arbeitszylindern    9, in welchen je  zwei Kolben gegenläufig sich bewegen, wird  durch die     Einlassschlitze    10 die zur Verbren  nung notwendige Luft zugeführt. Die Ver  brennungsgase strömen durch die     Auslass-          schlitze    11 aus den Zylindern, alsdann durch  eine Sammelleitung 12 zur Abgasturbine 13  und schliesslich aus dieser durch die Leitung  14 ins Freie oder zur weiteren     Ausnützung     zum Beispiel in einen nicht gezeichneten       Wärmeaustauscher.     



  Die Kurbelwelle 1 auf der     Auslassseite     der Maschine hat gegenüber der Kurbelwelle  2 auf der     Einlassseite        Voreilung.    Beim Be-      trieb im eingezeichneten Drehsinn steht     ,e     eine Kurbel der     einlassseitigen    Kurbelwelle     \_?     gerade im Totpunkt; wenn die gegenüber  liegende Kurbel der     auslassseitigen    Kurbel  welle 1 den entsprechenden Totpunkt bereits  um den Winkel     co    (der beispielsweise 5 bis  <B>10'</B> betragen kann) überschritten hat.

   In  folge der     Voreilung    ist die von der Gruppe  der Kolben 3 an die     auslassseitige    Kurbel  welle 1 abgegebene Arbeit wesentlich grösser  als die von der Gruppe der     einlassseitigon     Kolben 4 an die Kurbelwelle 2 abgegebene  Arbeit. Der Unterschied der     Teilarbeits-          beträge    kann sich auf<B>?0%</B> der Gesamtarbeit  beider Kurbelwellen und noch höher stellen.  



  Die Kolbenverdichter 15 sind mittels der  Schubstangen 16 mit der     auslassseitigen     Kurbelwelle 1 gekuppelt. Jedem Arbeits  zylinder 9 ist ein     Verdichterzylinder    15 zu  geordnet. Sie fördern die verdichtete Luft  durch die     Leitung    18 zu den     Einlassschlit-          zen    10. Die Abgasturbine 13 ist über ein       die    Drehzahl erniedrigendes     Untersetzungs-          getriebe    19 mit der     einlassseitigen    Kurbel  welle 2 gekuppelt.

   Die Kolbenverdichter 15  vermindern die zur Übertragung von der  Kurbelwelle 1 auf das Zentralgetriebe be  stimmte Arbeit, während die Turbine 13 die  von der Kurbelwelle 2 auf das Zentral  getriebe zu übertragende Arbeit vermehrt.  Durch die auf der einen Seite stattfindende  Verminderung und auf der andern Seite  stattfindende Vermehrung der Arbeit wird  der Unterschied der     Teilarbeitsbeträge,    wel  che von den Kurbelwellen über das zentrale  Getriebe auf die Hauptwellen zu     übertragen     sind, verkleinert.

   Es wird dadurch möglich,  den Gang der Maschine derart zu vergleich  mässigen, dass die Gefahr nicht mehr besteht,  dass das Drehmoment insbesondere der     ein-          lassseitigen    Kurbelwelle in einzelnen Bewe  gungsabschnitten infolge von     Schwankungon     so weit sinkt, dass es negativ wird. Ein Lärm  der Getriebezahnräder, der beim Abheben       aneinanderliegender    Zahnflanschen entstehen  könnte, wird hierdurch vermieden.  



  Die     Anlenkung    der Kolbenverdichter an  die     auslassseitige    Kurbelwelle 1, die Zylin-         derzahl        und    gegebenenfalls auch, die beweg  lichen     Verdichtermassen    sind so gewählt,  dass das Drehmoment an der Kurbelwelle 1  noch weiter     vergleichmässigt    wird.  



  Die     Kolbenstangen    der mit der     auslass-          seitigen    .Kurbelwelle     gekuppelten    Verdichter  können an die Schubstangen der     auslassseiti-          gen    Kolben     angelenkt    sein: Dadurch kann  zur     Vergleichmässigung    des     Drehmomentes     noch weiter beigetragen     werden.     



  hie Erfindung lässt sich selbstverständ  lich auch bei     Brennkraftmuschinenanlagen     anwenden; bei denen mehr als eine Doppel  wellengegenkolben-Brennkraftmaschine über  ein     mehreren    oder allen     Maschinen    gemein  sames zentrales Getriebe eine Hauptwelle an  treiben. Das zentrale Getriebe kann aus meh  reren Rädern bestehen, welche die beiden  Kurbelwellen miteinander verbinden und die       Teilarbeitsbeträge    auf die Hauptwelle über  tragen. Die     Brennkraftmaschine    nach der  Erfindung kann auch nur einen einzigen  Zylinder aufweisen.

   Insbesondere bei Ein  zylindermaschinen oder Maschinen mit ge  ringer Zylinderzahl wirkt sich die     Ver-          gleichmässigung    des Ganges besonders vor  teilhaft aus, weil bei solchen Maschinen die  Gefahr erhöht ist, dass das Drehmoment in  einzelnen     Bewegungsabschnitten    negativ wird.  



  Als Verdichter können Kolbenverdichter  ebensogut wie     ';jede    Art von Rotationsver  dichtern, z. B:     Fliehkraftverdichter,        Achsial-          verdichter,        Kapselverdichter    oder dergleichen,  verwendet werden. Wenn mehrere Verdich  ter vorhanden sind, können dieselben auch       bintere@nandertesebaltet    sein, so dass die  Luft in mindestens zweistufiger Verdichtung  auf den zur     Einführung    in die     Brennkraft-          zylinder    vorgesehenen Druck gebracht wird.



      Double-shaft opposed piston internal combustion engine. The invention relates to double-shaft opposed piston internal combustion engines operating in two-stroke cycles with the crankshaft on the outlet side in advance relative to the crankshaft on the inlet side and consists in

    that a compressor serving to compress the combustion air is driven by the exhaust-side crankshaft and a turbine driven by the exhaust gases delivers its power to the inlet-side crankshaft.



  It is advisable to design the compressor as a piston compressor and to link its piston push rods to the crankshaft on the exhaust side and to select the number of cylinders so that the torque fluctuations of the crankshaft are reduced.



  The subject of the invention is shown in simplified form on the drawing in an exemplary embodiment. FIG. 1 illustrates the exemplary embodiment in a longitudinal section transversely to the crankshafts and FIG. 2 in an opened section along the broken line II-II of FIG. 1.



  The crankshafts 1 and 2 are each of a group of pistons 3 respectively. 4 is driven and transfer the work on the gears 5 respectively. 6 and the central Ge gear wheel 7 on the main shaft 8 to which any shaft, z. B. a not signed designated ship's drive shaft, can be flanged.



  The working cylinders 9, in each of which two pistons move in opposite directions, the air necessary for combustion is supplied through the inlet slots 10. The combustion gases flow through the outlet slots 11 from the cylinders, then through a collecting line 12 to the exhaust gas turbine 13 and finally from this through the line 14 into the open air or for further use, for example, into a heat exchanger (not shown).



  The crankshaft 1 on the outlet side of the engine is in advance of the crankshaft 2 on the inlet side. When operating in the direction of rotation shown, e is a crank of the inlet-side crankshaft \ _? just in dead center; when the opposite crank of the exhaust-side crank shaft 1 has already exceeded the corresponding dead center by the angle co (which can be, for example, 5 to 10 ').

   As a result of the advance, the work delivered by the group of pistons 3 to the crankshaft 1 on the outlet side is significantly greater than the work delivered to the crankshaft 2 by the group of pistons 4 on the inlet side. The difference in the partial work amounts can be <B>? 0% </B> of the total work of both crankshafts and even higher.



  The piston compressors 15 are coupled to the crankshaft 1 on the outlet side by means of the push rods 16. Each working cylinder 9 is a compressor cylinder 15 is assigned to. They convey the compressed air through the line 18 to the inlet slots 10. The exhaust gas turbine 13 is coupled to the inlet-side crankshaft 2 via a reduction gear 19 which lowers the speed.

   The piston compressor 15 reduce the work to be transmitted from the crankshaft 1 to the central transmission, while the turbine 13 increases the work to be transmitted from the crankshaft 2 to the central transmission. Due to the reduction in work on the one hand and the increase in work on the other, the difference in the partial work amounts that are to be transmitted from the crankshafts to the main shafts via the central gearbox is reduced.

   This makes it possible to compare the gear of the machine in such a way that there is no longer any risk of the torque, in particular of the inlet-side crankshaft, falling so far in individual movement sections as a result of fluctuations that it becomes negative. This avoids noise from the gear wheels, which could arise when the tooth flanges lying against one another are lifted off.



  The articulation of the piston compressor to the crankshaft 1 on the outlet side, the number of cylinders and, if necessary, the movable compressor masses are selected so that the torque on the crankshaft 1 is evened out even further.



  The piston rods of the compressor coupled to the crankshaft on the outlet side can be linked to the push rods of the piston on the outlet side: This can help to even out the torque.



  The invention can of course also be applied to internal combustion engines; in which more than one double-shaft opposed piston internal combustion engine drive a main shaft via several or all machines common central transmission. The central transmission can consist of several wheels that connect the two crankshafts and carry the partial working amounts to the main shaft. The internal combustion engine according to the invention can also have only a single cylinder.

   In particular in the case of single-cylinder machines or machines with a small number of cylinders, the equalization of the gear has a particularly advantageous effect, because with such machines the risk is increased that the torque will be negative in individual movement segments.



  As a compressor, reciprocating compressors can just as well as'; densify any type of Rotationsver, z. B: centrifugal compressors, axial compressors, capsule compressors or the like can be used. If several compressors are present, they can also be binter @ nandertesebalten so that the air is brought in at least two-stage compression to the pressure provided for introduction into the internal combustion cylinder.

 

Claims (1)

PATENTANBI'RUCII: Im Zweitakt arbeitende Doppelwellen- gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Vor eilung der auslassseitigen Kurbelwelle gegen über der einlassseitigen Kurbelwelle; dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Verdichtung der Verbrennungsluft dienender Verdichter von der auslassseitigen Kurbelwelle angetrieben wird und eine durch die Abgase getriebene Turbine ihre Leistung auf die einlassseitige Kurbelwelle abgibt. PATENTANBI'RUCII: Two-stroke double-shaft counter-piston internal combustion engine with advance of the crankshaft on the outlet side compared to the crankshaft on the inlet side; characterized in that a compressor serving to compress the combustion air is driven by the exhaust-side crankshaft and a turbine driven by the exhaust gases outputs its power to the intake-side crankshaft. UNTERANSPRUCH: Doppelwellengegenkolben-Brennkraftma- schine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Verdichter als mehr zylindriger Kolbenverdichter ausgebildet ist, dessen Kolbenschubstangen so an die auslass- seitige Kurbelwelle angelenkt und dessen Zylinderzahl so gewählt ist, dass die Dreh momentschwankungen der Kurbelwelle ver kleinert werden. SUBCLAIM: Double-shaft opposed piston internal combustion engine according to patent claim, characterized in that the compressor is designed as a more cylindrical piston compressor, the piston pushrods of which are linked to the exhaust-side crankshaft and the number of cylinders is selected so that the torque fluctuations of the crankshaft are reduced .
CH224275D 1941-09-05 1941-09-05 Double-shaft opposed piston internal combustion engine. CH224275A (en)

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