DE267642C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 267642 — KLASSE 46«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juni 1911 ab.

Die Erfindung betrifft eine nichtumsteuerbare Verbund - Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine für flüssige und gasförmige Brennstoffe mit drei oder mehr einfach wirkenden Kraftzylindern, die während einer Umdrehung nacheinander zur Wirkung kommen, und zwar in der Weise, daß unter stetiger Expansion der Gase auf dem weit größten Teil der Umdrehung eine nutzbare Drehwirkung erzeugt wird, wodurch eine Maschine entsteht, die ohne Schwungrad mit großer Gleichmäßigkeit arbeitet.

Die Arbeitsräume der Expansionszylinder sind derart kreuzweise miteinander verbunden, daß die Arbeitsvorgänge durch die Kolben der Kraftzylinder ohne irgendwelche gesteuerten Organe erreicht werden.

Die Maschine besitzt zwei von der Kurbelwelle umstellbar angetriebene einfach wirkende Luftpumpen, welche ihren Inhalt wechselweise in eine auf dem Hochdruckzylinder angeordnete und mit diesem stets in Verbindung stehende Verbrennungskammer drücken, und zwar in, der Weise, daß diese Luft bzw. das in der Verbrennungskammer gebildete brennbare Gemisch sofort zur Arbeitsleistung in den Kraftzylindern verwertet wird.

Eine dieser Pumpen kann statt Luft ein brennbares Gemisch aus Luft und leicht verdunstendem Brennstoff in die Verbrennungskammer fördern, wenn an ihrem Saugraum ein Karburator angeschlossen wird. Sie kann aber nebenbei noch zur Einführung irgendeines flüssigen Brennstoffes in diese Kammer ausgenutzt werden.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Maschine mit drei Expansionszylindern (also vierfacher Expansion) in senkrechtem Längsschnitt;

Fig. 2, 3 und 4 zeigen schematisch die Maschine bei verschiedenen Stellungen der Kolben,

Fig. 5 dieselbe Maschine mit je drei Zylindern in zwei geneigten Reihen,

Fig. 6 eine Maschine mit dreifacher Expansion und in einer Reihe angeordneten Kraftzylindern und Pumpen.

Die Maschine besitzt zwei einfach wirkende Luftpumpen 1 und 2. 3 ist der Hochdruckzylinder, dessen oberes Ende die Verbrennungskammer 7 trägt, welche mit diesem Zylinder durch einen weiten regelbaren Kanal in ständiger Verbindung steht. 4, 5 und 6 sind die Expansionszylinder. Von diesen Zylindern ist Zylinder 4 mit dem Zylinder 3 durch Rohr 34 verbunden, während die Zylinder 4, 5 und 6 kreuzweise durch je zwei Rohre miteinander verbunden sind, und zwar Zylinder 4 und 5 durch die Rohre 24 und 25 und Zylinder 5 und 6 durch die Rohre 26 und 27.

Bei der gedrängten Anordnung nach Fig. 5 kann durch Wahl der Neigung der Zylinderachsen die jeweils nötige Voreilung der Kolben leicht erreicht werden,

Bei der Dreifach - Expansions - Verbundma-

schine nach Fig. 6 bilden die Kurbeln der Kraftzylinder einen Winkel von 120 °.

Die Arbeitsweise dieser nicht umsteuerbaren Verbund - Zweitakt - Verbrennungskraftmaschine ist folgende:

Nach erfolgter Explosion über dem Kolben des Hochdruckzylinders 3 wird während der ersten Viertelumdrehung der Welle dieser Kolben durch den Druck der Gase vorwärts getrieben. Fig. 1 zeigt die Stellung der verschiedenen Kolben am Ende der ersten Viertelumdrehung. Der Kolben des Zylinders 3 öffnet beim Beginne der zweiten Viertelumdrehung mittels des Rohres 34 den Gasen den Zutritt zu dem ersten Expansionszylinder 4. Während dieser zweiten Viertelumdrehung preßt die Luftpumpe 2 ihren Inhalt nach der Kammer 7 und den Zylinder 3 (Fig. 2 zeigt das Ende der zweiten Viertelumdrehung), wobei die Abgase aus dem

ao Verbrennungsraum 7 in den Zylinder 3 und aus diesem, je nach der Größe der Luftpumpe und dem in der Maschine herrschenden Drucke, mehr oder weniger vollkommen nach dem Niederdruckzylinder 4 verdrängt werden. Am Ende der zweiten und zu Beginn der dritten Viertelumdrehung (vgl. Fig. 2) befindet sich im Verbrennungsraum 7 und in den Zylindern 3 und 4 außer den Abgasen Luft, und zwar unter Arbeitsdruck, d. h. arbeitsleistend. Während der dritten Viertelumdrehung der Welle (Fig. 1) fördert die Gemischpumpe 1 ihren Inhalt gleichfalls in den Verbrennungsraum 7 und Zylinder 3 und verdrängt aus beiden die Luft und die Abgase in der Regel vollständig (bei verhältnismäßig geringem Durchmesser der Pumpe 1 kann auch ein Teil der Luft im Zylinder 3 zurückbleiben). Da hierbei der Kolben im Zylinder 3 aufwärts geht, so bleibt am Ende der dritten Viertelumdrehung nur die obere Hälfte des Hochdruckzylinders für das Gasluftgemisch aus der Pumpe 1 frei. Am Ende der dritten Viertelumdrehung (Fig. 3) befinden sich im Verbrennungsraum 7 und im Zylinder 3 Gasluftgemisch, welches sich unter dem Einfluß der heißen Wände erhitzt und ausdehnt, im Zylinder 4 die durch das explosive Gasluftgemisch verdrängte Luft (und Abgase), welche, von den Wänden und den Abgasen Wärme aufnehmend, sich ausdehnt und Arbeit leistet, und im Zylinder 5, zu welchem der Kolben des Zylinders das Verbindungsrohr 24 freigelegt hat, die aus dem Zylinder 4 verdrängten Abgase. Da Verbrennungsraum 7 und die Zylinder 3, 4 und während des Einpumpens der explosiven Ladung auf kurze Zeit untereinander in offener Verbindung stehen, so herrscht in allen diesen Zylindern während dieser Periode praktisch der gleiche Arbeitsdruck. Erst nachdem der Kolben der Pumpe 1 seine obere Totlage erreicht und seinen ganzen Gemischinhalt in den Verbrennungsraum 7 und in den Zylinder 3 gedrückt hat, schließt der Kolben im Zylinder 3 das Verbindungsrohr 34 ab (Fig. 3). Von diesem Augenblick an steigt der Druck im Zylinder 3 und im Verbrennungsraum 7 unter dem Einflusse des im Zylinder 3 hochgehenden Kolbens. Dies vollzieht sich während der vierten Viertelumdrehung; gleichzeitig expandieren in den Zylindern 4, 5 und 6 (der Kolben im Zylinder 5 hat inzwischen den Kanal 27 freigelegt) die Abgase und Luft arbeitleistend. Während der -vierten Viertelumdrehung (Fig. 4) fällt demnach der Arbeitsdruck in den Zylindern 4, 5 und 6 sehr rasch, und gleichzeitig steigt der Kompressionsdruck im Zylinder 3 und im Verbrennungsraum 7, um am Ende dieser Viertelumdrehung (Fig. 4) seinen größten Wert zu eireichen. Sollte bei einer Pumpe 1 von großem Durchmesser ein Teil des unverbrannten explosiven Gasluftgemisches mit der Luft nach dem Zylinder 4 verdrängt werden ■, so kann dem Entweichen solcher unverbrannten Gase aus der Maschine durch Anordnen einer Zündkerze im Zylinderdeckel des Zylinders 4, welche die Gase nach Abschluß des Verbindungsrohres 34 durch den Kolben im Zylinder 3 entzündet, vorgebeugt werden'.

Zu Beginn der darauffolgenden Viertelumdrehung (also bei der folgenden Umdrehung) explodiert über dem Kolben im Zylinder 3, welcher sich in seiner höchsten Lage befindet, das in der Verbrennungskammer 7 zusammengepreßte Gasluftgemisch, womit die Vorgänge aufs neue beginnen. Nur in den Zylindern 5 und 6 expandieren die Gase während dieser fünften Viertelumdrehung, und zwar während des weit größeren Teiles derselben, die Luft und Abgase, welche erst nach Freilegung der Auäpufföffnung 30 des Zylinders 6 (Fig. 1) teilweise durch diesen Auspuff entweichen, während der Rest der Abgase, die ungefähr atmosphärischen Druck besitzen, aus den Zylindern 5 und 6 während der sechsten Vieitelumdrehung und nach Schluß der Auspufföffnung 3O'(Fig. 1 und 2) durch den im Kolben des Zylinders 5 befindlichen Kanal 28, das Verbindungsrohr 27 und die Auspufföffnung 29 aus der Maschine entfernt wird.

Bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Maschine wirken also entsprechend dem sich fortschreitend vermindernden Arbeitsdruck die Gase auf stets größere Kolbenflächen. Es müssen deshalb je nach" dem Verhältnis der Durchmesser der nacheinander in Wirkung tretenden Niederdruckkolben auch die Durchmesser der Luftpumpen gewählt werden. Die Durchmesser der Pumpen können beispielsweise so klein sein, daß die Gase aus den Zylindern 5 und 6 ohne jegliche Spannung entweichen. Wählt man die Durchmesser der Ladepumpen entsprechend groß, so entweichen die Gase mit bedeutendem Überdruck.
Bei dieser Maschine sind sowohl die Druck-

luft als die unverbrannten Gase arbeitleistende Mittel, d. h. noch ehe die Verbrennung eingeleitet wird, wirken Luft und Gasluftgemisch treibend auf die Kolben, und zwar nicht nur auf den Kolben des Hochdruckzylinders, sondern hauptsächlich auch auf die Kolben der Niederdruckzylinder.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   ι ο Verbund - Zweitakt - Verbrennungskraftmaschine für flüssige oder gasförmige Brennstoffe mit drei oder mehr hintereinander geschalteten Kraftzylindern und einer auf dem Hochdruckzylinder angeordneten und mit diesem in offener Verbindung stehenden Verbrennungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die drei oder mehr hintereinander geschalteten Kraftzylinder derart kreuzweise miteinander verbunden sind, ,daß der Einlaß eines jeden dieser Zylinder entweder durch den eigenen Kolben und durch den Kolben des vorhergehenden Zylinders oder nur durch letzteren gesteuert wird und die Abgase teilweise unmittelbar aus dem letzten Expansionszylinder durch einen vom Kolben gesteuerten Kanal entweichen und teilweise durch den Kolben des vorletzten Zylinders hindurch abgeführt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.