DE352476C - Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verbrennungskraftmaschine

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DE352476C
DE352476C DE1915352476D DE352476DD DE352476C DE 352476 C DE352476 C DE 352476C DE 1915352476 D DE1915352476 D DE 1915352476D DE 352476D D DE352476D D DE 352476DD DE 352476 C DE352476 C DE 352476C
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Germany
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cylinder
air
cylinders
piston
narrow
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DE1915352476D
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JOHN T PRATT
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JOHN T PRATT
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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
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02Engines with prolonged expansion
    • F02B41/06Engines with prolonged expansion in compound cylinders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  • Verbrennungskraftmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine zeit zwei verschieden weiten Zylindern bzw. mit einem oder mehreren Sätzen von je zwei verschieden weiten Zylindern, welche so arbeiten, daß der Brennstoff in den durch Kompression von Verbrennungsluft auf Entzündungstemperatur gebrachten engen Zylinder eingespritzt wird, und daß nach der Expansion der entzündeten Gase in dem engen Zylinder diese in den weiten Arbeitszylinder übergeführt. werden, so daß sich die Arbeitsvorgänge der Maschine in zwei Druckstufen abspielen, nämlich in einer Hochdruckstufe der Verbrennung im engen Zündzylinder und in einer Niederdruckstufe der Expansion der verbrannten Gase im weitenArbeitszylinder.
  • Die Erfindung bezweckt, den Betrieb derartiger Maschinen so zu leiten, daß sich die beiden Druckstufen möglichst stoßfrei aneinanderschließen, und -daß .eine möglichst voll=. kommene Verbrennung des Brennstoffs erzielt wird. Zur Erreichung dieser Zwecke werden gemäß der Erfindung unter Ausbildung der Maschine als Viertaktmaschine in den von dem engen Zylinder (bzw. Zylindern) nach dem weiten Zylinder (bzw. Zylindern) führenden Verbindungskanälen an deren Mündungen Abschlußventile vorgesehen, deren Steuerung so bewirkt wird, daß sie am Ende des Arbeitshubes der kleinen Zylinderkolben geöffnet weiden, so daß die expandierten Gase eines kleinen Zylinders in den mit komprimierter Luft gefüllten Verbindungskanal nach dem ihm zugeordneten großen Zylinder übertreten: Bei der Maschine wird in den oder in die engen Zylinder vorzugsweise ein Überschuß an Brennstoff übergeführt, der hier nicht zur Verbrennung gelangt, sondern in den weiten Zylinder übertritt und dort unter Drucksteigerung der Gase zur vollständigen Verbrennung gelangt. Der große Arbeitszylinder bzw. der große Zylinder ist in üblicher Weise mit einem Lufteinlaß- und mit einem Auslaßventil versehen, welche den Lufteintritt und den Austritt der Gase aus dem weiten Arbeitszylinder so steuern, daß die Luft während des Arbeitshubes des Zündzylinderkolbens in dem benachbarten großen Arbeitszylinder komprimiert wird, und daß nach Beendigung des Arbeitshubes des großen Kolbens die verbrannten Gase ausgestoßen werden.
  • Es empfiehlt sich, die Maschine mit zwei seitlich nebeneinanderliegenden Paaren von gleichachsigen Zylindern mit darin arbeitenden Stufenkolben auszurüsten, wobei jeder Zündzylinder durch einen Verbindungsweg mit dem seitlich neben ihm liegenden anderen Arbeitszylinder in Verbindung steht. Eine in dieser Weise ausgebildete Maschine gemäß der Erfindung ist auf den Zeichnungen veranschaulicht, und es zeigen Abb. z eine Seitenansicht der Maschine, Abb.2 einen Vertikalschnitt durch einen Zylindersatz, Abb. 3 einen Grundriß.
  • Mit A ist der kleine oder Zündungszylinder bezeichnet, in welchem ein Plungerkolben B angeordnet ist, welcher einen Ansatz des größeren Kolbens C bildet, der in dem größeren Zylinder arbeitet. Beide Kolben sind starr miteinander verbinden, so daß sie sich wie ein einziger Kolben bewegen, und sind an die Kurbelwelle E durch eine Schubstange F angeschlossen. Die Zylinder sind von einem Hohlraum G umgeben, welcher mit in Umlauf gehaltenem Wasser gefüllt ist und einen Wassermantel bildet, der dazu dient, die Zylinder auf einer hinreichend niedrigen Temperatur zu halten, um ihre Überhitzung zu verhüten.
  • Der obere Teil des kleinen Zylinders A läuft in einen verjüngten Raum a aus, nach dem sich Ventile b und c öffnen. Das Ventil b ist ein Einlaßventil, durch welches Außenluft durch den Kanal d eingesaugt wird. Das Ventil c ist ein Auslaßventil, welches in seiner Offenstellung den Zylinder in Verbindung mit einer der Leitungen H setzt, welche nach dem benachbarten großen Zylinder D führt. Die Ventile b und c öffnen sich nach innen und werden durch Federn e, c gegen ihre Sitzflächen gepreßt gehalten. Das Öffnen und Schließen der Ventile wird durch Hebel f, f bewirkt, welche unter dem Einfluß von Kurvenscheiben auf den Wellen g, g stehen. An Stelle dieser besonderen Anordnung von Ventilen und Antriebsvorrichtungen für dieselben könnten natürlich auch andere Einrichtungen vorgesehen sein, um die Zulaß- und Auslaßorgane des Zylinders zu steuern.
  • Die die Kurvenscheiben tragenden Wellen g, g werden von der Hauptkurbelwelle J aus mit Hilfe von Ketten und Kettenrädern o. dgl. in der Weise angetrieben, daß die Wellen g, g eine Umdrehung machen, während die Kurbelwelle J zwei Umdrehungen ausführt.
  • Der Verjüngungsraum a und der Verschiebungsweg des Kolbens B sind so bemessen, daß die bei einem Saughub in den kleinen Zylinder eingesaugte Luft beim Druckhub so stark zusammengepreßt wird, daß eine hohe Temperatur erzeugt wird, um schwerere flüssige Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Petroleum oder Kerosen, zu entzünden. Der flüssige Brennstoff wird zusammen mit Luft durch eine Düse i am Kopfe des Zylinders A eingeführt, wobei diese Öffnung durch ein Nadelventil k geöffnet und geschlossen wird, welches seinen Antrieb von einem gekröpften Hebel 1, l und einer Kurvenscheibe auf der MTelle g erhält. Der flüssige Brennstoff befindet sich in einem geeigneten Behälter r, von dem die Flüssigkeit durch ihre Schwere nach der Maschine hin fließt, oder der Brennstoff kann auch unter Druck zugeführt werden. Der flüssige Brennstoff gelangt von dem Behälter y durch Röhren p, p nach Pumpen s, s, welche durch Exzenter oder Kurbeln t, t auf der Welle g angetrieben werden. Bei jedem zweiten Hub jeder Pumpe wird ein Brennstoffstrahl durch die Röhren u, ai in den Raum v rings um das Nadelventil k gedrückt.
  • Eine Kompressionsluftpumpe P, welche entweder unabhängig oder durch eine Kurbel R auf der Kurbelwelle J angetrieben werden kann, befördert Luft unter Druck nach einem Luftbehälter 0, wobei die Druckspannung dieser Luft höher bemessen wird als der Druck in dem Raum v des Zylinders A. Der Druckluftbehälter 0 steht in Verbindung mit dem Raum v, so daß der letztere sowohl mit flüssigem Brennstoff durch die Röhren u, u vermittels der Pumpen s, s als auch mit Druckluft aus dem Behälter 0 durch die Röhren n, n gespeist wird.
  • Die großen Zylinder D, D sind mit Lufteinlaßventilen -S, S und Auslaßventilen T, T versehen, welche ihren Antrieb von Kurvenscheiben auf der Welle g empfangen.
  • Die'Wirkungsweise der Maschine ist wie folgt Angenommen, die Teile befinden sich in der in Abb. 2 dargestellten Lage, und der Kolben der Maschine ist im Begriff, sich nach abwärts zu bewegen, um Luft in den ZündungszylinderA einzusaugen. Beim Beginn-der Abwärtsbewegung des Kolbens wird das Ventil b des Zündungszylinders geöffnet und bleibt offen während der Dauer des Saughubes, so daß sich der Zündungszylinder voll mit Luft füllt. Beim darauffolgenden Druckhub bleibt sowohl das Luftventil b als auch das Auslaßventil c geschlossen, und es tritt daher eine Kompression und hohe Erhitzung der Luft ein. Beim darauffolgenden Tiefgang des Kolbens wird das Nadelventil k einen Augenblick beim Beginn dieser Kolbenbewegung geöffnet, so daß die erforderlicheBrennstoffmenge in die komprimierte, hocherhitzte Luft eingespritzt werden kann. Am Ende dieses Kolbenniederganges, welcher den Arbeitshub des kleinen Kolbens bildet, währenddessen die Verbrennung des Brennstoffluftgemisches in dem Zündungszylinder stattfindet, wird das Auslaßventil c geöffnet und bleibt während des ganzen darauffolgenden Hochganges des Kolbens offen; so daß die heißen und brennenden Gase aus dem Zündungszylinder durch den Verbindungskanal H in den großen Arbeitszylinder des benachbarten Zylindersatzes übertreten, in dem gleichzeitig unter dem Einfiuß dieser brennenden Gase der große Kolben und gleichzeitig auch der kleine Kolben ihren Arbeitshub ausführen. Beim Rückgange der Kolben im zweiten Zylinder nach dem Arbeitshub treten die brennenden Gase aus dem Zündungszylinder in den nach dem ersten Zylinder führenden weiten Kanal H über, in den vorher die Luft auf die Expansionsspannung der Gase des Zündungszylinders komprimiert war, so daß auch im ersten Zylinder der große Kolben seinen Arbeitshub unter den gleichen Bedingungen ausführt, wie für den zweiten Zylinder angegeben.
  • Das Öffnen und Schließen der Ventile des großen Arbeitszylinders in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung geht in folgender Weise vor sich Beim Beginn des Niederganges des großen Kolbens C wird zwecks Luftansaugung das Ventil S geöffnet und bleibt offen während der ganzen Dauer dieses Kolbenhubes oder doch annähernd während dieses ganzen Zeitraumes. Beim darauffolgenden Hochgang des Kolbens wird das Ventil S geschlossen, so daß die Luft im Zylinder und in dem Verbindungskanal H, welcher nach dem Zündzylinder des benachbarten Zylindersatzes führt, bis zum Ventil c hin komprimiert wird. Beim nächsten Niedergang des Kolbens, bei welchem das Ventil c geöffnet ist, treten die verbrannten Gase aus dem kleinen Zylinder a des Nachbarzylindersatzes an dem Ventil C vorbei in den großen Zylinder über und vermischen sich mit der komprimierten Luft und expandieren während des Niederganges des großen Kolbens C. Während des nächsten Hochganges des Kolbens C ist das Auspuffventil T geöffnet, so daß die expandierten Gase ins Freie zu treten vermögen. -Da die Arbeitsgase beim Übertritt aus dem Zündzylinder des einen Zylindersatzes in den nach dem großen Arbeitszylinder des anderen Zylindersatzes führenden Verbindungskanal komprimierte Luft vorfinden, wobei die Abmessungen so gewählt sind, daß diese Luft ungefähr auf die Endspannung des im Zündzylinder zur Verbrennung gelangenden Verbrennungsgemisches komprimiert ist, so wird eine Stoßbeanspruchung der Maschine nicht eintreten. Die Vermischung der Verbrennungsrückstände aus dem Zündzylinder mit der komprimierten Luft in dem nach dem Arbeitszylinder führenden Kanal hat auch eine Nachverbrennung der Brennstoffrückstände aus dem Zündzylinder zur Folge, so daß Verluste an Brennstoff infolge unvollkommener Verbrennung im Zündzylinder vermieden werden.

Claims (1)

  1. PATENT-ANsPRUcH: Verbrennungskraftmaschine mit durch Rohre paarweise verbundenen engen und weiten Zylindern, in denen die Kolben gleichzeitig entgegengesetzt gerichtete Bewegungen ausführen, und in deren engen Zylindern der Brennstoff durch Kompressionswärme von Verbrennungsluft entzündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Überströmventile, die in den von den engen Zylindern nach den weiten Zylindern führenden Verbindungskanälen an deren Mündungen in den engen Zylindern vorgesehen sind, so gesteuert werden, daß sie am Ende des Arbeitshubes der kleinen Zylinderkolben geöffnet werden, so daß die expandierten Gase eines kleinen Zylinders in den mit komprimierter Luft gefüllten Verbindungskanal nach dem ihm zugeordneten großen Zylinder übertreten.
DE1915352476D 1914-04-28 1915-04-25 Verbrennungskraftmaschine Expired DE352476C (de)

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ID=21881516

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DE1915352476D Expired DE352476C (de) 1914-04-28 1915-04-25 Verbrennungskraftmaschine

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DE (1) DE352476C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5460895A (en) * 1993-06-14 1995-10-24 General Motors Corporation Corrosion-resistant aluminum alloy

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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