DE566735C - Viertakt-Dieselmaschine mit Nachladung - Google Patents

Viertakt-Dieselmaschine mit Nachladung

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DE566735C DER81983D DER0081983D DE566735C DE 566735 C DE566735 C DE 566735C DE R81983 D DER81983 D DE R81983D DE R0081983 D DER0081983 D DE R0081983D DE 566735 C DE566735 C DE 566735C
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Description

  • Viertakt-Dieselmaschine mit Nachladung Die Erfindung betrifft eine Viertakt-Dieselmaschine, bei der der Arbeitszylinder wenib stens einen ventilgesteuerten Haupteinlaß aufweist, durch den die Ladung während des Saughubes eintritt, sowie eine oder mehrere Zusatzöffnungen in der Zylinderwandung, die vom Kolben nahe dem unteren Totpunkt freigelegt werden und durch die am Ende des Saughubes eine vorverdichtete Nachlademenge eingelassen wird, und zwar in der Weise, daß sowohl Haupt- wie Zusatzladung im gleichen Sinne um die Zylinderachse kreisen.
  • Bisher hat man bei derartigen Maschinen die Zusatzladung durch einen gewöhnlichen Überladungskompressor zuführen lassen, wobei sie während der öffnungsdauer mit einer mehr oder weniger konstanten Pressung einströmte; die Einströmgeschwindigkeit entsprach naturgemäß dem Unterschied des Einlaßdruckes und des Gegendruckes.
  • Gemäß der Erfindung wird die Maschine mit einem Stufenkolben bekannter Art ausgerüstet, unter dessen Ringfläche die Zusatzladung verdichtet wird. Bei dieser Anordnung erfolgt eine vollständige Verdichtung der Überladung unter dein Kolben vor öffnung der Einströmkanäle. Während der Zusatzladeperiode nimmt der Druck allmählich ab. Diese Anordnung macht es möglich, den Druck im Augenblick des Einströmungsbeginnes erheblich größer zu wählen und dadurch eine größere Umlaufgeschwindigkeit der Luftladung zu erzeugen, was bekanntlich für das Arbeiten der Maschine von Vorteil ist.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in etwas schematischer Weise durch die Zeichnungen wiedergegeben, und zwar ist Fig. i ein AYialschnitt durch eine 'Maschine gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie 2-2 in Fig. i, Fig. 3 ein Schnitt ähnlich dem nach Fig. i mit abweichend gestaltetem Zylinderkopf und Kolben, Fig. .4 ein Grundriß zu Fig. 3 uni' Fig. 5 eine Fig. 3 ähnliche Darstellung nach einer weiteren abgeänderte, Ausführungsform.
  • Bei der Anordnung nach Fig. i und 2 ist im Kopf des Arbeitszylinders A eine im wesentlichen zylindrische Verbrennungskammer B gebildet, deren Durchmesser kleiner ist als der der Zylinderbohrung, zu der die Verbrennungskammer gleichachsig angeordnet ist. Konzentrisch unter dem Zylinder A befindet sich ein Führungszylinder C kleineren Durchmessers als der Arbeitszylinder: der Raum D zwischen den beiden Zylindern A und C ist vom Kurbelgehäuse E durch eine Querwand El getrennt. In den Zylindern a und C geht der Kolben F hin und her, dessen oberer Kopf F1 einzig als Kolben wirkt und im Arbeitszylinder A hin und her geht. Der untere Teil F= kleineren Durchmessers geht im Führungszylinder C hin und her und ist an einem Ende mit der Kurbelstange G gekuppelt, deren anderes Ende an der Kurbelwelle GI angreift; der Teil F= wirkt als Kreuzkopf zur Aufnahme der seitlichen Schubstangenkräfte.
  • In dem innerhalb der Kammer D liegenden Teil der Wandung des Zylinders A ist ein Satz von Öffnungen Al vorgesehen, die tangential zu einem Kreise gerichtet sind, dess en Mittelpunkt in der Achse des Zylinders liegt, derart, daß die in den Zylinder durch diese Öffnungen eintretende Luft um die Zylinderachse umläuft. Die Außenwand der-Kammer D weist eine Lufteinlaböffnung A' auf, die durch ein unter Wirkung einer Feder A4 stehendes Tellerv entil A3 gesteuert wird.
  • Am äußeren Ende der Verbremiungskammer B ist eine als Einlaß- und Ausiaijötfnung wirkende üffnung BI vorgesehen, die durch ein durch den Druck innerhalb des Zylinders gegen seinen Sitz gepreßtes Tellerventil B= gesteuert wird. Die öffnung Bi mündet in einen.Zwischenventilraum H, in welchen ein Einlabkanal Hl und ein Auslabkanal H'= einmünden, die beide durch ein einziges Drehventil H3 gesteuert werden. Der Raum H ist, wie Fig.2'zeigt, von spiraliger Gestalt, und zwar fällt die Achse der Spirale mit der des Ventils B= zusammen, so daB die während des Ansaugens durch den Zwischenveatilraum H und den"Kanal Bi unter Steuerung des Ventils B= einströmende Luftladung um die Achse der Verbrennungskammer B zu kreisen sucht. Eine Brennstoifeinspritzvorrichtung J für die Verbrennungskammer B ist an einer Stelle in der Endwandung der Kammer gelegen, die von der Kammerachse entfernt ist, und zwar so, daß sie imstande ist, einen oder mehrere Brennstoffstrahlen so zu erzeugen, daß deren Mittelrichtung entweder parallel zur V erbrennungskammerachse ist oder eine wesentliche Komponente in achsparalleler Richtung aufweist.
  • Dem Ventil H3 wird eine Drehbewegung durch eine Kette H1 erteilt, die über ein Kettenrad G'= auf der Kurbelwelle GI und ein Kettenrad H' auf der Welle HI des Ventils 113 läuft. Die Anordnung ist -so getroffen, daß das Ventil mit halber Kurbelwellengeschwindigkeit umläuft.
  • Mit der Welle il1 des Ventils H3 ist durch ein Zahnradgetriebe K, K1 eine -Nockenwelle K'= mit z«@ei Nocken 113, iL° verbunden, deren erster über eine Zwischenstange L und Stoßstange L1 auf das eine Ende eines bei .L° gelagerten Schwingliebel# L'-'irirkt, dessen anderes Ende auf die Stange- des Ventils B' wirkt. Der zweite \ocken K; wirkt durch die Gleitstange l1 auf den bei l1= gelagerten Hebel -111. dessen anderes Ende auf das Ventil A3 wirkt.
  • Anordnung und Gestalt der \ ockere K3, IS.; ist so, daß das Ventil B= bei Beginn der Auspuffperiode geöffnet wird. kurz nachdem das Drehventil H3 den Zwischenv entilraum H in Verbindung mit dem Auslaßkanal H= gebracht hat, und zwar etwa in der Stellung, die in Fig. r wiedergegeben ist. Das Drehventil H3 schließt den Ausla ßkanal H= am Ende der Auspurfzeit und öffnet den Einlabkanal Hl: das druckabschließende Ventil B= i_z während der ganzen Auspufft- und Saugperiode offen, wird aber am Ende der Saugperiode geschlossen, kurz bevor das Drehventil H3 den Einlaßlcanal Hl schließt.
  • Das Ventil A3 wird so angetrieben, daß es während der Kompressions- und Auspuffhübe offen ist, so daß Luft zur Kammer D strömt. Es ist geschlossen während des Arbeits- und des Saughubes, so dab die eingesaugte Luft in der Kammer D durch die Unterfläche des Kolbenkopfes F1 komprimiert wird. Am Ende jedes seiner Auswärtshübe legt der Kolbenkopf F1 die Kanäle Al frei.
  • Die 'Maschine wirkt wie folgt: Während des Saughubes wird eine Luftladung von dem Einlaßkanal Hl aus durch den Raum H und das Ventil B= eingesaugt und tritt infolge der spiraligen Gestaltung der Kammer H in die Verbrennungkammer so ein, daß sie urn die Zylinderachse zu kreisen sucht. Während dieser Zeit wird eine Luftladung, die früher in den Raum D durch (las Ventil eingesaugt wurde, von der Unterseite des Kolbenkopfes F1 komprimiert; und während des Endes des Saughubes gibt der Kolbenkopf F1 die Kanäle A1 in der Zylinderwandung frei, und die so vorkomprimierte Zusatzladung tritt in den Zylinder tangential ein, und zwar so, daß sie bestrebt ist, die Geschwindigkeit des Kreisens der Gesamtladung um die Zylinderachse innerhalb des Zylinders zu vergrößern. Während des Kompressionshubes wird diese kreisende Luftladung unter Verdichtung in die Verbrennungskanimer B hineingetrieben und gleichzeitig wird eine frische Luftladung in den Raum D durch das Ventil A3 hindurch hineingesaugt. Am I,nde des Kompressionshubes wird Brennstoff in die umlaufende Luftladung durch die Vorrichtung J eingetrieben und die Verbrennung tritt ein. Während des Arbeitshubes wird die Luftladung, die in die Kammer D beim Kompressionshub eingesaugt wurde, an der Unterfläche des Kolbenkopfes F1 verdichtet, und kurz bevor die Kanäle 211 in der Z@-Iitiderwandung v--in Kolbenkopf wieder Ireiegeben «-erden" wird das @üclachlagventil R- vom \ocl;eii 1#3 -eöffnet.
  • Zu diesem Zeitpunkt ist der Zwischenventilraum durch das Drehventil Hz gerade in Verbindung mit dem Auslaß H= gebracht, so daß die Verbrennungsgase durch den Zwischenventilraum und durch den Auslaßkanal entweichen. 1.m unmittelbaren Anschluß an die Öffnung des Ventils B= werden die Durchlässe .l1 in der Zylinderwandung vom Kolbenkopf freigegeben, und' die in der Kammer D verdichtete Luftladung strömt durch die Durchlässe und hilft beim Austreiben der Auspuffgase. Diese Luftladung bildet eine Luftschicht über der Kolbenfläche, und wenn der Kolben den Auspuffhub ausführt, so treibt diese Schicht von Spülluft den Rest der verbrannten Gase vor sich her durch den Zwischenventilraum Hund füllt die Verbrennungskammer B und den Zwischenventilraum am Ende des Auspuffhubes. Die Einlaßdurchlässe Hl werden nunmehr durch das Ventil 113 in Verbindung mit dem Zwischenv entilraum gebracht, während das RückschlagventilB= noch offen ist, und es wiederholt sich nunmehr die beschriebene Folge von V orgängen.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und. ist i\T der Arbeitszylinder mit Führungszylinder NI, Kurbelwelle 1-= und einer Querwandung 1'3, die eine geschlossene Kammer 0 unter dein Kolbenkopf bildet, die einen durch ein Tellerventil 0= gesteuerten Einlaßkanal 01 aufweist und mit dem Zylinder durch einen Satz tangentialer Durchlässe 03 verbunden ist. Die Anordnung ist in bezug auf die beschriebene Anordnung der nach Fig. i und 2 ähnlich. Es ist jedoch je ein gesonderter Eimaß und Auslaß P bzw. P1 vorgesehen, die durch Tellerventile P=, P° gesteuert werden. Die Kanäle gehen unmittelbar vom Zylinderkopf aus, und die Verbrennungskammer ist als zylindrische Vertiefung oder Topf Q im Kolben 01 ausgebildet, der wie bei der Anordnung nach Fig. i und 2 einen Kopf 0'= besitzt, der den - eigentlichen Arbeitskolben bildet, sowie einen Teil 03, der im Führungszylinder.\'1 arbeitet und als Kreuzkopf wirkt.
  • Die Verbrennungskammer C? ist mit einem aus Metall bestehenden Wärmeisolierfutter 04 versehen, das durch einen Ring _05 in seiner Lage gehalten wird. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung R liegt im Zylinderkopf in der aus Fig. @I. ersichtlichen Weise an einem von der Zylinderachse entfernten Punkt, und so, daß sie einen Brennstoffstrahl oder mehrere Brennstoffstrahlen von einem Punkt in der \Tähe des Umfanges der Brennl;amni:r 0 aus in einer Richtung liefert, die parallel zur Zylinderachse ;St. oder eine wesent-"tic'1ie Komponente in einer Richtung parallel ,ir Achse aufweist. .
  • Bei der Anordnung nach I# ig. 5 ist dic all--1°enieine Anordnung Anordnung der nach Fig. 3.
  • nur daß die Verbrennungsl;animer durch eine konkave Vertiefung ,l# in der Fläche des Kolbens S1 gebildet und dal) der Brennstoff in einer Anzahl von nil wesentlichen radialen Strahlen durch eine Spritzvorrichtung T eingetrieben wird. die gleichachsig mit dem Zylinder liegt.
  • In den durch Fig. 3 und 4 bzw. Fig. 5 wiedergegebenen Anordnungen sind Einlaßkanal 1; und EinlaOventit P= so gestaltet, daß die dadurch eintretende Ladung veranlaßt wird. uin die Zvlinderachse umzulaufen; dieser Umlauf wird unterstützt durch die Zusatzladung, die gegen Ende des Saughubes durch die Durchlässe 03 in der Zylinderwandung eingeleitet wird.
  • Bei Maschinen dieser Art ist es bisweilen wünschenswert, die Geschwindigkeit des Unilaufes der Ladung uni die Zylinderachse während der Anlaßzeit zu verringern, uni so die 'Cbertral-ung von W#:rnie aus der kreisenden Luftladung auf die kalten U-andungen des Zylinders und der Verbrennungskammer während dieser Periode zii vermeiden. Hierzu kann ein Ventil vorgesehen werden, das die zusätzlichen Einlafikan-.ile in der Zvlinderwandung während der --%#niaßperiocie ganz oder teilweise abschließt. wie bei L- in Fig. i angedeutet. Statt dessen können auch Einrichtungen vorgesehen sein. um während dieser Zeit das Ventil _33 bzw. 0=, das Luft von außen zu der Kammer D bzw. 0 unter der Fläche des Kolbenkopfes leitet, ständig offen oder ständig geschlossen zu halten, so daß eine Vorkompression der Luft in diesem Raum und eine Zuführung durch die Kanäle in der Zvlinderwandun; verhütet wird.
  • Die Erfindung soll nicht als an bauliche Einzelheiten der Ausführungsbeispiele gebunden betrachtet Werder.

Claims (3)

  1. PATE X T A--\ _ i° ; i` C 1i L: i. '%,iertal:t-DieseImaschine, bei der der Arbeitszylinder wenigstens einen ventilgesteuerten Haupteinlaß aufweist, durch den die Ladung "viilirend des Saughubes eintritt, sowie eine oder mehrere Zusatzöffnungen in der Zvlinderwandtuig, die vom Kolben nahe dem unteren Totpunkt freigelegt werden und am Ende des Saughubes eine vorverdichtete \achlademenge einlassen, wobei Haupt- und Zusatzladung derart eingeleitet werden. daß sie ein Irreisen der Ladung im gleichen Sinne um die Zylinderachse herbeiführen, gekennzeichnet durch einen Stufenkolben, unter dessen Ringfläche die Zusatzladung vorverdichtet wird.
  2. 2. Viertaktmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein einziges gesteuertes Ventil (B=) an der Verbrennungskammer, das sowohl zum Haupteinlaß wie zum Auslaß dient und an das besonders gesteuerte Einlaß- und Auslaßkanäle (H1, H=) angeschlossen sind, wobei das gemeinsame Ventil (B=) und die Kanäle (Hl, H=) derart gesteuert werden, daß das Ventil (B=) und der Auslaßkanal (H=) am Ende des Arbeitshubes offen sind, während eine Spülladung durch die zusätzlichen Einlaßöffnungen (Al) in der Zylinderwandung einströmt.
  3. 3. V iertaktmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige durch das Ventil (B'=) gesteuerte Durchlaß mit dem gesteuerten Einlaßkanal (H') durch einen Zwischenventilraum (H) von solcher spiraligen Gestalt in Verbindung ist, daß die während des Saugens zuerst durch den Raum (H) und dann durch den Zylindereinlaß einströmende Luft veranlaßt wird, die kreisende-Bewegung um die Zylinderachse auszuführen. q.. Viertaktmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Einstellkörper (U) zum völligen oder teilweisen Abschluß der zusätzlichen Einlaßöffnungen (Al) in der Zylinderwandung zwecks Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit der Luftladung um die Zylinderachse während der Anlaßperiode. Viertaktmaschine nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Verbrennungskammer von kleinerem Durchmesser als die Zylinderbohrung mit einem einzigen ventilgesteuerten Durchlaß in der Stirnwandung, der sowohl als Einlaß wie als Auslaß dient.
DER81983D 1930-06-30 1931-06-21 Viertakt-Dieselmaschine mit Nachladung Expired DE566735C (de)

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DER81983D Expired DE566735C (de) 1930-06-30 1931-06-21 Viertakt-Dieselmaschine mit Nachladung

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE764278C (de) * 1939-03-22 1952-04-21 Franz Lang Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit in der unteren Totpunkt-zone des Arbeitszylinders angeordneten Lufteinlassschlitzen
AT402840B (de) * 1984-07-31 1997-09-25 Schwarzinger Guenther Brennkraftmaschine mit stufenkolben

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE764278C (de) * 1939-03-22 1952-04-21 Franz Lang Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit in der unteren Totpunkt-zone des Arbeitszylinders angeordneten Lufteinlassschlitzen
AT402840B (de) * 1984-07-31 1997-09-25 Schwarzinger Guenther Brennkraftmaschine mit stufenkolben

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