DE596147C

DE596147C - Zweitaktbrennkraftmaschine mit Stufenkolben

Info

Publication number: DE596147C
Application number: DEG85151D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-03-24
Filing date: 1933-03-24
Publication date: 1934-04-27

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine mit Stufenkolben Die Erfindung betrifft eine verbesserte Zweitaktbrennkraftmaschine mit Stufenkolben, der in der oberen kleineren Stufe als Arbeitskolben und in der unteren ringförmigen als Verdichter arbeitet. Die Ladung wird dem Arbeitszylinder über ein Kolbenbodenventil aus dem Verdichter von Beginn des Kolbenaufwärtsganges an zugeschoben, während gleichzeitig bis etwa zur Hubmitte die beim Krafthub (Kolbenabwärtsgang) entstandenen verbrannten Gase über ein im Zylinderkopf untergebrachtes Auslaßorgan verdrängt werden.
Dergleichen Maschinen sind zwar schon bekannt, weisen jedoch den Nachteil auf, daß das Überschieben der Ladung aus dem Verdichter in den Arbeitszylinder mit großen Verlusten verbunden ist, sei es durch unerforderliche nutzlose Expansion der gegen Ende des Verdichtungshubes noch in der Kompressionspumpe befindlichen Ladung oder sei es durch die bei jenen Maschinen bisher nicht vermeidbaren großen schädlichen Räume, bedingt durch die Verbindungsorgane zwischen Arbeits- und Verdichterzylinder.
Diese Mängel sind bei der im folgenden beschriebenen Erfindung beseitigt. Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Maschine gezeichnet, und zwar ein Längsschnitt durch die Mitte.
Der Zylinder besitzt zwei verschieden große Bohrungen und dient in der oberen kleineren als Arbeitszylinder (r), in der unteren größeren Bohrung als Kompressionspumpenzylinder (a) oder Verdichter, der nahezu ohne schädlichen Raum ausgeführt ist. Um die Frischladung dem Arbeitszylinder auf möglichst kurzem und strömungsgünstigem Wege unter Vermeidung von langen Überleitungsorganen (schädliche Räume) zuführen zu können, ist der Kompressionsraum des Arbeitszylinders x röhrenförmig ausgebildet, im Arbeitskolben untergebracht und über das Rückschlagventil t, das zweckmäßig am Boden des Kompressionsraumes k oder an anderer geeigneter Stelle untergebracht ist, mit dem Verdichter unmittelbar oder durch Schlitze s verbunden.
Die Arbeitsweise der auf der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellten Maschine ist etwa folgende: Der Kolben m liegt in der oberen Totlage, sowohl im Verdichter als auch im Arbeitszylinder, fast an den Zylinderdeckeln an, so daß sich die komprimierte Ladung beinahe ausschließlich in dem röhrenförmigen Kompressionsraum k befindet. Sowie sich nun durch die Zündung der im Arbeitszylinder befindlichen Ladung der Kolben abwärts bewegt, erzeugt er in dem unteren ringförmigen Verdichterzylinder ein Vakuum, in das nach Freigabe des Einlaßkanals e die Frischladung strömt. Hat der Kolben seine untere Totlage ungefähr erreicht, öffnet sich das Auslaßventil a, worauf die verbrannten Gase entweichen können. Bewegt sich der Kolben wieder aufwärts, so wird unter dem Einfluß der im Verdichter einsetzenden Kompression das Rückschlagventil t geöffnet, worauf die Frischladung in den Arbeitszylinder einströmt, so daß die noch im Arbeitszylinder r vorhandenen Abgase sowohl durch die Kolbenbewegung als auch durch die vom Verdichter in den Arbeitszylinder hineingedrückte Frischladung nach Art der Gleichstromspülung hinausgedrängt werden, wodurch bei gleichem Hubvolumen von Verdichter und Arbeitszylinder letzterer bei Hubmitte abgasfrei ist. Jetzt schließt das Auslaßventil a wieder, und die Ladung wird bei weiterer Kollrenaufwärtsbewegung aus dem Arbeits- und Kompressionspumpenzylinder, aus letzterem über das Rückschlagventil t, in den Kompressionsraum k hineinkomprimiert und ungefähr bei der oberen Totpunktlage zur Entzündung gebracht, worauf das Spiel von neuem beginnt.
Es sind zwar noch andere Ausführungsarten möglich; das Wesen der Erfindung besteht jedoch darin, daß durch die spezielle Gestaltung und Unterbringung des Kompressionsraumes, wodurch eine einfache, verlustarme Verbindung des Arbeitszylinders mit der Kompressionspumpe ermöglicht wird, die Ladung fast vollkommen (abgesehen von den nicht zu vermeidenden und den in den unbedeutenden schädlichen Räumen unterhalb des Rückschlagventils t verbleibenden Resten) unter Vermeidung eines Aufnehmers, einer Zwischenstufe oder Übertragungsvorrichtung während eines ganzen Hubes in den Arbeitsraum hineingedrückt wird.
Läßt sich bei dieser Maschine die Lademenge durch Veränderung des Verhältnisses zwischen Arbeitszylinder- und Verdichterhubvolumen schon weitgehend variieren, so kann dies natürlich auch noch in Verbindung mit einer der schon bekannten Ladevorrichtungen, z. B. mit einer Kurbelkastenladepumpe, erreicht werden. Durch die größere Bohrung des Kompressionspumpenzylinders verdrängt der auf der ganzen Kurbelkastenseite als Ladepumpe arbeitende Stufenkolben eine starke Ladung in den Verdichter, so daß bei Kolbenaufwärtsgang infolge der größeren, in den Arbeitszylinder übergeschobenen Lademenge und der damit verbundenen stärkeren Spülwirkung die Abgase schneller aus dem Arbeitszylinder verdrängt werden als bei Betrieb ohne Ladevorrichtung oder bei gleichem Hubvolumen von Verdichter und Arbeitszylinder. Um daher Frischgasverluste zu vermeiden, ist ein dem Überladungsgrad entsprechendes früheres Schließen des Auslaßorgans erforderlich.
Die Maschine kann entweder als luftverdichtender Dieselmotor oder als gemischverdichtende Verbrennungskraftmaschine betrieben werden.

Claims

PATRNTANSPRUCH: Zweitaktbrennkraftmaschine mit Stufenkolben, bei der die frische Ladung in, dem ringförmigen Zylinderraum verdichtet und während des Auswärtshubes (Aufwärtsganges) des Kolbens über ein im Kolben angeordnetes Ventil in den Arbeitsraum übergeschoben wird und bei der ferner am Kopf des Arbeitszylinders ein Auslaßventil vorgesehen ist, das gegen Ende des Arbeitshubesgeöffnet undwährend eines erstenTeils des Aufwärtshubes zwecks Ausschiebens der restlichenAbgasmengedurch die einströmende frische Ladung offen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß nahezu der gesamte Verdichtungsraum (k) des Arbeitszylinders im Arbeitskolben (m) untergebracht ist, der die Gestalt eines Rohres besitzt, und an dem der Ringstufe (p) zugewandten Teil das Überströmventil (t) aufweist.