DE718487C - Auspuffgasleitvorrichtung fuer Rueckstosserzeugung - Google Patents

Description

• Auspuffgasleitvorrichtung für Rückstoßerzeugung Die Erfindung bezieht sich auf eine .zum Ausnutzen der den Auspuffgasen innewohnenden Energie bei Brennkraftmaschinen, insbesondere Sternmotoren, dienende, mit düsenartigen Einschnürungen und diffusorartigen Erweiterungen versehene Auspuffgasleitvorrichtung, die gegebenenfalls rohrförmige Gestalt besitzen kann.
• Es ist an sich bekannt, die Auspuffgase der Zylinder einer Brennkraftmaschine über Rohre im Bereiche der Auslaßöffnungen für die Kühlluft der betreffenden Maschine münden zu lassen. Die Anordnung dieser Rohre ist jedoch hierbei stets so getroffen, daß die Auspuffgase unter einem verhältnismäßig großen spitzen Winkel zur Längsachse des betreffenden Triebwerkes in die Außenluft austreten.
• Diese Ausbauform bringt den Nachteil mit sich, daß im Bereiche der Auslaßöffnungen in der Außenluft Wirbel auftreten, die eine Ver= breiterung der Grenzschicht und somit auch eine Vergrößerung des Luftwiderstandes mit sich bringen. Die hierbei auftretenden Nachteile sind um so größer, je größer der Unterschied zwischen der Geschwindigkeit der ausströmenden Gase und der Relativgeschwindigkeit der Außenluft gegenüber dem betreffenden Triebwerk ist. Da nun aber bekanntlich das Austreten der Auspuffgase aus den mit den rZylindern in Verbindung stehenden Rohren stoßweise erfolgt, ist es auf keinen Fall möglich, größere Verluste durch ungünstige Beeinflussung der Strömungsverhältnisse in der Außenluft zu vermeiden.
• Zum Frzielen einer möglichst großen Ausnützung der in den Auspuffgasen noch enthaltenen Energie wurde vorgeschlagen, die Auspuffgase über Leitmittel in die Außenluft austreten zu lassen, die entsprechend der Ausbildung einer Lavaldüse, in Strömungsrichtung der Gase gesehen, zunächst eine düsen= förmige Einschnürung und daran anschließend eine diffusorartige Erweiterung ihres Durchtrittsquerschnittes besitzen.
• Durch das Anordnen dieser Leitmittel soll erreicht werden, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Auspuffgase *die Schallgeschwindigkeit übersteigen kann, und zwar wird es in dem obigen Zusammenhang für zweckmäßig erachtet, die" Geschwindigkeit in den beschriebenen Leitvorrichtungen derart zu steigern, daß sie nach Möglichkeit das Mehrfache der Schallgeschwindigkeit erreicht.
• Da nun aber, wie an sich bekannt und aus dem oben Erwähnten zu entnehmen ist, der Wirkungsgrad derartiger Einrichtungen um so größer ist, je kleiner der Unterschied zwischen der Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Gase und der Relativgeschwindigkeit der Außenluft ist, ist der auf die angegebene Weise erzielbare Gewinn nicht groß. Am günstigsten ist dieser, wenn die Geschwindigkeit der ausströmenden Gase etwa gleich oder nur wenig größer als die der Relativgeschwindigkeit der Außenluft im Bereiche der Auslaßöffnungen ist.
• Unter Zugrundelegung dieses Sachverhaltes wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Auspuffgasleitvorrichtung in an sich bekanntet Weise in dem Raum hinter der betreffenden Brennkraftmaschine in dem deren Haube durchsetzenden Kühlluftstrom anzuordnen und den Leitvorrichtungen derartige Durchtrittsquerschnitte zu geben, daß die sie durchströmenden Gase vor dem Austritt in die Kühl- oder Vrngebungsluft zuerst beschleunigt und dann verzögert werden. Die Beschleunigung und die darauffolgende Verzögerung hat hierbei so zu erfolgen, daß die Auspuffgase in einer etwa der Fahrt- oder Flugrichtung entgegengesetzten Richtung mit einer Geschwindigkeit austreten, die höher ist als die der die Brennkraftmaschinenhaube durchsetzenden Kühlluft oder die der an den Austrittsöffnungen der Auspuffgase aus der genannten Haube in die Außenluft vorbeiströmenden Außenluft.
• Hierdurch wird erreicht, daß in den L eitmitteln zunächst durch Erhöhung der Gasgeschwindigkeit ein Ordnen und eine gleichmäßige Verteilung der Stromfäden über den gesamten Leitmitteiquerschnitt stattfindet und hierauf in dem Diffusor erfindungsgemäß eine Verzögerung oder Anpassung der Austrittsgeschwindigkeit der Gase an die der Kühl-oder Umgebungsluft erfolgt, und zwar dran, daß ein ausreichender Geschivindigkei#s@,rlte.-schied entsteht, um durch Beschleunigen der Kühlluft das in üblicher Weise in der Lufteintrittsöffnung vorgesehene Gebläse teilweise oder ganz entlasten und somit gegebenenfalls überhaupt weglassen zu können, was gleichzeitig eine Entlastung der Brennkraftmaschine oder eine Steigerung der zum Antreiben des betreffenden Fahr- oder Flugzeuges zur Verfügung stehenden Leistung bedeutet.
• Diese Vorrichtung besitzt somit den großen Vorteil, daß sie es gestattet, die Auspuffgasenergie auszunutzen, ohne die Utrgebungsluft ungünstig zu beeinflussen, zumal jetzt ein .weitestgehender Ausgleich der Geschwindigkeiten noch innerhalb der Verkleidung stattfanden kann. Zum Erleichtern des Ausgleiches, insbesondere auch der Temperaturen,. ist es vorteilhaft, die Leitmittel z. B. arit etwa in Strömungsrichtung der Gase oder der Luft verlaufenden Kühlrippen zu versehen.
• Als Leitmittel können gemäß der Erfindung Rohre dienen, deren Querschnitt sich in Strömungsrichtung Zier Gase zunächst düsenartig verkleinert und dann nach Art eines Diffusors vergrößert oder zwecks Raumersparnis nach Art eines Mehrfachdiffusors unterteilt ist und sich vergrößert. Ferner ist -es möglich, als Leitmittel für die Auspuffgase eine mit sämtlichen Auslaßöffnungen der Zylinder an Verbindung stehende, ringförmige Sammelleitung zu verwenden, die zum Ableiten der Gase mit einem ringförmigen Ansatz oder mit rohrförmigen Ansätzen versehen. ist, wobei der Ansatz oder die Ansätze in ihrer Längsrichtung ähnliche Querschnittsveränderungen wie die der Rohre aufweisen.
• Zum Erreichen einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Gase über die Auslaßöffnungen ist es vorteilhaft, den Rohren oder Ansätzen, insbesondere im Austrittsquerschnitt, eine bogenförmig der Haubenwölbung angepaßte, in radialer Richtung abgeflachte Querschnittsform zu geben.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel vereinfacht im Schnitt dargestellt.
• In dem hinter einem Zylinderstern gelege- j nen Raum z, der durch die Brennkraftmaschinenhaube a und den anschließenden Rumpf 3 begrenzt ist, sind die Auspuffrohre angeordnet. In der Zeichnung sind zur Vereinfachung der Darstellung nur zwei Zylinder 4. veranschaulicht, an deren Auslaßöffnungin jeweils ein Rohr 5 angeschlossen ist, das erindungsgemä ß an der Stelle b eine düsenartige Einschnürung besitzt:, auf die in St=ömungsrich.-tt?ng 1 der Gase ein Diffusor 8 folgt. Die Querschnitt: dieser Rohre 5 sind gemäß der Erfindung jeweils so gewählt, daß zunächst eine Beschleunigung und Ausrichtung und daran anschließend eine Verzögerung der Gase in dein Maße erfolgt, daß die Gase, die die Rohre 5 umströmende; von der Brennkraftmaschine oder den Zylindein 4 kOmmende Kühlluft beschleunigen, sich mit dieser vermischen und als Gasluftgemisch, möglichst gleichmäßig über den Umfang der Haube 2 verteilt, die Auslaßöffnung g mit einer Geschwindigkeit verlassen, die am zweckmäßigsten gleich öder etwas größer ist als die an. der Haube 2 vorbeiströmende Außenlift.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Zum- Ausnutzen der den Auspuffgasen innewohnenden Energie bei Brennkraftmaschinen, insbesondere Sternmotoren, dienende, mit düsenartigen Einschnürungen und diffusorartigen Erweiterungen versehene, gegebenenfalls rohrförmig ausgebildete Auspuffgasleitvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß diese Auspuffgasleitvorrichtung in an sich bekannter Weise in dem Raum (z) hinter der betreffenden Brennkraftmaschine (4.) in dem deren Haube,(2) durchsetzenden Kühlluftstrom angeordnet ist und die Auspuffgasleitvorrichtung (5) derartigeDurchtrittsquerschnitte besitzt, daß die sie durchströmenden Gase vor dem Austritt in die Kühl- oder Umgebungsluft zuerst beschleunigt und dann verzögert werden, und zwar in -dem Maße, daß sie in einer etwa der Fahrt- oder Flugrichtung :entgegengesetzten Richtung (7) mit einer Geschwindigkeit austreten, die höher ist als die der die Brennkraftmaschinenhaube (2) durchsetzenden Kühlluft oder die der an den Austrittsöffnungen der Auspuffgase oder des Kühlluft aus der Brennkraftmaschinenhaube .(2) in die Atmosphäre vorbeiströmenden Außenluft. ?. Leitvorrichtung nach Anspruch r, gekennzeichnet durch die Vorsehung einer in an sich bekannter Weise mit den Zylindern (4) der betreffenden Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden ringförmigen Sammelleitung, die zum Ableiten. der Gase mit einem ringförmigen Ansatz oder mit rohrförmigen Ansätzen versehen ist, deren Querschnitt sich in Strömungsrichtung der Gase in an sich bekannter Weise zunächst düsenförmig verkleinert und dann nach Art eines Diffusors vergrößert. 3. Leitvorrichtung nach Anspruch a und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5) oder Ansätze derart, beispielsweise durch Wahl einer bogenförmig der Haubenwölbung angepaßten, in radialer Richtung abgeflachten Querschnittsform, insbesondere am Ende der Rohre (5), ausgebildet sind, daß die Auspuffgase möglichst gleichmäßig über den Umfang der Austrittsöffnungen verteilt in die Außenluft ausströmen. q.. Leitvorrichtung nach Anspruch r -bis 3, gekennzeichnet durch die Unterteilung der diffusorartig ausgebildeten Teile der Vorrichtung nach Art eines Mehrfachdiffusors. 5. Leitvorrichtung nach Anspruch t bis q., gekennzeichnet durch 'die Vorsehung von Mitteln, wie beispielsweise von im Auspuffgasstrom oder Kühlluftstrom oder in beiden Strömen gleichzeitig angeordneten, im wesentlichen in Richtung dieser Ströme verlaufenden Kühlrippen, zum Erzielen eines möglichst guten Ausgleiches zwischen der Temperatur der Auspuffgase und der Kühlluft.