DE754005C

DE754005C - Doppelkolben-Viertaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE754005C
Application number: DEH166935D
Authority: DE
Inventors: Willy Hopf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-12-05
Filing date: 1941-12-05
Publication date: 1952-04-17

Description

Doppelkolben-Viertaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelkolben - Viertaktbrennkraftmaschnne, bei der im oberen Teil des Arbeitszylinders gegenüber dem Arbeitskolben. ein gesteuerter Hilfskolben. angeordnet ist, der beim Auspuff-hub, dem Arbeitskolben bis auf eine völlige Annäherung beider Kalben entg--geneilt, um die verbrannten Auspuffgase restlos aus deren Zylinder zu entfernen. und somit beim darauffolgenden Ansaugen ein völlig reines Gasgemisch .im Zylinder zu erhalten.
Bei den bekannten Maschinen dieser Art erreicht der Hilfskolben mit dem vollendeten Ansaugen bzw. während und gegebenenfalls noch nach der Verdichtung seine - äußerste Stellung, ohne dem Arbeitskolben während der Verdichtung merkbar entgegenzueilen. Eine Überladung des Zylinders zum Zwecke der Erreichung hoher Kraftleistung, insbesondere bei Höhenmotoren, ist daher mit Hilfe eines solchen Hilfskoilbens. nicht möglich.
kraftmaschine Die Erfindung der bezieht oben angegebenen sich auf eine Art, Brenn--' und das Wesentliche' besteht darin, da.ß beim Ansaughub der Hilfskolben derart gesteuert wird, daß er eine Stellung wesentlich oberhalb seiner Stellung während der Verbrennung erreicht und nach dem Ansaughub in eine, dem normalen Verbrennungsraum -entsprechende Stellung gedrückt wird. Dies hat den Vorteil, daß in besonderen. Fällen, z. B. beim Höhenflug oder bei Verwendung besonderer klopffester Brennstoffe zur Erreichung besonders großer Leistungen, der Arbeitszylinder überladen werden kann, ohne daß eine besondere Überladepumpee notwendig ist. Beim Lauf unter normalen Verhältnissen und mit normalem Brennstoff kann dann die Brenngaszufuhr durch eine Drosselklappe entsprechend gedrosselt werden, so daß kein Klopfen eintritt. Durch die Steuerung des Hilfskolbens kann beispielsweise der Füllungsgrad des Arbeitszylinders biss etwa das i,3fache des Normalen gesteigert werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsfozm ergibt sich unter an sich bekannter Benutzung des Hilfskolbens zum Steuern des Einlasses. und Auslasses, wenn der Hilfskolben, als Steuerkolben zur Steuerung der Ansaug- und Auspuffkanäle derart ausgebildet ist, daß er in seiner tiefsten Stellung einen Auspuffkanal und in seiner höchsten Stellung einenAnsaugkanal freilegt und in seiner mittleren dem normalen Verdichtungsraum entsprechenden. Stellung alle Kanäle abschließt. Hierdurch werden besondere Steuerungsteile für den Gaseinlaß und Auslaß erspart, so daß die Maschine einfach bleibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsfozm ergibt sich, wenn für den Gaseinl:aß die Zylinderwand und der Hilfskolben mit dem festenGaseinlaß derZylinderwand zus.ammenarbeiten:de U-förmige Kanäle aufweist, von denen der U-förmige Kanal der Zylinderwand durch die Unterkante des Hilfskolbens abschließbar ist. Hierdurch wird ein Eindringen der Verbrennungsflamme in den U-förmigen Fanal der Zylinderwand und dien Einlaßkanal des Hilfskolbens verhütet, so daß der Einlaßkanal nur Fr ischgäs enthält.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar in Fig. i einen Schnitt durch einen Arbeitszylinder mit Hilfskolben und in Fig. 2 ein Kolbenwegdiagramm dazu.
In einem Zylinder i ist ein Arbeitskolben 2 beweglich und über eine I#',urb@e@lstange 3 an die Arbeitskurbel mit der Motorwelle q. angeschlossen. Im oberen Teil des Zylinders ist ein Hilfskolben 5 angeordnet, der über einen Lenker 6, einen am Zylinder gelagerten Hebel 7, eine Stoßstange 8 und eine Laufrolle g nebst Rückholfeder io durch einen Nockentrieb i i gesteuert ist, der über Zahnräder i 2, 13 durch die Kurbelwelle .4 mit halber Geschwindigkeit der Kurbelwelle angetrieben ist. Ein vom Vergaser kommender Gaseinlaßkanal 14 und ein U-förmiger 'Gaskanal 15 sind in die Zylinderwand eingegossen, und ein U-förmiger Gaskanal 16 des Hilfskolbens arbeitet mit den Kanälen 14 und 15 zusammen, und zwar derart, daß bei höchster Stellung des Kolbens das Gas durch die Kanäle iq, 16, 15 in den Zylinderraum 17, i8 dringen kann. Die Zylinderwand enthält ferner einen Gasauslaßkanal i9, und der Kolben 5 enthält einen Gasauslaßkanal2o, der mit dem Kanal i9 in der tiefsten Stellung des Kolbens 5 zusammenarbeitet. Bei dieser tiefsten Stellung befindet sich der Kolben 5 mit seiner Unterfläche dicht auf der Oberfläche des Kolbens 2, so daß der Raum 17, 18 verschwindet. In dieser Stellung befindet sich der Hilfskolben gemäß Fig.2 während des ganzen Auspuffhubs. Der Nocken i i hat dementsprechend über etwa einen Viertelkreis bei 22 seinen größten Radius.
Der Kolben 5 wird dann durch den Nocken i i entsprechend der Kurve 23 gemäß Fig. 2 schnell in seine höchste Stellung gebracht und dort während des Abwärtsganges des Kolbens :2 gehalten, so daß Gas durch die Kanäle i4, 16, 15 in den Zylinderraum gelangen kann. Diese Stellung des Hilfskolbens entspricht dem Ansaughub.
Der Kolben wird dann gemäß Fig. 2 durch den Nockenteil2q. schnell nach unten zum Schließen des Kanals 15 für den Verdichtungshub und dann durch den Nockenteil 26 bis zur gestrichelten Linieai bewegt und dort während der darauffolgenden Verbrennung gehalten, um dann durch den Nockenteil25 schnell wieder in .seine tiefste Lage entsprechend dem Nockenteil 22 bewegt zu werden, so daß der Auspuff vor sich gehen kann. Bei dieser Ausbildung des Nockens kann auch eine Überladung des Zylinders mit wenig klopffesten Brennstoffen erfolgen, da erst im Moment der Zündung eine Nachverdichtung erfolgt.
Der Eurventeil24 kann auch einen derart großen Radius aufweisen, daß der Hilfskolben 5 kurz nach dem Ansaughub des Kolbens 2 sofort bis zur Linie 21 nach unten bewegt und dort während der Verdichtung und der darauffolgenden Verbrennung gehalten wird.. In diesem Falle erfolgt die vollstän.digeVeTdichtung schon während desAufwärtshubs des Arbeitskolbens.2, so d'aß eine Überladung bei Verwendung wenig klopffester Brennstoffe durch entsprechendes Drosseln des Gaseinlasses verhindert werden muß, um Selbstzündung zu verhüten.
Übliche Zündkerzen sind von den Seiten in die Zylinderwand eingesetzt.
Der Motor kann auch als Viertaktdieselmotor ausgebildet werden, indem die Verdichtung durch den Hilfskolben 5 für den Moment der Zündung so weit getrieben wird, daß Selbstzündung eintritt: Hierzu braucht der Kurventeil26 nur eine entsprechende Erhöhung aufzuweisen.
Durch Auswechslung des Nockentriebe@s läßt sich dadurch die Maschine auch in einfacher Weise in eine Viertaktdieselmaschine umändern.
Da der Arbeitskolben keine Steuerkanäle zu enthalten braucht, kann er sehr leicht gehalten werden. Beide Kolben können zweckmäßig in Leichtmetall ausgebildet sein.

Claims

P ATENTANSPEÜCHE: i. Doppelkolben - Viertaktbrennkraftmaschine, bei der im oberen. Teil des Arbeitszylinders gegenüber denn Arbeitskolben ein gesteuerter Hilfskolben an geord'net ist, der beim Auspuffhub dem Arbeitskolben bis auf eine völlige Annäherung beider Kolben entgegeneilt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anslaughub der Hilfskolben derart gesteuert wird, daß er eine Stellung wesentlich oberhalb seiner Stellung während der Verbrennung erreicht und nach dem Ansaughub in eine dem normalen Verbrennungsraum .entsprechende Stellung gedrückt wird.
2. Doppelkolben - Viertaktbrennkrafi maschine nach Anspruch I, mit Steuerung des Einlasises und AuslaSISeS- durch: einen Hilfskolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben als Steuerkolben zur Steuerung der Ansaug- undAuspuffkanäle derart ausgebildet ist, da.ß er in seiner tiefsten Stellung einen Auspuffkanal und in seiner. höchsten Stellung einen Änsaugkarial freilegt und- in seiner mittleren dem normalen Verdichtungsraum entsprechenden. Stellung alle Kanäle abschließt.
3. Doppelkolben - Brennkraftmaschine nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben derart .gesteuert ist, daß er während des' Verdichtungshubs des, Arbeitskolbens eine Stellung einhält, durch die der Ansaugkanal gerade abgeschlossen ist -und in, der Nähe der obersten Stallung des Arbeitskolbens einen Nachverdichtungshub durchführt, gegebenenfalls bis zur Selbstzündung des Brennstoffes.
4. Doppelkolben-Brennkraftmaschine .nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichn4#t, daß für den Gaseinlaß- die Zylinderwand und der Hilfskolben mit dem festen Gaseinlaß der Zylinderwand zusammenarbeitende U-förmige Kanäle aufweist, von denen der U-förmige Kanal der Zylinderwand durch die Unterkante des Hilfskolbens abschließbar ist. ZurAbgren.zung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 129 277; 186 go6, 363 759, 677 074 683 988; .französische Patentschriften Nr. 475 867, 750 234 838 334; britische Patentschrift Nr. Io2 852; USA.-Patentschrift Nr. 2 164 522.