DE768105C - Luftgekuehlte doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Luftgekuehlte doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine

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Publication number
DE768105C
DE768105C DEJ64214D DEJ0064214D DE768105C DE 768105 C DE768105 C DE 768105C DE J64214 D DEJ64214 D DE J64214D DE J0064214 D DEJ0064214 D DE J0064214D DE 768105 C DE768105 C DE 768105C
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DE
Germany
Prior art keywords
piston rod
piston
air
internal combustion
combustion engine
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Expired
Application number
DEJ64214D
Other languages
English (en)
Inventor
Waldemar Dipl-Ing Hryniszak
Max Adolf Dipl-Ing Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Filing date
Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE768105C publication Critical patent/DE768105C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/002Double acting engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)

Description

  • Luftgekühlte doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb einer Krafterzeugungsanlage, insbesondere für Fahrzeuge, welche einen als Kolbenbrennkraftmaschine ausgebildeten Hochdruckteil und einen als zusätzliche Entspannungsmaschine ausgebildeten Niederdruckteil sowie einen Luftverdichter umfaßt, wobei ein Teil der verdichteten Luft zur Spülung und Rufladung der Brennkraftmaschine dient und der Spül- und Ladeluftstrom ständig strömt, und zwar während es Verdichtungs- und Arbeitshubes des Kolbens durch einen vom Brennraum des Zylinders getrennten Zylinderteil und während des übrigen Teils des Arbeitsspieles entweder ganz durch den Brennraum oder zum Teil durch den Brennraum, zum anderen Teil am Brennraum vorbei, nach Patent 768 043.
  • Doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine, insbesondere solche, die nach dem Zweitaktverfahren arbeiten, waren bisher durch niedrige Betriebsdrehzahlen gekennzeichnet. Dadurch konnte die Wärmebeanspruchung der den heißen Brenngasen ganz besonders ausgesetzten Kolbenstange und ihrer Führungsteile in mäßigen Grenzen gehalten werden. Es war jedoch notwendig, die Kolbenstange und ihreFührungsteile durch ein meist tropfbares Kühlmittel, wie z. B. Wasser, zu kühlen. Die zu diesem Zweck in Verwendung tretenden Kühlanlagen zeichnen sich durch einen verwickelten Aufbau und ein großes Gewicht aus, sind daher nur bei Maschinen mit geringen Drehzahlen zu verwenden. In Anbetracht der geringen Betriebsdrehzahlen ist die durch Kühlung der Kolbenstange und ihrer Führungsteile verlorengehende Wärme nur gering, so daß man auf eine Verwertung dieser Wärme verzichten konnte, worauf man übrigens auch auf Grund der Schwierigkeiten bei Verwertung dieser Wärme bei bisherigen Kolbenbrennkraftmaschinen verzichten mußte. Ganz anders sind die Betriebsbedingungen bei doppelt wirkenden Kolbenbrennkraftmaschinen zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb einer Krafterzeugungsanlage nach dem Hauptpatent, insbesondere bei solchen, die nach dem Zweitaktverfahren arbeiten. Diese Kolbenbrennkraftmaschinen sollen mit Drehzahlen, die ein Vielfaches der bisher üblichen Drehzahlen betragen, betrieben werden. Sowohl die Kolbenstange als auch ihre Führungsteile müssen bei derart hohen Betriebsdrehzahlen einen vollständig einwandfreien Betrieb gewährleisten. DieAnbringung von Kühleinrichtungen von verwickeltem Aufbau oder mit einer tropfbaren Kühlflüssigkeit, wie bisher üblich, ist daher unmöglich. Ebenso kann auch auf die bei der Kühlung dieser Teile an das Kühlmittel abgegebene Wärme nicht verzichtet werden, da dieselbe infolge der hohen Betriebsdrehzahlen ebenfalls ein Vielfaches der Kühlwärme derartiger Teile bei den bisher üblichen Drehzahlen beträgt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine luftgekühlte doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine zur Durchführung des Betriebsverfahrens einer Krafterzeugungsanlage nach dem Hauptpatent zu schaffen, deren Kolbenstange und Führungsteile für diese einen einwandfreien Betrieb auch bei den höchsten Drehzahlen gewährleisten, ohne daß der Wirkungsgrad der Krafterzeugungsanlage hierdurch wesentlich verringert wird. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kolbenstange und die Führungen der Kolbenstange mittels Druckluft gekühlt werden, die aus dem ständig strömenden Spül- und Ladeluftstrom entnommen wird, und daß die bei der Kühlung der Kolbenstange und ihrer Führungen erwärmte Luft zwecks Ausnutzung ihres Arbeitsvermögens einer Entspannungseinrichtung (Gasturbine, Rückstoßdüse) zugeführt wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Mittellängsschnitt durch einen Arbeitszylinder einer doppelt wirkenden luftgekühlten Kolbenbrennkraftmaschine für eine im Verfahren nach dem Hauptpatent arbeitende Krafterzeugungsanlage, Abb. 2 den Ouerschnitt 1-I durch die Kolbenstange.
  • Nach Abb. i gleitet in dem Zylinder i einer doppelt wirkenden Kolbenbrennkraftmaschine 2 der Arbeitskolben 3. Dieser Kolben 3 wird mindestens während der Verdichtungs-. Verbrennungs- und Ausströmzeit von dem durch den Einlaßkanal.4 in den Arbeitszylinder i eintretenden, ständig strömenden Spül- und Ladeluftstrom durchströmt. Durch die Hülse 3, ist die Kolbenstange 5 hindurchgesteckt und mittels der Schrauben 6" und 61, mit ihr verbunden. Die Kolbenstange 5 gleitet in Führungen ; a und 7b, die an den beiden Zylinderdeckeln 8Q und 9a festgelegt sind. Die Führungen 7a und 7b werden von vorteilhaft zu den Führungen achsgleichen Rohrteilen ioa und iob umgeben, die an den Führungswänden i i" und i ib befestigt sind. In den von den Führungsteilen7a und 7b und den diese umgebenden Rohrteilen i o" und i ob gebildeten Leitungen 12" und 12b sind Rippen 13a und 131, vorgesehen, die die Teile 7a und 7b mit den Teilen ioa und iob verbinden. Der Kanal 12, mündet in den von der Verkleidung iia und dem Zylinderdeckel % gebildeten Raum 14" und der Kanal 12b in den Raum i.lb. Die Kolbenstange 5 ist hohl ausgebildet und besitzt in ihrem Innern axial gerichtete Rippen 5a. Im Innern des Kolbens 3 besitzt die Kolbenstange 5 und die die Kolbenstange 5 umgebende Hülse 3, gemeinsame Leitungen bildende Öffnungen i_3, während in dem kurbelseitigen Teil der Kolbenstange Öffnungen 16 vorgesehen sind, die mit Öffnungen 17 in dem Führungsteil 7b derart zusammenwirken, daß zwischen dem Innenraum der Kolbenstange 5 und dem von der Führung 7b und dem rohrförmigen Teil 'Ob gebildeten Kanal i2b eine dauernde Verbindung hergestellt ist.
  • Unter der Annahme, daß der Druck des durch die Leitung d. in den Arbeitszylinder eintretenden, ständig strömenden Luftstromes größer ist als der Druck der den Arbeitszylinder umströmenden Luft, wird die durch den Einlaßkanal d. zum Teil oder vollständig in das Innere des Kolbens 3 strömende Luft teilweise durch die Öffnungen 15 in das Innere der Kolbenstange 5 strömen. Ein Teil dieser Luft wird durch die Kolbenstange 5 und je nach der Lage des Kolbens oder der Kolbenstange durch einenTeil der Führung7a in den von dieser Führung und dem rohrförmigen Teil io" gebildeten Kanal 12" strömen. Aus diesem Kanal 12Q tritt diese Kühlluft in die zum Teil durch den Raum 14Q strömende Außenkühlluft des Arbeitszylinders, um gemeinsam mit dieser Luft der nicht gezeichneten Entspannungsmaschine (Abgasturbine, Rückstoßdüse) zugeführt zu werden. Der zweite Teil der durch die öffnungen 15 in die Kolbenstange 5 eintretenden Luft strömt in ähnlicher Weise, wie beschrieben, in Richtung des Kurbeltriebes und verläßt das Innere der Kolbenstange oder seiner Führung 7b durch die Öffnungen 16 und 17. Die Luft tritt ebenso wie auf der Deckelseite in den Kanal 12b ein und von diesem in, den. die Arbeitszylinder umströmenden Luftstrom. Die im Innern der Kolbenstange 5 vorgesehenen Rippen 5Q, die auch in Abb. 2 im Schnitt ersichtlich sind, dienen zur Erhöhung der Wärmeabgabe der Kolbenstange 5. Den gleichen Zweck erfüllen die Rippen 13Q und 13b, die die Wärmeabgabe der Führungen 7Q und 7b fördern.
  • Es ist selbstverständlich, daß, wenn der Druck der den Arbeitszylinder 1 umströmenden Luft größer ist als der Druck, der durch den Kanal 4 in das Innere des Arbeitszylinders 1 oder des Kolbens 3 strömenden Luft, die Kühlluft im umgekehrten Sinne strömt, d. h., daß Luft aus den Räumen 14Q und 14b durch die Leitungen 12" 12b unter gleichzeitiger Kühlung der Führung 7Q# 7b in das Innere der Kolbenstange 5 und durch die öffnungen 15 in das Innere des Kolbens 3 tritt. Diese durch Kühlung erwärmte Luft strömt gemeinsam mit der den Arbeitszylinder durchströmenden Luft durch den Auslaßkanal18 der nicht gezeichneten Entspannungsmaschine zu.
  • Je nach der Gestalt des Kolbens, insbesondere des Kolbendeckels, und je nach der Führung der einzelnen Druckluftströme können die verschiedenartigsten Lösungen zur Kühlung der Kolbenstange oder ihrer Führungsteile vorgesehen werden.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Luftgekühlte doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb einer Krafterzeugungsanlage, insbesondere für Fahrzeuge, welche einen als Kolbenbrennkraftmaschine ausgebildeten Hochdruckteil und einen als zusätzliche Entspannungsmaschine ausgebildeten Niederdruckteil sowie einen Luftverdichter umfaßt, wobei ein Teil der verdichteten Luft zur Spülung und Aufladung der Brennkraftmaschine dient und der Spül- und Ladeluftstrom ständig strömt, und zwar während des Verdichtungs- und Arbeitshubes des Kolbens durch einen vom Brennraum des Zylinders getrennten Zylinderteil und während des übrigen Teiles des Arbeitsspieles entweder ganz durch den Brennraum oder zum Teil durch den Brennraum, zum anderen Teil am Brennraum vorbei, nach Patent 768 043, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange und die Führungen der Kolbenstange mittels Druckluft gekühlt werden, die aus dem ständig strömenden Spül- und Ladeluftstrom entnommen wird, und daß die bei der Kühlung der Kolbenstange und ihrer Führungen erwärmte Luft zwecks Ausnutzung ihres Arbeitsvermögens einer Entspannungseinrichtung (Gasturbine, Rückstoßdüse) zugeführt wird.
  2. 2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;- daß die Kühlflächen der Kolbenstange und ihrer Führung eine dieWärmeabgabe fördernde Ausgestaltung, vorzugsweise durch Anordnung von Kühlrippen erhalten.
  3. 3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange ganz oder teilweise hohl ausgebildet ist, und daß die zur Kühlung der Kolbenstange dienende, aus dem .ständig strömenden Luftstrom abgezweigte Druckluft durch das Innere der Kolbenstange geleitet wird.
  4. 4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem ständig strömenden Luftstrom abgezweigte und zur Kühlung der Kolbenstange durch diese hindurchgeführte verdichtete Luft von dem einen Ende der Kolbenstange zum anderen Ende derselben hingeleitet wird.
  5. 5. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlung der Kolbenstange im Bereich ihrer Führungen nach dem Raum, der von der einen Teil des ständig strömenden Luftstromes bildenden Zylinderkühlluft durchströmt wird, hin und im Bereich des zwischen den Kolbenböden gebildeten Kolbenhohlraumes nach diesem hin offen ist, so daß die Luft die Kolbenstange entweder von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmt.
DEJ64214D 1939-03-30 1939-03-30 Luftgekuehlte doppelt wirkende Kolbenbrennkraftmaschine Expired DE768105C (de)

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