CH108559A - Viertaktmotor. - Google Patents

Description

      Viertaktmotor.       Die Erfindung betrifft einen Viertakt  motor.  



  Der Erfindung     gemäss    kann eine Seite des  Arbeitszylinders zur     Vorkomprimierung    der  Ladung mit einem Arbeitsraum der     'Maschine     durch eine Rohrleitung ohne Sammler in Ver  bindung gesetzt werden. Ausserdem ist eine  Regelvorrichtung für die     Kompressorförde-          rung    vorgesehen.  



  Auf der Zeichnung sind     beispielsweise          .Iusführungsformen    des Erfindungsgegen  standes dargestellt, und zwar zeigt:       Abb.    1 schematisch die erste Ausfüh  rungsform eines Vierzylindermotors,       Abb.    2 einen Querschnitt durch eine zweite       Ausführungsform,          Abb.    3 schematisch einen Längsschnitt  durch     vier    Zylinder der zweiten Ausfüh  rungsform.   In den Zylindern 1, 2, 3, 4     (Abb.    1) sind  die Arbeitskolben 5, 6, 7, 8 angeordnet.

   Je  zwei Kolben 5 und 7     bezw.    6 und 8 sind  durch eine Kolbenstange 9     bezw.    10 mitein  ander starr verbunden. Mit jeder Kolben-    Stange ist eine nicht gezeichnete Pleuelstange  verbunden, welche auf eine nicht gezeichnete  Kurbelwelle wirkt.  



  Die Arbeitsräume der Zylinder sind mit  Zündkerzen 11,     Einlassventilen    12 und     Aus-          lassvent;len    13 versehen. Die Ventile werden  durch Nockenwellen 14 gesteuert.  



  Auf der andern Seite ist jeder der Zylin  der gleichfalls geschlossen. und die Kolben  stange ist durch eine Stopfbüchse geführt.  Diese andere Zylinderseite ist mit einem  Saugventil 15 und einem Druckventil     1.6    ver  sehen, die durch die Nockenwelle 14 ge  steuert werden. Diese Ventile könnten, wenn  der Motor nur mit geringer Tourenzahl     Iau-          fen    soll, als     Rückschlagvent#le    ausgebildet  sein. Selbstverständlich erfolgt die Steue  rung dieser Ventile durch andere Nocken als  die Steuerung der     Arbeitszy    lindere     entile.     



       Za    dem Saugventil 15 führt eine Saug  leitung 17 vom     Vierwegeumschalthahn    18.  An das Gehäuse des     V;erwegeumsclialthahnes     ist eine in die Atmosphäre mündende Rohr  leitung 19, der Vergaser 20 und eine vierte      Rohrleitung 21 angeschlossen; letztere führt  zu einem andern Umschalthahn 30     bezw.    31.  



  Weiterhin führt von dem Kompressor  raum über das Druckventil 16 eine Druck  leitung 22     bezw.    27 zu einem Ringkanal 23.  Durch eine     Rückflussleitung    24 ist die  Druckleitung 22     bezw.    27 mit dem     Kompres-          sorraum    unter Umgehung des Druckventils  16 verbunden. In der     Rückflussleitung    24 ist  ein Hahn 25 eingeschaltet, durch dessen Ver  stellung die Leitung 24 entweder ganz abge  schlossen oder mehr oder weniger gedrosselt  werden kann.  



  In den gleichen Ringkanal 23 münden die  Leitungen 22     bezw.    27 von den Kompressor  räumen zweier Zylinder.  



  In dem Ringkanal 23 ist ein gesteuerter       Dreiwegehahn,26_    angeordnet, durch den der  Ringkanal 23 selbsttätig durch     Rohrleitun-          ,gen    28 und 29 abwechselnd mit den Arbeits  räumen der beiden Zylinder in Verbindung  gebracht wird.  



  In die Rohrleitungen 28 und 29 sind die       Vierwegehähne    30     bezw.    31 eingeschaltet,  die     entweder,    wie für die Rohrleitungen der  Zylinder 2 und 3 dargestellt, den     Durchlass     durch die     Rohrleitungen    28 und 29 freigeben,  oder, wenn sie um 45   gedreht sind, wie es  für die     Rohrleitungen    der Zylinder 1 und 4  dargestellt ist, die     Einlassrohre        28b    und     29b     mit der Rohrleitung 21 und die Druckrohre  28a und 29a mit einer Leitung 32     bezw.    34  verbinden, die zu einem     Druckluftbehälter     33 führt.  



  Gleichzeitig mit den     Vierwegehähnen    30,  31 werden die zugehörigen     Vierwegehiihne     18 um 45   verstellt, so dass diese Hahn  kücken nunmehr das Saugrohr 17 mit dem in  die Atmosphäre führenden Rohr 19 und die  Rohrleitung 21 mit dem Vergaser 20 ver  binden.  



  Um die Gleichzeitigkeit der Umschaltung  zu gewährleisten, sind vorteilhaft die zu  einem     Zylinderpaar        gehörigen    Hähne 18, 30  und 31 miteinander gekuppelt. Ebenso kön  nen die Hähne 25 jeden Zylinderpaares mit  einander gekuppelt sein.    Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist  folgende:  Es sei angenommen, dass in dem Arbeits  raum des     Zylinders    3 die Luft komprimiert  sei, also der Explosionshub     beginne.    Bei  diesem Explosionshub komprimiert der Kol  ben 7 das vor ihm befindliche, durch den  Vergaser 20 und die Saugleitung 17 über das  Saugventil 15 angesaugte Gemisch und  drückt dasselbe über das Druckventil 16 in  die Leitung 27 und in den Ringkanal 23.

    Von diesem gelangt das Gemisch durch das  Kücken 26 und durch das Rohr 28 über das       Einlassventil    12 in den Arbeitsraum des Zy  linders 2.  



  Gleichzeitig mit dem Kolben 7 des Zy  linders 3 ist unter Ausführung des     Saub-          hubes    der Kolben 6 des Zylinders 2, v     eran-          lasst    durch die nicht gezeichnete Kurbelwelle,  nach abwärts bewegt worden; auch er kom  primiert dabei das vor ihm befindliche Ge  misch und drückt es über das Druckventil 1.6  in die Leitung 22 und aus dieser in den Ring  kanal 23, in das     Kücken    26 und über die  Leitung 28 in den Arbeitsraum des Zylin  ders 2.  



  Bei der gezeichneten Lage der den Zy  lindern 2 und 3 zugehörigen Hähne 25 ge  langt ein Teil des von den Kolben geförder  ten Gemisches beim nächsten Saughub wie  der in die Zylinder zurück, so dass also in  den Leitungen 28 und 29 nicht der volle, bei  geschlossenen Hähnen 25 erzielbare Druck  herrscht.  



  Nachdem der Kolben 7 den Explosions  hub und der Kolben 6 den Saughub beendet  hat, werden die Hähne 26 selbsttätig umge  steuert, so dass einer derselben die Kompres  sionsräume beider Zylinder 2, 3 mit dem Ar  beitsraum des Zylinders 3 verbindet.  



  Beim Zurückgehen der Kolben 6 und 7  erfolgt im Zylinder 3 das Ausstossen der ver  brannten Gase, im Zylinder 2 dagegen das  Komprimieren der Frischgase. In beiden  Kompressionsräumen erfolgt das Ansaugen  frischen Gasgemisches über die Saugventile  15. Bei dem     darauffolgenden    Hub erfolgt im  Zylinder 3 die Einfüllung frischen Gemisches      in den Arbeitsraum, im     Zylinder    2 dagegen  die Explosion und die Expansion. In den       Kompressionszylindern    beider Zylinder er  folgt aufs neue das Komprimieren des vorher  eingesaugten     Gasluftgemisches.     



  Bei der für die Zylinder 1 und 4 darge  stellten Stellung der Hähne 18, 30 und 31  saugen beim Saughub die Kolben durch die       Einlassrohre    28b     bezw.    29b, die Leitung 21  und den     Vergaser        20t    las     Gasluftgemisch    in  die Arbeitsräume, während sie in die Kom  pressionsräume durch die Leitungen 17 und 19  Frischluft unmittelbar der Atmosphäre sau  gen.

   Die in den Kompressionsräumen kom  primierte Luft wird durch die Leitungen     \??          bezw.    27 über die Ringkanäle 23, die Druck  rohre     2Ra        bezw.    29a und die Rohre 32     bezw.     34 an einen     Druckluftbehälter    33     abgegeben,     indem sie aufgespeichert wird.  



  Der Motor kann selbstverständlich statt  vier     Zylinder.    acht Zylinder, oder ein     Mehr-          faches    von vier besitzen.  



  Die     Vorkompression    der Ladung soll in  erster Linie eine hohe Tourenzahl ermögli  chen, indem sie die Widerstände überwindet,  welche     bei    den hohen Gasgeschwindigkeiten  auftreten. Diese. die an und für sich schon  im gleichen Verhältnis wie die Tourenzahlen  wachsen, können noch dadurch gesteigert  werden.     ilass    der Motor mit abnormal kleinen  Ventilen ausgerüstet ist, deren Ventilhab       entsprechend    klein ist, zum Zwecke der Stei  gerung der Tourenzahl. denn     Vent;le    mit ge  ringer Masse und geringem Ventilhub gestat  ten höhere Tourenzahlen.

   Bei Motoren. die       zeitweise    in grossen Höhen arbeiten     müssen,     kann die     Vorkompression    auch in verdünnter  Luft eine normale     Füllung    des     Arbeits-          raumeS        s;chern    und bei     Einspritzverbren-          nungsmotoren.    wo keine     Frühzündung    zu       furchten        ist.        kann     bei Über  lastung die Füllung über das normale Mass       gesteigert    werden.

   Die Förderung und damit  die Druckhöhe in den     tberströmleitungen          -wird        durch        Einstelluna    des     Rückleitungs-          halines    25 geregelt.     D;

  e    Steuerung dieses  Hahnes erfolgt. zwecks     willkürlicher        Touren-          erhöhung,    von Hand, zwecks Gleichhaltung    der Touren -bei wechselndem Aussendruck  kann sie gleichfalls von Hand nach einer  nach den Versuchsergebnissen geeichten Skala,  erfolgen, oder aber selbsttätig, indem ein be  kanntes Druckrelais die Bewegung des Steuer  mechanismus abhängig von Aussenluftdruck  regelt     bezw.    veranlasst. Statt dessen oder  gleichzeitig kann auch eine selbsttätige Re  gelung erfolgen, indem ein während des Ex  pansionshubes mit dem Arbeitszylinder kom  munizierendes Druckrelais zur Einwirkung  auf den     Steuermechanismus    gebracht     -wird.     



  Bei der     Ausführungsfoim    nach     Abb.        \?     und 3 ist der Zylinder     a    beiderseits ge  schlossen. Eine Seite 1 ist als Arbeitsraum  und die andere Seite 2 als     1iompressorraum     ausgebildet. Beide Räume sind mit den glei  chen Ventilen ausgestattet, wie     beim    Motor  gemäss     Abb.    1. Beim     Kompressorraum    ist  nur das Saugventil     b    dargestellt, während  das etwa bei c angeordnete     Druckventil    der  Einfachheit halber nicht dargestellt ist.  



  An den Zylinder a. schliesst sich die zu  einem Zylinder ausgebildete     Kreuzl,:opffiili-          rüng    d an, in welcher der zu einem Kolben  ausgebildete Kreuzkopf e dicht geführt ist.  Der Kreuzkopf e ist     m@t    dem     Arbeitskolben     f durch die     Kolbenstange        g    verbunden.     An     dem     Itreuzhopf    e ist die Pleuelstange     li    an  gelenkt,     welche    auf     die        Kurbelwullc    ;

       (-in-          wirkt.    Die zylindrische     Kreuzkopfführung     ist bei     k    mit einem     Saugventil    und bei     in    mit  einem Druckventil     ausgestattet;    beide sind  nicht dargestellt.

   Der Raum 3     über        dein          Kreuzli:opf    e wirkt gleichfalls als     Kompres-          sorraum.    Die komprimierte Luft-     aus    den  Räumen 2 und 3     gelangt    in     eme        gemeinsame     Leitung     )i.    Die     Fördermenge        -wird,    wie bei  der Vorrichtung     gemäss        Fig.    1, durch eine  nicht     gezeichnete        Regelvorrichtung        geregelt.     



  Die Leitungen     n    der     verschiedenen    Zylin  der     münden    in eine     gemeinsame        Leitung    o.  an welche mittelst der     Zweigleitungen    p die       :lrbeitszylinder-Einlassvcntile        angeschloss,n          s:n(l.    Von den gezeichneten vier     Kolben        1)(.-          -wegen    sich je zwei in gleichem Sinn     und     gegenläufig zu zwei andern.      Es stehen also immer vier Kompressions  räume zur Füllung eines Arbeitsraumes zur  Verfügung, z.

   B. für den Arbeitsraum des       Zyrlinders    IX, der zugehörige     Arbeitszylin-          clerkompressor,    der     Arbeitszylinderkompres-          sor    des Zylinders     III    (mit. gleicher     Kolben-          stellung)    und die     Kreuzkopfkompressoren     der Zylinder     1I    und IV (mit entgegengesetz  ter Kolbenstellung).

       Falls    der     Durchmesser     des     Kreuzkopfzylinders    gleich dem Durch  messer des Arbeitszylinders ist, steht also  mit Berücksichtigung der Verluste eine       Ladung    von zirka     3:i0         %    zur Verfügung.  Doch kann der Durchmesser des     Kreuzl:opf-          zylinders    grösser oder     kleiuer    sein als der       Durchmesser    des     Arbeitszylinders.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Viertaktmotor, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Seite des Arbeitszylinders zur Vorkomprimierung der Ladung mit einem Arbeitsraum der Maschine durch eine Rohr- leil.ung ohne Sammler in Verbindung gesetzt -erden kann. und dass eine Regelvorrichtung liir die Kompressorförderung vorgesehen ist.

   UITERAISPRüCHE 1. Viertaktmotor nach Patentanspruch. ge kennzeichnet durch eine Rückflussle'tung mit einem Regelorgane zwischen dem Kompressorraum und der durch minde stens je ein Steuerorgan vom Kompressor- raum und Arbeitsraum abgeschlossenen Verbindungsrohrleitung.

   '. Viertaktmotor mit mindestens einem A1g- gregat von vier Zylindern nach Patent- anspruch. dadurch gekennzeichnet, dass je zwei der cier Zylinder durch Rohrleitun gen derart miteinander verbunden sind und durch Steuerorgane so gesteuert wer- clc#ii, dass die Kompressorseiten der beiden Zylinder ,jeweils in einen der Arbeits- räume fördern.

   Viertaktmotor nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass .äintlielie 1%oni- lir@@ssordruchlcitungen ni P#inur allen Ar- beilaräumen der '_sl:,scaim# @;emi.insamen Einlassleitung führen, die mit den Ar- beitsräumen abwechselnd in Verbindung gebracht wird.

   4. Viertaktmotor mit Vergaser nach Patent anspruch und Unteranspruch 2, gekenn zeichnet durch Umschaltorgane in der Kompressorsaug- und Druckleitung und Zusatzleitungen, derart, dass je nach der Stellung der Umschaltorgane entweder der Vergaser mit dem Kompressorsaugrohr und das Kompressordruckrohr mit dem Arbeitsraumeinlassrohr, oder aber die Atmosphäre mit dem hompressorsaugrohr, der Vergaser mit dem Arbeitsraumeinlass- rolir und das Kompressordruckrohr mit einem Druckluftbehälter verbunden ist. 5.

   Viertaktmotor nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass an das Gehäuse der als Vierwegehähne ausgebildeten Um schaltorgane (18) das Kompressorsang- rohr (17), das Luftansaugrohr (19), der Vergaser (20) und ein Rohr (21) ange schlossen sind, das zu einem zweiten Vier wegehahn führt, an dessen Gehäuse ausser dem Rohr (21) das Arbeitsraumeinlassrohr, ein Druckluftbehälterrohr und das Kom- pressordruchrohr angeschlossen sind. G.

   Viertaktmotor nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch kleine Ventile mit ge ringem Hub, zum Zwecke einer hohen Tourenzahl des Motors, wobei die infolge der hohen Gasgeschwindigkeiten auftre tenden Widerstände durch die Vorkom- pression überwunden werden, während die Füllung des Arbeitszylinders den nor malen Betrag nicht übersteigt. 7.

   Viertaktmotor mit mindestens zwei Ar beitszylinderpaaren nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen Kreuzkopf, der als Kompresworkolben wirkt und mit der Arbeitszylinderkompressorseite in eine zu den Arbeitsraumeinlassventilen führen den Leitung fördert. so dass für jede La- dung eines Arbeitsraumes vier Kompres- sorladun-en zur Verfügung stehen.

   S. Vic#rtalztmotoi@ mit paarweise angeordneten :@rlieitsz@lind erlmaren nach Patentan- spi,uei i und Unteranspruch 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kolben jedes Zy linderpaares sich gleichsinnig und zu den Kolben eines andern Zylinderpaares ge genläufig bewegen. 9.

   Viertaktmotor nach- dem Patentanspruch, gekennzeichnet durch Vorrichtungen, mit- telst welcher der Druck der dem Arbeits- zylinder zuzuführenden Ladung abhängig von den Strömungsverlusten und dem Druck der Aussenluft eingestellt und ge regelt wird.