Arbeitsverfahren für Terbrennungskraftmasehinen und Verbrennungskraftmasehine. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Arbeitsverfahren für Verbrennungskraft maschinen und eine Verbrennungskraft- rzascIiine, die nach diesem Verfahren, betrie ben wird.
Nach dem Verfahren gemäss .der Erfin dung wird ein in einem Motorzylinder ver schiebbarer Kolben, der mit einem auf eine Kurbelwelle wirkenden Arbeitskolben den Arbeitsraum im Zylinder abschliesst, zur Ent zündung des Brennstoffgemisehes im Arbeits raum am Ende des Kompressionshubes;
des Arbeitskolbens von einem elastischen Druck mittel gegen .den Arbeitskolben gedrückt und nach der Verbrennung des Gemisches durch die dabei entstehende Drucksteigerung wie der zurückgetrieben, wobei er das elastische Druckmittel wieder komprimiert, und dann in seiner Endstellung bis zum Ende des nächsten Kompressionshwbes festgehalten wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Verbrennungskraftmaschine, die nach diesem Verfahren betrieben wird. Als Ausführungs,- beispiel derselben ist auf der Zeichnung ein Zweitaktmotor im Schnitt dargestellt. An hand .derselben wird das Arbeitsverfahren ge- mäg, der Erfindung im folgenden beispiels weise. beschrieben..
In beiliegender Zeichnung bedeuten 1 und 2 das Unter- und das Oberteil vom Kurbel gehäuse, 3 die Kurbelwelle und 4 die Pleuel stange. 5 ist der Motorzylinder, der drei Stufen besitzt und unten und oben weiter ist als in der Mitte. Der Arbeitskolben 6 ist zweistufig ,gebaut. Die untere Stufe 10 des Zylinders 5 ist als Spülpumpe ausgebildet und dementsprechend ist der Zylinder 5 mit einem Ansaugventil 7 und einem Druckventil 8 ausgerüstet. Dieses ist mit dem Arbeits raum 11 des Zylinders 5 ,durch einen Kanal 9 verbunden, der vom Kolben 6 gesteuert wird.
Durch die @Öffnung 12 entweichen die> Ab gase. 13, 14 und 15 sind Kühlwasserräume. Oben ist ,der Arbeitsraum 11 durch einen zweiten Kolben 16 abgeschlossen. Derselbe ist in der mittleren Bohrung des Zylinders 5 dicht geführt und oben mit einem Flansch 32 versehen, der in der obern weiteren Bohrung des Zylinders 5 dicht geführt ist.
Der Raum über dem Kolben 16 ist durch den Kanal 52 im _ Deckel 21, .der den Motorzylinder 5 oben dicht abschliesst, mit einem nicht gezeichneten Druckluftbehälter in Verbindung. Im Boden des Kolbens 16 ist ein Brennstoffventil 17 mit einer Schliessfeder 19 angeordnet, dessen Spindel in einem Rohr 28 dicht geführt ist, das mit Spiel im Rohr 20 angeordnet ist.
Die beiden; Rohre 20 und 2.2 sind am Deckel 2:1 des Motorzylinders 5 befestigt. Das Rohr 20 ist in einem Rohr 18 dicht geführt, das am Boden des Kolbens 16 befestigt ist. Der zylindermantelförmige Kanal 23 zwischen den Rohren 20 und 22 steht mit dem Kanal 24 im Zylinderdeckel 21 in Verbindung.
In diesen Kanal münden die Brennstoffleitung 30 und die Leitung 29 für die Einblaseluft. Das Ventil 17 wird hydraulisch. betätigt, in dem der Kolben 2:5 .einer Steuerpumpe, nach dem er .den Einlass 28 der Steuerpumpe ab geschlossen hat, zum Öffnen des Ventils 17 eine Flüssigkeit durch die Rohrleitung 26 gegen die Stirnseite der VentiL.spindel drückt.
Während das Ventil 17 geschlossen ist, wird das Ventil 27 der Steuerpumpe in nicht ge zeigter Weise offen gehalten, so dass, wenn das Ventil _ 17 sich mit denl Kolben 16 be wegt, die Flüssigkeit hinter der Ventilspindel durch die Rohrleitung 26 ungehindert zu und abfliessen kann, damit das. Ventil 17 nicht geöffnet wird, wenn es sich finit dem Kolben. 16 aufwärts bewegt und der Kolben 215 die Einlassöffnung 28 noch: nicht freigegeben hat.
Wird dass Ventil 17 geöffnet, so strömt durch die Rohrleitung 29 die Einbläseluft in den Kanal 24, wo der Luftstrom aus der Brennstoffdüse 30 Brennstoff mitreisst. Von da gelangt der Brennstoff in den Kanal 23. und wird schliesslich durch das Ventil 17 in den Zylin derraum geblasen. 31 ist ein Kanal, durch welchen in nicht ersichtlicher Weise Flüssig keit in den Raum 33 unter dem Flansch 32 des Kolbens 16 gedrückt werden. kann, wo durch derselbe nach oben geht. 3,4 ist ein Ringkanal, der mit dem Raum 33 in Ver- bindung steht und durch den von der I'e der 37 belasteten ringförmigen Schieber :
3(; von dem mit einem nicht gezeichneten I"l)c-i-laiif versehenen Raum 35 im Mantel 51 abgesperrt werden kann. In seiner untersten Stellung lässt dieser Schieber nur einen schmalen Spalt 49 zwischen dem Raum 48 unter dem Schie ber 36 und dem Raum 35 über ihm frei.
Auf den Schieber 36 wirken Kolben 44 (es ist nur einer gezeichnet), die unten einen Flansch und auf einer Seite eine Nut 45 besitzen und in Zylindern 46 dicht geführt sind. Unter jedem Kolben 44 mündet ein Kanal 43, der mit einer mit Luft gefüllten Kammer 47 und durch die Rohrleitung 42 mit einer Steuerpumpe in Verbindung steht. Wenn der Kolben 41 der Steuerpumpe Flüssigkeit in den Kanal 43 drückt, wird zuerst die Luft in der Kammer 47 zusammengedrückt, bis der Druck genügt um den Kolben 44,samt dem Schieber .36 aufwärts zu drücken.
Dann gibt der Schieber den Kanal 3,4 frei, worauf Flüs sigkeit aus dem Raume 33, welcher unter dem Drucke des Kolbens 16 steht in, den Raum 48 strömt. Dadurch wird der Schieber in seiner Aufwärtsbewegung beschleunigt, weil nunmehr auch die ausströmende Flüssig keit auf den Schieber drückt. Die Flüssigkeit kann nun sehr rasch aus dem Raume 33 ent weichen, und der Kolben 16 bewegt sich gegen den Kolben 6. Der Kolben 44 folgt dem Schieber bis er mit seinem Flansch au der Führung 46 aufliegt.
Dabei wird durch die Nut 45 der Raum 35 mit .dem Kanal 43 in \Terbindung gebracht, und die komprimierte Luft in der Kammer 47 drückt Flüssigkeit in den Raum '35, bis' ein Druckausgleich, zwi schen dem Kanal 43 und dem Raume 35 stattgefunden hat. Wenn der Kolben 1.6 seine unterste Stellung erreicht hat, hört der Abfluss der Flüssigkeit aus dem Raume 33 auf und der Schieber wird durch die Feder 37 nach unten gedrückt. Dabei werden auch die Kolben 44 zurückgeschoben.
Dabei wird die in den Kammern 47 enthaltene Luft zu sammengedrückt, da. die Kolben 41 der Steuerpumpe nicht entsprechend rasch zu rückgehen. Bewegt sich der Kolben 16 nach oben, so öffnet sich das ringförmige Ventil 39 selbsttätig und der Kolben saugt unter seinem Flansch 32 Flüssigkeit durch die Öffnungen 38 an'. Kommt er in seiner obern Endstellung zum Stillstand, so hört auch die Strömung durch .die Öffnungen 38 auf, das Ventil 39 schliesst sich und der Kolben wird durch die Flüssigkeit im Raum 33 in seiner Stellung festgehalten.
Bevor man den Motor anlaufen lässt, wer den die Räume 35 und 48 zum Teil mit Flüssigkeit gefüllt. Dann wird der Kolben 16 nach oben getrieben, indem Flüssigkeit durch den Kanal 31 in,den Raum 33 .drückt. Nachher wird der Kanal 31 geschlossen. @A.uch werden die Steuerpumpen und die da zu gehörenden Leitungen und Kanäle mit Flüssigkeit gefüllt. Dann lässt man :durch den Kanal 52 Druckluft hinter den Kolben 16 in den Raum 50 treten: Durch !die Rohr leitung 2',9 lässt man Einblaseluft eintreten.
Nun lässt man die Kurbelwelle einige Um drehungen machen und schaltet dann die Steuerpumpen ein. Das Arbeitsspiel geht wie folgt vor sich: Der Arbeitskolben 6 befinde sich in seiner untersten Stellung. Durch den Kanal 9 tritt Spülluft in den Arbeitsraum 11.. Sobald der Kolben 6 bei seinem Auf wärtsgange die Kanäle 9 und 12 geschlos sen hat, öffnet sich das Ventil 17 und es wird Brennstoff eingeblasen.
Das Einblasen des, BTenusito-ffes, kann @ausgedehnt werden, bis der Kolben den obern Totpunkt erreicht hat, was der Zeit von etwa 120' des Kur belweges entspricht. Sobald sich der- Kolben 6 in der Nähe des obern Totpunktes befindet, oder diesen überschritten hat, wird der Kol ben 16 ausgelöst, indem der Schieber 36 hin- aulfge,drüekt wird, @so dass die Flüssigkeit aus dem Raum 33 abströmen kann.
Der Kol ben 16 bewegt sich unter dem Drucke der Druckluft im Raume 50 gegen den Kolben 6, waduTeh das schon bis an die Zündgrenze komprimierte brennbare Gemisch weiter komprimiert und,durch die dabei entstehende Wärme entzündet wird. Die Zündung und damit der Höchstdruck im Verbrennungs raum erfolgen mit Vorteil ziemlich nach dem obern Totpunkt.
Nach der Zündung werden die beiden Kolben auseinandergetrieben. Der Kolben 16 geht nach oben, speichert ,die ihm dabei mitgeteilte Energie durch Komprimie ren der im Raume 50 enthaltenen Luft auf und wird dann durch die Flüssigkeit im Raum 33 festgehalten, bis sich das Spiel wiederholt. Der Kolben 6 geht nach unten und gibt die ihm mitgeteilte Energie an die Kurbelwelle ab. Sobald -der Kolben 6 den Kanal 12 freigegeben hat, strömen die Ab gase aus und .durch den Kanal 9 tritt Spül luft in den Zylinder. Das Spiel beginnt nun wieder von neuem.
Der Vorteil des Verfahrens ist ein hoher Wirkungsgrad auch bei niedriger Belastung infolge guter Gemischbildung, hoher rasch erfolgender Kampres,sion. schneller Verbren nung. Nach dem Verfahren gemäss der Erfin dung lassen sich die verschiedensten Brenn stoffe verarbeiten.