Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brennkraft-Kolbenmotor. Derselbe zeichnet sich dadurch aus, dass an den .Nfotorzvlinder ein mit dem Kompressionsraum des letzteren kommunizierender Zusatzzylinder angeschlossen ist, in welchem ein Sekundärkolben liegt, der in Arbeitsstellung sich gegen eine Druckfeder und ein Luftpolster abstützt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. und zwar zeigen:
Fig. 1 einen axialen Schnitt in der Stellung bei voller Kom pression.
Fig. 7 einen ebensolchen unmittelbar nach eingetretener Explosion bei Beginn des Arbeitshubes.
Fig. 3 die Stellung des Sekundärkolbens beim günstigsten Hebelarm der Kurbelwelle. und
Fig. 4 die Stellung des Sekundärkolbens nahe dem Ende des Arbeitshubes des Motorkolbens.
list der konventionelle Motorzylinder eines Brennkraft Kolbenmotors resp. Otto-Verbrennungsmotors und 2 der Motorkolben. Auf der Stirnseite 1 des Motorzylinders 1 ist ein Zusatzzylinder 3 angeordnet. welcher gegen den Kompressionsraum 4 des Motorzylinders 1 offen ist und mit diesem kommuniziert. Im Zusatzzylinder 3 lagert und arbeitet der Sekundärkolben 5. Eine kräftige. zweckmässig vierkantige Druckfeder 6 stützt sich einerseits gegen den Sekundärkolben 5 und andererseits gegen den stirnseitigen Deckelteil 3 des Zusatzzvlinders 3 ab. wobei die Enden der Feder 6 einerseits mit dem Sekundärkolben 5 und andererseits mit dem Deckelteil 3 fest miteinander verbunden sind. .Nicht dargestellt sind die in den stirnseitigen Zylinderteil 1 eingebauten, an sich bekannten.
Ein- und Auslassventile sowie die Zündkerze.
Bei der Aufwärtsbewegung des .Motorkolbens 2 und stattfindender Kompression wird der Sekundärkolben 5 in den zugehörigen Zusatzzylinder gedrängt und die Druckfeder 6 etwas zusammengedrückt. Bei der durch die Zündung bewirkten Explosion wird der Sekundärkolben 5 in den Zusatzzylinder 3 getrieben und die Druckfeder 6 wird ganz zusammengedrückt und in hohen Spannungszustand gebracht. Gleichzeitig uird die Luft im Zusatzzylinder oberhalb dem Sekundärkolben stark komprimiert und erzeugt ein kräftiges Luftkissen. Bei der durch die Zündung herbeigeführten Explosion bewegen die Explosionsgase den Motorkolben 2. unterstützt durch das vom Sekundärkolben 5 ausgehende Kraftmoment, das vom Luftkissen und der zusammengepressten Druckfeder 6 gebildet wird, nach unten.
Dieses Kraftmoment tritt in Erscheinung. wenn sich die Pleuelstange 7 des Motorkolbens 2 noch in einer unxorteilhaften Arbeitsstellung befindet. Die Bewegungen des Niotorkolbens 2 im Arbeitshub sind durch die Fig. 2 bis 4 angedeutet. Die Kurbelwelle 8 wird dabei im Sinne des Pfeiles a gedreht. Wie die Fig. 2 zeigt. wirkt infolge des sich vergrös senden Expiosionsraumvolumens bei der Explosion ein weniger hoher Anfangsdruck auf die Pleuelstange 7 und damit auf die Kurbelwelle 8.
Zufolge des vergrösserten Gasvolumens und der zusätzlichen Belastung durch den Sekundärkolben 5 können während des weiteren Verlaufes des Arbeitshubes (Abwärtsbe' egung des Sekundärkolbens) die Explosionsgase erteilt. auch bei günstigerer Stellung der Pleuelstange 7 und der Kurbelwelle X auf den Motorkolben 2 wirken, so dass der Wirkungsgrad des Motors günstig beeinflusst werden kann.
Demgegenüber können bei den bekannten Verbrennungsmotoren die im kleinsten Kompressionsraum explodierten, hochgespannten Verbrennungsgase infolge zu raschen Druckabfalles nicht mehr in erwünschter Weise im Augenblick des günstigsten Hebelarmes der Kurbelwelle mit genügend hohem Druck auf den Motorkolben wirken, so dass auf diese Weise der erwartete Wirkungsgrad nicht mehr erreicht werden kann.
Beim beschriebenen Erfindungsgegenstand wird ein Teil des Explosionsdruckes zur Spannung der Druckfeder 6 des Sekundärkolbens 5 benutzt, wobei, wie Fig. 3 zeigt, zugleich eine entsprechende Vergrösserung des Explosionsraumes erreicht wird. Der im vergrösserten Explosionsraum erzeugte Gasdruck und der zusätzlich durch den Sekundärkolben 5 gespeicherte Druck ermöglichen während des weiteren Kolbenhubes einen verzögerten Druckabfall und eine zeitlich verteilte Energieabgabe an die Kurbelwelle, unter Vermeidung hoher Spitzendrücke.
Der Sekundärkolben 5 ist im Querschnitt gesehen U-förmig und in diesem sind im Randflansch 9 zur Abdichtung nötige Kolbenringe 10 vorgesehen. In den durch den Randflansch 9 seitwärts begrenzten Aufnahmeraum 11 greift der untere Teil der Druckfeder 6, während deren oberer Teil in die abgesetzte Vertiefung 12 eingreift. 13 ist eine Anschlagschulter im Zusatzzylinder 3, welche die Aufwärtsbewegung des Sekundärkolbens 5 begrenzt.
Der Zusatzzylinder 3 könnte auch auf dem Motorzylinder 1 wegnehmbar aufmontiert sein, so dass bereits im Gebrauch befindliche Kolbenmotoren durch Montage desselben umgebaut werden können.
PATENTANSPRUCH
Brennkraft-Kolbenmotor, dadurch gekennzeichnet, dass an den Motorzylinder ( 1 ) ein mit dem Kompressionsraum (4) des letzteren kommunizierender Zusatzzylinder (3) angeschlossen ist, in welchem ein Sekundärkolben (5) lagert, der in Arbeitsstellung sich gegen eine Druckfeder (6) und ein Luftpolster abstützt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Brennkraft-Kolbenmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzzylinder (3) auf der Stirnseite (1 ) des Motorzylinders (1) angeordnet und an den Explosionsraum (4) angeschlossen ist.
2. Brennkraft-Kolbenmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (6) sich einerseits an dem Sekundärkolben (5) und andererseits an dem Zusatzzylinder (3) abstützt.
3. Brennkraft-Kolbenmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkolben (5) mit Kolbenringen (10) versehen ist.
4. Brennkraft-Kolbenmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkolben (5) einen Aufnahmeraum (11) aufweist, welcher seitwärts durch einen Randflansch (9) des ersteren begrenzt ist.
5. Brennkraft-Kolbenmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzzylinder (3) wegnehmbar am Motorzylinder (1) aufmontiert ist.
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The present invention relates to a reciprocating internal combustion engine. The same is characterized in that an additional cylinder communicating with the compression chamber of the latter is connected to the .Nfotorzvlinder, in which there is a secondary piston which, in the working position, is supported against a compression spring and an air cushion.
An example embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. namely show:
Fig. 1 is an axial section in the position at full com pression.
7 shows a similar one immediately after the explosion has occurred at the start of the working stroke.
3 shows the position of the secondary piston with the most favorable lever arm of the crankshaft. and
4 shows the position of the secondary piston near the end of the working stroke of the engine piston.
list the conventional engine cylinder of an internal combustion piston engine, respectively. Otto combustion engine and 2 of the engine pistons. An additional cylinder 3 is arranged on the end face 1 of the engine cylinder 1. which is open to the compression chamber 4 of the engine cylinder 1 and communicates with it. The secondary piston 5 is stored and working in the additional cylinder 3. appropriately square compression spring 6 is supported on the one hand against the secondary piston 5 and on the other hand against the front cover part 3 of the additional cylinder 3. wherein the ends of the spring 6 on the one hand with the secondary piston 5 and on the other hand with the cover part 3 are firmly connected to one another. Not shown are the known ones built into the frontal cylinder part 1.
Inlet and outlet valves and the spark plug.
During the upward movement of the .Motorkolbens 2 and compression taking place, the secondary piston 5 is pushed into the associated additional cylinder and the compression spring 6 is compressed somewhat. With the explosion caused by the ignition, the secondary piston 5 is driven into the additional cylinder 3 and the compression spring 6 is completely compressed and brought into a high state of tension. At the same time, the air in the additional cylinder above the secondary piston is strongly compressed and creates a powerful air cushion. During the explosion brought about by the ignition, the explosion gases move the engine piston 2. supported by the moment of force emanating from the secondary piston 5, which is formed by the air cushion and the compressed compression spring 6.
This moment of force appears. when the connecting rod 7 of the engine piston 2 is still in an unexortional working position. The movements of the Niotor piston 2 in the working stroke are indicated by FIGS. 2 to 4. The crankshaft 8 is rotated in the direction of arrow a. As Fig. 2 shows. As a result of the increasing volume of the explosion chamber, a less high initial pressure acts on the connecting rod 7 and thus on the crankshaft 8 during the explosion.
As a result of the increased gas volume and the additional load from the secondary piston 5, the explosion gases can be emitted during the further course of the working stroke (downward movement of the secondary piston). act on the engine piston 2 even in a more favorable position of the connecting rod 7 and the crankshaft X, so that the efficiency of the engine can be influenced favorably.
In contrast, in the known internal combustion engines, the highly stressed combustion gases that exploded in the smallest compression chamber can no longer act in the desired manner at the moment of the most favorable lever arm of the crankshaft with sufficiently high pressure on the engine piston due to the rapid pressure drop, so that the expected efficiency is no longer achieved in this way can be.
In the described subject matter of the invention, a part of the explosion pressure is used to tension the compression spring 6 of the secondary piston 5, whereby, as FIG. 3 shows, a corresponding enlargement of the explosion space is achieved at the same time. The gas pressure generated in the enlarged explosion chamber and the pressure additionally stored by the secondary piston 5 enable a delayed pressure drop and a temporally distributed energy output to the crankshaft while avoiding high peak pressures during the further piston stroke.
The secondary piston 5 is U-shaped when seen in cross section and piston rings 10 necessary for sealing are provided in this in the edge flange 9. The lower part of the compression spring 6 engages in the receiving space 11 laterally bounded by the edge flange 9, while its upper part engages in the recessed recess 12. 13 is a stop shoulder in the additional cylinder 3, which limits the upward movement of the secondary piston 5.
The additional cylinder 3 could also be removably mounted on the motor cylinder 1, so that piston motors that are already in use can be converted by mounting the same.
PATENT CLAIM
Internal combustion piston engine, characterized in that an additional cylinder (3) communicating with the compression chamber (4) of the latter is connected to the motor cylinder (1), in which a secondary piston (5) is mounted, which in the working position is against a compression spring (6) and a cushion of air supports.
SUBCLAIMS
1. Internal combustion piston engine according to claim, characterized in that the additional cylinder (3) is arranged on the end face (1) of the motor cylinder (1) and is connected to the explosion chamber (4).
2. Internal combustion piston engine according to claim, characterized in that the compression spring (6) is supported on the one hand on the secondary piston (5) and on the other hand on the additional cylinder (3).
3. Internal combustion piston engine according to claim, characterized in that the secondary piston (5) is provided with piston rings (10).
4. Internal combustion piston engine according to claim, characterized in that the secondary piston (5) has a receiving space (11) which is delimited laterally by an edge flange (9) of the former.
5. Internal combustion piston engine according to claim, characterized in that the additional cylinder (3) is removably mounted on the engine cylinder (1).
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