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Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Stufenzylinder. Gegenstand der
Erfindung ist eine Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Stufenzylinder und zwei
ineinander sich bewegenden Kolben. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt, und zwar ist Abb. i ein senkrechter Längsschnitt durch
die Maschine, wobei sich die beweglichen Teile in den Stellungen befinden, die sie
einnehmen, wenn beim. Aufwärtsgang der Kolben die Auspuffkanäle der Verbrennungskammer
gerade geschlossen sind, wobei eine Verbindung zwischen der ringförmigen Ladepumpe
und der Verbrennungskammer durch Öffnungen in den Kolben erzielt wird. Abb. 2 zeigt
einen ähnlichen Schnitt. Die beiden Kolben befinden sich in der Nähe ihrer oberen
Totlagen und die Verbindung zwischen der ringförmigen Ladepumpe und der Verbrennungskammer
ist geschlossen. Außerdem sind die Auspuffkanäle gleichfalls geschlossen. Abb.3
zeigt einen Schnitt mit dem Kolben in der Zündstellung. Abb. q. zeigt die Kolben
in der unteren Stellung, wobei der Auspuffkanal geöffnet und die Verbindung zwischen
der ringförmigen Ladepumpe und der Verbrennungskammer geschlossen ist. Abb.5 zeigt
diejenige Stellung, bei der die Einlaßverbindung zwischen der ringförmigen Ladepumpe
und der Verbrennungskammer gerade geöffnet ist und die Auspufföffnung im Begriff
ist, geschlossen zu werden. Abb. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie VI-VI der
Abb. i, und Abb. 7 zeigt einen Querschnitt -nach der Linie VII-VII der Abb. i.
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Die Kurbelwelle ist mit i bezeichnet und dreht sich in dem Kurbelgehäuse,
das aus einem oberen Teil e und aus einem unteren Teil 3 besteht. Die Kurbelwelle
und das Gehäuse können wie bei Viertaktmaschinen ausgebildet werden.
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Der Zylinder ist ein Stufenzylinder. Der obere kleinere Zylinderteil
ist mit q. und der untere größere mit 5 bezeichnet und zwischen beiden Zylinderteilen
ist eine ringförmige Schulter 6 angebracht. Das obere Ende des Zylinders ist geschlossen
und ist mit einer Zündkerze 7 versehen, die in die Verbrennungskammer hineinragt.
Das untere Ende 5 des Zylinders ist offen und ragt in den Teil e des Kurbelgehäuses
hinein. Der Querschnitt des unteren Zyjinderteiles 5 ist zweckmäßig doppelt so groß
als der Querschnitt des oberen Teiles.
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Die einander übergreifenden Kolben teilen den Zylinder in eine Verbrennungskammer
8 im oberen Zylinderteil und in eine Pumpenkamnmer g im unteren Zylinderteil. Das
Gemischzuführungsrohr io mündet durch die Schulter 6 in die Pumpenkammer g, welches
Rohr in bekannter Weise mit einem gesteuerten, nicht dargestellten Ventil zur Regelung
der Gemischzufuhr zur Maschine versehen sein kann.
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Der Hauptkolben fi ist rohrförmig und an beiden Seiten offen, und
er gleitet sowohl in dem, oberen Zylinderteil als auch auf dem anderen Kolben. Der
Kolben ii hat doppelte Wandungen, welche eine ringförmige Kammer ia, die im wesentlichen
vollständig um den Kolben von oben bis unten herumgeht, umschließen. Die Kanuner
i2 besitzt oben eine oder mehrere Öffnungen 13, die auch in der inneren Wandung
des Kolbens vorgesehen sind. Das untere Ende dieses ringförmigen Raumes 12 steht
ständig in offener Verbindung mit der Pumpenkammer g.
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Der andere Kolben 14. ist hohl und hat einen unteren Kopf 15, der
in der unteren größeren Bohrung des Zylinders gleitet, sowie einen oberen Kopf 16,
der sich im oberen Ende des Kolbens ii bewegt. Das untere Ende 15 des Kolbens 14
ist offen, während sein oberes Ende 16 geschlossen ist. Ein. ringförmiger Teil des
Kolbens 14 nahe an seinem unteren Kopf 15 gleitet in dem unteren Ende des Kolbens
ii, und die Stangen 18 verbinden diesen Teil mit dem Kopf 16.
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Der Kopf 16 des Kolbens 14 hat eine ringförmig angeordnete Reihe von
Öffnungen ig, die sowohl oben als seitlich hindurchgehen und die in Verbindung mit
den Öffnungen 13 der Kammer 12 im Kolben ii gebracht werden können. Die Verbrennungskammer
ist mit einer oder mehreren Auspufföffnungen 2o, im vorliegenden Fall mit deren
q., versehen, welche am Boden dieser Kammer angebracht sind und welche durch den
Kolben ii bei seiner Bewegung im, geeigneten Augenblick geöffnet bzw. geschlossen
werden.
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Die Schubstange 21 an der Kurbelwelle i ist unmittelbar mit dem Kolben
ix verbunden und greift an den Kopf 16 des Kolbens 14 mit einer Lenkstange 22 an.
Der Zapfen 23, der den Hauptkolben ii unmittelbar mit der Schubstange 21 verbindet,
ist außerhalb der Mittelachse des Kolbens angebracht. Die Zapfen 24. und 25 verbinden
die Enden der Lenkstange 22 mit der Schubstange 21 einerseits und mit dem Kopf 16
des Kolbens 14 anderseits. Infolge dieser Verbindung werden bei der Bewegung
der
Kolben ii und 1q. die Verbindung zwischen den Durchgängen i2 und =g zwischen der
Pumpen- und der Verbrennungskammer in geeigneten Zwischenräumen geöffnet und geschlossen.
Die wirksamen Flächen der Kolben =i und i¢ in der Verbrennungskammer sind im wesentlichen
gleich.
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Wenn man von der in der Abbildung i dargestellten Lage aller Teile
ausgeht, so arbeitet die Maschine in folgender Weise: Die beiden Kolben =i und 1q.
bewegen sich nach aufwärts, wobei die Pumpenkammer g in offener Verbindung mit der
Verbrennungskammer 8 steht und das Gemisch verdichtet und allmählich von der Pumpenkammer
in die Verbrennungskammer gedrückt wird, da das Volumen der Pumpenkammer schneller
abnimmt als das Volumen der Verbrennungskammer. Wenn die Kolben die in der Abb.
2 dargestellte Stellung einnehmen, so ist die Verbindung zwischen der Pumpenkammer
g und der Verbrennungskammer 8 abgeschlossen durch die relative Bewegung der beiden
Kolben. Das Gemisch wird dann weiter in der Verbrennungskammer durch die noch andauernde
Aufwärtsbewegung der Kolben zusammengedrückt und entzündet, sobald die Kolben, die
in Abb. 3 gezeigte Stellung erreicht haben. Die Kolben werden nun durch die entzündeten
Gase nach unten gedrückt in die Lage nach Abb. q.. Es wird neues Gemisch in die
Pumpenkammer g eingesaugt und die verbrannten Gase werden durch die Auspufföffnungen
2o hinausbefördert. Wenn die Kolben wieder ihre Aufwärtsbewegung beginnen, so ist
eine Verbindung zwischen der Pumpen- und der Verbrennungskammer sofort wieder hergestellt
durch die schnelle Bewegung des Kolbens 16 gegen den Kolben =i, wie Abb. 5 zeigt.
Die Kolben bewegen sich dann in die Lage nach Abb. i, wo die Auspufföffnungen geschlossen
sind, und dann wiederholt sich der Kreislauf.
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Nachdem die Verbindung zur Verbrennungskammer 8, wie in Abb. 2 gezeigt
ist, abgeschlossen ist, kann das Gemisch aus der Pumpenkammer g (wenn. die weitere
Zusammendrückung des Gemisches in der Verbrennungskammer 8 stattfindet) zu der entsprechenden
Pumpenkammer eines anderen nicht gezeichneten Zylinders der Maschine gedrückt werden,
der in diesem Augenblick gerade sich in der Ansaugperiode befindet.
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Durch die vereinigte Wirkung der beiden Kolben kann eine sehr hohe
Verdichtung des Gemisches in. der Verbrennungskammer erzielt werden, und zwar infolge
der zusätzlichen Verdichtung, nachdem die Verbindung zwischen der Pumpen- und der
Verbrennungskammer abgeschlossen ist. Außerdem kann die Verbindung zwischen den
beiden Kammern während eines beträchtlichen Teiles des Verdichtungshubes offen sein,
während sie während des übrigen Teiles des Kreislaufes geschlossen ist.
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Man kann auch den ersten Teil der neuen in die Verbrennungskammer
eintretenden Ladung für ein Ausspülen der Verbrennuügskammer von den verbrannten
Gasen benutzen, da die Auspuffkanäle erst freigelegt werden kurz nach Öffnung der
Verbindung zwischen der Pumpen- und der Verbrennungskammer.
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Einige der Vorteile, die sich mit der Erfindung erreichen lassen,
sind die folgenden i. eine beträchtliche Gewichtsverminderung im. Verhältnis zur
Kraftleistung, 2. eine wirksame Kühlung der Kolben durch das durchströmende Gemischgas,
3.. eine vollständige mechanische Durchwirbelung und Verdampfung des flüssigen Brennstoffes,
q.. der Wegfall mancher Teile, die eine Einstellung erfordern, -5. eine schnelle
und wirksame Entfernung der verbrannten Gase, 6. das Füllen derVerbrennungskammer,
nachdem der Auspuff vollendet ist, wodurch eine Mischung der verbrannten Gase mit
der frischen Ladung vermieden wird, 7. die Verhinderung des Zurückschlagens der
Explosionsflamme infolge der großen Geschwindigkeit des Gemisches durch die Kolben,
B. ein hoher Wirkungsgrad im Vergleich zu Viertaktverbrennungsmaschinen. Es können
verschiedene Änderungen in der Bauart, Gestalt und Anordnung der verschiedenen Teile
vorgenommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzugehen; der Anmelden beschränkt
sich nicht auf die beschriebene und dargestellte Konstruktion, sondern schließt
auch alle gleichartigen Abänderungen mit in den Schutz hinein.