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Sechszylinder-Verbrennungsmaschine
| Die Erfindung betrifft die Anordnung von Spül- |
| luftkollzetil>uinI)eii für Sechszylinder-Verbrennungs- |
| niasc.hiiu.n finit durchgelien@der Kurbelwelle. Sie |
| eignet sich insbesondere zur Anwendung bei |
| :Maschinen mit Doppelkolben., ist indes nicht au f |
| diese beschränkt. Bei derartigen Maschinen der |
| Zweitaktbauart ist es gebräuchlich, eine oder in |
| ge@@-issen l,' äll;en auch zwei Spülluftpumpen am einen |
| 1?nc@e der Maschine anzuordnen. Diese Pumpen |
| @@er<l@n durch eine oder mehrere Kurbeln von der |
| Hauptwelle aus angetrieben. Eine solche Anordnung |
| Besitzt indes beträchtliche Uinge und bringt gewisse |
| Auswuchtproldenie finit sich. |
| Eine andere bekannte Bauart besteht darin, eine |
| Spülluftpumpe zentral zwischen zwei Gruppen von |
je drei Zylindern anzuordnen. Indes wird, hierdurch ebenfalls .die Länge der Maschüne
vergrößert. Ferner sind, um die hin und her gehenden Massen der gesamten Maschinenanlage
auszuwuchten, gewisse Einstellungen derselben erforderlich.
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Bei beiden bekannten Anordnungen werden die Pumpen., um die erfordlerliche
zusätzliche Länge möglichst gering zu halten, mit möglichst langem I-lul> ausgebildet.
Indies verringert die entsprechende Radukbion der Bohrung den für diie Pumpenventile
verfügbaren Raum. Infolgedessen steigt die Luftgeschwindigkeit in diesen Ventilen,
was wiederum Arbeitsverluste beim Pumpen zur Folge hat.
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Eine dritte bekannte Anordnung besteht darin, daß eine oder a.b%",ech,seln-d
zwei Spülluftpumpen
vermittels Hebeln von den, Masehinenkrettzköpfen
angetrieben werden. Diese Pumpen befinden sieh auf einer Seite der Maschine. Jedoch
bedingt diese Bauart :die Anordnung von Massenpaaren, die eine unausgeglichene Schaukelbewegung
ausführen.
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Bei keiner der vorstehenden Anordnungen kann die Entladung der Zylinder
der Spülluftpumpe tnt'i den Spülperioden sämtlicher Arbeitszylinder ;zusammenfallen.
Vielmehr ergibt sich eine zyklische Änderung dies Drucks der Spülluft in ihrem Behälter.
Daraus folgt, daß die ungleich, die einen wirksamer, die anderen weniger wirks gereinigt
wenden. Die Erfindung betrifft nun eine Sechszylinder-Verbrennungsmaschine mit durchgehender
Kurbelwelle. Die Kurbelfolge. der Maschineneinheiten, die aufeinanderfolgend mit
i bis 6 numeriert sind, ist 1-5-3-6-2-4oderauch 1-4-2-6-3--5-Dabei werden drei Spülluftpumpen
durch seitlich ragende Hebel in der ersterwähnten Anordnung von den Kreuzköpfen
von N r. i, 2 und 3 der Maschineneinheiten angetrieben oder in der alternativen
Anordnung von den Kreuzköpfen der Nr.4, 5 und 6 der Maschinenei.nheilen. Dabei wird
das Gleichgewicht der primären und sekundären Kräfte und Kräftepaare durch die hin
und her gehenden Massen der Maschine. aufrechterhalten. .
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Bei Anwendung der Erfindung auf Maschinen mit Doppelkolben werden
die Spülluftpumpen von den zentralen Kreuzköpfen der betreffenden Maschineneinheiten
aus angetrieben.' Die Spülluftpumpen können zweckmäßig doppelt wirkend mit %^erhältni.smäfig
weiter Bohrung und kurzem flub ausgebildet sein.
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In der Zeichnung isst ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in, ihrer
Anwendung auf eine Verbrennungsmaschine mit DoppeIkollben dargestellt. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf die gezeichnete Konstruktion beschränkt.
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Fig.i zeigteinenLängsschnitte:inerSechszylinder-Zweitakt-Verbrennungsmaschine
mit Doppelkolben in erfindungsgemäßer Ausgestaltung; Fig. 2 zeigt einen Schnitt
nach Linie II-II , in Fig. 1 ; .
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Fig. 3 zeigt einen Grundriß der in Fig. i dargestellten :Maschine.
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Die Zeichnungen sind nur schematische Darstellungen. Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung in ihrer beispielsweisen Anwendung auf eineSechszylinder-Verbrennungsmaschinevertikaler
Bauart mit im ZN1-eitaktzyklus einzeln wirkenden Doppelkolben umfaßt die Maschine
sechs Einheiten, beziffert mit i bis 6. Die Kurbelfolge der Masch:inencinheiten
im vorliegenden Beispiel ist 1-5-3-6-2-4, wie in F,ig.2 dargestellt. Die Maschineneinheiten
i bis 6 sind gleichgestaltet und von bekannter Bauart. Die allgemeinen Merkmale
der Einheit i sollen kurz beschrieben werden.
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Die Maschineneinheit i besitzt nach Fig. i und 2 einen Zylinder i
i. in dem zwei Kolben 12 und 13 angeordnet sind. Der Zylin aler t i besitzt keine
Abschlußdeckel. Der Kolben 12 hat eine kurze Kolbenstange 1.4 mit zentralem Kreuzkopf
i.5. Dieser Kreuzkopf ist durch eine Stange 16 mit einer Hauptkurbel 17 der,
.durchgehenden Kurbelwelle 18
verbunden., die in Lagern 19 läuft. Der obere
Kolben 13 trägt ein gelenkig drehbar angeordnetes Joch 2o und ist durch Führungen
21 gemäß Fig. 2 geführt. An den Enden des Jochs sind die oberen Enden der Verbindungsstangen
22 und 23 angea@lÜossen, während die unteren Enden dieser `Kopplungsstangen mit
den seitlichen Kreuzköpfen 24 tityd 25 verbunden sind. Die Kreuzköpfe 24 und 25
sind durch seitliche Stangen 26 und 27 mit den Neblankurbeln 28 und 29 der Kurbelwelle
18 verls1wen. Der Achsenabstand der Hauptkurbel 17 ist größer als der Abstand der
Nebenkurbeln 28 und 29 von der Kurbelwellenachse. Infolgedessen ist der Hub des
oberen Kolbens 13 geringer als der Hub des unteren Kolbens 12.
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Der. Brennstoff, z. B. Öl, wird in eine Verbrennungskam-rner
30 eingespritzt, in der während des vorausigehernden Hiebes Luft komprimiert
wurde. Infolge der Verbrennung des Brennstoffs bewegen sich die Kolben 12 und 13
gleichzeitig (in entgegengesetzter Richtung) auswärts, bis, etwa am Ende des Hubes,
der Kolben 12 den Einlaß 31 (Fig. 2) aufdeckt, durch den Spülluft aus einem Luftvorratsbehälter
32 eintritt. Zu gleicher Zeit gilbt der obere Kolben 13 die. Aws.laßöffnungnen 33
frei, die zu einem Auspuffrohr 34 führen, so draß die aus dem Behälter 32 strömende
Spülluft die Verbrennungsprodukte aus dem Zylinder 13 .durch die Auslaßöffnungen
33 austreibt und den Zylinder mit frischer Luft füllt. Beim Rückgang der Kolben
12 und 13 werden die Ein- und Awslaßöffnungen.31 und 33 durch die Kolben geschlossen,
und die zwischen Aden Kolben befindliche Luft wird komprimiert. Wenn die Kolben
wieder die in Fig. i und 2 dargestellte Lage erreichen, wird Brennstoff eingespritzt
und entzündet, so daß die Kolben i2und13 sich wieder nach auswärts bewegen. Die
beschriebenen Vorgänge wiederholen sich alsdann.
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Die Maschineneinheiten 2 biss 6 funktionieren in der gleichen Weise
wie für Einheit i beschrieben. Erfindungsgemäß wirdderLuftvorratsbehälter32 durch
drei Spülluftpumpen 35, 136 und 137 mit komprimierter Luft versorgt. Die Spülluftpumpen
wenden von den zentralen Kreuzköpfen der Maschineneinheiten 1, 2 und 3 angetrieben.
Da die Spülluftpumpen und ihr Wirkungsmechanismus gleich sind, soll nur die Puml)e
35 und ihre Wirkurig beschrieben werden.
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Die Spülluftpumpe 35 besitzt einen Zylinder 36 mit verhältnismäßig
großem Innendurchmesser. In diesem Zylinder ist ein Kolben 37 mit verhältniismäßig
kurzem Hub atrgeordnet, der mit einer Kolibenstange 38 verbunden ist. In dem Zylinder
36
sind Saugventile 39 und Druckventile 4o angeordnet. -Der Lufteinlaß besteht
aus einem nach der Atmosphäre offenen Filter 41, durch das Luft von links, wie aus
Fig. 2 ersichtlich, eintritt. Die Luft gelangt in eine Kammer 42, von der zwei Übergänge
zu dien oberen. und unteren Saugventilen führen. Die Kammer .I2 ist mit einem schallabsorbierenden
Material ausgekleidet und dient als Geräuschdämpfer. Die Druckventile .4o sind mit
einer
Druckleitung43 verbunden. Die Saugventile39 und die Druckventile
4o sin.d in besonderen Abteilungen in :der Pumpe angeordnet. Besondere, aus Fig.
3 ersichtliche Überleitungen 44 verbinden die Druckventile am unteren Ende der Pumpe
mit den an ihrem oberen Teil befindlichen.
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Die Kolbenstange 38 besitzt einen Kreuzkopf 45, der in Führungen 46
,sich bewegt. Mit einem an diesem Kreuzkopf befindlichen Zapfen 47 sind die oberen
Enden von zwei Gelenkstangen 48 verbunden, deren untere Enden an einen Zapfen 49
angeschlossen sind, der in einem Endenpaar der Hebel 5o liegt. Die Hebel So sind
von einem Zapfen 5 i getragen, .der drehbar in einem Lager 52 angeordnet ist. Die
anderen Enden dieser Hebel sind mit einem Zapfen 53 verbunden, an welchem die unteren
Enden der Gelenkstangen 54 angeschlossen sind. Die oberen Enden dieser Stangen 54
sind an einem Bolzen 55 gehalten., der an den äußeren Enden zweier Arme 56 gelagert
ist, die von dem zentralen Kreuzkopf der Maschineneintieit i getragen werden.
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Die Spülluftpumpen 136 und 137 sind in gleicher Weise
mit Druckleitungen 156 und 157 versehen., die mit dem 1,uftvorrats:behätter32
verbunden sind. Sie werden durch Hebel, die mit deal zentralen Kreuzköpfen der Maschineneinheiten
2 und 3 verbunden sind, in ähnlicher Weise angetrieben., wie dies vorsteluenid mit
Bezug auf die Pumpe 35 beschrieben wurde. Die Betätigungsfolge der Hauptkurbeln
der Kurbelwelle 18 der Maschine ist in Fig. 2 veranschaulicht. Zwoecks leichterer
Feststellung ihrer Zugehörigkeit sind dieselben mit den Ziffern der mit ihnen verbundenen
Maschineneinheiten bezeichnet.
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Die Antriebe der drei Kolben der Pumpen 35, 136 und 137 sind
in Phasen von 1200 gegeneinander versetzt, wie sich aus der Kurbelfolge gemäß Fig.2
ergibt. Indem die Arbeitsteile aller drei Pumpen gleich ausgebildet werden, erhält
man einen vollständigen Ausgleich der primären und sekundären Vertikalkräfte, unter
Vermeidung von in der Ouerrichtung wirkenden Kräftepaaren.
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Zwar treten dabei kleine, vorwärts und rückwärts wirkende \'erdrehuiug@skräfte
primärer und sekundärer Art auf. Infolge des gerungen Gewichts der bewegten Teile
der Spülluftpumpen 35, 136 und 137 sowie infolge des verhältnismäßig kurzen Hubes
und der nahe benachbarten Lage der Pumpenzentren zueinander sind indes diese Kräftepaare
von untergeordneter Bedeutung.
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Für diese in Phasen von 12o° gegeneinander versetzten, dophelit wirkenden
Pumpen 35, 136 und 137 sind sechs gleiche, um je 6o° versetzte Auslässe vorgesehen,
entsprechend den sechis Spülperioden fier die Zylinder der Maschineneinheiten i
bis 6. Der Druck in dem Luftbehälter 32 bleibt konstant während des Zyklus, so daß
eine gleichmäßig wirkungsvolle Spülung aller Zylinder der Maschineneinheiten i bis
6 gewährleistet ist. Da. die Pumpen 35, 136 und 137 verhältnismäßig weite Zvlinderlolirung
besitzen und leicht Seite bei Seite ;uigepaßt werden können, kann ihr Hub verhältnismäßig
kurz sein. Dies ergibt geringe Kolbengeschwindigkeiten sowie reichlichen, für die
Ventile verfügbaren Raum. Die Luftgeschwindigkeiten.und dementsprechend ,die Pumpenverluste
sind gering, während die mechanische, Leistung verbessert wind.
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Beim Versagen einer der Pumpen 35, 136 und 137 genügt die Luft der
beiden andern, um die Maschine mit verringerter Leistung in Gang zu halten.
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Die Kurbelfolge der Maschineneinheiten kann anstatt I-5-3-6-2-4 auch
I-4-2-6-3-5 sein, wobei die Pumpen mit den Kreuzköpfen der Maschineneinheiten 4,
5 und 6 verbunden sind.
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Gegenüber den bisher bekannten Anordnungen bietet die Erfindung mannigfache
Vorteile, abgesehen davon, daß die Gesamtlänge der Maschine nicht vergrößert wird.
Es treten keine unausgeglichenen primären oder sekundären Vertikalkräfte sowie keine
quer wirkenden Kräftepaare auf. Es ist keine Einstellung der hin und her bewegten
Massen bei vertikalen Maschineneinheiten zwecks Massenausgleich erforderlich. Im
Luftvorratshehälter herrscht während des ganzen Arbeitszyklus gleichmäßiger Druck.,
was eine gleiche Spülung mit Frischluft für alle Zylinder und damit gleichmäßige
Verbrennungswirkung sowie verringerten Brennstoffverbrauch ergibt. Die Luftgeschwindigkeit
in den Ventilen ist gering und ergibt geringe Pumpenverluste bei erhöhter mechanischer
Maschinenleistung. Die Zuverlässigkeit der Anlage ist erhöht, da zwei Pumpen allein
imstande sind, die Maschine bei verringerter Leistung in Gang zu halten.
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Die Erfindung kann auch bei Sechszylinder-Verbrennungsmaschinen mit
durchgehender Kurbelwelle anderer Bauart als der oben beschriebenen Anwendung finden.