Reihenstern-Flugzeugmotor. Vorliegende Erfindung betrifft einen Rei- lrenstern-Flugzeugmotor, bei welchem die Zy linder wenigstens vier Zylindersterne und wenigstens sieben Längsreihen bilden.
Der Flugzeugmotor gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass den Zylin dern einer jeden Längsreihe, eine einzige Saug leitung zugeordnet und die Zündeinrichtung .so ausgebildet ist, dass die Zylinder jeder Reihe nacheinander gezündet werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht einer einzigen Zy linderreihe mit :der zugehörigen Teilzünd- und Ladeeinrichtung und Fig. 2 eine Abwicklung des Flugzeug motors mit schematischer Darstellung der 7vlindersaug- und -auspuffleitungen; Fig. 3 ist ein Diagramm des zeitlichen Ab laufes der Zündung und der Einla.ssventil- üffnung der Zylinder;
Fig. 4 zeigt eine perspektivische, schema tische Darstellung des Flugzeugmotors; Fig. 5 ist ein Diagramm der Stellung der Zy linderaxen des Motors nach Fig. 4 und ihrer Beziehung zu den Kurbeln; Fig. 6 und 8 zeigen schematische Seiten- und Rückansichten der Kurbelwelle und Fig. 7 eine perspektivische, schematische Ansicht der Kurbelwelle;
Fig. 9 und 10 sind schematische Seiten- und Rückansichten der Kurbelwelle mit einer Variante der Gegengewichtsanordnung.
Beim dargestellten Reihensternmotor sind die Zylinder 215 in sieben über den Umfang verteilten Reihen 1 bis 7 zu je vier Zylindern angeordnet.
Die nicht dargestellten Kolben der auf dem Kurbelgehäuse 34 radial stehenden Zy linder 215 sind, wie dies für die in den Diagrammen nach den Fig. 2 und 5 durch Schraffur hervorgehobenen Zylinder<I>D1, C4,</I> <I>B4</I> und<I>A7</I> mit den Bezeichnungen<I>M.</I> R. bzw. M dargestellt ist, :durch .die Kurbelstan gen 207, 209, 211 und 213 mit :der Kurbel welle 58 verbunden, welche ein Schwungrad 206 trägt und über ein Übersetzungsgetriebe in der Rumpfnase 30 den Propeller 31 an treibt.
Die Reihen 1 bis 7 verlaufen schrau benförmig um das Kurbelgehäuse, indem die Zylindersterne um gleiche Winkel zuein ander versetzt sind, -wie aus Fig. 2 und 5 ersichtlich ist.
Jede Zylinderreihe ist mit einer einzigen Saugleitung 224 (Fig. 1) versehen, welche sich den Zylinderoberteilen entlang zwischen den in entgegengesetzten Richtungen liegen den Einlassventilkästen 220 und Auslassventil- kästen 218 erstreckt und sich von der Ab zweigstelle 226 hinter der Reihe bis zur Ein lassöffnung 222 des vordersten Zylinders der Reihe hinterzieht.
Die Einlassöffnungen 223 der übrigen drei Zylinder der Reihe sind an seitliche Stutzen der Saugleitung 224 ange schlossen, und auf diese Weise erfolgt die Speisung aller Zylinder einer Reihe mit Auf ladeluft oder Luftbrennstoffgemisch von einer einzigen Leitung aus.
Alle diese Saugleitun gen sind unmittelbar an eine gemeinsame Verteilringleitung _ 232 angeschlossen. Jede Saugleitung 224 ist vorzugsweise aus einzel nen Abschnitten zusammengesetzt, von wel chen jeder einen Seitenstutzen zur Verbin dung mit einer der Öffnungen 222 -hat und welche durch flexible Verbindungsstücke 239 zu einer Leitung vereinigt sind.
Die Verteilringleitung 232 ist zweckmässig an ein Zentrifugalgebläse angeschlossen, das mit einem zentralen Einlassrohr 272 (Fix. 2) versehen ist. Ferner sind die Auslassöffnun- gen 251 der Zylinder über die Stutzen<B>227</B> an die Auspuffleitung 255 angeschlossen.
Jede Zylinderreihe ist mit einer Teilzünd- einrichtung versehen, welche den Zündmagnet 116 und eine Sammelzündleitung 117 auf weist, von welchem aus Zweigzündleitungen 119, 121, 125 und 127 zu den einzelnen Zy lindern jedes Sternes führen. In die Ventil kästen 220 und 218 sind die durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus be tätigten Rohrventile eingesetzt.
Die Motorkurbelwelle 58 hat vier Kurbeln 172, 174, 176 und 178 zwischen fünf Wellen zapfen 180, 182, 184, 186 und 188, wobei die Kurbeln auf einander entgegengesetzten Sei ten der Kurbelwellenaxe liegen und vom einen zum andern Ende der Kurbelwelle in ihrer Winkellage gegeneinander um einen Betrag versetzt sind, welcher gleich .dem Versetzungs. winkel der aufeinanderfolgenden Zylinder der Sterne ist, wie besonders aus Fig. 8 ersicht lich ist.
Wie aus. Fig. 6 und 8 hervorgeht, kann die Kurbelwelle durch zwei Ge-,en- gewichte 198 und 200 ausbalanciert sein, oder es können vier Gegengewichte 198, 199, 200 und 201 vorhanden sein, wie in Fig; 9 und 10 dargestellt ist.
Der zeitliche Ablauf der Zündungen in bezug auf die Drehbewegung der Kurbelwelle ist derart, dass die Zylinder in der in Fig. 3 dargestellten Reihenfolge gezündet. werden, beider die nacheinander gezündeten Zylinder einander gegenüberstehen. Der Zylinder 45 wird also unmittelbar nach dem Zylinder Dl. gezündet, und dann erfolgt die Zündung-in den Zylindern B2, C6,<I>D3, A7</I> usw. Die Zy linder werden in gleichen Zeitabständen ge zündet, und da es sich um einen Viertakt motor handelt, ergeben sich bei jeder Kurbel wellendrehung 14 gleiche Zündabstände. In Fig. 3 sind .deshalb zwei Kurbelwellendrehun- gen dargestellt.
Die Zylinder werden nicht nur für den Alotor als Ganzes, sondern auch für die Zy linder jeder Reihe unter sich in gleichen Zeit- äbständen gezündet. Ausserdem werden die Zylinder jeder Reihe nacheinander in der Reihe von vorn nach hinten, also von dem vom Gebläse entfernteren nach dem näher an diesem liegenden Ende gezündet, also z. B. in der- Reihe 1 in der Reihenfolge-Dl, Cl,<I>BI</I> und Al.
Es hat sich herausgestellt, da.ss sich durch diese Zündungsfolge eine ausgezeich- r_iete Verteilung der Ladung auf die verschie denen Zylinder jeder Reihe ergibt, auch wenn die Saugleitung für alle Zylinder der Reihe gemeinsam ist. Dank den gleichmässigen Zeit abständen zwischen den Zündungen liegen die Drehmomentspitzen der Kurbelwelle eben falls in gleichmässigen Abständen voneinan der, wodurch sich ein ausserordentlich ruhiger Lauf des Motors ergibt.
Aus den Diagram men nach Fig. 3 und 5 folgt auch, dass de: Zylinder Cl in sieben Intervallen nach dem Zylinder D1, der Zylinder BI in sieben Inter vallen nach dem Zylinder Cl, der Zylinder Al in sieben Intervallen nach dem Zylinder B1 und der Zylinder Dl wiederum in sieben Intervallen nach dem Zylinder Al gezündet wird. Infolge dieser Zündungsweise kann eine selbständige Teilzündeinrichtung ausfallen oder ausser Tätigkeit gesetzt werden, ohne dass eine grö ssere Beeinträchtigung des ruhigen Ganges des Motors erfolgt. Wenn z.
B. einer der Ma gnete 116 eine Störung hätte, so dass die Zün dung der Zylinder,der entsprechenden Zylin derreihe aussetzen würde, so würden sich diese Aussetzer ebenfalls in gleichen Zeitabständen unter die Zündintervalle der übrigen Zylin- cler verteilen, woraus sich eine minimale Be- intriicliiiguiig des ruhigen Ganges des 11o- tors ergeben würde. Dies ist bei Flugzeu7 inotoren besonders wichtig.
Es arbeitet also @NU- Zylinderreihe in weitem Masse als selb- sizindiger Motor, was die Zuverlässigkeit des Motors als Ganzes sowie die Sicherheit des Flugzeuges beträchtlich erhöht.
Für die oben beschriebene Zündungsfolge ist der zeitliche Ablauf der Ventilöffnungen für jede Reihe besonders wichtig. In Fig. '3' unten stellt die Linie 261 den Punkt dar, in welchem das Einlassventil des Zylinders Dl geöffnet wird, während die Linien<B>263,</B> 265 und 267 die Zeitpunkte darstellen, in welchen die Einlassventile der Zylinder Cl bzw. B1. bzw. <B>Al.</B> geöffnet werden.
Die Linie 283 stellt. den Zeitpunkt dar, in welchem sich das Einlassventil des Zylinders D1 schliesst, und die Linien 285, 287 und 281 stellen den Zeit punkt dar, in welchem sich die Einlassventile der Zylinder Cl,<I>BI</I> und 31 schliessen.
Das Einlassventil jedes Zylinders öffnet sich 2f)'' vor Erreichung der obern Totpunktla.ge und schliesst sich 76 nach Erreichung der untern 7'otpunl#.tlage; infolgedessen ergibt sich eine t\berlappung (bei welcher die Einlassventile zweier Zylinder gleichzeitig geöffnet sind) zwischen den Einla.ssventilen der verschie denen Zylinder der gleichen Reihe während eines Intervalles von 96 .
Jedes Ventil ist während eines Interva.lles von<B>276'</B> geöffnet, und das Einla.ssventil eines Zylinders öffnet sich 96 , bevor sich das Einlassventil des in der Zündfolge unmittelbar vorhergehenden Zylinders schliesst. Die Ladung strömt daher bleichzeitig in zwei Zylinder jeder Reihe wäh rend der Öffnungs- und Schliessperioden der Ventile; hingegen ist während der Perioden völliger Ventilöffnung nur ein Ventil offen. Lind die Ladung wird nur in einen Zylinder eingelassen. Wenn sich die Motorwelle z. B.
in einer Stellung befindet, in welcher das Einlassventil des Zylinders Dl völlig geöffnet ist, strömt die Ladung nur in diesen Zylin der. Sobald sich das Einla.ssventil des Zylin- clers Dl zu schliessen beginnt, öffnet sich das Ventil des Zylinders Cl, und die Ladung
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kann <SEP> in <SEP> die <SEP> beiden <SEP> Zylinder <SEP> D1 <SEP> und <SEP> Cl <SEP> ein strömen, <SEP> bis <SEP> das <SEP> Ventil <SEP> des <SEP> Zylinders <SEP> D1 <SEP> sich
<tb> schliesst.
<SEP> Wenn <SEP> das <SEP> Ventil <SEP> des <SEP> Zylinders <SEP> Cl
<tb> sich <SEP> zu <SEP> schliessen <SEP> beginnt, <SEP> öffnet <SEP> sich <SEP> das
<tb> Ventil <SEP> des <SEP> Zylinders <SEP> B1, <SEP> und <SEP> die <SEP> Ladung
<tb> strömt <SEP> in <SEP> .die <SEP> beiden <SEP> Zylinder <SEP> Cl <SEP> und <SEP> BI <SEP> ein;
<tb> bis <SEP> das <SEP> Ventil <SEP> des <SEP> Zylinders <SEP> Cl <SEP> geschlossen
<tb> ist. <SEP> Dieser <SEP> Vorgang <SEP> wiederholt <SEP> sich <SEP> in <SEP> allen
<tb> Zylindern <SEP> der <SEP> Reihe <SEP> in <SEP> der <SEP> unten <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 3
<tb> dargestellten <SEP> Weise.
<SEP> Die <SEP> Luft <SEP> strömt <SEP> von <SEP> der
<tb> Verteilstelle <SEP> 226 <SEP> den <SEP> verschiedenen <SEP> Zylindern
<tb> der <SEP> Reihe <SEP> immer <SEP> in <SEP> einer <SEP> Richtung <SEP> zu, <SEP> und <SEP> es
<tb> hat <SEP> sich <SEP> herausgestellt, <SEP> dass <SEP> mit <SEP> der <SEP> Zünd folge <SEP> und <SEP> der <SEP> Ventilüberlappung <SEP> alle <SEP> Zylinder
<tb> der <SEP> Reihe <SEP> eine <SEP> gleiche <SEP> Ladung <SEP> erhalten, <SEP> wo durch <SEP> eine <SEP> gleiche <SEP> Kraftverteilung <SEP> und <SEP> ein
<tb> gleichförmiges <SEP> Arbeiten <SEP> der <SEP> Zylinder <SEP> jeder
<tb> Reihe <SEP> erzielt <SEP> wird. <SEP> Überdies <SEP> ist <SEP> bei <SEP> der <SEP> Aus bildung <SEP> nach <SEP> Fig.
<SEP> 2, <SEP> bei <SEP> welcher <SEP> alle <SEP> Saug leitungen <SEP> an <SEP> die <SEP> Verteilringleitung <SEP> 232 <SEP> in
<tb> gleichen <SEP> Winkelabständen <SEP> angeschlossen <SEP> sind.
<tb> die <SEP> Belastungsverteilung <SEP> unter <SEP> :den <SEP> verschie denen <SEP> Reihen <SEP> ebenfalls <SEP> gleichmässig <SEP> und <SEP> er gibt <SEP> eine <SEP> gleichmässige <SEP> Kraftverteilung <SEP> und
<tb> Arbeitsleistung <SEP> unter <SEP> allen <SEP> Zylindern <SEP> des
<tb> Motors.
<tb> Die <SEP> Erfindung <SEP> umfasst <SEP> auch <SEP> Motoren <SEP> mit
<tb> neun <SEP> Längsreihen <SEP> oder <SEP> mit <SEP> mehr <SEP> als <SEP> vier
<tb> Zylindersternen,
Row star aircraft engine. The present invention relates to a linear star aircraft engine in which the cylinders form at least four cylinder stars and at least seven longitudinal rows.
The aircraft engine according to the invention is characterized in that the cylinders of each longitudinal row are assigned a single suction line and the ignition device is designed so that the cylinders of each row are ignited one after the other.
An embodiment of the subject invention is shown in the drawing, namely: Fig. 1 is a plan view of a single cylinder row with: the associated partial ignition and charging device and Fig. 2 is a development of the aircraft engine with a schematic representation of the 7vlindersaug- and exhaust lines ; 3 is a diagram of the timing of the ignition and the inlet valve opening of the cylinders;
Fig. 4 shows a perspective, schematic representation of the aircraft engine; Fig. 5 is a diagram of the position of the cylinder axles of the engine of Fig. 4 and their relationship to the cranks; 6 and 8 show schematic side and rear views of the crankshaft and FIG. 7 shows a perspective, schematic view of the crankshaft;
Figures 9 and 10 are schematic side and rear views of the crankshaft with a variant of the counterweight arrangement.
In the illustrated in-line star engine, the cylinders 215 are arranged in seven rows 1 to 7, each of four cylinders, distributed over the circumference.
The pistons, not shown, of the cylinders 215 standing radially on the crankcase 34 are, as is the case for the cylinders <I> D1, C4, </I> <I> B4 <highlighted by hatching in the diagrams according to FIGS. 2 and 5 / I> and <I> A7 </I> with the designations <I> M. </I> R. and M, respectively: by .the crank rods 207, 209, 211 and 213 with: the crankshaft 58 connected, which carries a flywheel 206 and drives the propeller 31 via a transmission gear in the fuselage nose 30.
The rows 1 to 7 run helically around the crankcase by the cylinder stars are offset by the same angle zuein other, -as shown in FIGS. 2 and 5 can be seen.
Each cylinder row is provided with a single suction line 224 (Fig. 1), which extends along the cylinder upper parts between the inlet valve boxes 220 and outlet valve boxes 218 in opposite directions and extends from the branch point 226 behind the row to the inlet opening 222 of the foremost cylinder in the row.
The inlet openings 223 of the other three cylinders in the row are connected to the side connections of the suction line 224, and in this way all cylinders in a row are fed with charge air or an air-fuel mixture from a single line.
All these suction lines are directly connected to a common distribution ring line 232. Each suction line 224 is preferably composed of individual NEN sections, each of which has a side connector for connection to one of the openings 222 and which are combined by flexible connecting pieces 239 to form a line.
The distribution ring line 232 is expediently connected to a centrifugal fan which is provided with a central inlet pipe 272 (fix. 2). Furthermore, the outlet openings 251 of the cylinders are connected to the exhaust line 255 via the nozzles 227.
Each cylinder row is provided with a partial ignition device which has the ignition magnet 116 and a collective ignition line 117, from which branch ignition lines 119, 121, 125 and 127 lead to the individual cylinders of each star. In the valve boxes 220 and 218, the tubular valves operated by a drive mechanism, not shown, are used.
The engine crankshaft 58 has four cranks 172, 174, 176 and 178 between five shafts pin 180, 182, 184, 186 and 188, the cranks on opposite Be th of the crankshaft axis and from one to the other end of the crankshaft in their angular position against each other are offset by an amount equal to the offset. angle of the successive cylinders of the stars, as especially from Fig. 8 is ersicht Lich.
How out. 6 and 8, the crankshaft can be balanced by two weights 198 and 200, or there can be four counterweights 198, 199, 200 and 201, as in FIG. 9 and 10 is shown.
The timing of the ignitions in relation to the rotational movement of the crankshaft is such that the cylinders are ignited in the sequence shown in FIG. 3. both the successively ignited cylinders face each other. The cylinder 45 is therefore ignited immediately after the cylinder Dl., And then the ignition takes place - in the cylinders B2, C6, <I> D3, A7 </I> etc. The cylinders are ignited at the same time intervals, and there it is a four-stroke engine, there are 14 equal ignition intervals for each crankshaft rotation. In Fig. 3 two rotations of the crankshaft are shown.
The cylinders are ignited not only for the Alotor as a whole, but also for the cylinders in each row at the same time intervals. In addition, the cylinders of each row are ignited one after the other in the row from front to back, that is, from the end further away from the fan to the end closer to this end. B. in row 1 in the order -Dl, Cl, <I> BI </I> and Al.
It has been found that this ignition sequence results in an excellent distribution of the charge among the various cylinders in each row, even if the suction line is common to all cylinders in the row. Thanks to the even time intervals between the ignitions, the torque peaks of the crankshaft are also evenly spaced from one another, which results in the engine running extremely smoothly.
From the diagrams according to FIGS. 3 and 5 it also follows that the cylinder Cl in seven intervals after the cylinder D1, the cylinder BI in seven intervals after the cylinder Cl, the cylinder A1 in seven intervals after the cylinder B1 and the Cylinder Dl in turn is ignited at seven intervals after the cylinder Al. As a result of this type of ignition, an independent partial ignition device can fail or be put out of action without any major impairment of the smooth gear of the engine. If z.
If, for example, one of the magnets 116 had a malfunction, so that the ignition of the cylinders of the corresponding cylinder series would be suspended, these misfires would also be distributed among the ignition intervals of the other cylinders at equal time intervals, resulting in a minimal load - intriicliiiguiig of the quiet passage of the 11otor would result. This is particularly important in aircraft engines.
So @ NU cylinder row works to a large extent as a self-contained engine, which considerably increases the reliability of the engine as a whole and the safety of the aircraft.
For the ignition sequence described above, the timing of the valve openings for each row is particularly important. In Fig. '3' below, the line 261 represents the point at which the inlet valve of the cylinder Dl is opened, while the lines <B> 263, </B> 265 and 267 represent the points in time at which the inlet valves of the cylinders Cl or B1. or <B> Al. </B>.
Line 283 represents. represent the point in time at which the inlet valve of cylinder D1 closes, and the lines 285, 287 and 281 represent the point in time at which the inlet valves of cylinders Cl, BI and 31 close.
The inlet valve of each cylinder opens 2f) '' before reaching the top dead center position and closes 76 after reaching the bottom dead center position; As a result, there is an overlap (in which the intake valves of two cylinders are open simultaneously) between the intake valves of the different cylinders in the same row during an interval of 96.
Each valve is open for an interval of 276 'and the inlet valve of one cylinder opens 96 before the inlet valve of the cylinder immediately preceding in the firing order closes. The charge therefore flows simultaneously into two cylinders in each row during the opening and closing periods of the valves; however, only one valve is open during the periods of full valve opening. And the cargo is only let into one cylinder. When the motor shaft z. B.
is in a position in which the inlet valve of the cylinder Dl is fully open, the charge only flows into this cylinder. As soon as the inlet valve of the cylinder Dl begins to close, the valve of the cylinder C1 opens and the load opens
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<SEP> can flow into <SEP> the <SEP> two <SEP> cylinders <SEP> D1 <SEP> and <SEP> Cl <SEP>, <SEP> to <SEP> the <SEP> valve <SEP> of the <SEP> cylinder <SEP> D1 <SEP> itself
<tb> closes.
<SEP> If <SEP> the <SEP> valve <SEP> of the <SEP> cylinder <SEP> Cl
<tb> close <SEP> to <SEP> <SEP> begins, <SEP> opens <SEP>, <SEP> opens
<tb> valve <SEP> of the <SEP> cylinder <SEP> B1, <SEP> and <SEP> the <SEP> charge
<tb> <SEP> flows into <SEP>. the <SEP> two <SEP> cylinders <SEP> Cl <SEP> and <SEP> BI <SEP>;
<tb> to <SEP> the <SEP> valve <SEP> of the <SEP> cylinder <SEP> Cl <SEP> is closed
<tb> is. <SEP> This <SEP> process <SEP> repeats <SEP> itself <SEP> in <SEP> all
<tb> cylinders <SEP> of the <SEP> row <SEP> in <SEP> of the <SEP> below <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 3
<tb> illustrated <SEP> way.
<SEP> The <SEP> air <SEP> flows <SEP> from <SEP> the
<tb> Distribution point <SEP> 226 <SEP> the <SEP> various <SEP> cylinders
<tb> of the <SEP> series <SEP> always <SEP> in <SEP> a <SEP> direction <SEP> to, <SEP> and <SEP> es
<tb> <SEP> has found <SEP>, <SEP> that <SEP> with <SEP> the <SEP> ignition sequence <SEP> and <SEP> the <SEP> valve overlap <SEP> all <SEP> cylinders
<tb> of the <SEP> series <SEP> receive a <SEP> equal <SEP> charge <SEP>, <SEP> where <SEP> gives a <SEP> equal <SEP> force distribution <SEP> and <SEP>
<tb> uniform <SEP> working <SEP> the <SEP> cylinders <SEP> each
<tb> Row <SEP> is achieved <SEP>. <SEP> Furthermore, <SEP> is <SEP> for <SEP> the <SEP> training <SEP> according to <SEP> Fig.
<SEP> 2, <SEP> with <SEP> which <SEP> all <SEP> suction lines <SEP> to <SEP> the <SEP> distribution ring <SEP> 232 <SEP> in
<tb> the same <SEP> angular distances <SEP> are connected <SEP>.
<tb> the <SEP> load distribution <SEP> under <SEP>: the <SEP> different <SEP> rows <SEP> also <SEP> evenly <SEP> and <SEP> gives <SEP> a <SEP> even <SEP> force distribution <SEP> and
<tb> Work performance <SEP> under <SEP> all <SEP> cylinders <SEP> of the
<tb> motors.
<tb> The <SEP> invention <SEP> includes <SEP> also <SEP> motors <SEP> with
<tb> nine <SEP> longitudinal rows <SEP> or <SEP> with <SEP> more <SEP> than <SEP> four
<tb> cylinder stars,