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Viertaktexplosionskraftmaschine, bei welcher der Kolben am Ende des
Abwürtsganges Zylinderöffnungen für den Eintritt eines Verbrennungsgemisches freilegt.
Es sind Viertaktexplosionskraftmaschinen bekannt geworden, bei welchen der Auspuff
durch ein einziges, gesteuertes und. im Boden des Zylinders angeordnetes Auspuffventil
und der Einlaß durch am anderen Ende des Zylinders in dessen Wandung angeordnete
einfache Lufteintrittsöffnungen oder Löcher bewirkt wird, die der. Kolben in einem
bestimmten Augenblick freilegt. Durch den gänzlichen Fortfall eines besonderen Einlaßventils
oder sonstigen beweglichen Einlaßsteuerorgans ergibt sich notwendigerweise ein großer
Vorteil. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein großer Übelstand dieser Maschinen darin
besteht, daß am Ende der Expansion und im Augenblick wo der Kalben die Einlaßöffnungen
oder Löcher -des Zylinders freilegt, eine Verbindung zwischen den noch im Zylinder
befindlichen, entzündeten Gasen (selbst wenn der Auspuff bereits eingeleitet ist)
und dem zündbaren Gemisch, welches sich in der Einlaßleitung befindet, hergestellt
wird, wodurch ein Zurückschlagen der Flamme und schädlich wirkende Zündungen in
den Einlaßleitungen entstehen. Man ist deshalb gezwungen, gesteuerte Organe anzuwenden,
welche im bestimmten Augenblick -die Öffnungen oder Schlitze des Zylinders verschließen
und .die Verbindung zwischen .den entzündeten Gasen und dem Explosionsgemisch der
Einlaßleitung verhindern. Durch diese Einrichtungen wird jedoch die Steuerung selbst
wieder verwickelter und außerdem auch der Zweck, ohne gesteuertes Einlaßventil bzw.
Einlaßorgan auszukommen, nicht erreicht. .
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Die Erfindung betrifft nun eine Viertaktexplosionskraftmaschine, bei
der nur ein einziges gesteuertes Ventil an einem Zylinderende angeordnet ist und
außerdem Öffnungen oder Schlitze am anderen Ende des Zylinders in der Wandung desselben
derart vorgesehen sind, daß sie vom Kolben am Ende des Hubes freigelegt werden können.
Bei dieser Maschine ist ein Zurückschlagen der Flamme unmöglich.
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Zu diesem Zweck wird das gesteuerte, im Boden d'es Zylinders angeordnete
Ventil nicht nur während der ganzen Auspuffperiode, sondern noch während des größten
Teiles des Saughubes offengehalten, so daß während dieses Teiles des Saughubes durch
das offene Ventil fast die ganze Menge reiner Luft in den Zylinder eintreten kann,
welche für das die Zylinderfüllung bildende zündbare Gemisch notwendig ist. Die
Erfindung besteht andererseits darin, daß in einem Raum, von welchem die Einlaßleitumg-abgeht
(der Raum kann gegebenenfalls das Kurbelgehäuse sein) mittels zerstäubten Brennstoffes
ein brennstoffreiches Gemisch gebildet wird, das unexplodierbar und unentflammbar
ist. Das brennstoffreiche Gemisch dringt am Ende des Saughubes, und zwar im Augenblick
wo der Kolben die Öffnungen oder Schlitze .des Zylinders freigelegt hat, in den
Zylinder ein und mischt sich mit der reinen Luft. Die Luft wird hierdurch karburiert
und das zündbare Gemisch
hergestellt. Beim folgenden Hub komprimiert
der Kolben das hergestellte Gemisch, welches wie gewöhnlich am Ende des Kompressionshubes
entzündet wird.
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Um .den Eintritt des brennstoffreichen Geinisches in den Zylinder
zu sichern, wird das gesteuerte Ventil, welches die reine Luft eintreten läßt, geschlossen,
bevor der Kolben die in der Zylinderwandung vorgesehenen Öffnungen oder Schlitze
erreicht hat. Der weitergehende Kolben erzeugt einen geringen Unterdruck, der genügt,
um das brennstoffreiche Gemisch durch die Zylinderöffnungen hindurch anzusaugen,
sobald diese Öffnungen freigelegt sind.
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Bei dieser Maschine wird das Zurückschlagen der Flamme verhindert.
Es können auch kleinere Zylinderöffnungen angewendet werden, weil gemäß der Erfindung
nicht das ganze die Zylinderfüllung darstellende Gemisch, sondern nur das brennstoffreiche
Gemisch, also nur ein geringfügiger Teil der Zylinderfüllung, durch die Zylinderöffnungen
hindurchtritt. Es ist deshalb nicht zu befürchten, daß im Augenblick wo die Kolbendichtungen
an den Zylinderöffnungen vorbeigehen, rund um den Kolben herum undichte Stellen
entstehen, wie dies leicht eintritt, wenn die Öffnungen, um der ganzen Zylinderfüllung
den Durchtritt zu gestatten, verhältnismäßig groß sind. Da außerdem das einzige
zur Anwendung kommende Ventil beinahe während des ganzen Saughubes offengehalten
wird,, so wird im Zylinder fast kein Unterdruck und demzufolge während des größten
Teiles des Sanghubes keine negative Arbeit geleistet. Außerdem werden während dieses
Teiles des Saughubes das Ventil, der Zylinderkopf und der Kolben, also sämtliche
Teile der Maschine welche bei der Explosion find dem Auspuff erhitzt werden, durch
den Eintritt der frischen Luft stark gekühlt.
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Auf der Zeichnung ist als beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
eine Explosionskraftmaschine im Schnitt dargestellt. Im dargestellten Beispiel handelt
es sich um eine Maschine, bei welcher sich das Kurbelgehäuse und die radial auf
dem Kurbelgehäuse befestigten Zylinder umdrehen, während die gekröpfte Kurbelwelle
fest gelagert ist. In der Zeichnung' ist hierbei nur ein Zylinder dargestellt.
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Der Zylinder a ist auf dem Kurbelgehäuse
b
befestigt und dreht
sich mit diesem zusammen um die festgelagerte gekröpfte Welle G, mit deren Kurbelzapfen
der Kolben p durch eine Schubstange verbunden ist. Im Boden des Zylinders ist das
einzige zur Anwendung korninende Ventil d angeordnet; das letztere wird durch ein
Gestänge gesteuert, dessen Bewegung von einer Daitinenscbeibe f abgeleitet
| i.#:t, die gegenüber der Umdrehung der Zylin- |
| der mit halber Geschwindigkeit umläuft. |
| Die Daumenscheibe f ist derart ausgebildet, |
| claß sich das Ventil d bereits vor dem Ende des |
| 1-?xpaiisionshubes öffnet, wodurch ein vorzei- |
| tiges Auspuffen eingeleitet wird. Das Ventil |
| bleibt zufolge der Daumenausbildung dann |
| nicht nur während des Auspuffhubes, sondern |
| noch während des größten Teiles des Saug- |
| hubes, z. B. während 4/, dieses Hubes offen. |
Der Zylinder besitzt ferner am anderen Ende in der Wandung öffnungen, Löcher oder
Schlitze g, welche in einem Ringkanal 1a einmünden, der durch ein Rohr i mit einem
beliebigen Fassungsraum, beispielsweise j, verbunden ist. In letzteren mündet eine
Brennstoffspritzdüse k, -welche durch einen in bezug auf die Düse erhöht angeordneten
Brennstoffbehälter gespeist wird, so daß beständig Brennstoff aus der Düse k austritt.
Der Fassungsraum j steht außerdem durch sehr kleine Öffnungen mit der Außenluft
in Verbindung, derart, daß die Luftmenge, «-elche bei jeder Ansaugung durch diese
Öffiwaigen in den Fassungsraum eintritt, nur sehr klein ist und nicht ausreicht,
um mit der in den gleichen Fassungsraum eingespritzten Brennstoffmenge ein Explosionsgemisch
zu bilden. Die eintretende Luftmenge reicht vielmehr nur aus, den eingespritzten
flüssigen Brennstoff zu zerstäuben und durch die' Zerstäubung das brennstoffreiche
Gemisch zu bilden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Fassungsraum j, in welchen
die Spritzdüse einmündet, durch einen höhlen Teil der gekröpften Kurbelwelle gebildet.
Dieser Hohlraum der Kurbelwelle ist an der einen Seite durch eine Abschlußwand verschlossen;
an der anderen Seite mündet der Raum j- dagegen in das Kurbelgehäuse b;, dessen
eine-Endwand von kleinen Öffnungen o durchbrochen ist, die für den Eintritt der
geringfügigen Luftmenge dient, welche die Zerstäubung bewirkt. Der zerstäubte Brennstoff
tritt durch die Löcher e und das Rohr i in den Ringkanal h über.
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Vor dem Ende des Expansionshubes öffnet sich das Ventil d, so daß
der Auspuff beginnt und der Druck im Zylinder fällt und bereits nicht mehr sehr
hoch ist, wenn der Kolben beim Abwärtsgang die Öffnungen g freilegt. Dieser Druck
ist aber trotzdem noch höher als derjenige, welcher im Ringkanal lt herrscht, so
daß ein Teil der Verbrennungsgase in den Ringkanal eindringt. Dies ist jedoch nicht
schädlich, weil das den Ringraum anfüllende Gemisch mit Brennstoff so reichlich
gesättigt ist, daß es sich nicht entzündet; die Durcheinanderwirbelung des Gemisches
und der noch sehr warmen verbrannten Gase
hat im Gegenteil den Vorzug,
das Gemisch etwas aufzurütteln und vorzuwärmen und dadurch in sich homogener zu
gestalten. Der Kolben, der hierauf beim Aufwärtsgehen den Auspuffhub vollzieht;
treibt durch das offenstehende Ventil d die verbrannten Gase aus.
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Darauf geht der Kolben abwärts wobei das Ventil d bis auf ungefähr
4(, der Hublänge offenbleibt und in den Zylinder eine entsprechende Menge reiner
Luft eingesaugt wird. Das Ventil d schließt sich und es bildet sich dann, da die
Zylinderöffnungen g noch geschlossen sind, ein gewisser Unterdruck, so daß, wenn
der Kolben die Öffnungen g freigibt, das brennstoffreiche Gemisch durch die Öffnungen
in den Zylinder strömt, wobei es sich mit der im Zylinder bereits befindlichen Luft
mischt und das zündbare Gemisch herstellt.
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Sobald der Kolben beim Wiederaufwärtsgehen die Zylinderöffnungen g
schließt, beginnt die Kompression. Am Ende der Kompression wird,das Gemisch in bekannter
Weise entzündet, worauf sich das Spiel in gleicher Weise von neuem vollzieht.