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Zweitaktbrennkraftmaschine mit steuerndem Kolben.
Die Erfindung betrifft eine Zweitaktbrennkraftmasehine mit steuerndem Kolben, Spülluftschlitzen und diesen gegenüberliegenden Auspuffschlitzen, wobei die Spülluftsehlitze schräg nach oben und tangential zu einer Zylinderfläche gerichtet sind, die zur Innenwand des Zylinders gleichachsig ist, so dass die einströmende Spülluft einen schraubenförmigen, mit der Zylinderwand gleiehachsigen Strom bildet. Bei Brennkraftmaschinen dieser Art werden die verbrannten Gase mittels des Spülluftstromes durch den innerhalb des letzteren liegenden zentralen Teil des Zylinders in der Richtung vom Zylinderboden nach dem Kolben und dann seitlich durch die Auspufföffnungen hinausgetrieben.
Der Erfindung gemäss sind die Auspuffschlitze in einer Gruppe angeordnet und die Spülluftschlitze nehn'en den ganzen, von den Auspuffschlitzen nicht eingenommenen Teil des Zylinderuinfanges ein ; sie sind im Verhältnis zur Lage oder Form der Auspuffsehlitze derart geneigt, dass der schraubenförmige Spülluftstrom über den Auspufföffnungen zu liegen kommt, sie also überbrückt, wodurch die von ihm
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durch die der Brennstoff eingespritzt wird, können dann zweckmässig im Zylinderdeckel exzentrisch angeordnet sein, wobei der Brennstoff in an sich bekannter Weise in Richtungen eingespritzt wird, die entweder der Bewegung der Verbrennungsluft folgen oder entgegengesetzt gerichtet sind,
wodurch eine für eine vollständige Verbrennung günstige, innige Mischung des feinverteilten Brennstoffes mit der Verbrennungsluft gesichert ist.
Die Zeichnungen veranschaulichen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung, u. zw. zeigt die Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinder, Fig. 2 einen durch die Spiûluft- und Auspufföffnungen gelegten, in der Richtung gegen den Kolbenboden gesehenen Querschnitt durch denselben Zylinder.
Die Fig. 3 und 4 stellen Abwicklungen der Zylinderwandung mit zwei verschiedenen Ausführungsformen der Auspufföffnungen dar, wie diese zweckmässig bei der in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Anordnung ausgebildet sein können. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt bzw. Querschnitt durch den Zylinder, in der letzteren Abbildung in der Richtung gegen den Kolbenboden gesehen. Die Fig. 7,8 und 9 zeigen eine dritte Ausführungsform im Längsschnitt bzw. Querschnitt gegen den Kolbenboden bzw. gegen den Zylinderboden gesehen und die Fig. 10 und 11 zwei weitere Ausführungsformen im Längsschnitt bzw. Querschnitt gegen den Kolbenboden gesehen.
In den Zeichnungen bezeichnet a den Zylinder, b den Kolben, c die Auspufföffnungen, d die Spülluftöffnungen, e den besonders geformten Teil des Kolbenbodens, der als Leitfläche für die Spülluft dient. Die Auspufföffnungen c sind in einer Gruppe auf einer Seite des Zylinders angeordnet, wogegen die Eintrittsöffnungen d für die Spülluft in einem Kreis längs des übrigen Teiles des Zylinderumfanges liegen.
Indem die Spülluft durch die Öffnungen d in der Richtung der Pfeile n einströmt, erhält sie eine nach oben gegen den Zylinderboden gerichtete, schraubenförmige Wirbelbewegung, die infolge der Flieh- kraft längs der Zylinderwandung vor sieh geht. Dadurch werden dieim Zylinder befindlichenVerbrennungs- gase verdrängt, indem sie-wie durch die Pfeile g (Fig. 1) angedeutet-sie nach unten durch den innerhalb des Spülluftstromes liegenden mittleren Teil des Zylinders gegen die Stirnfläche des Kolbens und
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zuströmen.
Bei sämtlichen in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ist der Kolben b in seinem unteren Totpunkt gezeichnet, in welcher Lage die Unterkante der Spülluftschlitze d in derselben Höhe wie die Unterkante des abgeschrägten Teiles des Kolbenbodens liegt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, haben die Auspufföffnungen c in üblicher Weise eine grössere Höhe als die Spülluftöffnungen d, und der Kolben öffnet daher, wenn er sich von seiner oberen in seine unter Lage bewegt, die Auspufföffnungen c früher als die Spülluftöffnungen d, so dass der Überdruck im Zylinder durch die Auspufföffnungen verschwinden kann, ehe die Spülluft eingeführt wird.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist die Leitfläche e des Kolbenbodens eine ununterbrochene KegeIfJäche, wobei die Mitte des Kolbenbodens schalenförmig ist. Die Spülluftöffnungen d und die Leitfläche des Kolbenbodens haben eine so grosse Neigung, dass der Spülluftraum in einer solchen Höhe über die Auspufföffnungen c geleitet wird, dass der durch die Zylindermitte gehende Strom der Verbrennungsgase seitlich unter dem Spülluftstrom hinausströmen kann, dieser somit die Auspuff- öffnungen überbrückt. Bei dieser Ausführungsform gibt man zweckmässig den Auspufföffnungen eine Form, etwa wie die in Fig. 3 oder 4 dargestellte, d. h. eine oder mehrere der Öffnungen werden schräge in der Einströmrichtung abgeschnitten (Fig.
3) oder alle Auspufföffnungen werden schräge gelegt (Fig. 4).
Bei dieser Ausführung wird also für das Entstehen einer Öffnung in dem von der Spülluft gebildeten zylindrischen Hohlkörper Sorge getragen, die den Auspufföffnungen gegenüber liegt und durch diese Öffnung können die-verbrannten Gase den Auspufföffnungen e zuströmen, ohne dass es notwendig ist, den Kolbenboden mit einer besonders geformten Leitfläche oder einem Kanal zu versehen.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6, bei welcher der Kolben ebenfalls eine schalenförmige Vertiefung h in der Mitte seiner Stirnfläche hat, ist die kegelförmige Leitfläche e den Auspuff- öffnungen c gegenüber unterbrochen, um einer rinnenförmigen Vertiefung f Raum zu geben, die dazu dient, die Verbrennungsgase von dem schalenförmigen mittleren Teil gegen die Auspufföffnungen zu leiten. Diese Rinne t erstreckt sich in schwach nach unten gehender Richtung-siehe Fig. 5-, so dass ihre untere Aussenkante in derselben Höhe wie die unteren Kanten der Auspufföffnungen c liegt, sobald sich der Kolben im unteren Totpunkt befindet.
Die Fig. 7,8 und 9 zeigen eine Ausführungsform, die sich von der nach den Fig. 5 und 6 dadurchunterscheidet, dass in der Mitte der schalenförmigen Vertiefung h der Kolbenfläche eine kegel-oder kuppelförmige Erhöhung angeordnetist, wodurch eine für die Verbrennung besser geeignete Verbrennungskammer erzielt wird. Bei dieser Ausführungsform werden zweckmässig Einspritzdüsen t, z. B. deren zwei (Fig. 7 und 9), verwendet, die den Brennstoff in Form von Strahlenbündeln s einspritzen. Die Pfeile u (Fig. 9) deuten die drehende Bewegung der Spülluft an.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 10 und 11 ist die Leitfläche für die Spülluft als Kegelfläche geformt, die von einer exzentrisch angeordneten Tasche f unterbrochen ist, die sich von der Mitte des Kolbenbodens aus radial nach aussen und nach unten geneigt gegen die Auspufföffnungen c erstreckt.
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Die Rinne oder Tasche 1 hat am Kolbenumfange zweckmässig eine Breite p-p (Fig. 11), die dem von den Auspufföffnungen c eingenommenen Teil der Zylinderwandung entspricht.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5-11, bei denen die Rinne oder Tasche t sich bis zum
Kolbenrand erstreckt, sind die Kolbenringe r in der gewöhnlichen Weise im Kolben angeordnet, indem der obere Ring unmittelbar unter der Unterkante der Tasche oder Rinne 1 angeordnet ist. Infolge der besonderen Form des Kolbens wird aber der Abstand des oberen Kolbenringes vom Gipfel des Kolbens verhältnismässig gross, und da dieser obere Kolbenteil (Gipfel) sich wegen des Wärmeeinflusses ziemlich stark ausdehnt, muss er einen verhältnismässig grossen Spielraum haben, so dass eine vollständige Dichtung in der verhältnismässig langen Periode, wo der Kolbengipfel, vom oberen Kolbenring an gerechnet, die Spülöffnungen deckt, nicht erreicht wird.
Um diesen Mangel zu vermeiden, ist der Erfindung gemäss im oberen Teil des Kolbens ein besonderer Kolbenring k (Fig. 10) vorgesehen, der sich nicht über den ganzen Umfang des Kolbens, sondern nur über den die Vertiefung oder Tasche 1 enthaltenden Teil desselben erstreckt und die Abdichtung in der Phase bewirkt, in der bloss der oberste Kolbenteil die Spülluftöffnungen d abdeckt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist am Boden des Zylinders eine Rippe t angeordnet, die die drehende Bewegung der Spülluft bricht, so dass die Luft während ihrer Bewegung gegen den Kolben hin sich nicht mehr dreht und die Gefahr einer Mischung der beiden Strömungen vermindert wird. Die Rippenanordnung kann aus einer oder mehreren nach einem Durchmesser, einer Sehne od. dgl. verlaufenden Rippen bestehen und ist nicht an die Anordnung nach Fig. 5 gebunden, sondern kann in Verbindung mit einer beliebigen Anordnung nach der Erfindung benutzt werden.