Schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine.. Die Erfindung bezieht sich auf eine schlitz gesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine mit Einspritzung des Brennstoffes in den Zylinder nach Abschluss der Auslassschlitze und mit Fremdzündung des Gemisches, bei der sich ein am Zylinderdeckel umgelenkter Spülluft strom nach Abschluss der Auslassschlitze zu einem Wirbelring schliesst. Es sind bereits vertikale schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen der Brennstoff in einen vom Kolben ablenker aufgerichteten Spülluftstrom einge spritzt wird.
Die Aufrichtung des Spülstromes bleibt in diesem Falle jedoch wirkungslos, weil die Spülluft beim Anprall auf den Ab lenker ihre Strahlwirkung verliert, indem die Bewegungsenergie des Spülstromes durch Ver- wirbelung vernichtet wird. Nach Abschluss der Auslassschlitze eingespritzter Brennstoff findet infolgedessen keine genügend bewegte Ladung vor, so dass infolge mangelnder Ver- mischungundVerdampfungkeingleichmässiges Gemisch und damit auch keine sichere Zün dung erreicht werden kann.
Die Erfindung betrifft Maschinen, bei denen sich ein am Zylinderdeckel umgelenkter Spülluftstrom nach Abschluss der Auslass- schlitze zu einem Wirbelring schliesst, und sieht die Einspritzung des Brennstoffes in diesen Wirbelring vor. Dadurch ist eine voll kommene Ausnutzung der Bewegungsenergie der Spülluft für die Zwecke der Brennstoff vermischung und -verdampfung erreicht, da der eingespritzte Brennstoff rasch im Wirbel ring verweht, also über einen beträchtlichen Teil der Luftladung verteilt wird, indem er dann - mit zunehmender Verdichtungstem peratur - genügend weit verdampft.
Der Brennstoff kann trotz der verhältnismässig niedrigen Temperatur der Ladeluft im Augen blick der Einspritzung nicht mehr ausfallen und für die Gemischbildung verloren gehen. Die Luftbewegung nimmt.während der Ver dichtung zu, denn der Wirbelring steigert nach einem bekannten Gesetz der Mechanik in dem Masse seine Geschwindigkeit, als der Wirbelhalbmtsser geringer wird. Der zer stäubte Brennstoff wird demnach während der- Verdichtung der Luftladung immer stärker im Zylinder herumgewirbelt und die Ladung auf diese Weise zu einem sehr vollkommenen Ge misch aufbereitet, so dass eine sichere Zün dung und eine vollkommene'Verbrennung ge währleistet ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Wirbelringes lässt sich durch zwei Spülströme erzielen, die, gegen die den Auslassschlitzen gegenüberliegende Zylinder wand gerichtet, sich dort vereinigen und als Sammelstrom an dieser entlang gegen den Zylinderdeckel strömen. In diesem Falle weist der Wirbelring in jedem Drehzahlbereich der Maschine eine für die Zwecke der Brennstoff aufbereitung genügend grosse Bewegungsener gie auf. Als Ausführungsbeispiele der Erfin dung sind auf der Zeichnung zwei vertikale Maschinen veranschaulicht.
Es zeigt: Fig. 1 einen waagrechten Querschnitt durch den Zylinder in Höhe der Schlitze, und Fig. 2 bis 4 Längsschnitte der einen Ma schine bei verschiedenen Kolbenstellungen, Fig. 5 bis 6 zwei Längsschnitte durch den Zylinder der andern Maschine.
Ein Kolben 1 mit flachem Boden steuert gemäss Fig. 1 bis 4 sowohl die Einlassschlitze 2,2', als auch die nebeneinander angeordneten Auslassschlitze 3,3' des Zylinders. Die Ein lassschlitze 2,2' sind etwa in gleicher Höhe zu beiden Seiten der Auslassschlitze 3.3' an geordnet und schräg gegen die den Auslass- schlitzen 3,3' gegenüberliegende Zylinderwand 5 gerichtet. Die Spülluftströme 4,4' vereinigen sich an dieser Wand 5 zu einem Sammelstrortr 6, der der Wand 5 entlang nach dem Zylinder deckel 7 aufsteigt.
Die Einspritzdüse 8 für den Brennstoff ist in den Zylinderdeckel 7 eingesetzt und in der Achse des aufsteigenden Spülstromes 6 derart angeordnet, dass ihr Spritzkegel 9 dem Spülluftstrom 6 entgegen gerichtet ist. Die Zündkerze 10 ist auf der Seite des absteigenden Spülluftstromes 11 im Zylinderdeckel 7 eingesetzt. In der untern Totpunktstellung des Kolbens 1 (Fig. 2) sind die Ein- und Auslassschlitze 2,2' und 3,3' voll geöffnet; der aufsteigende Spülluftstrom 6 treibt die Abgase längs der- Wandungen 5, 7, 12 zu den Auspuffschlitzen 3,3'.
Beim Aufwärtshub des Kolbens 1 (Fig. 3) werden zuerst die Einlasssclrlitze 2,2' und hierauf die Auslassschlitze 3,3' abgeschlossen. Der auf steigende Ast 6 des Spülstromes vereinigt sich nun mit dem absteigenden Ast 11 des Spülstromes zu einem Wirbelring 13, der nach Massgabe der Geschwindigkeitsenergie der Spülluft im Zylinder rotiert. Nach Abschluss der Auslassschlitze 3,3' wird der Brennstoff in diesen Wirbelring, und zwar entgegen gesetzt zur Bewegungsrichtung, eingespritzt.
Der Brennstoff wird hierdurch rasch über die ganze rotierende Ladung verteilt und ver dampft, so dass ein gleichmäf.,iges Gemisch entsteht. Beim weiteren Aufwärtshub des Kol bens 1 (Fig.4) wird das Gemisch zu einer flachen Walze 14 zusammengedrückt, wobei die Wirbelgeschwindigkeit nach Massgabe der Verkleinerung des Wirbelhalbmessers ansteigt. Knapp vor dem obern Totpunkt wird das Ge misch durch einen Zündfunken 15 von der warmen Zylinderwandung 12 her entzündet. Im turbulenten Gemisch pflanzt sich die Zün dung so rasch fort, dass eine vollkommene Verbrennung erzielt werden kann.
Es ist also unter Ausnutzung der Bewegungsenergie des L'mkehrspülstromes eine sichere Verteilung des eingespritzten Brennstoffes auf die Ladung, eine vollkommene Verdampfung und eine rasche Zündung in ebenso einfacher wie wirt schaftlicher Weise erreicht.
Gemäss Fig. 5 und 6 ist die Einspritzdüse 8 in die Zylinderwand 5 eingesetzt und quer zur Achse des aufsteigenden Spülstromes 6 derart angeordnet, dass die Düsenmündung vom aufwärtsgehenden Kolben 1 überschliffen wird (Fig. 5). Die Zündkerze 10 ist statt im Zylinderkopf 7 in die Zylinderwand 12 ein gesetzt und etwa in der Längsrichtung der Walze 14 angeordnet (Fig. 6). An der Wir kungsweise der 3iaschine wird hierdurch nichts geändert.
Vorteilhaft ist es, wenn die Einspritzung des Brennstoffes im Abschlusszeitpunkt der Auslassschlitze 3,3' beginnt, damit nahezu der ganze Verdichtungshub der Machine zur Verdampfung und Vermischung des Brenn stoffes zur Verfügung steht. Zur Einspritzung kann eine sehr einfache Niederdruckpumpe verwendet werden. Bei schnellaufenden Ma schinen, z. B. Fahrzeugmotoren, verwendet man vorteilhaft einen Brennstoff mit kurzer Siedekurve, um kurze Aufbereitungszeiten zu erhalten. Vor allem Benzin vermag einen sehr wirtschaftlichen Betrieb der Maschine sicher zustellen.
Die Erfindung ist bei allen schlitzgesteuer ten Zweitaktmaschinen verwendbar, die eine gerichtete Spülung mit einem am Zylinder deckel umgelenkten Spülstrom haben, der sich nach Abschluss der Auslassschlitze zu einem Wirbelring schliesst. Maschinen mit nach Ab schluss der Auslassschlitze anhaltender Luft bewegung arbeiten bei nachträglicher Ein spritzung des Brennstoffes viel wirtschaftlicher als gemischverdichtende Vergasermaschinen.