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Zweitakt-Brennkraftmaschine,insbesondere Dieselmaschine, mit Längsspülung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmaschine,
mit einer nach außen, bei stehender Bauart nach oben, gerichteten Längsspülung,
deren Einlaßschlitze durch den Arbeitskolben gesteuert werden und deren durch einen
Schieber gesteuerte Auslaßschlitze in der Wandung einer zylindrischen Brennkammer
mit kleinerem Durchmesser als dem des Arbeitszylinders angeordnet sind.
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Es ist bei derartigen Maschinen bekannt, die Auslaßschlitze durch
einen in die Brennkammer eingesetzten Kolbenschieber zu steuern, der jedoch auf
seiner ganzen Stirnseite von den im Arbeitszylinder herrschenden hohen Drücken belastet
ist und deshalb allein schon zu seinem Antrieb einen erheblichen Kraftaufwand erfordert.
Auch das Antriebsgestänge muß dementsprechend stark bemessen werden. Besser sind
in dieser Bieziehung schon andere bekannte bei denen die Steuerung der Auslaßschlitze
durch einen Rohrschieber bewirkt wird, der die Wand der Brennkammer von außen umgibt
und dadurch sowohl von dein Zylinderdrücken entlastet ist, als auch wirksamer gekühlt
werden kann. Gerade bei einer solchen Anordnung ist es aber wichtig, daß die Brennkammer
keinen zu großen Durchmesser erhält, da sonst ein ungünstiges Verhälthis des Durchmessers
zur Länge des Rohrschiebers dessen - betriebsicheres Arbeiten in Frage stellen würde.
Abgesehen davon ist der gegenüber dem Zylinderdurchmesser verringerte Durchmesser
der Brennkammer bei der an sich schon vorteilhaften, nach außen gerichteten Längsspülung
für die Spülwirkung besonders günstig, da die auszuspülenden Verbrennungsgase durch
die Querschnittsverringerung kurz vor den Auslaßschlitzen eine erhöhte Geschwindigkeit
erhalten.
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Dieser Rohrschieber trennt nun aber die Brennkammerwan.d von dem übrigen
Teil des Zylinderkopfes, mit dem sie an ihrem unteren Ende nur mit einem ihrer Ringfläche
entsprechenden Querschnitt in Verbindung steht. Dazu kommt, daß dieser Querschnitt
durch die zweckmäßig auf den ganzen Umfang verteilten Auslaßschlitze darüber hinaus
noch wesentlich verringert wird. Es besteht also die Gefahr, daß die so sehr geschwächte
Brennkammerwand durch die Einwirkung des hohen Zünddruckes auf den die Brennkammer
nach außenabschließenden Dekkel einfach abreißt oder sich wenigstens verzieht und
schon dadurch das ordnungsmäßige Arbeiten des Rohrschiebers unmöglich macht. Dabei
ist noch zu berücksichtigen, daß diese Beanspruchung der Brennkamm,erwand bei sehr
hohen Temperaturen stattfindet, dieohnehin die Widerstandsfähigkeit des Werkstoffes
herabsetzen.
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Die Erfindung bezweckt, die eben beschriebenen Nachtelle unter Verwendung
eines im übrigen vorteilhaften entlasteten Rohrschiebers bei Maschinen mit den eingangs
angegebenen. Merkmalen zu beseitigen. Sie besteht darin, daß die Brenukammerwand,
die
durch die Auspuffschlitze geschwächt und durch, den diese Schlitze steuernden
gekühlten oder ungekühlten Rohrschieb,-r, der in an sich bekannter Weise die Wand
von außen umfaßt und dadurch gleichzeitig vom -Zylinderdruck vollständig entlastet
ist, von dem übrigen Test des Zylinderkopfes getrennt ist, daß diese Br ennkammerwand
unter Vorspannung gesetzt und so während der Zündung und Verbrennung ganz oder teilweise
entlastet wird.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigen Abb, i und 2 die erste Ausführungsform im Querschnitt
durch einen Arbeitszylinder und den: Zylinderdeckel bzw. in der Ansicht von oben:
auf den Zylinderdekkel, -während Abb. 3 in gleicher Darstellung wie ebb. i eine
zweite Ausführunsform zeigt.
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Es soll zunächst die erste Ausführungsform nach Abb. i und 2 beschrieben
werden: Der Tauchkolben i einer einfach wirkenden Zweitakt-Brennkraftmaschine, in
Abb. i in seiner inneren Totpunktstellung gezeichnet, bewegt sich in der Zylinderlaufbuchse
2, in deren Wand die schräg nach aufwärts gerichteten Einlaßschlitze 3 angeordnet
sind, die zur Erreichung einer guten Spülung zweckmäßig auch zum Zylinderumfang
schräg gerichtet sind. Die Laufbuchse 2 stützt sich gegen eine kreisringförmige
Aus. drehung q. des Gestellrahmens 5 ab und wird durch den Zylinderdeckel 6 fest
gegen ihre Auflagefläche gepreßt. Der Zylinderdeckel enthält eine konzentrisch zum
Arbeitszylinder angeordnete Brennkammer 7 von kleinerem Innendurchmesser als dem
der Laufbuchse 2. In der Wand der Brennkammer befinden sich am Umfang verteilt und
ebenfalls schräg nach aufwärts gerichtet die Ausla.ßschlitze 8, die zu dem gemeinsamen
Aus. puffkanal 9 führen. Nach außen ist die Brennkammer durch einen als Kühleinsatz
ausgebildeten Deckel io abgeschlossen. Die Brennkammerwand wird von einem doppelwandigen
gekühlten Rohrschieber i i umgeben, der zwischen der Außenseite der Wand und dem
übrigen Teil des Zylinderdeckels geführt ist. An dem äußeren Ende des Rohrschiebers
greift mittels kurzer Laschen 12 ein zweiarmiger Gabelhebel 13 an, dessen
Drehachse zwei Gewindebolzen i q. bilden, die in dafür vorgesehenen Aasgüssen 15
einer Traverse 16 gelagert sind. An seinem nicht gegabelten Ende ist der Hebel 13
an einer Steuerstange 17 aasgelenkt, die über zwei in den Annen eines Winkelhebels
i8 gelagerte Rollen i9, 2o mit einem positiven und einem negativen Nocken 2 1 bzw.
22 in zwangsläufiger Vexbindung steht. Die beiden dicht nebeneinander angeordneten,
und gegebenenfalls aus einem Stück bestehenden Nocken sitzen auf einer Steuerwelle
23. Die Arme des Winkelliebels 18 sind um die Breite eines Nockens seitlich gegeneinander
versetzt, um die Rollen i g, 2o mit dem positiven bzw. negativen Nocken in Eingriff
zu bringen.
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Die Entlastung der Brennkammerwand, die das Ziel der Erfindung bildet,
:erfolgt nun nach dem Ausführungsbeispiel durch die am Zylinderdeckel 6 mittels
Schraubenbolzen 24 befestigte Traverse 16, die mittels einer @einstellbaren
Druckschraube 25 auf den Kühleinsatz i o der Brennkammer 7 einwirkt. Dadurch kann
in der Brennkammerwandeine beliebige Druckvorspannung erzeugt werden, die zweckmäßig
gleich oder annähernd gleich der durch den Zünddruck hervorgerufenen Zugbeanspruchung
gehalten wird.
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Bei der grundsätzlich bekannten Wirkungsweise einer derartigen Maschine
steuert der Arbeitskolben i die Einlaßschlitze 3, indem er sie kurz vor seiner inneren
Totpu,nktstellung freigibt und während des Verdichtungshubes wieder abschließt.
Kurz vor der äußeren Totpunktstellung des Arbeitskolbens i wird der Brennstoff aus
einem Brennstoffventil 26 in die in der Brennkammez 7 enthaltene verdichtete Luft
eingespritzt. Die Auslaßschlitze 8 werden durch die untere Kante des Rohrschiebers
i i gesteuert, der sie, wie üblich, während des letzten Teiles des Kolbenarbeitshubes
freigibt und nach erfolgter Ausspülung der Verbrennungsgase aus -dem Zylinder wieder
abschließt.
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Der Nockenantrieb des Rohrschiebers i i arbeitet dabei in folgender
Weise: Wenn sich die Nocken aus der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung in
der Pfeilrichtiuigx drehen, so läuft zunächst die Rolle 19 auf den positiven
Nocken 2i auf und bewirkt :ein Anheben des Rohrschiebers i i. Währenddessen bewegt
sich die Rolle 2o frei in den negativen Nocken 22 hinein. Sobald dis Rolle 19 den
höchsten Punkt des Nockens 2 1 erreicht hat, sind die AuslaBschlitze 8 vollständig
geöffnet. In diesem Augenblick steht die Rolle 2 0 mit dem negativen Nocken
22 an dessen tiefstem Punkte in Berührung. Der Nocken 22 beginnt jetzt zu arbeiten
und bewegt den Winkelhebel r 8 im umgekehrten Sinne, wie es der positive Nocken
2 1 getan hat, d. h. der Rohrschieber i i geht wieder abwärts und schließt die Auslaßschlitze
B.
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Das zweite Ausführungsbeispiel nach Abb. 8 bezieht sich auf kleinere
Maschinen. Hierbei wird die Brennkammexwand von einer entsprechenden Verlängerung
der Zylinderlaufbüchse 2 gebildet. Für den Austritt der Verbrennungsgase sind in
der Wand des bei dieser Anordnung ungekühlten Rohrschiebers I I Schlitze
27 vorgesehen, die sich mit den
Auslaßschlitzen 8 in der Brennkammerwand
decken.
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Die Entlastung der Brennkammerwand kann natürlich ebenso wie der Rohrschieberantrieb
auf verschiedene Weise .erfolgen. Die Erfindung ermäglicht ganz allgemein die Verwendung
des vorteilhaften Rohrschiebers unter Vermeidung der damit bisher verbundenen Nachteile.