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Schieberabdichtnng für Zweitaktbrennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf Zweitaktbrennkraftmaschinen mit einem im Zylinder angeordneten Rohrschieber,
der mit seiner oberen Kante die Auslaßöffnungen in der Zylinderwandung steuert.
Sie bezweckt eine Schieberabdithtung bei derartigen Maschinen.
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Gemäß der Erfindung weist der oberhalb der Auslaßöfnungen liegende
Teil der Zylinderbohrung nach dem Zylinderboden zu eine Verjüngung auf, in die der
obere Rand des Rohrschiebers nahe seiner oberen Endlage dicht schließend eintritt.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die Kolbenlaufbahn der Zylinder
von Brennkraftmaschinen so zu gestalten, daß sie im kalten Zustande in Totraumnähe
etwas enger ist als an den vom Totraum weiter entfernten Stellen, um dadurch zu
erzielen, daß bei heißer Maschine das obere, am stärksten erwärmte Zylinderende
auf den gleichen Durchmesser gelangt wie die übrigen Teile der Kolbenlaufbahn, so
daß ein ungeteilter Kolbenabdichtungsring überall mit gleichem Druck an der Zylinderwandung
anliegt.
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Demgegenüber wird nach der vorliegenden Erfindung die Verjüngung so
gewählt, daß im Betriebe der Rohrschieber in der Nähe seiner Endlage zwangsläufig
auf die Zylinderwandung trifft, so daß im Augenblick der durch die Zündung des Brennstoffes
erzielten Drucksteigerung die Verbrennungsgase nicht in den Spalt zwischen Schieber
und Zylinderwandung eindringen können, vielmehr nur auf das Innere des Schiebers
wirken und das obere Ende abdichtend an die Wand anpressen.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnung beispielsweise dargestellt,
und zwar ist Abb. i ein Längsschnitt, Abb. z ein im größeren Maßstabe gehaltener
Schnitt durch den oberen Zylinder- und Schiebewand, der den Schieber am oberen Hubende
in einem Augenblick zeigt, in welchem kein Überdruck im Zylinder herrscht (bei abgenommenem
Zylinderkopf).
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Abb. 3 und q. zeigen der Abb. i entsprechende Schnitte durch Zylinderkopf
und oberes Zylinderende für zwei weitereAusführungsformen der Erfindung.
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Die Brennkraftmaschine nach Abb. i besitzt ein Kurbelwellengehäuse
A mit Kurbelwelle B und wassergekühltem Zylinder C, der oben durch einen Zylinderkopf
D mit Brennstoffeinspritzdüse D2 und wassergekühlter, zylindrischer Brennkammer
Dl geschlossen ist, deren Durchmesser kleiner ist als der des Zylinders. In der
Nähe des oberen Zylinderendes sind Austrittsschlitze Cl angeordnet, die über Kanäle
C2 in Austrittsöffnungen C3 münden. Weiter besitzt der Zylinder in der Nähe des
oberen Endes des Kurbelwellengehäuses einen ringförmigen Spülkanal C4.
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Im Zylinder ist ein Rohrschieber E z. B. aus Stahl mit Spülschlitzen
En verschiebbar,
die mit dem Ringkanal C4 in Verbindung stehen und
so angeordnet sind, daß sie der einströmenden Luft in bekannter Weise eine Kreisbewegung
um die Zylinderachse erteilxi;,-: An einer unteren Verstärkung E3 am untedx`. Ende
des Rohrschiebers ist ein Zapfen geordnet, an dem eine Exzenterstange Ff, unter
Vermittlung eines Kugelgelenks F, F1 angreift, die vom Exzenter F4, F5 ihre Bewegung
erfährt und durch eine am Kurbelwellengehäuse angelenkte Stange F' beeinflußt wird,
so daß der Rohrschieber in bekannter Weise eine zusammengesetzte Dreh- und Längsbewegung
ausführt.
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Im Rohrschieber bewegt sich der Kolben G, der mit der Kolbenstange
G1 auf die Kurbel BI der Kurbelwelle B wirkt.
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Das obere Ende des Rohrschiebers ist durch eine kegelförmige Ausdrehung
E5 verjüngt (vgl. Abb.2), so daß das Schieberende sich unter Wirkung eines Gasinnendruckes
verhältnismäßig leicht zu dehnen vermag. Außerdem ist gemäß der Erfindung das obere
Ende des Zylinders oberhalb der Auslaßöffnungen Cl nach dem Zylinderboden zu schwach
verjüngt. Diese Verjüngung, die in übertriebenem Maßstabe in Abb. a dargestellt
ist, ist so gewählt, daß bei Beginn des Kompressionshubes im Betriebe die obere
Kante des Schiebers annähernd dicht abschließend den Zylinder berührt. Bei fortschreitendem
Aufwärtshub und fortschreitender Kompression tritt eine völlige Abdichtung ein,
so daß ein Entweichen der Luft nach der Außenseite des Schiebers verhütet wird.
Während des Arbeitshubes wird die Abdichtung durch den im Schieberinneren herrschenden
hohen Gasdruck aufrechterhalten. Praktisch war bei einem Zylinder von etwa 140 mm
Bohrung der Durchmesser am oberen Ende des Zylinders um etwa 0,05 mm geringer
als die Bohrung unterhalb der Auslaßkanäle.
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Bei C5 ist ein Schmierkanal angedeutet, dem von Cg aus 01 unter
Druck zugeführt wird.
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Die Erfindung vermeidet die Notwendigkeit, im stopfenartig ausgebildeten
Zylinderkopf besondere Dichtungsringe vorzusehen, die bekanntlich leicht verkoken.
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Bei der Abänderung nach Abb.3 ist das obere Ende der Zylinderbohrung
durch ein besonderes Futter H mit Flansch Hl gebildet, der zwischen dem oberen Ende
des Zylinders C und des Zylinderkopfes D liegt. Das Futter kann auch bis zur Oberkante
der Auslaßöffnungen Cl reichen. Es ist besonders angebracht bei Verwendung eines
Aluminiumzylinders und wird zweckmäßig aus gewöhnlichem Stahl bestehen. Das Futter
läßt sich nach Abnutzung leicht ersetzen. Es kann auch aus Gußeisen oder einem sonstigen
:Werkstoff bestehen, der etwa die gleiche Ausdehnungsziffer aufweist wie der Rohrschieber.
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Bei der Ausführung nach Abb. q. besteht das obere Ende des Schiebers
aus einem Ringteil EI, der mit dem Hauptteil E durch einen Ring E' verbunden
ist, der über eine Schulter am Teil E° und in eine Nut im Teil E eingreift. Die
aufeinanderliegenden Flächen der Teile E und EI sind in der bei E8 angedeuteten
Weise so ausgeführt, daß eine gewisse Gasabdichtung zwischen den inneren Rändern
der Teile erzielt wird, und daß der Druck im Zylinder bestrebt ist, den Teil
EG gegen den Teil E' zu drücken. Die Teile E und E6 können aus verschiedenem
oder gleichem Metall bestehen. Auch hier gestattet die gesonderte Herstellung ein
leichtes Auswechseln des Teils ES ,mach Abnutzung. Besteht der Zylinder aus Aluminiumlegierung
o. dgl. Werkstol'L' höheren' Ausdehnungsvermögens, der Rohrschieber aus Kohlenstoffstahl
oder anderem Werkstoff geringen Ausdehnungsvermögens, so wird man den Teil Ee zweckmäßig
aus einem Stoff hohen Ausdehnungsvermögens, z. B. einem austenitischen Stahl oder.
Gußeisen, herstellen.
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Die Erfindung kann auch für doppeltwir- -kende Zweitaktmaschinen Verwendung
finden. Der Rohrschieber wird dann von einem Punkt in der Nähe seiner Längsmitte
aus angetrieben.