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Mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine Bei mehrzylindrigen Zweitaktbrennkraftmaschinen'
mit gerader Zylinderzahil ist es b#ekannt, den Einlaßeines jeden Zylindersdurch
einen Schlitz im Kolben eines versetzt arbeitenden Zylinders steuern zu lassen,
wobei jedem, Arbeitszylinder die Kurbelkasten.pumpie eines auf eine, andere Kurbelkröpfung
arbeitenden Zylinders zugeordnet ist. Hierbei sind die Abmessungen der Schlitze
so gehalten, daß eine Aufladung der Arbeitszylinder äher den Auslaßschluß hinaus
erfolgt, iwodurch eine bessere Leistung und Wirtschaftlichkeit erzielt wird.
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Diese bekannten Brennkraftmaschinen sind durchweg als einwellige Reihen-
oder V-Motoren mit durch die Zuordnung der verschiedenen Zylinder und Kurbelkastenpumpen
bedingten ungünstigen Kurbelversetzungen ausgebildet. Dabei ergibt kch jedoch, eine
te:#re .und schwierige Herstellung der Kurbelwelle infolge. der ungünstigen Kurbelversetzung,
schlechter Massenausgleich des Triebwerks, ungünstige ZÜndfOlge und -Gemischführung
und große Baulänge (da zumeist mehr also vier Zylinder). Der durch die Nachladung
erzielbare Vorteil wird durch die,angefühnen Nachteile zum Teil wieder aufgehoben.
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Den Nachteil der. großen -Baulänge vermeiden andere bekannte Ausfährungen
durch Teilung der Kurbelwelle und deren Kupplung durch Zahnräder. Hierbei sind jedoch
die Kurbelkröpfungen schrauhenförmiig versetzt, so daß die obenerwähnten übrigen
Schwierigkeiten auch auf diese Maschinen zutreffen.
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Demgegenüber werden gemäß der vorliegenden Erfindungmehr als zwei
Kurbelwellen bei größeren Zylinderzahlen angeordnet und die benötigten Wellen gegeneinander
derart versetzt, daß, niemals Kurbelkastenpumpen und Arbeitszylinder derselben Welle
einander zugeof-dnet #sind. Dadurch ergibt sich eine sehr gute Beherrschung der
Massenkräfte"einfache und damit billige Herstellung der Kurbelwellen
sowie
eine gute Gemischführung. Bei Anwendung der Nachladung erfolgt außerdem eine Steigerung
der Leistung und damit der Wirtschaftlichkeit.
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So sind beispielsweise bei einer Vierzylindermaschine zwei Wellen
vorgesehen, deren Kröpfungen um i8o' versetzt sind und von den-en die eine Welle
um go' nacheilt, wobei der Pumpenraum jedes Zylinders mit dem Verbrennungsraum desjenigen
Zylinders der anderen Welle verbunden ist, dessen Kolben um go' voreilt.
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Bei einer Sechszylinderrnaschine können zwei oder drei Wellen vorgesehen
sein. Im eriten Falle sind die Kröpfungen jeder Welle UM 120' und die Wellen gegeneinander
um 6o' versetzt, im zweiten Falle sind alle drei Wellen mit je zwei um i8o'
versetzten Kxöpfungen versehen. Die Wellen untereinander eilen um i2o' vor oder
nach, und der Pumpenraum jedes Zylinders ist mit dem Verbrennungsraum des-,jenigen
Zylinders verbunden, dessen Kolben um 6o' voreilt.
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liadurch, daß die überströmschlitze vom Arbeitskolben später verdeckt
werden als.die Auslaßschlitze, wird eine Nachladung über den Schluß des Auslasses
hinaus bewirkt.
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Die Kupplung der benötigten Wellen erfolgt zweckmäßigerweise durch
Zahnräder, doch können auch andere Vorricht-Lmgen, wie z.B. Ketten oder Kuppelstangen,
Anwendung finden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sollein sehrelastischer Lauf bei
großer Leistungund geringem spezifischem Brennstoffverbraucherzielt werden.
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Die Abbildungen zeigen einige Ausf ührungsbeispiel.e. So stellen dar:
Abb. i Kurbelwellenanordnung einer Vierzylinder-Zweiwellenmaschine (Vorderansicht),
Abb.2 Draufsicht auf eine Vierzylinder-Zweiwellenmaschine mit Angabe der Kurbelstellungen
und Strömungsrichtungen, - .
Abb. 3 Kurbehvellenanordnung einer Sechszylinder-Zwehvellenmaschine
(Vorderansicht), Abb.4 Draufsicht auf eine Sechszylinder-Zweiwellenmaschine mit
Angabe der Kurbelstellungen und Strömungsrichtungen, Abb. 5 Kurbehvellenanordnung
einer Sechszylinder-Dreiwellenmaschine (Vorderansi-lit), Abb.6 Draufsicht auf eine
Sechszylinder-Dreiwellenmaschine mit Angabe der Kurbelstellungen und Strömungsrichtungen,
Abb'. 7, 8, 9 Schnitte durch zwei zugeordnete Zylinder einer Vierzylinder-Zweiwellenmaschine
bei Einlaßbeginn, überströmbeginn und Auslaßschluß, '
Abb. i o, i i, i z Schnitte
durch zwei zugeordnete Zylinder einer Sechszylinder-Zweiwellenmaschine bei Einlaßbeginn,
überströmbeginn und Auslaßschluß. Abb. 13 und 14 Kurbelkreisschaubilder für
je einen Arbeitszylinder und die zugeordnete, Kurbelkastenpumpe einer Vierzylinder-
und einer Sechszylin-der-Zweiwellenmaschine.
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Aus den Abb. 2 - ' 4 und 6 ist die Zündfolge C der einzelnen
Maschinen -ersichtlich.
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In Abb. 7 bis 9 bedeuten i und 4 zwei auf verschiedene
Kurbelwellen arbeitende Zylinder, 2 die Gehäusepumpe. des Zylinders r, die dem Verbrennungsraum
18 des Zylifiders 4 zugeordnet ist, und 3 die Kurbelkastenpumpe des
Zylinders 4. 5 und 6 bezeichnen die beiden Kolben, die durch die Pleuelstangen
7
und 8 mit den Kurbelwellen 9 und i o verbunden sind. Die beiden
mit je zwei um i8o,' versetzten Kröpfungen verschenen Kurbehvellen sind in
diesem Ausführungsbeispiel mit go' Versetzung durch Zahnräder, dienicht mitgezeichnet
sind, gegenläufig verbunden. i i und 12 sind die Einlaßöffnungen der beiden Zylinder,
die von den Unterkaiiten der Kolben 5 und 6 gesteuert werden.
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Die Wirkungsweise der Maschin#e ist fol-,-ende: In Abb.
7 öffnet der Kolben 5 mit seiner Unterkante gerade den Einlaß i i,
so daß Ge-
misch in die KurbelkastenpUMpte 2 strömen kann. Der um go' voreilende
Kolben 6, der x
bereits wieder nach unten geht, drückt das in der KurbelkastenpumP,e
3 befindliche Gemisch in den nicht gezeichneten zugeordneten Zylinder der
anderen Welle.
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In Abb. 8 hat der Kolben 6 bereits rinen großen Teil
der Überströniöffi-iung 15 im Zylinder 4 freigelegt, während der Kolben
5 im Zylinger i gerade mit seinem Schlitz 16 mit der überstriöMöffnung
13 zur Deckung kommt und nun dem Gemisch den Weg durch den Kanal 14 nach dem Verbrennun#gsraum
18 des Zylinders 4 freigibt. Der Einlaß i i im Zylinder i ist bereits wieder
geschlossen. Im Verbrennungsraum 18 des Zylinders 4 ist der Druckausgleich -durch
den offenen Auslaß--,o bereits sehr weit vorgeschritten.
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In Abb. g hat der nach oben gehende Kolben 6 den Auslaß
2,o -wieder geschlossen, wällrend der höhere Überströmschlitz 15 noch offen
ist, so daß der Verbrennungsraum 18 noch mit der Ladepumpe -- in Verbindung
steht, und zwar durch den Kanal 14, den Schlitz 13 im Zylinder i und den
Scl-ditz 16
im Kolben5, -der noch nicht wieder in seinem unteren Totpunkt
angelangt ist. Der Kolben 6 legt auf seinem Weg nach dem oberen Totpunkt
dann den Einlaß 12 frei, durch clen Gemisch in den Kurbelkasten 3 einströmt,
das einem nicht gezeichneten Zylinder der anderen Welle zuströmt. '
Diese
Vorgänge spielen sich in allen Zylindern und zugeordneten Kurbelkastenpumpen ab.
je nach der Höhe der Schlitze 13, 15
und 16 kann die Zeit
des Nachladens verschieden bemessen werden.
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Die Abb. i o bis 12 beziehen sich -auf eine Sechszylinder-Zweiwellenmaschine,
und zwar gibt Abb. i o die Stellung der Kolben bei Einlaßbeginn, Abb. i i bei überstliömbeginn
und Abb. 12 bei Auslaßschluß wieder. Aufgeladen wird bier der Verbrennungsraum 18
des Zylinders 5 von der Ladepumpe 2 des'Zylinders i (vgl. A bb. 4).
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In Abb. i o legt der Kolben 4 des Zylinders i gerade den Einlaßschlitz i
i frei. Der hier um 6o' voreilende Kolben 6 d##s Zylinders 5 hat gerade
seinen oberen Totpunkt überschritten.
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In Abb ' i i wird durch den Schlitz 16 im Kolben
4 der überströmkanal 14 freigelegt, wodurch die I7,u#b#elkastenpUMP,e2 Mit dem Verbrennungsraum
18 verb ' unden wird und das Gemisch überstrbmt. Der um, 6o' voreilende Kolben
6 hat bereits Un Auslaß 20 im Zylinder 5 geöffnet.
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In Abb, 12 schließt der Kolben 6 gerade den Auslaß 2o im Zylinder
5, während der um 6o' nacheilende Kolben 4 über die Schlitze 16, 13
und 15 und den Kanal 14 den Verbrennungsraum 18 mit der Ladepumpe 2 noch
verbindet,- so daß auch hier eine von der Höhe der Schlitze abhängige Nachladung
erf olgt.
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Die Wirkungsweise einerSechszylinder-Dreiwellenmaschine ist die gleiche.
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Die drei gewählten Ausführungsbeispiele schließen selbstverständlich
die Anwendung noch größerer Zylinderzahlen und, mehrerer Kurbelwellen nicht aus.
Die Kolben sind -ialle ohne Gemischablenker dargestellt. Es ist aber auch möglich,
zur weiteren Verbesserung der Gemischfübxung einen - solch-en aufzus,
- etzen oder den Kolbenentsprechend auszubilden.