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Gernischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine für leichte oder schwere
Brennstoffe '
Die vorliegende Erfindung betrifft eine gemischverdichtende
Zweitakthrennkraftmaschine für leichte oder schwere Brennstoffe mit vom Arbeitskolben
gesteuertem Arbeitszylinderauslaß, bei der ein mit -einem Auslaßventil verseligner
Absaugezylinder vorgesehen ist. Der an den Arbeitszylinderauslaß dicht anschließende
Auslaßkanal wird von dem Kolben des Absaugezylinders. gesteuert, der dem Arbeitskolben
derart voreilt, daß die Mündung des Auslaßkanals in den Absaugezylinder vor öffnung
des Arbeitszylinderaus-und -einlasses durch den Arbeitskolben freigelegt und vor
Abschluß des Arbeitszylinders geschlossen wird.
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Das Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, daß während der öffnung des
Arbeitszylinderauslasses bei noch geöffneter Einmündung des Auslaßkanals in den
Absaugezylinder zunächst vorverdichtete Spülluft und im Anschluß daran vorverdichtetes
Ladegemisch in den Arbeitszylinder eingeführt wird, wobei der Kolben des Absaugezylinders
die Einmündung des Auslaßkanals vor Abschluß des Gemischeinlasses abschließt. Hierdurch
wird erreicht, daß das Ladegemisch nicht in dieAuslaßleitung des Arbeitszylinders
gelangen kann, sodaßeinVerlustanBrennstoff vermiedenwird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine hohe Verdichtung
bzw. eineNachladung des Brennstoff-Luft-Gemisches erzielt werden, da im Arbeitszylinder
selbst kein Unterdruck entstehen kann; denn sobald der Druck der Abgase im Arbeitszylinder
auf den äußeren atmosphärischen Druck herabsinkt, strömt in den Arbeitszylinder
Spülluftein. Ein Absinken des Druckes im Arbeitszylinder unter den atmosphärischen
Druck, wie dies bei bekannten Ausführungsarten mit Hilfskolben eintritt, findet
hier also nicht statt. Der Austritt der Abgase aus dem Arbeitszylinder wird ferner
durch die Anordnung des Absaugezylinders beschleunigt.
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Der erreichbare Verdichtungsdruck ist bei Zweitaktmotoren noch zulässig,
ohne daß eine überhitzung der Zylinderwandung zu befürchten ist, da die reichlich
bemessene Spülluft, die den Arbeitszylinder durchflutet, zur Kühlung beiträgt.
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Bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit Schweröl tritt, um einen
Niederschlag des Brennstoffesan der Zylinderwandung vorzubeugen, erfindungsgemäß
die Spülluft über ein selbsttätig oder zwangsläufig gesteuertes Ventil vorn Zylinderkopf
her, das Brennstoff-Luft-Gemisch dagegen durch vom Arbeitskolben gesteuerte Schlitze
in den Arbeitszylinder ein, wobei im Boden des Arbeitskolbens ein in den Arbeitsraum
ausmündender, mit Heizrippen und einer Prallfläche versehener Zuführungskanal vorgesehen
ist.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt.
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Abb. i zeigt eine geinischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine
für leichten Brennstoff in einem Längsschnitt.
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Abb. 2 zeigt den Arbeitszylinder und Abb. 3 den Absaugezylinder
im Längsschnitt. Abb. 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Kolbenstellungen.
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Abb.
7 und
8 zeigen den Arbeitskolb#en im Schnitt und
im Grundriß.
| Abb. 9 und io zeigen eine gemischverdich- |
| tende Zweitaktkraftmaschine für schweren |
| Brennstoff im Längsschnitt und in der An- |
| sicht. |
| .;f |
| Abb. i i und 12 zeigen eine andere Ausf |
| rung des Arbeitskolbens im Schnitt und |
| Grundriß. |
Die dar-estellte Zweitaktbrennkraftmaschine besteht aus einem Arbeitszylinder i
mit Kolben 2, Zugstange
3, Kurbel 4 und Kurbelgehäuse
5 sowie aus
dem Absaugezylinder
8
mit Kolben
9, Zugstange i o, Kurbel i i und Kurbelgehäuse
12.
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Der Arbeitskolben 2 verdichtet auf seiner Kurbelseite Brennstoff-Luft-Gümisch
oder zur Bildung des Brennstoff-Luft-Gemisches dienende Luft im Kurbelgehäuse des
Arbeitszylinders, während die Verdichtung der Spül-
luft durch den Kolben
9 des Absaugezylinders in seinem vom Kurbelgehäuse des Arbeitszylinders getrennten
Kurbelgehäuse erfolgt. Der Arbeitszylinder weist getrennte Einlässe für die Spülluft
und das Ladegemisch auf, von denen der Spüllufteinlaß vor dem Gemischeinlaß geöffnet
wird, wobei das Entweichen des Ladegemisches aus dem Auslaß dadurch verhindert wird
daß dieser Kanal 13 durch den Kolben 9 des Absaugezylinders
8 rechtzeitig geschlossen wird und dadurch die gewünschte Aufladung des vorverdichteten
Ladegemisches im Arbeitszylinder i ermöglicht.
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Um ein Entweichen des Ladegemisches aus dem Spülluftkanal 15 bzw.
27 zu verhindern, ist in ihm ein Rückschlagventil 17 bzw. 3o oder
ein die Mündung des Spülluftkanals abdeckender Kolbenaufsau 24 angeordnet.
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Die Wirkungsweise der Zweitaktbrennkraftmaschine für leichte Brennstoffe
(Abb. i bis
8)
ist folgende: Abb. i zeigt den Arbeitskolben 2 in seiner höchsten
Stellung, in der die Zündung erfolgt und der Kolben nach abwärts getrieben wird,
Der Kolben
9 im Absaugezylinder
8 erhält Voreilung, wie aus Abb. 2
und
3 ersichtlich, derart, daß die Einmündung der Einlaßschlitze
C
14 in den Absaugezylinder vor öffnung des Arbeitszylinderauslasses 13 durch
den Arbeitskolben 2 freigelegt ist (Abb. 4). In Abb.
5
ist der Auslaß
13 bereits geöffnet, so daß die Abgase aus dem Arbeitszylinder i in den unter
Unterdruck stehenden Absaugezylinder
8
eintreten können. Gleichzeitig ist
der Spülluftkanal 1
5 geöffnet, der durch den Kanal 2 1 mit dem Kurbelgehäuse
in Verbindung steht, und die im Kurbelgehäuse 12 vorverdichtete Spülluft tritt zur
Verdrängung der Abgase in den Arbeitszylinder
i ein. Der zu Anfang bestehende
Unterdruck im Absaugezylinder führt einen beschleunigten Austritt der Ab-,gase aus
dem Arbeitszylinder herbei, erzeugt
| aber in diesem keinen Unterdruck, da die |
| vorverdichtete Spülluft gleich nachdrängt und |
| ..den Arbeitszylinder mit Frischluft füllt, ohne |
| Ekft.in diesem der Druck unter den atmo- |
| '&rischen Druck sinken kann. Beim wei- |
| ,ti'a#6n Arbeitsgang wird der Auslaßkanal 13 |
| von dem Arbeitskolben 2 vollends freize- |
geben, und es ist nunmehr auch der Ladegemischeinlaß 16 geöffnet, der mit dem Kurbelgehäuse
5 des Arbeitszylinders in bekannter Weise in Verbindung steht.
. In Abb.
6
sind bereits die Schlitze 14 durch den Kolben
9 des Absaugezylinders wieder geschlossen, so daß jetzt eine Nachladung im
Arb-eitszylinder durch das weitere Nachströmen des vorverdichteten Ladegemisches
eintritt.
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Eine Rückströmung in den Spülluftkanal 15 verhindert die Rückschlagklappe
17. Durch Drosselung mittels Drosselklappen in den Zuleitungen 15
und 16 lassen sich Spülluft- und Ladegemischeintritt regulieren.
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In Abb. 6 hat der Arbeitskolben 2 seine tiefste Stellung erreicht.
Bei dem weiteren Gang geht der Kolben nach aufwärts, verdichtet das Ladegernisch,
und in der höchsten Kolbenstellung erfolgt wieder die Zündung und das Arbeitsspiel
beginnt von neuem.
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Abb. 7 und 8 zeigen eine andere Einführung der Spülluft
und des Ladegemisches, wobei auf der Bodenfläche des Kolbens ein Einführungskanal
20 vorgesehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß der Sp ülluf teintritt 15
durch
die Kolbenwand 24 abgedeckt wird, wodurch sich die Rückschlagklappe 17 erübrigt.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Entleerung des Arbeitszylinders i infolge der
großen Saugwirkung des Absaugezylinders 8 sehr schnell erfolgt, so daß die
Maschine auch als Schnelläufer geeignet ist.
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Andererseits wird der Austritt der Abgase aus dem Auspuffrohr 20 auf
eine verhältnismäßig lange Zeit ausgedehnt, da hier die Entleerung durch den aufsteigenden
Kolben 9
erfolgt. Hierdurch wird das sonst bei Zweitaktmaschinen auftretende
harte Auspuffgeräusch wesentlich vermindert.
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Abb. 9 und io zeigen eine Zweitaktbrennkraftmaschine für Schwerölbetrieb:
Während bei der Maschine für Benzin das Ladegemisch durch den Kanal 23 (Abb.
i) in das Kurbelgehäuse angesaugt wird, ist dies beim Schweröltnotor wegen des leicht
auftretenden Niederschlages der Schweröle nicht statthaft. Aus diesem Grunde wird
das vorher durch Wärmezufuhr zur Verdunstung gebrachte Schweröl der Verbrennungsluft
erst kurz vor Eintritt in den Arbeitszylinder i durch Düse 25 (Abb.9 und
i o) zugeführt.
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Die Verdunstung des Schweröls erfolgt in einer HeizschlangC
26 (Abb. i o), die in dem Verbindungsrohr 13 zwischen Arbeitszylinder i
und
Absaugezylinder 8 eingebaut ist. Das Treibgas wird #alsdann bei
33 durch die Verbrennungsluft angesaugt.
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Der Spüllufteintritt in den Arbeitszylinder erfolgt hier von oben
über die öffnung 27
(Abb. 9).
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Ferner ist bei diesem Motor eine Speicherung der Verbrennungsluft
in der Kammer 28
mit dem Rückschlagventil 29 vorgesehen. Die Regulierung der
überströmung der Luft in den Arbeitszylinder erfolgt durch das selbsttätige Ventil
3o, das aber auch in bekannter" Weise gesteuert werden kann.
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Abb, 9 zeigt den Kolben 9 des Absaugezylinders in seiner
tiefsten Stellung, in welcher der höchste Druck im Kurbelgehäuse 12 erreicht wird.
In Abb. i i und 6 befindet sich der Arbeitskolben 2 in seiner tiefsten Stellung,
und der Auslaßkanal 13 ist durch den Kolben 9 noch geschlossen. Die Einströmung
der Verbrennungsluft erfolgt mit Gas gemischt durch den Einführungskanal 22.
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Bei der Anordnung des Einführungskanals 2 2 nach Abb. i i wird die
Führung des Ladegemisches an der Zylinderwandung in denkbar günstigster Weise entlang
und damit die Möglichkeit eines Niederschlagens des Schweröls an dieser dadurch
vermieden, daß eine Kolbenwand 24 vorgesehen ist. Vorteilhaft ist ferner, daß das
Ladegeinisch die senkrechte Mittelfläche 31 und die Rippen 32 des
Arbeitskolbens gut bestreicht, bevor dieses in den Arbeitszylinder eintritt (Abb.
8 und 12). An den Flächen 3 1 und 3 2 ist stets eine größere
Wärmespeicherung vorhanden, die von dem eintretenden Ladegemisch aufgenommen wird.