DE764278C

DE764278C - Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit in der unteren Totpunkt-zone des Arbeitszylinders angeordneten Lufteinlassschlitzen

Info

Publication number: DE764278C
Application number: DEL97501D
Authority: DE
Inventors: Franz Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1939-03-22
Filing date: 1939-03-22
Publication date: 1952-04-21

Description

Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit in der unteren Totpunktzone des Arbeitszylinders angeordneten hufteinlaßschlitzen Die Erfindung betrifft eine Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschi:ne mit in der unteren Totpun'ktzone des Afbeit:szylinders angeordnetem Lufteinlaßschlitzen, die nur durch den Maschinenkolben gesteuert werden und Luft unter Überdruck gegenüber dem Zylinderinhalt sowohl gegen Ende des Füllungshubes als auch des Ausdehnungshubes in den Arbeitszylinder eintreten lassen. Es ist bei Brennkraftmaschinen dieser Art bereits bekannt, ein Einl.aß- und ein Auslaßventil im Zylinderkopf über einem Verdichtungs- und Brennraum anzuordnen, der sich in Farm einer Scheibe vom vollen Zylinderdurchmesser unmittelbar- an den Hubraum anschließt. Wein nun bei solchen Maschinen gegen Ende des Saughubes, also während eines zwischen dem Saug- und Verdichtungsvorgang liegenden Kurbelwinkels, auch durch die in der unteren Totpunktzone des Arbeitszylinders vorgesehenen Schlitze Luft zugeführt wird, so dient diese zur Ergänzung der durch das Einlaßventil angesaugten Luft, wodurch der Füllungsgrad der Maschine verbessert wird. Die nochmalige Aufsteuerung der Schlitze während des gleichen Viertaktspiels, nämlich gegen Ende des .Ausdehnungshubes, also während eines zwischen (1:ni Ausdelinungs- und Ausschubbul) liegenden KurhAwlnkels. soll ferner mittels der Zwischenschaltung eines über dein Koll)eniioden lagernden Frischlttftpolsters dazu beitragen. daß die Abgase durch den ausschiebenden Arbeitskolben aus dem Hub- und Verdichtungsraum verdrängt werden.
Diese letztere Aufgabe wird jedoch bei den bekannten Maschinen der vorausgesetzten Art mit einem nicht abgesetzten, scheibenförmigen Verdichtungsraum nur unvollständig erfüllt, weil sich in diesem Raum, insbesondere unterhalb des während des Ausschubhubes geschlossenen Einlaßventils. immer noch ein Abgasrest halten muß. der beim anschließenden Saughub den Luftfüllungsgrad d_r Maschine verschlechtert. Eine solche Verschlechterung ist aber insbesondere bei neuz°itlichen, sehr rasch laufenden Einspritzmaschinen, deren Füllungsgrad infolge der hohen Spaltgeschwindigkeiten der einströmenden Luft ohnehin zum Absinken neigt. nicht tragbar. Auch durch die zusätzliche Einführung von Ladeluft mittels der Schlitze gegen Ende des Saughubes kann naturgemäß die einmal vorhandene @'erunreinigung durch Abgas nicht aufgehoben werden.
Dieser Nachteil wird durch die bekannte Anordnung eines gegenüber dem Hubraum abgesetzten I.)r,-titiraums im Zylinderkopf. wobei das Auslaßventil ü b:r dem Brennraum liegt, verhindert. Da hierbei der Arbeitskolben im oberen Totpunkt bis auf ein ; Mindestmaß von i nini oder weniger an die Unterfläche des Zylinderl,#opfes anläuft, so schiebt er das über seinem Boden lagernde Luftpolster, das etwa ein Viertel des Hubraums ausfüllen kann. vollständig in den abgesetzten Brennraum hinein und darüber hinaus noch zum großen Teil durch das über diesem Raum liegende Auslaßventil hindurch. Hierdurch wird eine restlose Entfernung der Abgase aus dem Arbeitszylinder gewähr- ; leistet, auch der sehr schmale Kolbenspalt, ' der noch hei ollerer Totlage verbleibt, muß mittels des Luftpolsters über dem Kolben, das zum übz-rtviegenden Teil aus dem Spalt in den abgesetzten 1.lrennraum hinein verdrängt wird, vollständig gespült werden.
Die durch d:n Luftzusatz gegen Saugbuhende angestrebte @erl)esserung des Füllungsgrades kommt durch diese Maßnalinie erst zur vollen Auswirkung. Außerdem ergibt sich dadurch. daß das kalte Frischluftpolster während des _@ti:sehulllitilies finit #,ieherlieit bis an den Zylinderkopf, in den innerhalb dieses Kopfes liegenden Brennraum hinein und zum Teil noch durch den AuslaPiduerschnitt hindurchgedrängt wird, eine Verliess:rung der inneren Kühlung ci@r "esaniteii Maschine einschließlich ihrer Ventile. was insbesondere für -Maschinen mit Luftkühlung von erheblicher Bedeutung ist.
Es ist ferner bekannt, zum Zweck der vollständigen Spülung einer @-iertakt-Brennkraftmaschine einen ventilgesteuerten Lufteinlaß zur Zuführung von Saug- oder Druckluft über dem Hubraum vorzusehen. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, einen solchen Einlaß tv°gzulassen und die gesamte Luftladung erst gegen Ende des Füllungshubes nur durch die kolbengesteuerten Schlitze in den Arbeitszylinder einzuführen.
Die bekamite Maschine dieser Art tveist auch einen abgesetzten, im Zylinderkopf angeordneten Verdichtungs- und Brennraum auf, über dem das Auslaßventil liegt. Dabei tverden aber die in der unteren Totpunktzone des _@rbeitszvlinders vorgesehenen Luftschlitze außer durch den Kolben noch durch besondere Ventile gesteuert, und zwar derart, daß ein Lufteinlaß nur gegen Ende des Saugliebes, nicht jedoch auch gegen Ende de Ausdehnungshubes erfolgt. Infolgedessen fällt die mit der Erfindung erreichbare Konibinationswirkung der Spülluftzuführung zur U nt#-rstützung der Abgasaustreibung durch den _@rl)eltsliolben und der Anordnung des abgesetzten Brennraums im Zylinderkopf mit allen ihren Vorteilen tveg, wozu noch der Nachteil tritt. daß die--1,Iaschinenbauart durch besondere mechanisch gesteuerte Ventile belastet wird.
Demgegenüber besteht das @eu@eitsmerkmal der vorliegenden Erfindung darin, dal:, in einem Zylinder mit gegenüber dein Hubraum abgesetzten hrennraum, in den das Auslaßventil mündet, die an sich bekannte Zuführung der gesamten Luftladung ausschließlich durch die k(ill)engesteuerten Schlitze allein erfolgt.
Die Vorteile der neuen -Baliart liegen sowohl in einer wesentlichen Vereinfachung de: Aufbaues der Maschine und einer damit verbundenen Verbilligung als auch in einer durch den Fortfall von Ventilen bedingten erhöhten Betriebssicherheit.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes i)eispie@sweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Läna_ sschnitt durch die Maschine und Abb. -a ein zugehöriges Steuerschaubild. Es i)ezeichnet: a das Auslaßventil. c den abgesetzten. im Zylinderkopf d angeordneten Brennraum. E- den ZvIinder, f die Einlaßschlitze, j die Druckluftleitung. Ir den in] unteren Totpunkt befindlichen Kolben. Die dargestellte Ausführungsform ist besonders für I:I;2ine Schnelläufer geeignet. Beim Saughub> der Maschine entsteht infolge des völligen Abschlusses des Zylinders zunächst so. lange ein Unterdruck, bis der Kolben h die Schlitze f öffnet. Die Frischluft tritt dabei aus dem D@ruckluftkanal g mit großer Geschwindigkeit in den Zylinder ein und füllt ihn vollständig an. Beim Aufwärtsgang des Kolbens findet nach dem Abschließen der Schlitze die Verdichtung statt.
Die öffnwngszeit der Schlitze f ist in Abb.2 durch waagerechte und. senkrechte Schraffur veranschaulicht. Zu dem nicht schraffierten Bogen des Kurbelkreises sind 36o° Kurbelwinkel, also eine vollständige Kurbelumdrehung, hinzugefügt zu denken.
Vor Ende des Ausdehnungshubes wird zunächst das Auslaßventi.l a geöffnet, und darauf werden wiederum die Schlitze f vom Kolben h freigelegt, so daß auch in diesem Zeitpunkt kalte Spülluft in den Zylinder eintritt, durch die sofort ein Teil der heißen Abgase verdrängt und die Gastemperatur im Zylinder rasch und wesentlich herabgesetzt wird. Nach Abschluß der Schlitze bleibt diese kalte Luft als Polster über dem Kolben erhalten, und beim Anlaufen des Kolbens im oberen Totpunkt bis in unmittelbarer Nähe des Zylinderdeckels d ist der ganz schmale Spalt über dein Kolben von reiner Frischluft erfüllt, die auch den Brennraum c ausfüllt und teilweise noch durch das geöffnete Ventil a austritt, so daß außer der restlosen Spülung des Zylinderraums auch eine vorteilhafte Kühlung des Brennraums und des Auslaßventils erzielt wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Viertakt - Einspritzbrennkraftmaschine mit in der unteren Totpunktz.one des Arbeitszylinders angeordneten Lufteinlaßschlitzen, die nur durch den Maschinenkolben gesteuert werden und Luft unter Überdruck gegenüber dein Zylinderinhalt sowohl gegen Ende des Füllungshubes als auch des Ausdehnungshubes in den Arbeitszylinder eintreten lassen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zylinder mit gegenüber dem Hubraum abgesetztem Brennraum, in den das Auslaßventil mündet, die an sich bekannte Zuführung der gesamten Luftladung ausschließlich durch die kolbengesteuerten Schlitze allein erfolgt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden Deutsche Patentschriften N r. 586 119, 566 735, 545 137, 482:224; schweizerische Patentschrift Nr. 134 169; französische Patentschriften Nr. 831 736, 797 513, 714 411; britische Patentschriften Nr. 450 735, 857 98o; USA.-Patentschrift Nr. 1 890 8I3.