DE810202C - Schiebersteuerung fuer 2-Takt-Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

• Schiebersteuerung für 2-Takt-Verbrennungsmotoren Das Anwendungsgebiet des 2-Takt-Arbeitsverfahrens ist bis heute auf einige wenige Arten von Verbrennungsmotoren beschränkt geblieben. Auf Spezialgebieten, wie im Fahrzeugmotorenbau oder im Flugmotorenbau, konnte sich das 2-Takt-Arbeitsverfahren nicht durchsetzen. Die Ursache der beschränkten Anwendungsmöglichkeit ist auf das Fehlen geeigneter 2-Takt-Steuerungen zurückzuführen, die hohe spezifische Zylinderleistungen ermöglichen. Alle bisher bekanntgewordenen 2-Takt-Steuerungen weisen Steuergesetze auf, die den auftretenden Strömungsvorgängen in den Steuerorganen beim Gaswechselvorgang nicht entsprechen. Ihre Anwendung bei schnell laufenden Hochleistungsmotoren ist aus diesem Grunde undurchführbar gewesen. In den Anlagen wird ein neuartiges 2-Takt-Steuerverfahren für schnell laufende Hochleistungsverbrennungsmotoren beschrieben. Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf alleArtenvon schnell laufenden Verbrennungsmotoren, sowohl für Dieselals auch für Ottomotoren. Das Steuerverfahren ermöglicht hohe spezifische Zylinderleistungen und gewährleistet einen hohen wirtschaftlichen ArbeitsprozeB. Das Steuerverfahren kann daher vorteilhaft bei allen Arten von Fahrzeugmotoren und Flug-' motoren angewendet werden. Die erwähnten Betriebseigenschaften werden durch vollkommene Anpassung des Steuervorganges an die auftretenden Strömungsvorgänge in den Steuerorganen beim Gaswechselvorgang erreicht.
• Im Bild r und 2 ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt. Aus der Skizze ist zu ersehen, daß das erfindungsgemäße Steuerverfahren eine sehr einfache bauliche Gestaltung des Zylinders bzw. des Motors ermöglicht. Alle Organe zur Durchführung und Steuerung des Gaswechselvorganges sind im Bereich der unteren Kolbentotpunktläge des Zylinders angeordnet. Für den Ausströmvorgang sind unmittelbar in der unteren Kolbentotpunktlage am gesamten Zylinderumfang Auslaßschlitze i vorgesehen. In einer bestimmten Entfernung oberhalb der Auslaßschlitze sind die Einlaßschlitze 2 am Zylinderumfang angeordnet. Die Steuerung der Aus- und Einlaßschlitze wird durch einen Steuerschieber 3 (Rohrschieber) bewirkt. Der Steuerschieber ist konzentrisch zu: Zylinderachse auf der Innenseite des Zylinders angebracht und führt eine auf- und abwärts gehende Steuerbewegung aus. Die Steuerung des Gaswechselvorganges geht in folgender Weise vor sich: Der abwärts gehende Kolben 5 öffnet die Steuerschlitze 4 des Steuerschiebers, die analog zu den Auslaßschlitzen angeordnet sind. Die. Steuerschlitze geben beim Öffnungsvorgang den vollen Strö- mungsquerschnitt der Auslaßschlitze frei. Während des Öffnungsvorganges der Auslaßschlitze bleibt der Steuerschieber in Ruhe und greift erst in den Steuervorgang ein, wenn der abwärts gehende Kolben sich der unteren Totpunktlage nähert. Der Schließvorgang der Auslaßschlitze wird von unten durch den aufwärts gehenden Kolben und gleichzeitig von oben durch den abwärts gehenden Steuerschieber bewirkt. Während des Schließvorganges der Auslaßschlitze erfolgt gleichzeitig. die Öffnung der Einlaßschlitze durch die Steuerkante (obere schräge Kante) des abwärts gehenden Steuerschiebers. Damit die Einlaßschlitze zum geeigneten Zeitpunkt geöffnet werden, führt die Steuerkante des Steuerschiebers einen entsprechenden Leerhub aus, bevor die Öffnung der Einlaßschlitze erfolgt. Der Schließvorgang der Einlaßschlitze wird durch durch die Steuerkante des aufwärts gehenden Steuerschiebers vollzogen. Während des Schließvorganges der Einlaßschlitze sind die Auslaßschlitze bereits durch den aufwärts gehenden Kolben überdeckt.
• Der Antrieb des Steuerschiebers kann beispielsweise durch eine Nockenscheibe mit Federrückführung erfolgen oder, wie es im Bild i dargestellt ist, durch eine Kurvenscheibe6 mit Geradführung7. Die Kurvenscheibe kann direkt auf der Kurbelwelle angeordnet werden, und ein besonderer Steuerungsantrieb ist nicht erforderlich.
• Die Einlaßkanäle sind zur Zylinderachse geneigt und schräg nach oben gerichtet. Die Einlaßkanäle sind außerdem diametral gegenüberliegend (Bild 2) oder paarweise gegenüberliegend am Zylinderumfang angeordnet. Diese beiden Anordnungen haben zur Folge, daß immer zwei in entgegengesetzter Richtung einströmende Frischluftstrahlen in der Zylindermitte schräg aufeinander auftreffen und sich gegenseitig zum oberen Zylinderende ablenken. Am oberen Zylinderende erfolgt eine weitere Ablenkung der aufsteigenden Frischluftstrahlen nach allen Seiten der Zylinderwand. Die Abgase, die sich im oberen Teil des Zylinders befinden, werden längs der vorderen und hinteren Zylinderwand (Bild 2) nach unten zu den Auslaßschlitzen abgedrängt. Gegen Ende der Spülung erfolgt ein Anfüllen des unteren Teiles des Zylinders mit Frischluft.
• Das beschriebene Steuerverfahren weist folgende ausschlaggebende Vorteile auf: Die Steuerung der Aus- und Einlaßschlitze wird durch ein einziges Steuerorgan bewirkt. Die gewählte Anordnung der Aus- und Einlaßschlitze sowie des Steuerschiebers gestattet die Steuerzeiten und Querschnitte so zu wählen, wie sie für einen einwandfreien und wirtschaftlichen Gaswechselvorgang erforderlich sind. Das Steuerverfahren gestattet im Bereich der Betriebsdrehzahl eine weitestgehende Ausnutzung der Strömungsenergien der ausströmenden Auspuffstrahlen zum Spülen und Laden des Zylinders mit Frischluft. Im Bereich der Betriebsdrehzahl können auf diese Weise ohne Aufwendung einer zusätzlichen Verdichtungsarbeit durch das Spülgebläse Zylinderfüllungen mit Frischluft erzielt werden, die das gleiche Ausmaß erreichen wie bei selbstansaugenden 4-Takt-Motoren,weun gleicheZylindervolumen und gleiche Drehzahlen vorausgesetzt werden. Die übereinandergelagerte Anordnung der Aus- und Einlaßschlitze ermöglicht die Unterbringung großer Strömungsquerschnitte am Zylinderumfang. Das Steuerverfahren kann daher vorteilhaft bei schnell laufenden Motoren angewendet werden. Der Steuerschieber befindet sich in der kältesten Zone des Zylinders und ist nur während des Ausströmvorganges einer kurzzeitigen Erwärmung ausgesetzt. Die Arbeitsweise der Steuerung erfordert erst dann ein Eingreifen des Steuerschiebers in den Ausströmvorgang, wenn durch die Auslaßschlitze bereits tief entspanntes Abgas ausströmt. Das Steuerverfahren gewährleistet infolgedessen eine hohe Betriebssicherheit des Motors. Das Steuerverfahren ermöglicht eine wirkungsvolle Spülung und Nachladung ,des Zylinders mit Frischluft. DieeintretendeSaugwirkung der Auspuffstrahlen ermöglicht eine weitgehende Entleerung des Zylinders von den Abgasen. Der lange Weg, der von den Frischluftstrahlen im Zylinder zurückgelegt werden muß sowie die frühzeitige Schließung der Auslaßschlitze verhindert das Eintreten von Spülluftverlusten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Schiebersteuerung für 2-Takt-Verbrennungsmotoren mit übereinandergelagerter Anordnung der Aus- und Einlaßschlitze am Zylinderumfang des unteren Zylinderendes, wobei die Einlaßschlitze oberhalb der Auslaßschlitze liegen, mit schräg nach oben gerichteten und diametral oder paarweise gegenüberliegenden Einlaßkanälen, mit einem Steuerschieber am unteren Zylinderende, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander einströmenden Frischluftstrahlen schräg aufeinander auftreffen und sich gegenseitig zum oberen Zylinderend° ablenken, ferner daß die Öffnung der Auslaßschlitze bei entsprechender Anordnung von Steuerschlitzen im Steuerschieber durch den abwärts gehenden Kolben, die Schließung durch den aufwärts gehenden Kolben und zusätzlich durch den abwärts gehenden Steuerschieber, die Öffnung bzw. Schließung der Einlaßschlitze durch die Steuerkante des abwärts- bzw. aufwärts gehenden Steuerschiebers erfolgt.