DE947032C

DE947032C - Gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe

Info

Publication number: DE947032C
Application number: DED2489D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Schwaiger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1943-09-28
Filing date: 1943-09-28
Publication date: 1956-08-09

Description

Gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe und vom Kolben gesteuert-Ein,- bzw. Auslaßöffnungen mit einer unmittelbar vor dem Einlaß unter der Einwirkung einer Luftdrosselvorrichtung stehenden Kraftstoffei.nspritzvorrichtung.
Die Erfindung besteht darin, daß als Einspritzvorrichtung eine an sich bekannte kraftschlüssig (insbesondere mechanisch oder elektrisch) gesteuerte Einspritzdüse vorgesehen, ist, welcher der Kraftstoff unter Gefälle oder Färderpumpendruck zufließt und ihre Einspritzmündung unmittelbar neben einer im Luft-Überströmkanal zwischen Kurbel- und Zylinderraum angeordneten. Luftdrossel liegt, die vorzugsweise mit der Steuereinstellung an der Einspritzdüse derart verbunden ist, daß in an sieh bekannter Weise bei einer Steuereinstellung für eine Brennstoffverminderung der Luftdurchtrittsquerschnitt unmittelbar an der Einspritzdüse entsprechend gedrosselt wird, um dort eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auch bei geringer Drehzahl der Maschine aufrechtzuerhalten und so eine richtige Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu sichern. Die Mündung der Einspritzdüse ist seitlich am Düsenkörper angeordnet. In. Höhe der Düsenmündung ist im Luftüberströmkanal ein Absperrschieber vorgesehen, der bei elektrisch gesteuerter Einspritzdüse mit dem Stellhebel für eine die Düse zu betätigende Schaltwalze gekuppelt ist. Durch die oben angeführten., einander sinnvoll ergänzenden Maßnahmen fällt die. bei den bekannten. Einrichtungen durchweg als. Einspritzvorrichtung vorgesehene Vergaseranordnung fort. Die Steuerung der Einspritzung ist in Anpassung an den jeweiligen Betrieb eine wesentlich genauere. Es sind weiterhin Brennkraftmaschinen mit Kraftstaffeinspritzung bekannt, bei denen der Brennstoff zuerst gegen die der Kurbelkastenpumpe zugelegene Ansaugeleitungsfläche in der Nähe der Einspritzdüsenmündung gesaugt wird, wo, er sich. zunächst als Flüssigkeitsspiegel ausbreitet und dann durch die in den Zylinderraum einströmende Luft mit in den Zylinder hineingeblasen wird. Ein derart grobes Gemischaufbereitungsverfahren ist für schnelllaufende Brennkraftmaschinen ungeeignet. Schließlich sind Maschinen mit Einspritzvorrichtungen ohne mechanischen Abschluß bekannt, bei denen die, Einspritzung dann beginnt, wenn der Saugzug im Überströmkanal entsprechend stark genug ist. Die Einspritzung läßt in dem gleichen Grad wieder nach, wie die Luftströmung zum Zylinder wieder abklingt. Bei dieser Einspritzungsweise sind Einspritzbeginn. und -ende ausschließlich durch die Luftbewegung festgelegt, während beim Anmeldungsgegenstand die Einspritzperiode innerhalb dieser Grenzen scharf abgestimmt werden, kann. Dies ist insbesondere für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Kurbelkastenspülung von Vorteil, weil damit gerechnet werden muß, daß in dem Augenblick, in welchem der Arbeitskolben die Ein.-strömöffnungen freizugeben beginnt, der Druck im Kurbelraum noch gering ist, im Zylinderraum aber noch ein gewisser Überdruck der heißen Gase herrscht, die in den Überströmkanal zurückschlagen und möglicherweise dort eine unerwünschte Vorzündung verursachen. Beim Erfindungsgegenstand dagegen kann der Einspritzbeginn so, gesteuert werden, daß erst dann eingespritzt wird, wenn die heißen. Abgase aus dem Überströmkanal wieder verdrängt worden sind und die Frischluft an der Einspritzvorrichtung vorbei in den Zylinder strömt, also die zum Spülen, benötigte Luftmenge die Düsenmündung bereits passiert hat.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar' zeigt schematisch Abb, i einen Längsschnitt durch eine luftgekühlte Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe, Querstromspülung, Fremdzündung und Brennstoffeinspritzung in den Einlaßkanal, Abb,.2 und 3 die Brennstoffeinspritzdüse mit ihrer elektromagnetischen Steuervorrichtung im Längsschnitt, Abb. 4 eine Einzelheit zur Abb. 2, Abb% 5 die elektromagnetische Steuervorrichtung nach Abb, 3 in Gestängeverbindung mit einem Luftdrosselschieber nach Abb. i.
Wie die Abb, i zeigt, gleitet in dem mit äußeren Kühlrippen versehenen Arbeitszylinder i ein Arbeitskolben 2, der bei seiner Aufwärtsbewegung durch ein federbelastetes Rückschlagventil 3 im Kurbelgehäuse q. Frischluft in diesem einsaugt. Diese wird bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 2 über einen, Kanal 5 durch einen vom Kolben überlaufenen Einlaßschlitz 6 in den Arbeitszylinder eingeschoben. Dem Einlaßschlitz 6 gegenüber liegen ein oder mehrere Auslaßschlitze 7. In die Decke des Zylinderraumes ist eine Zündkerze 8 eingeschraubt.
Gemäß der Erfindung ist in den Einlaßkanal 5, und zwar in der Nähe des Einlaßschlitzes 6 am Zylinder i, eine Brenns.toffeinspritzdüse g angeordnet, wie sie in Abb,. 2 in einem größeren Maßstab dargestellt ist. Der Düsenkörper 9 ist als zylindrischer Schraubkörper ausgebildet und weist als Düsenmündung eine Stirnbohrung io auf, die durch eine unter dem Schließdruck einer Feder ii stehenden Düsennadel 12 abgeschlossen ist. Der Düsennadelschaft 13 liegt mit axialem Spiel vor einem verstellbaren Anschlag 14 und weist einen innerhalb der Solenoidspule 15 liegenden Tauchkernabschnitt 16 auf. Der Brennstoffzulauf zum Düsenkörper 9 erfolgt über radiale Bohrungen 17, die innerhalb eines Rohranschlusses 18 am Ende einer Brennstoffzuleitung i9 liegen. Der Brennstoff fließt durch den Druck einer einfachen Förderpumpe oder durch natürliches- Gefälle zu. Der Rohranschluß 18 liegt unter dem Einschraubdruck der Einspritzdüse 9 zwischen. zwei Dichtungen 2o; 2o eingespannt. Das eine Ende der Sodenoidspule 15 ist an die Masse gelegt, während ihr anderes Ende über eine Drahtleitung 21 mit einem Kontakt 22 (Abb, 3) verbunden ist. Der Kontakt 22 steht über eine Feder 23 mit Einem Schleifkontakt 24 in stromschlüssiger Berührung. Der Schleifkontakt gleitet auf einer Schaltwalze 25, die über eine Keilstiftkupplung 26 axial verschiebbar mit einem umlaufenden hohlen Wellenstück 27 gekuppelt ist. Die Schaltwalze 25 steht einerseits unter- dem Einfluß einer Rückführfeder 28 und andererseits unter dem Einfluß eines Stellhebels 29 (Abb. i und 3). Außerdem weist die Schaltwalze; 25 .einen. stromleitenden Ring 30 auf, der an einer Seite in .eine Zunge 3 i übergeht. Der Antrieb der Welle 27 -erfolgt von der Motorwelle her oder durch sonstige beliebige umlaufende Teile des Motors oder einer Motorzubehöreinrichtung. Die Stromquelle für die elektrische Steuerung liegt entweder in der Leitung 21 oder an sonst einer geeigneten Stelle.
Die Handhabung und Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Die Einspritzung erfolgt bei der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens, sobald die: ser den Einlaßschlitz 5 freigegeben hat, und die Verbrennungsluft aus dem Kurbelgehäuse 4 durch den Kanal 5 und den Schlitz 6 in den Zylinderraum -i überströmt. Die Brennstoffdosierung erfolgt jedoch nicht durch eine Einspritzpumpe, und auch nicht unter dem Einfluß des Saugzuges in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehzahl,-sondern es bleibt die Düsenöffnung 9 nur so lange offen, solange der Gleitkontakt 24 den stromleitenden Belag 30, 3 1 der Schaltwalze überläuft. Je weiter man also mit Hilfe des Hebels 29 die Schaltwalze 25 nach rechts verschiebt, desto länger ist der Weg, den der Schleifkontakt 24 auf dem Beleg 30, 31 zurücklegt, und desto länger steht auch die Spule 15 unter Strom.
Man. kann also mit dem Erfindungsgegenstand durch Verstellen des Hebels 29 die Brennstoffmenge, welche die in den Zylinder einströmende Luft mitreißt, beliebig fein, dosieren, ohne daß man: hierzu eine baulich komplizierte Einspritzpumpe benötigt, und ohne die Nachteile eines Vergasers (großer Brennstoffverbrauch) mit in Kauf nehmen zu müssen. Man kann einer bessere Zerstäubungswirkung an der Düsenmündung erzielen, wenn man die Düsenöffnung ioa seitlich anbringt, wie die Abb, 4 zeigt. Außerdem erzielt man einer Gemischregelung dadurch., daß man im Druckkana15, in Höhe der Brennstoffdüse einen Absperrschieber 32 anordnet, dessen Stellhebel entweder willkürlich verstellbar ist, oder der mit dem Verstellgestänge des Schaltwalzensteuerhebels.29 gekuppelt ist, und zwar z. B. nach Abb. 5 derart, daß bei Leerlauf der Maschine die Schaltwalze bzw. Einspritzdüse: auf eine Lieferung von weniger Brennstoff eingestellt und gleichzeitig auch der Luftdurchlaßquerschnitt an der Düse kleiner eingestellt wird, so, daß bei kleiner Drehzahl der Maschine unmittelbar vor der Düsenmündung trotzdem eine hohe Stromgeschwindigkeit aufrechterhalten wird.
Der Erfindungsgegenstand eignet sich nicht nur für Zweitaktmaschinen, sondern für Maschinen mit beliebig vielen Arbeitstakten. Die Ventilnadel kann im Rishmen der Erfindung auch durch jedes andere geeignete Absperrglied, z. B. auch durch ein. Kugelventil, ersetzt werden. Auch eignet sich die Erfindung für Ventil-, Drehschieber- und Rohrschiebermaschinen gleich gut, die mit oder ohne Verdichter arbeiten, können,. Auch ist der Anmeldungsgegenstand an, keine bestimmte Spülweise gebunden und eignet sich für wassergekühlte Maschinen ebenso gut wie für luftgekühlte Motoren. Schließlich eignet sich die'Erfindung auch für gewisse Maschinen, deren Zündung durch Einwirkung des Verdichtungsdruckes eingeleitet wird.. Es kann der Erfindungsgegenstand auch an Stelle eines Vergasers im Ansaugerohr einer Brennkraftmaschine vorgesehen oder eine Brennstoffdüse für einzelne Zylindergruppen vorgesehen werden. Doch ist bei einer Vielzylindermaschine die Anordnung einer besonderen Einspritzdüse an jedem einzelnen Zylindereinlaß bevorzugt. Entsprechend der Zylinderzahl liegen, dann eine Anzahl Schleifkontakte über den Umfang der Schaltwalze25 verteilt. An Stelle der elektrischen Steuerung kann. auch eine mechanische oder pneumatische Steuerung für die Düsennadel vorgesehen werden. Die mechanische Steuerung kann z. B. durch: einen konischen Verschiebenocken erfolgen. Man kann die elektrische Schaltwalze auch mit dem Zündverteiler vereinigen, nachdem Zündverteiler und Schaltwalze mit der gleichen Drehzahl umlaufen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i.
Gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe und vom Kolben: gesteuerten Ein- bzw. Aus.laßöffnungen, mit einer unmittelbar vor dem Einlaß unter der Einwirkung einer Luftdrossel stehenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Einspritzvorrichtung eine an sich bekannte, kraftschlüssig (insbesondere mechanisch oder elektrisch) gesteuerte Einspritzdüse vorgesehen ist, welcher der Kraftstoff unter Gefälle- oder Förderpumpendruck zufließt und ihre Einspritzmündung unmittelbar neben einer im Luft-Überströmkanal zwischen Kurbel- und Zylinderraum angeordneten Luftdrossel liegt, die vorzugsweise mit der Steuereinstellung an. der Einspritzdüse derart verbunden ist, daß in an sich bekannter Weise bei einer Steuereinstellung für eine Brennstoffverminderung der Luftdurcb.-tritts-Ouerschnitt unmittelbar an der Einspritzdüse entsprechend gedrosselt wird, um dort eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auch bei geringer Drehzahl der Maschine aufrechtzuerhalten und so, eine richtige Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu sichern. z. Bren.nkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da,ß die Düsenmündung (ioa) der Einspritzdüse seitlich am Düsenkörper (9) angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i und. 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Höhe der Düsenmündung (io) im Luftüberströmkana.l (5, 6) ein Absperrschieber (32) angeordnet ist, der bei elektrisch gesteuerter Einspritzdüse mit dem Stellhebel (29) für eine die Düse zu betätigende Schaltwalze (25) gekuppelt ist.
4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen: i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltwalze und Zündverteiler miteinander kombiniert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 237 768, 4o6 549, 409514 (entsprechend britischer Patentschrift Nr. 235 436) 498 461, 499 867, 517:22o, 66o io8, 708 341, 712 425a 73v 685, 734 532; schweizerische Patentschriften Nr. 218 718, 2i9 476; französische Patenttsichri£tien Nr. 615 162, 572 736; britische Patentschriften Nr. 235 436, 502 594.