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Zweitaktbrennkraftmaschine mit gesteuerten Uberströmkanälen Die großen
Ladeverluste von Zweitaktbrennkraftmaschinen entstehen besonders durch die hohe
Umlaufgeschwindigkeit des Spülströmes im Zylinder. Zur Verlustverminderung kann
entweder die Einfließgeschwindigkeit des Gemisches in den Zylinder vermindert werden,
oder aber der Beginn des Gemischüberfließens aus dem Kurbelgehäuse in die Überströmkanäle
und den Zylinder kann später erfolgen, damit für den im Zylinder umlaufenden Spülstrom
die Zeit nicht ausreicht, um an noch offene Auslaßschlitze heranzukommen. Zur weiteren
Verbesserung der guten Wirkung können beide Einrichtungen auch gleichzeitig angewendet
werden. Durch das spätere Freilegen der Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und Zylinder
wird aber auch noch erreicht, daß die Menge der heißen Zylindergase kleiner wird,
welche beim Öffnen der Einlaßschlitze infolge des zunächst noch höheren Gasdruckes
im. Zylinder in das Kurbelgehäuse fließt. Dadurch wird die Gemischmenge verkleinert,
welche jedesmal aus dem Kurbelgehäuse in den Zylinder befördert werden muß, und
deshalb kann auch die zu hohe überfließgeschwindigkeit verringert werden.
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Es ist bereits bekannt, ein späteres Tteilegen der ÜUberströmkanaleinmündungen
in das Kurbelgehäuse dadurch zu erreichen, daß im Kurbelgehäuse eine Drehschiebersteuerung
unter Verwendung
der beiden zu Drelisehiebern ausgebilde-. ten
Kurbelscheiben hergestellt wird, wobei der Übertritt des Gemisches aus dem Kurbelgehäuse
in die überströmkanäle erst freigegeben wird, nachdem der niedergehende Kolben die
Zylindereinlaßschlitze bereits erheblich geöffnet hat. Es ist ferner bekannt, auch
die zu hohe Einfließgeschwindigkeit des Gemisches in den Zylinder in Verbindung
mit solcher Drehschiebersteuerung zu verringern und diese abhängig zu machen von
der Motordrehzahl. Das geschieht entweder dadurch, daß Erweiterungen in die Überströmkanäle
eingebaut werden, oder dadurch, daß fliehkraftgeregelte Einsatzstücke in die Steuerkanäle
gesetzt werden, welche die Kanalöffnungen drehzahlabhängig vergrößern oder verkleinern.
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Die Erfindung zielt demgegenüber darauf hin, die Dreh'schiebersteuerung
so einzurichten, daß die Überströmkanäle drehzahlabhängig um so später aufgesteuert
werden, je langsamer der Motor läuft, da bei niedrigen Drehzahlen die Auslaßschlitze
besonders lange Zeit geöffnet sind, und deshalb soll das Überströmen in den Zylinder
möglichst spät beginnen. Dazu werden ebenfalls beide Kurbelscheiben zu Drehschiebern
ausgebildet, wobei das Neue darin besteht, daß zwischen die Ausbohrung des Kurbelgehäuses
und die mit steuernden Aussparungen versehenen Kurbelscheiben ein drehbarer Zwischenring
gesetzt ist, der Durchbrechungen seiner zylindrischen Wandung aufweist zum Durchlassen
des Gemisches, wozu der Ring so gestellt wird, daß seine Durchbrechungen vor den
Eingängen der Überströmkanäle stehen und ihre parallel zur Kurbelwellenachse verlaufienden
Ränder Steuerkanten bilden. Die Stellung des Zwischenringes kann während des Laufes
der Maschine geändert werden, wodurch die Überströmkanäle früher oder später aufgesteuert
werden. Dazu kann der drehbare Zwischenring so mit einem den Motorlauf regelnden
Organ, dem Vergaser oder einem Zentrifugalregler, verbunden sein, daß das Verstellen
des Regelorgans zwangläufig auch den Zeitpunkt des Aufsteuerns der überströrnkanäle
ändert. Ferner kann mit der Steuerung der Überströmkanäle auch durch die gleichen
Kurbelscheibendrehschieber das Steuern der in das Kurbelgehäuse mündenden Ansaugekanäle
verbunden sein, wozu die Einmündung der Ansaugekanäle so gelegt sein kann, daß durch
Verdrehen des Zwischenringes auch der Zeitpunkt des Aufsteuern.s der An: saugeka_näle
in an sich bekannter Weise geändert wird. -Die Abb. i bis q. haben für -den Zylinder
die Zahl i, die Einlaßschlitze sind mit 2Q und 2b und der Auslaßschlitz ist mit
3, der Kolben mit q. bezeichnet. In dem zylindrisch ausgebohrten Kurbelgehäuse 5
befindet sich die Kurbelwelle mit den beiden Kurbelscheiben 6" und 6b, die durch
den Kurbelzapfen io miteinander verbünden sind. Über beide Kurbelscheiben ist ein
Zwischenring 7 gesteckt, welcher zweckmäßig die Breite der Gehäuseausbohrung hat,
in welcher er gegen diese und gegen den Umfang der Kurbelscheiben ungefähr abdichtend
gedreht werden kann. Der Zwischenring 7 besitzt außerhalb seiner Mitte auf jeder
Seite eine längliche Durchbrechung 8, welche vor den Einmündungen g" der zu den
Einlaßschlitzen 2a und 26 führenden Überströmkanälen gb und g, liegen und
die eine etwas geringere Breite haben, als die Kurbelscheiben 6, und 6b. Außerdem
befindet sich auf der Mitte der ,Ringbreite ein längerer Schlitz i i zum Durchlassen
der Pleuelstange. Mit x ist der Kurbelkreis bezeichnet.
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In den Abb. 5 bis 7 ist der Zylinder mit 36, der Kolben mit 32, und
die beiden seitlich sitzenden Zylindereinlaßschlitze sind mit2-i bezeichnet. Auch
hier ist über die beiden Kurbelscheiben 22, die durch den Kurbelzapfen 2g miteinander
verbunden sind, ein einstellbarer Zwischenring 24 gesteckt, der je zwei von den
Kurbelscheiben gesteuerte Durchbrechungen aufweist, und zwar 25 zum Durchlassen
des Gemisches nach den Überströmkanälen 30 und den Zylinderschlitzen 21 sowie
26 zum Durchlassen des durch den Ansaugekanal27 von außen kommenden frischen Gemisches.
Außerdem besitzt der Zwischenring 2¢ noch in seiner Mitte einen längeren Schlitz
33 zum Durchlassen der Pleuelstange. Jede Kurbelscheibe besitzt eine Aussparung
23 für das Einlassen des Gemisches in die überströmkanäle 30, sowie zwei burchbrechungen
oder Aussparungen.28 zum Auswuchten der hin und her gehenden Massen. Indem Zwischenring
24 ist auch eine Anzahl Zähne angebracht, in welche ein kleines Zahnrad 37 eingreift,
das durch einen außen sitzenden Hebel 31 gedreht werden kann. Durch ein Bewegen
des Hebels kann deshalb ein Verstellen des Zwischenringes 24 ausgeführt werden,
wodurch die steuernde linke Kante der Aussparung 23 der Kurbelscheiben früher oder
später an die Ringschlitze 25 gelangt. Abhängig von der Einstellung des Zwischenringes
kann deshalb das Einfließen heißer Zylindergase in das Kurbelgehäuse 35, und das
darauffolgende Ausfließen des Gemisches nach dem Zylinder mehr oder weniger verzögert
werden. Aber es wird durch das Verstellen des Zwischenringes auch bewirkt, daß gleichzeitig
der Beginn des Einsaugens von Gemisch durch den Kanal 27 in das Kurbelgehäuse
verändert wird, wodurch bei niedrigen Drehzahlen? größere Füllungsgrade erreicht
werden. An den Hebel 31 kann das Gestänge einer zur Änderung der Maschinendrehzahl
vorhandenen Regelvorrichtung, z. B. an den Drosselhebel des Vergasers oder einen
durch Zentrifugalkraft betätigten Regler angeschlossen werden, wodurch die Einstellung
des Zwischenringes selbsttätig erfolgt. Als Einrichtung zum Verstellen des Zwischenringes
ist als Beispiel für eine Ausführung ein Zahnradgetriebe gewählt, aber es sind noch
viele andere Möglichkeiten dafür vorhanden.
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In Abb. i ist dargestellt, daß der Kolben q. sich bereits in seiner
unteren Totpunktlage befindet, wenn der rechte Rand der beiden Kurbelscheiben den
rechtsseitigen Rand der Durchbrechungen 8 des Zwischenringes 7 erreicht, und die
Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und dem Zylinder frei gibt.
Der
niedergehende Kolben öffnet zuerst den Auslaßschlitz 3, wobei sich der Kurbelzapfen
io in der Linie a befindet. Gleich darauf werden auch die Einlaßschlitze 2" und
2b frei. gelegt. In der kurzen Zwischenzeit kann aber nur ein Teil der Zylindergase
durch den Auslaßschlitz in das Freie ä-usfließen, so daß beim Öffnen der Einlaßschlitze
im Zylinder noch eine erheblich höhere Spannung der Gase vorhanden ist, als im Kurbelgehäuse
trotz der darin ausgeführten Vorverdichtung. Die Folge davon ist, daß besonders
bei hohen Drehzahlen eine große Menge heißer Zylindergase bei den üblichen Zweitaktmaschinen
in das Kurbelgehäuse fließt, ehe das Überfließen des Gemisches in den Zylinder beginnt.
Durch dieses -Einfließen heißer Zylindergase wird im Kurbelgehäuse sowohl die Gemischmenge
stark vergrößert, als auch die Temperatur erhöht, was bedeutende Nachteile zur Folge
hat. Durch die verwendete unsymmetrische Steuerung der Überströmkanäle wird dies
starke Einfließen in das Kurbelgehäuse verhindert. Abb. i stellt die Einstellung
des Zwischenringes bei niedrigen Drehahlen dar, Abb. 3 die Einstellung bei hohen
Drehzahlen, wo die Überströmkanäle schon aufgesteuert werden, wenn der Kurbelzapfen
die in Abb. i mit a bezeichnete Stellung erreicht hat. Durch das Verzögern des Gemischüberfließens
in den Zylinder werden die Ladeverluste, welche durch das schnelle Herankommen des
Spülstromes an noch offene Auslaßschlitze entstehen, um so mehr verringert, als
auch die Einfließgeschwindigkeit des Gemisches in den Zylinder dadurch erheblich
verringert worden ist, daß die in den Zylinder übergeführte Gemischmenge aus weit
reinerem Gemisch, ohne die bisherige große Beimischung verbrannter Zylindergase,
besteht. Da die Ladeverluste durch das zu schnelle Herankommen des Spülstromes an
noch offene Auslaßschlitze um so größer werden, je langsamer die Maschine läuft,
d. h. je längere Zeit die Auslaßschlitze geöffnet sind, ist es vorteilhaft, bei
niedrigen Drehzahlen den Eintritt in die Überströmkanäle um so später beginnen zu
lassen, je niedriger die Drehzahl ist. Dazu dient das Verstellen des Zwischenringes.
Da dieser einen in sich geschlossenen Ring bildet, so kann sein Verstellen ohne
erheblichen Widerstand ausgeführt werden.
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Um den Einbau des Zwischenringes in Hinsicht auf die vorhandene Pleuelstange
zu erleichtern, kann der Ring auch geteilt und erst nach dem Überschieben über die
Kurbelscheiben durch Verstiftung od. dgl. zu einem in sich geschlossenen Ring umgestaltet
werden. Die Teilung kann durch einen vertikalen oder durch einen horizontalen Schnitt
ausgeführt sein.