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Zweitaktbrennkraftmaschine.
Es sind bereits Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen der Kolbenkopf und die Zylinderhaube in der oberen Kolbentotlage einen ringwulstförmigen Verbrennungsraum bilden, in den Spülluft vom Kolbenboden durch einen zwischen Kolbenkopf und Zylinderhaube sich bildenden Ringkanal hineingepresst wird, so dass sich im Verbrennungsraum beim Annähern des Kolbens an die Totlage kräftige Wirbel bilden, die eine besonders innige Mischung der Luft mit dem eingeführten Brennstoff gewährleisten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Verbesserung dieser Anordnung, die darin besteht, dass das Ringwulstprofil des Kolbenkopfes nach aussen in zwei übereinanderliegende Kegelstümpfe übergeht, von denen der obere mit der Zylinderhaube den gegen die Kolbentotlage stetig enger werdenden Überströmkanal bildet, wogegen der untere den mit den Spül-und Ausströmöffnungen im wesentlichen gleichgeneigten Kolbenboden bildet.
Die Zeichnung stellt schematisch zwei Ausführungsformen der Erfindung dar.
Fig. 1 ist ein lotrechter Schnitt durch einen Zylinder samt Kolben gemäss der Erfindung, Fig. 2 ein Querschnitt durch die zum Spülen dienenden Öffnungen des Zylinders und Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist die Innenseite der Zylinderhaube zu einer mit dem Zylinder gleich- achsigen Drehfläche 1, der Kopf des Kolbens 7 zu einer entsprechenden Drehfläche 11 derart ausgebildet, dass in der oberen Kolbentotlage zwischen Kolbenkopf und Zylinderhaube ein mit dem Zylinder gleich- achsiger Ringwulst gebildet wird, dessen Aussendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders. Dabei hängt jedoch die Aussenseite der am Kolben ausgebildeten Drehfläche mit dem Kolben- boden statt längs einer zylindrischen Fläche (wie bereits vorgeschlagen) längs zweier Kegelflächen 2 und 21 mit dem Kolbenboden zusammen. Die Neigung der Kegelfläche 21 entspricht der Neigung, die gemäss
Fig. 1 die im Zylindermantel vorgesehenen Spüllufteinlassöffnungen 3 und Auslassöffnungen 5 haben.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich sind die Ausströmöffnungen 5 der Spülluft sämtlich radial gerichtet, wogegen die Einströmöffnungen 3 zum Teil radial, zum Teil, wie bei 4 angedeutet, schräggerichtet sind. Mit 6 ist der
Verteilschieber und mit 8 der Vorwärmer bezeichnet.
Wenn der Kolben sich seiner oberen Totlage nähert bildet sich zwischen der Kegelfläche 2 des
Kolbenkopfes und dem zylindrischen Teil der Zylinderhaube ein Ringspalt, durch den die zwischen dem
Kolbenboden 21 und dem Boden der Zylinderhaube eingeschlossene Luft in dem Wulstraum strömen muss.
Der Querschnitt dieses Ringspaltes nimmt in dem Masse ab als sich der Kolben der oberen Totlage nähert und ist (wie in Fig. 1 strichliert angedeutet) Null, wenn der Kolben die Totlage erreicht hat, so dass die
Strömungsgeschwindigkeit im Ringspalt annähernd gleich bleibt, was die Wirbelwirkung in der wulst- förmigen Verbrennungskammer verbessert.
Ein weiterer Vorteil der kegelstumpfförmigen Ausbildung des Kolbenkopfes liegt darin, dass die durch die geneigten Spülöffnungen eintretende Luft gegen die konische Wand des Kolbenkopfes prallt, und während der ganzen Dauer des Lufteinlasses nach oben abgelenkt wird, so dass die Spülwirkung verstärkt wird, da die Luftgezwungen ist, wiedernachabwärts zu strömen, um zu den Ausströmöffnungen 5 zu gelangen.
In der abgeänderten Ausführungsform gemäss Fig. 3 enthält der obere Teil des Kolbens Kanäle 9, deren freier Durchgangsquerschnitt grösser ist als die Fläche des Ringspaltes. M zwischen dem Teil 2
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und dem Zylinder. Nahe der oberen Totlage wird der grössere Teil der Luft durch die Kanäle in den Ringwulst eintreten und sich im Sinne des Pfeiles C, u. zw. entgegengesetzt zu jener Richtung drehen, in der sich die in der Pfeilrichtung B aus dem Ringspalt kommende Luft bewegt. Die sich aus diesen beiden Drehbewegungen ergebende Drehrichtung wird die Drehrichtung 0 sein. Macht man jedoch den freien Querschnitt der Kanäle kleiner als den des Ringspaltes, so kann man auch eine schliessliche Drehrichtung erhalten, die im Sinne B verläuft.
Diese abgeänderte Ausführungsform erleichtert sehr die Erreichung einer hohen Geschwindigkeit im Ringwulst und dementsprechend eine sehr innige Mischung von Luft und Brennstoff.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zweitaktbrennkraftmaschine, bei der Kolbenkopf und Zylinderhaube in der oberen Kolbentotlage einen ringwulstförmigen Verbrennungsraum bilden, in den Spülluft vom Kolbenboden durch einen zwischen Kolbenkopf und Zylinderhaube sich bildenden Ringkanal hineingepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringwulstprofil des Kolbenkopfes nach aussen in zwei Übereinanderliegende Kegelstümpfe übergeht, von denen der obere (2) mit der Zylinderhaube den gegen die Kolbentotlage stetig enger werdenden Überströmkanal bildet, wogegen der untere (21) den mit den Spül-und Aus- strömöffnungen im wesentlichen gleiehgeneigten Kolbenboden bildet.
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