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Zweitaktbrennkraftmaschine, die wahlweise mit oder ohne Aufladung betrieben werden kann.
Um für Sport-und Rennveranstaltungen die Leistung der Brennkraftmaschine zu erhöhen, ändert man diese in der Regel so um, dass ein höherer Verdichtungsdruck erzielt wird. Dieses wird entweder erreicht, dass man eine Zwischenlage zwischen Zylinder und Zylinderkopf entfernt und damit den Verdichtungsraum verkleinert oder durch Einschaltung eines Verdichters, der das Luftgasgemisch in grösserer Menge in den Zylinder drückt, als durch Ansaugen möglich ist (Arbeitsweise mit Aufladung). Das Bestreben geht nun dahin. eine Maschine zu schaffen, die ohne grosse Umänderungen und während der Fahrt aus einer Maschine ohne in eine mit Aufladung umgeändert werden kann. Diese Umwandlung ist aus dem Grunde wünschenswert, um zum Nehmen von Hindernissen, z.
B. bei Bergen, die Leistung der Maschine zeitweise erhöhen zu können.
Gegenstand der Erfindung bildet eine Brennkraftmaschine, die diese Forderung erfüllt. Das Neue besteht darin, dass die Maschine mit einer den Zylinder mit der normalen Füllung beschickenden Pumpe und einer besonderen Frischluftzuführung für den Zylinder versehen ist, wobei beim Betriebe mit Aufladung die Frischluftzuführung geöffnet, der Zylinder nach dem Entweichen der Abgase nur mit Luft
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füllung lagert, wogegen beim Betriebe ohne Aufladung die Frischluftzuführung geschlossen bleibt.
Auf der Zeichnung ist der Zweitaktmotor in beispielsweiser Ausführung dargestellt. Es zeigen die Fig. 1--3 die neue Zweitaktmaschine im Schnitt bei verschiedenen Kolbenstellungen und die Fig. 4 und 5 zwei abgeänderte Ausführungsformen.
Mit 1 ist ein fester, stufenförmig ausgebildeter Zylinder bezeichnet, an dessen Unterteil das Kurbelgehäuse 2 sitzt. In einer Öffnung des Kurbelgehäuses 2 ist ein Ventil 3 und am Kopf des Zylinders in einer Haube ein Ventil J vorgesehen. Von dem Kurbelgehäuse 2 führt nach einer Öffnung ungefähr in der Mitte des schmalen Teils des Stufenzylinders ein Kanal 6. Gegenüber der Öffnung 5 ist in dem Stufenzylinder eine Auspufföffnung 7 mit aussenliegendem Rohransatz vorgesehen.
In dem Stufenzylinder 1 ist ein einseitig offener Stufenkolben 8 geführt und in diesem wieder ein glatter, unter Umständen mit einer Ablenkplatte versehener Arbeitskolben 9. Am Boden des Stufenkolbens 8 ist ein Ventil 10 angeordnet und an der den Explosionsraum bildenden glatten, zylinderischen Wand ungefähr in der Mitte zwei gegenüberliegende Bohrungen 11, 12, die den Öffnungen 5 des Zylinders 1 entsprechen. Die Pleuelstangen 14 der Kolben 8, 9 sind an die Kurbelscheibe 15 so angelenkt, dass ihre Kurbelzapfen in derselben radialen Ebene liegen, der Hub des Kolbens 8 jedoch nur ein Drittel des Hubes des Kolbens 9 beträgt. Die beiden Pleuelstangen 14 des Kolbens 8 greifen, wie es bereits bei andern Ausführungen bekannt ist, an auf der Aussenseite des Kolbens sitzenden und durch Schlitze des Zylinders 1 hindurch reichenden Zapfen an.
Diese Pleuelstangen liegen also seitlich ausserhalb des geschlossenen Kurbelgehäuses, jedoch beiderseits durch Schutzkästehen verkapselt.
Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende : Angenommen, die beiden Kolben 8. 9 stunden in der höchsten Stellung. Beim Herabgehen der Kolben wird durch das Ventil- ein gesättigtes Frischgasgemisch oberhalb des Stufenkolbens angesaugt. Infolge der verschiedenen Hubhöhe der beiden Kolben verschieben sich beide bei der Drehung der Kurbel"
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zur Deckung. Sowie der Kolben 9 bei seiner Relativbewegung zum Kolben 8 die von ihm gesteuerte Öffnung 11 des Kolbens 8 freigibt, strömt Frjssshluft aus dem Kurbelgehäuse 2 durch den Kanal 6 in den oberhalb des Kolbens 9 befindlichen Ra-din des. Kolbens 8.
Beim Wiederaufwärtsgehen der beiden
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dichtungsdruck grösser wird als der Druck der im Kolben 8 befindlichen Luft, was durch einen möglichst kleinen Zwischenraum zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben S im oberen Totpunkte zwangsweise erreicht wird, durch das Ventil 10 in den Kolben 8 eintritt und sich der verdichteten Luft zum grössten Teil überlagert. Dicht am Totpunkt kommt eine im oberen Teil des Kolbens 8 befindliche Öffnung 16
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Kolben 9 nach unten geschleudert. Infolge des grösseren Kurbelarms für den Kolben 9 ist die von diesem auf dieKurbelscheibe. M übertragene Leistung grösser als die entgegenwirkende des Kolbens 8, der bei der
Drehung der Kurbelwelle beim Niedergang des Kolbens 9 mit nach unten gerissen wird.
Beim Nieder- gang kommt die Öffnung 12 des Kolbens 8 zur Deckung mit der Auspufföffnung 7, so dass, nachdem der
Kolben 9 die Öffnung 12 freigegeben hat, die verbrannten Gase entweichen können. Kurz nach Öffnung des Auspuff es. kommt die Öffnung 11 im Kolben 8 mit der Mündung 5 des Frischluftkanals 6 zur Deckung und wird durch den Kolben 9 freigegeben, so dass die beim Niedergang des Kolbens 9 im Kurbelgehäuse 2 verdichtete Luft mit Druck in den Explosionsraum einströmt, aus diesem den Rest der verbrannten Gase entfernt und ihn mit Frischluft füllt. Beim Niedergang der beiden Kolben ist durch das Ventil 4 in den
Zylinderraum oberhalb des Kolbens 8 gesättigtes Frischgasgemisch angesaugt worden. Das Spiel wieder- holt sich nun von neuem.
Beim Hochgehen der beiden Kolben strömt durch das Ventil 3 Frischluft in das Kurbelgehäuse 2 nach.
... In den Frischluftkanal 6 ist eine Absperrklappe 18 eingebaut, durch die der Kanal 6 abgeschlossen werden kann. Ist der Kanal 6 abgeschlossen, so strömt beim Hochgehen der beiden Kolben die Gast- mischung durch das Ventil 10 unmittelbar in den Explosionsraum des Kolbens 8 und wird durch den -Kolben 9 in ihm verdichtet. Haben die beiden Kolben beim Niedergang den Auspuff freigegeben, so entweichen die verbrannten Gase unter so starkem Druck, dass im Explosionsraum des Kolbens 8 ein bis in das Auspuffrohr 12 reichender Unterdruck entsteht, so dass durch das Ventil1fJ bereits ein Teil des beim Niedergang der Kolben in den Zylinderraum oberhalb des Kolbens 8 eingeströmten Gasluft- gemisches in den Explosionsraum eintritt und den Rest der verbrannten Gase vertreibt.
Beim Schliessen des Kanals 6 wird vorteilhaft das Ventil 3 im Kurbelgehäuse ausser Wirksamkeit gesetzt, so dass die zunächst in das Kurbelgehäuse eingesaugte Luft beim Abwärtsgang der Kolben auch frei wieder aus- 'treten kann. Das Gestänge zum Verstellen des Ventiles 3 wird dann mit dem Gestänge zur Verstellung der Absperrklappe 18 gekuppelt. In diesem Falle arbeitet die Maschine in normaler Weise, wogegen sie im ersten Falle mit Aufladung wirkt. Die Drosselklappe 18 lässt sich mit dem Ventil 3 vom Führersitz aus ohne weiteres verstellen, so dass die Maschine während der Fahrt ohne bauliche Veränderungen bald als'gewöhnliche, bald als Zweitaktmaschine mit Aufladung verwendet werden kann.
Im letztgenannten Falle wird man das durch das Ventil 4 zugeführte Gasluftgemisch gasreicher machen als bei der Ver- wendung als gewöhnliche Maschine. Da bei der Arbeitsweise mit Aufladung der Druck sehr hoch wird, muss unter Umständen Sorge dafür getragen werden, dass keine Selbstzündung des Gemisches eintritt.
Dieses kann man durch Verwendung von Benzol oder legiertem Benzin vermeiden. Unter Umständen
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'den normalen Betrieb, zur andern Hälfte für Benzol für den Betrieb mit Aufladung. Für beide Betriebs- stoffe kann ein gemeinsamer Schwimmer und Vergaser verwendet werden, an den beide Behälter unter
Zwischenschaltung eines Dreiweghahns angeschlossen sind.
Bei dem Übergang von der einen Betriebs- art'zur andern bzw. beim Umstellen der Drosselklappe erfolgt dann auch jeweils eine selbsttätige Umstellung der Brennstoffzufuhr über den Dreiweghahn. In dem Absatz des Stufenzylinders 1 sind Bohrungen 19 vorgesehen, durch die beim Auf-und Abwärtsbewegen des Stufenkolbens 8 Luft angesaugt und wieder herausgedrückt wird, um den Stufenkolben 8 zu kühlen. Ausserdem findet eine weitere Kühlung durch die'in den Kolben 8 oberhalb des Kolbens 9 eintretende Frischluft statt. Die durch den breiteren
Teil des Stufenkolbens 8 bewegte Luft kann auch als Spülluft für die Maschine verwendet werden, wodurch die Kurbelkastenpumpe (Fig. 4) ergänzt oder sogar ersetzt wird (Fig. 5) ; in beiden Fällen werden die Öffnungen 19 mit den entsprechenden Ventilen ausgestattet, im letztgenannten Falle die Maschine ohne den Kanal 6 ausgeführt.
Die eigentliche Zweitaktmaschine wird, wie aus dem Obenstehenden ohne weiteres ersichtlich, durch den Kolben 8 mit dem in ihm laufenden Kolben 9 dargestellt, während der Kolben 8 in Verbindung ' : mit''dem Zylinder 1 die Pumpe zur Zuführung des Brennstoffgemisches darstellt. Man kann die beschriebene Maschine mithin als eine Zweitaktmaschine mit einem mit dem Kolben bewegten Zylinder ansehen. Es ist nun erwiesen, dass bei gewöhnliehen Zweitaktmasehinen der bewegte Kolben nicht - aluhernd-so heiss wird als der feststehende Zylinder. Um eine gute Kühlung des Zylinders zn erreichen,
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ist es bereits als wünschenswert hingestellt worden, den Zylinder mit dem Kolben zu bewegen.
Die vorliegende Zweitaktmaschine stellt somit gleichzeitig eine Lösung dieser Aufgabe dar. Sie ist den gewöhnlichen Zweitaktmaschinen ausserdem noch darin überlegen, dass bei ihr ein Frischgasverlust bei der Füllung unmöglich ist, eine einwandfreie Spülung stattfindet und nahezu der volle Hub für die Verdichtung nutzbar gemacht wird. Die Maschine wird deshalb, selbst wenn sie nicht mit Aufladung betrieben wird, eine wesentlich höhere Leistung ergeben als eine gewöhnliche Zweitaktmaschine von gleichen Abmessungen, da sie immer eine dem Zylinderinhalt entsprechende, ungekürzte Frischgasladung erhält.
Dass kein Verlust an Frischgasladung durch Entweichen über den Auspuff stattfindet, ist darauf zurückzuführen, dass, wenn die Absperrklappe geschlossen ist, der Unterdruck zunächst zum Öffnen des Ventils 10 verwendet wird und das Frisehgas ohne Druck in den Explosionsraum eintritt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zweitaktbrennkraftmaschine, die wahlweise mit oder ohne Aufladung betrieben werden kann, gekennzeichnet durch eine den Zylinder mit seiner vollen Füllung beschickenden Frischgaspumpe und eine besondere Frischluftzuführung für den Zylinder, wobei beim Betriebe mit Aufladung die Frischluft- zuführung geöffnet, der Zylinder nach Entweichen der verbrannten Gase zunächst nur mit Luft gefüllt und zu dieser erst nach Abschluss der Steuerkanäle das Frischgas hinzugedrückt wird, das sich über der Luftfüllung lagert und hiedurch eine Aufladung (Uberverdichtung) erzielt wird, wogegen beim Betriebe ohne Aufladung die Frischluftzuführung geschlossen bleibt.