<Desc/Clms Page number 1>
Zweitaktbrennkraftmascl1ine mit Kurvenscheibengetriebe.
Die Erfiudung bezieht sich auf Zweitaktbrennkraftmaschinen (Verpuffungs-, Dieselmaschinen usw. ) mit gegeneinander laufenden Doppelkolben, bei denen die Kolbenbewegung nicht durch Kurbeltrieb, sondern durch ein Kurvenscheibengetriebe in die Drehbewegung der Antriebswelle umgesetzt wird.
Der besondere Vorzug des Kurvenscheibengetriebes bei Zweitaktbrennkraftmaschinen gegen- über dem Kurbeltrieb liegt darin, dass es ermöglicht, die Steuerung der Ein-und Auslassschlitze ausschliesslich durch die Arbeitskolben selbst nach Belieben vornehmen zu können. ohne genötigt zu sein, besondere Ventile oder Schieber anwenden zu müssen.
Das Kurvenscheibengetriebe gestattet, durch entsprechende Gestaltung der Kurvenbahnen, die Kolben, die das Öffnen und Schliessen der Ein-und Auslassschlitze besorgen, nach Belieben zu bewegen, ihren Lauf zu beschleunigen, zu verzögern und sie zeitweise ganz stillzusetzen.
Eine der wichtigsten Aufgaben bei Zweitaktbrennkraftmaschinen besteht in dem raschen Austreiben der nach erfolgter Kraftleistung noch vorhandenen Verbrennungsrückstände, das gründliche Durchspülen der Zylinder und deren Wiederaufladen mit Frischgasgemisch oder Frischluft. Beim Kurbeltrieb steht für diese Vorgänge bekanntlich nur die kurze Zeit der Kolbenbewegung über den Totpunkt zur Verfügung. Mit den Kurvenscheibengetrieben, und besonders bei gegeneinander laufenden Kolben. ist die Aufgabe aber eher zu lösen, weil hier durch entsprechende Gestaltung der Kurvenbahnen die Ein-und Auslassschlitze nach Belieben gesteuert werden können, Dieser Vorgang ist bisher nicht völlig ausgenutzt worden.
Bei den bisher bekannten Maschinen dieser Art wurden nach erfolgter Öffnung der Auslassschlitze und anschliessender Öffnung der Einlassschlitze durch die steuernden Kolben die Auslassschlitze möglichst schnell wieder geschlossen, um kein inzwischen eingetretenes Frischgasgemisch oder die Frischluft durch den Auslass bei beiderseits geöffneten Schlitzen entweichen zu lassen. Es war dies in gewissem Sinne auch berechtigt bei Maschinen, bei denen die Arbeitskolben selbst das Frischgasgemisch oder die Spülluft ansaugen und vorverdichteten. All diese Massnahmen verloren aber an Wirksamkeit, sobald eine Maschine mit hoher Drehzahl arbeitete, weil dann die Stellungen dieser Steuerungen nur ganz kleine Bruchteile einer Sekunde festgehalten werden können.
Ein unnutzer Kraftaufwand ist es ausserdem, wenn Frischgasgemisch oder Spülluft erst vorverdichtet werden, um dann, wieder entspannt, einem Zylinder zugefiihrt zu werden.
Das Neue der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass nach erfolgter rascher Freigabe der Auslassschlitze durch den einen Kolben und nachfolgendem Öffnen der Einlassschlitze durch den andern Kolben nunmehr beide Schlitze verhältnismässig lange gleichzeitig offengehalten werden, u. zw. mindestens so lange, als der vorhergegangene Kraftleistungsvorgang Zeit beanspruche. Das wird dadurch erreicht, dass die steile Kurvenbahn an der Kurvenscheibe, auf die der Kolben mittels Rollen oder Gleitbacke bei dem Verbrennungsvorgang drückt. wodurch er die Antriebswelle in Drehung versetzt, nunmehr in eine nahezu geradlinig verlaufende längere Kurvenbahn ausläuft, welche die Kolben beinahe stillstellt.
Nach Freigabe der beiden Schlitze strömt das Frischgasgemisch oder die Spülluft. die von einem besonderen Gebläse unter verhältnismässig niederem Druck eingeblasen wird. durch die Einlassschlitze in den Zylinder.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Zeitdauer des eben erwähnten Offenhaltens beider Schlitze wird bei Maschinen, die mit reiner Luft durchspült werden und bei denen der Brennstoff erst später zugeführt wird, etwas länger gewählt als bei Vergasermaschinen ; ebenso ist dies der Fall bei sehr schnellaufenden Maschinen.
Durch entsprechende Bemessung der Kurvenbahnen zueinander wird aber erreicht, dass selbst bei schnellstem Lauf einer Maschine genügend Zeit bleibt, um die Verbrennungs- rückstände gründlichst auszutreiben und den Zylinder mit Frischgas oder Frischluft aufzuladen.
Da die Frischluft aus dem Gebläse in unbegrenzten Mengen zur Verfügung steht, lässt man sie durch die Einlassschlitze ein-und durch die Auslassschlitze ausströmell und kühlt damit zugleich das Zylinderinnere und die Auslassschlitze.
Weiter ergibt sich hiedurch eine besondere Art der Brennstoffzufuhr. Nimmt. main das Schliessen
EMI2.1
sich in den jeweils noch nicht überdeckten Schlitzteilen die Einströmungsgeschwindigkeit der Frischluft in steigendem Masse, besonders wenn die Schlitze in ihrer Längsrichtung durch eine oder mehrere Zwischenwände in verschiedene Abteilungen geteilt sind.
Es bietet sich hiebei eine günstige Gelegenheit, den flüssigen Brennstoff (Leicht-oder Schweröl) durch eine Düse zuzuführen. Das kann ohne hohen Druck erfolgen, weil die vor den Einlassschlitzen herrschende starke Luftströmung den Brennstoff aus der Düse ansaugt, zerstäubl, durch die Schlitze in den Zylinder befördert und ihn dort mit der in starker Durchwirbelung befindlichen Luftmasse innig vermischt. In diesem Augenblick werden dann die bisher offengehaltenen Auslassschlitze durch den zweiten Kolben rasch geschlossen, und anschliessend erfolgt in bekannter Weise ein rasches Schliessen des Einlasses, sodann der Verdichtungsvorgang durch beide Kolben, die elektrische Zündung und Kraftleistung.
In der Zeichnung ist eine Brennkraftmaschine gemäss der Erfindung in einem Ausführung- beispiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt im Axialschnitt das neue Kurvenscheibengetriebe an einer mehrzylindrigen Zweitaktbrennkraftmaschine mit gegeneinander laufenden Kolben für elektrische oder Selbstzündung.
Fig. 2 zeigt die Kurvenbahnen abgewickelt mit den beiden Kolben eines Zylinders in verschiedenen Hublagen bei einer Umdrehung der Maschine.
Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch einen Einlassschlitz in grösserem Massstabe.
Auf der Zeichnung sind 1 und 2 die Kolben, 3 ist die auf der Antriebswelle 4 sitzende Kurvenscheibe, auf deren Bahnen die Kolben mittels Rollen 7 oder Gleitbacke laufen. 5 und 6 sind die Einlass-bzw. Auslassschlitze.
In Fig. 1 befinden sich die Kolben 1 und 2 im Zeitpunkt der erfolgten Zündung (Stellung a in Fig. 2). Die Kolben streben nach auswärts und setzen durch ihren Druck auf die ihnen gegenüber liegende steile Kurvenbahn die Antriebswelle 4 in drehende Bewegung.
Der Kolben 1 (nun 1a) überschreitet die Auslassöffnung 6, öffnet sie grösstenteils und die Verbrennungsrückstände entweichen. Kolben 2 hält in diesem Zeitpunkt den Einlass 5 noch geschlossen (Stellung b in Fig. 2). Beide Kolben bewegen sich weiter, Kolben 1 überschreitet die Auslassschlitze, und Kolben 2 öffnet die Einlassschlitze. Es sind jetzt sowohl Einlass als auch Auslass freigelegt (Stellung c in Fig. 2). Das Frischgasgemisch oder die Spülluft strömen durch den Einlass in den Zylinder. Die nunmehr geradezu geradlinig verlaufende Gleitbahn (f-g in
Fig. 2), unter deren Einwirkung beide Kolben nahezu stillstehen und sowohl Einlass als Auslass geöffnet sind, ist mindestens so lange bemessen als die Strecke A- & , welche die Zeitdauer des Kraftleistungsvorganges bestimmt.
Dementsprechend werden auch beide Schlitze (Ein-und Auslass) mindestens so lange Zeit offengehalten. Die Spülluft strömt während dieser Zeit vom
Einlass 5 ein, spült die Zylinder durch und entweicht durch den offenen Auslassschlitz 6. Im weiteren Verlauf der Drehung der Kurvenscheibe wird Kolben 2 durch eine leicht ansteigende Kurvenbahn gegen die Zylindermitte bewegt und beginnt die Einlassschlitze zu schliessen. Hie- durch wird sich in den jeweils noch offenen Schlitzteilen, welche durch Zwischenräume von- einander getrennt sind, die Strömungsgeschwindigkeit der von dem Gebläse geförderten Luft erheblich steigern, und der Brennstoff wird während dieses Vorganges zugeführt (Fig. 3). Die
Auslassschlitze sind bisher immer noch offen geblieben.
Durch steil ansteigende Kurven wird nun rasch erst der Auslass 6 und anschliessend der Einlass 5 durch die Kolben geschlossen (Stellung d in Fig. 2), und weiter werden beide Kolben in bekannter Weise gegeneinander bewegt, um den Zylinderinhalt zu verdichten. Die Zündung erfolgt dann elektrisch. Bei reinen
EMI2.2
Verdichtung bewirkt.
In Fig. 3 ist der Kolben 2 im Begriff, die Einlassschlitze zu schliessen, indem er sich gegen den Verbrennungsraum hin bewegt. Die Schlitze sind durch eine Zwischenwand 10 in die Abteilungen 11 und 12 geteilt. Der Kolben hat die Abteilung 12 bereits überdeckt ; infolgedessen strömt die gesamte Gebläseluft von 13 mit noch gesteigerter Geschwindigkeit durch
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
der Brennstoff tritt ohne hohen Druck aus, wird von dem in der Düsenmündung herrschenden heftigen Luftstrom angesaugt, zerstäubt und durch die Schlitzöffnungen in den Zylinder gejagt, um dort verwirbelt und innig mit der Luft im Zylinder vermischt zu werden. Ein besonderer Vorzug dieser Anordnung besteht noch darin, dass die Brennstoffdüse stets in einem kühlen, von den heissen Verbrennungsgasen abgesperrten Raum liegt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurvenscheibengetriebe (Verpuffungs-, Dieselmaschinen usw.). deren gegeneinander laufende Arbeitskolben ohne Anwendung von Ventilen oder Schiebern die Ein-und Auslassschlitze des Arbeitszylinders steuern, dem die Spülluft bzw.
das Frischgasgemisch durch ein besonderes Gebläse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahnen an der Kurvenscheibe (3) so ausgestaltet sind, dass nach erfolgter rascher'Freigabe des Auslasses (6) durch den einen Kolben (1) und nachfolgender rascher Öffnung des Einlasses (5) durch den zweiten Kolben (2) Ein-und Auslass mindestens so lange gleichzeitig offen bleiben, als der vorhergegangene Kraftleistungsvorgang Zeit beanspruchte, dass dann der zweite Kolben (2) den Einlass (5) allmählich schliesst, um die Einströmungsgeschwindigkeit der Frischluft oder des Frisehgasgemisches vor dem Einlass und innerhalb desselben in steigendem Masse zu erhöhen und im Zylinder eine Durchwirbelung der Frischluft bzw.
des Frischgasemisches hervorzubringen, dass dann anschliessend der unterdessen noch offengehalten Auslass (6) durch den zugehörigen Kolben (1) rasch geschlossen wird und anschliessend in bekannter Weise ein rasches Schliessen des Einlasses (5), weiters die Verdichtung durch beide Kolben, die elektrische Zündung und die Arbeitsleistung erfolgen.