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Zweitakt-Brennliraftmotor.
Die bisherigen Zweitaktbrennkraftmotoren arbeiten meistens mit Quer-oder Umkehrspülung, bei der die Einström- und Auspuffschlitze im Zylinder ungefähr in der gleichen Höhe liegen. Diese
Arbeitsweisen ermöglichen zwar das Arbeiten ohne jedes Ventil, besitzen aber einen verhältnismässig schlechten Wirkungsgrad wegen unvollkommener Spülung, hoher Frischgasverluste und weil das Abströmen der verbrannten Gase unter zu geringem Druck erfolgte.
Es sind ferner Zweitaktbrennkraftmotoren bekannt geworden, bei denen die Auspufföffnungen am Zylinderfuss angebracht sind, zur Einführung des Frischgases aber ein am Zylinderkopf angeordnetes druckgesteuertes Ventil dient, durch welches das Frischgas entweder durch den im luftdicht abgeschlossenen Kurbelgehäuse oder in einem gesonderten Verdichter erzeugten Druck zum Einströmen veranlasst wird. Bei allen diesen Motoren ist indessen die Anordnung so getroffen, dass das Frischgas nur solange einströmt, als die Auspufföffnungen offen sind und die Einströmung aufhört, sobald diese von dem hochgehenden Arbeitskolben geschlossen worden sind.
Es sind ferner auch Zweitaktmotoren bekanntgeworden, bei denen eine ganz kurzzeitige Einströmung des in üblicher Weise des im abgedichteten Kurbelgehäuse durch den Arbeitskolben verdichteten Frischgases auch nach Schliessen der Auspufföffnungen möglich ist, wobei nockengesteuerte Einlassventile verwendet werden und was nur unter Inkaufnahme des Nachteiles eines grossen Füllungsverlustes durch hohe Auspuffsehlitze erreicht werden kann. Schliesslich hat man zur Erreichung einer längeren Naehladung von Zweitaktmotoren vorgeschlagen, die Spülung und den Auspuff kurz von der unteren Totpunktslage zu beenden, wobei das Nachladen kurz nach der unteren Totpunktslage erfolgt.
Dies ist jedoch nur mittels einer die Anlage sehr verkomplizierenden Steuerung des Auslasses möglich, wobei überdies die Auspuffzeiten so verkürzt sind, dass eine schlechte Spülung und dadurch eine starke Erhitzung des Zylinders eintritt.
Demgegenüber wird eine längere Nachladung des Arbeitszylinders mit Frischgas unter Wegfall aller Steuerungen von Ein- oder Auslass nach der Erfindung dadurch erreicht, dass das Frischgas durch Verdichtungsmittel während des Kompressionshubes auf einen den in einem abgedichteten Kurbelgehäuse durch den Arbeitskolben im gleichen Zeitpunkte erreichbaren Druck übersteigenden Druck gebracht wird, so dass es auch noch nach Schliessen der Auspufföffnungen eine Zeitlang vom Zylinderkopf her in den Arbeitszylinder einströmt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Brennkraftmotors zur Durchführung dieses Arbeitsverfahrens besitzt dieser in an sich bekannter Weise am Zylinderfuss angeordnete Auspufföffnungen, mindestens ein am Zylinderkopf angeordnetes druchgesteuertes Ventil zur Einführung des Frischgases in den Arbeitszylinder und überdies besondere Verdichtungsmittel, die geeignet sind, das Frischgas während des Kompressionshubes auf einen Druck zu bringen, der den in einem abgedichteten Kurbelgehäuse durch den Arbeitskolben im gleichen Zeitpunkte erreichbaren Druck übersteigt und so eine Einströmung auch nach Schliessen der Auspufföffnungen ermöglicht. Weitere Erfindungsgegenstände bilden mehrere geeignete Ausführungsformen dieser besonderen Verdichtungsmittel für das Frischgas.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischen Mittelschnitten dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen das erste, die Fig. 3 und 4 das zweite und die Fig. 5 und 6 das dritte Ausführungsbeispiel in je zwei charakteristischen Stellungen.
BeimZweitaktmotor nach Fig. 1 und 2 (und bei allen andernFiguren) ist 1 der Arbeitszylinder, 2 der Arbeitskolben, 3 die Kolbenstange, 4 die Schwungmasse, 5 das Kurbelgehäuse, 6 der Vergaser und 7 die Auspufföffnung, welche in der tiefsten Stellung des Kolbens am Ende des Arbeitshubes geöffnet wird. Das Kurbelgehäuse 5 ist luftdicht abgeschlossen und die Frischgaszuleitung mündet
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bei 8 in dieses. Vom Kurbelgehäuse führt die Frischgasleitung 9 zu einem am Kopf des Zylinders angebrachten druckgesteuerten Flatterventil 10.
Die Arbeitsweise ist folgende : Während des Hochganges des Kolbens wird durch den im Kurbelgehäuse entstehenden Unterdruck Frischgas angesaugt. Nach erfolgter Zündung (Fig. 1) ist das Ventil 10 durch den inneren Überdruck geschlossen und der Kolben geht nach unten, wobei er im letzten Teile des Tiefganges die Auspufföffnung 7 freigibt (Fig. 2). Gleichzeitig hat der Kolben die Frischgaszuleitung 8 verschlossen und verdichtet das im Kurbelgehäuse befindliche Frischgas.
Die dabei entstehende Verdichtung reicht aber nicht aus, um das Frischgas durch das Ventil 10 in den Arbeitszylinder auch noch nach Schliessung der Auspufföffnung einzudrücken. Um den hiezu erforderlichen Druck zu erreichen, ist die Schwungmasse 4 mit Rippen 11 in Form der Lufschaufeln eines Kreiselverdiehters versehen, die das Frischgas an den Umfang schleudern und dort einen hiezu ausreichenden Überdruck erzeugen. Dieser Druck bewirkt im Augenblick der Öffnung des Auspuffes das Öffnen des Ventils 10 und das Einströmen des Frischgases, welches auf diese Weise im Gleichstrom mit den Abgasen den Zylinder spült und noch eine Zeitlang nach Schliessung der Auspuffschlitze einströmt.
Die so erzielte vollkommene Spülung im Gleichstrom und lang dauernde Füllung ergibt nach den Versuchen eine bedeutend erhöhte Leistung bei gleichen Abmessungen und gleichem Brennstoffverbrauch.
Bsim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist an Stelle des Kreiselverdichters ein Kolbenverdichter 14 angeordnet, dessen Kolbenstange 15 gegenüber jener des Arbeitszylinders um 180 versetzt ist, und der dem Arbeitszylinder gegenüber liegt, so dass in beiden'Zylindern ein gleichsinniges Auf- und Abgehen erzielt ist. Der Verdichter 14 bewirkt eine zusätzliche Verdichtung des im luftdicht abgeschlossenen Kurbelgehäuse angesammelten Frischgases gegen Ende des Arbeitshubes, u. zw. in solchem Masse, dass das Frischgas gegen Hubende (Fig. 4) das druckgesteuerte Ventil 10 öffnet, den Arbeitszylinder durchspült und noch eine Zeitlang nach Schliessung der Auspuffsehlitze weiter einströmt. Die Arbeitsweise ist also praktisch mit jener des erstbeschriebenen Ausführungsbeispieles gleich.
Die Frischgaszuführung kann entweder durch den Arbeitskolben oder auch, wie gezeichnet ist, durch den Verdichterkolben gesteuert werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist das Kurbelgehäuse 5'nicht luftdicht verschlossen und ein zusätzlicher Kolbenverdichter 16 angeordnet. Der Kolben 17 dieses Verdichters steht der Kurbelwelle am nächsten, wenn der Kolben des Arbeitszylinders davon am weitesten entfernt ist (Fig. 5). Beim Verdichtungshube des Arbeitszylinders saugt der Kolben 17 durch das Ventil 18 Frisehgas vom Vergaser 6 in den Hilfszylinder ein.
Beim Arbeitshube nach erfolgter Zündung verdichtet der Kolben 17 bei gleichzeitiger Schliessung des Ventils 18 und Öffnung des Ventils 19 das Frischgas im Hilfszylinder und drückt es über die Leitung 9'in den Arbeitszylinder, wo es zufolge des eigenen Überdruckes gegen Hubende unter Öffnung des Ventils 10 den Arbeitszylinder durchspült und noch nach Schliessung der Auspufföffnung eine Zeitlang weiter einströmt. Es ist klar, dass an Stelle des Kolbenverdichters 16 jede analog arbeitende Verdichtungseinrichtung treten kann und dass insbesondere der Antrieb auch in anderer Weise als dargestellt von der Kurbelwelle abgeleitet werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der, dass die Auspuffschlitze rund um den Kolben herum angeordnet werden können, wodurch der Innendruck nach Öffnung der Auspuffsehlitze stark absinkt und früheres Füllen durch das raschere Abströmen der Abgase ermöglicht ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebe von Zweitaktbrennkraftmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass das Frischgas durch Verdichtungsmittel während des Kompressionshubes auf einen den in einem abgedichteten Kurbelgehäuse durch den Arbeitskolben im gleichen Zeitpunkte erreichbaren Druck übersteigenden Druck gebracht wird, so dass es auch noch nach Schliessen der Auspufföffnungen eine Zeitlang vom
Zylinderkopf her in den Arbeitszylinder einströmt.