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Zweitakt-Verbrennungsmasehine, bei welcher der Boden des Zylinders von einem die Auslassschlitze steuernden Ventilkolben gebildet wird.
Die Erfindung bezieht sich auf Zweitakt-Verbrennungsmaschinen mit Gleichstromspülung, bei denen die Verbrennungsgase durch Schlitze entweichen, die im Boden des Maschinenzylinders vorgesehen sind und durch einen Ventilkolben gesteuert werden.
Gemäss der Erfindung wird die Energie, die erforderlich ist zur Hervorrufung der schnellen
Bewegungen des das Schliessen und Öffnen der Auslassschlitze steuernden Ventilkolbens nur durch den Druck der Abgase erzeugt, wobei der Ventilkolben keine dauernde Verbindung mit der Kurbelwelle hat.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung liefert anderseits dem Motor zusätzliche Luft, ohne dass zusätzliche motorische Energie aufgewandt werden muss, so dass der Druck der zugeführten Luft auf den zur Spülung genau erforderlichen Druck verringert werden kann. Durch die Einführung der zusätzlichen Luft wird eine wirksame Durch wirbelung in der Verbrennungskammer der Maschine bewirkt.
Nachstehend wird eine in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung sind :
Fig. 1 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäss der Erfindung in Anwendung bei einer ZweitaktVerbrennungsmaschine, Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, hat der Zylinder 5 einer Zweitakt-Verbrennungsmasehine einen Boden, der von einem Kolben 6 gebildet wird, welcher sieh in dem genannten Zylinder bewegt und dazu bestimmt ist, durch seine Bewegung die mit der Auslassleitung 8 in Verbindung stehenden Schlitze 1 a und 1 b zu verschliessen und zu öffnen.
Am Ende des Mantels 10 des Ventilkolbens ist ein Flansch 9 vorgesehen, der einen zweiten Kolben bildet, welcher sich in einer zylindrischen Kammer 11 bewegt, die im Kopf 12 des Zylinders 5 gebildet ist. Im Kopf 12 des Zylinders 5 ist eine zylindrische Kühlwasserumlaufkammer 13 vorgesehen, die sich in axialer Richtung in den Hohlraum des Zylinders 6 erstreckt, um eine dicht abgeschlossene Kammer 14 zu bilden. Von dem Mantel 10 des Kolbens 6 erstrecken sich diametral gegenüberliegende
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denen sich Büchsen 20 und 21 befinden. Durch diese Büchsen erstreckt sich eine Welle 22, deren Mittelteil 23 gekröpft ist. Dieser Mittelteil befindet sich in einem Gleitstück 24, das in einer im Kopf des Zylinders vorgesehenen Führung 25 verschiebbar ist.
Eine durch die Welle des Motors gedrehte Welle 26 dreht sich in mit dem Kopf 12 verbundenen Lagern 21 und 28 und ist mit einer Nocke 29 versehen, deren Zähne 30 und 31 einen auf das Gleitstück 24 einwirkenden Stössel 32 verschieben können.
Im Kopf 12 ist seitlich ein Kugelventil 33 vorgesehen, das den Eintritt von atmosphärischer Luft in die Kammer 34 gestattet, wenn der Kolben 6 zur Freigabe der Auslassschlitze verschoben wird.
Ein Ventil 35 mit einer Stange 36, auf deren Ende die Büchse 20 einwirkt, dient dazu, die Kammer 14 durch die Leitung 37 mit der Atmosphäre zu verbinden, wenn der Kolben 6 an das Ende
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Die Kammer 34 ist mit der Verbrennungskammer 38 des Zylinders durch eine Leitung 39 ver- bunden, deren Durchgang durch ein erstes Kugelventil 40 und durch ein zweites Ventil 41 gesteuert wird, das durch eine Stange 42 geregelt wird, auf die eine Verlängerung 43 der Büchse 21 einwirkt, wenn der Kolben 6 an das Ende seines die Auslassschlitze schliessenden Hubes gelangt.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt :
Wenn der Ventilkolben 6 sich in seinem unteren Totpunkt befindet, so liegt die Achse des Kurbel- zapfens 23 auf einer mit der Achse des Kolbens 6 zusammenfallenden Geraden, so dass der Kolben 6 gegen jeden Druck gesperrtist, der auf den Boden des Kolbens zur Zeit der Verdichtung, der Verbrennung und der Expansion wirkt.
In dem für das Öffnen der Auslassschlitze gewünschten Augenblick wird der Kolben 6 durch einen Druck des Zahnes 30 auf den Stössel 32 entsperrt, der bei seiner Bewegung das Gleitstück 24 um einen kleinen Betrag verschiebt, der jedoch genügt, um die der Bewegung der Teile sich entgegensetzende
Reibung zu beseitigen. In diesem Augenblick ist der Kolben 6 sich selbst überlassen und beginnt sich nach oben zu bewegen, um die Schlitze 7 a und 7 b unter dem Druck der Gase zu öffnen. Die Bewegung dieses Kolbens hängt nur von diesem Druck ab und seine Aufwärtsgeschwindigkeit ist eine ausschliessliche
Funktion dieses Druckes.
Die Energie der Gase wird dem Kolben in Form von Geschwindigkeit mitgeteilt, die durch diesen
Kolben auf durch die Verschiebung des Kolbens beeinflusste Mittel übertragen wird, die geeignet sind, diese Energie zu sammeln und sie danach zur Hervorrufung der Rückwärtsbewegung des Kolbens zu verwenden.
So verdichtet der Kolben 6 bei seiner Aufwärtsbewegung die Luft, welche sich in der Kammer 14 befindet, die zwischen dem Boden des Kolbens und dem Boden der Kammer 13 vorgesehen ist. Der
Rauminhalt dieser Kammer 14 ist derart berechnet, dass die Bewegung des Kolbens am oberen Totpunkt beendet ist.
Während dieser Zeit saugt der Kolben Luft in die Kammer 34, die durch den Kanal des Kugel- ventils 33 eintritt.
Bei der Ankunft am oberen Totpunkt hat das Gleitstück 24 eine vollständige Hin-und Herbewegung ausgeführt und sein Mittelpunkt befindet sich von neuem in einer Linie mit der Achse des Kolbens 6. Dieser ist also während der zur Spülung erforderlichen Zeit gesperrt und beginnt die Abwärtsbewegung nur, wenn der Zahn 31 das Gleitstück 24 aus seiner Totpunktstellung bringt.
In diesem Augenblick wird durch den Druck der in der Kammer 14 verdichteten Luft die Be- wegung hervorgerufen. Da die Expansionsenergie grösser ist als die Energie, welche erforderlich ist, um den Kolben zu verschieben, ist es nötig, die Geschwindigkeit der Bewegung zu verringern.
Zu diesem Zwecke ist die Kammer 34 vorgesehen. Die in dieser Kammer enthaltene Luft wird vom Atmosphärendruck auf einen solchen Druck gebracht, dass die gesamte durch die Expansion der Luft der Kammer 14 hervorgerufene Energie in dem Augenblick verbraucht ist, in dem der Kolben 6 am unteren Totpunkt ankommt. Die in der Kammer 34 enthaltene Luft hat ihre Energie aufnehmende Aufgabe beendet, und in diesem Augenblick kommt die Verlängerung der Büchse 21 gegen die Stange 42 des Ventils 41 zur Anlage, wodurch die Kammer 34 mit der Verbrennungskammer 38 verbunden wird.
Auf diese Weise erhält die Verbrennungskammer einen starken Strom zusätzlicher Luft, die dort, ohne sich durch den Zylinder hindurchzubewegen, unmittelbar in einem Augenblick hingelangt, der etwas später liegt als die Beendung der Spülung und wobei ein verhältnismässig hoher Druck herrscht, der eine sehr wirksame Durchwirbelung hervorruft.
In dem Augenblick, wo der sich allmählich erhöhende Druck der im Zylinder stattfindenden Verdichtung den in der Kammer 34 herrschenden Druck überschreitet, unterbricht die Kugel 40 die Verbindung zwischen dem Zylinder und dieser Kammer.
Der Kreislauf ist in diesem Augenblick beendet, und die Steuervorrichtung ist wieder in die Anfangsstellung zurückgelangt.
Um den in der Kammer 14 herrschenden Druck nach jeder Rückwärtsbewegung des Kolbens 6 zu dem unteren Totpunkt auf den Atmosphärendruck zu bringen, kann die Vorrichtung mit einem Ventil 35 versehen sein.
Um den Leerlauf der Maschine zu ermöglichen, sind Mittel vorgesehen, um die Stellung der Zähne 30 und 31 etwas zu verändern und um die Entsperrung des Ventilkolbens früher stattfinden zu lassen, damit die Öffnung der Schlitze 7 a und 7 b in dem Augenblick geschieht, wo die Abgase noch einen genügenden Druck haben.
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