<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Die Erfindung betrifft eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit UmkehrspMung, bei der ein KraftstoffLuftgemischstrahl von einer Kolbenpumpe aber einen annähernd quer zur Auslassrichtung oberhalb der Steuerschlitz verlaufenden Kanal in den Arbeitszylinder eingeblasen und dort mit der Spulluft vermischt wird, und mit einem nur geringfügig von der Halbkugelform abweichenden Brennraum, dessen Öffnung zum Zylinderraum einen kleineren Durchmesser als derZylinder aufweist und inRichtung derAuspufflängsachse zur Spülseite des Zylinders hin verschoben ist, wobei der Innenraum in der senkrechten Ebene des Auslasskanals einen nasenförmigen Vorsprung besitzt.
Ziel der Erfindung ist es, die Brennkraftmaschinen der obengenannten Art sowohl mit Bezug auf die Brennstoffverluste als auch mit Bezug auf die Gemisch-Aufbereitung weiter zu verbessern.
Bei den bekannten Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Gemischspülung, also ohne Kraftstoff-Lufteinblasung, sind schon konstruktive Massnahmen getroffen worden, um diese Motoren zu verbessern. Ein kompakter halbkugelförmiger Brennraum, kleiner als der Zylinderdurchmesser, erhöht die Klopffestigkeit und verbessert das Gemischaufbereiten durch Erzeugung von Wirbeln, verursacht von dem sich dem Brennraum nähernden Arbeitskolben. Wenn der halbkugelige Brennraum von der Auslassseite weg nach der Spül- seite des Zylinders zu verschoben wird, dann wird hiedurch der Arbeitskolben thermisch entlastet, und gleichzeitig kann dadurch in manchen Fällen der Wirkungsgrad der Spülung verbessert werden.
Vorzugsweise zur Verbesserung der Spülung und Verminderung der Kraftstoffsplllverlnste ist bei einer bekannten Maschine der Brennraum in bezug auf den aufsteigenden Sammelsptustrom so angeordnet, dass der Spillstrom im Brennraum umgelenkt wird und eine Rotation um eine senkrechte Achse entsteht und das Brenngemisch daran gehindert wird, unmittelbar zum offenen Auslass zuströmen. Bei einigen andern Motoren weist der Brennraum einen nasenförmigen Vorsprung auf, um die Brennraumform der Kolbenoberfläche anzugleichen und gleichzeitig eine Wirbelkammer zu bilden. Hier, wie bei andem ähnlichen Ausfüh- rungen, soll vornehmlich der Spülwirbel verstärkt und die Gemischaufbereitung im Brennraum verbessert und der Verbrennungsablauf günstig beeinflusst werden.
Die Erfindung hat zum Ziel, diese. Erkenntnisse in bezug auf die besonderen Verhältnisse bei Zwei-
EMI1.2
des Einblasestrahles herangezogen wird.
Gemäss der Erfindung bildet die Längsachse des in an sich bekannter Weise nach oben gerichteten Einblasekanals in der horizontalen und vertikalen Ebene jeweils derart mit der Achse eines Spulkanals einen spitzen Winkel, dass der Einblasestrahl auf die Brennraumwand in der Nähe und oberhalb der Brennraumnase auftrifft und, durch letztere unterstützt, eine Drehung des Einblasegemihehes um die vertikale Achse des Brennraumes hervorruft.. Mit der erfindungsgemässen Anordnung wird erreicht, dass der Einblasestrahl längere Zeit im Brennraum verbleibt und mit Hilfe der vom Eihblasestrahl zusätzlich erzeugten Wirbelung im Brennraum eine gleichmässige Verteilung und Vermischung des eingeblasenen Kraftstoffes mit der Spülluft bewirkt wird. Bei Einblasemaschinen mit sehr früher Einblasung, z.
B. im unteren Totpunkt beginnend, werden durch die im Brennraum vom Einblasestrahl erzeugte umgelenkte Strömung um eine annähernd vertikale Achse die Splilverluste verringert. Durch die an sich bekannte Ausbildung des Brennraumes wird erreicht, dass in der Strömung des Samme1. spülsttomes ein Wirbel etwa in vertikaler Ebene um eine horizontale Achse entsteht. Durch das erflndungsgem.'sse Ausrichtendes Einblasestrahlswird erreicht, dass der Spulstromwirbel gestört und die Drehachse des Wirbels in einer Ebene quer zur Zylinder-
<Desc/Clms Page number 2>
achse verdreht wird. Dies findet selbstverständlich nur dann statt, wenn der Einblasestrahl wirksam ist, also während der Periode der Gemischaufbereitung. Während der Verbrennungszeit tritt in den Brennraum kein wirksamer Einblasestrahl ein.
Bekanntlich ist die Strömungsenergiedes Einblasestrahles weithöher als diejenige, mit welcher der Sammelspülstrom sich im Arbeitszylinder und im Brennraum bewegt. Während der Gemischaufbereitung, also während der Zeit, in der ein wirksamer Einblasestrahl im Brennraum vorhanden ist, trifft der Einblasestrahl, dem eine grosse Strömungsenergie innewohnt, mit grösster Kraft gegen den um eine horizontale Achse stattfindenden Wirbel des Sammelspülstromes und drängt diesen hiebei, soweit wie nur irgend möglich, seine Tendenz auf. Hiedurch wird die bestmögliche Vermischung des Einblascstrahls mit dem Spülstrom erreicht.
Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass mit kleiner Einblasemenge und somit mit gutem Wirkungsgrad gearbeitet werden kann. Aus allen obengenannten Gründen ist die erfindungsgemässe Maschine auch für die Verwendung von schweren Kraftstoffen geeignet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Zylinder einer Brennkraftmaschine gemäss der Erfindung in einem Schnitt gemäss der Linie A-A der
EMI2.1
2oberen Totpunkt des Arbeitskolbens in einem Schnitt entsprechend Fig. 2 und Fig. 6 den Zylinder und Brenn- raum in einemSchnitt gemäss derLinie D-DderFig. 3, wobei der Kanal 15-des besseren Verständnisses wegen in die Schnittebene des Spülkanals geschwenkt ist.
In der Zeichnung sind jeweils Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Umkehrspülung dargestellt, bei denen zerstäubtes Kraftstoff-Luft-Gemisch von einer Kolbenpumpe über einen Kanal, z. B. in Gestalt eines quer zur Auslassrichtung verlaufenden Strahles, in den Arbeitszylinder eingeblasen und dort mit der Spülluft vermischt wird.
Wie zu erkennen ist, steht der Brennraum mit dem Zylinder durch eine nach der Spülseite zu versetzte Öffnung in Verbindung. Er weicht hiebei nur geringfügig von der Halbkugelform ab und ist im übrigen so ausgebildet, dass der aufsteigende und innen an seinem Umfang entlang wandernde Sammelspülstrom zwischen Eintritt und Austritt mehrmals umgelenkt wird und der Einblasestrahl von einem nach innen vorspringenden Teil an der dem Auslass zugewendeten Seite vom Auslass abgelenkt und gegen den Spülluftstrom gerichtet wird. Der von den Spülschlitze kommende und in den Brennraum in Richtung der Zylinderlängsachse eintretende Sammelspülstrom wird hiebei durch den nach innen vorspringenden Teil des Brennraumes vor seinem Austritt aus diesem so umgelenkt, dass der einen Wirbel um eine rechtwinklig zur Zylinderlängsachse verlaufende Achse bildet.
Die Anordnung ist so getroffen, dass die Drehachse 1 der wirbelnden Spülluft horizontal verläuft. Zu dieser Massnahme hat die Überlegung geführt, dass die Abbremsung des Wirbels im wesentlichen von der Wandreibung abhängig ist und dass der hochgehende Kolben bei entsprechender Gestaltung des Brennraum es die Wirbelung nicht bremst. sondern verstärkt. Der Zylinderkopf 2 ist nach dem Zylinder 3 zu'durch eine der Kolbenwölbung entsprechend ausgebildete Fläche 4 abgegrenzt, die zu dem Kolben 14 nur geringen Abstand hat, wenn er sich im oberen Totpunkt befindet. Der Hauptteil des Brennraumes ist annähernd halbkugelig oder wird durch ein Ellipsoid 5 gebildet, dessen Achse 6 parallel zu und In gleicher Ebene mit der Zylinderlängsachse 7 liegt.
Der Längsdurchmesser des Ellipsoids 5 ist kleiner als der Zylinderdurchmesser, während der quer hiezu verlaufende Durchmesser des Ellipsoids etwa 2/3 des Längsdurchmessers beträgt. In der Ebene des aufsteigenden Sammelspülstromes 8 ist der Brennraum als Viertelkugel 9 ausgebildet, deren senkrechte Achse 10 mit Bezug auf die Zylinderlängsachse 7 in Richtung der dem Auslass 11 gegenüberliegenden Wand versetzt ist. Der Brennraum öffnet sich zum Zylinder durch eine Ausnehmung, die aus der Grundfläche der Viertelkugel 9 und einer entsprechenden Ausnehmung des Ellipsoids besteht und eine elliptische oder eiförmige Gestalt besitzt, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist.
Wenn eine Zündkerze 13 vorhanden ist, sitzt diese etwa in der Mitte der grössten Brennraumausdeh- nung und in der Ebene der Achse 6. Wenn zwei Zündkerzen vorgesehen sind, ist eine im Sammelspülstrom-Einlauf und die andere an der entgegengesetzten Seite des Brennraumes angeordnet. Diese Anordnung wird bei Doppelzündung angewendet. Der Kolben steht in Fig. 5 in seinem oberen Totpunkt. Der Strömungsverlauf ist mit Pfeilen angedeutet.
Der Einblasekanal ist bei 15 angedeutet. Wie zu erkennen ist, ist der Einblasekanal so angeordnet und der Brennraum so ausgebildet, dass der Einblasestrahl von dem nach innen vorspringenden, nasenförmigen Teil 16 des Brennraumes an der dem Auslass 11 zugewandten Seite vom Auslass abgelenkt und gegen den Spülstrom gerichtet wird. Die Strömungsrichtung des Einblasestrahls ist durch die Linie 17 dargestellt.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende :
Der senkrecht im Zylinder 3 aufsteigende Sammelspülstrom8 kann fast ohne Geschwindickeitsver- luste über die in seiner Ebene angeordnete Viertelkugel 9 des Brennraumes in die Wirbelkammer 5 ein- treten und bewegt sich am Umfang des Brennraumes entlang. Beim Spülvorgang, also wenn die Spülschlitze 12 und der Auslassschlitz 11 noch offen sind, wird der Spülstrom beim Austritt aus dem Brenn- raum vom Auslass weg nach der Zylindermitte zu geleitet. Bei beendeter Spülung und, wenn der Kolben sich dem Brennraum nähert, entsteht im Brennraum ein Wirbel, welcher die Drehbewegung vom Spülvor- gang her beibehält.
Der gemäss der Linie 17 verlaufende Einblasestrahl ist so in den Brennraum und Spülstrom gerichtet, dass der von der Spülung her vorhandene Wirbel um die Achse gestört und in einen Wirbel um die Achse
10 umgelenkt wird. Die Nase 16 unterstützt hiebei den vom Einblasestrahl erzeugten Wirbel und verhin- dert ein unmittelbares Abfliessen zum Auslass.