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Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit steuerndem, hohlzylindrischem Kolbenansatz.
Die Erfindung bezweckt, das Gas möglichst geringe Wegstrecken von der Ein-bis zur Ausströmung durchströmen zu lassen und gleichzeitig eine Wirbelbildung zwischen den verbrannten und frischen Gasen im Zylinder hintanzuhalten. Nach der Erfindung wird am oberen Zylinderende eine einz'ge, den Zylinder ganz umfassende Ausströmöffnung vom freien oberen Rand des Kolbenansatzes gesteuert. Die Einströmöffnungen, die vorteilhaft in bekannter Weise auf der als Pumpe wirkenden Kolbenseite angeordnet sind und bei der oberen Kolbenstellung von dem unteren Rande des Kolbens freigegeben werden, liegen in einer Ebene, die sich oberhalb jener Ebene befindet, in der die zu den Einströmöffnungen versetzt angeordneten Mündungen der Überströmkanäle angeordnet sind.
Die Einströmkanäle können hierbei durch eine hohlringförmige Leitung gespeist werden und nach der Erfindung münden in diese den Verbrennungsraum in seiner ganzen Länge umfassende Leitung ein oder mehrere Stutzen tangential ein. Hierdurch wird erreicht, dass das angesaugte Gas zu einer Kreisung um den Zylinder veranlasst wird, wodurch vermieden wird, dass beim Schliessen der Einström- öffnungen eine Umkehrung der Gase erfolgt. Nebstbei erfolgt eine selbsttätige Erhöhung des Druckes in der Leitung.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen zur Darstellung gebracht. Die Fig. i und 2 zeigen lotrechte Schnitte durch einen Zylinder mit zwei verschiedenen Kolbenstellungen, wobei eine Kolbenseite als Ladepumpe wirkt. Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt nach A-B der Fig. i und Fig. 4 zeigt eine für diese Maschine best'mmte Regelungsscheibe. Fig. 5 zeigt einen der Fig. i entsprechenden Schnitt durch
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strömt und Fig. 7 ist ein Schnitt nach C-D der Fig. 6. Fig. 8 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Maschine, Fig. 9 eine Draufsicht auf den Kolben.
Der Kolben 1 erzeugt beim Aufwärtsgange im unteren Teile des Zylinders einen verhältnismässig grossen Unterdruck bis zu dem Augenblicke, wo die Öffnungen 5 durch den unteren Rand des Kolbens freigegeben werden. Auf diese Weise gelangen die frischen Gase, die durch einen kreisringförmigen Kanal zugeführt werden, in den als Pumpenkörper wirkenden Zylinderteil. Die Anoidnung der gegenüberliegenden Öffnungen 5 in beliebiger Anzahl gestattet ein energisches Vermischen der frischen Gase mit der erforderlichen Gleichmässigkeit.
Während des Hinunterganges des Kolbens werden die in die Pumpe eingeführten und durch das Abschliessen der Öffnungen 5 eingeschlossenen Gase schwach verdichtet. Dies erfolgt so lange, bis die Öffnungen 3, die am unteren Teil des Kolbenansatzes vorgesehen sind, die Mündungen-der Überstromkanäle 7 der Zylinderwand zu überdccken beginnen. Die besQndele Gestalt der Leitungen 7 und die kegelförmige Ausbildung des Kolbenbodens, der dieselbe
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verbrannten Gase im Zylinder. Die Gase strömen mit einem nur geringen Widerstand von der Pumpe in den Zylinder.
Die verbrannten Gase, die von der vorhergehenden Explosion herstammen und durch die Öffnung des kreisförmigen Kanals 6 plötzlich entweichen, werden durch das Spiel der
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stattfindet, weil beim Eintritt der Gase durch die Kanäle 7 und 3 jede Schwankung vermieden wird. Der Kolbenansatz 1 öffnet mit seinem oberen Rand 4 die Ausströmung, die eine einzige, den Zylinder ganz umfassende Öffnung darstellt. Auf diese Weise erfolgt die plötzliche Freigabe eines grossen Querschnittes und es wird bereits bei einem geringen Verschieben des Kolbens eine beträchtliche Öffnung hergestellt. Durch diese Anordnung ist es möglich, ein rasches Ausströmen und damit einen beträchtlichen Unterdruck im Zylinder zu erreichen.
Gemäss der in den Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsform sind die Einström- öffnungen 5, die in-dem als Pumpe wirkenden unteren vorgesehen sind und bei der oberen Kolbenstellung vom unteren Rande des Kolbens freigelegt werden, in einer Ebene angeordnet. Die Überströmkanäle 7, deren Mündungen in den Zylinder gleichfalls in einer Horizontalebene, und zwar etwas unterhalb der Einströmöffnungen liegen, sind zu diesen versetzt angeordnet.
Die zur Regelung der Einströmöffnungen-dienende Einrichtung ist in den Fig. i bis 4 veranschaulicht und besteht aus einer mit Ausschnitten versehenen Scheibe 8, durch deren Verdrehung mittels irgendeines Antriebes (einer Schraube ohne Ende, Zahnstange o. dgl.), die in der Scheibe vorgesehenen Ausschnitte die Leitungen 7 mehr oder weniger überdecken. Die Wirkung dieser Drosselung wird unmittelbar auf den Zylinder übertragen. Die Pumpe, die mit der erzeugten Mischung gefüllt bleibt, bildet somit für den augenblicklichen Bedarf eine Reserve von vollkommen homogenem Gas.
Die Maschine kann auch mit vom Arbeitszylinder getrennt angeordneter Pumpe ausgeführt werden (Fig. 5). In diesem Falle sowie dann, wenn die Mischung von einem zwischengeschalteten Behälter geliefert wird, werden die Einlassöffnungen (in Fig. I mit 5 bezeichnet) weggelassen und der Kolben erhält eine solche Länge, dass die Mündungen der Kanäle' wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, niemals durch seinen unteren Rand freigegeben werden. Das Wegbleiben der Einströmöffnungen im Arbeitszylinder gewährt einen grösseren Raum für die Kanäle 7, deren Anzahl daher vergrössert werden kann.
Alle Kanäle werden in gleichmässiger Verteilung um den Zylinder angeordnet. Die Karburierung'kann vor oder hinter der Pumpe oder im Zylinder selbst durchgeführt werden.
Da jeder Zylinder für sich ganz selbständig arbeitet, so können ihrer beliebig viele zu einem Aggregat vereinigt werden.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist die kreisringförmige Leitung, die das Gas zu den Eintrittsöffnungen des Arbeitszylinders führt, zu einer von der Wand 10 begrenzten Kammer 9 ausgebildet. Der Stutzen 11 stellt die Verbindung zum Karburator her und ist,
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dieser besonderen Anordnung des Eintrittsstutzens (es können auch mehrere solche Stutzen vorgesehen werden) erhalten die Gase eine Kreisbewegung, so dass sie zu den Eintritts- öffnungen des Zylinders gelangen, nachdem sie-eine Spirale um diesen durchlaufen und ihn gekühlt haben. Man kann auch Rippen o. dgl. am Zylinder anordnen und zwecks Schaffung der Kammer 9 einen Mantel aus Eisenblech am Zylinder befestigen. Die beschriebene Anordnung bietet zunächst den Vorteil, dass die Ladung überhitzt und dadurch ihre Gleichförmigkeit erhöht wird.
Weiters wird die Strömungsgeschwindigkeit, die die Gase durch das Ansaugen erhalten, selbst nach dem plötzlichen Abschluss der Einströmungsöffnungen noch beibehalten. Es wird also eine Umkehrung der Gase nach Abschluss der Einströmung vermieden und in der Leitung ein allseits gleichmässig erhöhter Druck erzeugt. Dadurch, dass
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Die in dem Kolbenboden vorgesehenen und symmetrisch zur Zylinderachse angeordneten Wege 13, die den Eintritt der Gase in den oberen Zylinderraum vermitteln, sind gegen die Zylinderachse hin gerichtete Kanäle.
Der Boden der Kanäle wird von dem Boden des Kolbens selbst gebildet und die bis zu ihrem gegenseitigen Schnittpunkt 12 verlängerten Scheidewände 3' (Fig. 8 und 9) zwischen den Kanälen sind so ausgebildet, dass sich die Kanäle, deren Anfangsquerschnitt dem Querschnitt der zugehörigen in der Kolbenverlängerung vorgesehenen Durchbrechungen 3 gleich ist, nach oben erweitern.
Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass irgendwelche Wirbelbildungen nicht auftreten können. Durch die Vermeidung jedweder Wirbelbildungen wird dann eine ausserordentlich vorteilhafte Schichtung des frischen Gemisches und der verbrannten Gase gewährleistet, welch letztere dann aus dem Zylinder ausgetrieben werden, wenn der obere Rand der Kolbenverlängerung den Austrittskanal freigibt.
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