<Desc/Clms Page number 1>
Zweizylindrige Zweitaktyerbrennungsla'aftmaschine mit steuernden Stufellkolbeu.
Gegenstand der Erfindung ist eine zweizylindrige Zweitaktverbrennungskraftmaschine, bei der Ventile vollständig vermieden sind, die verbrannten Gase nach jedem Arbeitshub restlos ausgespült werden und dabei die Spülluft nur sparsam veibraucht, die Ladung gesondert von der Spülluft zugeführt, die Spülluft zentral eingebracht und die Zündkerze vor jeder Zündung abgeblasen wird. Durch die Gesamt heit dieser Vorzüge werden ein hoher thermischer und volumetrischer Wirkungsgrad bei grosser Betriebssicherheit erreicht.
Bekannt sind zweizylindrige Zweitaktverbrennungskraftmaschillen mit steuernden Stufenkolben, bei denen der Raum über einer ringförmigen Stufe jedes Kolbens als Pumpe für die Spül- und Ladpluft und der Raum unter dieser Kolbenstufe als Gemischpumpe dient. Die Besonderheit des Erfindungsgegenstandes liegt darin, dass jeder Kolben in vierfacher Hinsicht als Steuerorgan benützt ist, nämlich jeder Kolben steuert 1. die Verbindung zwischen der Aussenluft und dem oberhalb der Stufe befindlichen Luftpumpenraum, 2. die Verbindung zwischen der Gemisehzuleitung und dem unterhalb der Stufe befindlichen Gemischpumpenraum, 3. den Zutritt der Spill-und der Ladeluft und 4. den Zutritt des Gemisches.
Die Benutzung des Kolbens als Steuerorgan für alle diese Vorgänge bringt den besonderen Vorteil mit sich, dass alle Steuereinrichtungen sich zentrisch um die Achse jedes Zylinders aufbauen, was die Erreichung eines hohen volumetrischen und thermischen Wirkungsgrades ermöglicht.
Um einen besonders kurzen Kolben und dadurch kleine bewegte Massen, also eine besonders hohe Fmlaufzahl und zugleich eine geringe Bauhöhe zu erreichen, ist bei einer Ausführungsform der Maschine von der an sich bekannten Einrichtung Gebrauch gemacht, den Arbeitskolben über einem ruhenden Hohlkörper gleiten zu lassen. Dem Erfindungsgegenstand eigentümlich ist jedoch die Anordnung, dass dabei im Kolbenmantel Öffnungen von solcher Weite angebracht sind, dass bei jedem Kolbenhub derLuftbedarf einer vollen Ladung hindurchtreten kann, u. zw. befinden sich diese Durchlassöffnungen in dem oberhalb des Hohlkörpers befindlichen Kolbenstück. Sie befinden sich also bei der tiefsten Lage des Kolbens zwar unter der Zylinderstufe, aber immer noch über dem Hohlkörper.
Auf der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 den Längsschnitt durch die einfachere Ausführungsform der Maschine bei zwei verschiedenen Kolbenstellungen, die Fig. 3 und 4 den Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform bei den entsprechenden Kolbenstellungen und die Fig. 5 und 6 Schnitte nach V-V der Fig. 3 und VI-VI der Fig. 4.
Jeder Kolben a trägt auf dem unteren Teil seines Mantels 1 einen flanschartigen Ringansatz. ?, der die Kolbenstufe darstellt, und gleitet mit dem über der Stufe befindliehen Teil im engeren Zylinderteil 3, mit seiner Ringstufe 2 hingegen im weiteren Zylinderteil 4 des bei 5 abgestuften Zylinders b. Der Raum I über dem Kolbenboden 6 ist der Arbeitsraum, der Raum 11 über der Stufe 2 der Luftpumperaum und der Raum III unter der Stufe 2 der Gemischpumpenraum.
Bei der tiefsten Stellung des Kolbens (Fig. 2, links) befindet sich eine Reihe von rings verteilten Kolbenschlitzen 7 unterhalb der Zylinderstufe 5. Diese Schlitze stehen durch das Innere des Kolbens mit der Kurbelkammer 8 und durch deren Öffnung 9 mit der Aussenluft in Verbindung. Bei der höchsten Kolbenstellung (Fig. 2, rechts) verbinden miischelförmig in den Kolben einspringende Vertiefungen 10 um einen flanschartigen einwärts geriehteten Ansatz H des erweiterten Zylinderteils 4 herum den Raum 111 mit der vom Vergaser kommenden Gemischleitung 12.
<Desc/Clms Page number 2>
Durch einander überkreuzende Zwischenleitungen 13l, 13r steht der Luftpumpenraum 1I jedes Zylinders mit einer Ringnut 14 des andern Zylinders in Verbindung, hingegen der Gemisehpumpen- raum III jedes Zylinders durch den Umführungskanal 15 mit einer Ringnut 16 des eigenen Zylinders.
In jedem Zylinder ist die Ringnut 16 unmittelbar unterhalb der Ringnut 14 angeordnet. Diesen beiden Ringnuten jedes Zylinders entspricht ein Kranz von oben am Kolben angeordneten Schlitzen 17, die alle nach einer in der Mitte des Kolbenbodens 6 angeordneten, zentrisch nach oben gerichteten Düse 10 führen. In der Verlängerung der Düsenachse, die mit der Zylinderachse zusammenfällt, befindet sich die Zündkerze 19. Das obere Zylinderende ist als eine geschlossene gewölbte Haube 20 ausgebildet, s" dass ein zentrisch auftreffender Luftstrom sich sehirmartig ausbreitet und allseitig gleichmässig umgelenkt
EMI2.1
eine dritte Ringnut 21, die zur Auspuffleitung 22 führt.
Die Maschine wirkt wie folgt : Beim Aufwärtshub des Kolbens (links in Fig. l) wird im Raum II des linken Zylinders und bei dem gleichzeitig vor sich gehenden Aufwärtshub des rechten Kolbens im Raum Ill des rechten Zylinders Unterdruck erzeugt. Gegen Ende des Hubes werden die Schlitze 7 des linken Kolbens freigelegt (Fig. 2, links), so dass Luft aus dem Freien durch die Öffnung 9 in die Kurbelkammer 8 und aus dieser durch das Kolbeninnere in den Raum I1 links strömt, bis dieser mit Luft von atmosphärischem Druck gefüllt ist. Diese Luft hat auf dem Wege durch die Kurbelkammer etwas zerstäubtes Öl aufgenommen, bewirkt also. indem sie die Kolbengleitflächen berührt, eine gute Schmierung.
Gleichzeitig mit der Freilegung der Schlitze 7 des linken Kolbens haben die Muscheln 10 des rechten Kolbens die Verbindung des rechten Zylinderraumes III mit dem Vergaser hergestellt, so dass der Raum III rechts mit Gemisch von atmosphärischem Druck gefüllt wird. Bei dem nachfolgenden Aufwärtsgang des linken Kolbens und dem gleichzeitigen Abwärtsgang des rechten Kolbens (Fig. 2) wird die Luft im Raum II links und das Gemisch im Raum III rechts verdichtet. Die Luftverdichtung geht so lange vor sich. als die in die rechte Ringnut 14 mündende Leitung 13 r durch den rechten Kolben abgesperrt ist. Dementsprechend wird auch die Gell1ischverdichtung im rechten Zylinder so lange fortgesetzt, bis der rechte Kolben die Ringnut 16 rechts freigelegt hat.
Zuerst erfolgt die Freilegung der Ringnut 14, indem ihr die Kolbenschlitze 17 gegenübertreten.
Betrachtet man nunmehr wieder die Vorgänge im linken Zylinder, so tritt die im Raum II rechts angesammelte verdichtete Luft durch die Zwischenleitung 13l in die Ringnut 14 links (Fig. l) und von da durch die Kolbenschlitze 17 und die Düse 18 in den Arbeitsraum I links, treibt die dort befindlichen verbrannten Gase vor sich her. bläst die Zündkerze von Russ und Ölansatz sauber und wird an der schalenförmigen Innenfläche der Zylinderhaube schirmartig umgelenkt, so dass schliesslich ein glosser Teil der verbrannten Gase aus dem Raum 7 ausgetrieben und der Platz, den sie bisher eingenommen haben, mit Luft gefüllt ist.
Inzwischen sind die Kolbenschlitze 7 ?' der Ringnut 76 gegenübergetreten, so dass nunmehr verdichtetes Gemisch aus dem Raum III links durch den Umführungskanal 15 in die Düse 18 und von
EMI2.2
Gemisch durch eine breite Zwischenschicht von Luft von der Ringnut 21 ferngehalten wird. Schliesslich verbleibt nur Gemisch und Verbrennungsluft im Arbeitsraum I, u. zw. nimmt das Gemisch in der Hauptsache den mittleren Teil dieses Raumes ein, wo die Luft und das Gemisch sich aufwärts bewegt hatten. während die Luft sich mantelartig aussen herum längs der Zylinderwandung lagert. Bei dem nächsten Aufwärtshub des linken Kolbens (Fig. 2) wird in bekannter Weise das Gemisch zusammen mit der Luft verdichtet, wobei beide sich ausreichend miteinander mischen.
Am Hubende erfolgt die Zündung mit sich anschliessendem Arbeitshub, worauf sich mit Vertauschung der beiden Kolben und Zylinder die beschriebenen Vorgänge wiederholen.
Bei der zweiten Ausführungsform der Maschine nach Fig. 3-6 ist der Oberteil 23 des Kurbelgehäuses mit hohlen, zur Gemischführung dienenden Aufsätzen 24 ausgestattet, u. zw. sind die Aufsätze zweckmässig gesonderte Teile, um die Verwendung verschiedener Baustoffe für das eigentliche Kurbelgehäuse und seinen Aufsatz und die Auswechslung des Aufsatzes zu ermöglichen.
Bei den Kolben ist das Pleuelstangenlager 25 nahe bis zum Kolbenboden hinaufgerückt und die im Kolbenmantel vorgesehenen Lufteinlassschlitze 17 befinden sich ebenfalls nahe beim oberen Kolbenende. Gegenüber der ersten Ausführungsform ist das gesamte Kolbenmantelstück unterhalb des Ringansatzes 2 in Wegfall gekommen, hingegen ist innen beim Ringansatz eine Kolbendichtung 26 hinzugefügt.
Der Aufsatz 24 ist an die Gemischzuleitung 12 angeschlossen und enthält Verteilungs- kanäle 27, die in zu beiden Seiten der Pleuelstange 28 angeordneten hohlen Verlängerungen 29 des Aufsatzes 24 untergebracht sind. Diese Verlängerungen sind aussen zylindrisch und bilden Gleitbahnen für die Innenfläche je eines Kolbens a. In diese Gleitbahnen münden oben bei. 30 die Kanäle 27, 29.
Wesentlich ist, dass, wie aus Fig. 4 ersichtlich, bei der tiefsten Lage des Kolbens a die Zylinderstufe 5 des Zylinders sich oberhalb der Kolbenschlitze 7 befindet, das obere Ende des Hohlkörpers 29 hingegen unterhalb der Kolbenschlitze 17.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie die der ersten Ausführungsform. jedoch ergibt sich ein kürzerer und leichterer Kolben und dementsprechend eine geringere Bauhöhe für die Gesamtmaschine.
Die Bearbeitung des in den Kolben eingreifenden Teiles lässt sich dadurch vereinfachen und verbilligen, dass statt eines gemeinschaftlichen Aufsatzes für die beiden nebeneinander befindlichen Zylinder gesonderte Aufsätze für jeden Zylinder verwendet werden. Die Gemischkanäle 12 je zweier benchbarter solcher Aufsätze werden dann durch Pfropfen-M abgedichtet, die je zur Hälfte in einen der beiden Aufsätze 24 eingreifen (Fig. 6). Die Pfropfen können aus elastischem Stoff, z. B. Kautschuk, bestehen. da sie nur gegen geringe Druckunterschiede abzudichten haben und keiner besonderen Erhitzung ausgesetzt sind.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Zweizylindrige Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit steuernden Stufenkolben, bei welcher der Raum über einem ringförmigen Ansatz jedes Kolbens als Pumpe für die Spül- und Ladeluft und der Raum unter diesem Kolbenansatz als Gemischpumpe dient, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben einerseits die Verbindung zwischen der Aussenluft und dem oberen Luftpumpenraum, anderseits die Verbindung zwischen der Gemischzuleitung und dem unteren Gemischpumpenraum steuert und zugleich auch den zentralen Zutritt der Spül- und Ladeluft und des Gemisches herbeiführt.