<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
EMI1.2
näher als die Eintrittsschlitze angeordnet sind.
Die Umkehrspülung an sich ist bereits bei Verpuffungskraftmaschinen vorgeschlagen worden, bei denen das Brennstoffluftgemisch ausserhalb des Zylinders gebildet und fertig gemischt in den Zylinder eingeführt wird. Bei diesen Maschinen hat sich jedoch diese Anordnung der Spül- und Auspuffschlitze und diese Spülmethode infolge hohen Brennstoffverbrauches nicht bewährt.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass die eingangs gekennzeichnete Anordnung der Spülschlitze bei Maschinen, die mit reiner Luftladung arbeiten, in erster Linie also bei Dieselmaschinen ganz im Gegensatz zu den erwähnten Veipuffungsmaschienen ein ausserordentlich günstiges Ergebnis infolge sehr hoher spezifischer Leistung bei normalem Brennstoffverbrauch ergibt.
Die durch Versuche bestätigte Tatsache, dass diese Spulmethode bei Maschinen mit Gemisehladung versagte, bei Maschinen mit reiner Luftladung dagegen zu einem günstigen Ergebnis führte, erklärt sich daraus, dass diese beiden Masehinengattungen gerade bei den Punkten, auf die es hier in erster Linie ankommt, nämlieh hinsichtlich der Füllung, der Ladung und der Bildung des Brennstoff1uftgemisches grundsätzliche Verschiedenheiten zeigen. Bei den bekannten Maschinen wird das Gemisch vor dem Eintritt in den Zylinder ausserhalb des Zylinders bei verhältnismässig grossem Luftvolumen und niedrigem Druck gebildet.
Im Gegensatz dazu wird bei Maschinen mit reiner Luftladung das Brennstoffluftgemisch nach dem Eintritt in den Zylinder, also innerhalb des Zylinders und nach der Verdichtung der Verbrennungsluft, mithin bei kleinstem Luftvolumen und hohem Druck gebildet. Bei der Maschine mit Gemischladung wird nach dem Eintritt des fertigen Brennstoffluftgemisches in den Zylinder ein immerhin nicht unbeträchtlicher Teil unverbrauchten Gemisches, das sich nach dem Eintritt in den Zylinder ausbreitet, von den verbrannten Gasen, die durch die unmittelbar über den Eintrittsschlitzen liegenden Austrittsschlitze austreten, wieder mit herausgerissen, ohne Arbeit geleistet zu haben. Beim Dieselmotor findet dieser Brennstoffverlust nicht statt ; denn hier wird mit reiner Luft gespült. Die entweichenden Vetbrennungsgase reissen hier höchstens einen kleinen Teil der Frischluft mit.
Dies ist aber ohne Bedeutung, da der Spülstrom alle Teile des Zylinders bestreicht und der Zylinder infolgedessen in genügendem Masse mit frischer Luft gefüllt wird.
Der Brennstoff wird erst nach Beendigung des Spülvorgang'es eingespritzt ; ein Brennstoff verlust kann demnach hier nicht stattfinden.
Der Hauptvorteil der Umkehrspülung, der darin besteht, dass alle Teile des Zylinders, vor allem auch die in der Nähe des Deckels gelegenen Teile vom Siiplstrom getroffen und die Verbrennungsrück- stände fast vollkommen ausgetrieben werden, ist auch beim Dieselmotor v. on erheblich grösserer Bedeutung als bei der Verpuffungsmasehine ; denn beim Dieselmotor hängt hievon in erster Linie die Bildung des
<Desc/Clms Page number 2>
Brennstoffluftgemisches ab, das ja hier innerhalb des Zylinders gebildet wird. Ausserdem wird bei einem vollkommenen Austreiben der Verbrennungsrückstände und beim Arbeiten mit grossem Luftüberschuss die Verbrennungstemperatur niedriger.
Dies ist bei Dieselmotoren besonders wichtig, weil bei ihnen die Temperaturen und Wärmebeanspruchungen des Zylinders und damit die Gefahren der Rissebildung sehr gross werden.
Die Umkehrspülung konnte bei Maschinen mit Gemischladung auch deshalb kein günstiges Ergebnis liefern, weil bei diesen Maschinen die Einführungsquerschnitte zu gering sind, man daher nur mit einem unwirtschaftlich hohen Spüldruck arbeiten kann und hiedurch weitere Brennstoffverluste erhält.
Erfindungsgemäss ist es gar nicht nötig, die Schlitze seitlich in der bisher üblichen Weise einzuengen und Versuche haben bestätigt, dass der erstrebte Strömungsverlauf auch erzielt wird, wenn die Schlitze weit über das bisher übliche Mass hinausreichen, dass jedoch dann die Querschnitte genügen, um einen wirtschaftlichen Spüldruck zu erzielen. Nach einer Ausführung der Erfindung verteilt man daher die Einund Austrittsschlitze derart über den Umfang des Zylinders, dass sie wenigstens ein Drittel des Zylinderumfanges umfassen. Man lässt sie sogar bis zur Hälfte des Zylinderumfanges, unter Umständen noch darüber hinausgehen. Dabei muss jedoch jener Teil der Zylinderwand, gegen den der eintretende Spülstrom trifft und an dem entlang die Spülluft aufsteigt, während des Spülens von Auspuffschlitzen frei sein.
Kleine Öffnungen, die nicht oder nur unvollkommen zum Abzug der Verbrennungsgase oder zum Abzug der Verunreinigungen u. dgl. dienen, können vorhanden sein. Die Eintrittsschlitze sind dabei so gerichtet, dass die von ihnen ausgehenden Teilluftströme sich zwischen der Zylinderachse und dem von Auspuffschlitzen freien Teil der Zylinderwand zu einem geschlossenen Strom vereinigen, der an diesem Teil dei Zylinderwand aufsteigt. Die Erfindung ist vorzugsweise für doppeltwirkende Zweitakt-Gleichdruek- verbrennungskraftmaschinen bestimmt.
Bei Maschinen mit durchgehender Kolbenstange, insbesondere auf der Stopfbüchsenseite doppeltwirkender Maschinen, sind die Eintrittsschlitze so angeordnet und so gerichtet, dass die von ihnen ausgehenden Teilluftströme an der Kolbenstange vorbeiströmen und sich zwischen der Kolbenstange und dem von Auspuffschlitzen freien Teil der Zylinderwand zu einem geschlossenen Strom vereinigen, der an der Zylinderwand aufsteigt.
Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsformen der Erfindung ; die Fig. 1 und 2 stellen eine doppelt wirkende Dieselmaschine im lotrechten und wagrechten Schnitt dar. Die Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel ebenfalls im lotrechten und wagrechten Schnitt. Fig. 5 zeigt den wagrechten Schnitt durch einen Zylinder, bei dem die Eintrittsschlitze über den ganzen Umfang verteilt sind.
Die innere Wand des Zylinders einer Dieselmaschine ist mit 1 bezeichnet, die beiden Zylinder- deckel mit 2 und 3, 4 ist das auf der oberen Deckelseite befindliche Brennstoffventil, 5 und 6 die beiden Brennstoffventile der Stopfbüchsenseite. 8 ist der Kolben, 9 die Kolbenstange. Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist beiderseits der Mitte der Zylinderlaufbahn für jede Zylinderseite eine Reihe von Eintrittsschlitzen 10 vorgesehen. Die Spülluft wird durch die Leitung 11 mittels einer Pumpe 12 in den Zylinder eingeführt. Die Austrittsschlitze 73 und 14, durch die die Verbrennungsgase den Zylinder verlassen, sind in zwei Reihen oberhalb und unterhalb der Eintrittsschlitze 10 angeordnet.
Die Eintrittsschlitze sind derart verteilt, dass sie über einDrittel des gesamtenZylinderumfanges einnehmen und so angeordnet, dass die von ihnen ausgehenden Teilluftströme, die durch die strichpunktierten Linien angedeutet sind, sich zwischen der Kolbenstange 9 und der auf der Zeichnung rechts befindlichen Seite der Zylinderwand zu einem geschlossenen Strom vereinigen. Die Auspufföffnungen 13 und 14 sind ebenfalls so verteilt, dass sie mehr als ein Drittel des Zylinderumfanges einnehmen. Die den Ein-undAustrittsschlitzen gegenüberliegende, auf der Zeichnung rechts befindliche Seite der Zylinderwand ist durch keine Auspuffschlitze unterbrochen.
Die Eintrittsöffnungen 10 sind in zwei Gruppen über den Zylinderumfang verteilt, zwischen denen ein
Teil der Zylinderwand von Eintrittsöffnungen freibleibt, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist. Dadurch wird erreicht, dass die durch die Eintrittsöffnungen eintretenden Teilströme der Spülluft an der Kolben- stange 9 vorbeiströmen, ohne durch sie abgelenkt zu werden.
Die Maschine wirkt folgendermassen : Der Kolben gibt bei seiner Bewegung nach abwärts zunächst die Auspufföffnungen 13 frei, durch die die Verbrennungsgase ins Freie strömen. Bei der weiteren Be- wegung des Kolbens werden auch die Eintrittsöffnungen 10 freigegeben, durch die die von der Spülluft- pumpe 12 und durch die Spiilluftleitung 11 kommende Spülluft in den Zylinder eingeführt wird. Die einzelnen Teilströme der Spülluft treten durch die Eintrittsöffnungen 10 in den Zylinder ein, strömen über den Kolbenboden hinweg und vereinigen sich, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, in dem Raum zwischen der
Kolbenstange und dem von Auspuffschlitzen nicht unterbrochenen Teil der Zylinderwand zu einem geschlossenen Strom, der an dieser Zylinderwand aufsteigt.
Der Spülluftstrom schiebt die verbrannten
Gase vor sich her, die an der Seite der Zylinderwand, an der die Auspufföffnungen liegen, absteigen und den Auspufföffnungen 13 zufliessen, durch die sie den Zylinder wieder verlassen. Nach der Bewegungs- umkehr des Kolbens werden zunächst die Eintritts-und hierauf die Austrittsöffnungen wieder geschlossen, die im Zylinder innen befindliche Luft wird verdichtet. Hierauf wird in bekannter Weise der Brennstoff durch die Brennstoffventile d eingeführt. Gleichzeitig werden die Auspufföffnungen 14 und die Eintritts- öffnungen 10 für die untere Seite des Zylinders freigegeben, die nun in gleicher Weise gespült und mit
Spülluft geladen wird.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Fig. 3 und 4 zeigen den Zylinder einer Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit einer etwas andern Anordnung der Eintrittsöffnungen 10. Bei diesem Zylinder hat nicht jede Zylinderseite ihre besonderen Eintrittsöffnungen ; es ist hier nur eine Reihe von Eintrittsöffnungen für beide Zylinderseiten vorgesehen, welche Öffnungen jedoch in der Mitte der Zylinderlaufbahn angeordnet sind. Oberhalb und unterhalb dieser Eintrittsschlitze liegen wieder die Austrittsschlitze 13 und 14. Im übrigen entspricht die Anordnung nach den Fig. 3 und. 4 der Anordnung nach den Fig. 1 und 2.
Fig. 5 zeigt, wie schon erwähnt, einen Schnitt durch einen Zylinder senkrecht zur Achse, bei dem die Eintrittsschlitze über den ganzen Zylinderumfang verteilt und derart gerichtet sind, dass sie sich, wie die in der Figur eingetragenen Pfeile andeuten, zwischen der Zylinderachse und der Zylinderwand zu einem geschlossenen Strom vereinigen, der längs der dem Einlass gegenüberliegenden Zylinderwand aufsteigt, am Zylinderdeckel umkehrt und an der andern Zylinderwand absteigend, den Auspufföffnungen zufliesst.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Schlitzspülung, bei der der Brennstoff nach Abschluss der Auspuffschlitze in die verdichtete Verbrennungsluft eingeführt wird und die Ein-und Austritts- öffnungen in verschiedenen, in der Richtung der Zylinderachse übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine derartige Richtung der Eintrittsschlitze (10), dass die in den Zylinder eintretenden Teilströme der Spülluft quer durch das Zylinderinnere strömen und sich zu einem geschlossenen Strome vereinigen, der auf die dem Einlass gegenüberliegende Zylinderwand zufliesst, an ihr entlang zum Zylinderdeckel strömt, den Verbrennungsraum durchstreicht und die Verbrennungsrückstände vor sich herschiebt, die entlang der andern Zylinderseite den Auspuffschlitzen (13) zufliessen,
die dem Zylinderdeckel näher als die Eintrittsschlitze angeordnet sind.