CH193153A

CH193153A - Zweitaktbrennkraftmaschine mit Umkehrspülung.

Info

Publication number: CH193153A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft Auto Union
Original assignee: Audi Ag
Priority date: 1935-04-09
Filing date: 1936-04-02
Publication date: 1937-09-30

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine mit Umkehrspülung. Die Erfindung betrifft eine Zweitakt- brennkraftma-schine mit Umkehrspülung, bei der Spülschlitze ungefähr im gleichen Ab stand vom Zylinderkopf symmetrisch zu bei den Seiten vom Auslass angeordnet sind.

Zweitaktbrennkraftmaschinen mit solchen Auslass- und Spülschlitzen sind an sich be kannt; bei den bekannten Maschinen leiten je doch sämtliche Spülkanäle die Spülluft gegen die dem Auslab gegenüberliegende Zylinder wand, und die Bewegung des. Kolbens. bei seinem Vorbeigang an den Spülschlitzen ist ohne Einfluss auf die Richtung der Spül ströme.

Diese Maschinen zeigen als gemischver dichtende Maschinen hohen Brennstoffver brauch, ungenügenden Langsamlauf bei Drosselstellung und ungleichmässige Erwär mung von Zylinder und Kolben.

Die Zeichnung veranschaulicht als Aus führungsbeispiele der Erfindung mehrere vertikale Maschinen. Fig. 1 und 2 bis 4 zeigen: je eine Zwei- taktmaschine bekannter Ausführung;

Fig. 5 bis 7 Querschnitte eines Zylinders nach der Erfindung in verschiedenen Phasen der Spülung, Fig. 8 ,den Zylinder im Längsschnitt, Fig. 9 einen Querschnitt :durch einen an dern Zylinder;

Fig. 10 und 11 Längsschnitte durch zwei weitere Zylinder, Fig. 12 einen Querschnitt zu Fig. 11, Fig. 13 bis 1,5 Querschnitte von weiteren Zylindern.

Nach Fig. 1 sind zu beiden .Seiten -der Auslasssehlitze A,. und AZ Spülschlitze ,S',,, < 9Z im Zylinder angeordnet und gegen die Zylin derachse gerichtet.

Die seitliche Ausdehnung der Spülströme 1 und 2 ist mit .gestrichelten Linien angedeutet, und es ist ohne weiteres ersichtlich, dass diese Spülströme im Zylin der einen Abgasrest 3 übrig lassen, der in der Zeichnung schraffiert angedeutet ist. Die Spülströme breiten sich zwar zu beiden Sei- ten der gestrichelten Linien etwas aus, je doch genügt das nicht,

den Gasrest 3 zu be seitigen.

Nach Fig. 2 sind die Spülschlitze S, und S2 gegen die den Auspuffschlitzen gegen überliegende Stelle des Zylinders gerichtet, so dass die Spülströme einen spitzen Winkel miteinander bilden. Trotzdem bleiben im Zylinder zu beiden .Seiten der Spülströme 1 und 2 Gasreste 3 zurück.

Nach Fig. 3 und 4 ist der Winkel, den die beiden Spülstrahlen 1 und 2 miteinander bilden, so spitz gewählt, dass ihre Längsachsen .sich erst jenseits der Zylinderwand a, schneiden. Die Gasreste an der Seite der Spülstrahlen sind so gering, dass sie infolge der seitlichen Ausdehnung der Spülströme 1 und 2 praktisch ohne Bedeu tung sind.

Aber an Stelle der Gasreste an der Zylinderwand verbleibt ein Gasrest 4 bei der Achse des Zylinders, der von dem auf steigenden Spülstrom 1' und von dessen ab steigendem Ast 1" eingeschlossen ist. Fer ner verbleibt unmittelbar über dem Kolben boden noch ein Abgasrest 5, der ebenfalls von den Spülströmen nicht erfasst wird.

Der Ab gasrest 4 bei der Zylinderachse ist um so grö- ss,er, je spitzer der Winkel ss zwischen den beiden Spülstrahlen 1 und 2 ist, und der Ab gasrest 5 ist um so grösser, je mehr,die .Spül ströme 1 und 2 gegen den Zylinderkopf d gerichtet sind.

Diese Ausführungen zeigen die Haupt mängel der bekannten einseitigen Umkehr spülungen und erklären die ungleichmässige Erwärmung des Kolbenbodens b und der Zylinderwandung.

Die bisher bekannten Zweitaktbrennkraft- maschinen nach den Fig. 1 bis 4 benutzen einen flachen oder leichtgewölbten Kolben boden, so dass die Führung der Spülströme ausschliesslich den Spülschlitzen und der den Auslassschlitzen gegenüberliegenden Stelle der Zylinderwand a, überlassen bleibt.

Die Erfindung besteht darin, dass, die Spülschlitze annähernd gegen die Zylinder achse gerichtet sind, und dass der Arbeits kolben b mit einer Leitvorrichtung c von mit dem Abstand vom Auslass wachsender Höhe ausgestattet ist, welche die Spülströme bei Beginn der Spülung ,gegen die dem Auslass gegenüberliegende Stelle der Zylinderwand a1 leitet, wo sie .gegen ,den Zylinderkopf ge lenkt werden, und ,

dass bei weiterem Öffnen der Spülschlitze Spülmittelströme 1b, 2b über die Leitvorrichtung c hinwegfliessen und immer näher der Zylinderachse aufeinander treffen, um ,dann gegen .den Zylinderkopf zu strömen, bis schliesslich Spülmittelströme 1c, 2e, lediglich durch die Spülschlitze 5,, rS'2 geführt,

annähernd bei der Zylinderachse zu sammentreffen, so @dass sich während .der Spülung beim Öffnen der Spülschlitze S, in nerhalb :des zu Beginn der Spülung an der dem Auslass gegenüberliegenden Stelle -der Zylinderwand entstandenen und gegen den Zylinderkopf fliessenden Spülstromes gegen ,die Zylinderachse zu immer neue Spülströme bilden, die gegen den Zylinderkopf fliessen.

Nach den Fig. 5 bis 8 sind die Spül schlitze<B>8</B>, und<B>8,</B> symmetrisch zu beiden Seiten der Auslassschlitze A, und AZ in glei chem Abstand vom Zylinderkopf angeordnet und. gegen die Achse des Zylinders gerichtet. Der Kolben b besitzt eine Leitvorrichtung c,

die von den Auslasss chlitzen aus ständig bis etwa zur Höhe der Spülschlitze ansteigt und den Spülschlitzen gegenüber zwei Leitflächen c, und e2 bildet.

Diese sind in der untern Tot punktlage bündig und gleicher Richtung mit den Seitenflächen g, und g, der Spül schlitze auf der Auslassschlitzseite und füh ren in sanftem Bogen zu einer Spitze der Leitvorrichtung c gegenüber der den Aus puffschlitzes gegenüberliegenden Stelle .der Zylinderwand a,.

Unmitbelbar nach Freigabe der Spülschlitze S,, S, treten die :Spülströme 1, 2 in den Zylinder ein und werden durch die Leitvorrichtung c gegen die den Auslass- schlitzen gegenüberliegende Stelle der Zylin derwand gelenkt, wo sie die aufsteigenden Spülströme la bilden (Fig. 5).

Werden die Spülschlitze 5,, S'2 vom Arbeitskolben kurz vor seinem untern Tot punkt weiter geöffnet, so strömt, da die Höhe der Leitvorrichtung c den Spülschlitzen ge genüber .geringer als die Höhe der Spül- schlitze S',, S2 ist, ein Teildes Spülmittels über die Leitvorrichtung hinweg (Fig. 6).

Diese Spülströme 1b, 2b bilden einen weni ger spitzen Winkel miteinander als die Spül ströme 1 und 2, treffen, sich zwischen der Zylinderwand und der Zylinderachse und strömen dann miteinander gegen: ,den. Zylin derkopf, so dass der bei der Zylinderachse befindliche Gasrest verkleinert wird.

Kommt der Kolben in die untere Tot punktlage (Fig. 7), so strömt ein Teil des Spülmittels unter Bildung d er Spülströme la, 2a gegen die denn Auspuffschlitzen gegen überliegende Stelle der Zylinderwand.

Ein weiterer Teil bildet Spülströme 1b, 2b, wäh rend der Rest des Spülmittels ohne merkliche Ablenkung durch die Leitvorrichtung c, also lediglich durch die Spülschlitze geführt, un ter Bildung der Spülstrahlen 1,c, 2c gegen die Zylinderachse und von dort gegen den Zylinderkopf strömt, so dass die noch beste hende Restgasmenge ausgetrieben wird.

Beim Aufwärtsgang des Kolbens b wie- rlerholen. sich die -drei beschriebenen Spül phasen in umgekehrter Reihenfolge, so dass die Spülluft immer mehr gegen die den Aus lassschlitzen A,, .A2 gegenüberliegende Stelle der Zylinderwand a, geleitet und so an einem unmittelbaren Entweichen durch die Aus lassschlitze verhindert wird.

Die beschriebene Anordnung der Spülschlitze S,, Sz und der Leitvorrichtung c auf dem Kolbenboden b bewirkt demnach eine völlige Ausspülung des Zylinders von Restgasen und verhindert gleichzeitig @Spülmittelverluste.

Die Höhe der Leitvorrichtung c des Kol bens ist zweckmässig umso grösser, je steiler die Spülkanäle in den Zylinder einmünden. Zweckmässig ist die Formgebung und Mas senverteilung der Leitvorrichtung c so, dass ihr Schwerpunkt in die Zylinderachse fällt. Hierdurch wird ein Kippen des Kolbens ver mieden.

Zwecks Erzielung eines möglichst leich ten Kolbens ist gemäss Fig. 9 der den Aus lasskanälen benachbarte Teil b, des Kolbens eben ausgeführt und die Leitvorrichtung c aus zwei Stegen gebildet, die im Bereich der Spülschlitze angeordnet, auf der dem Auslass abgekehrten Seite gegeneinander geneigt und miteinander verbunden sind.

Infolgedessen sind das Gewicht und die Oberfläche des Arbeitskolbens kaum grösser als bei einem flachen Kolben ohne Leitvorrichtung.

Nach Fig. 10 ist .die Steuerkante der Spülschlitze S, und SZ auf der Kolbenkopf- seite etwa im selben Masse geneigt zur Zylin- derachse wie die Leitvorrichtung c des Kol bens.

Nach Fig. 11 und 12, ist ausser den Spül schlitzen S,, SZ an der den Auslassschlitzen A,, A2 gegenüberliegenden Stelle der Zylin derwand ein .Spülschlitz S, angeordnet, der die Spülluft steil nach oben:

lenkt. Dieser Spülstrom vereinigt sich mit den Spülströ men la und 2a und trägt dazu bei, diese im Zylinder aufzurichten und .gegen den Zylin derkopf d zu leiten.

Nach F'ig. 13 ist nur ein einziger Aus lassschlitz A, angeordnet, und an der diesem gegenüberliegenden, Stelle der Zylinderwand münden, zwei weitere :Spülschlitze S3, S4, die, miteinander einen spitzen Winkel bildend, gegen eine Stelle des Zylinderkopfes über dem Auslassschlitz A, gerichtet sind.

Nach Fig. 1,4 dagegen sind die Spül schlitze S3, S4 gegeneinander gerichtet, und die Leitvorrichtung des Kolbens geht bis zu der dem Auslass gegenüberliegenden Zylin derwand. Nach Fig. 125 sind die :Spülschlitze S3 und 8, so gerichtet, .dass, die aus ihnen aus tretenden, Spülströme in spitzem Winkel aus einanderlaufen.

Die Erfindung eignet sich sowohl für Zweitaktmaschinen, die brennbares. Gemisch ansaugen und mit Fremdzündung arbeiten, als auch für Einspritzmaschinen und lässt sich sowohl bei Maschinen mit Kurbelkam- merladepumpe, als auch bei solchen mit be sonderer Ladepumpe anwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCH: Zweitaktbrennkraftmaschinemit Umkehr- spülung und mit in ungefähr gleichem Ab stand vom Zylinderkopf symmetrisch zu bei- den Seiten vom Auslass angeordneten Spül schlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülschlitze (S,, SZ)

annähernd gegen die Zylinderach se .gerichtet sind und dass der Arbeitskolben (b) mit einer Leitvorrichtung (c) von mit dem Abstand vom Auslass, wach sender Höhe ausgestattet ist, welche die Spülströme bei Beginn der Spülung gegen die dem Auslass# gegenüberliegende Stelle der Zylinderwand (a2) leitet, wo sie gegen den Zylinderkopf gelenkt werden,

und dass bei weiterem Öffnender .Spülschlitze Spülmittel ströme (1b, 2b) über die Leitvorrichtung (c) hinwegfliessen und immer näher der Zylin derachse aufeinandertreffen, um dann gegen den.

Zylinderkopf zu strömen, bis schliesslich Spülmittelströme (1c, 2c), lediglich durchdie Spülschlitze (S,, ,S"2) innerhalb des, zu Beginn der Zylinderachse zusammentreffen, so dass sich während der .Spülung beim Öffnen der Spülschlitze (S1) innerhalb des zu Beginn der Spülung an der dem Auslassr .gegenüber liegenden Stelle,

der Zylinderwand entstande nen und gegen den Zylinderkopf fliessenden Spülstromes gegen die Zylinderachse zu im mer neue Spülströme bilden, die gegen den Zylinderkopf fliessen.

UNTERANSPRüCEE 1. Zweitaktbrenukraftmas,chine nach Patent- anspruch"daduroh gekennzeichnet, dass die Leitvorrichtung (c) des Arbeitskolbens (b) keilartig ausgebildet ist und im Bereich der Spülschlitze Leitflächen besitzt, welche auf der dem Auslass abgekehrten Seite gegeneinander geneigt sind und das Spülmittel am Anfang ,

der Spülung gegen die dem: Auslass gegenüberliegende Stelle der Zylinderwand lenken. 2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass die Leitvorrichtung ' (c) des Arbeitskolbens (b) durch .Stege gebildet ist, welche im Bereich der Spülschlitze angeordnet, auf der .dem Auslass, abgekehrten:

Seite gegen einander .geneigt sind und das Spülmittel am Anfang der Spülung gegen die dem Auslass gegenüberliegende Stelle der Zylinderwand lenken.

3. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Patent- anspruch und Unteranspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, dass die Leitvorrichtung (c) bis an die dem Auslass gegenüberlie gende Stelle der Zylinderwand (a,) reicht.

4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, @dass. die grösste Höhe der Leitvorrichtung (c) annähernd so gross ist wie 'die Höhe 'der Spülschlitze (S,, S,). 5.

Zweitaktbrennkraftmaschine nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, ,dadurch gekennzeichnet, dass die .Steuerkanten der Spülschlitze (S,, S") auf der Zylinder kopfseite zur Zylinderachse annähernd im selben Masse geneigt sind wie die Leitvor- richtung (c) des Kolbens (b).

6. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass, den Auslass- schlitzen (9." Az) gegenüber gegen den Zylinderkopf gerichtete Spülschlitze (S3, 84) angeordnet sind, derart, dass,

die aus ihnen austretenden Spülströme die aus den Spülschlitzen zu beiden Seiten der Auslassschlitze einströmende Spülluft ge gen den Zylinderkopf ablenken. 7. Zweitaktbrenxikraftmaschine nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt der Leitvorrichtung (c) des Kolbens (b) in die Zylinderachse fäIlt.