Zweitakt-Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft eine Zweitakt- Z, mit sechs in einer Reihe angeordneten Zylindern und einer einzigen Kurbelwelle, welche z. B. als Gegenkolben motor ausgebildet sein kann. In solchen ein fach wirkenden Zweitaktmotoren wurden bisher eine oder in gewissen Fällen zwei Spülpumpen am einen Ende des Motors an geordnet, wobei diese über eine oder mehrere auf der Kurbelwelle angeordnete geeignete Kurbeln angetrieben werden. Eine solche An ordnung bedingt eine beträchtliche Baulänge und gewisse Aufgaben des Massenausgleiches.
Gemäss einer andern bekannten Anord nung wird eine Spülpumpe zentral zwischen zwei Gruppen von je drei Zylindern ein geschaltet, wobei aber wiederum die Bau länge vergrössert wird und Massenausgleichs- probleme entstehen.
In diesen beiden bekannten Anordnungen wird, um die erforderliche Zusatzbaulänge möglichst zu beschränken, der Pumpenhub so gross als möglich gestaltet, aber die ent sprechende Verkleinerung der Bohrung ver kleinert die für die Pumpenventile zur Ver fügung stehende Fläche, wodurch der Luft durchtritt durch diese Ventile beschleunigt wird und sich Pumpenverluste ergeben.
In einer dritten bekannten Anordnung wird eine oder zwei Spülpumpen von den Motor-Kreuzköpfen aus mittels Hebeln an getrieben, wobei diese Pumpen auf der einen 1lotorenseite angeordnet sind. Diese Anord- nung ergibt unausgeglichene Schwing-Kräfte- paare rechtwinklig zur Motorenachse.
In keiner der genannten Anordnungen kann die Förderung der Spülpumpenzylinder zeit lich mit den Spülperioden aller Arbeitszylin der zusammenfallen. Daher ergibt sich ein gewisser Schwingungszyklus für den Spül luftdruck im Spüllufttank, wodurch einige Zylinder wirksamer als die andern durch spült werden.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Zwei- takt-Brennkraftmaschine mit sechs in einer Reihe angeordneten Zylindern und einer ein zigen Kurbelwelle, in welcher drei Spül pumpen vorgesehen sind, .die von je einem Kreuzkopf der zu den drei Zylindern einer igotorenhälfte gehörenden Kolbenstangen überseitlich abstehende Hebel betrieben wer den, wobei die genannten drei Zylinder mit einer Phasenverschiebung von 120 Winkel graden arbeiten.
Wenn die schwingenden Teile der drei Pumpen identisch sind, kann ein Ausgleich der Beschleunigungskräfte erster und zwei ter Ordnung, die von den hin- und herlaufen üen Massen der Pumpen ausgelöst werden, er reicht werden.
Bei Anwendung der Erfindung auf Ge genkolbenmotoren können die Spülpumpen von den zentralen Kreuzköpfen der zugeord neten Zylindereinheiten aus angetrieben v,.-erden. Die Spülpumpen können vorzugsweise doppeltwirkend ausgebildet sein., mit relativ grosser Bohrung und kleinem Hub.
Der Er- findungsgegenstand ist beispielsweise in einer Ausführungsform als Gegenkolben- BrenukraftmasGhine nachstehend beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung,
in der Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen einfach wirkenden Zweitakt- Seohsizylindermotor vom Einwellen- und Ge- genkolbentyp vertikaler Bauart zeigt,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Grundriss des in Fig. 1 dar- gestellten Motors.
Alle Abbildungen sind schematischer Natur.
Die Zylindereinheiten sind von rechts nach links mit 1 bis 6 beziffert. Die Zünd folge ist 1-5-3-6-2-4, was für die Zylinder 1, 3 und 2 eine Phasenverschiebung von 1200 ergibt. Die Einheiten 1-6 sind gleich und von bekannter Bauart, und nachstehend sol len die allgemeinen Merkmale der Einheit 1 beschrieben werden.
Die Einheit 1 (Fix. 1 und 2) besitzt einen Zylinder 11, der von zwei Kolben 12 und 13 bestrichen wird und keinen Zylinderdeckel aufweist. Der Kolben 12 weist eine kurze Kolbenstange 14 auf, die einen zentralen Kreuzkopf 15 besitzt, welch letzterer mittels der Pleuelstange 16 mit der Hauptkurbel 17 der in. den Lagern 19 laufenden Einzelwelle 18 verbunden ist. Der obere Kolben 13 trägt ein drehbar gelagertes Joch 20 und gleitet in den Führungen 21 (Fix. 2).
Die Joch- enden sind an den Kopfenden der Hubstan gen 22 und 23 und die Fussenden dieser Hub stangen an den seitlichen Kreuzköpfen 24 und 25 befestigt. Letztere wiederum sind mittels seitlicher Sehubstaugen 26 und 27 auf Seitenkurbeln 28 und 29 der Kurbel welle 18 gelagert. Der Ausschlag der Haupt kurbel 17 ist grösser als derjenige der Sei tenkurbeln 28 und 29, und daher ist der Hub des obern Kolbens 13 geringer als der des untern Kolbens 12. Brennstoff, z. B.
Dieselöl, wird in. den Brennraum 30 eingespritzt, in dem während des vorausgegangenen Hubes Luft zusammengedrückt worden ist, und durch die entstehende Explosion werden die Kolben 12 und 13 auseinandergetrieben. Un gefähr am Ende des Hubes legt der Kolben 12 den Zutritt 31 der aus dem Behälter 32 strömenden Spülluft frei, während der obere Kolben 13 gleichzeitig die zum Rohr 34 füh renden Auspufföffnungen 33 freigibt. Da durch werden die Verbrennungsprodukte von der aus dem Behälter 32 einströmenden Spül luft aus dem Zylinder 11 durch die Auspuff schlitze 33 ausgetrieben und :
der Zylinder mit Frischluft gefüllt. Beim nachfolgenden Hub bewegen sich die Kolben 12 und 13 ge geneinander, verdecken dadurch die Schlitze 31 und 33 und verdichten die zwischen ihnen befindliche Frischluft. Wenn die Kol ben die in Fig. 2 gezeigte Endstellung wie der erreicht haben, wird Brennstoff einge spritzt, der sich sofort entzündet, wodurch die Kolben 12 und 13 wieder voneinander weggetrieben und der oben beschriebene Kreislauf wiederholt wird.
Die Motoreneinheiten 2 bis 6 arbeiten auf gleiche Art und Weise wie die Einheit 1. Der Drucklufttank 32 wird mittels drei Spülpumpen 35, 136 und<B>137</B> aufgeladen. die von den mittleren Kreuzköpfen der dies bezüglichen Einheiten 1, 22 und 3 angetrieben werden. Da die Spülpumpen und ihre An triebsvorrichtungen alle gleich gebaut sind, soll nur die Spülpumpe 35 und ihr Antrieb beschrieben werden.
Die Spülpumpe 35 besitzt einen Zylinder 36, dessen Bohrung mindestens zweimal grösser ist als der Hub des Kolbens 37, ,der mit einer Kolbenstange 38 verbunden ist. Im Zylinder 36 sind Saugventile 39 und Druck ventile 40 angeordnet. Erstere sind mit einem Lufteinlass 41, ausgerüstet mit einem Schalldämpfer 42, verbunden, während die Druckventile 40 an ein Ausstossrohr 43 an geschlossen sind.
Die Ventile 39 und 40 sind in verschiedenen Pumpabteilen untergebracht, und Durchtritte 44 (Fix. 3) verbinden die Druckventile am Fuss der Pumpe mit den jenigen am Kopf. Die Kolbenstange 38 besitzt einen Kreuz kopf 45, der auf Führungen 46 gleitet, und die obern. Enden zweier Verbindungsglieder 48 sind mit einem vom Kreuzkopf getra genen Zapfen 47 verbunden, während ihre untern Enden an einem Zapfen 49, der von einem Paar Enden der Schwinghebel 50 ge tragen wird, angelenkt sind.
Die Schwinghebel 50 werden von einem Zapfen 51 getragen, der in einem Lager 52 drehbar gelagert ist, und am andern Ende sind diese Schwinghebel an einem Zapfen 53 aasgelenkt, mit dem auch die Fussenden der beiden Stangen 54 verbunden sind. Die Kopf enden letzterer sind auf einem Zapfen 55 drehbar gelagert, .der in den Aussenenden zweier Arme 56 gelagert ist, die ihrerseits vom mittleren Kreuzkopf 15 der Einheit 1 getragen werden.
Die Spülpumpen 136 und<B>137</B> sind in ähnlicher Weise mit Druckleitungen 156 und <B>157</B> ausgestattet, die in den Druckluftbehäl- ter 32 führen und von Schwinghebeln ange trieben werden, .die mit den mittleren Kreuz köpfen der Einheiten 2 und 3 auf ähnliche Art, wie oben unter Bezug auf die Pumpe 35 beschrieben, verbunden sind.
Die Betätigungsfolge der Hauptkurbeln der Motorkurbelwelle 18 ist in Fig. 2 veran schaulicht, wobei die Hauptkurbeln nie NTum- mern der zugehörigen Einheiten tragen.
Die Kolbenantriebe für die Pumpen 35, <B>136</B> und 137 sind um 120 gegeneinander ver setzt, wie aus der Kurbelbetätigungsfolge nach Fig. 2 hervorgeht. Indem die sich be wegenden Teile aller drei Pumpen auswech- selbar hergestellt sind, gleichen. sich die Be schleunigungskräfte erster und zweiter Ord nung vollkommen aus, und es tritt deshalb kein querschwingendes Kräftepaar auf.
Kleine Kippkräfte, sowohl erster wie zweiter Ordnung, treten an der Welle zwi schen den Zylindern 1 und 3 auf, sind aber, zufolge des kleinen Gewichtes der Teilstücke der Spülpumpen 35, 136 und 137, des ver hältnismässig kleinen Hubes und des gerin gen gegenseitigen Abstandes der Pumpen zentren, nur von geringem Einfluss.
Da die drei doppeltwirkenden Pumpen 35, 136 und 137 Phasenuntorschiede von 120 Winkelgraden aufweisen, sind sechs .gleiche, um 60 zueinander versetzte Ausstösse vor gesehen in. Übereinstimmung mit den sechs Spülperioden für die Einheiten 1-6. Der Druck im Lufttank 32 bleibt während des Arbeitszyklus konstant, wodurch in den Zy lindern der Einheiten 1-6 ein gleichmässig wirksames Spülen gewährleistet ist.
Da, die Spülpumpen eine verhältnismässig grosse Boh rung aufweisen und ohne weiteres Seite an Seite aufgestellt werden können, kann ihr Hub verhältnismässig kurz sein, wodurch sich geringe Kolbengeschwindigkeiten ergeben. Da für die Ventile genügend Platz vorhanden ist, können sie so gross bemessen werden, dass die Luftgeschwindigkeiten und damit die Pumpverluste niedrig sind, wodurch der Ge samtwirkungsgrad des Motors günstig beein- f lusst wird.
Sollte eine der Pumpen ausser Betrieb ge setzt werden müssen, so ist das, von den bei den andern gelieferte Luftquantum ausrei chend, um den Motor bei herabgesetzter Lei stung arbeiten zu lassen.
Die Arbeitsfolge der Kurbeln der Ein heiten, anstatt 1-5-3-6-2-4, kann auch 1-4-2 6-3-5 sein, wobei die Spülpumpen mit den Kreuzköpfen der Einheiten 4-6 verbunden sind.
Die beschriebene Brennkraftmaschine be sitzt, gegenüber bisherigen Anordnungen, eine Reihe von Vorzügen, von denen hier folgende erwähnt seien: keine Vergrösserung der Totallänge des Motors; keine unaus geglichenen Vertikalbeschleuniaaungskräfte erster und zweiter Ordnung und daher kein querschwingendes Kräftepaar:
gleichbleiben der Druck im Spüllufttank während des ganzen Arbeitszyklus, wodurch alle Zylinder mit gleichen Spülluftmengen beschickt wer den und sich ein .gleichmässiger Verbren nungswirkungsgrad und ein reduzierter Brennstoffverbrauch ergibt;
kleine Durch flussgeschwindigkeiten durch die Luftventile, dadurch niedrige Pumpenverluste und bes serer mechanischer Wirkungsgrad des Mo- tors- und verbesserte Betriebssioherheit, da zwei Pumpen allein den Motor bei reduzierter Leistung beliefern können.
Die Erfindung kann auch auf andere Sechszylinder - Einzelwellen - Brennkraftma- schinen als wie oben beschrieben, angewendet werden. _ -