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Luftgekühlte Zweitakt-Brennkraftmaschine Es ist bekannt, an umkehrgespülten
Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Luftkühlung die Kühlrippen in Zylinderlängsrichtung
anzuordnen und die mit Hilfe eines umgebenden Mantels an den Kühlrippen entlang
geführte Kühlluft durch ein Druckgebläse vom Zylinderkopf zum Zylinderfuß zu fördern.
Die Kühlrippen erstrecken sich hierbei radial zur Zylinderachse, so daß sich eine
verhältnismäßig sperrige Bauweise ergibt. Zudem ist bei dieser bekannten Kühlluftführung
dem unterschiedlichen Wärmeanfall an den Aus- und Einlaßschlitze des Zylinders nicht
Rechnung getragen. Es sind ferner umkehrgespülte Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit
Kühlluftmantel bekannt, bei denen die Kühlluft entlang zueinander parallelen und
in Zylinderlängsrichtung sich erstreckenden Kühlrippen durch Sauggebläse, die auf
der Kurbelwelle angeordnet sind, vom Zylinderkopf her angesaugt und durch einen
Kanal ins Freie gefördert wird, der den aus dem Kühllu.ftma:ntel herausragenden
Teil des Auslaßstutzens umgibt. Die Anordnung zweier Sauggebläse auf der Kurbelwelle
bedingt einen hohen Bauaufwand und eine verhältnismäßig sperrige Bauweise. Hinzu
kommt, daß die in der Zeiteinheit geförderte Kühlluftmenge infolge der Anwendung
der Saugförderung begrenzt ist, und es erfährt der innerhalb des Kühlluftmantels
gelegene Teil des Auslaßstutzens keine dem erhöhten Wärmeanfall entsprechende vermehrte
Kühlung, da die Kühlrippen an die Ober- und Unterseite dieses Teiles angrenzen und
sich daher Stau-und Windschabtengebiete bilden, welche eine angemessene Abführung
der am Auslaßstutzen anfallenden großen Wärmemengen verhindern. Schließlich sind
umkehrgespülte Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit in Zylinderlängsrichtung verlaufenden,
in Gruppen parallelen und gruppenweise winklig zueinander sich erstreckenden Kühlrippen
bekannt, bei denen die Kühlluft vom Zylinderfuß zum Zylinderkopf gefördert wird.
Hierdurch ist jedoch für die Stellen mit erhöhtem Wärmeanfall, insbesondere für
den Zylinderkopf, eine verschlechterte Kühlwirkung gegeben, und es erfährt zudem
der Auslaßstutzen durch -die hieran mit Schrägverlauf angrenzenden, Stau- und Windschattengehiete
bedingenden Kühlrippen eine ungenügende Kühlung. Soweit bei Viertakt-Brennkraftmaschinen
Zylinder mit in deren Längsrichtung verlaufenden, zueinander parallelen Kühlrippen
bekannt sind, können diese für einen Vergleich mit dem Erfindungsgegenstand außer
Betracht bleiben, da die Verteilung des Wärmeanfalles anders ist als bei umkehrgespülten
Zweitakt-Brennkraftmaschinen.
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Durch die Erfindung wird eine umkehrgespülte Zweitakt-Brennkraftmaschine
geschaffen, bei der mit gedrängten Bauabmessungen und weitgehend gleichmäßigen Wandungstemperaturen
des Zylinders die örtlich unterschiedlich anfallenden und abgeführten Wärmemengen
einander im wesentlichen entsprechen, so daß ein schlüssiger Kolbenlauf und damit
eine verbesserte Wärmeabfuhr vom Kolben gegeben sind und die Brennkraftmaschine
insbesondere für hohe spezifische Leistungen geeignet ist. Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß sämtliche Kühlrippen in an sich bekannter Weise parallel zueinander
angeordnet und zugleich parallel zu der durch die Zylinderachse gehenden Symmetrieebene
der Zylinderaus- und -einlässe orientiert sind und daß ein auf der Seite der Auslaßschlitze
liegender Kühlluftteilstrom oberhalb und unterhalb des Auslaßstutzens aus dem Kühlluftmantel
austritt, während ein zweiter Teilstrom auf der gegenüberliegenden Zylinderseite
in der Nähe des Zylinderfußes austritt. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung
ist an den Stellen des erhöhten Wärmeanfalles, also am Zylinderkopf und insbesondere
am Auslaßstutzen, eine verbesserte Kühlwirkung gegeben, und es entfallen insbesondere
am Auslaßstutzen der Wärmeabfuhr abträgliche Stau- und Windschattengebiete.
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Die vermehrte Wärmeabfuhr auf der den Auslaßschlitz enthaltenden Seite
des Zylinders kann im weiteren Ausbau der Erfindung noch dadurch verbessert werden,
daß dem Zylinderkopf ein Leitteil zur Zerlegung der zuströmenden Kühlluft in die
Teilströme und zu deren Bemessung zugeordnet ist. Durch eine zweckdienliche Lage
und Ausgestaltung des Leitteiles können die Kühlluftteilströme mengenmäßig zueinander
so abgestimmt werden, daß sie dem örtlichen Wärmeanfall mit großer Annäherung angemessen
sind. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, daß von den den Auslaßschlitzen
gegenüberliegenden Wa.ndungsbereichen des Zylinders durch die Spülluft bereits ein
Teil der anfallenden Wärme abgeführt wird, so daß die diesen Bereichen zugeführte
Kühlluft entsprechend geringer sein kann.
Um eine allseitig stetige
Anströmung des Auslaßstutzens zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß am Zylinderfuß
ein unterhalb des Auslaßstutzens gelegener, quer zu den Kühlrippen verlaufender
Kanal angeordnet, der mit dem Auslaß am Kühlluftmantel in Verbindung steht. Die
an den seitlichen Begrenzungen des Auslaßstutzens entlang strömende Kühlluft erfährt
im Kanal eine Umkehrung ihrer Strömungsrichtung und gelangt sodann entlang der dem
Zylinderfuß zugewandten Begrenzung des Auslaßstutzens zum Kühlluf tmantelaustritt.
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Der Erfindungsgegenstand eignet sich gleichermaßen für ein- und mehrzylindrige
umkehrgespülte Zweitakt-Brennkraftmaschinen. Um auch bei Mehrzylindermotoren dieser
Gattung unter Erhaltung der weitgehend. gleichmäßigen Wandungstemperatur der Zylinder
eine gedrängte Bauweise zu erreichen, sind gemäß der Erfindung die durch die Zylinderachsen
gehenden Symmetrieebenen der Zylinderaus- und -einlässe in an sich bekannter Weise
quer zu der Reihe der von einem gemeinsamen Kühlluftmantel umgebenen Zylinder gerichtet.
Hierdurch bilden die benachbarten Kühlrippen nebeneinander angeordneter Zylinder
zwischen diesen sich erstreckende Kühlluftkanäle. Diese Kanäle können durch geringen
Abstand der Zylinder verhältnismäßig schmal gehalten werden, da die dort anfallenden
Wärmemengen wegen der an den benachbarten Seiten der Zylinder verlaufenden Einlaßkanäle
verhältnismäßig klein sind. Die im vergrößerten Maße an den Zylinderauslässen auftretenden
Wärmemengen können jedoch ohne Schwierigkeiten und ohne Rückwirkung auf die
benachbarten Zylinder abgeführt werden, weil die Auslässe quer zur Zylinderreihe
gerichtet sind und die sie kühlende Luft frei abströmen kann.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen Mittellängsschnitt durch eine Zweitakt-Einspritz-Brennkraftmaschine
mit Umkehrspülung, Abb.2 eine Aufsicht auf den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
gemäß Abb. 1, in Richtung des Pfeiles A gesehen, Abb. 3 einen Querschnitt
durch den Zylinder nach der Linie I-I der Abb. 1, Abb. 4 einen Schnitt durch die
Brennkraftmaschine nach der Linie II-II der Abb. 1, Abb.. 5 einen Mittellängsschnitt
durch eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine. In der Zylinderlaufbüchse 1 der Bre,nnkraftmaschine
gleitet der Kolben 2; der über das Pleuel 3 mit der Kurbelwelle 4 getrieblich verbunden
ist. Die Zylinderlaufbüchse 1 ist vom Zylinderblock 15 umschlossen und weist in
bekannter Weise Durchbrechungen 26 zum Eintritt der Spül.- und Brennluft sowie einen
Auslaß 27 für die Brenngase auf. Auf der Kurbelwelle 4 sitzt drehfest ein Zahnrad
5, welches über Zwischenräder 6 und 7 den Läufer 8 eines Gebläses antreibt, das
derKühlluftförderung dient. Statt des Gebläses kann auch -eine sonstige Fördereinrichtung
für die Kühlluft angeordnet sein, oder es kann bei Anordnung der Brennkraftmaschine
auf bewegten Trägern der Staudruck der Luft für die Kühlluftförderung ausgenutzt
werden. Beim Ausführungsbeispiel fördert das Gebläse die Kühlluft über ein, an das
Spiralgehäuse 9 des Gebläses angeschlossenes Verbindungsteil 10 dem Zylinderkopf
12 zu. Dieser ist mit Kühlrippen 13 versehen, die über den Umriß des Zylinderkopfes
12 vorstehend mit den Kühlrippen 16 des Zylinders 1, 15 fluchten. Im Körper des
Zylinders sowie im Zylinderkopf 12 sind Bohrungen. 28 zum Durchtritt von Schrauben
angeordnet, mit denen der Zylinderkopf 12 und der Zylinderblock 15 in bekannter
Weise am Kurbelgehäuse 17 festgelegt sind:.
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Die Kühlrippen 13 und 16 des Zylinderkopfes 12 und des Zylinderblockes
15 sind in Parallelebenen zu der Ebene orientiert, welche durch die Achse des Motorzylinders
und. dessen Auslaßöffnung 27 geht. Dabei haben, wie die Abb. 2 und 3 erkennen lassen,
die Kühlrippen 13 und 16 mit zunehmendem Abstand von der durch den Motorzylinder
und dessen Auslaß 27 gehenden Ebene eine zunehmende Quererstreckung und sind daher
bezüglich der Wärmeabführung dem auf sie entfallenden Anteil an der Zylinderwand
näherungsweise in der Größe ihrer Wärmeabgabefläche dem örtlichen Wärmeabfuhrbedarf
angepaßt.
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Zur Bildung von Kanälen für die Führung der Kühlluft sind bei beiden
Ausführungsbeispielen Führungsteile 11 vorgesehen, welche einen (Abb. 1, 3 und 4)
oder mehrere Zylinderblöcke (Abb. 5) mantelförmig umgeben und geordnete Strömungen
entlang den Kühlrippen herbeiführen.
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Am Zylinderkopf 12 ist ein Leitteil 14 angeordnet, welcher den zuströmenden
Kühlluftstrom in Teilströme aufteilt, von denen einer der Auslaßseite des Zylinders
und der andere der gegenüberliegenden Zylinderseite zugerichtet ist, wie die Pfeilrichtungen
x und y in Abb.4 veranschaulichen. Der in Pfeilrichtung y verlaufende Teilstrom
gelangt in der Nähe der Zylinderbasis in einen durch Abschrägungen der Kühlrippen
16 im Verein mit der Zylinderwandung und dem Führungsteil 11 gebildeten Kanal 18
und von dort durch den Kühlluftauslaß 19 ins Freie oder in einen die Kühlluftwärme
z. B. für Heizzwecke ausnutzenden Raum. Der in Pfeilrichtung x der Auslaßseite zugerichtete
Teilstrom ist durch zweckentsprechende Lage des Leitteiles 14 mengenmäßig so abgestimmt,
daß dem etwas höheren Wärmeabfuhrbedarf Rechnung getragen ist. Dieser Teilstrom
ist seinerseits abermals aufgeteilt, und zwar tritt der Teil, der auf die den Auslaß
27 umgrenzenden Körperteile des Zylinderblocks 15 zuströmt, nach Bestreichung ihrer
oberen Begrenzung am Kühlluftauslaß 20 aus, wohingegen die in den Bereichen 21 und
2111 (Abb. 3) strömenden Teile in einem dem Kanal 18 gegenüberliegenden gleichgestaltigen
Kanal 1811 sich vereinigen, dort umkehren und am Kühlluftauslaß 22 austreten, der
unterhalb der den Auslaß 27 umgrenzenden Körperteile des Zylinderblockes 15 so angeordnet
ist, daß deren untere Begrenzung von der abströmenden Küh@llu ft beaufschlagt ist.
Der am Kühlluftauslaß 22 und 20 austretende Teilstrom der Kühlluft wird ,vegen der
Gefahr einer etwaigen Mischung mit Auspuffgasen infolge undichter Anschlüsse zweckmäßig
ins Freie geleitet.
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Durch die am Ausführungsbeispiel erkenntliche Anürdnung und Ausgestaltung
der Kühlrippen wird im Zusammenwirken mit dem Führungsteil 11 und der Zylinderwandung
erreicht, daß auch bei umkehrgespülten Zweitakt-Einspritz-Brennkraftmaschinen mit
hohen spezifischen Leistungen eine gute Wärmeabfuhr bei gleichmäßigen Temperaturen
in der Achs-und Umfangsrichtung .des Zylinders gewährleistet ist. Es entfallen bei
der erfindungsgemäßen Ausbildung sperrige Kühlrippen, und statt dessen weist der
Zylinder mit seinem Zylinderkopf und den Kühlrippen eine gedrängte Bauform auf.
Somit ist es möglich, mehrere Zylinder mit den zugehörigen Zylinderköpfen und Kühlrippen
als gleichgestaltige Baueinheiten in jeweils
benötigter Anzahl baukastenartig
zu mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen in Reihen-, Stern- oder auch Reihensternanordnung
zusammenzustellen. Bei Hintereinanderanordnung wird dann der Führungsteil 11 als
allen Zylindereinheiten gemeinsamer Bauteil gestaltet, der mehrere; Zylinder, wie
Abb.5 erkennen läßt, mantelartig umgibt. Es bilden darin die äußeren Kühlrippen
16 nebeneinanderliegender Zylinderblöcke 15 zwischen sich Kanäle für die Kühlluftführung.