DE1071412B - Verfahren zum Spülen und Aufladen der Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktdieselmotoren, und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 46 a⁹ 22

INTERNAT. KL. F 02 b

K32089Ia/46a⁹

TJ

Zl 3. Lo ANMELDETAG: 31.MAI1957

BEKANNTMACHUNG
DERANMELDUNG _:

DND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

17. DEZEMBER 1959

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spülen und Aufladen der Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktdieselmotoren, und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. · . . ■ ,

Bei Zweitaktmotoren mit einem Spül- oder Ladegebläse kann im allgemeinen die in den Zylinder eingebrachte Brennstoffmenge nicht über den gesamten Drehzahlbereich völlig ausgenutzt werden. Dies beruht darauf, daß nur bei einer bestimmten Drehzahl, und zwar gewöhnlich bei der höchsten Betriebsdrehzahl, die in den Zylinder eingebrachte Spülluftmenge in der Weise mit der eingebrachten Brennstoffmenge abgestimmt ist, daß sich der günstigste Luftüberschuß und damit eine. möglichst vollkommene Verbrennung er- *5 gibt. Insbesondere bei Zweitaktdieselmotoren mit einem Spül- und Ladegebläse ergibt sich der Nachteil, daß bei kleineren Drehzahlen der Luftüberschuß nicht ausreicht, wenn das Gebläse für Höchstdrehzahl ausgelegt ist, so daß hier nicht das Motordrehmoment er- ^zo zielt wird, das der eingespritzten Brennstoffmenge entspricht. Dabei tritt gleichzeitig störend der Umstand in Erscheinung, daß in diesen Drehzahlbereichen eine starke Rauchentwicklung am Auspuffrohr auftritt.

Legt man bei derartigen Motoren das Spül- oder ^a5 Ladegebläse für das maximale. Drehmoment des Motors aus, also für mittlere Drehzahlen und hohe Belastung, so ergibt sich der Nachteil, daß in den oberen Drehzahlbereichen ein unnötiger Leistungsaufwand für das Gebläse erforderlich ist, da das Gebläse hierbei eine größere Luftmenge fördert als für die in diesen Bereichen eingespritzte Brennstoffmenge erforderlich ist. Aus diesem Grunde ist auch schon vorgeschlagen worden, den Antrieb solcher Gebläse über besondere Getriebe, beispielsweise Planetengetriebe, vorzunehmen, um damit die Fördermenge des Gebläses den jeweiligen Belastungs- und Drehzahlverhältnissen des Motors anpassen zu können. Derartige Getriebe sind naturgemäß sehr teuer und schwer und erfordern einen erheblichen Platzaufwand.

Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, Gebläse solcher Motoren mit einer Kurzschlußleitung zu versehen, die von der Druckseite zur Saugseite führt und in der eine Drosselklappe angeordnet ist, die entweder von Hand oder, in Abhängigkeit der Belastungsverhältnisse des Motors gesteuert werden kann, so daß jeweils die zu viel vom Gebläse geförderte Luftmenge von der Druckseite desselben wieder auf die Saugseite geleitet wird. Auch eine derartige Maßnahme ergibt keine wesentliche Leistungseinsparung für den Gebläseantrieb.

Zur Verbesserung der Leistung von Brennkraftmaschinen, ist auch, schon vorgeschlagen worden, ein von der Kurbelwelle des Motors aus angetriebenes Ge-Verf ahren
zum Spülen und Aufladen der Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen,

insbesondere Zweitaktdieselmotoren, und Einrichtung zur Durchführung

dieses Verfahrens

Anmelder: Fa. Fried. Krupp, Essen

Dr.-Ing. Walter Cambeis, Essen-Bredeney, ist als Erfinder genannt worden

blase an diesem vorzusehen, dessen Druckseite über einen Kanal derart mit der Auspuffleitung des Motors verbunden ist, daß die von dem Gebläse geförderte Luft in die Auspuffleitung gefördert wird. Hierdurch soll an den Auslaßöffnungen der einzelnen Zylinder des Motors eine Saugwirkung erreicht werden und damit das Ausströmen der verbrannten Gase aus den einzelnen Zylindern verbessert werden. Der durch den Anbau und den Antrieb eines Gebläses bedingte Aufwand ist jedoch in diesem Fall im Verhältnis zu der erzielbaren Mehrleistung des Motors außerordentlich hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Einrichtungen zum Spülen und Aufladen der Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktdieselmotoren, bei denen Luft von der Druckseite eines von der Maschine angetriebenen Gebläses zum Erzeugen einer Saugwirkung an den Auslaßöffnungen der Maschinenzylinder durch einen Kanal in die Auspuffleitung geleitet wird, zu verbessern. Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß das Gebläse ein in an sich bekannter Weise für das maximale Drehmoment der Maschine ausgelegtes Spül- und Ladegebläse ist und daß in den Drehzahl- und/oder Belastungsbereichen geringen Luftbedarfes die von dem Spül- und Ladegebläse geförderte überschüssige Luftmenge in die Auspuffleitung geleitet wird, während in den Bereichen großen Luftbedarfes der die Druckseite des Gebläses mit der Auspuffleitung verbindende Kanal verschlossen und die gesamte Luftmenge in die Zylinder gefördert wird. Hierbei bringt die Maßnahme, die überschüssige Luftmenge in die Auspuffleitung abzuleiten, den Vorteil, daß dadurch an den

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Auslaß öffnungen der Motorzylinder eine Saugwirkung hervorgerufen wird, die die Spülung der Zylinder und die Abführung der verbrannten Gase aus denselben günstig beeinflußt, ohne daß es erforderlich ist, ein zusätzliches, teueres Gebläse nebst dessen erforderlichen Antrieb am Motor vorzusehen. Wird dagegen vom Motor ein maximales Drehmoment gefordert, so ist der die Druckseite des Gebläses mit dem Auspuff verbindende Kanal verschlossen und die vom Gebläse geför-

dung steht. Die Anlenkung der Staugen 11 und 14 an den Betätigungshebel 10 erfolgt über Langlöcher 18, 19.

Die Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung ist folgende:

Läuft der Motor im oberen Drehzahlbereich und bei geringer Belastung, so wird nicht die gesamte, vom Gebläse 2 geförderte Luftmenge zur Verbrennung des Brennstoffes im Zylinder benötigt. In diesem Fall bederte Luftmenge kann in die Zylinder strömen, so daß io findet sich die Drosselklappe 9 etwa in der dargestellhier in jedem Fall der günstigste Luftüberschuß vor- ten Stellung, so daß die überschüssige Luft in die Aushanden ist und eine vollkommene Verbrennung des ein- laßleitung abströmen kann.

gespritzten Brennstoffes eintritt. Wird nun im oberen Drehzahlbereich eine größere

Die Durchführung dieses Verfahrens läßt sich auf Leistung vom Motor gefordert, so wird gleichzeitig einfache Weise dadurch erreichen, daß von der Druck- 15 mit der dazu erforderlichen Verstellung des Brennstoffseite des Gebläses zur Auspuffleitung des Motors ein hebeis 16 über das Gestänge 14, 15 auch der Betäti-Kanal führt, in dem zur Veränderung des Durchström- gungshebel 10 verstellt und damit die Drosselklappe 9 querschnittes ein Abschlußorgan, beispielsweise eine im Kanal 7 verschlossen. Infolge der Anlenkung des Drosselklappe, vorgesehen. ist. Dieses Abschlußorgan Gestänges 11, 12 mittels eines Langloches 18 am Bekann dabei zur drehzahl-und/oder belastungsabhängi- 20 tätigungshebel 10 wird dabei dieses Gestänge 11, 12 gen Betätigung mit einem Fliehkraftregler, Vorzugs- nicht bewegt. Fällt nun infolge der höheren Belastung weise dem Fliehkraftregler der Einspritzpumpe, und/ des Motors die Drehzahl ab, so wird zwar durch die oder dem Brennstoffhebel, verbunden sein. Besonders Verstellung des Fliehkraftreglers 13 das Gestänge 11, vorteilhaft ist es, wenn dabei das Abschlußorgan so- 12 bewegt, ohne daß jedoch dadurch an der Einstelwohl mit dem Fliehkraftregler als auch mit dem Brenn- 25 lung des Betätigungshebels 10 bzw. der Drosselklappe9 stoffhebel verbunden ist, so daß sich für jede Belastung etwas geändert wird. Läuft andererseits der Motor im

mittleren bzw. unteren Drehzahlbereich, so wird durch den Fliehkraftregler 13 über das Gestänge 11, 12 der Betätigungshebel 10 verstellt und dadurch die Drosselklappe 9 im Kanal 7 geschlossen, ohne daß sich an der Einstellung des Brennstoffhebels 16 bzw. des Gestänges 14, 15 etwas ändert. Auch wenn in diesem Drehzahlbereich sich die Belastung des Motors erhöht und demgemäß beim Verstellen des Brennstoffhebels 16

günstig beeinflussende Saugwirkung an den Auslaß- 35 das Gestänge 14, 15 verstellt wird, ändert sich an der öffnungen der Zylinder zu erzielen, wird in weiterer Einstellung der Drosselklappe 9 im-Kanal 7 nichts. Auf vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgeschla- diese Weise läßt sich also erreichen, daß im mittleren gen, daß der von der Druckseite des Gebläses korn- und unteren Drehzahlbereich und bei großen Belastunmende Kanal in an sich bekannter Weise in Richtung gen des Motors die gesamte vom Gebläse geförderte •der ausströmenden Abgase in die Auspuffleitung mim- 4o Spülluftmenge den Zylindern zugeführt wird, so daß det. Vorzugsweise kann hierbei die Mündung des Ka- , in jedem Fall der erforderliche Luftüberschuß vornals in der Auspuffleitung derart, ebenfalls in bekann- handen und damit eine rauchfreie Verbrennung geter' Weise, düsenartig ausgebildet sein, daß die aus währleistet ist. Bei niedrigeren Belastungen und im der Düse austretende Luft in allen vorkommenden oberen Drehzahlbereich dient die durch den Kanal 7 Fällen eine größere Strömungsgeschwindigkeit hat, als 45 in das Auspuffrohr 5 abgeleitete überschüssige Luftdie an der Düse vorbeiströmenden Auspuffgase. menge zur Erzeugung einer Saugwirkung an den Ausin der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des laßöffmangen des Motors und damit zu einer Verbes-Erfmdungsgegenstandes schematisch dargestellt, und serung der Spülung der Zylinder. In beiden Fällen erzwar zeigt - , gibt sich daher eine vorteilhafte Verringerung des Fig. 1 einen gleichstromgespülten Zweitaktmotor 50 spezifischen Brennstoffverbrauches. In vielen Fällen

in jedem Drehzahlbereich des Motors die günstigste Stellung des Abschlußorganes in dem Kanal ergibt. Zu beachten ist lediglich, daß das Gebläse des Motors für dessen maximales Drehmoment ausgelegt sein muß.

Um in den Drehzahl- und Belastungsbereichen, in denen nicht die gesamte, vom Gebläse geförderte Luftmenge zu einer einwandfreien Verbrennung des Brennstoffes im' Zylinder benötigt wird, eine die Spülung

teilweise im Schnitt und

Fig. 2 eine Einzelheit in vergrößertem Maßstab.

An dem Motor 1 ist in.bekannter Weise ein Gebläse 2 vorgesehen, welches die erforderliche'Spülluft durch Spülschlitze 3 in den Zylinder fördert, wenn der Kolben 4 diese freigegeben hat. Die Abgase werden durch nicht näher dargestellte Auslaßöffnungen im Kopf des Zylinders in das Auspuffrohr 5 abgeleitet. Von der Druckseite 6 des Gebläses 2 führt ein Kanal 7 zum Auspuffrohr 5, in das er in Richtung der ausströmenden Abgase, d. h. in Richtung des Pfeiles 8, einmündet. Die Mündung des Kanals ist dabei düsenartig ausgebildet. Im Kanal 7 ist eine Drosselklappe 9 vorgesehen. . . ■ ■

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Kanals 7 dargestellt, 65 ; in dem sich die Drosselklappe 9 befindet. An der Welle der Drosselklappe 9 ist ein Betätigungshebel 10 befestigt, der.über ein Gestänge 11, 12 mit dem Fliehkraftregler 13 und über ein Gestänge 14,> 15 mit dem Brennstoffhebel 16 der Einspritzpumpe 17 in Verbin-

wird es auch ausreichend oder zweckmäßig sein, wenn die in dem Kanal 7 angeordnete Drosselklappe 9 entweder nur mit dem Fliehkraftregler 13 oder nur mit dem Brennstoffhebel 16 in Antriebsverbindung steht.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Spülen und Aufladen der Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktdieselmotoren, bei denen Luft von der Druckseite eines von der Maschine angetriebenen Gebläses zum Erzeugen einer Saugwirkung an den Auslaßöffnungen der Maschinenzylinder durch einen Kanal in die Auspuffleitung geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse ein in an sich bekannter Weise für das maximale Drehmoment der Maschine ausgelegtes Spül- und Ladegebläse ist, und daß in den Dreh-. zahl- und/oder Belastungsbereichen geringen Luft-

bedarfes die von dem Spül- und Ladegebläse geförderte überschüssige Luftmenge in die Auspuffleitung geleitet wird, während in den Bereichen großen Luftbedarfes der die Druckseite des Gebläses mit der Auspuffleitung verbindende Kanal 5 verschlossen und. die gesamte Luftmerige in die Zylinder gefördert wird.

2. Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere Zweitaktdieselmotor, mit Spülung und Aufladung der Zylinder durch ein Gebläse, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckseite (6) des Gebläses (2) zur Auspuffleitung (5) des Motors (1) ein Kanal (7) führt, in dem zur Veränderung des Durchströmquerschnittes ein Abschlußorgan, beispielsweise eine Drosselklappe (9), vorgesehen ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Kanal (7) vorgesehene Abschlußorgan zur drehzahl- und/oder belastungsabhängigen Betätigung mit einem Flieh-

kraftregier (13) und/oder dem Brennstoffhebel (16) der Maschine verbunden ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Druckseite (6) des Gebläses (2) mit der Auspuffleitung (5) verbindende Kanal (7) in an sich bekannter Weise in Richtung der ausströmenden Abgase in die Auspuffleitung (5) mündet.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (7) in an sich bekannter Weise an seiner Mündung in die Auspuffleitung (5) derart düsenartig ausgebildet ist, daß die aus der Düse austretende Luft in allen vorkommenden Fällen eine größere Strömungsgeschwindigkeit hat als die an der Düse vorbeiströmenden Auspuffgase.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 131 802;
USA-Patentschrift Nr. 2 667 031.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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