DE1601971A1

DE1601971A1 - Durch Abgas-Druckwellen nachgeladene Zwei- oder Mehrzylinder-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1601971A1
Application number: DE19681601971
Authority: DE
Inventors: Dooley James L
Original assignee: Mcculloch Corp
Current assignee: Mcculloch Corp
Priority date: 1967-03-14
Filing date: 1968-03-09
Publication date: 1970-09-17
Also published as: GB1195953A; US3389694A

Description

DIPL.-INQ. GÜNTHER EISENFÜHR PATENTANWALT DIPL.-INQ. DIETER K. SPEISER PATENTANWALT Aktenzeichen:Neuanmeldung 28 BREMENI BORQERMEISTER-BMIOT-iHt 91 ANMELDERNAME: McODIIiOCH COBPOEATION (TRINIOAD-HAUtJ

TELEFON: (94H)MMTr TELEGRAMME: FERROPAT

BREMER BANK TMUTt POBTtCHECK HAMBURQ »BW MEIN ZEICHEN: H 33

Datum: 8. MSrs 1968

McCULLOCH CORPORATION, Los Angeles, Staat Kalifornien (V.St.A.)

Durch Abgas-Druckwellen nachgeladene Zwei- oder Mehrzylinder-Brennkraftmaschine >

Sie Erfindung betrifft eine durch Abgas-Druckwellen nachgeladene Zwei- oder Hehrsylinder-Brennkraftma» schine.

BrennkraftBaschinen alt oasillierenden Kolben nutten die Energie verbrennender Gaee aus. Die Verbrennungaprodukte müssen nach gans oder teilweise erfolgter Expansion aus den Brennräumen entfernt werden, und zwar erfordert «ine optimale Auslegung eines Motors, daß die Verbrennungeprodukte ausgepufft werden müssen, bevor sie ihre gesamte Energie abgegeben haben.

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Bei Zweitaktmotoren enthalten die Verbrennungsprodukt e beispielsweise noch eine beträchtliche Energie, die nach Oftuen des Auslasses zur Spülung des Zylinders beiträgt.

Es sind bisher schon verschiedene Anstrengungen unternommen worden, um die in den Abgasen noch enthaltene Energie zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Brennkraftmaschinen auszunutzen. Seit langem bekannt ist beispielsweise die Entspannung der Abgase in einer Turbine, die ihrerseits ein Gebläse zum Nachladen der Zylinder mit Frischluft antreibt. Diese Möglichkeit scheidet im allgemeinen wegen ihrer Kosten und des komplizierten eowie sperrigen Aufbaue aus.

äs ist weiterhin bekannt, die beim öffnen der Auslaßventile bzw. -schlitze auftretende Druckwelle zum N-chladen eines anderen Zylinders mit Frischluft auszunutzen. Eine derartige Torrichtung ist in der US-Patentschrift 2 431 266 beschrieben, bei der die durch einen Einlaß in einen Zylinder gelangende und diesen spülende Frischluft in die allen Zylindern gemeinsame Abgasleitung strömt und von dort immerhin teilweise durch die Druckwelle aufgrund des öffnens eines anderen Zylinders in ihren Zylinder zurückgeworfen wird. Die dort beschriebene Anlage hat 009838/0372

bei der Füllung der Abgasleitung mit Frischluft erhebliche Drosselverluste, und es ist außerdem ohne unzumutbare Frischluftverluste nicht möglich, die Abgasleitung so weit zu spülen, daß die Nachladung weitgehend mit reiner Frischluft erfolgt.

Aus einem Artikel aus der Zeitschrift "Aviation" vom Juni 1947 sowie aus der US-Patentschrift 2 800 120 ist eine weitere Vorrichtung zum Nachladen von Brennkraftmaschinen bekannt, die eine große Anzahl einzelner Zellen aufweist, welche entlang des zylindrischen Umfanges eines Rotors angeordnet sind. Jede Zelle wirkt aufeinanderfolgend als Kompressions- und Expansionsraum für Luft und Abgase. Die Abgase werden dazu verwendet, eine Serie von Kompressions- und Expansionswellen Iu erzeugen, die den Druck der Frischluft vor deren Eintritt in den Zylinder durch das Einlaßventil bzw. die Einlaßschlitze erhöhen. Die Abgase werden im Niederdruckbereich einer Druckwelle durch zuströmende Umgebungsluft ausgepufft. Diese Vorrichtung ist'sehr kompliziert, well sie eine große Anzahl rotierender Zellen benötigt und Schwierigkeiten bei der Anordnung und bei der Bemessung der verschiedenen Teile erfordert. So müssen beispielsweise stationäre Ventilplatten für die Frischluft und für die Abgase vorgesehen

werden, um die erforderliche Kaskade der Druck- und 009838/0372

bad om

Expansionswellen für die Eospression der Frischluft sicherzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der erwähnten Schwierigkeiten eine durch Abgas-Druckwellen nachgeladene Brennkraftmaschine vorzuschlagen, die zum Zwecke des Nachladens mit nur wenigen und preiswert herzustellenden sowie unkritischen Teilen auskommt.

Ausgehend von einer mindestens zweizylindrigen Brennkraftmaschine, 'von der mindestens ein Kolben im Auspuff be reich seines Hubes steht, i^enn sich ein anderer Kolben im Einlaßbereich von dessen Hub befindet, wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst .durch einen, mit der Kurbelwelle gekuppelten und mit dieser rotierenden Kanal, der mindestens einen Abgas-Einlaß, welcher nacheinander mit allen, im AuspuffberejLch arbeitenden Zylindern zur Aufnahme einer Abgasfüllung in Verbindung kommt und mindestens einen Luftauslaß aufweist, der nacheinander mit allen im Einlaßbereich arbeitenden Zylindern zu Zeiten in Verbindung kommt, zu denen der Kanal über seinen Abgas-Einlaß eine Abgasfüllung erhält, deren Druckwells eine im Kanal befindliche Frischluftfüllung durch den Luf tauslaß in an sich "bekannter Weise in

den mit diesem verbundenen Sylinder drückt- und durch 00S833-G372

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ein Ventil, das vor dem Füllen des Kanals mit Abgas öffnet und eine Frischluftfüllung in den Kanal passieren läßt.

eine derart aufgebaute Brennkraftmaschine löst die Aufgabe auf sehr einfache Weise, und si· arbeitet mit einem beträchtlich höherem Wirkungsgrad. Bei der Wirkungsweise ist zu beachten, daß die Zündfolge der Brennkraftmaschine so gewählt ist, daß jeweils mindestens ein Zylinder sich im Expansionshub befindet, während gleichzeitig ein anderer Zylinder ansaugt. Diese beiden Zylinder werden von dem Kanal miteinander verbunden. Der Kanal hat die Form beispielsweise eines Rohres mit zwei offenen Enden, von denen das eine Ende im Bereich des Auslasses des einen Zylinders und von denen das andere Ende im Bereich des Auslasses des anderen Zylinders steht, wenn die vorgenannte Bedingung bezüglich der Hübe der in den Zylindern befindlichen Kolben erfüllt ist. Durch den Abgaseinlaß strömen daher Abgase aus den einen Zylinder in den Kanal, die dort eine Druckwelle erzeugen, welche die vorher in den Kanal eingebrachte Frischluftfüllung über die Auslaßöffnung in den anderen Zylinder drückt. Ein einfach aufgebautes Plattenventil o. dgl. dient zum Zuführen von Frischluft In d*n Kanal, wenn dieser la einer Stellung steht, in der

seine Enden nicht in Verbindung mit zw·! koapleaentixen

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Zylindern stehen.

Der Kanal ist mit der Kurbelwelle der !faschine gekuppelt, wobei gegebenenfalls ein Zwischengetriebe vorgesehen sein kann»

Die Vorteilhaftigkeit der erfindungsgemäSen Lösung besteht nicht nur in der Einfachheit} ein besonderer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die zum Nachladen benutzte Frischluft über die Auslaßventile bzw. die Auslaßschlitze in die Zylinder eingeführt wird, wodurch eine gerade an diesen Stellen häufig auftretende überhitzung bequem vermieden werden kann. Vorteilhaft ist weiterfein, daß auch der Kraftstoffverbrauch sinkt, weil unverbrauchter Kraftstoff durch die Auslaßöffnungen in die Zylinder zurückgedrückt wird.

Mit besonderen Vorteil werden Zweitaktmaschinen mit radial gegenüberliegenden Zylindern in der erfindungsgemäBen Veise ausgebildet. Bei einer Vierzylindermasehine dieser Art gestattet es beispieleweise die Zündfolge und die einfache Anordnung übt Abgasschlitze, daß der Kanal eine sehr einfache Form erhalten kann. Sie Abgasöffnungen der Zylinder haben einen gleichmäßigen Abstand In Umfangsrieb-

tung und liegen in einer gemeinsamen Bingebene, die 009138/0372

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konzentrisch, but JEurbelwellendrehachse verläuft. Die Abgasschlitze werden über Leitkanäle in radiale Richtung umgelenkt, und der Kanal ist direkt auf der Kurbelwelle "befestigt, wobei sich dessen !Enden in radialer Richtung bis nahe an die radial innen liegenden Enden der Leitkanäle erstrecken. Die Sündfolge einer derartigen Maschine ist so, daß von jeweils zwei um 90°« versetzten Zylindern ein Zylinder expandiert, während der andere ansaugt bzw. spült. Der Abgas-Einlaß des Kanals ist daher um etwa 90° gegenüber dem Luftauslaß versetzt und zur Erzielung einer guten Ladung sowie zur Unterstützung des Ifassenauegleiches so ausgebildet, daß er die Form eines Torus~Abschnittes von 2?0° hat und um die Kurbelwellen-Hittellinie herumgeführt ist. Der Kanal erhält seine frischluft über ein Ventil von einem Luftverteilerraum, der gleichzeitig als Zwischenspeicher für die in normalerweise in die Zylinder einströmende Frischluft dient.

Außerordentlich zufriedenstellende Versuche mit einem derartigen Motor haben gezeigt, daß die Abgas schlitze sehr gut gekühlt werden, daß der Wirkungsgrad die erwartete Steigerung erhält, daß der Brennstoffverbrauch etwas absinkt und daß schließlich auch wegen der Verninderung der Abgasenergie ein leiserar Lauf des Hotors gewährleistet ist.

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Die Erfindung iat nachstehend anhand des in den Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsbeiepiela sowie einiger schematischer Darstellungen, näher erläutert· Es zeigen:

Fig. 1 einen ieillengssehnitt durch «ine

gem· der Erfindung aufgebaute Brennkraftmaschine ι

Fig. 2 eine teilgeschnittene Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Kanal;

Fig· 3 einen Schnitt entlang der Mnie 3-3

in FIg.1 im Bereich der Abgasleitung;

Fig. 4 eine Teilansicht eines Zylinders von der Seite der Abgasschlitze;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 durch einen Zylinder; und

Fig. 6-11

verschiedene aufeinanderfolgende Stellungen der Teile . eines gem. der Erfindung aufgebauten Vierzylinder-Sternmotors j

Bei der in Fig· 1 gezeigten Brennkraftmaschine handelt ee eich um einen Vierzylinder-Zweitakt-Motor 10 mit einander radial gegenüberliegenden Zylindern. Die eigentlichen Zylinder werden von vier Laufbuchsen gebildet, von denen die Lauf büchsen 12 und 14 zu sehen sind. In jeder Laufbuchse ist ein Kolben 16 angeordnet, der über jeweils eine Pleuelstange 18, 20 mit einer Kurbelwelle 22 verbunden ist. 3)ie Kurbelwelle ?2 dreht sich in Lagern 34, 36, die im Motorengehäuse 24 befestigt sind. An der Kurbelwelle 22 ist außerdem eine

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Gasleitung 26 angeordnet. Weiterhin ist ein Abgas sammler 28 vorgesehen,, der das vom Motor kommende Abgas zum Auspuff weiterleitet. Der Motor erhält Luft über einen Frischluftkanal 3O₉ der an einen nicht dargestellten Lader bzw. ein Gebläse angeschlossen sein kann- Die Gasleitung 26 ist so ausgebildet und angeordnet, daß sie_die von den ' einzelnen Zylindern kommenden Abgase aufnimmt" und damit eine Frischluftfüllung für einen Zylinder komprimiert, der im Einlaßhub arbeitet. Zu diesem Zweck ist ein Kanal 32 vorgesehen.

An den Kurbelzapfen 38 sind die Pleulstangen 18 und 20 angeschlossen, die an ihrem Platz mit Hilfe ringförmiger Flansche 40 gehalten werden, die an den beiden Enden des Kurbelzapfens 38 liegen. Der Endflansch 42 der Pleulstange 18 liegt verschiebbar unter den Flanschen 40, wodurch die Kräfte zwischen Kurbelwelle und Kolben 16 übertragen werden. Die anderen Pleuel sind in ätnlicher Weise befestigt. Das obere Ende der Pleuelstange 18 wird in üblicher Weise von einem Kolbenbolzen 44 durchsetzt, der in ebenfalls bekannter Weise im Kolben 16 festgelegt ist. Oberhalb des Kolbens 16 im Zylinder 12 liegt der Brennraum 46, in den eine Zündkerze 48 sowie eine Einspritzdüse 50 hineinragen. Ein Teil der für

die Verbrennung benötigten Frischluft gelangt in die 009838/0372

Zylinder durch Einlaßschlitze 52 (erkennbar im Zylinder 14), di© mit einem Luftraum 54 in Verbindung stehen. Desxfeiteren sind in den Zylindern bzw. Zylinderbuchsen 12, 14 Auslaßschlitae -56 bzw. 58 vorgesehen, durch die die Abgase aus den Zylindern abströmen. Die Abgase gelangen in Leitkanäle 60, 62, die abwechselnd mit dem Kanal 32 und dem Inneren des Abgassammlers 28 in Verbindung kommen.

Der 3?rischluftkanal 30 steht mit dem Inneren eines Luftverteilerraums 64 in Verbindung, der ringförmig um die Kurbelwelle 22 herum verteilt ist und die Verteilung der Luft zum Kanal 32 der Gasleitung 26 und den Einlaßschlitzen der verschiedenen Zylinder bewirkt» Die Luftverbindung zum Kanal 32 ist über eine Vielzahl von öffnungen gegeben, von denen zwei Durchströmöffnungen 66, 68 in Pig. 1 zu sehen sind. An der Gasleitung 26 ist eine Ventilplatte befestigt, die die Zeiten des Einströmens von Luft in den Kanal 32 aus dem Luftverteilerraum 64 festlegt und mit der Gasleitung 26 drehbar ist. Die Gasleitung 26 und die Ventilplatte 70 sind - beispielsweise mit Schrauben - fest mit der Kurbelwelle verbunden und drehen sich mit dieser. Im Mittelbereich der Gasleitung 26 ist eine öffnung 72 vorge-'

sehen, durch die die Schrauben o. dgl. zum Befestigen 0090 31/0372

der Gasleitung an der Xurtoelwelle zugänglich sind. Der Luftvertellerraum 6* besteht aus zwei ringförmigen Teilen: Ein Deckel ^r/% bildet das eine Teil und hat einen radial abstehenden Ringflansch 76, über den er am Ilotorengeliäuae 24 befestigt ist. Das zweite TeiT. 1st eine Rückwand 78, die ebenfalls mit den Kotorongehause veischraubt ist und einen axial gerichtJten Flansch 80 aufweist, der die Kur beiweile 22 umgreift. Ein i:inen liegender Ringflansch 82 des Deckels 74 let oberhalb und um den umfang dee Flansches 6J der Rückwand angeordnet, wodurch eine Luftdichtu-jg erzeugt wird·

Aus Fig. 2 ist der Aufbau dnr Gasleitung 26 deutlicher ιu erkennen. Der Kami 52 hat in der Draufsicht eine Glockenform mit einem zylindrischen Mitte1-bereiih, der beiderseits in zwei radial verlaufende Zweig«-' übergeht. Einer dieser Zweige endet an einem Abgasiinlaß 100, wBhrend da.; Ende des anderen Zweiges von rinem Abgas β usliiß 102 gebildet ist. Der Abgaseix)?.aS 100 sowie der Abgasaislaß 102 haben den selben ralialen Abstand von der Drehachse der Gasleitung bzw. der Kurbelwelle 2?. D:.e Gasleitung hat eine Grundplatte 10*, in de:? eine Mittelöffnung 106 vorgesehen ist, in die eine Ifs^e 107 der Ventilplatte 70 eingreift. Die Habe selbst ist deutlicher in Pig. 1 zu erkennen. Auf ein.>n Kreis der Grundplatte

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sind eine Anzahl von Bohrungen 108 vorgesehen, durch die die Schrauben o. dgl. zum Verbinden von Gasleitung 26 und Ventilplatte 70 hindurchgeführt sind. Damit Luft aus dem Verteilerraum 64· in den Kanal 32 gelangen kann, sind öffnungen 110» 112 und 114· vorgesehen, .die durch die Ventilplatte hinäurchverlaufen« Biese öffntmgen liegen periodisch über den Öffnungen 66, 68 sowie einer nicht gezeigten dritten öffnung, so daß Luft hindurchströmen kann. Die Gasleitung 26 wird von einem Deckel 116 außen abgeschlossen, welcher eine bogenförmige Innenfläche 118 zwischen Abgaseinlaß 100 und Abgasauslaß hat. Am Decken 116 ist außerdem außerhalb des zylindrischen Mittelbereiches des Kanals 32 ein Gegengewicht 120 vorgesehen, das dem Massenausgleich der Gasleitung 26 dient. An der Grundplatte 1CW- ist hinter dem Abgasauslaß 102 ein drehendes Ventil vorgesehen, das den Verlust von aufgeladener Luft aus den Zylindern verhindern soll, bis die Abgasschlitze von den Kolben geschlossen sind.

In Fig. 3 ist der Abgas-Leitkanal 60 mit größeren Einzelheiten gezeigt. Der Leitkanal hat eine mittige öffnuug 130, die sich radial nach innen erstreckt und mit dem Abgaseinlaß 100 zusammenxfirkt. Von der öffnung 130 geht der Leitkanal rechtwinklig über in einen Bereich 132, der seinerseits mit den Auslaß-

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schlitzen eines Zylinders des Motors verbunden ist.

VAn.beiden Seiten der Öffnung 130 ist eine LeIt- :: fläche 134 vorgesehen, die das Ventil 122 führt :unä zur= Abclichtung für die im Zylinder befindliche Luft dient, wenn dessen Abgasschlitze nach •dem Auf laden durch· den Kanal 32 noch offen sind.

A^im Befestigen des Leitkanals am Motor sind Bohrun-E:-.136 vorgesehen.

l^. 4 und 5 ist äie Art der Befestigung des ' ibgäsleitkanals 60 am Zylinder 12 gezeigt sowie die ίArti und Weise, in der der Luftverteilerraum &l· mit den Einlaßschlitzen 52 der Zylinder verbunden ist. Zur Erhöhung der Deutlichkeit ist die Abdeckplatte »wichen Luftverteilerraum 64· und Hotorblock 24, die hen Luftraum 5**· abdeckt, nicht gezeigt. Der Luftverteilerraum 64 hat einen radialen Vorsprung im Bereich ;}edes der Zylinder, um die Verbindung zum Luftraum 54 im Gehäuse 24 herausteilen. Der Luftraum 54 reicht bis an die äußeren Zylinderwände. Die an zwei Seiten des Zylinders 12 vorgesehenen Einlaßschlitze stehen mit dem Luftraum 54 in Verbindung, um Frisch« luft in den Zylinder gelangen zu lassen. Die auf diese Weise in den Zylinder gelangte Frischluft drückt im übrigen während eines Seils des Hubes noch Abgasreste durch die AuslaSsohlitze 56 hinaus, die dann

schließlich über den Abgassammler 28 abgefuhrtwerden. 009838/0372

Sie Einlaß- und Auelaßschlltze jedes Zylinders werden in dar üblichen Weise von den Kolben gesteuert .

In 3?ig. 6-11 iat der Betrieb einer erfindunga-. gemäß aufgebauten Brennkraftmaschine aehematisch dargestellt. Aus Gründen der Deutlichkeit sind eine große Ansahl von. nicht für das Verständnis notwendigen Teilen nicht mitgezeichnet. In diesen Figuren ist außerdem eins geringe Abwandlung des Zuführens von Luft in einen Kanal 176 (entsprechend dem bereits beschriebenen Kanal 32) gezeigt, und zwar sind hier anstelle der bisherigen drei Einlaßöffnungen inegeeamt vier derartige öffnungen vorgesehen· BIe Drehrichtung der Kurbelwelle entspricht der Drehrichtung des Ohrsseigers, und der oberste Zylinder 1^0 der dargestellten Sternmaschine wird nachstehend als Bezugßzylinder betrachtet. Die Stellung der Kurbelwelle ist nachstehend auf diesen Bezugssylinder 150 bzw. den zugeordneten Kolben derart bezogen, daß eine Kurbelwellenstellung von 0° der oberen Todpunktstellung des Kolbens 152 und eine Kurbelwellenstellung von 180° der unteren Todpunktstellung des Kolbens 152 entspricht. Sie Kurbelwelle steht deagettSB in 71g. 6 unter einem Winkel von 80°, in VIg. 7 unter einem Winkel von 95°,

in Fig. 8 unter eine« Winkel von 110°, in Pig. 9 00 96 38/037 2

unter einem Winkel· von 135°ι la #*€· 10 unter einem Winkel von
Winkel von 190°.

einem Winkel von 1*5° und in Fig. 11 unter einem

Im Zylinder 150 arbeitet der Kolben 152, der über ein . Pleuel mit der Kurbelwelle 154 verbunden ist. Entsprechend ist ein Kolben 156 im Zylinder 158, ein Kolben 160 im Zylinder 162 und ein Kolben 164 im Zylinder 166 angeordnet. Hit* der Kurbelwelle drehbar 1st die Gasleitung 168 verbunden, die vier Einlaßöffnungen 170 - 173 für den Eintritt von Luft in einen Kanal 176 hat. In Drehrlohtung hinter einem Luftauslaß 180 der Gasleitung 168 1st ein Drehventil 178 angeordnet. An demjenigen Ende des Kanals 176, das dem Luftauelaß 180 gegenüberliegt, ist ein Abgaseinlaß 182 vorgesehen. Den Zylindern und der Gasleitung 168 ist ein Abgassammler 184 zugeordnet, von dem das Abgas zu einer Abgasöffnung 186 strömt. Jeder Zylinder bat eine Leitfläche 188 - 191 sowie Abjgasschlitze 193 «- 196- In allen Figuren ist die Irischluftströmung durch gestrichelte Pfeile und die Abgasströmung durch ausgezogene Pfeile kenntlicit gemacht. Bas Durchströmen von Luft durch die Einlaßöffnungen 170 - 173, das nur in den Fällen der Fig. 6 und 10 stattfindet, ist dort durch die punktier:tan. gereiche angeordnet.

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In Fig. 6 gelangt Frischluft durch die Luft- -iinlaßöffnungen 17O - 175 ia den Kanal 176» Die Frischluft zirkuliert durch den. Kanal und drückt Abgasreste durch den Abgaseinlaß 182 sowie den Luftauslaß 180 in den Abgaseammler 18*1-, so daß diese Reste durch die Abgasöffnung 186 abströmen können. Die durch die Einlaßöffnungen 170 - 1?5 zuströmende Luft bildet - mit Ausnahme des zum Ausdrucken der Abgasreate aus dem. Eanal 176 benutzten Anteils - die Frischluftladung für den Zylinder 1iji6. Der Kolben 162 ist auf seinem Arbeitehub, so daß der Zylinder 150 ein expandierendes Gasgemisch enthält. Beim Zylinder 158 ist die Füllung beendet, so daß die Zündung kurz bevorsteht. Der Kolben. 160 im Zylinder 162 beginnt mit der Kompression der Frischluftfüllung.Die Abgasschlitze 195 des Zylinders 162 sind noch offen, sie sind (Jedoch gegenüber der Atmospäre durch das Drehventil 178 abgeschlossen. Der Zylinder 166 liegt völlig außerhalb des Bereiches der Gasleitung 168 bzw. außerhalb des 'Bereiches des Kanals 176, Der Kolben 164· des Zylinders 166 nähert sich dabei seinem unteren Tocpunkt, Abgasreste im Zylinder 166 werden von durch die Einlaßschlitze 52 (Fig. 1-5) zuströmende! Frischluft herausgedrückt.

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der Darstellung gemäß Pig. 7 ist der Kanal 176 ..,völlig mit kalter Frischluft gefüllt, und die Luft?- ,; BizilafioffnuugGn 170-172 stehen nicht mehr mit dem :. Äanal" in Verbindung. Der Abgaseinlaß 182 beginnt \ '.'V über die Leitfläche 1β8 zu laufen, um in Verbindung' . ,mit den Abgassehlitzen 193 zu kommen- Der Luftaus- ;laß 180 steht noch mit dam Abgassammler 184 in Verbindung. Der !Kolben 152 befindet sich weiterhin auf seinem Arbeitshub und beginnt gerade, die Abgasschlitze 193 für die Fortleitung der Abgase in den Kanal 176 freizugeben. Die Ladung im Zylinder 158 wird gerade gezündet, wobei der Kolben 156 etwas über seinen oberen Totpunkt hinausgelangt ist. Der Kolben 160 im Zylinder 162 komprimiert ©ine frische Füllung und hat die Abgasschlitze 195 fast geschlossen, wodurch eine aufgeladene Luftmenge im Zylinder abgeschlossen wird. Da die Abgasschlitze 195 gerade geschlossen werden, beginnt das Drehventil 178 die Schlitze freisulegen. Der Zylinder 166 wird weiterhin gespült.

In der Darstellung gemäß Fig. 8 stehen die Abgasschlitze 193 und 196 der Zylinder 150+166 über den Kanal 176 miteinander in Verbindung; d.h. also, daß der Abgaseinlaß 182 den Abgasschlitzen 193 und der Luftauslaß 160 den Abgasschlitzen 196 gegenüberliegt. Der Kolben 152 beginnt gerade mit der Freigabe seiner

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Auslaßschlitze 193, so dafi Abgas in den Kanal 176

gelaugt. Der sich weiter aufwärtsbewegende Kolben 164 hat seine Auslaßschlitze 196 noch nicht geschlossen, so'daß im Zylinder 150 ein starker Druckabfall der Füllung stattfindet, der eine Druckwelle erzeugt, welche mit Schallgeschwindigkeit durch den Kanal 176 in Richtung auf den Zy-Alinder 166 läuft. Die Druckwelle komprimiert die im Kanal 176 befindliche Frischluft, die gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen ist, weil der Abgaseinlaß 182 und der Luftauslaß 180 nicht mehr mit dem Abgassammler 184- verbunden sind. Die auf diese Weise komprimierte Frischluft wird durch die Abgas» schlitze 196 des Zylinders 166 gedrückt und vergrößert somit die in üblicher Weise durch die Sin* laßschlitze zugeströmte Iiuftmenge. Der Kolben 156 befindet sich auf seinem Arbeitshub im Zylinder 153, während der Kolben 160 im Zylinder 162 noch komprimiert. Die Ahgasschlitze 195 des Zylinders 162 werden zu dieser Zelt mit Frischluft gefüllt und dadurch gekühlt.

Xn der Darstellung gemäß Pig.9 nähert sich der Spülvorgang im Zylinder 150 seinem Ende, wobei die Spülluft auf dem üblichen Wege durch die EinlaS-schlitze zuströmt. Der Abgaseinlaß 182 des Kanals

beginnt gegenüber dem Abgassammler 184 sich zu öffnen. 009838/0372

Ia Zylinder 166 wirkt sich nun die Druckwelle voll aus, die vom Zylinder 150 im Kanal 176 er-

' zeugt worden war, so daß der Zylinder 166 weiter mit Frischluft über den Luftauslaß 180 gefüllt wird. Das Drehventil 178 ist dabei, die Abgasschlitze 196 zu schließen und dadurch die erhöhte Füllung im Zylinder 166 abzuschließen. Der Kolben 156 im Zylinder 158 befindet sich noch auf !seinem

.Arbeitehub, während der Zylinder 162 kurz vor der ■Zündung steht.

In der Darstellung gemäß Flg. 10 beginnt der Kanal 176 soeben mit Frischluft gespült zu werden, die durch die Luft-Einlaßöffnungen 170 - 175 zuströmt; die Einlaßöffnungen sind gerade in den Bereich der öffnungen des Luftverteilerraums gekommen, der dem Raum 64- entspricht. Die Abgase im Kanal 176 werden von der zuströmenden Frischluft in den Sammler 184 gedrückt und können durch die Abgasöffnung 186 abströmen. Sowohl der Luftauslaß 180 als auch der Abgaseinlaß 182 stehen mit der Atmosphäre in Verbindung. Im Zylinder 150 nähert sich die Spülung ihrem Ende; die Spülluft ist dabei wieder durch die üblichen Einlaßschlitze zugeströmt. Der Kolben 152 nähert sich seinem unteren Totpunkt. Der Kolben im Zylinder 158 befindet sich auf seinem Arbeitshub,

der Kolben 160 komprimiert und nähert sich seinem 0Ö9838/O372

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oberen Tohpunkfc im Zylinder 162. Der Kolben 164 ;im Zylinder 166 beginnt seinen Kompressionshub und schließt die Abgasschlitze 196. Damit die unter Überhöhtem Druck im Zylinder 166 befindliche Füllung erhalten bleibt, hat sich das Drehventil 178 so Weit verdreht, daß die Abgasschlitze 196 des Zylin- -ders 166 gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen sind·

In der Darstellung der Teile gemäß Fig. 11 beginnt gerade ein neuer Füllzyklus mit anderen Zylindern· Der Kanal 176 ist mit Frischluft gefüllt, wobei der Abgaseinlaß 182 gegenüber den Abgasschlitzen 194-des Zylinders 158 steht. Der Kolben 156 befindet sich unter dem Einfluß des expandierenden Gases auf seinem Arbeitshub und gibt gerade einen Teil seiner Abgasschlitze 194- frei, die - wegen der Stellung des Kanals 176 - die Abgase in den Kanal strömen lassen. Die expandierenden Abgase erzeugen wiederum eine Druckwelle, die mit Schallgeschwindigkeit den Kanal 176 entlangläuft und die dort befindliche Frischluft komprimiert sowie in die zugeordneten Abgasschlitze des nächsten Zylinders (150) drüokt. Zu diesem Zweck kommt der Luftauslaß 180 jetzt in den Bereich der Abgasschlitze 195 des Zylinders 150. Die Frischluft kann über diese Abgasschlitze in den Zylinder 150 hineingelangen, da der Kolben 152 gerade seinen unteren Totpunkt durchlaufen hat. Der Kolben

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befindet sich im Anfangsteil seines Arbeitahubea, fi^öhäem gerade gezündet wurde. Die Abgasßcnlitze $ dieses Zylinders sind also noch vom Kolben

L. Der Kolben U6fr im Zylinder 166 beeich auf seinem Eompressionahub und bat

Claims

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Ansprüche

• 1. Durch Abgas-Druckwellen nachgeladene Zweioder Mehrzylinder-Brennkraftmaa chine, von der mindestens ein Kolben im Auspuff bereich seines Hubes steht, wenn sich ein anderer Kolben im Sinlaßbereich von dessen Hub befindet, gekennzeichnet durch einen, mit der Kurbelwelle (22; 154·) gekuppelten und mit dieser rotierenden Kanal 02; 1?6), der mindestens einen Abgaseinlaß 000; 182), welcher nacheinander mit allen, im Auspuff bereich arbeitenden Zylindern (12, ...) zur Aufnahme einer Abgasfüllung in Ver~ bindung kommt und mindestens einen Luf tauslaß (102; 180) aufweist, der nach einander mit allen im Einlaßbereich arbeitenden Zylindern zu Zeiten in Verbindung kommt, zu denen der Kanal über seinen Abgaseinlaß eine Abgasfüllung erhält, deren Druckwelle eine im Kanal befindliche Krischluftfüllung durch den Luftauslaß in an sich bekannter Weise in den mit diesem verbundenen Zylinder drückt; und durch ein Ventil (66, 68, 70; ...),das vor dem füllen des Kanala mit Abgas öffnet und eine Frisohluftfüllxmg in den Kanal passieren läßt.

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2. Brennkraftmaschine, insbesondere Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Lufteinlässen (Einlaßschlitze 52) ein Luftverteilerraum (64-) verbunden ist, der über das Ventil (66, 68,70; ...) zwischen jeweils zwei Abgas-Füllzeiten des Kanals (32; 176) mit diesem verbunden ist.

3· Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil mindestens eine Durchströmöffnung (66, 68) des Luftverteilerrauras (64) und mindestens eine Öffnung (110,112,114-) im Kanal (32, 176) aufweist, die zwischen jewails zwei aufeinanderfolgenden Abgas-Füllzeiten des Kanals miteinander verbunden sind.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß Luftauslaß (102; 180) und Abgas-Einlaß (100; 182) zwischen ihren Verbindungsseiten mit den Zylindern gegenüber der Atmosphäre offen sind·

5- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 4-, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungszeiten und/oder Öffnungsquerschnitte des Ventils (66, 68, 70; ·..) zum Spülen des Kanals (3=; 176) mit Frischluft, von der mindestens ein Teil die Hachlademenge bildet,

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ausreichend bemessen ist/sind«

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1-5 gekennzeichnet durch eine Steuerzeit von Luftauslaß ; (102; 180) und Abgas «Tinlaß (100; 1082) derart, daß der Abgas-Einlaß in Verbindung mit seinem Zylinder . kommt, bevor der Luftauclaß die Verbindung zu dessen Zylinder herstellt, wobei die Verbindung zwischen Abgaseinlaß und zugeordnetem Zylinder mindestens für einen !Ceil der Verbindungezeit zwischen Luf taue laß Und zugeordnetem Zylinder aufrechterhalten bleibt.

7· Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Abgaseinlaß (100; 182) des Kanals (32; 176) und dem Jeweils zugeordneten Zylinder (12, ...) zu einer Zeit endet, während der der Luftauslaß (102; 180) noch in Verbindung mit .deseen Zylinder steht.

8» Brennkraftmaschine, insbesondere Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß (102; 180) zum Nachladen mit Frischluft in Verbindung mit den Abgasauslässen (Auslaßschlitze 56, 58) der Zylinder kommt.

9· Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1-8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaseinlaß (100; 102) 009838/0372

nach dem Tüllen die Verbindung au den Abgas öffnungen (56, 58)des jeweiligen Zylinders unterbricht und diese zum Spülen des zugeordneten Zylinders öffnet (Fig. 9).

10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprücüe 1 -»-9, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Zylinder (12, 14,.*.) paarweise und mit gleichen Abständen voneinander in radialer Richtung liegend rund um die Kurbelv/ellenlängsachse verteilt sind und je einen AbgasausläS (56, 58; ...) haben, die in gleichen radialen Abständen von der Drehachse der Kurbelwelle (22} 154) enden; und caß der Kanal (52; 476) zwei radiale Bndabschnitte, von denen der eine den Abgaseinlaß (100; 182) und der andere den Luftauslaß (102$ 160) bildet sowie einen dazwischen liegenden, etwa ringförmigen Zwischenabschnitt hat.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaaöffnungen (56, 58; ·..) jedes Zylinders Leitkanäle (60, 62) aufweisen, die die Gasströme aus axialer in radialer Richtung umlenken und in radialer Richtung unmittelbar vor dem Drehkreis des Abgaseinlasses (100; 182) und des Luftauslasses (102 j 480) enden.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 -11 009030/0372

gekennzeichnet durch ein am Kanal (32; 176) angeordnetes, mit diesem drehendββ Ventil (178), das in Drehrichtung hinter dem Luftauslaß (102; 180) angeordnet ist und -den jeweils gerade nachgeladenen Zylinder bis zum Schließen von dessen Abgaeöffnungen (56,"68; ...) abdichtet.

13« Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen(110 - 114) des Kanals (32; 176) in der axial innenliegenden Wand des Kanals angeordnet sind.

14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1-13* dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (32; 176) und die Le it kanal θ (60, 62) innerhalb eines am Motorblock (24-) befestigten Abgassammlers (28; 184) angeordnet sind, der direkt oder über einen Schalldämpfer mit der Atmosphäre verbunden ist.

L e e r s e i t e