DE1945720B2 - Brennkraftmaschine mit Gleichstromspülung und Gegenkolben - Google Patents
Brennkraftmaschine mit Gleichstromspülung und GegenkolbenInfo
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- F02B2700/00—Measures relating to the combustion process without indication of the kind of fuel or with more than one fuel
- F02B2700/03—Two stroke engines
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Gleichstromspülung, die wenigstens einen den Kompressions-
und Verbrennungsraum enthaltenden Zylinder aufweist, in dem zwei Gegenkolben laufen, von
denen einer mit seiner Stirnseite das öffnen wnd Schließen von in dem Zylinder angebrachten Lufteinlaßschlitzen
steuert.
Bei einer bekannten Bauart eines sogenannten Gegenkolbenmotors (»MTZ«, 1953, S. 183) sind die
Lijfteinlaßschlitze als Aussparungen in der Zylinderwand
angebracht. Zwischen den Lufteinlaßschliti'.cn sind relativ große Stege belassen, die schon aus
Festigkeitsgründen wenigstens teilweise notwendig sind. Bei dieser Bauart betrug bei einer Leistung von
PS der Luftdurchsalz 6660 kg/h mit einem zugehörigen Kraftstoffverbrauch von 155 kg/h. Da ;tur
stöchiometrischen Verbrennung von i kg Dieselöl 14,5 kg Luft notwendig sind, ist festzustellen, daß der
bekannte Gegenkolbenmotor etwa mit der dreifachen Luftmenge arbeitete, als sie für die stöchiometrisehe
Verbrennung notwendig gewesen wäre. Daraus ist zu erkennen, daß der Gaswechsel nicht allzu günstig war.
Durch die vorhandenen Stege zwischen den Einlaöschlitzen
erfolgt bei dem von dem Kolben bewirkten Öffnen der Einlaßschlitze eine starke Verwirbelung der
einströmenden Frischluft mit dem Altgas, so dull keine saubere Trennung erhalten wird. Zwangsläufig mußte
deshalb eine derart große Menge Luft durch den Motor geführt werden.
Andererseits ist es bekannt und in der Praxis auch vorteilhaft (DE-PS 7 41024), wenn die Vet .virbelung
ίο des einströmenden Frischgases bewußt angestrebt wird,
da durch die Drehwirbel eine schnellere Vermischung des einströmenden Frischgases mit dem eingespritzten
Kraftstoff möglich ist, so daß eine schnellere Verbrennung erzielt werden kann.
'.3 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gaswechsel bei einer Brennkraftmaschine der eingangs
genannten Art zu verbessern und den Spülwirkungsgrad zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Zylinder im Bereich der Lufteinlaßschlitze aus zwei axial im
Abstand voneinander angeordneten Teilen besteht, zwischen denen ein in einer Radialebene verlaufender,
im wesentlichen scheibenförmiger Ring angeordnet ist, der mit der im wesentlichen in einer Radialebene
verlaufenden Stirnfläche des den Kompressions- und Verbrennungsraum enthaltenden Teils eine Ringspaltdüse
bildet, wobei der dieser Stirnfläche zugewandte Stirnbereich des anderen Teils mit luftdrallerzeugenden
Einschnitten versehen ist, die zusammen mit dem Ring die Lufteinlaßschlitze bilden.
Durch diese Ausbildung wird vor allen Dingen die Anfangsphase des Einströmens von Frischluft in den
Zylinder beeinflußt und verbessert, da dann, wenn der Kolbenboden die Steuerkanten der Einlaßschlitze
freigibt, eine Ringspaltdüse zur Wirkung kommt, die sich über den gesamten Umfang erstreckt und die
Frischluft bei Beginn des Gaswechsels praktisch verwirbelungsfrei einströmen läßt. Die durch diese
Maßnahmen etwa scheibenförmig in den Zylinder einströmende Frischluft fuhrt dazu, daß das Altgas
messerartig von dem Kolbenboden abgetrennt wird, so daß eine Trennung zwischen Altgas und Frischluft
erhalten wird. Erst bei dem weiteren Öffnen der Einlaßschlitze tritt die für eine schnellere Verbrennung
gewünschte Verwirbelung auf, die jedoch nicht mehr zu einer nennenswerten Vermischung zwischen Frischluft
und Altgas führen kann.
Um eine verbesserte Anlage der nach Freigabe der Einlaßschlitze einströmenden Luftstrahlen an den
Kolbenboden zu ermöglichen, wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Kolbenboden nach
außen gewölbt ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines axialen Schnittes
durch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem im Bereich der Einlaßsciilitzc geteilten und eine
Ringspaltdüse aufweisenden Zylinder,
Fig.3 einen Teilschnitt ähnlich Fig. I mit einer mittels zweier in axialem Abstand angeordneter
scheibenförmiger Ringe gebildeten RingspaltdUsc im Bereich der Einlaßfchlitze.
Ein in der Längsrichtung unterteilter Zylinder ist in der Fig. 1 dargestellt. Der mit den außen hohlkehlig
gestalteten Einschnitten 26 versehene Zylinderteil 27
erhält dabei einen kleinen Abstand von dem eigentlichen
Arbeitszylinderteil 28, damit das Frischgas über dem Kolbenrand,der in der Fig. I nicht dargestellt ist,
sofort in der größtmöglichsten Breite ringsum in den Zylinder eintreten kann. Es ist hierbei erforderlich, daß
der Abstand 29 zwischen den beiden Zylindcrtcilen 27, 28 kleiner ist als die Breite der Kolbenringe. Die
Stirnfläche des Arbeitszylinderteils 28, in dem die Kompression und die Verbrennung stattfinden, ist plan
oder so angeschrägt, daß ein günstiges Düsenprofil zusammen mit dem auf dem unteren Zylinderteil 27
angeordneten dachen Ring 30 gebildet wird. Der dünne Ring 30 liegt auf den Schlitzstcgen 31 auf und ist
beispielsweise durch Ankleben oder Punktschweißen befestigt Die so gebildete Ringspaltdüse 32 führt das
Frischgas von Anfang an zwischen dem Kolbenboden und dem Altgas ein und hebt somit das Altgas unter
Vermeidung der Wirbelerscheinungen vom Kolbenboden ab. Beim weiteren Rückgang des Kolbens werden
die auf dem Umfang verteilten schrägen Einschnitte 26 geöffnet. Dadurch wird ein starker Drall im Frischgas
erzeugt. Beim Rückgang des Kolbens nach dem Ladungswechsel bleibt die Ringspaltdüse 32 bis zuletzt
am ganzen Umfang des Zylinders geöffne.. Es wird somit durch die Ringspaltdüse 32 der größtmöglichste
Querschnitt für den Frischgaseinlritt erzielt.
Falls es erforderlich ist, kann der Ring 30 noch mit zusätzlichen, die Abstandsweite der Düse festlegenden
schmalen Dralleitstegen 33 im Querschnitt der Ringspaltdüse 32 versehen werden, die beispielsweise aus
dem Ringwerkstoff herausgepreßt sind. Dies ist in Fig. 2 dargestellt.
Fig.3 zeigt die Anordnung zweier Ringe 30 übereinander. Der Querschnitt der Ringspultdüsc 32
wird durch die Lcitslege 33 axial unterteilt, die zugleich
zur Schweißverbindung mit den Schlitzstegtn 31 dienen.
Die Zylinderteile 27 und 28 werden durch eine äußere
Zentrierung 34 im umgebenden Zylinderblock in genauer Flucht zueinander gehalten (Fig. I). Im
■> allgemeinen soll die über den ganzen Umfang
eintretende Frischluft bzw. das Frischgas zunächst nur eine Trennluftscheibe ohne Drehung zwischen dem
Kolbenboden und dem Abgas bilden. Die Verwirbelung zwischen Frischgas und Altgas wird dadurch geringer.
ίο Beim weiteren Heruntergehen des Kolbens vergrößert
sich im unteren Zylinderteil 27 der Eintrittsquerschnitt. Durch die Ringspaltdüse 32 strömt Frischgas bis zum
Wiederschüeßen der Eintrittsöffnung verlangsamt ein.
Die Einschnitte 26 im unteren Zylinderteil 27 sind nach
π Bedarf schräg zur Zylinderachse gerichtet, damit ein
Drall im Frischgas erzeugt wird. Die einzelnen Strahlrichlungen können dabei unterschiedlich sein. Es
kann dadurch mit noch größerer Sicherheit erreicht werden, daß der gesamte Querschnitt des Zylinders mit
Frischgas gleichmäßig gefüllt wird. Dieses Frischgas dreht sich dann als Wirbelring vo' -Jen Einspritzdüsen,
wodurch die Gemischbildung und die Verbrennung in bekannter Weise verbessert werden.
Um die Wirkung des Anlegens der in das Innere des Zylinders eintretenden Luftstrahlen an die Kolbenoberfläche
zu verstärken, ist es günstig, wenn der Kolbenboden am Rand etwas ungeschrägt oder nach
auCcn gewölbt ist.
Durch den verbesserten Gaswechsel und eine
)o vergrößerte Zylinderfüllung sind höhere Drehzahlen
erreichbar, weil das Verhältnis von Öffnungszeit zu Querschnitt für den Ladungswechsel besonders zu
Beginn und zum Schluß des Vorgangs bei den Einlaßschlitzen optimal vergrößert sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Brennkraftmaschine mit Gleichstromspülung, die wenigstens einen den Kompressions- und
Verbrennungsraum enthaltenden Zylinder aufweist, in dem zwei Gegenkolben laufen, von denen einer
mit seiner Stirnseite das öffnen und Schließen von in dem Zylinder angebrachten Lufteinlaßschlitzen
steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder im Bereich der Lufteinlaßschlitze aus ;;wei
axial im Abstand voneinander angeordneten Teilen (27, 28) besteht, zwischen denen ein in einer
Radialebene verlaufender, im wesentlichen scheibenförmiger Ring (30) angeordnet ist, der mit der im
wesentlichen in einer Radialebcne verlaufenden Stirnfläche des den Kompressions- und Verbrennungsraum
enthaltenden Teiles (28) eine Ringspaltdüse (32) bildet, wobei der dieser Stirnfläche
zugewandte Stirnbereich des anderen Teils (27]i mit luftdrallcrzeugenden Einschnitten (26) versehen ist,
die zusammen mit dem Ring die Lufteinlaßschlitze bilden.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch !,dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolbenboden nach außen gewölbt ist.
3. Brennkraftmaschine ni<ch Anspruch I oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Ringspaltdüse (32) in Achsrichtung des Zylinders
kleiner ist als die Höhe eines Kolbenringes den im Zylinder laufenden Kolbens.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daC der scheibenförmige Ring (30)
auf den Stegen (3!) z-vischen den Einschnitten (26) des äußeren Zylinderteils (27); ;gt.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ring (30) Leit- und
Abstandsrippen (33) od. dgl. angeordnet sind.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ringe
(30) mit Leitrippen (33) übereinander zwischen den Zylinderteilen (27,28) angeordnet sind.
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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Owner name: PAPST, GUENTER HELMUT PAPST, GEORG FRIEDRICH JUNG, |
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