DE2034299C3

DE2034299C3 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2034299C3
Application number: DE2034299A
Authority: DE
Inventors: Walter 7000 Stuttgart Ludwig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1970-07-10
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE2034299A1; DE2034299B2

Description

kolben 1 die Auslaßschlitze 5 im Nebenkolben 2 bereits überdeckt, die in dem davor liegenden Zeitabschnitt entsprechend dem Kurbelwinkelbereich zwischen den Kurbelstellungen A und 5 geöffnet waren, um die verbrannten Gase über die Auslaßschlitze 9 in der Zylinderwandung nach auöen abzugeben. In der Stellung nach F i g. 1 sind die Frischlufu'urchlaßschlitze 6 vom Nebenkoiben 2 noch völlig freigelegt. Danach setzt der Kompressionsvorgang durch den Hauptkolben 1 und den Nebenkoiben 2 ein. wobei der Hauptkolben 1 gegen einen im Durchmesser verringerten, aber axial gestreckten Kompressionsraum 3 arbeitet, der durch einen vom Zylinderkopf

15 in den Brennraum 10 hineinragenden Vorsprung

16 in Radialrichtung von einem äußeren, über dem Nebenkolben 2 liegenden Ringraum 11 abgetrennt ist.

Für die Stellungen der Bauteile im Zeitpunkt nach F i g. 2 gilt das daneben befindliche Kurbeldiagramm mit den Kurbelstellungen H und/, wonach sich der Hauptkolben 1 an seinem oberen Totpunkt befindet, während der Nebenkolben 2 seinen oberen Totpunkt noch nicht erreicht hat. Während der weiteren Verdichtung des oberhalb des Nebenkolbens 2 befindlichen Ringraumes 11 wirkt bereits der entgegengerichtete, auf dem Hauptkolben I lastende Druck aus dem Kompressionsraum 3.

Dort beginnt nunmehr entsprechend Fig. 3 vom oberen Ende 4 des Kompressionsraumes 3 aus die Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches bzw. eine direkte Einspritzung von Benzin oder Dieselöl. Die F i a. 3 zugeordneten Kurbelstellungen D und E zeigen" daß sich der Nebenkolben 2 am oberen <otpunkt (Kurbeistellung E) befindet, während der

Hauptkolben 1 an der Kurbelstellung D den oberen Totpunkt beispielsweise schon um etwa 20" überschritten hat.

Durch die Verbrennung des Brcnnstoff-Luft-Oemischs und die Dehnung der Brenngase wird der

ίο Hauptkolben 1 in üblicher Weise nach unten verdrängt, wobei für die in F i g. 4 gezeigte Verbrennungsphase etwa die Kurbelstellung F des Hauptkobensl gilt. Für den Nebenkolben 2 gilt die Kurbelstellung"G, der während seines Abwärtshubes in die-

ser Kurbelstellung G von dem in den Zylinderraum hineinragenden ringförmigen Vorsprung 16 freikon-.mt. "so daß nunmehr dem schon teilweise verbrannten Gemisch komprimierte Frischluft zugeführt wird.

Au- der Kurbelstellung erkennt man. daß die aus der nachträglichen Frischluftzuführung resultierende, zusätzliche Verwirbelung der Ladung eine verlängerte Verbrennung und Druckentwicklung gleichermaßen auf den Hauptkolben als auch auf den Ne-

benkülben bei ^ehr günstigen Kurbelsiellungen mit sich bringt. Dadurch wird einerseits ein günstiger Wirkungsgrad erreicht, andererseits eine beachtliche Verlängerung des zeitlichen Wirkungsbereiches des Arbeitsdruckes sowie eine verbesserte Verbrennung und Entgiftung der Abgase erreicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

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wegende Nebenkolben mit setner Stirnseite vom

Patentanspruch: Brennraum eine ringförmige Kammer abschließt, die

mit dem übrigen Brennraum erst wieder in Verbin-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf. dung tritt, wenn der vorauseilende Hauptkolben sich einem Hauptkolben und einem dem Hauptkolben 5 bereits wieder auf den unteren Totpunkt zu bewegt, nacheilenden und ihn als Zylinderlaufbuchse um- Bei diesem Vorschlag wird eine Verteilung des zur

schließenden Nebenkolben, der einen gegenüber Verfüsiung siebenden Arbeitsdruckes auf einen verdem Hub des Hauptkolbens um die Hälfte klei- hältnismäßig großen Kurbelwinkelbereich dadurch neren Hub ausführt, wobei die Verdichtung der erreicht, daß einerseits die Zündung erst etwa 30" Ladung über den Totpunkt des Hauptkolbens io hinter dem oberen Totpunkt des Hauptkolbens einhinaus erhalten bleibt oder erhöht wird, da- setzt und andererseits der Nebenkolben die Verbindurch gekennzeichnet, daß der Zy- dun« zwischen Brennraum und Ringkammer erst Iinderkopf (15) einen in den Brennraum (10) ra- freigibt, wenn sich der Hauptkolben in einer Stellung genden Vorsprung (16) mit einem Außendurch- entsprechend einem optimalen Kurbelwinkel (z. B. messer von der Größe des Innendurchmessers 15 45°) befindet. Der mit Luft gefüllte Ringraum wirkt des Nebcnkolbens (2) und einer solchen Länge als Nachbrennkammer zur vollständigen Verbrenaufweist, daß während des Betriebes der zum nung des Luft-Brennstoff-Gemisches, wobei die oberen Totpunkt sich bewegende Nebenkolben nachträgliche Sauerstoffzufuhr außerdem eine über (2) mit seiner Stirnseite vom Brennraum (10) eine einen großen Bereich des Arbeitshubes gleichbleiringförmige Kammer (11) abschließt, die mit dem 2a bende Dru^kl.öhc sorgt. Ein anderer Vorteil ist die übrigen Brennraum (10) erst wieder in Verbin- verringerte Kolbcngeschwindigkeit, die aus der ReIadung tritt, wenn der vorauseilende Hauptkolben tivbewegung von Haupt- und Nebenkolben zueinan-(1) sich bereits wieder auf den unteren Totpunkt der resultiert. Gleichzeitig bleibt die Geschwindigkeit zu bewegt. des Ncbenkolbens gegenüber der Zylinderwand auf

25 Grund des niedrigeren Hubes verhältnismäßig klein, so daß Verschleißerscheinungen im Verhältnis zu an-

deren Motorausführungsarten erst verzögert eintreten. Auf Grund der gewissermaßen in zwei Stufen erfolgenden Verdichtung der Frischluft im Hubraum

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine 30 des Hauptkolbens und in der Ringkammer wird die mit einem Zylinderkopf, einem Hauptkolben und Luft über eine längere Zeitdauer vorgewärmt und soeinem dem Hauptkolben nacheilenden und ihn als mit eine schnellere, vollständige Verbrennung erzielt. Zylinderlaufbuchse umschließenden Nebenkolbcn. Der vom Zylinderkopf in den Brennraum hineinrader einen gegenüber dem Hub des Hauptkolbens um gende. ringartige Vorsprung und die dadurch gebildie Hälfte kleineren Hub ausführt, wobei die Ver- 35 deten zwei Kammern gewährleisten ferner eine volldichtung der Ladung über den Totpunkt des Haupt- ständigere Verwirbelung des Luft-Brennsloff-Gemikolbens hinaus erhalten bleibt oder erhöht wird. sches," insbesondere bei Brennstoff-Einspritzung,

Aus der DT-PS 595 051 ist eine umsteuerbare wenn die in der Ringkammer komprimierte Frisch-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit abwechselnd be- luft mit dem teilweise verbrannten Gemisch in Vernutzbaren Ein- und Auslaßöffnungen bekannt, die 40 bindung tritt.

durch einen als Hülse ausgebildeten Hilfskolben ge- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachsteuert werden. Dieser den Arbeitskolben umgebende folgend in Verbindune mit den Zeichnungen näher Hilfskolben (Steuerhülse) wird mittels einer Ex- erläutert. Es zeigt

zenterstange, die an einem auf der Motorwelle sitzen- Fiel einen Längsschnitt durch den Zylinder und

den Exzenter angreift, relativ zum Arbeitskolben so 45 die Kolben in einer durch die Kurbelwelle verlaufenbewegt, daß beim Vorwärtsgang der Maschine der den Schnittebene, wobei sich der Nebenkolben in der Hilfskolben gegenüber dem Arbeitskolben nacheilt. unteren Totpunktstellung befindet, Wenn der Arbeitskolben durch die obere Totpunkt- F i g. 2 einen Längsschnitt entsprechend der

lage geht und sich nach abwärts zu bewegen beginnt, Fig. 1, wobei sich der Hauptkolben in seiner oberen geht der Hilfskolben noch weiter aufwärts, um die 50 Totpunktsicllunn befindet,

Verdichtung aufrechtzuerhalten oder gar zu steigern. Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend der

Der Hilfskolben der bekannten Brennkraftmaschine Fig. 2, wobei sich der Ncbenkoiben in seiner oberen hat auf den Ablauf des Verbrennungsvorganges kei- Totpunktstellung befindet,

nen Einfluß, sondern soll als Steuerhülse in einen F i g. 4 einen Längsschnitt entsprechend der

über den Exzenter verstellbaren zeitlichen Ablauf die ₅₅ Fig. 2 im Zeitpunkt der Öffnung der durch den Ne- ¹A ,^de'Zylinclcrwandung angeordneten Spül- und La- benkolbcn abgetrennten, ringförmigen Kammer, deluftoffnungen freilegen. _{Die um} die Achse 14 drehbar gelagerte Kurbel-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine welle weist für die Pleuelstange 8 des Hauptkolbcns 1 Brennkraftmaschine der eingangs angegebenen Bau- eine größere Kröpfung und dazu versetzt zwei kleiart dahingehend auszubilden, daß die Vcrbrennungs- 60 nere "Kröpfunuen' für die Pleuelstangen 7 des den phase verlängert und Druckspitzen im Brennraum Hauplkolben Γ nach Art einer Zylinderlaufbuchse abgellacnt werden. ringförmig umfassenden Nebcnkolbens 2 auf. In dem

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- angedeuteten Kurbeldiagramm sind die den beiden lost, daß der Zylinderkopf einen in den Brennraum Kolbcnstcllungen zugeordneten Kurbelstellungen B ragenden Vorsprung mit einem Außendurchniesser 65 auf der Kreisbahn der größeren Kurbel des Hauptvon der Große des Innendurchmessers des Neben- kolbens I und C auf der Kreisbahn der kleineren kolbens und einer solchen Länge aufweist, daß wäh- Kurbel des Nebcnkolbens 2 angegeben Zu dem in rend des Betriebes der /um oberen Totpunkt sich he- der F i i>. 1 festgelia tenen Zeitpunkt hat der Haupt-