DE2217766A1 - Zentral Spül- und Aufladeverfahren mittels Schwenkschieberachsen, insbesondere für Zweikammer-Zweitakt-Schwenkkolben-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

ROBERT HALVE
Hilbringen/Seitert
Tilsiterstrasse 19
Deutschland

ZENTRAL SPOL- UND AUFLADEVERFAHREN MITTELS SCHWENKSCHIEBERACHSEH, INSBESONDERE FÜR ZWEIKAMMER - ZWEITAKT - SCHWENKKOLBEN - BRENNKRAFTMASCHINEN.

Priorität« Luxemburg Nr. 62.977
Patentanmeldung vom 15. April 1971

Nach der. Erfindung werden zur DurchfCfhrung der Zweitakt - Arbeitekreisprozesse bei Zweikammer - Zweitakt - Schwenkkolben - Brennkraftmaschinen ein zentrales Spill- und Aufladeverfahren vorgeschlagen. Durch dessen Anwendung eine nicht unwesentliche Verbesserung der Nutzleistung und eine damit verbundene Kraftstoff - Verbrauchesenkung eintritt. letzteres ist eine Erkenntnis, die sich bei der Entwickelung des Verfahrene als eine bisher nicht erkannte Möglichkeit herausgestellt hat/ nfmlich, dass flä'chen -und raumgeometrisch bei gleichem Hubrauin gegen&ber einer herkömmlichen Viertakt - Kolben - Brennkraftmaschine die effektive KolbenarbeitsnutzflÄche wesentlich grosser ist, sowie das hieraus resultierende Drehmoment bei gleichem mittleren Druck erheblich ansteigt. Ferner wird infolge der Flüssigkeitskühlung bei den Schwenkkolben oben genannter Brennkraftmaschinen eine Herabsetzung der Endverdichtungstemperaturen erzielt, wodurch mit einfachen Kraftstoffen gearbeitet werden katjn. Aus diesen Gegebenheiten wird eine nicht unwesentliche Herab-Setzung der bisher ausgestossenen Giftanteile der Abgase in die Ausscnluft erreicht. In der nachfolgenden AusfOhrungeform mit beiliegender Zeichnung ist eine Zweikammer - Zweitakt - Schwenkkolben -

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Prannkraftmaschinc dargestellt, bei welcher das zentrale SpCiI- ui.d Aufladeverfahren in Anwendung gezeigt, sowie eingehend erläutert wird.

In der Figur 1) werden die beiden zylindrischen Schwenkbohrungen 67 und 68 zentrisch je eine Schwenkschieberachse 42 und 43 zugeordnet, innerhalb derer die Luftzufuhrkana'le 40 und 41 zentrisch achsial angeordnet sind. Beide Schwenkschieberachsen haben einen bestimmten Achsabstand und verlaufen achsparallel zueinander und sind nach aussen hin mittels Zahnräder oder dergleichen im Verhältnis eins zu eins gekuppelt. Innerhalb beider Luftzufuhrkana'le 40 und 41 sind radial nach aussen hin ein oder mehrere achsial nebeneinander liegende Spülschlitze 44 und 45 angeordnet. Zwischen bei-* den Schwenkschieberachsen ist achsparallel da3 feststehende Kammertrennungselement 48 mit erforderlichem Laufspiel eingebaut,reiches beidseitig achsial in den Abdeckgeha'usen (letztere nicht eingezeichnet) gelagert wird; dasselbe gilt für die beiden Schwenkschieberachsen 42 und 43. Das feststehende Kammertrennungselement 48 ist mit den achsparallel verlaufenden Stauerkanten 1, 2, 3, und 4 ausgebildet. Jeder Schwenkschieberachse 42 und 43 sind je zwei Flügelkolben 34, 35 und 36, 37 in einem bestimmten Steuerwinkel fest zugeordnet. Die Spülsahlitze 44 und 45 der beiden Schwenkschieberachsen 42 und 43 sind in gleichen Winkelstellungen symetrisch gegeneinander gerichtet, sodaas bei ihrer völligen Freilegung in Abhängigkeit der Steuerkanten 3, 4 und 1, 2 des feststehenden Kammertrennungselementes 48 die aus den Spülschlitzen 44 und 45 austretenden Frischluftströme ebenfalls im gleichen Winkel syraetrisch schrSg auf der Mittelachse A-B im Bereich der Brennraumzonen 60 aufeinandertreffen. Infolgedessen die Frischluftströme su den, in beiden Arbeitsliarnmerhä'lften 61, 62 und 63, 64 liegenden Auslasskanä'ie 46, 47 und 65, 66 zwangsläufig umgelenkt werden, und somit die verbleibenden Arbeitsgase aus den beidseitig der Wittelachse A - B liegenden Arbeitakarranerha'lften 61, 62 und 63, 64 verdrängen, bzw. ausspülen. Infolge der differenten Winkelgeschwindigkeit zwischen den radialen Flücjelkolben - Stirnseiten und der Durchmesser der Schwenkschleberachsen, ergibt sich ein wesentliches Werkmal in Pczug auf die Steuerung der SpCj'lschlitze 44, 45 und der

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le 46, 47 und 65, 66 dahingehend, dass bei Beginn des öffnens der beiden Spölschlitze 44 und 45 der innere Arbeitsgasdruck infolge der Freilegung öberdimensionaler Vorauslassquerschnitte nahezu bis auf den atmosphärischen Aussendruck absinkt, ohne jedoch den effektiven Arbeitshub der betreffenden Maschine zu beschneiden. Infolge des erwähnten Merkmales erhalten die Abgassäulen eine derartige Beschleunigung und Saugwirkung, dass im Moment des öffnens der SpCflschlitze 44 und 45 die Frischluft aus den Luftzufuhrkanälen 40 und 41 in die Arbeitskammer η nachstro'mt. Während gleichzeitig durch einen mitumlaufenden Luftzubringer (Radialverdichter oder dergleichen) zusätzlich die Frischluftzufuhr nach Menge und Druck regulierbar nachgeschoben wird.

Arbeitsweise des SpCtI- und Aufladeverfahrens in Anwendung, der in Figur 1) dargestellten Zweikammer - Zweitakt - Schwenkkolben Brennkraftmaschine verlaufet-wie folgt»

In den Arbeitskammerhälften 61 und 62 vollzieht sich der Spül- und Aufladevorgang/ die Frischluft, aus den vollgeöffneten Spu'lschlitzen 44 und 45 kommend, strCmt zentral auf die Mittelachse A - B im Bereich der Brennraumzone 60 mit gleichen Winkelstellungen schra*g gegeneinander und wird infolge dessen zwangsläufig zu den, in beiden Arbeitskammerhälften 61 und 62 liegenden Auslasskanälen 46 und 47 umgelenkt, wobei die verbleibenden Arbeitsgase aus dem gesamten Brennraum (Arbeitskammer) ausgespült werden. Hierbei sind die beiden Auslasskanäle 46 und 47 gleichfalls vollgcöffnet. Beim Zurückschwenken der beiden Flügelkolben 34 und 37 werden zuerst d^j» beiden SpCilachlitze 44 und 45 in Abhängigkeit der beiden Steuerkanten 3 und 4 des Kamroertrennungselementes 48 geschlossen bzw. abgedeckt, wobei gleichzeitig weiterhin die beiden Auslasskanäle geschlossen werden. Sobald die beiden Steuerkanten 6 und 8 der Flügelkolben 34, 37, die Steuerkanten 19 und 20 der Auslasskanäle 46, 47 schneiden, beginnt die Verdichtung bei gleichzeitiger Einspritzung des Kraftstoffes in der sich bewegenden Frischluft. Hierbei wird Luft und Kraftstoff zu einem brennfähigen Gas vermischt, so lange bis die Steuerkanten 6 und 8 der Flügelkolbeu 34, 37 die inneren Gehäusekanten 22 und 21 erreicht haben (Ende der Verdichtunysschweukwinkel). In diesem Moment wird das Gasgemisch gezündet,

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und beide Flügelkolben werden auseinander gedrückt, wobei die erzcnyte Expansionskraf t auf den sich gegenüber liegenden Kolbenarbe.i.t3 flächen 27 und 28 einwirkt und den Gesamtdruck auf beide;. Kolben flächen auf den Kraftarm U2 im Punkt 54 U.T., über das Pleuel 5C, und Kurbelzapfen 52, der Kurbelwelle überträgt. Der hier erläuterte Vorgang verlauft in gleicher Weise für die Arbeitskamrnerha'lften 63, 64 und der Flügelkolben 35 und 36 mit den Kolbenarbeitsflachen 25 und 26. Es findet somit jede .180° Kurbelwellenurndrehung ein Arbeitshub statt, also zwei Arbeitshübe je Umdrehung, was einem Vierzylinder - Viertaktmotor entspricht. Die Spülschlitze 44 und 45 der beiden Schwenkschieberachsen 42 und 43 steuern zentral die Frischluft sowohl in die gemeinsame-Arbeitskammer 61 bis 62, als auch in die Arbeitskammer 63 bis 64. Hierbei steuern je zwei Flügelkolben 34 und 35 der Schwenkschieberachse 42 die Auslasskanäle 47 und 65, und die Flügelkolben 36 und 37 der Schwenkschieberachse 43 die Auslasskanäle 46 und 66. Im weiteren stehen die Freiräume 63 und 70, welche zwischen den Flügelkolben 34, 35 und 36, 37 liegen, kontinuierlich mit den Auslasskanälen in Verbindung. Während des erläuterten Spül- und Aufladevorgangs in der gemeinsamen Arbeitskammer 61 bis 62, vollzieht sich in der gemeinsamen Arbeitskammer 63 bis 64 der Zündvorgang bzw. Arbeitshub (Expansion der Arbeitstage) .

Im weiteren bedeuten die, in der Ausfuhrungsform nicht genannten Bezugszeichen 1, 2 die Steuerkanten des feststehenden Kammertrennungselementes 48 zur gemeinsamen Arbeitskammer 63bis 64, 15, 16 und 17, 18 die Endsteuerkanten der Auslasskanäle 47, 65 und 46, 66, welche gleichzeitig die Endpunkte der Kolbenschwenkwinkel sind, 5, 7 Zwischenstege der Spülschlitze, 9, 12 Zwischenstege der Auslasskanäle, lO und 11 die Steuerkanten der Flügelkolben 35 und 36, 13 und 14 die Steuerkanten bzw. die Begrenzungspunkte bei welchen der Arbeitshub beim Hinweg raumvolumetrisch endet und beim Rückweg die Verdichtung beginnt, 23 und 24 die inneren Gehäusekanten, welche gleichzeitig die Schwenkwinkelendpunkte der Flügelkolben 35 und 36, 25 und 26 die Arbeitsflächen der Flüg?lkolben 35 und 36, 49 und 50 die Kraftstoffeinspritzdüsen, 58 und 59 die Zündkerzen, 54 U.T. zu 50 O.T.der Schwenkwinkel des Kraftarmes R2.

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Claims (1)

1. Zentrales Spül- und Aufladeverfahren mittels Schweukschioberaehsen insbesondere für Zweikammer - Zvreitakt - Schwenkkolben Brennkraftmaschinen dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des zentralen Spül- und Aufladeverfahrens zwei Schwenkschieberachsen (42 und 43), welche achsx^arallel im Verhältnis eins zu eins gekuppelt sind, zur Anwendung kommen, innerhalb derer je ein zen-trisch achsial verlaufender Luftzufuhrkanal (40 und 41) angeordnet ist, in welchen radial nach aussen ein oder mehrere achsial nebeneinander liegende Spülschlitze (44 und 45) angebracht sind, welche in ihrer Schwenkbewegung und in Abhängigkeit der achsparallel verlaufenden Steuerkanten (l, 2, 3 und 4) eines fest angeordneten Kammer-' trennungselementes, die aus den Luftzufuhrkanälen (40 und 41) korn- · mende Frischluft beidseitig der Mittelachse (A — b)in die beiden Arbeitskammern (61 bis 62 und 63 bis 64)steuern, wobei die von zwei Seiten der zentral einströmenden Frischluftsählan bei symetrisch gleichen Winkeln zueinander im Bereich der Brennraumzonen (60) auf der Mittelachse (A - B) schräg aufeinandertreffen, wodurch diese zwangsläufig symetrisch beidseitig der Mittelachse (A - B) zu den sich gegenüberliegenden Auslasskanälen (46, 47 und 65, 66)der betreffenden Arbeitskammer umgelenkt werden, und zum anderen den Schwenkschieberachsen (42 und 43) je zwei Flügelkolben in einem bestimmten Steuerwinkel fest zugeordnet sind, mit deren radialen Stirnseiten zwangsläufig die Auslasskanäle (46, 47 und 65, 66)gesteuert werden, wobei die radial zwischen je zwei Flügelkolben liegenden Freiräume (69» 7θ) kontinuierlich mit den Auslasskanälen in Verbindung stehen, dass ferner die Arbeitskammerhälften (61 bis 62 und 63 bis 64)zwei voneinander getrennte Arbeitskammern beidseitig des Kammer tr ennungselernentes (48) bilden, in denen je zwei Flügelkolben (34 und 37, und 35 und 36) symetrisch mit gleichen Schwenkwinkeln gegeneinander arbeiten, und jede Arbeitskammer half te (61 und 62^ sowie 63 und 64)beidseitig der Mittelachse A - B im Bereich der Brennraumzonen 60 praktisch eine eigene Frischluft und Abgassteuerung besitzt, wodurch in jeder Kammerhälfte die Durchspülung im Gleichstrom verläuft.

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