DE2241643C3 - Zweitakt-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, bei der unter Druck fettes Gemisch über ein Ventil in den oberen Bere-ch des Brennraumes und mageres Gemisch in den unteren Bereich des Brennraumes eingeführt wird.

Durch eine derartige Mehrschichtladung des Brennraumes einer Zweitakt-Brennkraftmaschine, wie sie beispielsweise durch die US-PS 27 56 732 bekanntgeworden ist, werden bei einwandfreiem Lauf der Maschine die entstehenden Giftgasanteile erheblich herabgesetzt, weil der Brennraum im Bereich der Zündkerze mit fettem, also gut zündfähigem Gemisch geladen werden kann, obschon wegen des im unteren Bereich des Brennraumes vorhandenen mageren Gemisches insgesamt mit Sauerstoff-Überschuß gearbeitet wird. Bei der genannten US-PS ist das Ventil als Teller ausgebildet, der mittels einer Feder gegen sr^;nen Sitz gepreßt wird. Nachteilig ist es hierbei jedoch, daß für die Bewegung des Ventils keine Führung vorhprrden ist. so laß die Gefahr von Funktionsstörungen besteht.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweitakt-Brcnnkraftmaschine der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die sich durch eine große Betriebssicherheit bei geringen Giftanteilen im Abgas auszeichnet.

Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß das Ventil als im Einlaßkanal bei Vorliegen einer Druckdifferenz hin- und herbeweglichen Tellerventil ausgebildet ist und daß das Ventil einen oben offenen Hohlzylinder besitzt, der unten mit dem Ventil-Teller abgeschlossen ist, wobei sich am unteren Ende des Hohlzylinders seitliehe Durchtrittsöffnungen befinden.

Das Ventil wird also lediglich durch Druckdifferenzen gesteuert, so daß die Gefahr von Materialermüdungen ausscheidet. Durch die angegebenen Merkmale wird trotz der möglichen hohen Drehzahlen einer derartigen Brennkraftmaschine und trotz der hohen und in ihrer Größe wechselnden Temperaturen bei allen Betriebsbedingungen eine sichere Führung des Ventils erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Schnitt durch die wesentlichen Teile einer Zweitakt-Brennkraftmaschine nach der Erfindung,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem obe- ^fi5 ren Teil des Schnitts der F i g. I.

In F i g. 1 befindet sich in einem Zylinder 1 ein Arbeitskolben 2 mit Einströmkanälen 3. Diese stehen über eine Leitung 24 mit einem Abgas-Turbolader 6 in Verbindung. Über einen Auslaß 4 gehen die Abgase in einen Auspuffkrümmer 5. Danach treten sie über den Abgasturbolader 6 ins Freie oder ir. einer·, Schalldämpfer. Ein Vergaser 7 ist mittels eines Rohres 23 mit dem Turbolader verbunden.

Mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ist eine Ladepumpe verbunden. Im Zylinder 8 der Ladepumpe befindet sich ein Ladekolben 9, der mittels Kurbelwelle oder Exzenterwelle und Pleuel angetrieben wird. Ein Zylinderdeckel 10 der Ladepumpe hat zum Ladekolben 9 eine seiner Aufgabe entsprechende Form.

Ein zweiter Vergaser 11 für das Fettgemisch ist mittels Ansaugkrümmer bad Eingangskanal 12 mit der Ladepumpe verbunden. Zwischen der Ladepumpe und einem Brennraum 17 der Brennkraftmaschine befindet sich ein Einlaßkanal 15, dem ein hohl ausgebildetes Ventil 14 vorgeschaltet ist. Im Ladekolben 9 befindet sich ein kleiner Sammel- und Übergangsraum 13. der in der unteren Stellung des Kolbens die Verbindung zum Ventil 14 und Einlaßkanal 15 herstellt.

Die Arbeitsweise des Motors ist wie folgt: Die Ladepumpe saugt über den Vergaser 11 ein gut zündfähiges Gemisch, vorzugsweise mit Kraftstoffüberschuß, an. während der Turbolader 6 im unteren und mittleren Drehzahl- und Lastbereich reine Brennluft ansaugt und über die Einströmkanäle 3 in den Motorzylinder 1 fördert und dabei die verbrannten Gase über den Auslaß 4 aus dem Zylinder reibt.

Die Ladepumpe hat im Bereich des unteren Totpunktes durch den Kolben 9 den Einlaßschlitz 12 freigegeben und ein Fettgemisch angesaugt. Bei der Bewegung des Kolbens 9 wird zuerst der Eingangsschlitz 12 abgesperrt und danach das Gemisch stark verdichtet. Der Ladekolben ist in seinem oberen Teil als Hohlzylinder ausgebildet, der vorzugsweise Trichterfonn hat. Der Zylinderdeckel ist als Gegenstück zur Füllung des Hohlzylinders ausgebildet. Die Trichterform al: Hohlzylinder im Kolben muß deshalb gewählt werden, damit im unteren Totpunkt des Kolbens genügend freier Spalt zwischen Kolben und Zylinderdeckel entsteht, und somit das Gemisch in den Raum zwischen Kolben und Zylinderdeckel ungehindert einströmen kann.

Im Bereich des oberen Totpunktes des Ladekolbtns wird das Gemisch so verdichtet, daß der Kraftstoffanteil vollständig verdampft. Kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes wird zwischen dem Laderaum des Kolbens 9 und dem Einlaßkanal 15 bzw. Ventil 14 über den Sammelraum 13 des Kolbens eine Verbindung hergestellt.

Der Ladekolben 9 läuft gegenüber dem Arbeitskolben 2 so vor. daß der Beginn dieser Verbindungsherstellung dann eintritt, wenn der Arbeitskolben 2 die Auslaßschlitze 4 geschlossen hat. Nach dem Abschluß des Ladewechsels und Beginn der Verdichtung kraftstofffreier Brennluft im Arbeitszylinder 1 beginnt das Einblasen des total homogenen und verdampften Fettgemisches in den Brennraum 17. Dieser ist so ausgebildet, daß die Zündkerze 16 gegenüber dem Einlaßkanal 15 liegt. Das bestens zündfähige Gemisch wird in den Raum vor die Zündkerze gedrängt.

Der Brennraum ist als Halbkugel ausgebildet und hat lediglich an der Seite der Zündkerze, also gegenüber der Einmündung des Einlaßkanals 15, eine nach innen gezogene abgerundete Kantenausbildung 18. Dadurch wird verhindert, daß das eingeblasene Fettgemisch in der Strömung der Ladebrennluft zum Teil abgeführt

wird. So wird eine echte Mehrschichtladung gewährleistet.

Die Zündkerze 16 bringt das Gemisch mittels Funken zur Verbrennung. Zu diesem Zeitpunkt oder kurz danach soll das Einblasen des Fettgemisches beendet sein.

Wenn gegen den bereits durch Beginn der Veiorennung entstehenden Druck im Zylinder I noch Gemisch eingeblasen wird, muß ein noch stärkerer Druck in der Ladepumpe erzeugt werden. Das ist nur dann möglich, wenn im Ladekolben im oberen Totpunkt nahezu kein schädlicher Raum enthalten ist. Deshalb ist es wichtig, daß der Sammel- und Gemischübergangsraum 13 direkt an der Seite liegt, an der der Einlaßkanal 15 bzw. das Ventil 14 einmünden.

Durch den Einsatz des Ventils 14 zwischen Ladepumpe und Brennraum wird sofort bei Abschluß des Gemischeindrückens die Verbindung unterbrochen. Dadurch wird nicht nur eine thermische und einseitige Druckbelastung des Ladekolbens ausgeschaltet, es wird außerdem das Volumen des Einlaßkanals 15 so klein, daß in diesem bei der Verbrennung keine CH-Rückstände bleiben, was 7iir Erfüllung der Abgasvorschriften sehr wichtig ist.

Das Ventil 14 besteht aus einem unteren Ventil-Teller 19 und einem Hohlzylinder 20. Das obere Ende des Hohlzylinders ist offen. In dieses strömt das Gemisch. Am unteren Ende des Hohlzylinders 20 befinden sich seitliche Durchtrittsöffnungen 21. Drückt das in den Hohlzylinder eingeströmte Gemisch das Ventil nach unten, so erhalten die Durchtrittsöffnungen 21 eine Verbindung zum Ausgangsraum eines Ventil-Führungskörpers 22. Das Gemisch kann ausströmen. Ist der Gegendruck unterhalb des Ventil-Tellers 19 größer, so drückt dieser das Ventil 14 nach oben, die Durchtrittsöffnungen 21 sind geschlossen, und der Durchfluß ist unterbrochen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zweitakt-Brennkraftmaschine, bei der unter Druck fettes Gemisch über ein Ventil in den oberen Γ-Bereich des Brennraumes und mageres Gemisch in den unteren Bereich des Brennraumes eingeführt wird, dadurch gekennzeichnpt, daß das Ventil (14) als im Einlaßkana! (15) bei Vorliegen einer Druckdifferenz hin- und herbeweglichen Tellerventil ausgebildet ist und daß das Ventil einen oben offenen Hohlzylinder (20) besitzt, der unten mit dem Ventilteller (19) abgeschlossen ist. wobei sich am unteren Ende des Ho'.ilzylinders seitliche Durchtrittsöffnungen (21) befinden. >5