DE2714229A1

DE2714229A1 - Zweitakt-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2714229A1
Application number: DE19772714229
Authority: DE
Inventors: Remi Curtil
Original assignee: Motosacoche SA
Current assignee: Curtil Remi 95680 Montlignon Fr
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1977-10-13
Also published as: JPS5441653B2; FR2346558B3; FR2346558A1; CH593420A5; US4091775A; JPS52119713A

Description

PATENTANWALT DIPL.-PhYS. WILLY LORENZ Hubertusstr. 83 Vi - D-8035 Gauting · «" (089) 8 50 25 24 ■ Telex 5 21 707 lore d · * Brevet Telekopierer X 400

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Motosacoche S.A. 29. März 1977

Genf (Schweiz) Meine Akte: m 79-j,DT

Zveitakt-Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Gruppe von zwei Zylindern, in de nen je ein Kolben eine Arbeitskammer abgrenzt, wobei die Arbeits takte der beiden Zylinder regelmäßig abwechseln und jede Arbeits kammer mindestens eine Auslaßvorrichtung und einen Einlaßschlitz aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinfachung von Maschinen dieser Art zu ermöglichen, dahingehend, daß die Spülung ohne Gebläse oder Vorverdichtung der Frischgase im Kurbelgehäuse möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bei den Arbeitskammern durch eine Leitung miteinander verbunden sind, die jeweils in die Einlaßschlitze mündet, deren Öffnungszeiten sich tiberschneiden und so eine kurzzeitige Verbindung zwischen den beiden Arbeitskammern herstellen, wobei unter jedem Kolben Frischgas—Zuführungen vorgesehen sind, welche die von außen kom menden Frischgase durch die Leitung dem zu spülenden Zylinder über eine in der Wand jedes Kolbens befindliche Öffnung zuführen, die in der letzten Phase des Kolbenhubs bis zum oberen Totpunkt den Einlaßschlitzen gegenüberliegt, so daß die Restenergie der Verbrennungsgase eines Zylinders zum Überfüllen des anderen und anschließend zu seiner eigenen Spülung verwendet wird.

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Nachstehend sind drei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die schematische Zeichnung beispielsweise näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 bis 4 jeweils vier Arbeitsphasen der Maschine der ersten Au sführung sform;

Fig. 5 und 6 jeweils die beiden anderen Ausführungsformen.

Fig. 1 veranschaulicht die Maschine mit querverlaufender Spülung und zwei Zvlindern A und B, in denen sich die Kolben 1 bzw. 11 alternierend auf- und abbewegen.

Der Zylinder A ist mit einer Zündkerze 3 versehen und weist einen Auslaßschlitz 4 auf, der sich in eine Auslaßleitung 5 öffnet, und einen Schlitz 6 mit einem Zuleitungsrohr 7 für die Frischgase. Der Schlitz 6 ist ziemlich weit unten im Zylinder angeordnet, damit er sich nie zur Verbrennungskammer hin öffnen kann. Dieser Zylinder weist außerdem einen Verbindungsschlitz auf, der zugleich das Ende der Leitung 9 ist, die eine kurzzeitige Verbindung mit dem anderen Zylinder B herstellt.

Der Zylinder B ist ebenso wie der Zylinder A konstruiert und besitzt Schlitze 14,16 und 18, die den Schlitzen 4,6 und 8 des Zylinders A entsprechen. Die Schlitze 14 und 16 münden in ein Einlaßrohr 15 bzw. in ein Zuleitungsrohr 17 für die Frischgase. Die Zündung wird von der Zündkerze 13 bewirkt. Die Schlitze 8 bzw. 18 werden entweder vom jeweiligen Kolben in seiner unteren Stellung freigegeben, oder von einer Öffnung 2 bzw. 12 in der Wand der Kolben 1 und 11 in deren oberen Stellung.

Fig. 1 zeigt die Stellung der Kolben während der Zündung im Zylinder A und die Spülung im Zylinder B. Der Zylinder A führt seinen Arbeitstakt aus und die heißen Verbrennungsgase stoßen den Kolben 1 nach unten, während der Kolben 11 von seinem unteren Totpunkt aus die Verdichtungsphase beginnt.

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Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 1 in Fig. 2 öffnet dieser den Verbindungsschlitz 8 noch bevor sich der Auslaßschlitz 4 zu öffnen beginnt. In dem Moment, in dem sich der Schlitz 8 des Zylinders A öffnet, hat der Kolben 11 des Zylinders B den Auslaßschlitz 14 bereits geschlossen, aber noch nicht den Schlitz 18 für die kurzzeitige Verbindung. Aufgrund dieser Kolbenstellung dringen die unter Druck stehenden Gase im Zylinder A in die Leitung 9 vor und treiben die in ihr befindlichen Frischgase unter Druck in den Zylinder B und gewährleisten so ein Überfüllen dieses Zylinders.

Fig. 3 zeigt eine Position der Brennkraftmaschine, in der sich der Kolben 1 seinem unteren Totpunkt nähert, während sich der Kolben 11 in der Verdichtungsphase befindet. Der Kolben 1 hat den Auslaßschlitz 4 geöffnet, damit die Verbrennungsgase durch die Auslaßleitung 5 entweichen. In einer Stellung zwischen denen in Fig. 2 und 3 dargestellten Positionen war der Schlitz 18 verschlossen zu dem Zeitpunkt als sich der Schlitz 4 zu öffnen begann. Die unter Druck in der Leitung 9 stehenden Frisch- und Verbrennungsgase strömen in den Zylinder A zurück, der sich in seiner Auslaßstellung befindet. In dem Zeitpunkt, in dem sich die Öffnung 12 des Kolbens 11 gegenüber dem Schlitz 18 befindet, entweicht der größte Teil der in der Leitung 9 enthaltenen Gase in die Auslaßleitung 5. Dieser Vorgang, verbunden mit dem direkten Ausströmen der Verbrennungsgase des Zylinders A in die Leitung 5, erzeugt eine Saugwirkung in der Leitung 9, die ein Ansaugen der aus der Leitung 17 kommenden Frischgase bewirkt. Der Schlitz 16 dieser Leitung wird also tatsächlich vom Kolben 11 geöffnet, ■während dieser sich seinem oberen Totpunkt nähert.

Fig. 4 zeigt die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine, wenn der Kolben 1 des Zylinders A an seinen unteren Totpunkt kommt, d.h. etwa in der Mitte der Spülungsphase. Die aus den Leitungen 17 und 9 kommenden Frischgase haben eine gewissen Geschwindigkeit erreicht und gewährleisten die Spülung des Zylinders A, nachdem sie die Leitung 9 ausgespült haben. Die Schlitze 8 und

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18 spielen hierbei die doppelte Rolle von Schlitzen für eine kurzzeitige Verbindung und für die Frischgaszuführ in die Zylinder.

Fig. 4 zeigt die Kolben in umgekehrter Stellung wie in Fig. 1, d.h. der Kolben 1 nimmt die gleiche Position ein, vie der Kolben 11 in Fig. 1, während sich der Kolben 11 in Fig. 4 in der Stellung des Kolbens 1 in Fig. 1 befindet. Vorstehende Beschreibung stellt die erste Hälfte des Arbeitstakts eines Zylinders dar. Die zweite Hälfte ist damit identisch, mit dem Unterschied, daß die Arbeitsphasen der beiden Zylinder umzukehren sind.

In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform befindet sich eine Maschine mit zwei Zylindern A und B in der in Fig. 4 gezeigten Stellung.

Diese Brennkraftmaschine ist der der ersten Ausführungsform sehr ähnlich. Sie unterscheidet sich davon im wesentlichen durch einen in jedem Kolben befindlichen Durchlaß 20, der die Zuleitungsrohre 7 bzw. 17 mit den Verbindungsschlitzen 8 bzw. 18 verbindet. Wie in Fig. 5 am Beispiel des Zylinders B gezeigt, strömen die Frischgase während der Spülungsphase durch diesen Durchlaß 20, wodurch der Kolben besser gekühlt wird.

Die in Fig. 5 gezeigte Brennkraftmaschine besitzt außerdem in jedem Zuleitungsrohr 7 bzw. 17 ein automatisches Ventil, welches ein umgekehrtes Strömen der Frischgase verhindert, wodurch sich eine ausgezeichnete Spülung der Maschine bei jeder Drehzahl ergibt. Im Fall der Fig. 1 bis 4 werden durch das Schließen des Schlitzes 18, das sich gleich nach dem in Fig. 2 gezeigten Arbeitstakt vollzieht, Wellen der Gassäule in der Leitung 9 erzeugt und, je nach Motordrehzahl, d.h. je nach der Zeitdauer zwischen dem Beginn der Druckwelle und der Spülungsphase, könnte dann die Gassäule während der Spülung, eine der gewünschten entgegengesetzte Strömungsrichtung haben, was offensichtlich die Laufruhe der Maschine beeinträchtigen würde.

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Um die Intensität dieses soeben beschriebenen Vorgangs zu verringern, könnten andere Ausführungsformen der Maschine vorgesehen werden. Insbesondere könnten die Schlitze 8 und 18 nicht nur durch eine einzige Leitung 9 verbunden v/erden, sondern durch mehrere, unterschiedlich lange Rohre, um so eine Umkehrung der Strömungsrichtung bei bestimmten Drehzahlen oder Belastungen der Maschine zu verhindern.

Fig. 6 zeigt die dritte Ausführungsform einer Brennkraftmaschine, deren Arbeitsweise derjenigen der ersten Ausführungsform analog ist. Die Maschinenteile in Fig. 6, die der Maschine gemäß den Fig. 1 bis 4 entsprechen, besitzen die gleichen Bezugszeichen.

In Fig. 6 besitzen die Zylinder keine Auslaßschlitze, denn die Verbrennungsgase werden durch am oberen Teil der Zylinder A und B angeschlossene Auslaßleitungen 5 und 15 abgeführt. Das Öffnen und Schließen der Auslaßleitungen geschieht durch ein Ventil 21 in jedem Zylinderkopf und wird von nicht dargestellten, an sich bekannten Mitteln betätigt.

Die Spülung .des Verbrennungsraums erfolgt demnach durch einen Frischgasstrom, der in den unteren Teil der Arbeitskammer eintritt und sich axial in ihr aufwärts bewegt. Bekanntlich vollzieht sich so die Spülung unter ausgezeichneten Bedingungen. Darüberhinaus sind die Verbindungsschlitze 8 und 18 so angeordnet, daß der Spülungsstrom bei seinem Eintreten in den zu spülenden Zylinder eine tangentielle Komponente aufweist. Daraus entsteht eine Spiralbewegung der in den Zylinder eintretenden Frischgasströmung, was zu einer guten Spülung beiträgt und außerdem Wirbel hervorruft, die für eine schnelle Verbrennung vorteilhaft sind.

In allen Fällen erzeugt die durch die kurzzeitige Verbindung der beiden Zylinder einer Gruppe entstandene Überfüllung Wirbel, die für eine gute Verbrennung sehr günstig sind. In allen

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Ausführungsformen könnten die Leitungen 7 und 17 Frischluft zuführen, wobei die Brennstoffzufuhr durch Einspritzung in die Leitung 9 erfolgt, was den Vorteil hätte, daß nur eine Einspritzvorrichtung für beide Zylinder benötigt würde. Die Maschine könnte natürlich mehrere Gruppen von je zwei Zylindern besitzen.

Die automatischen Ventile, wie in Fig. 5 beschrieben, könnten natürlich auch in anderen Ausführungsformen Verwendung finden.

Um das unerwünschte Reflektieren der ausströmenden Gaswelle in die Leitung 9 zu verhindern, kann in der Nähe der Enden dieser Leitung eine taschenförmige Aussparung vorgesehen werden. Diese Aussparungen könnten sich auch in den Kolben befinden und so angeordnet sein, daß sie während der Phase der kurzzeitigen Verbindung den Schlitzen 8 bzw. 18 gegenüberliegen. Vorteilhafterweise könnten diese Aussparungen in die Leitung 9 münden, und zwar mit einer Öffnung merklich kleineren Querschnitts, als der innere Querschnitt der Aussparung.

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PATENTANWALT DIPL.-PHYS. WILLY LORENZ Hubertusstr. 83 Vz ■ D-8035 Gauting · S¹ (089) 8 50 25 24 · Telex 5 21 707 lore d · ♦ Brevet · Telekopierer X 400

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Motosacoche S.A. 29. März 1977

Genf (Schweiz) Meine Akte: m 79-j.DT

Patentansprüche

Zwei takt-Brennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Gruppe von zwei Zylindern, in denen je ein Kolben eine Arbeitskammer abgrenzt, wobei die Arbeitstakte der beiden Zylinder regelmäßig abwechseln und jede Arbeitskammer mindestens eine Auslaßvorrichtung und einen Einlaßschlitz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitskammern durch eine Leitung (9) miteinander verbunden sind, die jeweils in die Einlaßschlitze (8,18) mündet, deren Öffnungszeiten sich überschneiden und so eine kurzzeitige Verbindung zwischen den beiden Arbeitskammern herstellen, wobei unter jedem Kolben Frischgas-Zuführungen vorgesehen sind, welche die von außen kommenden Frischgase durch die Leitung (9) dem zu spülenden Zylinder über eine in der Wand jedes Kolbens befindliche Öffnung (2,12) zuführen, die in der letzten Phase des Kolbenhubes bis zum oberen Totpunkt den Einlaßschlitzen (8,18) gegenüberliegt, so daß die Restenergie der Verbrennungsgase eines Zylinders zum Überfüllen des anderen und anschließend zu seiner eigenen Spülung verwendet wird.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen unterhalb des Kolbens aus Frischgaszuleitungen (7,17) bestehen, die von einem automatischen Ventil geöffnet werden, das eine der Normalbewegung entgegengesetzte Bewegung der Frisch gase verhindert.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Kolbenwand das Ende eines im Kolben verlaufenden

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Durchlasses (20) darstellt, der zu einem Schlitz im Frischgaszuleitungsrohr (7,17) hinführt und zur Kühlung des Kolbens dient.
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (9) von mehreren unterschiedlich langen
Rohren gebildet wird, die die Einlaßschlitze (8,18) verbinden.
5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nahe den Enden der Verbindungsleitung eine taschenförmige Aussparung vorgesehen ist, die ein Reflektieren der Verbrennungsgaswelle dämpft und die Spülung der Leitung in der normalen Bewegungsrichtung einleitet.

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