DE2907533A1

DE2907533A1 - Anordnung zum spuelen und laden der zylinder einer zweitaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2907533A1
Application number: DE19792907533
Authority: DE
Inventors: Anton Steiger
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1980-11-20
Also published as: DK59080A; DE2907533C2; IT1148752B; IT8019805A0; CH638592A5; GB2043172A; GB2043172B; JPS55117028A; DK147380B; JPS5920849B2

Description

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Anordnung zum Spülen und Laden der Zylinder einer Zweitaktbrennkraftmaschine .

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Spülen und Laden der Zylinder einer Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, gemäss Oberbegriff von Anspruch 1.

Bekanntlich wird eine optimale Spülung und Füllung der Zylinder einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit Luft oder einem Brennstoff -Luftgemisch theoretisch dann erreicht, wenn eine maximale Spülluftmenge als über den Zylinderquerschnitt möglichst geschlossener Kolben in den Zylinderraum einströmt und nach dem Verdrängerprinzip das darin befindliche Verbrennungsgas ausschiebt. Dafür ist es notwendig, dass einerseits die Oeffnung der Luftkanäle eine maximale Netto-Durchtrittsfläche - diese ist das Produkt aus der geometrischen Durchtrittsfläche und dem Durchflusskoeffizienten - ergibt und andererseits der verdrängende Strömungskolben möglichst weitgehend in sich geschlossen bleibt und möglichst wenig in einzelne Stromfäden und/oder Wirbel aufgelöst wird, d.h. die beim Einströmen von Luft oder Gasgemisch in den mit Verbrennungsgasen gefüllten Zylinderraum entstehende Mischzone möglichst kurz gehalten wird.

Mit keinem der bisher bekannten Spülsysteme (H. List "Der Ladungswechsel der Verbrennungskraftmaschine", 2. Teil, (Wien 1950), Seite 122; P. H. Schweitzer "Scavenging of Two Stroke Cycle Diesel Engines" (New York 1973), Seite 16} "Shipbuilding and Shipping Record" (März 1937), Seite 382) ist eine derartige Verdrängungsspülung auch nur annähernd erreicht worden. Von den bekannten Spülsystemen, bei-denen die Luft den Zylinderraum in einer, in Richtung der Zylinderachse verlaufenden, axialen Länasströmung spült, sind die

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in neuerer Zeit bevorzugten Anordnungen, bei denen auf dem Umfang des Zylindermantels vom Kolben direkt gesteuerte Eintrittsschlitze und im Bereich des Zylinderdeckels fremdgesteuerte Austrittsöffnungen vorhanden sind - die Spülung also in gleicher Richtung wie ein Verdichtungshub der Maschine erfolgt -, für die Ausbildung eines als Verdränger wirkenden Luftkolbens nur wenig oder gar nicht geeignet. Bei diesen Systemen muss infolge der im wesentlichen radial gerichteten Strömung der Spülluft in den Eintrittsschlitzen ein Drall aufgezwungen werden, um eine stabile Axialströmung zu erzielen; dieser Drall verhindert bzw. erschwert die Ausbildung eines den Zylinderquerschnitt möglichst gleichmässig ausfüllenden Verdrängungsluftkolben, weil im Zentrum ein un- bzw. schlecht gespülter Kern verbleibt.

Die in früheren Jahrzehnten verwendeten Spülsysteme mit Längsspülung in umgekehrter Richtung haben als Absperrorgane für die Luftwege entweder - bei Eintrittsschlitzen, die über den Mantelumfang des Zylinders verteilt sind - Radialschieber oder - bei Luftkanälen im Zylinderdeckel - in den Zylinderraum hinein öffnende Ventile. Abgesehen davon, dass auch bei auf dem Umfang verteilten Eintrittsschlitzen im Bereich des Zylinderdeckels ein Drall erzeugt werden muss und daher ein "Verdrängerkolben" nicht gebildet werden kann, bleibt bei den bisher verwendeten Radialschiebern - d.h.

bei Schiebern, bei denen das durchströmende Medium den als Zylindermantel ausgebildeten Schieber in radialer Richtung durchsetzt - konstruktionsbedingt immer ein Spalt zwischen dem Schieber und der Zylinderwand, so dass bei der Verdichtung der Luft, der Verbrennung und der Expansion im Zylinder ein ventilsitzartiges Anliegen des Schiebers an der Zylinderwand nicht erreicht werden kann. Auch bei aufwendigster Bearbeitung und Herstellung der Schieber kann daher eine mit Ventilen vergleichbare Abdichtung des Verbrennungsraumes durch diese Schieberkonstruktion nicht erreicht werden.

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Bei der Verwendung von durch den Zylinderdeckel hindurchgehenden, durch Ventile verschliessbaren Luftkanälen erzwingen die einem glatten Einströmen der Luft als Hindernis im Wege stehenden Ventilkörper eine zweimalige Umlenkung des einströmenden Gases.· Dadurch werden in den Gasstrom solche Störungen induziert, dass er in eine Vielzahl einzelner Stromfäden zerrissen wird, die Mischzone ausgedehnt und relativ lang wird, und es daher zur Ausbildung eines "Verdrängerkolbens" nur beschränkt kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Spülen und Laden zu schaffen, bei der soweit wie möglich ein Verdrängerluftkolben aufgebaut wird} darüberhinaus sollen die Absperrorgane der Luftkanäle im Zylinderraum _φχη geschlossener Stellung eine ventilartige Dichtwirkung haben, ohne dass die geschilderten Störungen in der Luftströmung auftreten. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 beanspruchten Merkmale gelöst.

Am brennraumseitigen Boden des Zylinderdeckels befindliche, durch Vorspannung spielfrei gehaltene Axialschieber, die von dem spülenden und füllenden Medium in Richtung ihrer Achse durchströmt werden, werden durch den Zünddruck im Zylitiderraum gegen den Zylinderdeckel gepresst, wobei sie wie ein Ventil auf dem Zylinderdeckel aufliegen. Sobald sich der Druck im Zylinder - beispielsweise nach dem Vorauspuff durch Oeffnen der Auspuffschlitze bei sich abwärts bewegenden Kolben - abgebaut hat, ist der Schieber entlastet. Er führt seine Bewegungen dann zwar spielfrei am Zylinderdeckel anliegend aber im entlasteten Zustand aus. Bezüglich der Abdichtung hat die neue Konstruktion daher die Vorteile von Ventilen, hinsichtlich der Bewegung diejenigen von Schiebern.

Die Verwendung von Axialschiebern und die beanspruchte Verteilung der Luftkanäle ermöglichen darüberhinaus, eine Vielzahl von Luftkanälen - mit Vorteil werden mindestens 10

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Luftkanäle, verteilt auf mindestens zwei konzentrische Kreise, vorgesehen - und gegebenenfalls zugehörigen Durchtrittsöffnungen in den Schiebern auf der begrenzten - häufig noch das Brennstoff-Einspritzventil aufnehmenden - Quer-Schnittsfläche des Zyliriderraums bzw. -deckeis unterzubringen.

Das Merkmal querablenkungsfrei ist relativ zu der Achse des Luftkanals zu verstehen und nicht bezogen auf die Zylinderachse der Maschine; durch die bei jedem Austritt aus einem Luftkanal entstehende, unvermeidbare Aufweitung der Strahlen ist eine absolut querablenkungsfreie Strömung nur innerhalb des Kanales möglich.

Der Durchflusskoeffizient ist wegen des Fehlens von Querablenkungen beträchtlich erhöht, so dass sich insgesamt eine maximale Hettodurchtrittsfläche für die in den Zylinderraum eintretende Strömung ergibt. Es ist somit sichergestellt, dass eine möglichst grosse Luft- bzw. Gasgemischmenge durch den Zylinderdeckel in Achsrichtung des Zylinders, d.h. ohne Radialkomponenten, weitgehend gleichmässig über den Zylinderquerschnitt verteilt, in den Zylinderraum einströmt.

Die erwünschten Eigenschaften der Strömung lassen sich weiter verbessern, wenn die Einlaufprofile der Luftkanäle im Zylinderdeckel so gestaltet sind, dass beim Eintritt in die Luftkanäle eine ablösungsarme Strömung erreicht wird, und/oder wenn die austrittsseitigen Enden der Luftkanäle bzw. der Durchtrittsöffnungen so ausgebildet sind, dass eine im Sinne einer homogenen Ausspülung optimale Aufweitung der in den Zylinderraum eintretenden Luftströmung erreicht wird? beides lässt sich beispielsweise durch leicht trichterförmiges Abrunden der Einlauf- bzw. Austrittskanten der Luftkanäle in dem bzw. aus dem Zylinderdeckel oder der Durchtrittsöf fnungen des oder der Axialschieber erreichen. Eine optimale Aufweitung der Strahlen - wobei "optimal" im Sinne einer

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homogenen Ausspülung zu verstehen ist - ist gegeben, wenn die sich aufweitenden Strahlen nach kurzer Anlaufstrecke den ganzen Querschnitt des Zylinderraumes möglichst gleichmassig überdecken und dabei auf dieser Strecke soviel ihrer individuellen Strömungsenergie verlieren, dass sie sich gegenseitig nicht durch Verwirbelungen stören.

Für die Spülung und Füllung des Zylinders wird mit der ■ neuen Anordnung weiterhin der sogenannte Zeitquerschnitt ins Gewicht fallend vergrössert, aus dem sich dann der resultierende Ersatzquerschnitt für die Spülströmung errechnen lässt, der ein einfaches Mass für den während des Spülvorganges vorhandenen Strömungswiderstand ist. Der Zeitquerschnitt, der bekanntlich als das auf eine Umdrehung der Kurbelwelle bezogene Integral aus dem Produkt der Zeit mit der momentanen Querschnittsfläche der Strömungsöffnung ist, spiegelt so, für gegebene Steuerzeiten, den von der Spülströmung zu überwindenden Widerstand wieder; er lässt sich veranschaulichen - für die in den Zylinderraum eintretende Strömung - als die Fläche unter der Kurve e der Fig. 10, in der der Oeffnungsquerschnitt der Auspuffschlitze (Kurve a) und der Eintrittsöffnungen (Kurve e) in Abhängigkeit vom Winkel Ot der Kurbelwelle, also von der Zeit, skizziert sind.

Der vergrösserte Zeitquerschnitt ist also gleichbedeutend mit einem erheblich reduzierten Strömungswiderstand in der Gasströmung; der für den Spülvorgang benötigte Kurbelwinkel kann somit kleiner ausgelegt und dadurch der Nutzhub verlängert werden. Durch die Verdrängung ohne grosse Vermischung mit der Spülluft bleiben die Auspuffgase schliesslich heisser, es ergibt sich dadurch eine höhere Abgasturbinenleistung und, bei entsprechender Abwärmenutzung, ein höherer Gesamtwirkungsgrad.

Es ist ferner bekannt, dass die Verdrängungsspülung einen höheren Reinheitsgrad bei gegebenem Spülluftüberschuss er-

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gibt als alle anderen Spülarten. Dies hat zur Folge, dass für die Verbrennung bei gleichem motorischen Mitteldruck und gleichem Aufladedruck mehr Luft zur Verfügung steht, was sich in einer Senkung des spezifischen Brennstoffverbrauchs niederschlägt. · .

Ein weiterer Vorteil des neuen Spülsystems ist, dass das bei Ventilen auftretende Einklemmen von festen Verbrennungsrückständen vermieden wird, weil, solche von den Oeffnungen der Luftkanäle durch den Schieber immer wieder abgestreift werden, zu welchem Zweck alle dem Zylinderdeckel zugewandten Kanten des oder der Axialschieber und/oder alle den Schiebern zugewandten Kanten des Zylinderdeckels vorteilhaft scharfkantig ausgebildet sein können.

Weiterhin lässt sich mit der neuen Anordnung durch Steuerung auf der Luftseite - beispielsweise durch Anwendung des bekannten "Schwingrohr"-Prinzips oder durch mechanische Steuermittel, wie Rückschlagklappen, eine Nachladung des Zylindersbewirken. Das Schwingrohr-Prinzip besteht bekanntlich darin, die Abmessungen der Luftzuführungen zu dem Zylinderdeckel so auf die Oeffnungsperiode der Lufteintrittsöffnungen in den Zylinderraum abzustimmen, dass die in den Zuführungen in Längsrichtung hin- und herschwingende Luftsäule kurz vor dem Schliessen der Eintrittsöffnungen, d.h. nach dem Schliessen der Auspuffschlitze durch den sich abwärtsbewegenden Kolben,- also im Zeitbereich η in Pig. IO eine in den Zylinderraum hineingerichtete Halbperiode hat.

Ein maximaler Gesamtöffnungsquerschnitt für die Luftkanäle und gleichzeitig eine ausreichende Auflagefläche des oder der Axialschieber auf dem Zylinderdeckel lassen nur wenig Möglichkeiten für die Form der Luftkanäle und der Durchtrittsöffnungen in dem oder den Axialschiebern und für die Anbringung und Bewegung der Stellelemente oder Mitnehmer-Organe zu, durch die die oszillierende Bewegung des oder

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der Schieber bewirkt wird; für die Luftkanäle ergeben sich daher - abgesehen von schwierig herzustellenden, komplizierten Formen - vorteilhafterweise kreisförmige Querschnitte» so dass die Luftkanäle zweckmässigerweise aus mindestens zwei Reihen konzentrisch zur-Zylinderachse auf je einem Kreisumfang gleichmässig verteilter Längsbohrungen mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern bestehen. Dabei kann dann weiterhin ein einziger Axialschieber vorhanden sein, der in Zahl und Grosse zu den Längsbohrungen im Zylinderdeckel korrespondierende Durchtrittsöffnungen aufweist, wobei die Durchmesser der Längsbohrungen und der Durchtrittsöffnungen kleiner sind als die halbe Teilung der Längsbohrungen in der zugehörigen Reihe.

Die Mitnehmerorgane für den oder die Axialschieber werden zweckmässig so angeordnet und ausgebildet, dass sie keinen oder höchstens einen geringen Widerstand in der Strömung erzeugen; sie können beispielsweise durch den Zylinderdeckel hindurchgehende Mitnehmerstifte sein, die die vorhandenen Luftkanäle durchgreifen können und über die die Axialschieber mit Hilfe von vorgespannten, elastischen Elementen am Zylinderdeckel anliegen; darüberhinaus können für die Mitnehmerstifte Zusatzbohrungen vorhanden und so ausgebildet sein, dass sie einen gewissen Ueberlauf in offener und/oder geschlossener Stellung zulassen, d.h. sich mit Spiel ohne Anschlag im Zylinderdeckel bewegen; für die Schiebersteuerung lassen sich dann zweckmässigerweise einfache, hydraulische Steuermittel handelsüblicher Art einsetzen, da in dem oder den Axialschiebern selbst keine, die präzise Stellung des oder der Axialschieber festlegenden Anschläge vorhanden sein müssen, sondern diese Festlegung in das hydraulische System verlegt sein kann. Schliesslich lässt sich eine Verbesserung der Verbrennung durch Ausbildung einer an sich bekannten Torusturbulenz mit der Massnahme erreichen, dass der Axialschieber die Längsbohrungen zweier Reihen zu verschiedenen Zeitpunkten freigibt bzw. schliesst, was bei-

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spielsweise durch geringfügige geometrische Versetzungen der Durchtrittsöffnungen und der Längsbohrungen der einen Reihe relativ zu einer anderen realisiert wird.

Im folgenden wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt durch einen Zylinder einer Brennkraftmaschine gemäss der Schnittlinie I-I von Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ist der Schnitt II-II von Fig. 1, wobei in beiden Figuren die linke Hälfte den Axialschieber in Offenstellung der Luftkanäle wiedergibt, während die rechte Seite in einem, hinsichtlich des Kolbenhubs praktisch nicht verschiedenen - beispielsweise relativ zur linken Hälfte unmittelbar vorhergehenden - Zeitpunktdie Anordnung mit geschlossenem Axialschieber darstellt.

Fig. 3 ist ein Schnitt III-III von Fig. 1;

Fig. 4 gibt in einem Ausschnitt eine Aufsicht auf einen Zylinderdeckel vom Zylinderraum her wieder und stellt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, bei dem jeder einzelne Luftkanal durch einen eigenen Axialschieber verschlossen ist?

Fig. 5 zeigt in gleicher Darstellung das zweite Ausführungsbeispiel bei geöffneten Luftkanälen\

Fig. 6 bzw. 7 sind die Schnitte VI-VI bzw. VII-VII von Fig. 4 bzw. 5?

Fig. 8 stellt eine Ansicht von Fig. 6 in Richtung des Pfeiles B dar·,

Fig. 9 gibt für das zweite Ausführungsbeispiel eine der Fig. 3 entsprechende Aufsicht auf den Zylinderdeckel von aussen wieder, während in -

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Fig. 10 schliesslich in skizzenhafter Darstellung der Verläufe der. Oeffnungsquerschnitte Q der Auspuffschlitze (Kurve a) und der Luftkanäle (Kurve e) in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel Oi - und damit in Abhängigkeit van der Zeit - wiedergegeben sind.

Der Brenn- oder Zylinderraum 1 eines Zylinders 2 eines nicht weiter dargestellten Dieselmotors ist nach oben durch einen Zylinderdeckel 3 abgeschlossen, in dessen Zentrum eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 4 angedeutet ist. Im Mantel des Zylinders 2 sind Auspuffschlitze 5 vorhanden, die durch den Kolben 6 beim Abwärtshub freigegeben und beim Verdichtungshub wieder geschlossen werden.

Im Zylinderdeckel 3 sind Luftkanäle 7 für die Zuführung von Luft - bei Dieselmotoren - oder von Luftbrennstoffgemisch - bei Ottomotoren - vorgesehen. Die Luftkanäle 7 sind in zwei zur Zylinderachse konzentrischen Reihen 9 und 10 (Fig. 2) angeordnet und als Längsbohrungen im Zylinderdeckel 3 ausgeführt; sie haben in beiden Reihen 9 und 10 unterschiedliche Durchmesser. Durch sie wird der Zylinder 1 mit einer schematisch angedeuteten Luftkammer 8 verbunden. Das gesteuerte Oeffnen und Schliessen der Luftkanäle oder Längsbohrungen 7 erfolgt durch einen Axialschieber 11, in welchem in Anordnung, Form und Grosse zu den Längsbohrungen 7 korrespondierende Durchtrittsöffnungen 12 vorhanden sind.

Der Axialschieber 11 ist in eine ringförmige Vertiefung im Zylinderdeckel 3 eingelassen und durch die Längsbohrungen 7 durchsetzende Mitnehmerorgane oder -stifte 14 gehalten. Diese Mitnehmerstifte 14 werden ihrerseits durch blattfedernartige, elastische Stellarme 15 getragen, die unter Vorspannung stehen und ein Anliegen des Axialschiebers 11 in axialer Richtung am Boden des Zylinderdeckels 3 bewirken, auch wenn im Zylinderraum 1 ein Unterdruck vorhanden ist.

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Alle blattfedernartigen Stellarme 15 sind verbunden mit einer Stellbüchse 16,.an der ein nicht dargestellter Stellantrieb für das Oeffnen und Schliessen des Axialschiebers angreift, was durch einen Drehhebel 17 schematisch angedeutet ist. Der Antrieb," der vorzugsweise in einer handelsüblichen hydraulischen Vorrichtung besteht., versetzt den Axialschieber 11 in eine, dem Arbeitstakt der Maschine entsprechende intermittierende Bewegung, die im vorliegenden Beispiel oszillierend ist, jedoch bei anderen Konstruktionen auch fortschreitend sein kann.

Um einen ungestörten Einlauf der Luft in die Bohrungen 7 des ZylinderdeckeIs 3 zu ermöglichen, sind die Blattfedern so geformt und geführt, dass sie - zumindestens in der Offenstellung des Axialschiebers 11 - die Querschnitte der Längsbohrungen 7 nicht tangieren (Fig. 3).

Um den Strömungsverlauf nicht zu stören, ist es weiterhin notwendig, dass die Mitnehmerstifte 14 in den Endlagen des oszillierenden Axialschiebers 11 ausserhalb der Längsbohrungen 7 liegen? für sie sind im Zylinderdeckel-3 daher parallel zu den Längsbohrungen 7 verlaufende, aus fabrikatorischen Gründen ebenfalls gebohrte, zusätzliche Kanäle oder Zusatzbohrungen 18 vorgesehen, die auf einem Teil ihres ümfangs sich mit den Längsbohrungen 7 überschneiden " und zu ihnen hin offen sind. An den Längsbohrungen 7, durch die sich während einer Bewegung des Schiebers 11 ein Mitnehmerstift 14 längs eines Kreisbogens bewegt, sind auf diese Weise die Mitnehmer 14 in den Endlagen des Axialschiebers 11 aufnehmende Nebenkammern vorhanden* Lage und Durchmesser der Zusatzbohrungen oder Nebenkammern 18 sind so gewählt, dass die Mitnehmerstifte 14 einerseits vollständig aus dem Querschnitt der luftführenden Längsbohrungen 7 verschwinden, wozu die von ihnen durchlaufende Kreisbahn grösseren Durchmesser besitzen muss als der die Mittelpunkte der Längsbohrung 7 verbindende Kreis der zugehörigen

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Bohrungsreihe 9; andererseits liegen die Mitnehmerstifte 14 allseitig frei in den Zusatzbohrungen 18, d.h. sie schlagen nicht an deren Wände an. Die Anzahl der Mitnehmerstifte 14 kann ein Minimum, im vorliegenden Fall 4, bis zu einem Maximum, d.h. alle Längsbohrungen 7, umfassen.

Wie Fig. 2 erkennen lässt, sind die Längsbohrungen 7 in den beiden Reihen 9 und 10 möglichst gleichmässig und symmetrisch über den Querschnitt des Zylinderraums 1 bzw. des Zylinderdeckels 3 verteilt, um mit Hilfe von einer Vielzahl von Luftstrahlen eine über den Querschnitt möglichst gleichmassige Füllung des Zylinderraums 1 zu erreichen. Die Grosse und Zahl der Längsbohrungen 7 sind einerseits durch die Forderung nach einem möglichst grossen Gesamtöffnungsquerschnitt bestimmt, um bei gegebenem Spülluftvolumen möglichst geringe Strömungsgeschwindigkeiten und damit ein sanftes Einströmen der einzelnen Luftstrahlen zu erhalten* sie wird andererseits von der gegenteiligen Forderung begrenzt, dass bei geschlossenem Axialschieber 11 eine für die Abdichtung des Zylinderraums 1 notwendige Ueberdeckung zwischen den Längsbohrungen 7 - unter Einschluss der Zusatzbohrungen 18 - und den Durchtrittsöffnungen 12 im Axialschieber 11 vorhanden sein muss. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist für die Anordnung der Längsbohrungen 7 in beiden Reihen 9 und

10 eine 8er Teilung gewählt, so dass die oszillierende Drehbewegung des Schiebers 11 22,5 Beträgt.

Wie bereits erwähnt, zeigen die linken Hälften der Fig. 1 und 2 eine Offenstellung des Axialschiebers 11, während die rechten Seiten die Lage der Bohrungen 7 und 18 relativ zu den Durchströmöffnungen 12 bei geschlossenem Schieber 11 wiedergeben, wobei sich aus Fig. 2 die in dieser Stellung vorhandenen Ueberdeckungen zwischen den Bohrungen 7 und 18 einerseits und den Durchtrittsöffnungen 12 des Axialschiebers

11 andererseits erkennen lassen, und wobei die Mindestüberdeckung zwischen den Bohrungen 18 und den Oeffnungen 12 gegeben ist.

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Da die Bewegung des Axialschiebers 11 nicht direkt vom Kolben 6 bzw. direkt von der Kurbelwelle her erfolgt, sondern von dieser lediglich der hydraulische Antrieb für die Drehbewegung des Axialschiebers 11 gesteuert wird, kann das Oeffnen und Schliessen des Schiebers 11 fast augenblicklich, d.h. in sehr kurzer Zeit, erfolgen, während der Kolben 6 sich innerhalb des Zylinders 1 praktisch kaum bewegt hat.

Um sowohl am Einlauf der Strömung in die Längsbohrungen 7, als auch bei ihrem Eintritt in den Zylinderraum 1 Störungen des glatten StrömungsVerlaufs und - bezüglich der Achse der Längsbohrungen 7 - Querablenkungen sowie Ablösungen soweit wie möglich zu vermeiden, sind die Einlaufkanten 19 der Längsbohrungen 7 und die Austrittskanten 20 der Durchtrittsöffnungen 12 leicht trichterförmig abgerundet} dagegen sind die einander zugewandten Kanten 21 und 22 (Fig. 7) der Bohrungen 7 und der Oeffnungen 12 - bzw. der Axialschieber 24 im zweiten Beispiel - scharfkantig ausgebildet, womit erreicht wird, dass bei den Schieberbewegungen evtl. an diesen Kanten haftende Verbrennungsrüekstände abgestreift werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 9 ist der einzige Axialschieber 11 nach Fig. 1 ersetzt durch je einen Axialschieber 24 für jeden Luftkanal 7, der wiederum als Längsbohrung durch den Zylinderdeckel 3 geführt ist.

Jeder Axialschieber 24 ist durch ein eigenes Mitnehmerorgan 14, das jeweils in einer getrennten, eigenen Längsbohrung durch den Zylinderdeckel 3 geführt ist, schwenkbar. Er hat in seiner dem Brenn- oder Zylinderraum 1 zugewandten Fläche eine Ausnehmung 25, deren Basisfläche 26 (Fig. 8) als schiefe Ebene ausgebildet ist, auf die beim Schliessen des Axialschiebers 24 ein feststehender Riegel 27 aufläuft; dieser Riegel 27 ist durch eine ebenfalls in einer separaten Bohrung durch den Zylinderdeckel geführte Halterung fixiert, die in der dem Zylincjerraum 1 abgewandten Fläche des

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Ab

Deckels 3 mit Hilfe eines Gewindes und einer Mutter 29 befestigt ist? die separate Bohrung für den Riegel 27 ist durch die axiale Auflage des Riegels 27 gegen den Zylinderinnendruck abgedichtet. Der Riegel 27 hat die Aufgäbe, neben dem extrem exzentrisch angeordneten Stellstift 14 einen zweiten Fixpunkt für den geschlossenen Axialschieber 24 zu bilden; da er aus Platzgründen nicht diametral zum Mitnehmerstift 14 angeordnet sein kann, wenn ohne PlatzVergeudung das Oeffnen der Axialschieber 24 nicht behindert werden soll, ist der Riegel 27 spiegelsymmetrisch zum Mitnehmerstift 14 bezüglich einer durch den Mittelpunkt der jeweiligen Längsbohrung 7 verlaufenden Radialebene zur Zylinderachse gelegen.

Jeder Mitnehmerstift 14, an dem der jeweilige Axialschieber 24 fest angebracht ist, ist über ein, die axiale Vorspannung gewährleistendes Federpaket 30 an seinem aus dem Zylinderdeckel 3 herausragenden freien Ende starr mit einem Schwenkhebel 31 verbunden, der seinerseits mit einem Führungsstift 32 in einem Längsschlitz 34 eines Stellarmes 33 (Fig.

9) eingreift. Je ein Axialschieber 24 jeder kreisförmigen Reihe 9 und-10 ist dabei an einen gemeinsamen Stellarm 33 angeschlossen. Alle Stellarme 33 sind fest an der zentralen Stellbüchse 16 befestigt, die von dem nicht gezeigten Stellantrieb zum gemeinsamen Oeffnen und Schliessen aller Axialschieber 24 in eine oszillierende Rotationsbewegung versetzt wird. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 3, Federelemente 15) sind auch die Stellarme 33 so geformt,dass sie zumindest bei offenen Axialschiebern 24 das Ausströmen der Luft aus der Luftkammer 8 in die Längsbohrungen 7 des Zylinderdeckeis 3 nicht behindern.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, die Längsbohrungen 7 in mehr als zwei Reihen anzuordnen oder mehr als einenAxialschieber mit Durchtritts-

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Öffnungen - aber nicht für jede Längsbohrung 7 einen eigenen Axialschieber' - vorzusehen. Darüberhinaus können die Luftkanäle auch mit ihren untereinander parallelen Achsen nicht parallel - wie in den gezeigten Ausführungsbeispielen -, sondern unter einem Winkel zur Zylinderachse angeordnet sein. Weiterhin ist es denkbar, beispielsweise durch über den Umfang verschieden starke trichterförmige Krümmungen der Austrittskanten 20 der Luftkanäle 7 bzw, der Durchtrittsöffnungen 12 in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Aufweitungen der einzelnen Strahlen zu erzeugen. ·

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Claims

Patentansprüche

( 1.j Anordnung zum Spülen und Laden der Zylinder einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit Luft oder einem Gemisch aus Brennstoff und Luft, wobei durch eine Anzahl Luftkanäle im Zylinderdeckel, die mit Hilfe von mindestens einem gesteuerten Absperrorgan verschliessbar sind, Luft bzw. Gemisch in den Zylinderraum eintritt und dabei durch vom Kolben gesteuerte Auspuffschlitze im Zylindermantel die Verbrennungsgase ausstösst, dadurch gekennzeichnet, dass als Absperrorgan mindestens ein, durch axiale Vorspannung spielfrei gehaltener, intermittierend bewegter Axialschieber (11, 24) am brenn— raumseitigen Boden des Zylinderdeckels (3) angeordnet ist, und dass ferner die Luftkanäle (7) im Zylinderdeckel (3) und gegebenenfalls vorhandene, damit korrespondierende Durchtrittsöffnungen (12) in dem oder den Axialschiebern

(11) in mindestens zwei Reihen (9 und 10) im wesentlicher konzentrisch zur Zylinderachse verteilt angeordnet und so ausgebildet sind, dass die Strömung, bezogen auf die Achse des jeweiligen Luftkanals (7) im wesentlichen querablenkungsfrei in den Zylinderraum (1) eintritt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 10 Luftkanäle (7) auf der Querschnittsfläche des Zylinderdeckels (3) verteilt sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkanäle (7) als Längsbohrungen im Zylinderdeckel (3) ausgeführt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Axialschieber (11) vorhanden ist, der in Zahl und Grosse zu den Luftkanälen (7) im Zylinderdeckel (3) korrespondierende Durchtrittsöffnungen (12) aufweist, wobei

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die Durchmesser der Luftkanäle (7) und der Durchtrittsöffnungen (12) kleiner sind als die halbe Teilung in der zugehörigen Reihe (9, 10).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Axialschieber (11, 24) die Längsbohrungen (7) zweier Reihen zu verschiedenen Zeitpunkten freigibt oder schliesst.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufprofile der Luftkanäle (7) im Zylinderdeckel (3) so gestaltet sind, dass beim Eintritt in die Luftkanäle (7) eine ablösungsarme Strömung erreicht wird.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die austrittsseitigen Enden der Luftkanäle (7) bzw. der Durchtrittsöffnungen (12) so ausgebildet sind, dass eine im Sinne einer homogenen Ausspülung optimale Aufweitung der in den Zylinderraum (1) eintretenden Luftströmung erreicht wird.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle dem Zylinderdeckel (3) zugewandten Kanten (21) des oder der Axialschieber (11, 24) bzw. alle einem Axialschieber (11, 24) zugewandten Kanten (22) des Zylinderdeckels (3) scharfkantig ausgebildet sind.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in dem oder den Axialschiebern (11) befindenden Durchtrittsöffnungen (12) geringfügig grosser im Durchmesser ausgeführt sind als die Luftkanäle (7) im Zylinderdeckel (3).
10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehraerorgane (14) für den oder die Axialschieber (11,

24) so ausgebildet sind, dass sie möglichst geringe zusätzliche Strömungswiderstände erzeugen.

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11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerorgane (14) durch den Zylinderdeckel (3) hindurchführende Mitnehmerstifte (14) sind, über die der oder die Axialschieber (11, 24) mit Hilfe vorgespannten, elastisehen Elementen (15, 30) am brennraumseitigen Boden des Zylinderdeckels (3) anliegen.*
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerstifte (14) die vorhandenen Luftkanäle (7) im Zylinderdeckel (3) durchgreifen.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Zusatzbohrungen (18) für die Mitnehmerstifte (14) vorhanden und so ausgebildet sind, dass sie einen gewissen Ueberlauf in der offenen und in der geschlossenen Stellung zulassen.
14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerantrieb des oder der Axialschieber (11, 24) über eine zentrale Büchse (16) erfolgt.
15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungsquerschnitte der Luftkanäle (7) bzw. der Durchtrittsöffnungen (12) in den einzelnen Reihen (9, 10) verschieden gross sind.

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