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Zweitaktexplosionskraftmaschine mit steuerndem, den Arbeitskolben
umgebenden Ringschieber. Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktexplosionskraftmaschine
mit steuerndem, den Arbeitskolben umgebenden Ringschieber, bei der der steuernde
Ringschieber gleichzeitig den Kolben der Absaugpumpe bildet und sich unabhängig
vom Hauptkolben bewegt. Soweit Kraftmaschinen dieser Art bekanntgeworden sind, arbeitet
die Pumpe als Saug- und Druckpumpe, die entweder Frischluft oder das Gasluftgemisch
ansaugt und es komprimiert oder nicht komprimiert in den Zylinder schiebt.
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Im Unterschied hierzu ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
der mit Einlaßöffnungen für das Gasluftgemisch und mit Auslaßöf£nungen für den in
zwei Phasen erfolgenden Auspuff versehene Ringschieber, der am unteren Ende in bekannter
Weise als Pumpenkolben ausgebildet ist, eine Pumpe bildet, welche die nach dem ersten
Auspuff im Zylinder verbleibenden verbrannten Gase in den Pumpenraum saugt, wobei
die Bewegung des Schiebers durch ein Exzenter der Motorwelle erfolgt, welches mit
seiner Stange seitlich zur Zylinderachse am Schieber angreift.
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Durch den seitlichen Angriff der Exzenterstange wird eine eigenartige
neue Wirkung erzielt. Wie bekannt, wird bei einem Explosionsmotor das Maximum der
Wirkung erreicht, wenn die Verzögerung des Schließens des Zulaßkanals ungefähr gleich
ist der Voreilung bei der öffnung des Auspuffkanals, also ungefähr % bis 1t7 des
Kolbenhubes beträgt. Dieser Bedingung wird durch die seitliche Verschiebung des
Angriffspunktes des Exzenterzapfens entsprochen. Bei normaler Lage des Angriffspunktes
würde stets eine zu große Verzögerung beim Schließen des Zulaßkanals vorhanden sein,
so daß ein Zurücktreten des Gasluftgemisches in den Vergaser stattfinden müßte.
Durch den seitlichen Angriff der den Schieber antreibenden Exzenterstange wird aber
eine schnellere Aufwärtsbewegung des Schiebers und dadurch ein rechtzeitiges Schließen
des Zulaßkanals erzielt.
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Der seitliche Angriff der den Schieber antreibenden Exzenterstange
hat auch den folgenden Vorzug: Der bei Aufwärtsbewegung des Schiebers zu überwindende
Widerstand ist wesentlich größer als der bei der Abwärtsbewegung, weil das Schiebergewicht
hinzukommt. Ist der Schieberantrieb wie bei der Erfindung seitlich angeordnet, so
steht die Schieberstange während des größten Teiles des Schieberaufwärtsganges _
annähernd senkrecht unter dem Schieber und kann infolgedessen besser wirken als
in der schrägen Lage bei normaler Lage des Angriffspunktes.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf den Zeichnungen dargestellt.
Die
Fig. i bis q. zeigen senkrechte Zylinderschnitte.
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In Fig. i hat der Arbeitskolben das Ende des Aufwärtshubes erreicht,
und es ist der Augenblick dargestellt, in dem einerseits die Zündung erfolgt und
anderseits die verbrannten Gase von dem Pumpenkolben aus dem ringförmigen Pumpenraum
vollständig ausgestoßen sind.
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In Fig. 2 hat der Ringschieber die Kanäle für die erste Auspuffperiode
geöffnet und der Pumpenkolben am unteren Ende des Ringschiebers hat die Herstellung
des Unterdrucks in der Pumpe begonnen.
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In Fig. 3 ist die Lage des Ringschiebers und des Arbeitskolbens für
die zweite Auspuffperiode- gezeigt. Mit diesem letzten Teil des Auspuffes beginnt
oben der Eintritt des Gasluftgemisches in den Zylinder durch die von dem Ringschieber
geöffneten Eintrittskanäle. -In Fig. q. ist der Ausstoß der verbrannten Gase aus
dem Pumpenraum nach außen und der Beginn der Kompression des. Gasluftgemisches dargestellt.
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Die Fig. S und 6 zeigen Querschnitte durch den Zylinder nach den Linien
5=5 und 6-6 in den Fig. i und 3.
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Der Zylinder ist mit zwei verschiedenen Bohrungen versehen. Der obere
Teil A mit der kleineren Bohrung ist der eigentliche Zylinder, und der untere Teil
B mit der größeren Bohrung, der konzentrisch zu dem oberen Teil liegt, bildet das
Gehäuse einer Pumpe zum Ansaugen und zum Ausstoßen der verbrannten Gase. Die Hubvolumen
beider ZylinderteFTeA und B stehen in solehe= Verhältnis zueinander, daß eine möglichst
vollkommene Füllung des Zylinders A gesichert ist. In dem Zylinder A ist eine Kreisiiffnung
C vorgesehen, die den Zylinder mit dein Ringraum Cl verbindet, in den das durch
die Rohrleitung -D zugeführte Gaslu£tgemisch einströmt. Unterhalb dieses Ringraumes
Cl befindet sich ein zweiter Ringraum E zur Aufnahme für die in die LeitungF ausgestoßenen
verbrannten Gase.
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Der Zylinder B ist an seinem oberen Ende mit einer Öffnung G versehen,
die ihn mit einem Sammelraum Ff verbindet.
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In den Zylinder A ist ein Ringschieber .f eingesetzt, Giessen unteres
Ende den Kolben I irrt Pumpengehäuse B bildet. Dieser Ringschieber hat am seinem
oberen Ende im Kreise angeordnete Öffnungen K und ist ebenso in seiner Mitte mit
im Kreise angeordnetes Öffnungen L versehen. Der Kolben d am unteren Ende
wird von einer kreisrunden Schulter gehildet, in die Dichtungsringe eingelagert
sind.
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Der Ringschieber erhält mittels eines von der Motorwelle getriebenen
Exzenterantriebes eine hin und her gehende Bewegung von ungleichmäßiger Geschwindigkeit.
Der Angriffspunkt P der Schubstange des Ringschiebers ist stark seitlich von der
Schieberachse weggerückt.
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Die Erfahrung hat für die günstigste Anordnung des Angriffspunktes
der Schieberstange am Schieber eine. Verschiebung um g° nach links ergeben. Der
Exzentertotpunkt wird dadurch um g° nach rechts verlegt, derart, daß der Schieber
um g° mit Bezug auf den Arbeitskolben früher mit der Aufwärtsbewegung beginnt, als
bei normaler Anordnung dies Angriffspunktes, und das erforderliche Schließen des
Kanals entsprechend schneller erfolgt.
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Der Schieber setzt hintereinander die Öffnungen L mit dem Kanal M
(Fig. 2) und die Öffnungen K mit dem Einlaßkanal C des Zylinders (Fig. 3) in Verbindung.
Durch den Kanal M strömen die Abgase in der ersten Auspuffperiode aus. Im Verlauf
der Weiterbewegung des Schiebers stellen die öffnungen L außerdem die Verbindung
des Zylinders A mit dem unter Unterdruck stehenden Raum N der Pumpe
B her (Fig. 3).
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Bei dieser Bewegung des Schiebers saugt der Pumpenkolben im Verlauf
der zweiten Auspuffperiode die verbrannten Gase aus dem Zylinder in den Raum l-
der Pumpe 'und stößt sie hinterher aus der Pumpe aus.
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Im Augenblick der Zündung (Fig. i) sind die Einlaßöffnungen C und
die Auslaßöf£niingen M durch den Schieber geschlossen. Die Einlaßöfnungen K und
die Auslaßäffnungen L des Schiebers sind ebenfalls geschlossen, urid zwar liegen
die einen zwischen der Wand des Zylinders A und der Wand des Zylindermantels 0,
und die anderen zwischen dem Arbeitskolben und der Zylinderwand. Nach der Zündung
beginnen der Asbeits= kolben und ebenso der Schieber 1 mit dem Abwärtsgang und kommen
beide in eine Lage, in der die Cfnungen L des Schiebers frei liegen und die Verbindung
des Zylinders E4 mit dem Ringraum E durch die öffnun- ?l1 herstellen (Feg: 2). Damit
beginnt die erste Periode des Auspuffes der verbrannten Gase. Bei -Fortsetzung der
Abvärtsbewegung des Arbeitskalbens und des Schiebers stellen die Öffnungen L dann
die Verbindung des Zylinders A mit dein Raum N der Pumpe B her (Fig. i), in den
hinein der Rest der Abgase im ZvlinderA gesaugt wird. Der Unterdruck im Raum
N wird bei Abwärtsgang des Schiebers l durch den Kolben J der Pumpe erzeugt. Gleichzeitig
mit dieser zweiten Periode des Auspuffes beginnt der Einlaß des frischen G'asluftgemisches
durch die Öffnungen K des
Schiebers, die den Zylinder durch die
Kreisöffnung C mit dem Ringraum Cl in Verbindung setzen.
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Sobald der Arbeitskolben und auch der Schieber I nach Vollendung des
Abwärtshubes mit dem Aufwärtsgang beginnen, werden die öffnungen K und L nacheinander
geschlossen. Ihr Schließen erfolgt aber erst nach einer Zeit, die unter allen Umständen
zur vollständigen Füllung des - Zylinders mit frischem Gasluftgemisch genügt. Es
wird dies erreicht durch die aus der Achse des Schiebers seitlich verschobene Lage
seines Angriffspunktes. Fig. q. zeigt die Lage des Schiebers und des Arbeitskolbens
während ihrer Aufwärtsbewegung und im Augenblick des Schließens der öffnungen K
und L.
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In der Folge komprimiert der Arbeitskolben im Verlauf seiner Aufwärtsbewegung
das frische Gasluftgemisch im Zylinder, bis er wieder seine höchste Stellung erreicht
(Fig. i) und die Zündung erfolgt.
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Bei der Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens und des Schiebers I werden
die in den Raum N gesaugten Abgase von dem Kolben l am Schieber I ausgestoßen.-
Sie strömen durch den Kanal G in die Auspuffleitung H. Der Kanal G ist im übrigen
selbstverständlich während Herstellung des Unterdrucks in der Pumpe und Einsaugung
der Abgase geschlossen, und zwar wird hierfür ein Ringschieber R benutzt, dessen
hin und her gehende Bewegung mittels Hebel und Stange erfolgt, die von einem Exzenter
auf der Motorwelle bewegt werden. Dieses Getriebe ist schematisch in den Fig. i
bis q. dargestellt.