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Zweitaktmotor für gasförmige Brennstoffe. Gegenstand vorliegender
Erfindung ist ein Zweitaktmotor für gasförmige Brennstoffe, dessen Drehzahl sich
ohne Zündungsaussetzer in ebenso weiten Grenzen verändern läßt, wie dies bisher
nur beim Viertaktmotor möglich war. Die bisher gebauten Zweitaktmotoren für gasf
örmig e Brennstoffe lassen als Fahrzeugmotoren nur eine ungenügende Veränderung
der Drehzahl zu. Ursache dieser Erscheinung ist die unzureichende Spülung - des
Zylinders bei- nur teilweise geöffneter Vergaserdrossel, sowie die
ungünstige
Bogenführung der frisch eintretenden Gase, welche zu Wirbelbildungen Veranlassung
gibt und eine Vermengung der frischen und verbrauchten Gase herbeiführt. Die Herabsetzung
der Drehzahl bei dieser Bauart bedingt daher eine Qualitätsverschlechterung, des
Ladegemisches, während der Verdichtungsdruck bei allen Drehzahlen der gleiche bleibt.
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Vorliegende Erfindung schafft nun einen Zweitaktmotor für gasförmige
Brennstoffe mit Ladegemischpumpe, Verbindungskanal zwischen Arb,eitszylihd@er und
Ansaugezylinder und Ausbildung des Kolbens als Steuerorgan für Gaseintritt und Gasaustritt,
welcher die genannten Nachteile dadurch beseitigt, daß die Regelung des Verdichtungsdruckes
im Arbeit:;-zylinder mittels eines durch die Kurbelwelle gesteuerten, auf der Deckelseite
des letzteren vorgesehenen Einlaßorgans erfolgt, dessen Abschlußzeitpunkt verändert
werden kann, so daß dasselbe bei der höchsten Drehzahl am kürzesten und bei der
niedrigsten Drehzahl am längsten geöffnet bleibt, wobei die Spii.-lung des Arbeitszylinders
bei allen Drehzahlen unter gleichen Druck- und Volumenverhältnissen vor sich geht.
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Die Veränderung des Abschlußzeitpünktes des Einlaßorgans kann hierbei
durch einen auf der Kurbelwelle sitzenden Nocken und ein mit letzterem in Wechselwirkung
stehendes Profilstück erfolgen, dessen Eingriffslänge mit dem Nocken auf geeignete
Weise verändert werden, kann und auf welchem eine mittels Schwinghebel das in bekannter
Weise unter Federwirkung stehende Einlaßorgan bedienende Stoßstange aufsitzt.
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Die beiliegenden Abbildungen zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, und zwar Abb. t einen Vertikalschnittdurch die Kurbelmitte, Abb. 2
einen teilweisen Vertikalschnitt quer zur Kurbelmitte, Abb.3 die Steuervorrichtung
des Einl.aßorgans in Leerlaufstellung, Abb. 4 die Steuervorrichtung des Einlaßorgans
bei Vollgas.
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Der Gaseinlaßkanal d zum Kurbelgehäuse, welches als Ladegemischpumpe
ausgebildet ist, wird in bekannter Weise durch den Kolben a gesteuert und ist an
einen Gaserzeuger oder .einen automatisch wirkenden Vergaser angeschlossen, der
jedoch im Gegensatz zu der sonst üblichen Bauart keine Drosselungsvorrichtung in
den Zuleitungswegen besitzt, so daß die Ladepumpe bei allen Drehzahlen mit vollem
Vorv erdichtungsdruck arbeiten muß und allezeit eine kräftige, gleichmäßige Spülung
des Arbeitszylinders bewirkt. Die Auspuffschlitze in der Zylinderwand werden ebenfalls
von dem Kolben a gesteuert und sind rings um den ganzen Zylinderumfang verteilt.
Durch diese Anordnung wird ein gleichmäßiges und besonders rasches Abströmen der
verbrannten Gase erzielt. Der Übertritt der frischen Gase vom Kurbelgehäuse in den
Arbeitszylinder erfolgt durch einen nach dem Zylinderkopf führenden Kanal g und
wird durch ein mittels Nocken i, Stoßstange m
und Schwinghebel tt gesteuertes
Einlaßventil o geregelt. Ein zwischen Nocken i und Stoßstange an eingeschaltetes
Profilstück h, das mittels .eines Hebels r seitlich verschoben wer-' den
kann, bewirkt, daß der Abschlußzeitpunkt ! des Einlaßventils o in weiten Grenzen
verändert werden kann, während der öffnungszeitpunkt bei allen Drehzahlen der gleiche
bleibt. Bei voller Belastung wird daher der Hebel r so gestellt, daß der Abschluß
der Auspuffschlitze zum gleichen Zeitpunkt erfolgt, wie derjenige des Einlaßventils
o. Die Kompression erreicht hierdurch den höchstmöglichen Grad, womit die Vorbedingungen
für Höchstleistung gegeben sind. Soll die Drehzahl herabgesetzt werden, so wird
durch Verschieben des Hebels r und des damit verbundenen Profilstückes h ein späterer
Abschluß des Gaseinlaßventils o bewirkt, so daVi der nach oben gleitende Kolben
nach dein Überschleifen der Auspuffschlitze einen Teil der Zylinderfüllung durch
das noch offenstehende Einlaßventil nach dem Kurbelgehäuse zurückreißt. Die Kompression
beginnt daher erst nach Schluß des Einlaßventi.ls und ist je nach ihrer Höhe für
die Motorleistung allein bestimmend, da die Beschaffenheit des Ladegemisches immer
die gleiche ist, wie bei Vollgas. Zur Vermeidung von Gasverlusten, welche dadurch
entstehen können, daß während der Spülperiode ein Teil der frischen Gase durch die
offenstehenden Außenschlitze verlorengeht, ist ferner der Gasüberströmkanal g unmittelbar
vor seiner Einmündung in den Arbeitszylinder mit einem selbsttätig wirkenden Luftventil
p versehen, welches beim Saughub des Kolbens a etwas Luft in den ü berströmkanal
eintreten läßt. Die Federkraft dieses Ventils ist so bemessen, daß nur die zur Auffüllung
des überström: kanals g benötigte Luftmenge eintreten kann. während der Hauptunterdruck
im Kurbelgehäuse durch Nachströmen von Frischgas aus der Ansaugleitung d ausgeglichen
wird.
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Die im Überströmkanal enthalteneLuftmenge tritt beim folgenden Spültakt
an erster Stelle in den Arbeitszylinder ein und bildet ein Luftpolster zwischen
den frischen und verbrannten Gasen, welches ohne Betriebsstoffverlust zum Teil durch
die Auspuffschlitze wieder verlorengeht.
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Der Arbeitsgang dieses Motors ist im wesentlichen
folgender:
Der nach oben gehende Kolben a ruft in dem allseitig geschlossenen Kurbelgehäuse
einen Unterdruck hervor. Unter diesem Einfluß öffnet sich das federbelastete Luftventil
p und laßt etwas Luft in das L"berströmrohr g eintreten. Sobald nun die untere Kante
h des Kolbens die Gegenkante c des Einlaßkanales g überschliffen hat, strömt Frischgas
in das Kurbelgehäuse ein, bis ein vollkommener Druckausgleich stattgefunden hat.
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Wenn nun der wieder abwärts gehende Kolben mit seiner unteren Kante
den Auslaßkanal abgeschlossen hat, wird das im Kurbelgehäuse eingeschlossene Ladegemisch
verdichtet. Inzwischen hat die obere Kante des Kolbens bei ihrer Abwärtsbewegung
die Kante f der Auslaßschlitze überschliffen und den verbrannten Gasen des vorausgegangenen
Arbeitstaktes den Weg zu dem ringförmigen Auspuffsammelkanal g und dem Auspuffrohr
k freigemacht, welche nun rasch abströmen.
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Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens, kurz bevor der Kolben
seine untere Totpunktlage erreicht hat, beginnt der auf der Kurbelwelle aufgesetzte
Nockeni das Profilstück h, welches um den Gelenkpunkt f drehbar ist, zu heben.
Die Hubbewegung wird durch die Stoßstangen und den Schwinghebeln auf das federbelastete
Gaseinlaßventil o übertragen, so daß nun die im Kurbelgehäuse vor verdichtetem Frischgase
unter Vorantritt der im Cberströmrohr enthaltenen Luft in den Zylinder .eintreten
können und den Rest der noch vorhandenen verbrannten Gase vor sich her zu den Auspuffschlitzen
treiben. Durch den nun wieder aufwärts gehenden Kolben werden hierauf die Auspuff-,chlitze
wieder abgeschlossen, und die Verdichtung beginnt, vorausgesetzt, daß inzwi-#:chen
das Einlaßventil ebenfalls geschlossen hat. Das kräftig verdichtete Ladegemisch
wird nun, wenn der" Kolben kurz vor dem oberen Totpunkt angelangt ist, durch die
Zündkerze t entzündet und drückt den Kolben kräftig nach abwärts, worauf das Arbeitsspiel
von neuem beginnt.
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Die Beeinflussung der Drehzahl erfolgt durch Drehung des Winkelhebels
r, welcher um den festen Zapfens schwenkbar ist und das ihm angelenkte Profilstück
h nach rechts oder links verschiebt.
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Abb. 4 zeigt das Profilstück in der äußersten Rechtslage (Vollgasstellung).
In dieser Stellung wird der Ablauf des Nockens vom geraden Ast des Profilstückes
und somit das, Schließen des Einlaßventils in dem Augenblick vollzogen, üi welchem
der Kolben gerade die Auspuffschlitze überdeckt hat.
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Abb.3 veranschaulicht dagegen die Leerlaufstellung .
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Hier ist das Profilstück so weit nach links verschoben,. daß der Ablauf
des Nockens durch den gekrümmten Ast des Profilstückes um etwa 70' gegenüber
der Vollgasstellung hinausgerückt wird. Das Gaseinlaßventil bleibt also bis zum
Vorrücken des Kolbens in die Nähe der oberen Totpunktlage offen und bewirkt die
für den Leerlauf erforderliche Mindestverdichtung im Arbeitszylinder. Die zwischen
den äußersten Endlagen des Profilstückes möglichen Zwischenlagen ergeben die verschieden
hohen Drehzahlen.