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Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Ladepumpe. Es sind Zweitaktinaschinen
bekannt, bei denen dein Arlieitszvlincler nach dem Auspuff und Spülvorgang Ladeluft
oder Brennstof:---Luftgemisch unmittelbar aus dem Pumpenraum zugeführt wird. Bei
derartigen -.NIaschinen wird ein möglichst großer Teil der V erdichttnigsarbeit.
insbesondere die Endverdichtung, im Arbeitszvlinder bewirkt.
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Bei den bekannten Maschinen wird dies erreicht durch eine geeignete
Versetzung der den Kolben der Ladepumpe antreibenden Kurbel zur Arbeitskurbel, was
entweder eine Winkelanordnung der beiden zusaniniengehörigen Zylinder in der Ebene
der Kurbel oder die Verwendung der in geeigneter Weise versetzten benachbarten Kurbel
eines zweiten Arbeitszylinders bedingt. Solche Maschinen erfordern lieben großem
Ratinibedarf bzw. unfreier, an eine bestimmte Ivün;lerzalil gebundenen honstruktioil,
lange ''"erliin(-Iungsrolire und Riickschlagventile, die einen erheblichen Verlust
an Ladeluft und Arbeit durchStrölnungswiderstände verursachen.
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Es sind des weiteren solche Zweitaktmaschinell bekannt, bei denen
die rückwärtigen Seiten des Ladepumpen- sowie Arbeitskolbens geineinsain Spülluft
aus der Kurbelkammer nach dem Arbeitszylinder drängen. Die Winkelanordnung der beiden
Zylinder solcher Maschinen verhindert die volle Ausnutzung l)cider Kolben für die
Verdichtung im Kurbelkasten: des weiteren müssen die Spülschlitze in der Wand des
ArbeitszvIinders urn ein ge-Wiaes Maß außerhalb der Auspuffschlitze, d. 1i. näher
dem Hubende, liegen, wodurch der Spülvorgang verkürzt und vollständiges Spülen erschwert
wird.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der Bekannten Maschinen zu beseitigen.
Sie zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
i. Anordnung der
Ladepumpe uninittell:ar neben dem Arbeitszylinder und hierdurch bedingt kurze Kanäle
für Ladung und Spülluft.
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2. Der Ladepunipenkoll:en dient als Steuerschieber für Ladung und
Spülluft, wodurch Rückschlagventile in den Kanälen vermieden und der Strömungswiderstand
verringert wird.
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3. Antrieb des Pumpenkolbens durch Witlkelhebel unter Aillenkung all
die Pleuelstange des Arbeitskolbens; dieser gestattet das zeitliche Zusaminenriicken
der durch den Spülvorgang im äußeren Hubende bestimmten Stellung beider Kolben mit
.dein inneren Hubende des Pumpenkolbens, d. 1i. den 1:eschleunigten Förderhub der
Ladepumpe: Die beschleunigte Bewegung des Pumpenkolbens bei Förderung der Ladung
läßt ,ich auch durch andere Mittel. z. B. durch eine Kurvenscheibe, auf der Kurbelwelle
erreichen, doch beschränkt sich die ini folgenden beschriebene Konstruktion auf
die mechanisch einfachere Lösung eines Antriebs des Pumpenkolbens durch Lenkstange
und Winkelliebel.
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In der dargestellten Ausführungsform der Maschine stellt Abb. i einen
senkrechten Längsschnitt des Arl:.eitszylinders und Ladepumpenzylinders dar, Abb.
2 einen Querschnitt durch die Kanäle in beiden Zylindern, Abb. 3 eine Ansicht des
Punipenl:olbens, die Abb. d. bis 8 veranschaulichendie Stellungen der Kolben und
Gestänge während eifies Kolbenspiels.
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In Abb. i bedeutet a den Kurbelkasten und b den Arbeitsz-,-linder.
Der Arbeitskolben c überträgt seine hin und her gehende Bewegung auf die ILtirllehvelle
d durch Schubstange c. Der Arlleitszvlin(ler 1i ist finit Auslaßöffnungen f und
Kanälen g versehen für (teil Zutritt voll Spülluft aus dein Kurbellasten
a und finit Kanälen 1i für den "Zutritt des Ladegemisches aus der Ladepumpe
i, in welcher der Pumpenkolben 1z durch die Stange 1. ui und die Stange lt, die
mit der Schubstange e des Arbeitskolbens @eleiikig verbunden ist, bewegt wird.
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Die Einlaßöffnung o in der Wand- des L adepumpenzylinders i verbindet
den Kurbelkasten a mit der Außenluft, wenn der Pumpenkolben h, in seiner inneren
Totpunktlage angekommen ist.
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Der Pumpenkolben k besitzt einen Durchgangskanal p, welcher in einer
bestimmten Stellung des Pumpenkolbens k den Arbeitszvlinder b mit dein Ladezylinder
i vermittels (les Kanals h zwischen den Zylindern verbindet. g ist eine U)ffnung
voll der Form eines unigekehrten [J in der Wandung des Pumpenkolbens k, welche in
einer bestimmten Stellung des Pumpenkolbens k eine Verbindung zwischen der Spülluftseite
des Pumpenkolbens k und dein Arbeitszylinder b vermittels der Kanäle g und lt zwischen
beiden Zylindern hergestellt. r bezeichnet ein selbsttätiges Ventil, durch welches
das Ladegemisch aus dem Ventilkasten s in den Ladepurnpenzylinder i während des
Saughubes des Kolbens k strömt. t ist eine Drosselscheibe für die Regulierung der
Menge und Beschaffenheit des Ladegemisches, (las für eine Verpuffungsmaschine von
der Düse ir. mit leichtflüchtigem Brennstoff angereichert wird. Die Saugleitung
z! verbindet die Drosselscheibe t mit dem Lufteinlaßrohr w. Im Deckel des Zylinders
b ist eine Vorrichtung zur Entzündung des verdichteten Ladegemisches in Zylinder
b angebracht.
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Die Arbeitsvorgänge spielen sich in folgender Weise ab (vgl. die Abb.
d. bis 8)Abb. d. zeigt den Pumpenkolben k in seiner inneren Totpunktlage, die Einlaßöffnung
o zum Kurbelkasten a ist weit offen und gibt der Luft von außen freien Zutritt zu
dein Kurbelkasten; der Kanal Ir zwischen beiden Zylindern ist soeben sowohl vom
Pumpenkolben k als auch vorn Arbeitskolben c überdeckt worden, wodurch eine geringe
Ver dicht;ing des im Pumpenzylinder zurückgebliebenen Ladegemisches bewirkt wird;
der Arbeitskolben c hat begonnen, die im Zylinder )) befindliche Gemischladung zu
verdichten.
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Abl. 5. Der Arbeitskolben c ist in seiner inneren Totpunktlage angekommen,
wodurch die Verdichtung des Gemisches im Arbeitszylinder b vollendet ist. Das Gemisch
wird nunmehr gezündet und der Arbeitskolben c bewegt sich nach außen. Der Pumpenkolben
k bewegt sich gleichfalls nach außen und saugt hierbei eine neue Ladung Gemisch
durch die Ventile r in den Pumpenzylinder i ; der Pumpenkolben k verdichtet hierbei
im Kurbelkasxen a die Luft, die vorher durch die Üff riung o einströmte.
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Abb. 6. In der gezeichneten Stellung des Arbeitskolbens c ist die
Ausdehnung der verbrannten Gase innerhalb des Arbeitszylinders b beendet, «vorauf
der Auspuff durch die Kanäle f beginnt. Während dieser Zeit bewirken Arbeitskolben
sowie Pumpenkolben die weitere Verdichtung der Luft im Kurbelkasten a.
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Abb. ,~. Der Arbeitskolben c befindet sich in seiner äußeren Totpunktstellung
; hierdurch ist die liözhste Verdichtung im Kurbelkasten infolge der gemeinsamen
Wirkung beider Kolben erreicht. Infolge der Ausströmung der Verbrennungsgase durch
die Auspufföffnung j herrscht im Z5linderrauin niedriger
Druck.
Verdichtete Luft strömt aus denn Kurbelkasten a durch den Schlitz d ini Puniprnkolben
k und durch die Kanäle g und Ir
in den Arbeitszylinder h und bewirkt Spülung
desselben von den restlichen Gasen: das Vorher in den Pumpenzylinder eingesaugte
nette Gemisch wird nunmehr in diesem verdichtet.
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Abb. B. Die Auspufföffnungen sind infolge des begonnenen Einwärtslitil-es
des Kolbens c beinahe überdeckt. Zu dieser Zeit ist (-las Ende der Spülung und der
Füllung des Arbeitszylinders b mit Luft aus dem Kurbelkasten a einbetreten. Die
neue vorverdichtete Geniischladu:ig tritt nunmehr aus dein Pumpenzylinder i über
den Durchgangskanal ini Pumpenkolben k und Kanal 1i zwischen beiden Zylindern nach
dein Arl--eitszylinder über. Hierbei ist der Kanal h vom Kurbellasten
a durch die Wand des Kolbens h getrennt. Die Kanäle ä, werden nach einiger
.Zeit ebenfalls vorn zurückgehenden Pumpenkolben überdeckt, womit der Übertritt
von Luft aus der Ktirbelkainnier a nach dein Arbeitszylinder beendigt ist; der Durchgangskanal-p
tritt dann in Deckung finit dem Kanal li und gestattet ungehinderten Übertritt des
Ladegemisches vom Pumpenzylinder i nach dein Arbeitszylinder j). Der Kanal !i wird
durch den Pumpenkolben k abgesperrt, kurz l:evor letzterer seine innere Totpunktstellung
erreicht hat; die hierbei auftretende zusätzliche Verdichtung itn Purnpenzvliii(ler
i erleichtert die Bewegungsunikehr des Ilolbensk. Sobald der Kanal lt geschlossen
ist, wird wieder (las Gemisch ini Zylinder t7 vorn Arbeitskolben c allein weiterverdichtet,
bis in seiner inneren Totpunktlage die zur @'erbrennung nUtige Endverdichtung erreicht
ist. Es erfolgt dann die Zündung, Verbrennung und die daran sich anschließende Ausdehnung
der entzündeten Gase unter Arbeitsleistung.
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Bei der veranschaulichten Verbrennung sinaschine wird ein brennbares
Gemisch vor: Luft und leichtflüchtigem Brennstoff, wie Benzin oder Leuchtgas, innerhalb
rIes Zvlinders h bis zu einem gewissen, unterhalb der Selbstzündung liegenden Grade
verdichtet und hierauf durch eine Zündkerze zur Entfanimung gebracht.
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Die Erfindung ist ohne weiteres auch für solche Verbrennungsmotoren
verwendbar, in @leiienr@iiieLtifto(lereinverhältnisinüßig armes Lade-einisch im
Arbeitszylinder verdichtet wird. während der gesamte Brennstoff bzw. eine zusätzliche
Menge von Brennstoff gegen Ende der Verdichtung in den Arbeitszylinder eingeblasen
wir(-. Die Brennstoffdüse ic in der Saugleitung v kommt für eine Maschine dieser
Art i_i Fortfall, während an der Stelle .i im Deckel des Zylinders h irgendeines
der üblichen Einbläseventile für flüssigen Brenns;ott angebracht wird. Das Drosselorgan
t würde in ähnlicher Weise wie bei der VerpttffutigSinaschine dazu dienen, die vom
Pumpenkolben 1e in den Arheitszylinder 17
geförderte Luftmenge der jeweils
im Zylinder zur Verbrennung gelangenden Brennstoffmenge anzupassen, wobei dieses
Organ zweckinäßigerweise unter den Einfluß des Ges@Jiwindigkeitsreglers gestellt
würde.
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Die Erfindung kann auch bei mehrzylindrigen -Motoren mit senkrecht
angeordneten Zylindern verwendet werden. Die Bewegung des Pumpenkolbens kann auch
auf andere als die gekennzeichnete Weise erf@)lgen.
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Der Erfindungsgedanke ist weiter verwendbar für solche Maschinen,
die anstatt nies Kurbelkastens eine besondere Pumpe zur Förderung von Spülluft verwenden.