DE4236899A1 - Mehrzylindriger, mit Gleichstromspülung arbeitender Zweitaktmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrzylindrigen, mit Gleichstromspülung arbeitenden Zweitaktmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Nach dem Zweitaktprinzip arbeitende Motoren ergeben Antriebsmaschinen mit niedrigem spezifischem Leistungsgewicht.

Aus der GB-PS 429 278 ist ein gattungsgemäßer Zweitaktmotor bekannt, der für die Spülluftversorgung der Zylinder beim Anlassen mit einem zusätzlichen, von der Kurbelwelle des Zweitaktmotors angetriebenen Gebläse ausgerüstet ist. Ein Spülluftgebläse vergrößert jedoch Bauvolumen und Gewicht des Zweitaktmotors und erhöht die Herstellungskosten nicht unerheblich.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen mehrzylindrigen, mit Gleichstromspülung arbeitenden Zweitaktmotor zu schaffen, bei dem ein zusätzliches Spülluftgebläse verzichtbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Vorverlegung der Auslaßöffnungszeiten bei den Kompressorzylindern in den Verdichtungstakt sich schon vor Erreichen der OT-Stellung des Kolbens ein Luftstrom über die Abgasleitung zur Abgasturbine ergibt, der das Hochlaufen des Abgasturboladers unterstützt und damit die Spül- und Ladeluftversorgung der Motorzylinder sichert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung als schematischer Motorquerschnitt dargestellt und wird nachstehend näher beschrieben.

Ein mehrzylindriger mit Gleichstromspülung arbeitender Zweitaktmotor 11 besitzt zwei Reihen von Zylindern 12 und 13 sowie einen aus Abgasturbine 14 und Ladeluftverdichter 15 bestehenden Abgasturbolader 16. Die Zylinder 12 sind mit abschaltbarer Brennstoffversorgung ausgerüstet und bei abgeschalteter Brennstoffversorgung zeitweise als Kompressoren betreibbar.

Die Zylinderbuchsen 17, 18 beider Zylinderreihen sind mit von den Kolben 19, 20 gesteuerten Einlaßschlitzen 21, 22 ausgebildet. In den Zylinderköpfen der Zylinder 12, 13 ist jeweils wenigstens ein Auslaßventil 23, 24 angeordnet, wobei wenigstens die Auslaßventile 23 der Zylinder 12 eine nicht weiter dargestellte Einrichtung für die Veränderbarkeit der Steuerzeiten aufweisen.

Die Einlaßschlitze 21, 22 der Zylinder 12, 13 sind durch Spül- und Ladeluftleitungen 25, 26, 27 fit dem Ladeluftverdichter 15 und die Auslaßventile 23, 24 durch Abgasleitungen 28, 29 mit der Abgasturbine 14 verbunden.

In der Spül- und Ladeluftleitung 25 ist eine Umschalteinrichtung 30 angeordnet, die in ihrer ersten Stellung 32 die Ladeluftleitungsabschnitte 25 und 27 miteinander verbindet, und in ihrer anderen Stellung 33 die Spül- und Ladeluftleitungsabschnitte 25, 27 trennt. In der Stellung 33 der Umschalteinrichtung 30 ist der Spül- und Ladeluftleitungsabschnitt 25 mit einem Lufteinlaß 31 verbunden.

Bei Betrieb des Zweitaktmotors 11 im oberen Leistungsbereich werden alle Zylinder 12, 13 durch Brennstoffzufuhr befeuert. Der dabei entstehende Abgasmassenstrom ist ausreichend zur Erzeugung des für die Zylinderspülung erforderlichen Spülluftmassenstromes. Die Umschalteinrichtung 30 befindet sich dann in der dargestellten Stellung 32.

Bei Betrieb des Zweitaktmotors 11 bei Teillast werden einige oder alle Zylinder 12 durch Unterbrechung der Brennstoffversorgung abgeschaltet. Der Abgasmassenstrom aus den noch befeuerten Zylindern 13 reicht dann nicht mehr zur Erzeugung eines ausreichenden Spülluftmassenstromes. Die abgeschalteten, aber mitlaufenden Zylinder 12 werden in diesem Fall als Kompressoren betrieben, wozu die Umschalteinrichtung 30 in die Stellung 33 umgeschaltet wird. Die Zylinder 12 saugen danach über den Lufteinlaß 31 Luft aus der Umgebung an, die in den Zylindern 12 beim Verdichtungshub komprimiert und in die Auslaßleitungen 28 ausgeschoben wird. Die aus den Zylindern 12 stammende Luft gelangt zur Abgasturbine 14, wodurch sich der Abgasmassenstrom erhöht und zu einer Leistungserhöhung der Abgasturbine 14 führt.

Verstärkt wird dieser Effekt noch dadurch, daß bei jedem Verdichtungstakt während des Kompressorbetriebes der Zylinder 12 die Auslaßventile 23 jeweils kurz nach Schließen der Einlaßschlitze 21 öffnen und kurz vor OT-Stellung des jeweiligen Kolbens 19 wieder schließen. Damit wird die Luftlieferung aus den Kompressorzylindern gleichmäßiger und die befeuerten Zylinder 13 müssen anstelle der Kompressionsarbeit der Zylinder 12 nur deren Ausschiebewiederstand aufbringen.

Claims (1)

1. Mehrzylindriger, mit Gleichstromspülung arbeitender Zweitaktmotor mit abschaltbarer Brennstoffversorgung für wenigstens einige Zylinder und mit einem aus Abgasturbine und Ladeluftverdichter bestehenden Abgasturbolader, wobei die Zylinderbuchsen von den Kolben gesteuerte Gaswechselschlitze und die Zylinderköpfe jeweils wenigstens ein Gaswechselventil mit veränderbaren Steuerzeiten aufweisen, und einige Zylinder vorübergehend mit abgeschalteter Brennstoffversorgung als Kompressor betreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaswechselschlitze der Zylinderbuchsen (17, 19) Einlaßschlitze (21, 22) und die Gaswechselventile in den Zylinderköpfen Auslaßventile (23, 24) sind und daß bei den zeitweise als Kompressor betreibbaren Zylinder (12) während des Kompressorbetriebes beim Start und bei niedriger Teillast bei jedem Verdichtungstakt die Auslaßventile (23) jeweils kurz nach Schließen der Einlaßschlitze (21) öffnen sowie kurz vor OT-Stellung des Kolbens (19) wieder schließen und daß in der den als Kompressor betreibbaren Zylindern (12) zugeordneten Spül- und Ladeluftleitung (25, 27) ein durch eine Umschalteinrichtung (30) steuerbarer zusätzlicher Lufteinlaß (31) angeordnet ist.