-
Zweizylindriger Explosionsmotor mit besonderer Gemischpumpe. Die Erfindung
bildet einen zweizylindrigen Explosionsmotor mit Selbstzündung, bei welchem der
Kolben des großen Zylinders Luft und der Kolben des kleineren 7-vlinders Gasluftgeinisch
verdichtet.
-
Die bekannten Zweitaktmotoren mit neben dem Arbeitszylinder angeordnetem
Verdichtungszylinder besitzen den Mangel, daß infolge der getroffenen Anordnung
und des dadurch bedingten ''entileinl>aties zwischen den beiden Zylindern ein mehr
oder minder langer Verbindungs- oder Lberströnikanal erforderlich wird, der eine
unerwünschte Vergrößerung des Kompressionsraumes und demnach bei der Verbindung
der beiden Zylinder einen Druckabfall herbeiführt, welcher nicht selten die Selbstzündung
verhindert und besonders bei Kleinmotoren überhaupt unmöglich macht.
-
Zur Minderung dieser Nachteile bat man daher bei großen Motoren bereits
zu besonderen Steuerungsarten gegriffen oder auch zur Erreichung eines gleichbleibenden
Voluinens gelenkige Kolbenstangen angewendet, die aber nur für große Motoren, keinesfalls
aber für unter wesentlich anderen Verhältnissen arbeitende schtiellaufendeKleinmotoren
geeignet sind.
-
Die Erfindung erstreckt sich nun auf eine Verbesserung dieser Motorengattung
und besteht darin, daß im großen Zylinder die Luft so hoch verdichtet wird, daß
bei der Öffnung des zwischen den Zylindern angeordneten Ventils das im kleineren
Zylinder niedriger verdichtete Gasluftgemisch entflammt wird und daß die beiden
Zylinder so nahe aneinandergerückt sind, daß nur noch der zum Einbau des gesteuerten
Verbindungsventils erforderliche Raum vorhanden ist. Dadurch wird ohne weitere Einrichtung
und Hilfsmittel ein Motor gebildet, der auch bei kleinsten Abmessungen eine zuverlässige
Selbstzündung sichert, weil infolge der engen Zylinderanordnung und der besonderen
Anordming des Verbindungsventils in der Trennwand cler beiden Zvlinder sich nur
ein ganz ' kurzer Verbindungs- oder Überströrnkanal ergibt, der keinerlei schädliche
Wirkungen auslöst und insbesondere keine so wesentliche Volumenänderung bedeutet,
daß dadurch der Betrieb des Motors durch Selbstzündung in Frage gestellt wäre.
-
Die die Erfindung bildende Einrichtung eignet sich im besonderen auch
für Kleinmotoren, bei denen die Verdichtung viel höher genommen werden muß als bei
großen ortsfesten Maschinen, damit sie im kalten Zustande ohne besondere Hilfsmittel
anspringen. Diese hohe Verdichtung und dieser hierzu kleine Kompressionsraum ist
nur möglich, wenn die Zylinder, wie bei der Erfindung, ganz nahe beieinanderliegen
und der Überströinkanal demnach keine für praktische Verhältnisse ins Gewicht fallende
Vergrößerung des Kompressionsraumes bewirkt.
-
Wählt man für einen Kleinmotor dieser Art im Höchstfalle einen Zylinderdurchmesser
von So mm und einen Kolbenhub von i2o mm, so ergibt sich ein Zylindervolumen von
630 ccm; das Verdichtungsverhältnis muß mindestens 17 betragen, was einem
Kompressionsraum von 32 ccm entspricht; der Verbindungskanal zwischen Arbeits- und
Pumpenzylinder muß zum Zwecke einer schnell wirkenden Durchflammung mindestens 12
mm Höhe besitzen.
-
Diese Verhältnisse ergeben, daß z. B. bei einer Entfernung der beiden
Zylinder von nur 2o mm Abstand das durch den Verbindungskanal bedingte zusätzliche
Volumen in diesem Falle allein schon etwa iS bis 2o ccm ausmacht. Nun kommt noch
der Raum über dein Pumpenzylinder mit ebenfalls etwa 12 min Höhe hinzu, der bei
einem Durchmesser von 40 mm gleich 15 ccm ausmacht, so daß also zusammen schon mit
35 ccm ohne den zusätzlichen Raum über dem Kolben im ArbeitszvIinder zu rechnen
ist..
-
Der Einfluß des Verbindungskanals auf die Betriebsfähigkeit und Betriebstüchtigkeit
von Kleinmotoren, die eine mittlere Drehzahl von
i 8oo, eine höchste
von 22oo/4oo und eine unterste von etwa 28o Umdrehungen besitzen, ist also von nicht
zu unterschätzender Bedeutung und ein geregelter Betrieb durch Selbstzündung, die
ein Anspringen im kalten Zustande ohne besondere Hilfsmittel gestattet, nur möglich,
wenn die beiden Zylinder so nahe aneinandergelegt sind, daß gerade noch der zum
Einbau der gesteuerten Verbindungsventile erforderliche Raum vorhanden ist.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiele im
Längsschnitt veranschaulicht, und zwar bei einem Zweitaktmotor.
-
In dem Motor engehäuse sind die Zylinder i und 2 mit den L'berströmkanälen
5 und 6 gemeinsam so nahe aneinander angeordnet, daß nur noch der zum Einbau des
gesteuerten Verbindungsventils erforderliche Raum vorhanden ist und der Verbindungskanal
zwischen den beiden Zylindern demnach auf kleinste Ausdehnung beschränkt ist.
-
In dem Kurbelgehäuse des Arbeitszylinders i ist zur Luftzuführung
ein Einlaßventil 3 und in dem Kurbelgehäuse des Pumpenzylinders 2 ein Brennstoffluftventil
4 eingesetzt, die beide von der Kurbelwelle gesteuert werden oder auch selbsttätig
wirken.
-
In der Trennwand zwischen den beiden Zylindern i und 2 sitzt auf der
Kurbelwelle 9, an der die beiden Kolben gemeinsam angeschlossen sind, eine \Tockscheibe
8, die eine federbelastete Ventilstange steuert, welche das Verbindungsventil zwischen
den beiden Zylindern i und 2 trägt.
-
7 ist der an der Rückseite des Motorengehäuses ausmündende Auslaßschlitz,
in den die Auslaßkanäle der beiden Zylinder i und 2 einmünden. In dein Kompressionsraum
i i über dem Arbeitskolben i wird die durch das Ventil 3 in das Kurbelgehäuse eingesaugte
und durch den Überströmkanal5 nach aufwärts geförderte Frischluft hoch verdichtet
auf etwa 3o Atm., wodurch die Entzündungstemperatur erreicht wird.
-
Der kleine Pumpenkolben im Zylinder 2, der gleichgerichtet und gleichzeitig
mit dem größeren Kolben im Zylinder i arbeitet, wirkt als Gemischpumpe und verdichtet
das durch (las Ventil .4 eintretende und durch den überströmkanal 6 in den Raum
über dein Kolben gelangende brennstoffreiche Gemisch in den Kompressionsraum io
auf wesentlich niedrigere Spannung von etwa 5 bis 6 Atin.
-
Während des Kompressionsvorganges sind die beiden Kompressionsräume
i o, ii über den Zylindern durch das Ventil voneinander abgeschlossen, das jedoch
durch die Steuerscheibe 8 geöffnet wird, sobald die beiden Kolben im oberen oder
nahe dem oberen Totpunkte angelangt sind und die erforderliche Verdichtung der beiden
Fülltangen erreicht ist. Beim öffnen des Verbindungsventils schlägt die hocherhitzte
und auf 3o Atm. gespannte Frischluft des Kompressionsraumes i i in die niedrig gespannte
Füllung des Kompressionsraumes io über dem Pumpenzylinder 2. Es entsteht infolge
des plötzlichen Druckausgleiches eine innige Mischung sowie plötzliche Zündung und
damit restlose Verbrennung der ganzen Füllung.
-
Da die Zylinder so nahe aneinandergelegt sind, daß der Verbindungskanal
praktisch nicht ins Gewicht fällt, der im wesentlichen nur der Ventilhubhöhe entspricht,
so ist eine nachteilige Volumenvergrößerung vermieden und ein dadurch bedingter
Druckabfall, der die Selbstzündung stören würde, ausgeschlossen, trotzdem bei der
verhältnismäßig hohen Umlaufzahl des Motors die Zündungen in rascher Folge aufeinander
einsetzen.
-
Da während der Mischung der beiden Füllungen und der dadurch bedingten
Explosion das Verbindungsventil geöffnet ist, so erstreckt sich die Arbeitsleistung
sowohl auf den größeren Arbeitskolben i wie auch gleichzeitig auf den kleineren
Pumpenkolben 2, welch letzterer somit die :Motorleistung ergänzt.
-
Die Erfindung, die beispielsweise an einem Zweitaktmotor erläutert
ist, läßt sich sinngemäß auch bei Viertaktmotoren anwenden, wobei die Überströmkanäle
5 und 6 samt Auspuffschlitz 7 und Einlaßv entilen 3, .I wegfallen und dafür in jeden
Zylinderkopf je ein Ansang- und Auspuffventil angebracht ist.