-
Kompressorlose Zweitaktdieselmaschine mit einer Kurbelkastenspülpumpe,
die in ihrer Wirkung durch eine auf den Kurbelkasten arbeitende und an diesem angeordnete
Hilfspumpe ergänzt wird Bei kompressorlosen Zweitaktmotoren (mit und ohne Vorkammer)
mit Kurbelkastenspülpumpe, bei denen sich das 01 an der verdichteten heißenLuft
entzündet und bei denen die Zerstäubung des Öls nicht durch Druckluft, sondern rein
mechanisch (Strahlzerstäubung) vor sich geht, macht sich eine reichliche Ausspülung
des Zylinders mit Frischluft ganz besonders vorteilhaftbemerkbar. Durch Wegfall
der Druckluft zur Zerstäubung des Öls macht es besondere Schwierigkeiten, das
01 in der Verbrennungsluft fein zu verteilen.
-
Ganz besonders tritt diese Schwierigkeit in Erscheinung, wenn in der
Luft noch Abgasreste enthalten sind, wodurch die Gasmenge (Luft -i- Abgase), die
das Öl zu durchdringen hat, eine größere ist und die innige Mischung von Luft und
Brennstoff erschwert wird.
-
Es sind zwar Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Kurbelkastenspülung und
einer dem Arbeitskolben voreilenden Ladepumpe, welche den Brennstoff oder ein sehr
reiches Brennstoffluftgemisch verdichtet, bekannt; diese unterscheiden sich aber
wesentlich von dieser Erfindung dadurch, daß es sich bei ihnen um Brennkraftmaschinen
handelt, bei denen der Brennstoff in verteilter oder gasförmiger Form der mäßig
verdichteten Brennluft zugemischt und alsdann durch einen elektrischen Funken entzündet
wird. Ein Nachladen zum Zweck der Leistungssteigerung soll mit diesen Maschinen
nicht bewirkt werden. Abgesehen von diesen wichtigen Unterschieden haben die bekannten
Maschinen aber so große Mängel, daß sie für den praktischen Betrieb nicht brauchbar
sind. Wenn die Ladepumpe ein Gemisch von fein zerstäubtem flüssigen Briennstoff
und Luft verarbeitet, so erfolgen leicht Rückzündungen aus dem Arbeitszylinder in
die Ladepumpe, welche die Maschine und das Bedienungspersonal sehr gefährden. DieLadepumpe
führt den Brennstoff in den Zylinder und mischt ihn dort erst mit der eigentlichen
Verbrennungsluft. In der kurzen, hierzu verfügbaren Zeit ist aber die Mischung nur
unvollkommen; ein schlechter Brennstoffverbrauch und Frühzündungen infolge örtlicher
Gemischanreicherungen sind die Folge.
-
Dagegen soll gemäß dieser Erfindung bei Dieselmotoren die Ladepumpe
nur reine Luft fördern, welche nach Abschluß der Steuerschlitze im Zylinder dem
Zylinderinhalt beigemischt wird, um die dort vorhandene Sauerstoffmenge zu vermehren,
so daß eine größere :Menge Brennstoff verbrannt -und damit die Maschinenleistung
gesteigert werden kann.
-
Bei kompressorlosen Dieselmotoren muß die Ausspülung besonders reichlich
und gut vor sich gehen. Dies läßt sich jedoch bei der
Zweitaktmaschine
mit Kurbelkastenspülung nicht gut erreichen, vollends, wenn die Maschine mit höhererUmdrehungszahl
betrieben werden soll, weil dann derLieferungsgrad der Kurbelkastenspülpumpe bedeutend
nachläßt. Gemäß der neuen Erfindung soll nun durch eine besondere Spülpumpe am Kurbelkasten
Spülluftmenge und Spülluftdruck erhöht werden und gleichzeitig noch nach dem Abschluß
der Auspuffschlitze Luft in den Zylinder nachgeladen werden. Die Zusatzspülpumpe
saugt gleichzeitig mit -dem Arbeitszylinder Luft in den Kurbelkasten an und verdichtet
sie gemeinsam mit letzterem. Ihr äußerer Teil saugt ebenfalls Luft ein und drückt
sie nach Abschluß der Auslaßschlitze in den Arbeitszylinder, so daß insgesamt die
Füllung daselbst mit Luft eine erhöhte wird.
-
In der Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch den Motor ersichtlich,
in Abb. z ein Schnitt A-B durch den Zylinder. Die Abb.3 und 4 zeigen Kolbenwegdiagramme,
aus denen die Pumpenwirkungen des Hauptarbeitskolbens und des Hilfspumpenkolbens
sowie ihre resultierende Pumpwirkung bei Voreilung des Hilfspumpenkolbens zu ersehen
sind.
-
a ist der Arbeitszylinder, b der Arbeitskolben, c der
Kurbelkasten, e der Zylinder, f der Kolben der Zusatzpumpe, g das Einspritzventil.
la ist ein Drehschieber, der j e nach seiner Stellung den äußeren Teil i der Zusatzpumpe
mit dem Arbeitszylinder verbindet oder zum Ansaugen der'Luft in das Kurbelkasteninnere
wie in den äußeren Teil i der Zusatzpumpe dient.
-
Der Arbeitsvorgang im Kurbelkasten ist der folgende: Geht der Kolben
b nach oben, so saugt er durch die öffnung L und den Kanal m Luft an, wobei der
Drehschieber l und in miteinander verbindet. Geht der Kolben nach unten,
so verdichtet er die Luft im Kurbelkasten, so daß, wenn der Kolben die
Spül-
schlitzen freigibt, die Luft mittels des Ka, nals o in den Zylinder
eintritt und dort die Abgase durch die Auspufföffnung p ausstößt. Auspuff- und Ausspülschlitze
werden vom Kolben selbsttätig gesteuert.
-
Der Kolben der Zusatzpumpe kann auf ganz einfache Weise mittels einer
leichten Pleuelstange vom Kurbelzapfen oder vom Fuß der Pleuelstange des Motors
aus hin und her bewegt werden. In gleichem Sinne wie der Arbeitskolben wirkt auch
der Kolben der Zusatzpumpe. Er geht gleichzeitig mit dem Arbeitskolben nach außen
und erhöht so die in dem Kurbelkasten angesaugte Luftmenge. Außerdem geht er auch
mit dem Arbeitskolben wieder nach innen, und beide bewirken ein Verdichten der Luft
im Kurbelkasten.
-
Die Drehrichtung des Motors ist durch den eingezeichneten Pfeil angezeigt,
und zwar hat der Zusatzkolben vor dem Arbeitskolben seine äußerste Stellung erreicht,
wobei der Zusatzkolben dem Hauptkolben zwischen o° und 9o° voreilt.
-
Beim Einwärtsgang des Zusatzkolbens hat der Drehschieber eine solche
Stellung, daß der äußere Teil i der Pumpe mit der Einlaßöffnung L verbunden ist
und der Kolben Luft ansaugt. Am unteren Totpunkt des Zusatzkolbens schließt der
Drehschieber die Einlaßöffnung, und es wird beim Auswärtsgang des Kolbens die Luft
im äußeren Teil leicht verdichtet. Sowie der Arbeitskolben die Auslaßscflitze p
geschlossen hat, verbindet der Drehschieber den äußeren Teil der Zusatzpumpe mit
dem Kanal g, und die Luft wird beim weiteren Auswärtsgang des Zusatzkolbens in den
Arbeitszylinder gedrückt. Da der Zusatzkolben in seiner äußersten Lage angekommen
ist, wenn der Arbeitskolben in der Mitte seines Hubes angelangt ist, so ist der
Druck in der Zusatzpumpe nur ein geringer.
-
Der Arbeitskolben schließt bei seiner Aufwärtsbewegung selbsttätig
die Eintrittsöffnung des Nachladekanals q ab. Bei seinem Niedergang, wo ein erhöhter
Druck im Arbeitszylinder herrscht, ist der Kanal q durch den Drehschieber nach außen
abgeschlossen.
-
Der Drehschieber übernimmt insbesondere die Aufgabe, das Ansaugen
der Spülluft in den Kurbelkasten,. das Ansaugen sowie das Überströmen der Nachladeluft
zu steuern. Seine Umdrehungszahl ist die gleiche wie die der Kurbelwelle. -Er kann
also durch eine Kette oder vermittels Kegelräder von derselben angetrieben werden.
Bei mehreren Zylindern werden die Schieber miteinander verbunden, und es genügt
ein Antriebsorgan von der Kurbelwelle.
-
Wie aus Abb. a (Schnitt A-B) hervorgeht, ist der Überströmkanal q
so angeordnet, daß er seitlich in den Zylinder einmündet. Da die Nachladeluft mit
größerer Geschwindigkeit in den Arbeitszylinder strömt, so wird auf diese Weise
erreicht, daß eine Drehbewegung (Wirbelung) der Luft im Arbeitszylinder eintritt.
Es wird also die Pumpen- und Überschiebearbeit der Nachladepumpe in Drehbewegung
der Luft im Zylinder umgewandelt. Ist der Arbeitskolben noch als Hohlkolben wie
in Abb. i ausgeführt, so wird 'die sich drehende Luft gegen die Mitte des hohlen
Kolbens hin zusammengedrängt, wobei die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Luft
um so größer wird, je mehr sie sich der Achse des Zylinders nähert. In diese mit
hoher Winkelgeschwindigkeit rotierende Luft wird 01
eingespritzt, so daß sich
eine gute Mischung von Luft und Brennölnebel ergeben muß. Die Geschwindigkeit der
übergeschobenen Nachladeluft
und damit die der Luft im Zylinder
überhaupt richtet sich nach dem Querschnitt des Überströrnkanals. Dieses Prinzip,
daß bei Zweitaktmaschinen durch Nachladeluft eine rotierende Bewegung der Verbrennungsluft
erzeugt wird, kann allgemein bei kompressorlosen Zweitaktölmaschinen Verwendung
finden, weil dadurch auch ohne Benutzung von Druckluft zur Zerstäubung des bls eine
starke Durchwirbelung im Zylinder eintritt.