DE485920C - Zweitakt-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Zweitakt-Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Ladepumpe und mit Anordnung derselben seitlich ummittelbar neben dem Arbeitszylinder, um letzterem erst Spülluft und danach Breunstoffgemisah zuzuführen.
• Die Erfindung selbst besteht darin, daß der Zylinder der Ladepumpe mit diem Arbeitszylinder durch einen. engen, ungefähr S-förmigen üb:erströmkanal verbunden ist, dessen Knicke eine kräftige Durchwirbelung des schnell durchströmenden Gemisches und in Verbindung damit eine vollkommene Zerstäubung des Brennstoffes bewirken.
• Wie oben erwähnt, ist es an sich zwar schon bekannt, durch die Ladepumpe erst Luft zu Spülzwecken und..dann Brennstoffgemisch in den Arbeitszylinder zu fördern sowie das Gentisch durch einen engen, Überströmkanal mit darin eingebauten Wirbelvorrichtungen; in den Arbeitszylinder zu treiben. Konstruktione n der zuletzt erwähnten Art sind jedoch wenig zuverlässig und im übrigen viel zu kostspielig sowohl in der Herstellung als auch in der ordnungsgemäßen Unterhaltung. Wenngleich S-förmige Lberströmkanäle an sich ebenfalls schon bekannt sind, jedoch nur in weiten Abmessungen, die aine nachhaltige Durch.-wirb-elung des Gemisches zur Steuerung des Brennstoffes nicht zu bewirken vermögen., so besteht die Erfindung, speziell bezogen auf eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit seitlich unmittelbar neben dem Arbeitszylinder angeordneter und dem letzteren erst Spülluft wund dann Brennstoffgemisch zuführenden Ladepumpe, darin, daß beide Zylinder, wie schon oben ,erwähnt, durch einen engen $-förmigen üb erströmkanal verbunden sind, dessen Knicke in bekannter Weise eine starke Durchwirbfelung des schnell durchströmenden Gemisches und Zerstäubung des Brennstoffes bewirken.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in beiliegender Zeichnung dargestellt.
• Abb. r zeigt die Masc4ine im Schnitt durch den Pumpenzylinder und den Verbrennungszylinder.
• Abb. a zeigt die Maschine in Ansicht. Abb.3 bringt in vergrößertem Maßstabe einen Schnitt durch die Breunstofflie£erungseänrichtung.
• Abb. q. bringt einen Schnitt durch die Vorrichtung zum Abmessen der Brennstoffmengen.
• Abb. 5 bringt eine Teilansicht; gesehen in Richtung des in Abb. ? eingezeichneten Pfeiles.
• Abb.6 bringt das Kurbeldiagramm. Es zeigt die Kurbellagen für den Pumpenkolben, den Rohrschieber und den Arbeitskolben. Zugleich ist die Nockenwelle für die Brennstoffpumpe und die entsprechende Winkellage des die Brennstoffpumpe steuernden Nockens eingezeichnet.
• i bezeichnet den Luftpumpenzylinder und a den - Verbrennungszylinder.. Beide Zylinder sind nebeneinander angeordnet. Ihre Kolben

  sind mit 3 bzw. 4 bezeichnet. Der Kolben:3 '

  gehört zum Pumpenzylinder und der Kolben,4

  zum Verbrennungszyllader. Die Plenelstänge;i5

  verbindet den Kolben 3 mit der Kurb,elvwe11d 6.

  In ähnlicher Weise verbindet eine Pleuel-

  stange 7 den Kolben 4 mit der Kurbelwelle.

  Die Kurbeln zu den Stangen 5 und 7 sind

  zueinander versetzt. Wie und - .aus - welchen

  Gründen sie versetzt sind, ergibt- sich "eeiter

  unten aus der Beschreibung. '

  Der Rauminhalt des 'Iyurilpedzy'1idders ist

  größer als der des 'Verbrennungszylvdders,

  da der Pumpenzylinder Luft zu Spü1-;zrwet:ken

  und Luft zur Ladung des VerbrenmungszyIin-

  ders, also zur Herstellung dds'BreTinst6ffrLuft-`-

  Gemisches in ein und demselben Hube liefern

  muß. Durch die Wand vom Zylinder 2 und

  durch einen mit `g bezeic!h:nett6b; tdm@>lirider@ i

  mit Zylinder a - veibitidenden "Steg ist ein

  Kanal 8 winklig hindurchgeführt. .Dieser

  Kanal 8 sowie ein LiifteinMkamiäl io, 'der

  durch Zylinderwand und Zyliit@äern4f - #'iiöm

  Zylinder r) hindurchgeführt ist, ,werden mit

  einem Rohrschiebier i i gesteuert. ' Der Rohr-

  schieber geht im Zylinder i auf und ab und

  wird -von -der - Kurbelwelle " niit einer `Pleuel-

  stange 12, bewegt. Rohrschieber i i `hat eine

  Öffnung 13, die mit dem Kanal 8 zusammen-

  wirkt,. und@'eine Öffnung! i.4,-?die rriitiri:°Iä,nal

  i o zusäfimenken soll. '-Der -nsit 1-5 'be-

  zednete Kopf "des -Zylinds i -#Aist =einen

  R,ngrüum 16 auf, der noch-=über,<lie:mit tiy

  hezeithnete Innernwän-d ödes . Zyhnzd.ütkßpfes

  hinausgeben-muß, damit derr°12ohrsehä#ber!ii.

  -hinreichend- Ramn' für -die Auf uddäb#b.ewegun,g:

  erhält. - D er, eigen tlielie-'Zylind&rköpf,1 welfier

  eine - Verlängerung für @ den '°I<ianäl`8 enthält,

  liegt tiefer-als :der-. dem Zylinder'a-twgi#hörige0

  'Zylinderkopf r8. 'ELn Sruild für diese -An-3

  ,ordnung @ ist, daß der Kanal 8 dädureh seine i

  Mündung in dem Verbrennungszylinder im

  einem -ungsfähr n:4Iitte#Kolbenli'u#b tliegbnden'

  Punkte erhält, -sa @'daß, wie "noch später .aus

  der -- Beschrnbririg 'themorgdhmbn :@M,' geüisge

  wichtige Funktionen dadurch erfüllt :weladm

  können.

  Die mit 17a' b.ezei:chriete : usn!d@ irr Zyäd'der-

  kopf 17 befindliche Verlängerung .des. Kanals 8

  steht -mit- dörr Innern des # Zylh?üders i °'dürch

  die in Mitte des Zyl2deTköpfes! i 7 beg.99liche

  Öffnung i g in Verbindung. Zu b.emerk#±n.= isst,

  daß -die imlem # Fläche @ vom --Zy@derko-pf 17

  könvex °bzw.- von' kogischär=-Fötttn-=iWzüz#d:ldäß

  die gt genwbbrhegende 'Fläche, =äiso@'die"St-iin-

  seite, vom Kblben.3 demdntsp,reeheüd =ä.tigge-

  MIdet -ist. : ba'dürrdh °wird ° jdie =V6rmischufg

  von Bxeünstöff @`tüid Luft -bbä: "höehgehendeün

  Kolbfen '1m Zylinder wesentlich =ilellh.'texa.

  Die -Masse 'wird`'nrlieh äüf :die'-.ü,:ffüttng ig

  ' zentriert; lä@ßerdetn @ vttrrtläa -'. tbfie =Räiiine 'Mr-

  mieden; -die bei#'Kölben =mit= fläehri^Snvväüd

  ` und entsprechend flacher Innenwand des Zy-

  hin'derkopfes jedenfalls vorhandenseinwürden.

  iN,ötwendlg äst es, daß der Kolben 3 nur einen

  'kleinen Raumgegenüber dem Zylinderkopf

  17 am Ende seines Hubes bestehen läßt,

  d.a:mit die gesamte Ladung in den Verbren-

  nurngsrcylinder geführt werden kann.

  .Der Verbrennungszylinder besitzt den. mit

  '2'o -bCeichrieten Auspuff. Derselbe liegt an

  - söldher Stelle, daß er' vom Kolben 4 nahe dem

  P-nde #seines Arbäit'shubes gesteuert werden

  kann. Die 'Öffnung 21 in der Wand des

  =Zylinders i ist für die Einführung des Breinn-

  stoffes vorgesehen. Die Einführung dies, Brenn-

  s'töffes geschieht mit Hilfe einer besonderen

  Einrichtung. Im Rohrschieber i i ist ein

  Schlitz 22 vorgesehen, derart,- daß- er sich mit

  der 6ifiiüt'rg'zi `deckt, söbafd die im Rohr-

  schieber vorgesehene Öffnung 13 'den ' Kamäl 8

  f11eileg t.

  Das Diagramm (Abb.6) zeigt, daß die

  ''Iiü.#bel# des ' im Verbrennungszylinder arbeiten-

  d@en-Kol@bens um ungefähr 70° hinter der zum

  Pumpenkolben gehörigen Kurbel liegt, wäh-

  rend die zum R_ohrschlebergehörige Kurbel

  um 30° hinter der zum Arbeitskolben ge-

  'hörigen `Kurbel liegt.

  Im Betriebe wird der Pumpenkolben seinen

  Süb -nach imteh #.antfeten, -wAhtend -der im

  iVerbrehnunfgszyliader =arbeitenäie @ kälb.en- den

  `Iänip@tessön'sltüb. äusfähxt- (vgl. Ahb. i). =Der

  ilön = ewähüte `- iIub - ides Püe eÜkdlbtäns be-

  ginnt init'c@eröiljeizerr #'i`ci lage°'der zugehörigen

  Kurbel. Zu -gleicher Zeit hat die zum ``Röhr-

  s@hüei'ber - gelöhge Nurbel Imre °größte '- Ge-

  zs@liwindigkevt -und #rheivegt den Rolirsclieber

  -' inaöh bbön. = Die Ö'ffüngi re 'dickt- denn Einlaß-

  '-kanäl ziemlich-schnell --auf itfmd 'rhält =@dlesen

  #Kanäl -.vo'Zlköenmen frei, `-sblange die -zum

  Ralirschi,eli@r-@glxörigeu3'bel 'düe# ob:ere -Tot-

  piilage #:wberwWdet. =Der #Primpehkälben

  vollführt wäkrädd°@dieser=Ze#it 'den Hub=nach

  rrruen,.:go .däß :der -Liifastfom:In d:ein=Ptzrhpen-

  zyn`der _:üäg#Ih deft adurrüh ddn iixilä:ßkä:nal

  io 'währerid--des=@gänien-`S.a;ttghhes''eim'te@.n

  -#känn.

  =Ou;%bieaehtehr # ist, irdäß= die' öffnung 1:3 r-sieh

  :@äü:t Jdein =I<iäiiät 8 :=ficht s'detk.t, -sälänge .,der

  :VufnP#@äükälben #seinen=Hfhb 'räch .=Briten äürs-

  fährt. , Der : kän@l -8 bleibt =-wäleend dieser

  -'Oeit=älso -gesc1iYl:ös5eir.'.-Dänn.ist::naeh@2!tr.#be-

  ärhten,--däß der im'Verbrenninvsz@iri.der-är-

  i=beitefftie t'-kölb:en 4iir bleichen .lt =-säinen

  1@fdiressiöiishtbb i valleridt t'-üfd - denl Hfi`trPt-

  ,Iteil-s'eänüs -Beatnsräns- öder A.rbUtshubesaüs-

  g:eführt ihat.

  N,äüh 'derE:i %Nbb, i=g@eigtcn:.Stellutxg=r@er

  r<Kolb, #.ttigd rde,s ° Rbhr,§ühlobers. ? hat -zder » irrt

  @VenlSr@irüt@gszy@ritiler=@.r'bl?tiitdnde =I@mlbdn'@len

  'Atikläß: zos vtsl@ö@ä>ä`ienrIYeLb eg:@>@dn. =W er Ptttn-

  $eiikalben- vobht - schien L'Eittwärfisliub =nnd

  drückt Spüllüft=4urch den Kanal, 8,-der durch

  z'die zugleich *vor sich gehende Abwärtsbe-

  #egeng des 'Rohrschiebers eröffnet wurde,

  d : h. , dadurch, daß der =Rbhrs,chieber seine

  Öffnung 13 # über den Kanal 8 bewegt.

  Vrmn Pü'rip,entylinder wird folgerechtlich

  Luft zum Verbrennungszylinder übertreten,

  -sobald letzterer zur Atmosphäre auspufft. Die

  kÜhle =Frischluft wird de?rn Verbrennungs-

  zylinder zum -Wärmeaustausch und zu s15ül-

  tcv.ecken so lange zugeführt, bis der Arb:eS.ts-

  k,olhen.-den Auspuff zu-Beginn des Aüfwärts-

  hlubes wieder vollständig abgesperrt hat. Der

  Kana1`8 bleibt während dieses'Vorganges voll-

  :Ständig eröffnet, da die zum Röhrschieber

  gehdrige Kurbel jetzt gerade die untre Tot-

  puäktlage überwindet und nun den Abschluß

  ganz allmählich herheiführt, während Kellben 4.

  -seinen Kompressionshub antritt. Gerade in

  'fiesem Punkte des Arbeitsganges, wo dex

  Auspuff 6 vollkommen geschlossen; der Kanal 8

  -aber noch immer vollständig offen und der

  ,Pusrip,etikol#b,en ungefähr 6o° vor der oberen

  Tötpunktlage steht. wird eine abgeznessene

  Brennstoffmenge durch die öffnün:g 2 i hin-

  -durch in den Pump.enzylieder eingespritzt,

  so daß sie sich hier -reit der vorhandenen

  Luft vermischt und dann während des rest-

  lichen Teiles des Pumpenkolbenhubes in den

  `@Verbrenüungsz9,lvnder gedrückt wird.

  Die 'Sich gegenseitig ergänzenden 'Flächen

  des Kolbens uncl des Zylinderkopfes (die zum

  Zylinderkopf gehörige Fläche besitzt die öff-

  nung i<) lassen .einen für die erste Mischung

  von Brennstoff und Luft sich mehr und- mehr

  verkleinernden Raune entstehen. Die S.trö-

  rtiung von Brennstoff und Luft wird zuerst

  g eg en -die in der Ö ffnwng 19 liegende, zum

  K äfal r7a @gehörige Oberseite gerichtet und

  -4.nn abgelenkt, um den soeben. erwähnen

  Kan,ä.1 zu durthatrömen. 'Es wird nun hea.b-

  - sichtigt, -die Strömung auf dem Wege zum

  @VerbreftnungsZylinder gegen eine ganze Reihe

  von 'Flächen zu richten ixnd diese Flächen

  scharf beaufschlagen zu lassen, um die schwe-

  reren Brennstoffteilchen feinier zu verteilen..

  Dem Kanal 8 wird aus solchem Grunde un-

  gefähr tlie in fibb. i dargestehte 'Form ge-

  geben. Die -'eMte ,Krümmung 'aus der Hori-

  zöntalien in die Vertikale ist mit 8a bezei:ch-

  niet. 'Die `untere Krümmung :;isst finit 8b beoeiCh-

  ,Aet. 'KVön hier ab wird der Kanal bis zur

  Mündung 8a schräg nasch oben geführt.

  'Die , Obetsefte im Krürrimer 8a bregünstigt

  die lm Kanal sich vollziehende weiteme Mi-

  s@hung, 4a ülle die =Brermsfoffteilchen:, welche

  die am nächsten gelegenen =Punkte -atf der

  gekitämfiteen'Fläche benufschlagen, nachurnten,

  abgelenkt werden und andere Brennstaffteil-

  chen schneiden, deren Auftreffen auf andere

  Punkte der kurvenförmigen Fläche sich durch

  den xürückzuleg enden längeren Weg verzögert hat. «Dasselbe gilt hinsichtlich des mit 8b bezeichneten Krümmers. Es wird dadurch eine äußerst wirksame BrennstoffverVeilimig und `-Mischung von Brennstoff mit -Luft im winklig geführten Kana18 erreicht. Die gute Wirkungsweise der Maschine ist somit zum Teil auf die feine Brennstoffverteilung und die sehr sorgfältige Vermischung mit der Luft durch den winklig geführten Kana18 zurückzuführen. Kana18 bat einen. verhältnismäßig kleinen Querschnitt, so daß dadurch ziemlich hohe Strömungsgeschwindigkeiten für weitere Förderung der Zerstäubung und Vermischung bedingt sind. Zu beachten: ist -schließlich, daß die Mündung 8c des Kanals 8 schräg nach - obren auf die eine Seite das Zylinderkopfes 18 gerichtet ist. Die -S,trömung wird daher gezwungen, ihren: Weg nach oben in Richtung auf dem Zylinderkopf zu nehmen. Das Entstehen toter Räume, das sind Räume, die von der Strömung nicht berührt werden, ist dadurch so gut wie ausges,chlo.ss!en. Jedenfalls ist es unmöglich, da:ß die Strömung die oberen Räume im Zylinder abschneiden und ihrem. Weg unmittelbar zum offenen Auspuff nehmen kann. Beim erstmaligen Eintritt von Luft in den -Verbrennungszylinde:r, also nach der Öffnung des Aü§puffes, wird zugleich mit der -Spülung auf den noch nach 'unten: gehenden Kolben eingewirkt.
• Der Kanal 8 wird vorn Pumpenzylinder abgeschnitten, sobald der-Kölben 3 seinen Einwärtshub - vollendet, d. h. da.ß der Rohrschieb:e.r i i in die Höhe geht und seine öffnun:g 13 vom Kanal' 8 abzieht. Dies tritt ein, sobald der Kolben 4 mehr .als die Hälfte seines Kompressionshubtes zurückgelegt hat; das Geuriisch bleibt während der Vollendung des Kompressionshubes in Wirhelung.
• Die -Zündung der komprimierten Ladung geschi66ht wie üblich .an einer -Zündkerze 23. Für :-die Brennstoffeinspritzung isst eine Pumpe mit einem -Zylinder 24 vorgesehen. D.er -Zylinder 24 sitzt :auf einem - Gehäuse 24a, das vflrn Kurbelgehäuse mit einem Lagerbock 25 getragen wird (s. Abb. 3). Im Zylinder 24 befindet sich ein auf und ab leihender Kolben 26. 'Die zugehörige Kolbenstange 27 ist durch die im -unteren Abschnitt des Zylinders 24 befindliche Buchse 28 hindurchgeführt und rnit einem Kopf 27a versehen, der mit -einem -auf der Welle 3o sitzenden Nocken 29 zusammenarbeiten soll. -Den Kolbew26 sucht die Feder 3 i für gewöhnlich in der unteren Totiage'zu'halten. Mit anderen Worten -sucht diese Feder den Kopf 27a der Kolbenstange in stetiger Berührung mit dem Nocken 29 zu halten. Der Antrieb der Nockenwelle 30 wird zweckmäßig von der Kurbelwelle abgeleitet. Im vorliegenden- Falle sind auf 'Kurbel und Nockenwelle Kettenräder 33 bzw. 34 vorgesehen und durch eine Kette 32 verbunden worden. Der Brennstoff wird dem Zylinder 24 vom Tisch 35 zugeführt. Er tritt ein durch ein Rohr 36 und über einen Zweiwebekanal37. Beide Wege des soeben erwähnten Kanals münden ober- und unterhalb des Kolbens 26 in den Zylinder 24. Befindet sich der Kolben in seiner unterem; Lage (s. Abb.3), so@ tritt der Brennstoff lediglich oberhalb des Kolbens in den Zylinderrauen 38. Geht der Kolben in die Höhe, um dien Brennstoff nach oben: durch das Rohr 39 hindurch und in den Pumpenzylinder i hineinzudrücken, so gibt er schließlich den unteren Zweig des Kanals 37 frei, so, daß jetzt auf dieser Seite schon flüssiger Brennstoff angesaugt wird und zum Teil durch die eigene Schwere aus dem Behälter 35 zutritt. Geht der Kolben 26 wieder nach unten, so wird per die in den unteren Zylinderraum einges.aubgte-Brennstoffrnenge erntgegen dem in Zuführungsleitung 36 herrschenden Druck in Kanal 37 zurückdrücken, bis er die obere Mündung des Kanals 37 freigibt. Der entstandene Ünr terdruck läßt den jetzt freigegebenen Brennstoff ohne weiteres in den Zylinder 24 treten. Die Menge des in den Pumpenzylinder i einzuführenden Brennstoffes ist mixt seinem verstellbaren Nadelventil regelbar (Abb.4). Das Ventil ist in einem in der Wand des Zylinders i befestigten Ansatz 42 untergebracht. Am inneren Ende ist dieser Ansatz zur Aufnahme eines Gewindestückes 43 angebohrt. Das Gewindestück selbst ist durchbohrt und gibt die Brennstoffeimspritzö,ffnung 44.
• Der Ansatz 42 ist auf der Außenseite ebenfalls angebohrt, um ein Gewindestück 45 aufzunehmen. Der mit 46 .bezeichnete Teil dieses Gewindestückes isst zur Steuerung desselben vorgesehen. Am Teil 46 :sitzt ein Arm 47, der am freien Ende bei 48 gegabelt ist (Abt. 5) und liier durch einen Zapfen; 49 mit einer Raglerstange 5o in Verbindung steht. Die äußere Bohrung des Ansataes 42 ist mit Innengewinde versehen,. Dementsprechend ist der Teil 45 mit Außengewinde versehen. Wird Teil 45 nun in der einten oder der anderen Richtung gedreht, so wird der freie Raum zwischen Nadelventil und Ventilsitz sich verändern müssen, damit also die beim Hochgang des Kolbens 26 hindurchgedrückte Brennstoffmenge verändern, bzw. bestimmt abmessen.
• Ader. .Rauminhalt der Pumpenkammer 38 ist grßer als das für die einzelne Brennstoffeinspritzung benötigte Brennstoffvolumen. Deshalb :ist nun eine NeMenleitung vorgesehen, . die nicht benötigte Biennstoffme!ngen zur Brennstoffzuführungaleitunig 51 zurückführen soll. Die Bohrung 52 geht hierzu vin der Pumpenkammer 38 durch die Wand .des Zylinders 24 hindurch und verbindet die Ventilkammer 53 mit dem Zylinderinnern. In der Ventilkammer 53 befindet sich eine Ventilkugel 54, welche die Öffnung 52 unter dem. Druck einer Feder 55 für gewöhnlich verschlo-ssen hält. Ein Rohr 56 verbindet die Ventilkammer 53 mit der Brennstoffzuführungsleitung 5i. Der Widerstand der Feder 55 ist so berechnet, daß die Brennstoffeinspritzung immer nur bis zu einem bestimmten Drucke vor sich gehen kann. Wird 'dieser Druck bei der Einspritzung überschritten, so muß das Kugelventil 54 nachgeben und den jeweils nicht benötigten Brennstoff über die Nebenleitung abführen.
• Die zum Nadelventil 40gehörige Spindel 57 ist in das Gewindestück 55eingeschraubt und zur Einstellung mit einem gerandelten Kopf 58 versehen. Die Einstellung des Nadelventils geschieht von Hand und wird mit einer Gegenmutter 59 festgelegt.
• . Die Reglerstange 5o, die bei 6o mit einer gelignetenEinstellvo:rrichtungverbunden wird, ist mit einem Zapfen 6 1 verstehen, der in der Gabel eines mit dem Drosselventil 63 in Verbindung stehenden, Hebels 62 liegt. Die Luftzufuhr und die B,renns.toffzufwhr werden sonach .gemeinsam und verhältnisgleich geregelt.
• Das Drosselventil ist im vorliegenden Falle in der Luftleitung 64 untergebracht, die einem trichterförmigen, mit der Einlaßöffnung 66 in Verbindung stehenden Stutzen 65 angeschlossen ist. Einlaßöffnwng 66 stimmt mit dem Einlaßkanal io überein. Wiederholt wird, daß die Luftzufuhr zum Pumpenzylinder i über den Kanal : o und durch die Öffnung 14 des Rohrschlebers hindurch stattfindet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCH: Zweitakt-Brennkraffimaschine mit Ladepumpe, die seitlich unmittelbar neben dem Arbeitszylinder angeordnet- wird und dem letzterem erst die Spülluft und dann Brennstoffgeuni.sch zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zylinder durch ungefähr S-förmigen überströmkanal verbunden sind, dessen Knicke in bekannter Weiseeine :starke Durrchwirbelung des schnell durch strömenden Gemisches und Zerstäubung .des Brennstoffes bewirken.