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Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine, bei welcher mit jedem Hauptzylinder
ein Hilfszylinder nach Art der U-Maschinen verbunden ist Die Erfindung bezieht sich
auf Zweitakt-Einspr itzbrennkr aftmaschinen und betrifft insbesondere eine Maschine
dieser Art, bei welcher mit jedem Hauptzylinder ein Hilfszvlinder nach Art der [)-Maschinen
verbunden ist und die Spüleinlaßschlitze am inneren Ende eines jeden Hilfszylinders
und die Auslaßschlitze am inneren Ende des zugehörigen Hauptzylinders angeordnet
sind. Ferner handelt es sich hier um eine Maschine, bei welcher zwischen jedem Hilfszylinder
und dem zugehörigen Hauptzylinder außer dem Hauptverbindungskanal ein zweiter Ü.berströmkanal
derart angeordnet .ist, daß nach Abschluß des Hauptverbindungskanales gegen Ende
des Verdichtungshubes durch den Hilfskolben die über diesem befindliche zum Einblasen
des Brennstoffes bestimmte Luft weiter verdichtet und durch den zweiten Über= strömkanal
unter Mitnahme des eingelagerten Brennstoffes in den Hauptzylinder gedrückt wird.
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Gegenüber diesen bekannten Maschinen wird erfindungsgemäß eine wesentliche
Vereinfachung der Bauart und mithin eine Herabminderung der Herstellungskosten der
Maschinen sowie eine größere Sicherheit im Betrieb erzielt.
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Erreicht wird dies erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daß jeder
Hilfszylinder desalial und parallel neben dem Hauptzylinder angeordnet ist und die
Haupt- und Hilfspleuelstange oder Pleuelstangen an iinetn gemeinsamen Kurbelzapfen
angeschlossen sind oder die Pleuelstange eines jeden Hilfszylinders an die Pleuelstange
des zugehörigen Hauptzylinders seitlich angelenkt ist.
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Am Ende jedes zusätzlichen Überströmkanales ist erfindungsgemäß ein
gesteuertes, für den Einlaß des Brennstoffes und,der Einlaßhift dienendes Ventil
angeordnet, und ferner befindet sich in jedem zweiten Überströmkanal ein weiteres
gesteuertes Ventil, welches den Raum für die Brennstoffeinlagerung gegen den Hilfszylinder
absperrt und im Verlauf seiner Öffnungsbewegung das erstgenannte Ventil mitnimmt.
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Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und es zeigen: Abb. i einen senkrechten Mittelschnitt durch eine Brennkraftmaschine
gemäß der Erfindung, Abb. 2 einen um go° zur Schnittebene der Abb. i gedrehten Schnitt
durch die Maschine, Abb.3 einen im größeren Maßstab gezeichneten Schnitt durch den
oberen Teil der Zylinder der Maschine, Abb. d. eine Ansicht der beiden mit einander
verbundenen Pleuelstangen des Haupt-und Hilfskolbens und Abb. 5 bis ; schematische
Darstellungen, aus welchen die verschiedenen Lagen der mit Bezug auf einander sich
bewegenden Kolben ersichtlich ist.
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Aus den Abb. i und 2 ist ersichtlich, daß jedem Hauptzylinder i, dessen
Achse in einer durch die Achse der 'Maschinenwelle :2 gehenden
Ebene
liegt, ein Hilfszylinder.- von kleinerem Durchmesser entspricht, dessen Achse in
bezug auf die Achse der Maschinenwelle :2 in Richtung der Drehung dieser letzteren
nach vorwärts verschoben ist. Die beiden Pleuelstangen q. und 5 der beiden in den
Zylindern i und 3 laufenden Kolben 6 bzw. 7 sind an die Kurbel 8 angeschlossen.
Um die Bauweise zu vereinfachen, kann die Pleuelstange 5 mit der Pleuelstange q.
meinem beliebigen Punkt dieser, z. B. gemäß Abb. q. auf einem Ansatz 9, angeordnet
werden. In dem. Zylindern i und 3. arbeiten die Kolben 6 und 7 als Verdichterkolben
und als Treibkolben.
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Der Hauptzylinder i hat in seinem unteren Teil Auslaßö$nungen io,
die in das Auslaßrohr ii münden. An seinem oberen Ende hat er Öffnungen 12, die
die Verbindung mit def Hilfszylinder 3 herstellen. Letzterer ist in seinem unteren
Teil mit Öffnungen 13 versehen, die mit dem Luftzuleitungsrohr 1.1. verbunden sind.
Der Hilfszylinder 3 ist oben durch den Überströmkanal15 mit dem auf dem Hauptzylinder
i angeordneten und vom Daumen 17 mit Hilfe von Hebeln und Zugstangen gesteuerten
Injektor 16 verbunden-Der Daumen 17 steuert auch die nicht veranschaulichte Brennstoffpumpe,
die durch eine Rohrleitung mit dem Rückschlagventil i9 verbunden ist. Dieses Ventil
ist im oberen Teil des Zylinders i neben dem Injektor 16 angeordnet.
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Der Hauptzylinder i und der Hilfszylinder 3 sind aus einem Stück hergestellt
und mit einem Kühlmantel 2o versehen.
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Die Maschine wird durch ein Schwungrad 36, durch einen gewöhnlichen
Fliehkraftregler und durch eine Kühlwasserpumpe vervollständigt, wenn mit umlaufendem
Wasser gekühlt wird. Ferner ist eine Schmierpumpe vorgesehen.
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Die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine ist folgende: Wenn die Kurbel
etwa 6o° vor dem unteren Totpunkt sich befindet, beginnt der Kolben 6 des Hauptzylinders
die Auslaßöffnungen io zu öffnen, ,wobei ein Senken des Druckes der verbrannten
Gase stattfindet. Diese Druckabnahme setzt sich bis zu 95 °1o des Hubes fort. In
diesem Punkte ist der Gasdruck im Zylinder i bedeutend abgeschwächt, so daß die
Spülluft einströmen kann, die durch das Rohr 14 und die Öffnungen 13 in den Hilfszylinder
3 und von dort durch die Öffnungen 12 und den Kanal 15 in den Hauptzylinder i gelangt.
Da in diesem Augenblick die Nadel des Injektors 1,6 .gehoben wird, wird die Verbindung
z@vischen 15 und i freigelegt, so daß die zurückbleibenden Verbrennungsgase aus
dem Zylinder i durch die Öffnungen io und das Rohr ri ausgetrieben werden. Die ihre
Drehung fortsetzende Kurbel ist bis etwa 6o° über den unteren Totpunkt gekommen
und zwingt die bei-den Kolben 6 und 7, im selben Augenblick die Öffnungen io und
13 zu schließen. In diesem Augenblick beginnt in den beiden Zylindern i und 3 die
gemeinsame Verdichtung, und zugleich wird die Nadel des Injektors 16 gesenkt und
die Verbindung zwischen den Zylindern i und 3 durch den Überströmkanal 15 unterbrochen.
Nur durch die Öffnungen 12 bleiben die beiden Zylinder i und 3 in Verbindung bis
zu dem Augenblick, in welchem der Kolben 7 in die Höhe der Öffnungen 12 gelangt,
worauf letztere durch den Kolben; geschlossen werden. Für den Rest des Hubes der
Kolben 6 und 7 bis zum oberen Totpunkt wird die Verdichtung getrennt fortgesetzt.
Hierbei bewegen sich, wie aus Abb. 5 ersichtlich ist, die Kolben 6 und 7 in folgender
Weise mit Bezug aufeinander: Wenn der Zapfen der Pleuelstange q. des Hauptkolbens
6 aus seiner unteren .Totlage a nacheinander die Stellungen III, Iv, ÄT, VI, VII,
VIII, IX, I, II auf einem Kreis einnimmt, bewegt der nach Abb. q. an den Ansatz
g. der Pleuelstange 4. angelenkte Zapfen der Pleuelstange 5 des Hilfskolbjens 7
sich von seiner Totpunktlage ä nacheinander durch die Punkte III', IV', V', VI',
VII', VIII', IX', I', 1I' einer Ellipse. Es ergibt sich hieraus, daß der Hauptkolben
6 seine obere Totpunktlage bereits überschritten hat, wenn der Hilfskolben 7 seinerseits
die obere Totpunktlage erreicht. Da der Hilfszylinder 3 eine viel kleinere Verdichtungskammer
hat als der Hauptzylinder i, wird die von dem Hilfskolben 7 oberhalb der Öffnungen
12 eingeschlossene Luft zwei- oder dreimal stärker verdichtet als die Luft im Hauptzylin-;ler
i. In dem Augenblick, in welchem der Kolben 7 seinen Verdichtungshub beendet hat,
hebt der Daumen 17 die Nadel des Injektors 16, worauf die Luft aus dem Hilfszylinder
3 durch den Überströrnkanal 15 in den Injektor 16 eindringt, um durch diesen in
den Hauptzylinder i zu gelangen und dabei sehr kleine Brennstoffteilchen aus dem
Raum d.o mit sich zu reißen. Diese Brennstoffmischung wird in dem Zylinder i infolge
der hier herrschenden hohen Temperatur sofort und vollkommen verbrannt.
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Bei schnellem öffnen des Injektors 16 geht rlie Einspritzung augenblicklich
vor sich, was eine Verbrennung bei konstantem Volumen ergibt. Wenn hingegen eine
Verbrennung bei nahezu konstantem Druck erreicht -werden soll, muß die Nadel des
Injektors 16 in anderer geeigneter°Weise gehoben werden.
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Der bei dem Motor gemäß der Erfindung verwendete Brennstoffinjektor
16 besteht
nach Abb.3 aus einem Nadelventil 37, das --lie Mündung
des Überströmkanals r5 gegen den Hauptzylinder r verschließt. In dem Ventil 37 gleitet
ein kleines Ventil 38, auf «-elches die Feder 39 wirkt. Diese Anordnung der
beiden Ventile 37 und 38 sichert ein genaues Abschließen der Zufuhrkanäle für die
Einblaseluft und den Brennstoff. Der Brennstoff sammelt sich in der Kammer do. Beim
öffnen des Injektors stößt das -Nadelventil 37 gegen einen Ansatz 41 des kleinen
adelventils 38. u.m es zu heben.