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Zweitakt-Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Zweitakt-Mehrzylinder-Brennkraftmaschine,
bestehend aus Gruppen von je drei in ihrer Wirkung um I20° verschobenen Stufenzylindern
mit Arbeitsraum und Pumpenraum, bei welchen jeweils der Arbeitsraum des einen durch
den Pumpenraum des benachbarten Zylinders mit Spülluft und Gasgemisch gespeist wird.
Die Steuerung der Spülluft- und Gasgemischeinlässe in den Pumpenraum und des Einlasses
und Auspuffs des Arbeitsraumes jedes Zylinders erfolgt dabei durch die hohlen Stufenkolben.
Um bei solchen Motoren eine zuverlässige Spülung des Arbeitsraumes unter Vermeidung
von zusätzlicher Arbeitsleistung und Gasverlust zu erreichen, werden gemäß der Erfindung
Gasgemisch und Spülluft in den Pumpenräumen geschichtet komprimiert und in dieser
Schichtung durch überströmkanäle derart in die Arbeitsräume der Nachbarzylinder
übergeleitet, daß nach erfolgtem Einlaß des Gasgemisches in den Arbeitsraum die
Luftschicht in dem Überströrnkanal als Spülluft aufgespeichert bleibt. Zu diesem
Zweck sind die Einlässe für Gasgemisch und Spülluft in verschiedenen Höhenlagen
jedes Pumpenzylinders angeordnet, und der Rauminhalt des Überströmkanals vom Pumpenraum
des einen Zylinders zum Arbeitsraum des Nachbarzylinders ist dem Volumen der vorgesehenen
Spülluftmenge, die dem @ Gasgemisch nachgedrückt wird, angepaßt, so daß der Kanal
als Speicher für diese Luftmenge während des Explosionshubes des zu spülenden Zylinders
zu wirken vermag.
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Es sind schon Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen die Gas- und
Spüllufteinlaßschlitze durch einen hohlen Stufenkolben gesteuert werden. Es wird
jedoch dabei das Gasgemisch in den Kurbelraum als Vorkompressionsraum eingesaugt,
so daß es unmöglich ist, mehrere Zylinder in Sternform mit gemeinsamem Kurbelraum
anzuordnen; es ist lediglich die Bauart als Reihenmotor mit gesondert abgedichteten
Kurbelgehäusen möglich. Bei der gleichen Maschine ist zwischen Kurbelraum und Arbeitszylinder
ein Überströmkanal für Luft- und Gasladung in Form eines spiralförmigen Ringraumes
oder einer mehrmals abgebogenen Rohrschlangevorgesehen, in welchen die Spülluft
eingesaugt und aufgespeichert wird, deren Mischung mit dein im Kurbelraum komprimierten
Gasgemisch durch die Spiralwände bzw. Rohrwindungen verhütet werden soll. Letztere
Einrichtungen setzen aber dem Durchströmen von Luft und Gasgemisch durch diesen
Verbindungskanal erheblichen Widerstand entgegen, was für die Leistung des Motors
nachteilig ist.
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Bei einer anderen älteren Ausführungsform findet zwar im Pumpenraum
des Stufenzylinders ebenfalls eine Schichtung von Gasgemisch und Spülluft statt,
die Überleitung in den Arbeitsraum erfolgt aber im Gegensatz zu der Erfindung durch
ein verwickeltes Rohrnetz
über hohle konzentrisch angeordnete Wellen,
die schwer- dicht zu halten sind. Auch diese Anordnung setzt der Ladung der Maschine
erheblichen Widerstand entgegen.
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Bei einer weiterhin bekannten Maschine ist der Pumpenraum des einen
Zylinders mit dem Arbeitsraum des andern Zylinders verbunden, die Verdichtung von
Luftladung und Gasgemisch findet aber wechselweise in getrennten Pumpenräumen statt.
Der Aufbau der Maschine ist dadurch wesentlich anders als der der vorliegenden,
und die erwähnten Verbindungsleitungen werden zur Aufspeicherung sowohl der Luft-
als auch der Gasladungen verwendet. Demgegenüber bedeutet die erfindungsgemäße Maschine
eine bedeutende Vereinfachung.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein dreizylindriger Sternmotor
im Schnitt wiedergegeben.
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Die drei Zylinder a, b und c zerfallen in je einen Explosionsraum
dl, d= d$ und in je einen Saug- und Vorkompressionsraum e1, e2 und e3. Die Räume
liegen in bekannter Weise stufenartig untereinander. Die Kolben f sind entsprechend
stufenförmig gestaltet und hängen durch Pleuelstangen g mit der gemeinsamen Kurbelwelle
h zusammen, deren Drehrichtung dem Uhrzeigerdrehsinn entspricht. Die Kolben sind
in bekannter Weise als Hohlkolben ausgebildet und haben Gasschlitze i, durch welche
das Gasgemisch aus dem Kurbelgehäuse in die Vorkompressionsräume e1 bzw. e. bzw.
e3 einströmen kann. Am unteren Zylinderrand dieser Saug- und Kompressionsstufen
e,, e., es sind Luftschlitze k, die mit Luftzuleitungen in Verbindung stehen, derart
angeordnet, daß sie von dem bezüglichen Kolben kurz vor Erreichung der unteren Totpunktlage
geöffnet werden. Der Explosionsraum d, des Zylinders a ist durch einen Kanal
l,_ mit dem Saug- und Vorkompressionsraum es des Zylinders c, der in der Wirkung
dem Zylinder a um 36o - i2o' 3 vorauseilt, verbunden. Entsprechend ist der Explosionsraum
d_ des Zylinders b durch einen Kanal L, mit dem Saug- und Vorkompressionsraum
ex des Zylinders a und der Explosionsraum d3 des Zylinders c durch einen Kanal
13 mit dem Saug- und Vorkompres@ sionsraume2 des Zylinders b verbunden. Die
Kanäle h, h und 1, werden durch Rückschlagv entile m, die an den Ausströmstellen
der bezüglichen Saug- und Vorkompressionsräume sitzen, beherrscht.
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Die Wirkungsweise des so aufgebauten Motors ist folgende: Im Verlauf
des Explosionshubes (Zylinder a) öffnet sich der Gasschlitz i und läßt aus dem Kurb
elraum das Gasg emisch finden während: ,der Explosion. ievakuierten Saug- und Vorkompressionsraum
-l einströmen. Kurz bevor der bezügliche Kolben f die untere Totpunktlage erreicht,
werden die Luftschlitze k geöffnet, und es dringt Luft in den Raum ei ein, in dem
noch Unterdruck herrscht. Diese Luft mischt sich nicht mit dem im Raum e,. befindlichen
Gasgemisch, sondern unterlagen sich diesem. Durch den darauf beginnenden Kompressionshub
wird das Gasgemisch im Raum e, komprimiert, bis die Spannung des Rückschlagventils
m überwunden wird, so daß jetzt das Gasgemisch in den Kanals übertritt und die darin
befindliche Luft vor sich herschiebt in den Explosionsraum d, des Zylinders b, dessen
Kolben inzwischen die Tieflage erreicht hat. Die Luft, die aus dem Kanal
1, vor dem nachdringenden Gasgemisch hergeschoben wird, durchströmt den Explosionsraum
d2 des Zylinders b als Spülluft; worauf dann die Füllung des Explosionsraumes d2
mit dem Gasgemisch aus dem Saug- und Vorkompressionsraum ei eintritt. Die dieses
Gasgemisch im Saug- und Vorkompressionsraum e, unterlagernde Luft füllt dagegen
den Kanal 1, aus und wird hier als künftige Spülluft für den Explosionsraum
d#, in Vorrat gehalten. Das Zusammenwirken der Zylinder b und c und weiterhin der
Zylinder c und a vollzieht sich genau so, nur mit zeitlicher Verschiebung entsprechend
der Versetzung um iao°. In jedem Zylinder wird beim Explosionshub im Saug- und Vorkompressionsraum
das Gasgemisch mit Luft unterlagert, worauf dann das Gasgemisch dem in derWirkung
nächstfolgenden Zylinderzugefördert wird und die unterlagernde Luft in dem Verbindungskanal
als Spülluft bereitgehalten bleibt. Das Fassungsvermögen der Kanäle i" 1Z und
13 ist den Volumina der Explosionsräume und Saug- und Vorkompressionsräume
der Zylinder genau angepaßt, so daß Gasverluste vermieden bleiben. Entsprechend
ist die Wirkung der Ventile m eingestellt.
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Wie schon einleitend erwähnt, kann der Motor eine Mehrzahl solcher
dreizylindriger Gruppen umfassen, wobei insbesondere bei stationären Motoren die
einzelnen Zylinder statt in der beispielsweise wiedergegebenen Sternform auch nebeneinanderliegend
durch Leitungen entsprechend verbunden angeordnet sein können.