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Gemischverdichtende Viertaktbrennkraftmasebine Die Erfindung bezieht
sich auf gemischv erdichtende V iertaktbrennkraftmaschinen mit einem gemeinsamen,
von einem einzigen Ventil gesteuerten Ein- und Auslaßkanal, in welchem eine gesteuerteBrennstoffzuführungsvorrichtung
angeordnet ist, welche den Brennstoff während der Ansaugperiode in das Ventilrohr
eintreten läßt. Solche Motoren sind an sich bereits bekannt, «-eisen aber den großen
Nachteil auf, da.ß der Querschnitt ihres gemeinsamen Ein- und Auslaßkanals über
die ganze Kanallänge verhältnismäßig sehr weit sein muß, damit die verbrannten Gase
beim Ausströmen nicht unzulässig gedrosselt werden und somit ein Energieverlust
und starke Hitzeentwicklung auftreten. Infolgedessen ist es bei diesen Motoren nicht
möglich, an der Stelle, wo der Brennstoff in den Kanal eingeführt wird, die vom
gewöhnlichen Vergaserhau her an sich bekannte O_uerschnittsverengung vorzusehen,
welche gerade bei gesteuerten Vergaserdüsen zur Geschwindigkeitserhöhung der an
der Düse vorbeiströmenden Vergaserluft erforderlich ist.
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Gemäß der Erfindung wird es bei den Motoren der genannten Art ermöglicht,
den gemeinsamen Ein- und Auslaßkanal in der Art eines Venturirohres an der Stelle
zu verengen, an welcher der Brennstoff in den Kanal eingeführt wird, indem in der
Zylinderwandung in an sich bekannter Weise eine Hilfsauspufföffnung vorgesehen ist,
die vom Arbeitskolben gegen Ende des Einwärtsganges freigegeben wird. Durch diese
Hilfsauspufföffnung gelangt ein großer Teil der verbrannten Gase ins Freie, so daß
die verhältnismäßig geringe Menge der restlichen Verbrennungsgase, welche durch
den verengten Ein- und Auslaßkanal ausgeschoben wird, keine unzulässige Drosselung
erleidet.
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An sich ist es auch bekannt, die Verbrennungsgase teils durch eine
vom Kolben gesteuerte Auspufföffnung und teils durch ein besonders gesteuertes Ventil
austreten zu lassen. Bei der Einrichtung der letztgenannten Art handelt es sich
jedoch nicht um Verbrennungskraftmaschinen mit einem gemeinsamen, von einem einzigen
Ventil gesteuerten Ein- und Auslaßkanal.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, wobei Abb. i eine perspektivische Ansicht des in seiner Hauptachse
geschnittenen Motors zeigt, während in Abb. a und 3 die Profile zweier Nocken dargestellt
sind.
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In den Abbildungen bedeutet a ein Kurbelgehäuse mit einer Kurbelwelle
b, welche mittels der Pleuelstange c den Kolben d bewegt. Auf das Kurbelgehäuse
a ist der mit Kühlrippen versehene Zylinder e aufgeschraubt.
In
der Wandung des Zylinders e befindet sich eine Öffnung f, welche nahe jener Stelle
liegt, an der sich der Kolbenboden in der unteren Totlage des Kolbens d befindet,
so daß die Öffnung f von dem Kolben d in seiner unteren Totlage freigegeben
ist. An die Öffnung f ist einAuspuff rohr g angeschlossen. In der Mitte des Zylinderkopfes
befindet sich der Ventilsitz 1a eines Ventils i, seitlich davon mündet die
Öffnung j für die Zündkerze k. Die Öffnung f bildet den Sitz 'für
ein Ventil L, beispielsweise ein Rückschlagventil, das sich entgegen der
Wirkung einer Belastungsfeder öffnet, wenn der Druck im Zylinder ein bestimmtes
Maß überschreitet. An dem Ventilsitz la ist ein Kanal m angeschlossen, der die Form
eines rechtwinkligen Knies hat und mit der Führungshülse 7z für die Stange des Ventils
i. aus einem Stück besteht. Das Ventil i
wird durch eine Feder o in der Schließstellung
gehalten. In dem Kanal in befindet sich, dem Ventilsitz lt möglichst nahe liegend,
eine gesteuerte Brennstoffzuführungseinrichtung, welche beispielsweise aus einem
gesteuerten Nadelventil p besteht, das die von dem Behälter r gespeiste Vergaserdüse
q zur gegebenen Zeit abschließt. Der Querschnitt des Kanals m ist an der Stelle,
an welcher sich die gesteuerte Vergaserdüse q befindet, in der Art eines Venturirohres
eingeschnürt, wobei sich der Übergang von der normalen Rohrweite zur Verengung und
zur nachfolgenden Wiedererweiterung zwecks Vermeidung von Wirbelbildung allmählich
vollzieht.
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Die Nockenwelle s, welche mit der halben Drehzahl der Motorwelle umläuft,
trägt zwei Nocken f1 und t', die die beiden Ventilei undp steuern. Die Verbindung
der Nocken und Ventile erfolgt beispielsweise durch Rollen w1 und w= und Stangen
u1 und aa' sowie durch den Umwerfhebel v1 und den Hebel v'.
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Die Einrichtung zur Steuerung der Ausströmöffnung q kann so eingerichtet
sein, daß das Ventil geschlossen bleibt, wenn die Umdrehungszahl des Motors ein
vorbestimmtes Maß überschreitet. Diese Einrichtung besteht aus einer Masse x, deren
Trägheit so bemessen ist, daß ein Haken y am Nadelventil p mit dem Halten
z am Hebel v= außer Eingriff kommt, wenn die Umdrehungszahl des Motors ein
bestimmtes Maß überschreitet. Wird eine progressive Regelung gewünscht, so benutzt
man eine Klappe o. dgl. Drosselorgan, daß der Öffnung q vor- oder nachgeschaltet
sein kann.
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Der Nocken t1 erhält das in Fig z dargestellte Profil, demzufolge
sich das Ventil i ungefähr am Beginn der Auspuffperiode öffnet und ungefähr am Ende
der Admissionsperiode schließt. Der Nocken t' (Fig. 3) erhält ein solches Profil,
daß sich das Ventil p ungefähr zu Beginn der Admissionsperiode öffnet und ungefähr
am Ende dieser Periode schließt.
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Die Aufkeilung der Nocken erfolgt unter solchem Winkel, daß sich die
nachstehend beschriebene Wirkungsweise ergibt.
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Zu Beginn der Saugperiode (Bogen El in den Fig. z und 3) öffnet sich
das Nadelventil p, das Ventil i ist bereits offen, so daß das karburierte Gemisch
in den Zylinder eintritt. Kurz vor dem Ende der Saugperiode schließt das Nadelventil.
Es wird sodann nur Luft angesaugt, die die letzten Spuren des Gemisches bzw. des
Brennstoffes, die noch im Kanal in vorhanden sind, wegspült. Kurze Zeit nach Beendigung
der Saugperiode schließt das Ventil i, und es findet die Kompression statt (Bogen
Bin den Fig. 2 und 3). Zu gegebener Zeit erfolgt die Zündung, worauf der Arbeitshub
stattfindet (Bogen C), der beendet ist, sobald die Öffnung f freigegeben wird. Die
verbrannten Gase drücken das Ventil L auf und entweichen zum großen Teil durch den
Kanal g. In diesem Augenblick öffnet sich das Ventil i, so daß die verbrannten Gase,
die durch die Öffnung f nicht abgezogen sind, beim Aufsteigen des Kolbens durch
den Kanal m entweichen. Da diese Gase bereits entspannt sind, ist ihre Temperatur
nicht mehr hoch.
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Ein im Sinne der Erfindung ausgestalteter Motor hat gegenüber den
bekannten Motoren mit gemeinsamen Ein- und Auslaßkanal, in welchem eine gesteuerte
Brennstoff7uführungsvorrichtung angeordnet ist, den großen Vorteil, daß man sich
der gesteuerten Brennstoffzuführung bedienen kann, ohne die bisher damit verbundenen
Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Durch den als- Venturirohr ausgebildeten Ein-
und Auslaßkanal wird die Vergaserluft in der Zone der Brennstoffeinführung genügend
beschleunigt, so daß in der zur Verfügung stehenden Zeit genügend Brennstoff vergast
und mitgerissen wird. Andererseits werden die Auspuffgase ohne Drosselungsvcrluste
im Auspuffkanal beseitigt, da durch den verengten Querschnitt nur ein Restteil von
Verbrennungsgasen ausgeschoben wird. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes
besteht darin, daß die im Gegensatz zu den bekannten Motoren bereits entspannt durch
den gemeinsamen Ein-und Auslaßkanal ausströmenden Verbrennungsgase die Kanalwanclungen
nicht übermäßig stark erhitzen können, wodurch ein Verpuffen der Gase vermieden
wird.