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Nach dem Zwei- oder Viertaktverfahren arbeitende Brennkraftmaschine
mit Luftspülung Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Zwei- oder Viertaktverfahren
arbeitende -Brennkraftmaschine und verfolgt den Zweck, eine Wärmeentspannung der
Zylinderwände durch Verkürzung der Zeit des freien Auspuffes und dementsprechend
durch Verlängerung der Zeit der Spülung zu erzielen.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erreicht, daß sämtliche
Spülkanäle während des freien Auspuffes mit dem Auspuffrohr in Verbindung stehen
und den Ausflußquerschnitt für die Abgase vergrößern, während bei beendigtem freiem
Auspuff die Spülkanäle nur mit der Luftleitung in Verbindung kommen.
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Die Erfindung findet nicht nur für Viertaktmotoren mit Ventilsteuerung
Verwendung, sondern auch für Viertaktmotoren mit Ventil-und Schlitzsteuerung sowie
für alle Zweitaktmotoren und hauptsächlich für Hochleistungsmotoren, wie z. B. Schnelläufer-Zweitakt';
motoren, Motoren mit Aufladung usw.
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Maschinen nach der Erfindung sind auf der Zeichnung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen doppelt wirkenden Zweitaktmotor mit Schlitzsteuerung
für Spülung und Auspuff, Abb.2 einen Schnitt durch die Schlitze nach Abb. i, Abb.
3 einen Viertaktmotor mit Ventilsteuerung für Spülung und Auspuff, Abb. q. einen
Gegenkolbenmotor mit versetzt angetriebenem Kolben. In sämtlichen Abbildungen bedeutet
i den Zylinder, a den Kolben, 3 die Auspuffkanäle, q die Spülkanäle, 5 das Auspuffrohr,
6 ein Verbindungsrohr zwischen den Spülkanälen und dem Auspuffrohr, 7 das Spülluftrohr,
8 ein gesteuertes Ventil (oder Schieber o. dgl.) für das Verbindungsrohr 6, 9 ein
gesteuertes Ventil (oder Schieber o. dgl.) für das Spülluftrohr, i o die Nockenscheiben
für die Steuerung der Ventile 8 und 9, i i das Aufladeventil, i z das Aufladeluftrohr,
13 das Brennstoffventil.
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In der Lage des Kolbens z bei Auswärtsgang nach der Abb. i ist die
Spülluftleitung 7 durch das Ventil 9 geschlossen, dagegen läßt das offene Ventil
8 den Abgasen einen freien Durchgang sowohl durch die Spülschlitze q., Verbindungsrohr
6 als auch durch die Auspuffschlitze 3 zum Auspuffrohr 5. Der Durchgangsquerschnitt
ist auf diese Weise verdoppelt, und der Druckausgleich geht sehr schnell vor sich,
wodurch die Zeit der Wirkung der Abgase auf die Zylinderwände verkleinert wird und
weniger Wärme auf die letzteren übergeht. Sofort nach Druckausgleich schließt sich
das Ventil 8 und öffnet sich das Ventil 9, und die Spülung beginnt, so daß
für diese erstens infolge Verkürzung des freien Auspuffes eine längere Zeit erreicht
wird, zweitens schon im Augenblick der Öffnung des Ventils 9 ein großer Durchgangsquerschnitt
der Schlitze vorhanden ist; daher kann der überdruck für das Spülen ganz gering
sein und etwa einige Hundertstel
Atmosphären, nicht aber Zehntel
Atmosphären, wie sonst üblich, betragen. Es wird somit bei einem kleineren Arbeitsaufwand
für das Gebläse doppelt so viel oder noch mehr Luft durchgeblasen, als es bei den
üblichen Motoren wegen des großen Überdruckes der Fall ist. Es wird also während
des Spülens eine intensive Luftkühlung des Innern des Zylinders erreicht, so daß
ohne Gefahr einer schädlichen Wärmebeanspruchung eine größere Brennstoffmenge für
die Verbrennung eingeführt werden kann. Eine solche Maschine kann daher allein durch
innere Kühlung der Wände auf zo bis 25 % oder noch höher belastet werden.
Für weitere Lei-, stungserhöhung kann in üblicher Weise Druckluft nach beendigter
Spülung mit einem größeren Überdruck, als die Spülluft besitzt, durch das gesteuerte
Ventil i i und das Rohr i a zugeführt werden. Für Aufladeluft wird in diesem Falle
ein besonderes Gebläse oder eine besondere Luftpumpe angeordnet, oder es wird die
von dem Spülgebläse gelieferte Luft teilweise in einem anderen Gebläse oder in einer
weiteren Stufe höher verdichtet. Bei dem Einwärtsgang des Kolbens wird in derselben
Weise der obere Zylinderteil gespült.
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Die Form der Ventile 8 und 9 und ihre Lage kann verschieden gewählt
werden; sie können auch durch voneinander unabhängige Nocken gesteuert werden, an
anderen Stellen. des Spülkranzes, als dargestellt, untergebracht sein und unmittelbar
die Auspuffkanäle mit den Spülkanälen in den Kranz allein verbinden. Es können auch
anstatt Ventilen flache, runde oder anders gestaltete Schieber oder Steuerkörper
anderer Art angewendet werden. Wichtig ist nur, daß während des freien Auspuffes
die Abgase auch durch sämtliche Spülschlitze und/oder Ventile entweichen können,
dagegen wird während des Spülens die direkte Verbindung (äußere Verbindung) der
Spül- und Auspuffschlitze abgebrochen, und kann die Spülluft nur nach dem Durchgang
durch den Zylinder in die Abgaseschlitze und/oder die Abgasventile übergehen.
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Falls die beiden Ventile 8 und 9 durch besondere Nocken gesteuert
werden, kann man die Spülluftmenge dadurch regeln, daß bei geschlossenem Ventil
8 das Ventil 9 noch vor dem Schließen der Spülschlitze durch den Kolben früher oder
später geschlossen wird. Man kann durch Vergrößerung der Höhe der Spülschlitze über
die Höhe der ,Auspuffschlitze (in doppelt wirkenden Motoren symmetrisch in beiden
Seiten) ein Aufladen mit derselben Spülluft erzielen, wobei zuerst beide Ventile
8 und 9 geschlossen sind und dann, wenn die Auspuffschlitze durch den Kolben geöffnet
werden, auch das Ventil 8 sich öffnet, um sich nach Druckausgleich zu schließen,
worauf sich das Ventil 9 öffnet und noch nach Schließen der Auspuffschlitze bei
dem Rückwärtsgang des Kolbens offen bleibt.
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Die Luftregelung hat eine besondere Bedeutung beim Langsamlaufen und
bei kleinen Belastungen, wo eine erhöhte Abnahme der Wärme der Zylinderwände ein
Versagen der Zündungen verursachen kann. Zum Zwecke einer verminderten Wärmeabnalune
beim Langsamlaufen und bei kleiner Belastung kann auch das Ventil 8 so geregelt
werden, daß es sich später öffnet oder auch geschlos; sen bleibt, so daß die Zeit
des freien Auspuffes sich verlängert.
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Abb. ¢ zeigt die Anwendung der Erfindung bei Gegenkolbenmotoren mit
Nacheilung des einen Kolbens gegenüber dem anderen. Wenn der untere Kolben die Auspuffschlitze
3 freilegt, öffnet sich das Ventil 8, so daß die Abgase auch von oben durch
das Rohr 6 ausströmen. Nach Druckausgleich schließt sich das Ventil 8 und öffnet
sich das Ventil 9. Dieses schließt sich in dem Augenblick wieder, wo die unteren
Schlitze 3 durch den Kolben geschlossen sind, so daß, trotzdem die oberen Schlitze
durch den Kolben noch nicht gedeckt sind, die Verdichtung beginnen kann.
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Die Regelung der Aufladeluft kann bei diesen Maschinen entweder in
üblicher Weisie durch Regelung des Luftdruckes oder der Luftmenge bei unveränderlichem
Druck erfolgen. Dieses wird dadurch erzielt, daß die öffnungsdauer des Aufladeventils
veränderlich bleibt, zu welchem Zwecke die Steuernocken entsprechend ausgebildet
sind und durch den Regler oder von Hand verstellt , werden können.
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Das Aufladeluftventil kann auf dem Deckel oder auf dem Zylinder oder
aber neben den Schlitzen angebracht werden und steht in bekannter Weise in Verbindung
mit einem Druckluftbehälter, einem Gebläse oder -einer Pumpe, welche entweder unabhängig
von dem Spülluftgebläse einen höheren Luftdruck erzeugt oder einen Teil der Spülluft
weiter verdichtet.