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Zweitaktbrennkraftmaschine mit Umkehrspülung Die Erfindung bezieht
sich auf Zweitaktbrennkraftmaschin.en mit Umkehrspülung, bei denen das Ladegemisch
oder die Spülluft durch gesteuerte oder ungesteuerte Schlitze zu- und abgeführt
wird. Bei der Durchführung des Spülverfahrens solcher Maschinen ist es wesentlich,
daß das die Ausspülung des Zylinders bewirkende neue Ladegemisch oder die Spülluft
genügend hoch in den oberen Teil des Zylinders hineingelangt, damit die Verbrennungsgase
vollkommen aus dem Zylinder entfernt werden.
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Dies hat man bisher auf zweierlei Weise zu erreichen gesucht, nämlich
einmal dadurch, daß man die durch die Einlaßschlitze eintretende und an der gegenüberliegenden
Seite des Zylinders durch die Auslaßschlitze wieder abfließende Spülluft durch eine
am Kolbenboden angeordnete, im wesentlichen senkrechte Ablenkungsfläche in dem gewünschten
Sinne beeinflußte, oder aber dadurch, daß man die Einlaß- und Auslaßschlitze auf
derselben Seite übereinander anordnete und den Spülstrom in geschlossenem Kreislauf
über den Kolbenborten an der Zylinderwandung und am Zylinderdeckel entlang nach
den Auspuffschlitzen führte.
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In beiden Fällen wurde der Spülstrom an einer Stelle, und zwar im
ersten Falle bei seinem Eintritt an der Ablenkungsfläche und im zweiten Falle bei
seinem Austritt an den Auspuffschlitzen, rechtwinkelig aus seiner Richtung abgelenkt.
Diese gewaltsame Richtungsänderung kann aber den für eine gute Spülung notwendigen
stetigen Verlauf des Spülstromes hindern und einen größeren Spülluftdruck erforderlich
machen, da bekanntlich mit solchen scharfen Richtungsänderungen bei allen Strömungsvorgängen
Energieverluste verbunden sind. Außerdem ergibt sich bei der ersten Spüleinrichtung
mit am Kolben angeordneter Ablenkungsfläche eine ungünstige Kolbenform. Bei der
Durchführung des zweiten Spülverfahrens (geschlossener Kreislauf) sind folgende
Mängel zu befürchten. Da der eintretende und der austretende Luftstrom an der Ein-
bzw. Austrittsstelle, um die Schlitzanordnung nicht zu hoch werden zu lassen, sehr
nahe aneinander vorbeigeführt werden müssen, so wird sich eine gegenseitige Beeinflussung
dieser beiden entgegengesetzt gerichteten Luftströme kaum vermeiden lassen. Es können
sich zwischen der Ein- und Austrittsstelle Wirbel bilden, und ein Teil des eintretenden
Ladegemisches bzw. der Ladeluft kann unter Umständen sofort wieder durch die Auslaßschlitze
mit aus dem Zylinder hinausgerissen werden. Das würde einen Verlust an Ladegemisch
bzw. Ladeluft bedeuten und damit, abgesehen von dem Verluste an Brennstoff usw.,
bei Explosionsbrennkraftmaschinen einen Verlust an Arbeit, die zur Erzeugung dieser
strömenden Luft von der Maschine aufgebracht werden muß. Außerdem muß bei dieser
gegenseitigen Anordnung der Einlaß- und Auslaßschlitze
übereinander
der Kolben beim Rückgang über zwei Schlitzbreiten hinweglaufen, bevor er den Zylinder
abschließt. Es kann infolgedessen mit dieser Anordnung ein Hubverlust verbunden
sein. Endlich besteht die Gefahr, daß sich bei diesem nach einer geschlossenen Kurve
verlaufenden Spülvorgang ein sich drehender Kern bildet, der dauernd im Zylinder
verbleibt.
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Die Erfindung bezweckt, einen Spülvorgang für Maschinen der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei dem den erwähnten Gefahren nach Möglichkeit begegnet
wird. Dieser Zweck wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß das Ladegemisch
bzw. die Spülluft durch schräg nach unten gerichtete und in der Umfangsrichtung
der Zylinder möglichst zusammengedrängte Einlaßschlitze in geschlossenem Strome
über den konkav ausgebildeten Kolbenboden hinweg und an der gegenüberliegenden Zylinderwand
hochgeführt wird und daß der Spülstrom durch Anordnung der Auslaßschlitze an beiden
Seiten des Zylinders gespalten wird, derart, daß er in zwei nach außen zu verlaufenden
Teilströmen zu den Auslaßschlitzen gelangt, die die Zylinderwandung durchdringen
und den Spülstrom in stetigem Verlauf und ohne gewaltsame Richtungsänderungen austreten
lassen.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i einen Längsschnitt durch einen nach der Erfindung
ausgebildeten Zylinder einer Brennkraftmaschine, Abb. 2 einen Querschnitt nach Linie
2-2 der Abb. i, Abb.3 einen Längsschnitt durch den Zylinder nach Linie 3-3 der Abb.
i, Abb.4 in Schnittdarstellung eine Einzelheit und Abb. 5 die Anwendung der Erfindung
für eine mehrzylindrige Maschine in schematischer Darstellung.
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A ist der Zylinder, in dem der Kolben B
sich bewegt.
In der Zylinderwand sind die Einlaßschlitze a1 angeordnet. Diese sind düsenförmig
ausgebildet, und die beiden äußeren Schlitze sind konvergierend gegeneinander gerichtet
(Abb.2), so daß die eintretende Spülluft sich zusammenschließt und in geschlossenem
Strome über den nach unten gewölbten Boden des Kolbens hinwegströmt. (In der Ausführung
nach Abb.4 sind die Einlaßschlitze durch eine Leitfläche a3 unterteilt.) Annähernd
in derselben Höhe wie die Einlaßschlitze sind die Auslaßschlitze & angeordnet,
und zwar so, daß sie etwa auf einem zur Eintrittsrichtung der Luft senkrechten Durchmesser
in zwei Gruppen einander gegenüberliegen und die Zylinderwandung in der aus Abb.2
ersichtlichen Weise schräg durchdringen.
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Bei ungesteuerten Schlitzen muß dabei die Oberkante der Auslaßschlitze
a2 um die Vorauspuffstrecke a2 höher liegen als .die Oberkante der Einlaßschlitze
ra" (s. Abb. i). Bei gesteuerten Schlitzen können die Ein- und Auslaßschlitze gleich
hoch gemacht werden.
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Die Spülluft steigt, nachdem sie gemäß Abb. 2 bis ,4 über den Kolbenboden
hinweggeströmt ist, gemäß Abb. i in geschlossenem Strome an der den Einlaßschlitzen
gegenüberliegenden hinteren Zylinderwand empor, kehrt oben am Zylinderdeckel um
und fließt, zunächst ebenfalls noch in geschlossenem Strome, an der vorderen Zylinderwand
wieder abwärts. Infolge der seitlichen Anordnung der Auslaßschlitze gabelt sich
dann der Luftstrom gemäß Abb.3, und die Luft strömt in zwei Teilströmen nach beiden
Seiten den Auslaßschlitzen zu, gelangt durch diese in die Auspuffleitung und verläßt
den Zylinder durch den Auslaßstutzen a4 im gleichen Richtungssinn, wie sie eingetreten
ist (Abb.2). Durch diesen Spülvorgang wird eine sehr gründliche Durchspülung aller
Teile des Zylinders erzielt. Da der Verlauf des Luftstromes vollkommen stetig ist,
können Druckverluste nicht eintreten, so daß mit einem verhältnismäßig niedrigen
Spüldruck gearbeitet werden kann. Auch ein rotierender toter Abgaskern kann sich
nicht bilden, da kein geschlossener Kreisstrom vorhanden ist.
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Auch ist die die Erfindung bildende Einrichtung, da die Anordnung
der Einlaß- und Auslaßschlitze übereinander ganz vermieden ist, frei von Verlusten
an Spülluft bzw. Ladegemisch und Brennstoff durch Mitreißen, wie sie bei bekannten
Anordnungen unvermeidlich sind.
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Die Wirkung der Leitflächen ist in Abb. 4. veranschaulicht. Bei der
gezeichneten Stellung des Kolbens, der den Einlaßschlitz erst halb geöffnet hat,
würde ohne die Leitfläche a3 die Luft etwa in Richtung des gestrichelten Pfeiles
einströmen. Durch den Einbau der Leitfläche wird erreicht, daß die Luft in Richtung
des ausgezogenen Pfeiles fließt, also auch schon bei teilweiser Öffnung des Einlaßschlitzes
der Spülstrom in richtiger Weise zustande kommt.
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Bei Mehrzylindermaschinen kann die Anordnung, wie in Abb. 5 dargestellt,
so getroffen werden, daß die Auslaßschlitze in zwei für alle Zylinder gemeinsame
Rohre C münden, die auf beiden Seiten der Zylinder entlang laufen. Die Zuführung
der Luft erfolgt dann zweckmäßig durch zwischen den Zylindern ausgebildete Luftkammern
D.
Durch diese Anordnung kann man bei geringer Baulänge der Maschine
einfache Zylindergußstücke erzielen. Es können auch je zwei Zylinder an eine Luftkammer
angeschlossen werden.