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Gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine Gegenstand der Erfindung
ist eine gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem Stufenkolben,
dessen Ringstufe zur Vorverdichtung des Ladegemisches dient. Es ist bekannt, den
größten Teil des Stufenkolbens gleichzeitig als Kolben einer Kurbelkastenpumpe zu
verwenden, die Spülluft fördert und dieselbe gegen Ende des Arbeitshubes in den
Arbeitszylinder hineintreibt. Die Spülluft wird durch einen in den Arbeitszylinder
einmündenden und vom Arbeitskolben gesteuerten überströmkanal von dem Kolbengehäuse
in den Arbeitszylinder hineingeleitet.
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Die Erfindung besteht nun in einer wesentlichen Vereinfachung der
Steuerung der Ladegemischeintrittsöffnungen und des Überströmkanals für die Spülluft,
wobei dafür gesorgt wird, daß zuerst die verbrannten Gase durch die Spülluft aus
dem Arbeitszylinder herausgetrieben werden, bevor der Eintritt des frischen vorverdichteten
Ladegemisches stattfindet.
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Um dieses zu erreichen, wird in an sich bekannter Weise in dem Stufenkolben
ein von der Kurbelwelle aus angetriebener kleiner Schieberkolben vorgesehen, der
die Mündung eines im Stufenkolben angeordneten, mit dem Ringraum in ständig offener
Verbindung stehenden Kanals für das Ladegemisch steuert. Dieser Schieberkolben dient
aber auch zur Steuerung eines anderen im Stufenkolben angeordneten Kanals, der gegen
Ende des Arbeitshubes mit der Mündung des Luftüberströmkanals zur Deckung kommt,
so daß Spülluft in den Arbeitszylinder eintritt. In dieser Weise wird eine besondere
Steuerungsvorrichtung für die Spülluft vermieden.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
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Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt einer Brennkraftmaschine,
und zwar befindet sich der Stufenkolben in der Nähe seiner unteren Endstellung am
Ende seines Arbeitshubes.
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Abb. a ist eine gleiche Ansicht wie Abb. i, jedoch befindet sich der
Stufenkolben in der Nähe seiner oberen Endstellung.
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Abb.3 ist ein Schnitt des Stufenkolbens und zeigt die Verbindung desselben
mit der Kurbelwelle.
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Abb. ¢ und 5 sind Querschnitte nach Linie 4-4 bzw. 5-5 der Abb. i,
und Abb.6 und 7 zeigen in verschiedenen Seitenansichten, die 9o° zueinander liegen,
den -im Stufenkolben angeordneten kleinen S chieberkolben_ Der Zylinder i der Brennkraftmaschine
ist mit zwei verschieden großen Bohrungen versehen, in welche ein abgestufter Arbeitslcolben
5 ' hineinpaßt, so daß eine verhältnismäßig kleine Verbrennungskammer 3 und eine
größere untere Vorverdichtungskammer 4. für das Brennstoffluftgemisch entsteht.
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Ein Brennstoffeinlaßkanal i i steht mit dem oberen Teil der Vorverdichtungskammer
4. durch eine Öffnung 1z in Verbindung, und ein Lufteinlaßkanal 13 steht
mit dem allseitig geschlossenen Kurbelkasten a durch eine Öffnung 14 in Verbindung.
Ein Ventil 15 überwacht den Eintritt der Brennstoffmischung von einem Vergaser o.
dgl. durch die Öffnung
12, und ein Ventil 16 überwacht den Eintritt
der Luft durch die Öffnung 14. Das Ventil 15 ist mit einer Ventilspindel 17 versehen,
und das Ventil 16 hat eine rohrförmige Ventilspindel 18, durch welche die Ventilspindel
17 hindurchgeht. Die rohrförmige Ventilspindel 18 ist in einer Führung i9 gleitbar
gelagert, welche in dem Maschinengestell angeordnet ist, und eine Feder 2o umgibt.denjenigen
Teil der Ventilspindel 17, welcher aus der Ventilspindel 18 nach außen herausragt.
Die Feder 2o hält somit beide Ventile i 5 und i6 für gewöhnlich in Abschlußstellung,
jedoch kann jedes Ventil sich unabhängig von dem anderen unter Einwirkung eines
Unterdruckes selbsttätig öffnen.
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Ein Luftüberströmkanal21 verbindet den oberen Teil des Kurbelkastens
mit dem unteren Ende der Verbrennungskammer 3. Der Stufenkolben 5 ist mit einer
Büchse 22 versehen, welche durch den Kolbenkopf hindurchgeht und einen Kanal 23
aufweist, welcher in einer gewissen Stellung des Kolbens mit der Mündung des Überströmkanals
21 in Verbindung gerät, so daß Spülluft in die Verbrennungskammer eintreten kann.
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In dem Kopf des Kolbens 5 befindet sich eine ringförmige Kammer 24,
welche durch Öffnungen 25 mit dem Innern der Buchse 22 verbunden ist. Ferner dienen
Kanäle 26 in der Kolbenwandung dazu, um die Ringkammer 24 mit dem unteren Teil der
Vorverdichtungskammer 4 zu verbinden.
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Eine an sich bekannte Kolbenstange 27 verbindet den Stufenkolben 5
mit der Kurbelwelle 28. In der Buchse 22 ist ein kleiner Schieberkolben 29 angeordnet,
welcher einen nach abwärts ragenden geschlitzten Teil 30
hat, der an einer
Seite mit einem Ring 31 versehen ist. Der Kolbenzapfen 32, der die Kolbenstange
27 mit dem Stufenkolben 5 verbindet, geht durch diesen Schlitz und Ring hindurch,
so daß die Hinundherbewegung des kleinen Schieberkolbens nicht durch den Kolbenzapfen
gestört wird. An dem nach abwärts ragenden Teil 3o befinden sich kreisförmig gekrümmte
Glieder 33, die mit dem Teil 3o durch Ansätze 34 verbunden sind. Diese gekrümmten
Glieder 33 stehen in Gleiteingriff mit der Innenwandung des Stufenkolbens 5, wodurch
eine gute Führung des kleinen Kolbens im Innern des Arbeitskolbens erreicht wird.
Eine Kolbenstange 35 hat .am oberen Ende einen ringförmigen Teil, welcher den Ring
31 umgibt, und das untere Ende dieser Kolbenstange 35 ist mit einem Exzenterring
36 versehen, welcher ein Exzenter 37 umgibt, welches an demjenigen Teil der Kurbelwelle
sitzt, an welchem auch die Kolbenstange 27 angeschlossen ist.
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Eine ringförmige Auspuffkammer 41 ist zwischen der Wandung der Verbrennungskammer
3 und der äußeren Wandung des Zylinders gebildet. Die Kammer 41 ist lediglich durch
das obere Ende des Überströmkanals 2 i unterbrochen, wie die Abb. 4 zeigt. Die Wandung
der Verbrennungskammer 3 ist mit Schlitzen 42 versehen, welche die Kammer 41 mit
der Verbrennungskammer verbinden, und Schlitze 43 sind in der Außenwand des Zylinders
vorgesehen, um die Kammer 41 mit der Auspuffleitung 44 zu verbinden.
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In den Zylinderkopf ist ein hülsenartiges Glied 45 hineingeschraubt,
welches eine Zündkerze 46 umgibt. Derjenige Teil des Gliedes 45, welcher in die
Verbrennungskammer 3 hineinragt, ist mit vielen Löchern 47 versehen. Der nach abwärts
ragende Teil des Gliedes 45 ist kleiner als die Buchse 22- an dem Stufenkolben,
so daß die Buchse 22 bei der Aufwärtsbewegung des Stufenkolbens teleskopartig den
nach abwärts ragenden Teil des Gliedes 45 in sich aufnimmt, wie die Abb. 2 zeigt.
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Wenn der Stufenkolben 5 sich nach abwärts bewegt, dann entsteht ein
Unterdruck in der Vorverdichtungskammer 4. und das Ventil 15 öffnet sich, so daß
frisches Ladegemisch in die Kammer 4 eintreten kann. Bei diesem Abwärtshub des Stufenkolbens
wird auch die Luft in dem Kurbelkasten verdichtet und in den Uberströmkanal21 hineingetrieben,
und wenn der Kanal 23 in dem Kolben mit der Mündung des Kanals 2i in Deckung kommt,
dann tritt die Luft in die Buchse 22 ein und von hier aus in das Innere der Verbrennungskammer
3. Nun verlassen die verbrannten Gase diese Verbrennungskammer, sobald die Auspuffschlitze
bei der Abwärtsbewegung des Stufenkolbens 5 freigegeben werden, wobei jedoch die
Luft, welche in der eben beschriebenen Weise in die Kammer 3 eintritt, die Austreibung
dieser verbrannten Gase erleichtert. Diese eintretende Spülluft kühlt nun die heißen
Teile, und wenn sich der Stufenkolben nach aufwärts bewegt, dann wird ein Teil dieser
kalten Luft in der Kammer 3 gefangen, sobald durch den Stufenkolben 5 die Auspufföffnungen
verschlossen sind. Es braucht wohl nicht besonders bemerkt zu werden, daß die in
dem Kurbelkasten befindliche Luft bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens in den Kurbelkasten
hineingesaugt wird. Bei der Aufwärtsbewegung des Stufenkolbens wird das in der Kammer
4 befindliche Ladegemisch vorverdichtet und strömt durch die Kanäle 26 in die Kammer
24, und wenn der Kolben 5 sich weiter nach aufwärts bewegt, wird schließlich der
kleine Schieberkolben 29 nach abwärts bewegt, so daß die Öffnungen 25 freigegeben
werden, gleich nach dem durch den Stufenkolben 5 die Auspufföffnungen in
dem
Zvlinder verschlossen worden sind, so daß das frische vorverdichtete Brennstoffgemisch
in die mit Luft gefüllte Kammer 3 hineingetrieben wird. Kurz vor der Beendigung
des Aufwärtshubes des Stufenkolbens bewegt sich der kleine Schieberkolben nach aufwärts
und verschließt die Öffnungen 25. Nachdem die Buchse 22 den hülsenförmigen Tei145
in sich aufgenommen hat, wie die Abb. 2 zeigt, findet die Zündung statt, und die
entzündeten Gase gehen durch die Löcher 47 hindurch und entzünden die übrige Lademischung
in der Verbrennungskammer 3, wodurch der Stufenkolben nach abwärts getrieben wird.