DE562560C - Einrichtung zur Verminderung des Auspuffgeraeusches bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit vom Arbeitskolben gesteuerten Auspuffschlitzen - Google Patents

Description

Den Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Schlitzsteuerung haften eine Reihe von Übelständen an, die zu einem gewissen Teil in der Mangelhaftigkeit des Auspuffvorganges begründet sind. In erster Linie wirkt das ungedämpfte Auspuffgeräusch, insbesondere bei Maschinen mittlerer und großer Leistung, außerordentlich störend. Dies gilt besonders für Großdieselmotoren in der Nähe bewohnter Gegenden und für Schiffsmaschinen, bei denen sich die Reisenden hierdurch mitunter stark belästigt fühlen. Ein anderes Übel ist die gegenseitige Störung des Auspuff- und Spül Vorganges jedes Zylinders durch die benachbarten Zylinder infolge von Schwingungen und Druckschwankungen in der gemeinsamen Auspuffleitung. Schließlich sei noch die verminderte Ausnutzbarkeit der Abwärme der Auspuffgase gegenüber der von Viertaktmaschinen durch die Mischung und Verdünnung der Abgase mit Spülluft hervorgehoben. Es sind nun bereits Brennkraftmaschinen mit das Spül- und Ladegebläse antreibenden Abgasturbinen bekannt, bei denen die Abgase dem Arbeitszylinder zu verschiedenen Zeiten während des Expansionshubes entnommen werden. Dies geschieht entweder durch besonders gesteuerte Auslaßventile oder durch mehrere in verschiedener Höhe an der Zylinderlaufbüchse angeordnete Auslaßschlitze.

Bei allen diesen Vorrichtungen ist jedoch der Hauptzweck die Gewinnung der für den Abgasturbinenbetrieb notwendigen Energie.

Aus diesem Grunde wird ein Teil der Abgase bereits lange vor dem Ende des Expansionshubes abgezapft. Für Maschinen ohne Abgasturbine bedeutet aber eine solche vorzeitige Abzapfung einen erheblichen Verlust an Leistung. Außerdem werden dadurch die Auspuffgeräusche in der Auspuffleitung nicht verhindert. Auch in die Auspuffleitung eingebaute gesteuerte Klappen, die, vor einer Rohrabzweigung angebracht, den ersten hochgespannten Teil der Auspuffgase in ein besonderes Rohr ableiten, während die nachfolgenden, bereits mit Spülluft vermischten Abgase getrennt abgeführt werden, haben in bezug auf die Dämpfung des Auspuffgeräusches keinen Erfolg gebracht. Dazu kommt, daß die Brennkraftmaschinen mit besonders gesteuerten Ventilen oder Leitklappen durch diese erheblich verteuert werden und eine verwickelte Maschinenanlage aufweisen, durch die ein Hauptvorteil der Zweitaktmaschine, die Einfachheit im Aufbau, zum Teil wieder aufgehoben ist.

Es ist ferner bekannt, in die Auslaßschlitze von Brennkraftmaschinen kurze düsenartige Rohre einzubauen, die etwas in die Auspuffleitung hineinragen und durch die ein Teil der hochgespannten Abgase in die Auspuffleitung entweicht. Diese Düsenrohre sollen als Ejektoren wirken und die Reinigung des Arbeitszylinders von den Abgasen durch den hervorgerufenen Saugzug begünstigen. Da diese bekannten Einsatzrohre nur kurz sind

und zudem in die gemeinsame Auspuffleitung münden, kann mit ihrer Hilfe eine Verminderung des Auspuffgeräusches nicht erzielt werden, denn- die das Geräusch verursachenden Schwingungen und Druckschwankungen in der Auspuffleitung treten hier infolge der Wiedervereinigung der einzelnen Teilgasströme kurz nach dem Verlassen des Arbeitszylinders in unvermindertem Maße auf.
ίο Nach der Erfindung werden zur Beseitigung der das Auspuffgeräusch verursachenden Druckschwankungen in der Auspuffleitung die Aufelaßschlitze durch den Einbau mehrerer dünner Leitbleche in einzelne Kanäle unterteilt, die mit entsprechenden Kanälen in dem äußeren Zylindergehäuse in Verbindung stehen. Von diesen äußeren Kanälen werden die Abgasteilströme durch besondere Leitungen zu den Abwärmeverwertungsstellen oder ins Freie geführt. Derartige Leitbleche sind zwar bereits für Einlaßschlitze verwendet worden, doch dienen sie dort lediglich als Lenker, die dem eintretenden Luftoder Gemischstrom eine für den Spülvorgang günstige Richtung geben. Eine Aufteilung des Gasstromes in Einzelströme verschiedener Spannung ist hierbei nicht beabsichtigt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel in einem teilweisen senkrechten Schnitt durch den Kolben und Zylinder einer Brennkraftmaschine dargestellt.

In der Abbildung ist die Anordnung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung nur auf der oberen Zylinderseite dargestellt. Diese Anordnung gilt bei doppeltwirkenden Maschinen sinngemäß auch für die andere Zylinderseite. Es ist mit α das Zylindergehäuse und mit b die Zylinderbüchse bezeichnet, c ist der Kolben mit seiner die Schlitze steuernden Kante d und den Kolbenringen e. In dem Auspuffschlitz / der Zylinderbüchse und dem entsprechenden Schlitz g des Zylindergehäuses sind mehrere Leitbleche It₁, h₂ und I₁, L gasdicht eingesetzt, so daß sie gemeinsam ubereinanderliegende Kanäle bilden. Diese Leitbleche Zi₁, Iu und Z₁, i₂ werden zweckmäßig nach Art der Leitschaufeln von Leitapparaten für Dampfturbinen in die Zylinderbüchse und in das Gehäuse eingeschweißt oder eingegossen und mit diesen zusammen bearbeitet, so daß sie einen festen und gasdichten Teil derselben bilden. Die Ableitung der Auspuffgasströme geschieht getrennt voneinander mittels besonderer Rohre Je₁, k₂, wie sie beispielsweise in der Abbildung dargestellt sind. Schließlich ist mit I noch der ETnlaßschlitz für die Spülluft bezeichnet. Die Zahl der Leitbleche hängt ganz von dem Verwendungszweck der Abgase ab und kann in beliebiger Weise gewählt werden. Die Form und die Anordnung der Leitbleche zueinander wird zweckmäßig so gewählt, daß die einzelnen Kanäle die Gestalt einer Düse erhalten, deren Querschnitt sich stetig erweitert. Bei richtiger Ausbildung dieser düsenartigen Kanäle kann auf diese Weise ein erheblicher Teil des vorhandenen Druckes der Abgase bereits in den Kanälen in Geschwindigkeit umgewandelt werden. Diese Energieumwandlung, die einmal bei Verwendung der Abgase in Abgasturbinen, sodann auch für die Steigerung des für eine gute Spülung erforderlichen Druckabfalles in der Auspuffleitung notwendig ist, kann unter Umständen noch dadurch erhöht werden, daß auch die ableitenden Rohre mit sich stetig erweiterndem Querschnitt ausgebildet werden, der sich entsprechend an die Endquerschnitte der Kanäle anschließt.

Die beschriebene Einrichtung wirkt in der Weise, daß die steuernde Kante d des Kolbens c zuerst den obersten Kanal des Auspuffschlitzes aufdeckt, durch den dann die am höchsten gespannten Gase austreten. Durch die unteren Kanäle strömen die Abgase mit niedrigeren Spannungen aus. Durch diese im Vergleich zum Bekannten außerordentlich einfache und billige Einrichtung wird eine beliebig weitgehende Unterteilung des Gasstromes erreicht und dadurch die eingangs erwähnten, mit dem Auspuffvorgang verbundenen Übelstände in einwandfreier Weise beseitigt. Schwingungen und Druckschwankungen in den Auspuffleitungen können auf ein Minimum beschränkt werden, und die störenden Auspuffgeräusche werden vermieden.

Claims (2)

Patentanspruch κ:

1. Einrichtung zur Verminderung des Auspuffgeräusches bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit vom Arbeitskolben gesteuerten Auspuffschlitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffschlitze (/) durch den Einbau mehrerer dünner Bleche (A₁, A₂) in Teilkanäle unterteilt sind, die nacheinander geöffnet werden, und daß die Teilströme getrennt voneinander weggeleitet werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Leitblechen gebildeten Kanäle die Form einer an sich bekannten, sich stetig erweiternden Düse besitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen