DE563090C - Schalldaempfer fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Es sind Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Abgase nach Austritt aus dem Zylinder in einem gegen die Atmosphäre abgesperrten Raum der Entspannung überlassen werden und ihnen dann erst nach Aufhebung der Sperre der Übertritt in die Atmosphäre gestattet wird. Dadurch gelangt der Auspuffknall nicht unmittelbar in die Auspuffleitung, die mit der Außenluft in Verbindung steht, so daß eine Luftschallübertragung in die Atmosphäre verhindert wird. Diese Vorentspannungsräume bestehen aus mehr oder weniger großen Kammern, die mittels eines im Takte der Maschine gesteuerten Ventils voneinander getrennt sind. Da die Entspannungskammern mit dem dazugehörigen Ventilraum verhältnismäßig groß und schwer sind, hat man sie.auf der Grundplatte der Maschine unterbringen müssen. Daraus ergeben sich eine Reihe von Nachteilen, die sich für den einwandfreien Betrieb, insbesondere für schnelllaufende Maschinen, stark störend bemerkbar machen. In den langen Rohrleitungen vom Zylinder zum Entspannungsraum treten im Zusammenhang mit dem Entspannungsvorgang in der Kammer Schwingungen der Abgassäule auf, die bei schnellaufenden Brennkraftmaschinen einen außerordentlich schädliehen Einfluß auf den AuspufEvorgang ausüben. Insbesondere bei Zweitäktmaschinen, bei denen keine besonders gesteuerten Auspuffventile vorhanden sind, verhindern derartige Schwingungen in der Auspuffleitung und im Entspannungsraum einen ordnungsmäßigen Verlauf des Spül- und Ladevorganges.

Es sind ferner Auspufftöpfe bekannt, bei denen die Ein- und Austrittsöffnungen durch" die Auspuffgase selbst geöffnet bzw. geschlossen werden. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß die federbelasteten Klappen, die zum Abschluß dienen, nur für einen bestimmten Druck der Auspuffgase eingestellt werden können und für alle anderen Betriebsfälle, in denen der Auspuffdruck größer oder kleiner ist, der erstrebte Erfolg mehr oder weniger beeinträchtigt wird. Außerdem wird der Maschinenlärm durch das Schlagen der hin und her gehenden Abschlußklappen nicht unerheblich verstärkt.

Zur Vermeidung^ dieser Nachteile wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Entspannungsraüm als Drehschieber auszubilden, so daß nicht nur, wie bei den bekannten Ausführungen, der Auslaß, sondern auch der Einlaß in den Entspannungsraum abgeschlossen wird. Infolge der einfachen Bauart eines solchen Drehschiebers ist es möglich, denselben in unmittelbarer Nähe der Zylinderaustritts-Öffnungen anzuordnen, wodurch die Leitungen zwischen Zylinder und Entspannungsraum auf ein Mindestmaß gebracht werden, für das · störende Gasschwingungen nicht mehr zu be-

fürchten sind. Bei. Hochleistungsmaschiner nach dem Zweitaktverfahren, bei denen ein Nachladeauslaßschieber vorhanden ist, biete' die Ausbildung des Entspannungsraumes, als Drehschieber noch den besonderen Vorteil, daß dieser gleichzeitig als Nachladeschieber dienen kann und so die Anordnung eines, gesonderten Nachladeorgans überflüssig macht Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, ίο den Entspannungsdrehschieber für mehrere Zylinder gemeinsam zu verwenden. Besonders günstig gestaltet sich diese Ausführungsform für Zweitaktmaschinen mit drei, sechs, neun oder zwölf Zylindern, wenn dieselben aus Gruppen zu je drei Zylindern mit je I2O^C Kuibelversetzung bestehen. Da nämlich in normalen Fällen die Zeit vom öffnen der Auspuffschlitze des Zylinders bis zum Abschließen des Nachladedrehschiebers höchstens 120° beträgt, kann man für drei nebeneinanderliegende Zylinder einen gemeinsamen Drehschieber verwenden, dessen Steuerkanten gegeneinander um i20° versetzt sind. Dadurch können die Steueröffnungen eines Zylinders den Vorgang in keinem der beiden anderen beeinflussen, und das "notwendige Auf nehmervolumen kann bei durchaus erträglichem Durchmesser des Aufnehmerdrehschiebers verwirklicht werden.

Zum einfacheren Verständnis wird in der na"chstehenden Beschreibung die Eintrittsöff- ■^:,C Aung in den Aufnehmer als Entspannungsöffnung und die Austrittsöffnung des Aufnehmers als Auslaßöffnung bezeichnet. Im folgenden wird beispielsweise eine zweckmäßige Einrichtung zur Ausführung >;. des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens bei einer doppelt 'wirkenden DpeizyHnderzweitaktmaschine mit Nachladevorrichtung, wie sie in den Abbildungen dargestellt ist, beschrieben werden. Es zeigen . z. Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch einen Zylinder uiid den entsprechenden Drehschieber nach der Schnittlinie A-A in Abb. 3,. Abb. 2 einen Schnitt durch, den Drehschieber nach der Schnittlinie B-B in Abb, 3,

Abb. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch den Schieber und das Auspuffrohr nach der Schnittlinie C-C in Abb. 2, Abb. 4 ein Steuerzeitpunktdiagramm des gleichen Zylinders und

Abb. 5 ein Druckdiagramm eines Zylinders mit Entspannungsraum.

In Abb. ι und 2 ist d der Zylinderblock mit dem Kolben k, & der Auslaßkanal vom Zylinder zum Aufnehmer und c der■' Aufnehmerdrehschieber, der sich im beschriebenen Beispiel als rohrförmiger Körper über die Länge von drei Zylindern erstreckt (Abb. 3). \d ist das Drehschiebergehäuse, an das sich die Auspuffleitung e anschließt; f die Entspannungsöffnung des Drehschiebers, welche mit dem A.uslaßkanalende h, und g seine Auslaßöffnung, welche mit der Auslaßöffnung i des Drehschiebergehäuses übereinstimmt. I ist die SpüUttftleitung, und m sind die Einlaßschlitze für die Spülluft. -

Der Vorgang spielt sich nun für einen" Zylinder wie folgt ab:

Gleichzeitig mit dem öffnen- der Zylinderauslaßschlitze durch den Kolben oder kurz vorher kommen die Entspannungsöffnung f des Drehschiebers und das Kanalende h zur Deckung, so daß die Entspannung in den Aufnehmer erfolgt (Punkte in Abb. 4 und 5). Nach der Entspannung öffnet die Auslaßöffnung g des Drehschiebers die Auslaßöffnung i des Gehäuses, so daß die vorentspannten Abgase nach der Auspuffleitung abströmen können. Um dieses Abströmen möglichst ruhig zu gestalten, wird zweckmäßigerweise die Steuerkante schräg oder dreieckig ausgeführt, um eine- langsamere Vergrößerung des Durchgangsquerschnittes zu erreichen. Während des nun einsetzenden .Spülvorganges (B bis C in Abb. 4 und S) bleiben die beiden Öffnungen offen, so. daß das Ausschieben der Restgase und Laden des Zylinders mit Frischluft ohne Hindernis vor sich gehen kann. Nach der Spülung schließt die im Drehsinn rückwärti'ge Kante der Entspannüngsöffnung f das Auslaßkanalende h_ wieder ab, so daß die normale Nachladung "erreicht wird. Gleichzeitig oder wenigstens spätestens kurz vor Eröffnungsbeginn des nächsten, auf den gleichen %5 Aufnehmer arbeitenden Zylinders schließt der Drehschieber auch die Auslaßöffnung i ab, so daß wieder der geschlossene Aufnehmer für das gleiche Spiel am nächsten Zylinder hergestellt ist. Grundbedingung für die Ver- 1,99 wirklichung des Erfindungsgedankens ist, daß während .der Entspannungsperiode eines Zylinders nur die zu ihm gehörige Entspanungsöffnung des Drehschiebers offen ist, während seine sämtlichen anderen Steueröffnungen geschlossen sind, so daß also wirklich ein Aufnehmer ohne Luftschall verbindung nach außen hin geschaffen ist.

Die Auslaßöffnungen g des Drehschiebers können für alle drei Zylinder in einer zur 14,0 Schieberlängsachse senkrechten Ebene angeordnet werden mit 120° Versetzung gegeneinander. Dadurch kann an der Länge dieser öffnungen gespart werden. Zweckmäßigerweise wird die notwendige Länge dieser öffnungen unterteilt, so daß neben den Entspanrtungsöffnungen jeweils Auslaßöffnungen von twa ¹Z₃ der notwendigen Gesamtlänge zu lie- ;en kommen. Dadurch wird ein sehr gleichmäßiges Abströmen der Abgase aus dem Auf- nehmer erreicht.

In der Abb. 4 ist ein Steuerzeitpunktdia-

gramm des Aufnehmers für eine volle Umdrehung der Kurbelwelle, d. h. die Öffnungsund Schließungszeitpunkte, für alle drei Zylinder angegeben. Dem Punkte, in welchem beim ersten Zylinder die Auslaßschlitze und der Drehschiebereinlaß geöffnet werden, entsprechen die Punkte!) und G beim zweiten und dritten Zylinder, dem Punkt B, in welchem beim ersten Zylinder die Einlaßschlitze

«ο des Zylinders und' der Auslaß des Drehschiebers geöffnet werden, entsprechen die Punkte B und H beim zweiten und dritten Zylinder und dem Punkt C, in welchem beim ersten Zylinder die Einlaßschlitze des Zylin-

»5 ders, die Entspannungsöffnung des Drehschiebers und die Auslaßöffnung des Drehschiebers geschlossen werden, entsprechen die Punkte F und 7 beim zweiten und dritten Zylinder.

*° Die Abb. 5 zeigt ein Druckdiagramm eines Zylinders mit Aufnehmer. A und B sind die charakteristischen Zeitpunkte für den Eintritt und den Austritt der Abgase in den Aufnehmer.

Das Verfahren und die zur Ausführung desselben angewandte Einrichtung läßt sich sinngemäß auch für Viertaktmaschinen verwenden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen, bei welchen eine Vor entspannung der Auspuffgase nach Verlassen des Arbeitszylinders in einem von der Außenluft abgesperrten Raum erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Entspannungsraum als Drehschieber (c) in unmittelbarer Nähe der Zylinderaustrittsöffnungen Qi) angeordnet ist.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (c) als Entspannungsraum für mehrere benachbarte Zylinder gleichzeitig dient.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnungen (f) in dem Drehschieber (c) entsprechend der Kurbelversetzung der einzelnen Zylinder und die Auslaßöffnungen (g·) zwischen und heben den Einlaßöffnungen angebracht sind. •

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (g) mit einer abgeschrägten Öffnungskante versehen sind, die ein allmähliches Austreten der entspannten Gase in die Auspuffleitung gestatten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen