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Schlitzgesteuerte -Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft
eine schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer geraden Zahl von in
Reine angeordneten -Zylindern, bei welcher der nach dem Einlaßschlitz eines jeden
Zylinders führende Überströmkanal für die frische Ladung durch im Kolben eines anderen
um-9o° oder annähernd 9o° versetzt arbeitenden Zylinders vorgesehene Schlitze geöffnet
und geschlossen wird. Bei den Maschinen dieser Art steuert der Kolben des ersten
Zylinders der Reihe den Einlaß zu dem zweiten Zylinder, der Kolben dieses letzteren-
den Einlaß zu dem dritten Zylinder usw., während der Einlaß des ersten Zylinders
durch' den Kolben des letzten Zylinders der Reihe beeinflußt wird. Diese Anordnung
hat folgende Nachteile: i: Der den ersten Zylinder speisende ÜberströmIcänal muß
die ganze Länge der Zylinderreihe überspannen, enthält somit ein großes Volumen,
welches sich zu den schädlichen Räumen- addiert und eine regelmäßige- Speisung wesentlich
erschwert.
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2. Um eine genaue Steuerung mit einem den- Einlaß - zu dem nächsten
Zylinder der Reihe steuernden Kolben zu erzielen, müssen die Kurbeln von dem einen
zu dein nächsten Kolben um -9o° versetzt sein, was die Ausbalanzierurig , der Dxelimomente
schwierig macht. Die Erfindung vermeidet diese- Nachteile dadurch, daß die Zylinder
in hinsichtlich ihrer Steuerung voneinander unabhängigen Paaren gruppiert und die
Einlässe der beiden nebeneinanderliegenden Zylinder eines Paares einander zugekehrt
sind, wobei der bzw. der eine Kolben des einen Zylinders des Paares den Einlaß des
benachbarten zugeordneten -Zylinders steuert. Auf diese Weise wird nicht nur -eine
wesentliche Verkürzung der Überströmkanäle erzielt, sondern jedes zugeordnete Zylinderpaar
ist von dem anderen.-unabhängig, und- die Kurbeln können in beliebigem Winkel zwischen
a.ufeinanderfölgenden Paaren aufgekeilt werden,- derart,. daß ein konstantes Drehmoment
gesichert wird. -Die Zeichnungen -zeigen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung:
-- Abb. i bis 6 zeigen schematisch die unterschiedlichen Arbeitsphasen eines zugeordneten
Zylinderpaares. - -Abb. 7 ist ein zugehöriger Querschnitt. -Abb. 8, g, io -zeigen
im Querschnitt, im Längsschnitt und im waagerechten Schnitt eine zweite Ausführungsform
mit gegenläufigen Kolben in jedem Zylinder.
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- Abb. rz bis i6 zeigen schematisch die Arbeitsweise eines V-Motors.
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Mit Bezug auf Abb. r bis- 7- wird das Brenngemisch, ohne durch das
Kurbelgehäuse
zu gehen, mittels einer Aussparung 3o eines Blockes
von zwei zugeordneten Zylindern (Abb. 7) zugeführt. Die Aussparung 30 steht
dauernd mit den in den Wandungen des ZylinderpaaresA, B vorgesehenen Einlaßöffnungen
31, 32 in Verbindung, die einander zugekehrt sind. jeder der Kolben Al, Bi
ist auf einem Teil seiner Höhe und seines Umfanges mit einem Schlitz A2 bzw. B2
versehen. Der Block enthält ferner die Auspufföffnungen 33, 34 sowie Überströmkanäle
35, 36, die mit der Aussparung 3o nicht in Verbindung stehen. . Durch den überströmkanal
35 werden die beiden Zylinder dauernd über die Öffnungen 37, 38 und durch den Überströmkanal
36 die beiden Zylinder dauernd über die Öffnungen 39, 40 in Verbindung gesetzt.
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Aus Abb.2 sind die verschiedenen Stellungen der einzelnen Teile während
des Arbeitszyklus ersichtlich. Die Kolben sind mittels Kolbenstangen mit auf der
Kurbelwelle um 9o° zueinander versetzt sitzenden Kurbeln verbunden, welche sich
im Sinne der eingetragenen Pfeile drehen.
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In Abb. i beginnt der Kolben AI seinen Expansionshub. Die Linie x-x
dieses Kolbens, die sich inder oberen Totpunktlage inder Stellung z in Abb. 2 befand,
ist bis zu der Lage f I abwärts bewegt worden. Die Kurbeln 42 und 43 befinden sich
in den Punkten b':' auf ihrer kreisförmigen Bahn. Der Kolben BI hat das Ende seines
Expansionshubes erreicht. Nach Abb. 2 nehmen die Kurbeln 42 und 43 die Stellung
b ein. Der Auspuff beginnt für den Zylinder B, und durch den Kolbenring 41 des Kolbens
AI ist die öffnung 39 noch nicht freigegeben worden.
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Der Einlaß zu dem ZylinderB beginnt von dem Augenblick an, in welchem
der Kolben A1 die Öffnung 39 freigibt. Die Einströmung dauert bis zu dem Punkt a'I
fort von dem Augenblick an, in welchem die Öffnung 3 i (Abb. 3) geschlossen worden
ist. In dem Zylinder B beginnt nunmehr die Verdichtung. In dem Zylinder A (Abb.
3) beginnt der Auspuff, der nach Abb.4 in dem Punkt a erfolgt. Der Kolben BI des
Zylinders B setzt seinen Verdichtungshub fort. Nach Abb. 5 sind die Öffnungen 37,
38 frei= gegeben. Die Einströmung, die für den Zylinder AI begonnen hat,.dauert
an, bis durch den Kolben AI die Öffnung 37 geschlossen wird. In Abb. 6 befindet
sich der Kolben AI in seiner obersten Totpunktlage i, während der Kolben BI seinen
Expansionshub fortsetzt.
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An Hand der Abb. 2 können die Bewegungen der Kolben AI und BI- während
des ganzen Arbeitszyklus genau verfolgt werden, und zwar sind die Stellungen der
Kolben und ihrer zugehörigen Kurbeln 42, 43 mit den gleichen Bezugszeichen belegt
worden.
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Durch die Kolbenringe 4i, 44 werden die Zeitpunkte, in welchen die
Einströmung in die Zylinder A und B beginnt, genau bestimmt. Die Kolbenringe
45, 46 und 47 haben den Zweck, die Abdichtung an einigen Stellen des Arbeitszyklus
zu verbessern, insbesondere wird eine Verbindung zwischen den einströmenden Frischgasen
und den Auspufföffnungen verhindert.
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Man kann in ähnlicher Weise eine beliebige Zahl von in einer Reihe
angeordneten Zylinderpaaren der beschriebenen Art vorsehen und einen Motor erzielen,
dessen Ausbalancierung ebenso leicht erfolgt wie bei gewöhnlichen Zwei- und Viertaktmotoren.
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Abb. 8, 9 und io zeigen eine Gruppe von zwei Zylindern mit parallelen
Achsen und gegenläufigen Kolben. jeder der beiden Zylinder 13, 14 enthält
zwei Kolben 15, 16 bzw. 17, 18. Die Kolben eines jeden Zylinders treiben durch die
Schubstangen ig, 2o die Kurbelzapfen 2i, 22, welche um i8o° oder aus bekannten Gründen
nahezu um i8o° versetzt sind. Diese Kurbelzapfen sind an zwei Kurbel- oder Kropfwellen
angelegt, die untereinander durch ein nicht dargestelltes Vorgelege verbunden sind.
Da es sich um einen Vierzylindermotor handelt, so sind die Kurbelpaare der beiden
Zylinder 13, 14 um go° zueinander versetzt. Durch diese Anordnung sind die
Bewegungen der in jedemZylinder gegenläufigenKolben in bezug auf die Kolben der
beiden benachbarten Zylinder um go° versetzt.
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jeder Zylinder besitzt in der Nähe der unteren Totpunkte seiner Kolben
eine Reihe von Zutrittsöffnungen 23, 24 sowie eine Reihe von Auspufföffnungen 25,
26. Diese Öffnungen spielen dieselbe Rolle wie diejenigen der oben beschriebenen
Ausführungsform, während die Steuerung des Gaszutritts in gleicher Weise durch die
Öffnungen 27, 28 der Kolben bewerkstelligt wird. Diese Steuerung besteht darin,
daß die Lagen der Zutrittskanäle im lotrechten Sinne abwechseln, anstatt daß gekreuzte
Kanäle verwendet werden, wodurch der Vorteil erzielt wird, daß der Querschnitt dieser
Kanäle vergrößert werden kann.
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Abb. i i bis 16 zeigen schematisch die Wirksamkeit eines V-Motors
mit der Karburierung des Gemisches bzw. der Luft durch eingespritzten Brennstoff.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Zylinder ein und desselben sich gegenseitig
steuernden Zylinderpaares V-förmig in einem Winkel von 9o° oder annähernd 9o° zueinander
gestellt, wobei ihre Kolbenstangen auf ein
und demselben Kurbelzapfen
derKurbelwelle aufgekeilt sind. Es ist in diesen Abbildungen nur ein einziger Kanal
2,9 dargestellt, welcher den Gemischzutritt zu dem linken Zylinder unter der Steuerung
des rechten Kolbens ermöglicht. Es ist jedoch selbstverständlich, daß noch ein zweiter
Kanal vorgesehen sein muß, welcher die Speisung des rechten Zylinders unter der
Steuerung des linken Kolbens sichert. Es ist bei dieser Anordnung eine Einspritzdüse
30° in dem Kanal 29 vorgesehen und außerdem eine Öffnung 31° für den Zutritt von
Frischluft, welche für das Auskehren verwendet werden soll.
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In Abb. i i befindet sich der linke Kolben in der Lage, in welcher
die Auspufföffnung beginnt, geöffnet zu werden, während der Zutritt von Gemisch
durch den Kolben des rechten Zylinders noch abgeschlossen ist.
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Gemäß Abb.12 beginnt das Auskehren der Auspuffgase dadurch, dä.ß durch
die Öffnung 31° Frischluft eingeführt wird. Gleichzeitig wird der Zutritt von Frischluft
durch den Kanal 29 beginnen.
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Gemäß Abb.13 ist die Zuführung der Frischluft durch die Öffnung 310
geschlossen. Nach Abb. 14 beginnt nunmehr die Einspritzung des Brennstoffes durch
die Düse 30°. Gemäß Abb. 15 ist der Auspuff geschlossen, und das Füllen des Zylinders
mit reich karburierter Luft wird fortgesetzt. Schließlich sind gemäß Abb.16 sowohl
der Auspuff wie der Zutritt der karburierten Luft geschlossen und die Kompression
kann nunmehr beginnen.