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Doppelt wirkende Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine .Bei Zylindern
für doppelt wirkende Zweitakt-Verbrennungsmaschinen mit Steuerung des Einlasses
oderlund Auslasses durch für jeden Arbeitsraum getrennt vorgesehene, vor dem Maschinenzylinder
an einen gemeinsamen Kanal angeschlossene Schlitze bereitet es Schwierigkeiten,
genügend Durchflußquerschnitt durch die Steuerorgane, und zwar besonders für den
Eintritt der Spül- oder Aufladeluft in die Zylinder unterzubringen. Es muß oft ein
zu großer Druckabfall der Spülluft oder aber eine ungenügende Spülung in Kauf genommen
werden.
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Für Verbrennungskraftmaschinen mit erhöhtem Gegendruck am Auslaß und
Zuführung der gesamten Luftmenge unter höherem Druck ist es bekannt, die Schlitzkanäle
für die Luftzufuhr zum oberen und unteren Arbeitsraum an eine gemeinsame, besondere
Luftzufuhrleitung anzuschließen. Die Luft wird dieser Luftzuleitung aus zwei verschiedenen
Gebläsen zugeführt und die von .denselben ausgehenden Anschlußleitungen je nach
dem durch die Gebläse erzeugten Luftdruck mittels einer Rückschl.agklappe geschlossen.
Durch die den Arbeitsräumen vorgeschaltete, besondere Luftzufuhrleitung entsteht
ein großer schädlicher Raum, der bei doppelt wirkenden Zweitakt - Verbrennungskraftmaschinen,
bei welchen mindestens ein Teil der Auspuffgase ins Freie austritt, nicht allein
die Spülung erheblich verschlechtern, sondern auch die Expansion ungünstig beeinflussen
und die Leistung herabsetzen würde.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden, und besteht
darin, daß in unmittelbarer Nähe der Stelle, an der sich die zu den beiden Arbeitsräumen
führenden, demselben Zweck dienenden Schlitzkanäle von. dem gemeinsamen Hauptkanal
abzweigen, ein oder mehrere Steuerkörper, z. B. ein oder mehrere Ventile mit zugehörigem
Sitz, zwischen der Hauptzuleitung (oder Ableitung) und dem Hauptkanal angeordnet
sind und derart betätigt werden, daß sie gemeinsam den Durchlaß sowohl für den einen
als auch für den anderen Arbeitsraum öffnen und schließen, so daß bei beschränkten
Platzverhältnissen der Durchflußquerschnitt für jeden Arbeitsraum unter Wahrung
eines kleinen schädlichen Rautees vergrößert und eine Drosselung vermieden werden
kann. Da die Spülung auf beiden Seiten des Zylinders niemals gleichzeitig erfolgt,
stehen gemäß der Erfindung so große Querschnitte für den Durchtritt der Luft bzw.
der Verbrennungsgase zur Verfügung, daß einerseits auch bei beschränkten Platzverhältnissen
eine Drosselung nicht stattfindet, andererseits der schädliche, mit den Arbeitsräumen
in Verbindung stehende Raum mit den Schlitzkanälen usw. auf ein Minimum beschränkt
ist. Entweder kann also der beim Arbeitsraum angeordnete Ventilquerschnitt nur so
groß sein wie derjenige für
einen einzigen Arbeitsraum bei einer
Ausführung mit getrennten Ventilen für jeden Arbeitsraum, so daß der halbe totale
Ventilquerschnitt einer Ausführung letzterer Art auf jeden Fall in dem zur Verfügung
stehenden Raum ohne Schwierigkeit untergebracht werden kann, oder es kann bei Ausnutzung
des vorhandenen Platzbedarfes für die Spü-
lung gemäß der Erfindung .derselbe
Ventilquerschnitt wie für eine Ausführung mit für beide Arbeitsräumc getrennten
Ventilen verwendet werden, was einer Verdoppelung des Ventilquerschnittes für jeden
Arbeitsraum und einer Verminderung der Druckverluste gleichkommt.
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Drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der
Zeichnung schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt die Anwendung der Erfindung auf Zylinder mit Einführung
von gesteuerter Aufladeluft.
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Fig.2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II von Fig. i.
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Fig.3 ist ein Zylinder einer Maschine mit Abgasverwertung.
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Fig. q. steilt einen Zylinder mit gesteuerter Spülluft und teilweise
gesteuertem Auspuff dar.
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Im Zylinder i (Fig. i) einer doppelt wirkenden Verbrennungskraftmaschine
bewegt sich der nahe der unteren Totpunktlage eingezeichnete Kolben 2, welcher durch
die Kolbenstange 3. auf ein nicht gezeichnetes Kurbelgetriebe einwirkt. Die Luft
wird im unteren Totpunkt des Kolbens 2 aus der Leitung durch einen Kanal 5 (im Aufriß
Fig. i gestrichelt gezeichnet) und durch die Schlitze 6 in den obern Teil des Zylinders
eingeführt, %vährend die Auspuffgase durch die Schlitze 7 und durch. den Raum S
in, die Auspuffleitung entweichen.
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Bewegt sich der Kolben :2 nach, oben, so werden zunächst die Spülschlitze
6 und darauf die Auspuffschlitze 7 geschlossen. Nun strömt die Luft nur noch durch
die Steuerorgane 9, welche statt als selbsttätige auch als zwangsläufig gesteuerte
Ventile ausgebildet sein können, in den Ventilkasten io und darauf durch den Kanal
i i (im Grundriß, Fig.2, gestrichelt gezeichnet) und die Auflade .schlitze i2 in
den Zylinder ein. Für den unteren Teil des Zylinders sind entsprechende Aufladeschlitze
13 vorgesehen.
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Beide Aufladeschlitzreihen ia und 13 werden gemäß der Erfindung
durch dieselben Steuerorgane 9 gesteuert. Es stehen. also für die Aufladung sowohl
des obern als auch des untern Arbeitsraumes des Zylinders sämtliche - in diesem
Beispiel sechs - Aufladeventile 9 zur Verfügung.
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In Fig. 3 wird die Luft aus der Leitung .4, ohne von besonderen Organen
gesteuert zu «-erden, durch die Schlitze 6 in den Zylinder eingeführt. Die Auspuffschlitze
sind den Einlaßschlitzen gegenüber in drei Reihen angeordnet. Die oberste und die
unterste Reihe, die sogenannten Vo.rau.spuffschlitzreihen 14 und 15, sind miteinander
verbunden und besitzen gemäß der Erfindung ein oder mehrere gemeinsame Steuerorgane
16, welche wiederum als selbsttätige oder gesteuerte Ventile ausgebildet sein können.
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Die Vorauspuffschlitzreihen 1q. und 15 dienen zur Ableitung der Verbrennungsgase,
'weiche sich noch nicht auf Atmosphärendruck entspannt haben und deren Energie zu
weiterer mechanischer Arbeitsleistung herangezogen werden soll. Die Vorauspuffgase
treten durch den Kanal 17 und das Ventil 16 in den Raum iS aus und werden von dort
z. B. in eine Abgasturbine geführt. Die Auspuffschlitze i9 stehen durch den gestrichelt
angegebenen Kana12o. mit dem Raum 2i in Verbindung, aus welchem der Rest der Auspuffgase
z. B. ins Freie geleitet werden kann.
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Nach Fig. q. strömt die Luft durch ein gesteuertes Ventil 9 in den
Raum 22 und, je nachdem sich der Kolben in der untern oder obern Totpunktlage befindet,
durch die Schlitze 23 oder 24 in den Zylinder. Die Verbrennungsgase entweichen durch
die Auspuffschlitze 7 in, die Auspuffleitung 25. Durch dieselben Schlitze 23 und
24, durch welche die Spülluft in den Zylinder eingeleitet wird, werden vor Beginn
der Spülung auch die Vorauspuffgase abgeleitet. Diese gelangen in den Raum 22 und
durch das Steuerorgan 16 in die z. B. zu einer Abgasturbine führende Leitung 26.
In diesem Beispiel sind gemäß der Erfindung sowohl die Ventile 9 für die Spülluft
als auch die Ventile 16 für die Vorauspuffgase für beide Zviinderseiten gemeinsam.
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Die Erfindung eignet sich namentlich für schnellaufende kurzhubige
Motoren, da es bei diesen besonders wichtig ist, große Ventilquerschnitte unterzubringen,
während gleichzeitig der für die Unterbringung der Ventile verfügbare Raum' meist
knapp bemessen ist. Durch die Erfindung wird nebst der bedeutenden Vereinfachung
auch eine wesentlich bessere Spülung und Ladung des Verbrennungsraumes, gleichviel
ob dieselbe durch Umkehr- oder Ouerspülung erfolgt, erreicht, da die Ventilquerschnitte
infolge der günstigen Platzverhältnisse reichlich bemessen werden können. Auch wenn
in den Zylinder Luft von verschiedenem Druck eingeführt wird, können die Steuerorgane
für die Einführung von Luft niedrigeren Druckes beiden Arbeitsräumen gemeinsam sein;
wie dies natürlich auch für die Einführung von Luft höheren Druckes ausgeführt werden
kann. Je nach
der Anordnung und Ausbildung der Schlitze genügt es,
nur einen Teil der Steuerorgane für beide Arbeitsräume zu verwenden.