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. Ein- und Auslaßöffnungen Gegenstand der Erfindung ist eine umsteuerbare
Zweitakt-Brennkraftmaschine mit umwechselnd benutzbaren Ein- und Auslaßöffnungen,
die durch einen als Steuerhülse dienenden Hilfskolben gesteuert werden, durch den
die Verdichtung über die obere Totpunktlage aufrechterhalten wird. Die Maschine
kann nach dem Halbdieselsv stem betrieben werden, aber auch ebensogut für Gas, Benzin
oder andere Brennstoffe benutzt werden.
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Es sind Maschinen mit Steuerhülse bereits bekannt, doch sind diese
nicht dadurch umsteuerbar, daß man die Ein- und Auslaßöffnungen -vertauscht. Hinzu
kommt noch, daß die vorliegende Erfindung für Maschinen bestimmt ist, bei denen
ein Hilfskolben die Verdichtung über die obere Totpunktlage hinaus aufrechterhält.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die den Hilfskolben
bildende Steuerhülse mit zwei Reihen übereinander angeordneter öffnungen versehen
ist, die je nach der Drehrichtung der Maschine als Auslaß für die Abgase bzw. als
Einlaß für die Spül- und Ladeluft dienen.
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Infolge der starken Wandung der Hilfskolbensteuerhülse ist es möglich,
einerseits die Kanäle an dem einen Zvlinder sehr dicht zusammenzulegen und nach
innen so divergierend anzuordnen, daß die Sammelkanäle für Ein- und Auslaß eine
ausreichende Größe erhalten, um die Widerstände auf das kleinste Maß zu verringern,
andererseits durch die dicht übereinanderliegenden. Reihen der inneren Öffnungen
die Steuerhülse durch - ein Exzenter so zu steuern, daß bei jeder Drehrichtung die
jeweils als Auslaß dienende öffnungsreihe der Steuerhülse zuerst geöffnet und hierauf
folgend die Spül- und Ladeluftöffnungen freigelegt werden.
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In der Zeichnung ist Fig. i ein Längsschnitt einer beispielsweisen
Ausführung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine; Fig. 2 ist ein zu Fig. i senkrechter
Längsschnitt derselben Maschine.
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Fig.3, 4, 5 und 6 zeigen schematisch im Längsschnitt die Teile in
verschiedenen Stellungen.
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Fig. 7 zeigt im Längsschnitt durch die in Parallelschaltung angeordneten
Kanäle die als Klappen oder Ventile ausgebildeten Absperrorgane zur Steuerung der
Spülluft und der Auspuffgase bei Vorwärtsgang der Maschine.
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Fig. 8, 9, io und ii sind den F ig. 3, 4, 5 und 6 ähnliche Ansichten
zur schematischen Veranschaulichung der Stellungen der Teile nach dem Umsteuern.
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Fig. 12 ist eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht der Stellungen der Teile
nach dem Umsteuern.
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i ist durchweg der auf einem Kurbelgehäuse 2 mit Kurbelwelle 3 sitzende
Zylinder.
Die im Zvlinderdeckel angebrachte Einspritzdüse .I wird
über, ein Rohr 6 von einer Brennstoffpumpe 5 finit Brennstoff gespeist. Eine nicht
gezeichnete Zündkerze kann vorgesehen werden, wenn der Brennstoff oder die Verdichtung
sich zur Verdichtungszündung nicht eignen.
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In dem Zylinder -leitet eine darin hin und her gehende (Kolben- oder)
Steuerhülse;, in welcher der Arbeitskolben 8 arbeitet, dessen Schubstange g an der
Kurbel io der Welle angreift. Ein auf letzterer sitzendes Exzenter i r bewegt mittels
E tzenterstange i2 die Steuerhülse;. Die Stellung des Exzenters gegenüber der Kurbel
ist so gewählt, daß beim Vorwärtsgang der 'Maschine die Hülse gegenüber dem Arbeitskolben
der Phase nach zurückbleibt.
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Der Zylinder ist mit einer Reihe von Spüllufteinlaßöffnungen 13 und
unter diesen mit einer Reihe von Auspufföffnungen 14 ausgestattet. An diese sind
in Parallelschaltung die Kanäle 15, 16 angeschlossen. 17 ist die an die Kanäle 16
angeschlossene Spülluftpumpe. ' Die Kanäle 15, 16 münden in ringförmige Kanäle 18,
i9 der Zylinden@,and, mit denen Öffnungen 2o, 21 der Steuerhülse 7 in Verbindung
treten können. Der Arbeitskolben 8 vermag die Öffnungen 2o und 2i in der Hülse 7
abzusperren, und die Hülse 7 vermag die zu den Öffnungen 13 führenden Leitungen
18 abzusperren.
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Der bequemeren Beschreibung wegen soll angenommen werden, daß die
Leitungen 18 einen Teil der Öffnungen 13 und die Leitungen i9 einen Teil der Öffnungen
14 bilden, oder mit anderen Worten, daß die Öffnungen 13 und 14. ganz durch die
Zylinderwand reichen und von der Steuerhülse 7 geöffnet und geschlossen «-erden.
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Es ist besonders zu beachten, daß die Öffnungen 20 und 21 der Steuerhülse
schräg stehen, d. i. daß die Wände dieser Öffnungen sowohl gegen die Zylinderachse
als auch gegen ihre Radien geneigt sein können, und daß die Hülsenwand ausreichend
stark ist, um. die gewünschten Neigungen deutlich hervortreten zu lassen, die für
die richtige Steuerung erforderlich sind.
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Bei der bevorzugten Anordnung sind die Ein laßöffnungen 13 und die
Auspufföffnungeü 14 in der Zylinderwand und die entsprechenden Öffnungen 2o und
21 der Hülse über den ganzen Umfang des Zylinders bzw. der Hülse gleichmäßig verteilt,
wodurch über den ganzen Kolbenumfang verteilte Durchlaßquerschnitte und damit ein
Ausgleich der Temperaturen in der Zylinderwand sowie in der Steuerhülse und im Kolben
und zugleich der freieste Durchgang der ausströmenden Auspuffgase und der einströmenden
Spül- und Ladeluft erzielt wird.
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In den verschiedenen Stellungen der Teile zeigenden F1-.3 bis 6 geben
Pfeile die Bewegungsrichtungen des Arbeitskolbens und der Steuerhülse sowie die
Ströningsrichtungen der Auspuffgase und der Spülluft an.
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Fig. 3 zeigt die gegenseitige Lage von Kolben und Hülse während des
Hauptteiles des Arbeitshubes, wobei der Kolben, sich nach abwärts bewegend, eben
im Begriff ist, die Öffnungen 2 i in der Steuerhülse freizulegen, während diese
Steuerhülse eben im Begrifft ist, die zu den Leitungen 16 führenden Auspufföffnungen
14 freizulegen. Die Auspuffgase strömen durch diese Öffnungen und Leitungen ab,
während die Spü lluftemlässe 13 noch geschlossen sind und erst geöffnet werden,
bis sich der Arbeitskolben und die Steuerhülse in die in Fig. 4 gezeigte Stellung
herabbewegt haben.' Dann strömt Spülluft durch die Öffnungen 13 und 20 in das Innere
der Hülse, wobei sie die Verbrennungsgase vollständig austreibt und so den Arbeitsraum
ausspült.
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Bei der Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens «erden, wie Fig. 5 zeigt,
zunächst die Auspufföffnungen geschlossen, während die Spüllufteinlässe noch offen
sind, so daß, nachdem der Auspuff geschlossen ist, noch die gewünschte Menge Ladeluft
eingeführt werden kann.
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Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens werden die Spüllufteinlässe
geschlossen, wie Fig. 6 zeigt,' und dann bewegen sich der Arbeitskolben und die
Steuerhülse nach aufwärts, um die Ladung zu verdichten.
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Wenn der Arbeitskolben durch die obere Totpunktlage geht und sich
nach abwärts zu bewegen beginnt, geht die Steuerhülse noch weiter nach aufwärts,
um die Verdichtung aufrechtzuerhalten oder sogar zu steigern, wie dies bei dieser
Art von 11otoren üblich ist.
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Die Steuerhülse und der Arbeitskolben wirken beim Schließen und Freilegen
der Öffnungen, wie ersichtlich, zusammen; während der Arbeitskolben die Öffnungen
in der Hülse freilegt, legt die Hülse die Öffnungen im Zylinder frei, und die Bewegungen
von Arbeitskolben und Steuerhülse stehen in der gewünschten seitlichen Übereinstimmung,
um die beste Steuerungsleistung zu sichern.
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Bei Umkehrung der Drehrichtung der Maschine tritt Spülluft in die
Leitungen 16, und die Verbrennungsgase entweichen durch die Leitungen 15. Eine einfache
Einrichtung zur Umsteuerung der Maschine ist in Fig. 7 dargestellt, wonach die Leitungen
15, 16 an den Enden 1111t Rohren 22 bzw. 23 in Verbindung
stehen
und Ventile oder Klappen 24, 23 vorgesehen sind, um die Strömungsrichtungen zu regeln.
Diese Ventile oder Klappen sind beispielsweise mit einer Stange 26 verbünden,
die ihrerseits mit den Anlaßventilen und der Brennstoffpumpe oder sonstigen Anlaß-
und Brennstoffeinspritzvorrichtungen in Verbindung steht und die in Fig. 7 schematisch
durch einen mit der Stange 26 verbundenen Hebel 27 angedeutet ist.
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Das Rohr 22 bildet die Spülluftzuleitung und das Rohr 23 die Auspuffableitung.
Die Luft kann je nach der Stellung der Ventile 24, 23 den Öffnungen 13 oder 14 zugeführt
werden, im ersteren Falle läuft die Maschine in der Vorwärtsrichtung, im letzteren
Falle dagegen in, entgegengesetzter Richtung, wo dann die Öffnungen 13 als Auspufföffnungen
dienen. Die Stellung der Ventile für den ersteren Fall ist in Fig. 7, die für den
letzteren Fall in Fig. 12 dargestellt.
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Fig.8 bis ii zeigen die Stellungen der Teile bei umgesteuerter Maschine.
In Fig. 8 bewegen sich der Arbeitskolben und die Steuerhülse während des ersten
Teiles des Arbeitshubes nach abwärts, und die Öffnungen 13 im Zylinder 2o in der
Hülse (welche nunmehr für den Auspuff dienen) decken sich, und der Arbeitskolben
ist im Begriff, die Öffnungen 2o freizulegen, um die Verbrennungsgase auspuffen
zii lassen, während der Luftzutritt abgesperrt ist. ' In Fig. g geht ,der Arbeitskolben
noch immer nach abwärts und ist eben im Begriff, die Öffnungen 21 in der Steuerhülse
7 freizulegen, die vor den Öffnungen 14 im Zylinder stehen, und da diese Öffnungen
nunmehr Spüllufteinlässe sind, so strömt Spülluft in den Zylinder, um die Verbrennungsgase
zu verdrängen und den Arbeitsraum völlig auszuspülen. In Fig. io beginnt der Arbeitskolben
seinen Abwärtshub; die Öffnungen 13 sind durch den Aufwärtshub der Steuerhülse 7
geschlossen, während die unteren Öffnungen 21 die Öffnungen 14 decken, so daß der
Arbeitskolben während eines Teiles seines Aufwärtshubes nach dem Schließen des Auspuffs
Ladeluft einläßt.
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In Fig. i i setzen Kolben und Hülse ihre Aufwärtsbewegung fort, wobei
alle Öffnungen abgesperrt werden, so daß der Kolben während des Restes der Aufwärtsbewegung
die Ladung verdichtet.
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Wie schon bemerkt, zeigt Fig. 7 die Stellung der Ventile und Klappen
zur Steuerung der Luftströmung und der der Auspuffgase beim Vorwärtsgang, während
Fig. 12 die Stellung der Ventile bei umgesteuerter Maschine darstellt. In beiden
Fällen ist eine Anzahl von Spüllufteinlässen und Auspufföffnungen dargestellt, um
anzudeuten, daß die in Parallelschaltung angeordneten Leitungen eine beliebige Anzahl
von Zylindern bedienen können, wenngleich in den übrigen Figuren nur ein- Zylinder
dargestellt ist.