DE608299C - Brennkraftmaschine, insbesondere Zweitaktmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere Zweitaktmaschine, mit einer an den gesteuerten Zylinderauslaß sich anschließenden, mit einem S Rückschlagventil versehenen Auspuffleitung. Derartige Brennkraftmaschinen sind an sich bekannt. Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, den Unterdruck, welcher bei den genannten Maschinen in der

ίο Auspuffleitung zwischen dem Zylinder und dem Rückschlagventil während des Auspuffens entsteht, zur Entleerung der Verbrennungsräume von verbrannten Gasen wirksam auszunutzen, so daß der genannte Entleerungsvorgang schneller und vollständiger bewirkt wird als bisher. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Steuerung des Zylinderauslasses in der Weise erfolgt, daß der Zylinder abgeschlossen wird, bevor, die in den Zylinder eingetretene frische Ladung in die infolge des Ausströmens der Abgase im Unterdruck stehende Auspuffleitung gelangen. Die Folge hiervon ist, daß der in der Auspuffleitung entstandene Unterdruck nicht durch die nachströmenden Frischgase wieder aufgehoben wird, sondern daß der Unterdruck erhalten bleibt, um bei der nächsten Auspuffperiode wirksam zu werden. Die verbrannten Gase brauchen daher bei der folgenden Auspuffperiode nicht die Trägheit der in der Auspuffleitung vorhandenen Gassäule zu überwinden, sondern treffen auf einen verhältnismäßig leeren Raum, in den die Auspuffgase gleichsam hineingesaugt werden. Auf diese Weise wird praktisch eine vollkommene Entleerung der Verbrennungsräume von verbrannten Gasen erzielt und gleichzeitig der Auspuffvorgang wesentlich beschleunigt, was insbesondere für Zweitaktmaschinen von größter Bedeutung ist.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι im Aufriß zum Teil in Ansicht, zum Teil im Schnitt gemäß der Linie x-x der Fig. 2 einen Teil einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine.

Fig. 2 veranschaulicht dieselbe Maschine in Draufsicht mit einem teilweisen Schnitt nach der Linie y-y der Fig. 1. Die

Fig. 3 und 4 geben in größerem Maßstabe im Schnitt und in Draufsicht ein Element des erfindungsgemäß konstruierten Moters wieder.

Fig. 5 endlich stellt ein Steuerungsdiagramm dieses Motors dar.

In den Fig. 1 und 2 sind als Ausführungsheispiel eine aufrechtstehende einzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine dargestellt, die Auslaßöffnungen 2 besitzt, um die verbrann-

ten Gase aus dem Zylinder ι entweichen zu lassen, und Einlaßöffnungen 3 aufweist, durch welche die Verbrennungsluft eintritt.

Hinter jeder Öffnung 2 ist ein Raum angeordnet, der mit einem Auspufftopf 5 durch ein Auslaßventil 6 in Verbindung steht, welches nur den Austritt des Gases zuläßt.

Ferner sind die zum Öffnen und Schließen der Öffnungen 2 und 3 dienenden Steuerorgane, wie beispielsweise der mit Durchgangsöffnungen versehene Gleitschieber 7, derart angeordnet, daß die öffnungen 2 geschlossen werden, bevor der in dem Raum 4 durch den soeben beendigten Auspuffvorgang entstandene Unterdruck unter der Wirkung der durch die Öffnungen 3 neu eintretenden Luft wieder aufgehoben wird.

Dies läßt sich beispielsweise unter Zugrundelegung des in der Fig. 5 dargestellten Steuerdiagramms erreichen, bei dem das Ende des Auspuffvorganges A mit dem Beginn, des Einlaßvorganges B zusammenfällt.

Die Einlaßperiode kann sich natürlich auch in gewissem Maße mit der Auspuffperiode überschneiden, ohne daß hierdurch der gute Gang der Maschine beeinträchtigt wird. Die Einwirkung der beiden Perioden aufeinander wird übrigens in jedem Fall experimentell bestimmt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß ausgestalteten Maschine ist also folgende:

Während einer Auspuffperiode treten die verbrannten Gase aus den Öffnungen 2 heraus, durchqueren die Räume 4 und entweichen durch die Ventile 6.

Unter der Trägheitswirkung dieser Gase entleeren sich der Zylinder 1 und die Räume 4 fast vollständig von verbrannten Gasen. Dann versuchen zwar die Gase wieder in die Räume 4 einzudringen, werden jedoch hieran durch die Ventile 6 gehindert.

Der Unterdruck in dem Zylinder 1 und den Räumen 4 besteht also so lange, solange die Einlaßöffnungen 3 geschlossen sind. Sobald aber die Einlaßöffnungen geöffnet werden, strömt die beispielsweise durch eine Förderpumpe geförderte Luft in den Zylinder, und der Unterdruck wird aufgehoben. Diese Wirkung tritt nur in dem Zylinder, ein, jedoch nicht in den Räumen 4, da die öffnungen 2 verschlossen worden sind, bevor der Unterdruck in den Räumen 4 aufgehoben worden ist.

Daher brauchen die verbrannten Gase bei der folgenden Auspuffperiode nicht die Trägheit der in den Räumen 4 vorhandenen Gassäule zu überwinden, sondern treffen vielmehr auf einen verhältnismäßig leeren Raum, so daß der Auspuffvorgang beschleunigt und eine wesentliche Kühlung erreicht wird.

Die Räume 4 sowie die Ventile 6 können auf mannigfache Weise ausgebildet werden. Besonders zweckmäßig ist es, die Räume 4 aus gewöhnlichen Rohren herzustellen, deren Länge und Durchmesser, die für ein gutes Arbeiten der Maschine von größter Bedeutung sind, in jedem einzelnen Fall experimentell bestimmt werden, um ein möglichst vollkommenes Arbeiten zu erzielen.

So ist ζ. Β ermittelt worden, daß für einen Motor von 550 cm³ Zylinderinhalt und 1200 Umdrehungen, der vier Auspufföffnungen 2 besitzt, jeder Raum 4 zweckmäßigerweise als Rohr von 22 mm lichter Weite und 35 cm Länge auszubilden ist.

Was nun die Ventile 6 anbelangt, so bildet man sie zweckmäßigerweise derart aus, daß ihr Trägheitsvermögen' möglichst' gering ist.

Zu diesem Zweck besteht ihre Verschlußklappe 8 aus Leichtmetall, wie z. B. Elektron. Diese Klappe wird zwischen einem Sitz 9 und einer Gegenplatte 10 gehalten. Die Verschlußklappe 8 kann aus einer einfachen Blechscheibe von 0,8 mm Stärke bestehen und durch ihr Eigengewicht auf einem ebenen Sitz ruhen, der vorzugsweise horizontal angeordnet ist.

Um einen geringen Hub der Verschlußklappe nutzbar zu machen,,'sieht atian einen großen Durchgangsquerschnitt vor und gibt den Mündungen am Sitz 9 zweckmäßigerweise eine Kontur von großer Länge. Beispielsweise werden diese Mündungen in der Form konzentrischer Ringe n^a, ii^&, n^c, n* angeordnet.

Die Verschlußklappe ist kreisförmig ausgebildet und besitzt Aussparungen, so daß nur Ringe X2^a., X2^b, 12^C, I2^d übrigbleiben.

Jeder dieser Ringe, die durch radiale Stege in entsprechender Zahl miteinander verbunden sind, bedeckt eine der ringförmigen Öffnungen des Sitzes.

Die Gegenplatte 10 besitzt die Form einer Scheibe, die in ähnlicher Weise wie die Verschlußklappe mit Aussparungen versehen ist. Diese Scheibe wird durch starke Federn 13 gegen einen Anschlag gedrückt, der sie in einem bestimmten Abstand, beispielsweise ι mm, von der Oberfläche der Verschlußklappe hält.

Bei dieser Anordnung wird derjenige Teil des Raumes 4, der sich in der Nähe des Ventils befindet, wie in Fig. 3 dargestellt ist, derart ausgebildet, daß die Gase, die von jedem Raum 4 kommen, unter einem· Minimum von Krümmungen und Stoßen zu den verschiedenen ringförmigen öffnungen geleitet werden, sich also in vier konische konaxiale Ströme mit wachsenden öffnungsquerschnitten teilen.

Zu diesem Zweck wird beispielsweise das

Ende des Raumes 4 in Form eines sich progressiv erweiternden Trichters 14 ausgeführt. Der Trichterrand wird horizontal angeordnet. In dem Trichter werden ferner ebensoviel Kerne 15°, Ι5^δ, I5^C, 15^ vorgesehen, wie ringförmige öffnungen am Sitz vorhanden sind. Diese Kerne sind ineinander eingepaßt und begrenzen nach ihrer Montage in dem Trichter 14 vier ringförmige konaxiale Leitungen, die im wesentlichen konisch verlaufen.

Jede ringförmige Leitung besitzt im wesentlichen konstanten Querschnitt längs ihrer Erzeugenden und wird an ihrem oberen Teil durch eine der genannten ringförmigen Öffnungen begrenzt.

Falls der Motor einzylindrisch und aufrechtstehend insbesondere in der oben beschriebenen Weise ausgeführt ist und vier Rohre 4 aufweist, erhält jedes Rohr zweckmäßigerweise eine Krümmung, derart, daß sein freies sich erweiterndes Ende vertikal steht und oberhalb des Motorzylinders liegt. An den vier sich erweiternden Enden der Trichter 14 ist der Auspuff topf 5 befestigt, der also den Motor überdacht und den oberen Teil eines den Motor einschließenden Gehäuses bilden kann.

Die vier Rohre 4 besitzen sämtlich die gleiche Länge und dieselbe Form, was für ein einwandfreies Arbeiten unbedingt notwendig ist.

Die Wirkungsweise und die Vorteile des soeben beschriebenen Motors dürften aus vorstehendem ohne weiteres ersichtlich sein, so daß sich ein näheres Eingehen hierauf erübrigt. Der Motor gemäß vorliegender Erfindung unterscheidet sich völlig von den Motoren, bei denen eine Rückschlagklappe am Rande oder in unmittelbarer Nähe der Mündung 2 angeordnet ist, da bei diesen zu Beginn der Auspuffperiode ein Ansaugen der verbrannten Gase nach den Räumen 4 nicht stattfindet.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Brennkraftmaschine, insbesondere Zweitaktmaschine, mit einer an den gesteuerten Zylinderauslaß sich anschließenden Auspuffleitung, die entfernt vom Zylinderauslaß ein Rückschlagventil enthält, gekennzeichnet durch eine derartige Steuerung des Zylinderauslasses (2), daß der Zylinder abgeschlossen wird, bevor die in den Zylinder eingetretene frische Ladung in die Auspuffleitung (4) gelangen kann, und durch eine derartige Lage des Rückschlägventils in der Auspuffleitung, daß ein Rohrstück abgesperrt und unter dem vom Ausströmen der Abgase erzeugten Unterdruck erhalten wird, welches hinreicht, bei seiner Wiedereröffnung an der Zylinderseite den nächstfolgenden Auspuff Vorgang durch Saugwirkung zu unterstützen.
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil der Auspuffleitung (4) in mehrere konzentrische Ventile unterteilt ist, die entsprechende konzentrische Mündüngen (n^a, ii^&, n^c, ii<*) überwachen.
3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffleitung (4) in der Nähe der Rückschlagventile sich konisch erweitert und einen Einsatz (i5^a'~^d) aufweist, in dem der Zahl der Ringventile (i2^a— ^d) entsprechende Ringkanäle (ii""^) vorgesehen sind, deren Abstand von der Achse nach den Ventilen hin stetig zunimmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen