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Steuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen Bei Zweitaktbrennkraftmaschinen
ist zur Erzielung eines einwandfreien Auspuff-, Spül-und Ladevorganges erforderlich,
daß das Öffnen von Auspuff- und Einströmkanal in derselben Reihenfolge geschieht
wie das Schließen, und zwar so, daß der Auspuffkanal querst geöffnet und auch zuerst
geschlossen wird. Dabei ist es von Wichtigkeit, daß Auspuff- und Einströmkanal eine
gewisse Zeit hindurch gleichzeitig geöffnet sind, um eine wirksame Spülung des Zylinderraumes
zu erzielen. Zweitaktmotoren, bei welchen die Steuerung nur durch den Arbeitskolben
erfolgt, können diese Forderungen nicht genügen. Man ordnete daher zwei Einströmkanäle
an, die beide durch den Kolben gesteuert werden, deren einer aber durch ein zusätzliches
Ventil abgeschlossen werden kann. Weiterhin wurde vorgeschlagen, die Einströmung
durch zwangsläufig sich innerhalb des Kolbens bewegende Steuerteile zu steuern,
was zum Teil zu verwickelten Bauarten führte, hauptsächlich aber denNachteil mit
sich brachte, daß die am Kopf des Arbeitskolbens angeordneten Steuerungsteile der
Verbrennungshitze der entzündeten Gase unmittelbar ausgesetzt waren und dabei gegen
den Explosionsdruck abdichten mußten, so daß diese Steuerungsteile einem raschen
Verschleiß unterworfen waren. Überdies zeigten sie auch Mängel in der Arbeitsweise,
in dem sie die Zeiten für Auspuff- und Einströmvorgang nicht richtig begrenzten.
Die Erfindung bezieht sich auf Zweitaktbrennkraftmaschinen mit einem, der Speisung
des Arbeitszylinders dienenden Umleitungskanal zwischen dem. Verbrennungsraum und
dem unteren Teil der Zylinderbohrung und bezweckt, einerseits eine wirtschaftliche
Arbeitsweise des Motors durch richtige Einhaltung der Auspuff- und Einströmzeiten
zu erzielen, anderseits die Steuerungsteile der Beanspruchung durch hohe Temperaturen
und hohe Drücke zu entziehen. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, däß der
Einlaß zurr Umleitungskanal durch einen in bekannter Weise im Arbeitskolben angeordneten,
zweckmäßig unmittelbar von der Pleuelstange bewegten Steuerschieber gesteuert wird,
so daß er während der Einströmung mit dem. Verdichtungsraum, Gebläse o. dgl. verbunden
ist. Der Steuerschieber im Arbeitskolben ist vom Verbrennungsraum durch den vorderen
Teil des Kolbens vollkommen getrennt und damit der Einwirkung der Verbrennungsgase
entzogen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Arbeitskolben eine Öffnung
vorgesehen, die ein unmittelbares Überströmen der Ladung aus dem Vorverdichtungsraum
o. dgl. in den Arbeitszylinder gestattet, so daß neben dem durch das Steuerorgan
freigegebenen Weg eine weitere Möglichkeit zum Gaseintritt in den Arbeitszylinder
gegeben ist und der Spül- und Ladevorgang durch den erst wenig geöffneten Steuerungsteil
nicht beeinträchtigt wird.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der
Erfindung in beispielsweiser Äusführungsform dargestellt. Die Abb. x bis 9 zeigen
Schnitte durch einen Teil des Arbeitszylinders und durch den erfindungsgemäß mit
Steuerteilen ausgestalteten Kolben, und zwar zeigen Abb. i und 2 Anordnungen mit
im Arbeitskolben untergebrachten Kolbenschiebern; Abb. 3, q. und 5, 6 stellen Steuervorrichtungen
mit im Arbeitskolben angeordneten Flaschenschiebern dar; Abb. 7 und 8 zeigen einen
Kolben, bei welchem der mit der Pleuelstange fest verbundene Kolbenzapfen als Drehschieber
ausgebildet ist, im, Quer-und Längsschnitt; Abb. 9 zeigt den Antrieb des Kolbenschiebers
durch ein eigenes Schaltgestänge.
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Der Kolben z (Abb. x) hat einen Querkanal 2, in dem ein Kolbenschieber
3 verschiebbar angeordnet ist. An einem Bolzen q. des Kolbenschiebers greift ein
gabelförmig ausgebildeter Fortsatz 5 der Pleuelstange 6 an, der durch einen Schlitz
7 in den Querkanal 2 ragt. Die Pleuelstange ist am Kolbenbolzen 8 drehbar gelagert,
die Wandung des Querkanals 2 weist eine Reihe von Öffnungen 9 auf, die vom Schieber
abgedeckt oder freigegeben werden können. Im vorderen Teil der zylindrischen Kolbenwand
ist eine Schlitzöffnung io angeordnet. Der Arbeitszylinder ii hat eine Auspufföffnung
12. Ein Kanal 13 stellt eine Verbindung des Arbeitsraumes des Zylinders mit -dem
Kolbenführungsraum her. Als Eintrittsöffnung für das Lademittel ist ein weiterer
Kanal 1q. vorgesehen.
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Das Spiel der beschriebenen Steuereinrichtung geht folgendermaßen
vor sich. Gegen Ende der Ausdehnung nähert sich der Kolben der äußeren Totlage und
gibt hierbei zuerst den Verbindungskanal i3 frei, der jedoch an seinem anderen Ende
teils durch den Kolben selbst, teils durch den Kolbenschieber abgeschlossen ist.
Bald darauf wird der Auspuffkanal geöffnet (Abb. i), und die verbrannten Gase können
entweichen. Während des Durchganges durch die äußere Totlage deckt sich der Querkanal
2 mit der äußeren Öffnung des Kanals 13. Die Pleuelstange verschiebt den Kolbenschieber
so, daß die Schlitze 9 freigelegt werden und eine Verbindung zwischen dem Kolbeninnenraum,
und dem Arbeitsraum über den Kanal 13 hergestellt ist. Da der Innenraum des Kolbens
mit dem als Vorverdichtungsraurn ausgebildeten Kurbelkasten verbunden ist, strömt
das Lademittel in denArbeitsraum, und die letzten Reste der verbrannten Gase werden
aus diesem verdrängt und treten durch den Auspuff aus, bis die Öffnung 12 im weiteren
Verlaufe der Kolbenbewegung geschlossen wird. Der Kanal 13 bleibt noch geöffnet,
so daß das Lademittel mit dem Druck desVorverdichtungsraumes in denArbeitszylinder
gelangt. Hat der Kolben den Kanal 13 überlaufen und abgeschlossen, so beginnt die
Kompression. Sobald sich der Kolben nahe der inneren Totlage befindet, ist eine
Verbindung zwischen Leitung z¢ und Kurbelkasten hergestellt. Das Lademittel strömt
in diesen ein und wird während des nächsten Ausdehnungshubes durch den Kolben vorverdichtet.
Die im Kolben angeordnete Öffnung io dient dazu, zu Beginn des Ladevorganges ein
unmittelbares Überströmen des Lademittels in den Arbeitsraum unter Umgehung der
zu dieser Zeit erst wenig geöffneten Schieberschlitze 9 zu bewirken, so daß Spül-
und Ladevorgang beschleunigt werden.
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Demselben Zweck dient die Ausgestaltung der Wandung des Querkanals
2 mit zwei oder mehreren Schlitzreihen =5 (Abb. 2), die gleichzeitig von einem Kolbenschieber
freigelegt und verschlossen werden.
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In wahlweiser Ausführungsform können die im Kolben untergebrachten
Steuerteile als Flachschieber ausgebildet werden. Der vom Kolbeninnenraum an die
Kolbenoberfläche führende Kanal 16 (Abb. 3 und .¢) wird von einem Flachschieber
17 abgeschlossen, der durch Fortsätze oder Nasen der Pleuelstange auf seiner Sitzfläche
verschoben wird. Der nötige Anpreßdruck zwischen Schieber und Sitzfläche wird durch
die in der Pleuelstange angeordnete Feder 18 hervorgerufen. Flachschieber können
vorteilhaft auch gleichachsig zum Lagerbolzen angeordnet und um. diesen mit der
Pleuelstange verdrehbar sein (Abb. 5 und 6). Hierbei werden durch sie mehrere Kanäle
18 gesteuert, welche in einen gemeinsamen Sammelkanal z9 münden, der durch Öffnungen
2o des als Hohlzylinder ausgebildeten Kolbenbolzen 21 mit dessen Innenraum verbunden
ist.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der Steuerung ergibt sich,
wenn der hohle Kolbenbolzen mit der Pleuelstange fest verbunden und selbst als Schieber
ausgebildet ist. Der einen Drehschieber bildende Bolzen 22 (Abb. 7 und 8) steuert
die aus dem Kolbeninnenraum kommenden Kanäle 23. Die Lagerung des Drehschiebers
kann in axialer Richtung geteilt sein, so daß sie bei Abnützung nachgestellt werden
kann. Der Kolbenbolzen könnte natürlich auch als Flachschieber o. dgl. ausgeführt
sein.
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Wird der im Kolben angeordnete Steuerteil nicht von der Pleuelstange
betätigt, so kann er auch durch ein von einem auf der Kurbelwelle sitzenden Exzenter
oder Kurbeltrieb angetriebenes Schaltgestänge 24 (Abb. 9) angetrieben werden.
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Die Ausgestaltungsformen der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung
sind mannigfaltig. Die Steuerteile können gleichachsig mit dem Kolben oder quer
zu diesem beweglich angeordnet und als Kolbenflach- oder -drehschieber, als Ventile
o. dgl. ausgebildet sein.
Auch können mehrere. Steuerteile zu einem
gemeinsam wirkenden Satz vereinigt werden. Besonders eignet sich die Steuervorrichtung
für Kleinmotoren, da sie ohne verwickelten Aufbau und ohne nennenswerte Verteuerung
der Maschine eine einwandfreie Steuerung zuläBt. Durch die in der Zeichnung dargestellte
Bauweise, bei welcher die Ladung durch den Kolbeninnenraum erfolgt, wird zudem eine
wirkungsvolle Kühlung des Kolbens erzielt.