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Mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine mit Ladepumpen Die vorliegende
Erfindung hat den Zweck, bei mehrzylindrigen Zweitaktbrennkraftmaschinen mit am
Kurbelgehäuse sitzenden besonderen Ladepumpen die Pumpen- und die Arbeitszylinder
so anzuordnen, da.ß die Herstellungskosten der Maschine gering sind und daß vor
allem die auftretenden Massenkräfte - der hin und her gehenden Teile sich gegenseitig
möglichst vollkommen aufheben, damit die Maschine einen ruhigen Gang erhält.
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Es sind bereits mehrzylindrige Zweitaktmaschinen. bekannt mit einer
allen Zylindern gemeinsamen Kurbelwelle und einer der Anzahl der Arbeitszylindereinheiten
entsprechender Anzahl von Spül- und Ladepumpen, bei der alle- Arbeits- und Pumpenzylinder
in der gleichen Ebene liegen, und zwar die Hälfte der Arbeits- und der Pumpenzylinder
auf der einen und die andere Hälfte auf der anderen Seite der Kurbelwelle, und bei
der ferner jeder Pumpenzylinder neben dem zugeordneten Arbeitszylinder sitzt und
seine Kurbel gegenüber derjenigen des zugeordneten. Arbeitszylinders versetzt ist,
derart, da:ß die einander zugeordneten Kolben . entgegengesetzt laufen. Diese Einrichtungen
haben aber den großen Nachteil, daß sehr starke freie Massenkräfte vorhanden sind,
welche die Maschine um ihre Mittelachse zu kippen 'bestrebt sind.
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Durch die Erfindung wird dieser Mangel dadurch beseitigt, daß in jeder
aus zwei Arbeitszylindern und zwei Pumpenzylindern bestehenden Gruppe- jedem-Arbeitszylinder
ein Pumpenzylinder auf -der anderem Seite -der Kurbelwelle gegenüberliegt, und zwar
tentweder gleich- oder parallelachsig, und .die Kurbeln der einander gegenüberhegenden-Zylinder
um i2 o bis i 8o° gegeneinander versetzt sind. Bei gleichachsigem Gegenüberstehen
der Arbeitszylinder und der Pumpenzylinder weist dann die Kurbelwelle für jedem
Pumpenzylinder zwei gleichgerichtete Kurbeln auf, an die von jedem Doppelkolben
je zwei Pleuelstangen angreifen. Bei parallelachsig versetzten Arbeitszylindern
und Pumpenzylindern besitzt die Kurbelwelle vier Kurbeln.
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Die Abbildungen zeigen in Abb. i deal vertikalen Schnitt durch eine
zweizylindrige Doppelkolbenmaschine mit Ladepumpen, Abb. 2 den dazugehörigen horizontalen
Schnitt, aus welchem zu erkennen ist, daß je zwei Zylinder sich gleichachsig gegenüberstehen.
Abb. 3 zeigt in schematischer Darstellung den horizontalen Schnitt durch eine zweizylindrige
Einkolbenmaschine, bei der die sich gegenüberliegenden Maschinen- und Pumpenzylinder
parallel gegeneinander versetzt sind, während Abb. q. erkennen läßt, wie hierbei
die nebeneinanderliegenden Zylinder angeordnet sind.
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Die Maschine nach Abb. i und 2 ist aus zwei sich gegenüberstehenden
Zylinderblocks ° zusammengeschraubt. jeder Block besteht aus einem großen Arbeitszylinder
i und einem kleinen, schräg dazu angeordneten Arbeitszylinder 2, die oben durch
den Kanal.
miteinander verbunden sind. Parallel zum großen Zylinder
i liegt in jedem Block sein Pumpenzylinder 3. Die Kolben 4 der großen Arbeitszylinder
sind mittels Pleuelstangen 8 an die Kurbeln i9 angeschlossen., die nebeneinander
und gleichgerichtet auf der Kurbelwelle i i angeordnet sind. An diese Pleuelstangen
8 sind die Pleuelstangen g der kleinen Arbeitskolben 5 angelenkt. Die Kolben. 6
der Pumpenzylinder 3 haben je zwei Pleuelstangen i o, mit denen sie an den Kurbeln
2o hängen, die um i2o bis 18o° gegen die Kraftkurbeln i g versetzt sind. Es liegt
also immer ,ein Arbeitskolben - wenn sein großer Kolben 4 und ein kleiner dazugehöriger
Kolben 5 als ein einziger angesehen wird - einem Pumpenkolben gegenüber, und sie
werden so angetrieben, daß ihre Bewegungen ientgegengesetzt gerichtet sind, so daß
-die freien Massenkräfte sich gegenseitig fast völlig aufheben, wenn die Gewichte
der Kolben die gleichen sind. Im Kopfe der Pumplenzylinder sind Schlitze 12 angebracht,
die nach innen. von einem dünnen Metallblättchen abgeschlossen werden. Zur Hubbegrenzung
dieser als Rückschlagventile wirkenden Membranen sind runde Scheiben 13 mit kleinem
Abstand gegen die Deckelplatten geschraubt. Zu. den Schlitzen 12 führen Kanäle r4,
an welche mittels ovalen Flansches Vergaser angeschlossen sind. Die Auspuffschlitze
18 sind im kleinen Zylinder 2 angeordnet, dessen Kolben Seine kleine Voreilung gegenüber
dem großen Axbeitskolben 4 besitzen. Von dem Oberbeil der PumpenzyIindtrj führt
je ein Kanal i5 zu je einem Kanal 16, der die großen Arbeitszylinder i in mittlerer
Höhe umfaßt. Von diesen Kanälen 16 führen schräge Schlitze 17 in den großen
Arbeitszylinder i.
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Wenn die Kurbelwelle in Pfeilrichtung rechtsherum gedreht wird, hat
der rechte Pumpenkolben, dessen Kurbel um mehr als i52° der Kurbiel i9 des auf der
rechten Seite danebenliegenden großen Arbeitskolbens 4 vorauseilt, fast die äußere
Totpunktlage er. reicht, wenn der Kolben 4 des Arb-eitszylinders i sich, wie gezeichnet,
in der inneren Totpunktlage befindet. -Bei der Bewegung des Pumpenkolbens nach der
Kurbelwelle zu saugt der Pumpenzylinder -durch die Schlitze 12 und den Kanal 14
frisches Gemisch ein. Bei der weiteren Drehung geht der Pumpenkolben- über den inneren
Totpunkt und bewegt sich nach außen, wobei das Gemisch verdichtet wird. Sobald der
große Arbeitskolben 4 beim Niedergang . die Einla:ßschlitze 17., freilegt, strömt
das verdichtete Gemisch durch die Kanäle 15 und. 16 in den großen Arbeitszylinder
ein. Auf der linken Seite der Maschine hat - in der gezeichneten Stellung - der
große Arbeitskolben seine äußere Totpunktlage erreicht, wenn auf der rechten Seite
der große Arbeitskolben. im inneren Totpunkt steht. E§ entstehen also. bei jeder
Umdrehung zwei Krafthübe.
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Zum vollen Ausgleich der Massenkräfte muß die Kurbel 2o - der Pumpenkolben
um. i 8 o° gegen die Kurbel der Arbeitskolben i g versetzt sein. Da aber beim dargestellten
Doppelkolbenmotor die Arbeitskolben als großer und kleiner Kolben zu zweien vorhanden
sind und die kleinen Kolbens seine kleine Voreilung gegenüber den großen Kolben
4 besitzen, so müssen zum bestmöglichen Massenausgleich die Pumpenkolben an Kurheln
gehängt sein, die den Arbeitskurbeln i g um etwas weniger als i8o° vorauseilen.
Und da es für die Ladevorgänge vorteilhaft ist, daß die Pumpenkolben möglichst erst
dann am Ende ihres Verdichtungshubes anlagen, wenn die großen Arbeitskolben 4 beim
Wieder-nach-außen-Gehen die Einlaßschlitze 17 abschließen, so können, _ wie gezeichnet,
die Pumpenkurbeln 2o einen noch weiter verkleinerten Voreilwinkel haben. Durch dies
Voreilen der Pumpenkolben wird zwar der vollkommene Massenausgleich etwas gestört,
doch ist die Wirkung.auf den ruhigen Maschinenlauf nur gering, so daß der -entstehende
kleine Unterschied zwischen Arbeits-und Pumpenkolbenausgleich nur eine ganz geringe
Kippwirkung am Hebelarm gleich dem halben horizontalen Abstand der beiden Zylindermittellinien
(Abb. 2) ausüben kann.
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Abb. 3 und 4 zeigen @ eine Ausführung mit viermal gekröpfter Kurbelwelle
36. Die hier nur mit je einem Kolben 3 i ausgerüsteten Kraftzylinder 34 sind gegenüber
den Pumpenzylindern 35 um den Abstand zweier benachbarter Kurbeln versetzt- Die
Pleuelstangen der beiden Arbeitskolben 31 greifen auf die nebeneinanderliiegenden
und gleichgerichteten, in der Mitte liegenden Kurbeln 34,- während die Kurbeln 33
der beiden Pumpenzylinder 35 um j 8o' gegen die Arbeitskurlyeln 32 versetzt sind.
Das Ansaugen derPumpen erfolgt hier in üblicher Weise durch von den Pumpenkolben
gesteuerte Schlitze. Aus Abl>.4 ist zu erkennen, wie die Pumpienzylinder 34 zu den
Arbeitszylindern 35 liegen: . Anstatt die Pleuelstangen. der Arbeitskolben 3 i auf
die beiden mittleren Kurbie11132 greifen zu lassen, können natürlich auch: umgekehrt
die Pleuelstangen der Pumpenzylinder an diese mittleren Kurbeln geführt sein. und
die -der Arbeitszylinder an die äußeren Kürb@eln 33.
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Durch die dargestellte Zylinderanordnung kann ein vollkommener Ausgleich
der Massenkräfte erzielt werden. Bei der-üblichen Anordnung vorn vier Zylinderei.
in einer Reihe wird hingeben kein vollkommener Massen. ausgleicherreicht, weil hierbei
dui,ch die
endliche Länge der Pleuelstangen Ungleichheiten in der
Kolbenbewegung entstehen, die durch die neue Anordnung vermieden sind. Außerdem
ist auch der Vorteil der geringeren -Baulänge vorhanden. Die Maschinen können sowohl
mit Vergaser als auch mit Brennstoffeinspritzung arbeitend gebaut werden. Bei der
durch die Abb. i und 2 dargestellten Bauart ist wegen der voreilenden, die Auspuffschlitze
steuernden kleinen Kolben auch Lein Überladen der Arbeitszylinder erreichbar und
damit besonders große Maschinenleistungen. und Drehmomente.