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Steuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf Zweitaktbrennkraftmaschinen mit vom Arbeitskolben gesteuerten Auslaß- und Spülschlitzen
und in eine besondere Abgasleitung mündenden Vorauspuffschlitzen, die außerdem als
zusätzliche Spülschlitze dienen. Gemäß der Erfindung werden die Vorauspuffschlitze
mittels eines von der Kurbelwelle angetriebenen hohlen Schiebers gesteuert, der
mit Öffnungen versehen ist, die mit Öffnungen in einer unterteilten, teils mit der
Spülluftleitung und teils mit einer höher gespannte Aufladeluft zuführenden Leitung
verbundenen Kammer derart zusammenwirken, daß nach Beendigung des Vorauspuffs Spülluft
sowohl durch die vom auswärts gehenden Arbeitskolben freigelegten Hauptspülschlitze
als auch durch die Schlitze im Spülluftkammerteil und im Schieber und die jetzt
als zusätzliche Spülschlitze wirkenden Vorauspuffschlitze in den Zylinder eintritt,
während nach Abdeckung der Hauptspülschlitze durch den einwärts gehenden Arbeitskolben
Aufladeluft aus dem Kammerteil durch die Öffnungen in dieser Kammer und im Schieber
und die jetzt als Aufladeschlitze wirkenden Vorauspuffschlitze in den Zylinder eingeführt
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In der Wand des Zylinders a sind auf der einen Seite Lufteinlaßschlitze b und auf
der andern Seite Auslaßschlitze c angeordnet. Die Oberkante der Einlaßschlitze liegt
bei dem dargestellten Beispiel höher als die Oberkante der Auslaßschlitze, kann
aber auch in gleicher Höhe oder darunterliegen. Über den Schlitzen b sind weitere
Schlitze d angeordnet. Sämtliche Schlitze werden durch den Arbeitskolben
e gesteuert, die Schlitze b und d
außerdem noch durch ein besonderes
Steuerorgan, beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, durch einen Kolbenschieber
f, der von der Kurbelwelle der Maschine oder von einer mit der Kurbelwellendrehzahl
umlaufenden Nockenwelle aus mittels einer Stange g angetrieben wird. Die Auslaßschlitze
c stehen, solange sie vom Arbeitskolben e freigegeben sind, mit einer Abgasleitung
h in Verbindung und die Schlitze d bei Freigabe durch beide Steuerorgane
(Arbeitskolben e und Schieber f) mit einer zweiten Abgasleitung i. Der Schieber
f ist von zwei Kammern kund m umgeben, in die die Leitungen für Spülluft
bzw. höher als diese gespannte Aufladeluft münden.
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Beim Niedergang des Arbeitskolbens e werden zunächst die Schlitze
d freigegeben. Dabei ist auch die Verbindung dieser Schlitze mit der Abgasleitung
i vom Schieber f freigegeben, so daß die im Zylinder befindlichen
Abgase durch diese Schlitze in diese Abgasleitung entweichen. Die Schlitze d wirken
also als Vorauspuffschlitze, während die Hauptauspuffschlitze c noch durch den Arbeitskolben
abgedeckt
sind. Die durch die Vorauspuffleitung i abgeführten hochgespannten und heißen Abgase
können zum Antrieb einer Abgasturbine dienen oder auf andere Weise verwertet werden.
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Beim weiteren Abwärtsgange des Arbeitskolbens werden die Schlitze
b und hierauf die Auslaßschlitze c freigelegt. Durch die Schlitze b tritt Spülluft
aus der Kammer k in den Zylinder ein. Solange die Vorauspuffschlitze d mit
der Abgasleitung i in Verbindung stehen, entweicht ein Teil dieser Spülluft
durch die Schlitze d und spült dadurch die vom Vorauspuff noch herrührenden Verbrennungsgase
aus den Schlitzend und dem Verbindungskanal n zwischen diesen Schlitzen und dem
Schieber f in die Abgasleitung i.
Sobald die Auslaßschlitze c vom Arbeitskolben
freigegeben sind, setzt die übliche Querspülung ein.
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Nach Beendigung der Vorauspuffperiode wird durch den Schieber f die
Verbindung zwischen den Schlitzend und der Abgasleitung i unterbrochen und die Spülluftkammer
lz durch die Schlitze o und p im Schieber bzw. Schiebergehäuse mit den Schlitzend
verbunden. Diese. Verbindung bleibt bestehen, bis die Auslaßschlitze c durch den
hochgehenden Arbeitskolben wieder abgedeckt sind. Beim weiteren Aufwärtsgang des
Arbeitskolbens werden durch den Schieber f die Schlitze d
mit der Aufladeluftkammer
na durch die Schlitze q und r im Schieber bzw. Schiebergehäuse verbunden.
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In der Zeichnung ist der Schieber f in seiner unteren Totpunktlage
dargestellt. Dabei hat der Arbeitskolben noch sämtliche Schlitze abgedeckt. Beim
weiteren Abwärtsgang des Arbeitskolbens geht der Steuerschieber e aufwärts, wobei
die Schlitze nacheinander vom Arbeitskolben freigelegt werden. Während des letzten
Teiles des Vorauspuffs wird der Querschnitt der Schlitze d durch den Steuerschieber
begrenzt. Von dem Augenblick an, wo durch den Steuerschieber die Verbindung der
Abgasleitung i mit dein Arbeitszylinder unterbrochen ist, wird der wirksame Querschnitt
der Schlitze d durch den Schieber gesteuert, während die Schlitze b durch den Arbeitskolben
gesteuert werden. Nach Abschluß der Auslaßschlitze c durch den Arbeitskolben wird
der für die Aufladung in Betracht kommende Querschnitt der Schlitze d durch den
Schieber gesteuert. Nach Abschluß der Auslaßschlitze c findet bis zum Abschluß der
Schlitze b noch eine geringe Aufladung mittels Spülluft statt. In diesem Abschnitt
erfolgt also eine Aufladung durch Aufladeluft durch die Schlitze d gleichzeitig
mit einer Aufladung durch Spülluft durch die Schlitze b. Durch diese Ausbildung
der Maschine werden außer den bereits genannten noch folgende weiteren Vorteile
erreicht: Bei den bekannten Maschinen mit Vorauspuff und Aufladeschlitzen werden
die Verbrennungsgase, die während des Vorauspuffs und schon vorher in die Aufladeschlitze
eintreten, durch die nachfolgende Spülluft in den Zylinder zurückgetrieben. Bei
einer nach der Erfindung gebauten Maschine werden dagegen diese Gase in die Abgasleitung
i ausgespült, wodurch eine wesentliche Verbesserung der Spülung erreicht wird.
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Eine Störungsmöglichkeit der Spülperioden der einzelnen Zylinder durch
vom Auspuff ausgelöste Druckwellen ist nicht vorhanden, weil die für den Vorauspuff
vorgesehene besondere Leitung i, durch die die hochgespannten Abgase abgeführt werden,
während der Spülperiode vom Zylinder abgeschlossen ist.
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Die Dauer der Aufladeperiode kann in weiten Grenzen verändert werden.
Wenn eine sehr hohe Leistung verlangt wird, so kann die Aufladeperiode länger ausgedehnt
werden, so daß sich zu Beginn der Kom-Bression ein höherer Druck im Zylinder einstellt.
Bei geringerer Leistung kann der Zeitquerschnitt für die Auflädung verkleinert werden.
Man kann auch nur mit Spülluft aufladen. Zu diesem Zwecke braucht man nur die beiden
Kammern k und in miteinander zu verbinden.
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Die Regelung des Aufladequerschnitts kann z. B., wie in der Zeichnung
dargestellt, in der Weise erfolgen, daß in den Steuerschieber am unteren Ende ein
zweiter Schieber s eingesetzt wird, der mittels einer Nabe t auf der Schieberstange
g geführt ist. Die Innenbohrung der Nabe besitzt zum Teil ein flachgängiges Gewinde,
das auf ein entsprechendes Gewinde u der Schieberstange paßt. Der untere Teil der
Nabe ist als Zahnrad v von sehr großer Breite ausgebildet. Senkrecht hierzu liegt
eine mit entsprechenden Zähnen versehene Regelstange w. Soll der Aufladequerschnitt
verändert werden, so wird die Stange w verschoben und dadurch der Schieber s verdreht,
wobei infolge des Gewindes ai der Schieber s nach oben oder nach unten verschoben
wird und dadurch die Aufladeschlitze q verkleinert oder vergrößert werden.