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Gemischgespülte Zweitaktbrennkraftmaschine Es ist ein Mangel der üblichen,
mit Gemisch gespülten Zweitaktbrennkraftmaschinen, daß bei ihnen Zündaussetzer entstehen
können, wenn sie im Leerlauf gellen. Die Ursache liegt darin, daß die bei jeder
Umdrehung dem Zylinder zugeführte geringe Menge frischen Gemisches sich im Zylinder
mit der großen Menge der Restgase vermischt, wodurch die Ladung zündunfähig Wird,
so daß erst mehrere Umdrehungen neue kleine Gemischmengen zuführen müssen, bis das
ganze Gemisch zündfähig wird. Auch die Anordnung eines zweiten Arbeitszylinders
in U-Form ergibt nicht ohne weiteres einen guten Leerlauf.
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Die Erfindung betrifft eine Maschine mit Ladepumpe, insbesondere Kurbelgehäuseladepumpe,
und zwei in U-Form angeordneten, also am oberen Ende miteinander verbundenen, schlitzgesteuerten
Zylindern und Kerzenzündung. Sie besteht darin, daß der gemeinsame Verdichtungsraum
sich über dem mit Einlaßschlitzen und mit Auslaßschlitzen ausgerüsteten größeren
Zvlinder befindet, während der zweite, nur Einlaßschlitze aufweisende kleinere Zylinder
mit diesem Verdichtungsraum, durch einen engen Kanal verbunden ist, und daß die
Zündkerze' am oberen Ende dieses zweiten Zylinders angebracht ist. Zweckmäßig eilt
der Kolben des nur Einlaßschlitze besitzenden Zylinders dem die Auslaßschlitze steuernden
Kolben nach, und die Höhe -der Einlaßschlitze des ersteren ist so bemessen, daß
ihr Freilegen erst beginnt, nachdem die Einlaßschlitze des Auslaßzylinders bereits
erheblich geöffnet sind. Auch können die Einlaßschlitze des kleinen Zylinders an
eine Nebenkammer der Ladepumpe angeschlossen sein, die mit dem Pumpenraum vermittels
eines Steuerorgans nur während des Niederganges des Pumpenkolbens in Verbindung
steht, aber während des Ansaugens der Pumpe vom Pumpenraum abgeschaltet ist.
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Die Zeichnung stellt in Abb. z den senkrechten Schnitt durch beide
Zylinder einer mit Kurbelgehäu.seladepumpe ausgerüsteten Zweitaktmaschine dar, Abb.
2 den horizonta-
!en Schnitt durch die Zylinder in Höhe der Steuerschlitze.
Abb. 3 zeigt den senkrechten Schnitt durch beide Zylinder einer durch Drehschieber
gesteuerten anderen Ausführungsform, Abb.4 den senkrechten Schnitt durch nur einen
Zylinder nach der Schnittlinie A-V, während ebb. 5 die eine Hälfte des Kurbelgehäuses
und Abb. ö die steuernde Kurbelscheibe in der Ansicht zeigen. _ 1ni Zvlinder i mit
Auslaßschlitzen 3 und Einlaßschlitzen d. befindet sich der in seinem unteren Totpunkt
gezeichnete Kolben 2. Die Pleuelstange 1:2 greift auf den Kurbelzapfen i-. und trägt
seitlich ein Auge i8, an welches eine zweite, kleine Pleuelstange i 5 angelenkt
ist. Diese Pleuel ist an den Kolben 6 geführt, der sich in einem \el)enzylinder
5 bewegt und der die Einlaßschlitze 7 steuert. Zr. den Schlitzen ; führt vom Kurbelgehäuse
ein Verbindungskanal i i. Am oberen Ende ist der kleine Zvlinder durch einen engen
Kanal 8 mit dem über dein großen Zylinder angebrachten Verdichtungsraum 17 verbunden.
Die Zündkerze 9 sitzt über dem Nebenzylinder 5 am Anfang des Verbindungskanals B.
Das Ansaugen frischen Gemisches ins Kurbelgehäuse erfolgt durch den Stutzen io,
vor dem der Vergaser angebracht ist, wobei die Unterkante des großen Kolbens die
Einlaßschlitze steuert.
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In der dargestellten Stellung des Kolbens 2 iin unteren Totpunkt ist
das Gemisch im Kurbelgehäuse vorverdichtet und strömt durch die völlig freigelegten
Schlitze 4. in den großen Zylinder ein; ebenso durch die erst zum Teil geöffneten
Schlitze 7 in den kleinen Zylinder ein. Dreht sich die Kurbelwelle in Pfeilrichtung
weiter, so «-erden zunächst die Schlitze 7 ganz freigelegt, da der Anlenkzapfen
18 der kleinen Pleuel 15 sich auf der dünn eingezeichneten Ellipse bewegt. Währenddessen
geht der große Kolben wieder hoch und schliert die Einlaßschlitze.f und die Auslaßschlitze
3 ab. Erst dann werden auch die Schlitze 7 abgesperrt. Nun wird die Ladung in beiden
Zylindern verdichtet, wobei der Inhalt des großen Zylinders in den darüberliegenden
Verdichtungsraum gedrückt wird und sich mit den Restgasen vermischt, während ein
Teil des Inhaltes des kleinen Zylinders durch den Kanal 8 ebenfalls in den Verdichtungsraum
17 gelangt. Das am unteren Ende des kleinen Zylinders über dem Kolben vorhandene
Gemisch wird dabei aber in ziemlich vnvermischtein Zustande ati die Zündkerze 9
heranäe-iriickt werden und kann deshalb von dem dort überspringenden Funken entzündet
werden. Die Flamme schlägt durch den Kailal8 in den Verdichtungsraum und setzt die
ganze Ladung in Brand, auch wenn diese ini Verdichtungsraum nur eine so geringe
Brennstofbeitnischung enthält, daß si°_ durch den kleinen Zündfunken allein nicht
unmittelbar entzündbar wäre. Der niedergehende große Kolben beginnt dann
zuerst die Auslaßschlitze 3 und darauf die Einlaßschlitze q. freizulegen. Nun strömt
aber nicht sofort vorverdichtetes Gemisch aus dem Kurbelgehäuse in den großen Zylinder,
sondern zuerst strömt ein großer Schuß verbrannter Gase aus dem Zylinder durch die
erst wenig geöffneten Schlitze d. ins Kurbelgehäuse, weil zunächst der Gasdruck
im Zylinder noch erheblich höher ist als der Vorverdichtungsdruck ini Kurbelgehäuse.
Erst beim weiteren Freilegen der Auslaßschlitze ist der Druck iin Zylinder so weit
gesunken, daß manchmal erst kurz vor dem Erreichen des unteren Totpunktes das Gemisch
aus dem Gehäuse in den Zylinder zu strömen beginnt.
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Während der Zeit, wo bei niedriger Drehzahl verbrannte Gase durch
die Schlitze .l ins Kurbelgehäuse strömt, sind die Schlitze ; des kleinen Zylinders
noch verdeckt oder nur wenig geöffnet, da der kleine Kolben gegenüber dein großen
Nacheilung hat. Aber auch durch die Schlitze 4. gelangt nach erfolgten Druckausgleich
nicht sofort Brennstoffgemisch in den großen Zylinder, weil bei L`tnkehrung der
Strömungsrichtung die Verbindungskanäle zwischen den Schlitzen 4 und <lein Kurbelgehäuse
noch mit verbrannten Gas,-n gefüllt sind, die erst in den Zylinder wieder zurückgedrückt
werden müssen. Auch an der Einmündungsstelle der Verbindungskanäle in das Kurbelgehäuse
ist eine starke Anhäufung verbrannter Gase vorhanden. Alle diese Verunreinigungen
des Brennstoffgemisches müssen erst in den großen Zylinder eingeströmt sein, eile
Brennstoffgemisch ohne große Verunreinigung nachströmen kann. Anders verhält es
sich beim Freilegen der Schlitze 7 des kleinen Zylinders. Durch das spätere i@ffiieri
dieser Schlitze erfolgt dieses erst dann, wenn der Überdruck im großen Zylinder
bereits beseitigt ist. Infolgedessen werden durch die Schlitze 7 keine verbrannten
Gase in das Kurbelgehäuse strömen, und gleich nach dein Freilegen dieser Schlitze
wird sofort ein Einströmen des Kurbelgehäuseinhaltes in den kleinen Zylinder beginnen.
Dabei ,wird zuerst das in dem Zuführungskanal 1 i stehende, völlig reine Brennstoffgemisch
einströmen, und seine Menge wird bei der starken Abdrosselung im Leerlauf ausreichen,
eine sichere Zündung der gesamten Ladung zu vermitteln, wenn es .durch den hochgehenden
Kolben a:i die Zündkerze gedrückt wird.
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Da der Zeitpunkt des Funkenüberspringens vom Stande des großen Kolbens
abhängig sein muß, so muß die Zündung erfolgen, wenn der nacheilende kleine Kolben
noch ein erhebliches Stück von seinem oberen Totpunkt entfernt
ist.
Deshalb ist es möglich, .die Zündkerze auch anstatt auf dem Zylinderdeckel anzuordnen,
sie unmittelbar am obersten Teil des kleinen Zylinders selbst anzubringen, wie durch
die punktiert eingezeichnete Zündkerze 9,
angedeutet ist.
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Bei der durch die Abb. 3 bis 6 dargestellten Ausführungsform ist der
Arbeitszylinder mit 2o, seine Einströmschlitze sind mit 21 und sein Kolben ist mit
22- bezeichnet. Auch hier ist ein kleiner Nebenzylinder 23 durch den Kanal 38 mit
dem Verdichtungsraum 4.3 über dem ,großen Zylinder verbunden. Er besitzt die Einlaßschlitze
24 und den Kolben 35, dessen Pleuel wiederum an die Hauptpleuel 25 an.gelenkt ist.
An das gemeinsame Kurbelgehäuse ist hier eine Nebenkammer 42 angefügt, die durch
den Kanal 4.o mit den Einlaßschlitzen 24. des kleinen Zylinders verbunden ist und
die durch die Durchbrechung 31 der rechten Gehäusewand mit dem Gehäuse zeitweise
in Verbindung gebracht wird, nämlich dann, wenn die Aussparung 34 der sich mit geringem
Abstand vor der rechten Gehäusewand drehenden rechten Kurbelscheibe 32b sich vor
der Durchbrechung vorbeibewegt. Diese Aussparung 34 der Kurbelscheibe steuert auch
das Ansaugen frischen Gemisches in das Kurbelgehäuse, indem sie gerade dann vor
die runde Ausmündung 3o des Ansaugekanals 29 v orbeibewegt wird, wenn der große
Kolben nach oben geht und eine Saugewirkung ausübt. Die Größe der Wanddurchbrechung
31 ist so bemessen, d,aß die Nebenkammer während des Hochgehens des großen Kolbens
von der Steuerscheibe 32b zugedeckt ist, so d,aß eine Luftverdünnung nur indem Kurbelgehäuse
selbst entsteht und ein kräftiges Ansaugen von Gemisch durch den Stutzen 29 erfolgen
kann. Erst wenn der große Kolben schon einen Teil seiner Abwärtsbewegung ausgeführt
hat, kommt die Scheibendurchbrechung 34 vor die Wanddurchbrechung 3.1, so
d.aß der Vorverdichtungsraum der Gehäusepumpe künstlich vergrößert ist. Bevor der
große Kolben den unteren Totpunkt erreicht hat, sperrt die Steuerscheibe 32b die
Durchbrechung 31 wieder ab. Das in der Nebenkammer 42 nun abgeschlossene, vorverdichtete
Gemisch strömt deshalb durch den Kanal 40 und die Schlitze 24 in den kleinen Zylinder
ein, sobald diese Schlitze vom kleinen Kolben freigelegt werden. Da durch rechtzeitiges
Abschalten der Nebenkammer dafür gesorgt werden kann, daß die in das Kurbelgehäuse
einfließenden Zylindergase nicht auch in die Nebenkammer gelangen, so wird das in
die Nebenkammer einströmende Gemisch wenig mit verbrannten Gasen verunreinigt sein.
Deshalb wird der im Leerlauf der Maschine in die Nebenkammer gedrückte und dann
wird der in den kleinen Zylinder gelangende Teil der geringen Gemischmenge von größter
Reinheit sein und leicht vom Zündfunken gezündet werden können, wenn er vom kleinen
Kolben an die Funkenstelle herangedrückt wird.
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Die Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und Nebenkammer ist weniger
als i8o° des Kurbelkreises geöffnet, deshalb kann für ein;: Zweizylindermaschine
mit um 18o° versetzten Kurbeln eire gemeinsame Nebenkammer verwendet werden.
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Da die Schmierung von Zweitaktmaschinen mit Kurbelgehäuseladepurnpe
üblicherweise durch die Zumischung von Öl zum Brennstoff erfolgt, wobei dann das
BrennStoff-(71-Gemisch auch an die Laufflächen des Kolbens gelangt und diese schmiert,
so ist es von großem Vorteil, daß die Einführung von ölhaltigem Gemisch sowohl in
den großen als auch in den kleinen Zylinder stattfindet. Bei Doppelkol.benmaschinen
mit U-förmiger Zylinderanordnung und der Einführung eines Brennst,off-ÖI-Gemisches
in nur einen Zylinder, während im anderen Zylinder die Auslaßschlitze angebracht
sind, ist es erforderlich, den Auslaßzylinder mittels einer besonderen Ölpumpe zu
schmieren, weil sonst der Kolben darin trocken läuft. !eine Ölpumpe bedeutet aber
eine unwillkommene Komplizierung der Maschine. Deshalb stellt auch das Unnötigwerden
einer besonderen Schmiervorrichtung für den zweiten Zylinder einen Vorteil dar.