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Zweitaktbrennkraftmaschine Bei Zweitaktbrennkraftmaschinen strömt
bekanntlich ein vorverdichtetes Gemisch in den Zylinder über, welches die Verbrennungsrückstände
hier nur teilweise verdrängt, so daß nach der folgenden Verdichtung Alt-und Frischgase
gemischt verbrennen sollen. Um die Vorverdichtung zu vergrößern, hat man bereits
.eine Hilfspumpe neben dem Arbeitszylinder angeordnet, deren nacheilender Kolben
durch ein Pleuel vom Hauptkurbelzapfen mitgenommen wird und der auf seiner dem Kurbelzapfen
zugewendeten Seite zusammen mit dem Arbeitskolben Gemisch ansaugt und vorverdichtet.
Dieser Kolben ist auch gleichzeitig zur Steuerung des übertrittes des Frischgasgemisches
nach dem Arbeitszylinder verwendet worden in der Weise, daß,das Frischgasgemisch
von :dem Zeitpunkt an in den Arbeitszylinder einströmt, an -dem sich der Arbeitskolben
in der Nähe seiner äußeren Totlage befindet. Da das Einströmen des Frischgasgemisches
bei geöffnetem Auspuffschlitz und die Spülung durch Frischgas erfolgt, sind Verluste
an diesem unvermeidlich.
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Es ist nun zwar bekannt, bei. Zweitaktbrennkraftmaschinen je eine
Pumpe zum Ansaugen und Verdichten von Frischgasgemisch und zum Verdichten von Luft
neben dem Arbeitszylinder anzuordnen und die verdichtete Frischluft nach dem Verbrennen
des Gemisches im Arbeitszylinder in den Verbrennungsraum einströmen zu lassen, um
die Verbrennungsgase auszuspülen, bevor die Ladung mit Frischgasgemisch beginnt,
jedoch waren hierbei besondere Ventile für den Frischgaseinlaß und den Verbrennungsgasauslaß
erforderlich, die im Wechsel der Kolbenbewegung besonders' geöffnet und geschlossen
werden mußten.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der Kolben der Hilfspumpe
zum Vorverdichten des Gemisches auf seiner dem Kurbelgehäuse abgewendeten Seite
Spülluft für den
Arbeitszylinder verdichtet, die, wie an sich bekannt,
im wesentlichen bei geöffnetem Auspuffschlitz noch vor der Frischgaseinströmung
in den Arbeitszylinder eintritt. Es ist also nur eine einzige Hilfspumpe zur Unterstützung
der Vorverdichtung des Frischgasgemisches und zum Verdichten von Spülluft erforderlich.
Um die dem Arbeitskolben zu-g e führte Frischgasinenge bei Langsam- und Schnellauf
selbsttätig zu regeln, ist ferner zwischen Arbeits- und Hilfszylinder ein Frischgasüberströmkanal
vorgesehen, welcher durch seine lange öffnungszeit zugleich Rückströmkanal ist;
er -wird von beiden Kolben in der inneren Totpunktlage nach dem Kurbelgehäuse geöffnet.
Infolgedessen kann noch während der im Arbeitszylinder durch den Arbeitskolben beginnenden
Verdichtung eine gewisse Menge Frischgas in den Vorverdichtungsraum zurückströmen,
wenn die Maschine langsam läuft. Je schneller die Maschine läuft, desto -weniger
Frischgas kann auf diesem Weg in den Verdichtungsraum zurückströmen, weil eine Umkehr
der Strömungsrichtung stattfinden muß. Besonders vorteilhaft ist es, bei paarweiser
Anordnung der Arbeits- und Hilfszylinder mit vorzugsweise um i8o@ versetzten Kurbelzapfen
die Spülluft wechselweise von dem zum anderen Arbeitszylinder gehörigen Hilfszylinder
jeweils einem Arbeitszylinder zuzuführen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Zweitaktbrennkraftmaschine
gemäß der Erfindung sinnbildlich dargestellt.
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Die Fig. i bis 3 zeigen eine Zweitaktbrennkraftm.aschine mit verschiedenen
Kolbenstellungen. Fig. q. zeigt die paarweise Anordnung der Arbeits- und Hilfszylinder,
und Fig.5 stellt die Einströmöffnungen für das Frischgas und die Luft im Querschnitt
dar.
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Auf der Kurbelwelle A ist die Kurbel B befestigt, und auf dem Kurbelzapfen
C sind die beiden Kolbenstangen D@ und E des Arbeitskolbens H und des Hilfskolbens
G gelagert. Die Drehrichtung ist durch einen innerhalb des Kurbelgehäuses eingezeichneten
Pfeil angegeben. Der Arbeitszylinder O ist mit Auspuffschlitzen versehen, an die
sich das Auspuffrohr N anschließt, ferner mit Schlitzen, durch die Frischgasgemisch
vom Vergaser durch die Rohrleitung F nach dem Kurbelraum angesaugt wird. Endlich
befindet sich in dem Arbeitszylinder O ein langer Schlitz, der mit der Rohrleitung
I( in Verbindung steht, durch welche das vorverdichtete Frischgasgemisch aus dem
Kurbelgehäuse in den Verbrennungsraum des Arbeitszylinders O einströmt. Diese Rohrleitung
I( steht mit dem Hilfszylinder P in Verbindung, der außerdem eine Einlaßöffnung
mit der Leitung I für den Eintritt von Frischluft besitzt. Im Arbeitszylinder O
befinden sich ferner noch die öftnungen M für den Eintritt der Frischluft aus dem
dem Kurbelgehäuse ibgewendeten Raum des Hilfszylinders. In dem nach dem Kurbelgehäuse
zu offenen Hilfskolben G befindet sich ein Schlitz L, durch welchen das vorverdichtete
Frischgasgemisch in die Rohrleitung I( nach dem Verbrennungsraum des Arbeitszylinders
strömen kann.
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In Fäg. i sind zwei Kurbelstellungen angegeben. Der Arbeitskolben
ist itn Begriff, den Einlaßschlitz für Frischgas mit der Rohrleitung F vom Vergaser
zu öffnen und dabei Gemisch anzusaugen, wobei gleichzeitig im Verbrennungsiaum das
Gemisch verdichtet wird. Aus dieser mit ausgezogenen Linien dargestellten Kurbelstellung
bewegt sich der Hilfskolben G, der die Verbindungsleitung I( abgeschlossen hat,
auswärts und ist im Begriff, die Zuleitung I seines dem Kurbelgehäuse .abgewendeten
Raumes zu schließen und die in diesem Raum befindliche Luft zu verdichten. Bei der
in gestrichelten Linien dargestellten Kurbelstellung befindet sich der :\rbeitskolben
an der gleichen Stelle, ist jedoch in der Abwärtsbewegung begriffen, bei welcher
das in seinem Verbrennungsraum befindliche Gemisch unter Arbeitsleistung verbrennt
und das im unteren Zylinderraum enthaltene, angesaugte Gemisch verdichtet wird.
Er ist dabei im Begriff, den Einlaßschlitz mit der Ansaugeleitung F zu schließen.
Der Hilfskolben G bat bei dieser Kolbenstellung gerade seinen oberen Totpunkt überschritten
und beginnt seine Abwärtsbewegung, hat also gerade die in seinem dem Kurbelgehäuse
abgewendeten Raum befindliche Luft verdichtet und steht nun im Begriff, das im Kurbelraum
befindliche Gemisch gemeinsam mit dem Arbeitskolben H zu verdichten.
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Die Kurbelstellungen nach Fig.2 geben mit ausgezogenen Linien die
untere Totpunktlage des Arbeitskolbens H wieder. Hierbei ist die Ansaugeleitung
F geschlossen, die Auspuffleitung N vollständig geöffnet, während die Einströmöffnung
der Verbindungsleitung I( gleichfalls ,geöffnet ist. Der Hilfszylinder ist bei dieser
Kurbelstellung noch im Begriff, das im Kurbelraum befindliche Gemisch zu verdichten,
er hat die öffnung zur Leitung I( halb geöffnet: so däß jetzt bereits verdichtetes
Gemisch in den Verbrennungsrahm des Arbeitszylinders 0 strömen kann. Der äußere
Zylinderraum des Hilfszylinders P füllt sich durch die Leitung I mit frischer
Luft, die .ebenfalls bei dieser Stellung voll geöffnet ist. Die gestrichelte Lage
der Kurbel, bei der eine Weiterdrehung um 9o'- stattgefunden hat, zeigt den Arbeitskolben
H in einer Stellung, in welcher die AuspuffleitttngN und die AnsaugeleitungF _-eschlossen
sind,
während der überströmkanal h noch ein wenig geöffnet ist. Beide Kolben H und Q befinden
sich 'in der Aufwärtsbewegung, erzeugen also im Kurbelraum einen Unterdruck. Die
Folge davon ist, daß bei -Langsamlauf Gemisch aus dem Verbrennungsraum des Arbeitszylinders
0 nach dem Kurbelraum durch den überströmkanalK zurückströmen kann, also eine geringere
Ladung stattfindet. Bei Schnellauf dagegen reicht die Zeit nicht aus, um die Strömungsrichtung
im Kanall( umzukehren, und die Ladung wird infolgedessen einen höheren Grad erreichen.
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Fig. 3 zeigt den Arbeitskolben H kurz nach Überschreiten seiner oberen
Totpunktlage, in welcher die Zündung stattfindet oder kurz vorher stattgefunden
hat, während der Hilfskolben Gr kurz vor Erreichen seiner oberen Totpunktlage steht.
Die Kolben sind nun vorteilhaft so gestaltet und die Schlitze so angeordnet, daß
der überströmkanall( bei dieser Kolbenstellung nach dem Kurbelraum geöffnet ist,
so daß infolgedessen in ihm befindliches, unter Druck stehendes Gemisch nach dem
Kurbelraum abströmen kann. Es findet also eine Druckentlastung in der Leitung I(
statt, die um so größer ist, als im Kurbelraum ein Unterdruck herrscht. Dadurch
wird vermieden, daß bei der nachfolgenden Verbrennung, während welcher durch den
Arbeitskolben bereits der überströmkanal geöffnet wird, eine Nachverbrennung von
Frischgas in dem überströmkanal l( stattfindet.
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Fig. q. zeigt die paarweise Anordnung der Arbeits- und Hilfszylinder.
Die überströmleitung Q führt die verdichtete Luft dem Arbeitszylinder O aus dem
zum anderen Arbeitszylinder gehörigen Hilfszylinder zu. Die mit ausgdzogenen und
mit gestrichelten Linien wiedergegebenen Kolbenstellungen zeigen beim Arbeitszylinder
O den Beginn und die volle öffnung des Schlitzes M für die Ein; strömung der Frischluft,
denen die ebenfalls mit ausgezogenen und gestrichelten Linien wiedergegebenen Stellungen
des zum anderen Arbeitszylinder gehörigen Hilfszylinder P entsprechen. Es ist zu
erkennen, daß der Hilfskolben G' während der öffnung und bei geöffnetem Einlaßschlitz
M die angesaugte Luft verdichtet und in den Verbrennungsraum des Arbeitszylinders
bis zur .punktierten KurbelzapfenstellungC getrieben bat. Um eine gute Ausspülung
der Verbrennungsrückstände im Arbeitszylinder durch die Spülluft zu erreichen, tritt
diese im wesentlichen vor der unteren Totpunktlage des Arbeitskolbens und die Frischgase
hauptsächlich nach dem unteren Totpunkt desselben in den Arbeitszylinder über. Hierdurch
ist es möglich, daß die Spülluft die Reste der Altgase aus dem Arbeitszylinder verdrängen
und die nachströmenden Frischgase sich mit dem Rest der Spülluft mischen, statt
wie bisher mit Altgasen.