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Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe Die Erfindung bezieht
sich auf eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe und vom Kolben gesteuerten
Kurbelkasteneinlaß.
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Um eine ausreichende Zylinderfüllung zu erzielen, ist es bei Zweitaktbrenukraftmaschinen
mit Kurbelskastenpumpe der angegebenen Art, die für hohe Drehzahlen bestimmt sind,.
üblich, den Ansaugschlitz verhältnismäßig groß zu machen. Bei kleinen Drehzahlen
dagegen ist es zweckmäßig, mit einem kleinen Ansaugschlitz zu @ arbeiten. Zweitaktbrennkraftmaschinen,
die mit großem Saugschlitz für hohe Drehzahlen versehen sind, haben zwar bei diesen
hohen Drehzahlen einen guten Wirkungsgrad, bei niedrigen Drehzahlen ist jedoch der
Brennstoffverbrauch verhältnismäßig groß, der Wirkungsgrad also schlecht. Umgegehrt
haben Zweitaktbrennkraftmaschinen, die für niedrige Drehzahlen mit einem kleinen
Saugschlitz versehen sind, bei hohen Drehzahlen einen schlechten Wirkungsgrad, da
der kleine Schlitz bei hohen Drehzahlen eine genügende Füllung des Kurbelkastens
mit Gemisch verhindert.
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Es ist bekannt, zur Erzielung einer guten Durchmischung von Luft und
Brennstoff im Kurbelkasten den Einlaßschlitz so zu gestalten. daß der Kolben, wenn
er bei seinem Verdichtungshub den Kurbelkasteneinlaß öffnet, zunächst nur eine schmale
Öffnung freilegt. Diese Maßnahme ist getroffen worden, um einen zu schnellen Eintritt
des Brennstoffes zu verhindern. ` Gemäß der Erfindung wird zu einem wesentlich anderen
Zweck, nämlich zur Erzielung eines sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen
gleichmäßigen guten Wirkungsgrades,
der IZtirbei:iasteneitilaß ebenfalls
so ausgebildet, daß der Kolben bei seinem Verdichtungshub zunächst mir eine schmale
Öffnung freilegt. Diese Öffnung weist dabei zur Erzielung der Wirkung die-Forni
einer Düse auf. die ihren kleinsten Oue7i#si linitt (lein Kurbelkasten zukehrt.
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Durch die diiseuförniige Ausbildung des einen Teile; des Kurbelkasteneinlasses
ände@ t sich der Liefergrad der Spülputnpe über eineu großen I>rehzahlhereich kaum,
da er iin we-:entlichen von der Ei,#enscliwingtingszalil fler Luft in der Ktirbell;ainnier
abhängt. @@"enn die Maschine gemäß der Erfindung sehr schnell lauft, so hat der
gesamte Kttrhelkästeneinlaß nur die Wirkung eines einzigen holicti Schlitzes. Der
Arboitszylinder bekomtnt-infolgedessen gute Füllung und hat einen guten Wirkungsgrad.
Gegenüber den bekannten '-\lotoreti mit hohem Schlitz hat die erfindtings-Iemä l3
vorgeschlagene Anordnung den @-orzug. dall der absolute Querschnitt aller Öffiiung.-n
zusammen kleiner ist als der Querschnitt einer beltannteit Ein laßausbil@lung finit.
g]eichein Zeitquerschnitt. Da das Gemisch gezwungen wird. durch engere Öffnungen
zu strÖmen, wird es auch gut nachzerstäubt, was einen günsti-,7,en Brennstoffverbrauch
zur Folge hat. Wenn der Motor geni:;ß der Erfindung langsam läuft, so wird die Wirkung
des hohen Schlitze: dadurch stark verringert, daß die düsenartig ausgebildete Offnung
in umgekehrter Richtung vom Kur!>-1-kasten nach außen der Strömung einen großen
Widerstand eittgegetisetzt und somit i*ilinli,-li wie ein Rücksclilagcentil in Verbindung
gut einer Schlitzsteuerung wirkt. Eine Ventilteuerung hat aber bekanntlich den Vorzu.
:ich selbstätig der Drehzahl anzupassen. Die erfindtingsgeinäß vorgeschlagene Ausbildung
ist aber auch über die Ventilsteuertitig hinaus noch von Vorteil, da sie der Strömung
geringeren Widerstand als ein Ventil in den Weg le-t und ohne bewegte Teile arbeitet.
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Die Erfindung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Es ist
beispielsweise möglich. außer dein üblichen, etwa rechteckigen Kurbelkasteneinlaßschlitz
in der vom Zvlinder abgewandten Richtung eine von dein holb;@n nach diesem Schlitz
abgedeclzte und vor ihm wieder freigegebene kleinere.. düsenförmig ausgebildete
Öffnung anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, den etwa rechteckigen Kurbell;asteneinlaßschlitz
mit einer allniählich schmäler werdenden Verlängerung auf der dein Zylinder abgewandten
Seite anzu-@>ringen, die derart stark verschniiilert ist und t-on abgeschrägten,
sich nach dein Kurbelkasten zu einander nähernden Wänden lte-;'-renzt wirft, so
dall eine düseitförinige Wirkung entsteht. Man kann aber auch, wenn man die ungewöhnliche
und bisweilen nicht ohne weiteres durchzuführende Anordnung zweier Öffnung: :n im
Zylinder vermeiden will, an dem Zylinder selbst ntir eine Öffnung vorsehen, dafür
aber im Kollkiiniantel noch eine oder mehrere öffnungen anordnen. Der aus nur einer
Öffnung iin "Zylinder bestehende Kurbelkasteneinlaß wird in diesem Fall dann durch
die nacheinander an ihm vorbeistreichende Kolbe nmantelöffnung und Kolbenkante ebenso
gesteuert, wie (lies hei der vorher beschriebenen Ausführungsform durch die mit
zwei Zylinderöffnungen zusammenarbeitende Kolbenkante allein geschah. Die Kolbenmantelöfnung
spielt dabei dieselbe Rolle wie die düsenförmige Öffnung des vorbeschriebenen Beispiels.
Man kann die Düsen ivirkung der Kolbeninantelöffnung nun gemäß einem weiteren Gedanken
der Erfindung dadurch noch verstärken, daß man sie ini Kolbeninnern mit einem rohrförmigen
Ansatz versieht. Dieser wird -zweckmäßig bis zur Schubstange herangeführt, so daß
diese die Öffnung beim Kolbenhochgang freigibt, bei Kolbenniedergang aber bis auf
ein geringes Spiel abdeckt. Durch eine solche Ausführung wird also besonders gut
erreicht, daß die Ansaugöffnungen in der Hauptsache und l;ingere Zeit während des
Saughubes und nur kürzere Zeit während des Verdichtungshubes offen -stehen.
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Ebenso wie bei dein zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel kann
inan die Kolbenniantelöffnung auch, schlitzförmig ausführen. I )fieser Schlitz kann
auch nach dein Zylinderkopf zu sich verschmälern. Stets wird man aber zur Erreichung
eines unterschiedlichen Ströintingsw iderstandes in beiden Richtungcn dafür zu sorgen
haben, daß die Kolbenmantelöffnung düsenähnliche Wirkung aufweist, d. li. indem
sie nach innen scharfkantig, nach außen aber abgerundet verläuft.
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Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, die Öffnung nicht radial,
sondern z. B. tangential zur inneren Begrenzung des Kolbenwanddtierschnittes zu
führen. Hierdurch wird nämlich zugleich eine günstige Kühlung des Kolbens erreicht.
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In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zylinder mit Kurbelgehäuseputnpe,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-11 der Fig. r, und Fig. 3 einen gleichen Schnitt
bei einer anderen Ausführungsform, Fig..I eine Ausführtingsforin mit nur einer Öffnung
im Zylinder und einer mit einem rohrförmigen Fortsatz versehenen Öffnung im Kolbenmantel,
Fig.
5 eine Ausführungsform nach Fig. 4. ohne rohrförmigen Fortsatz der Kolbenmantelöffnung,
Fig. 6 einen Kolben mit schlitzförmiger Kolbenmantelöfnung, 1, ig. 7 einen Schnitt
nach Linie VII-VII der Fig. 6 und Fig. 8 einen Kolben mit einer tangential geführten
Kolbenmantelöffnung.
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Bei der in Fig. i dargestellten Ausführungsform läuft der Kolben a
in dem Zylinder b,
an dem der Ansaugstutzen c angeschlossen ist, durch den
das vom Vergaser kommende Gemisch strömt. In dem Kurbelgehäuse f läuft die Kurbel
ä, die durch die Schubstange h. mit dem Kolben a verbunden ist.
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Der Kurbelkasten steht mit dem Ansaugstutzen c einerseits durch einen
etwa rechteckigen Schlitz k in Verbindung, wenn er durch den Kolben a freigegeben
wird. Er ist, wie in Fig. z dargestellt, mehr breit als hoch. Mit ihm allein hätte
die Maschine bei kleinen Drehzahlen gute Leistungen und günstigen Brennstoffverbrauch,
bei hohen Drehzahlen dagegen würde die Füllung sich verschlechtern.
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Erfindungsgemäß ist deshalb unterhalb des Schlitzes h eine zusätzliche
Ansaugöffnung i. vorgesehen, die derai#t düsenförmig ausgebildet ist, daß sie nach
innen scharfkantig in den Zylinder b mündet, während sie sich nach dein Ansaugstutzen
c zu erweitert. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Luft leichter in den
Zylinder einströmen als aus ihm herauströmen kann. Infolgedessen ergibt sich sowohl
bei hohen als auch bei kleinen Drehzahlen eine gute Füllung und ein günstiger Wirkungsgrad.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Öffnung L mit dem
Schlitz k in eine einzige Einlaßöffnung T-förmiger Gestalt zusammengefaßt. Der vorn
senkrechten Teil des T gebildete, zuerst freigelegte und zuletzt wieder vom Kolben
abgedeckte Abschnitt wird dabei von abgeschrägten, sich @ nach dem Kurbelkasten
und den dem Querschnitt des T abgekehrten Öffnungsenden zu einander nähernden Wänden
begrenzt. Infolgedessen wirkt auch dieser Abschnitt, besonders solange der Querteil
der T-förmigen Öffnung von dem Kolben abgedeckt ist, als Düse.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. q. ist in der Zylinderwandung nur,
wie üblich, ein Schlitz k vorgesehen. Um dieselbe Wirkung wie bei den Ausführungsformen
nach der. F4". i bis 3 zu erzielen, ist im Kolbenmantel eine düsenförmige Öffnung
in angeordnet, die mit einem rohrförmigen Fortsatz z2 ausgestattet ist. Dieser Fortsatz
ia ist bei der dargestell-e tenAusführungsform bis an die Schubstange lt herangeführt.
Durch geeignete Bemessung der rohrförmigen -Verlängerung zz kann erreicht werden,
daß die Öffnung während des Kolbenhochganges frei liegt, während sie beim Kolbenrückgang
von der Schubstange abgedeckt wird. Das Gemisch kann dann beim Kolbenrückgang höchstens
durch einen kleinen Spalt zwischen der Mündung des Rohres m und der Schubstange
la zurückströmen. Die Wirkung des düsenförmigen Kanals wird dadurch noch verstärkt.
Es wird erreicht, daß die Ansaugöffnungen in der Hauptsache und längere Zeit während
des Saughubes und nur kürzere Zeit während des Verdichtungshubes offen stehen.
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Eine Ausführungsform, bei der ebenfalls dieser letztere Gedanke verwirklicht
ist, ist in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform fehlt der Rohrfortsatz,
dafür ist aber die Kolbenhemdöffnung besonders stark düsenförmig ausgebildet.
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Die Öffnung im Kolbenmantel braucht nicht unbedingt, wie in den Fig.
d. und 5 gezeigt, rund ausgeführt zu werden. Es kann unter Umständen vielmehr zweckmäßig
sein, ihr die Gestalt eines Schlitzes zu geben. Eine solche Ausführungsform ist
in den Fig. 6 und 7 dargestellt, Der Schlitz o hat dabei seine Längserstreckung
in Richtung der Achse des Zylinders. Wichtig ist dabei, daß er ebenfalls düsenförmig
gestaltet ist, indem er nach der Kolbenwandung zu abgerundet ist, nach innen dagegen
scharfkantig mündet.
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Schließlich ist in der Fig.8 eine weitere Ausführungsform gezeigt,
bei der im Kolbenmantel ein Kanal p vorgesehen ist, der tangential zum inneren Kolbenumfang
verläuft. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß das Gemisch tangential
in das Kolbeninnere einströmt und dabei eine gute Kühlwirkung auf die Kolbenwandungen
ausübt: