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Gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine mit Schlitzsteuerung,
Brennstoffeinspritzung und Fremdzündung, bei der die Einlaßkanäle zu beiden Seiten
der Auslaßkanäle angeordnet und gegen die den Auslaßkanälen gegenüberliegende Zylinderwand
gerichtet sind, in der die Einspritzdüse liegt.
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Bei einer bekannten Maschine dieser Art liegt die Achse der Einspritzdüse
quer zur Achse des an der Zylinderwand aufsteigenden Sammelspülstromes,wobei die
Einspritzdüse etwa auf Mitte Hub angeordnet ist. Die Einspritzdüse spritzt hierbei
in einem Brennstoffstrahl ab, der den Sammelspülstrom kreuzweise trifft. Der Verdampfungs-
und Vermischungsvorgang des Brennstoffes vollzieht sich somit in einer Zone, in
der der Fließquerschnitt des Spülstromes durch den Anprall an die Zylinderwand verbreitet
und dessen Fließenergie vermindert ist, wodurch sich die Reaktion der Ladebestandteile
weder auf dem kleinsten Raum, noch aber mit der größten Geschwindigkeit vollziehen
kann. Auch kann dabei nicht ausgeschlossen werden, daß Brennstoffteilchen den Sammelspülstrom
durchschlagen und in den Totraum des sich zu einem Wirbelring schließenden Sammelspülstromes
gelangen, wo sie dem
Verdampfungs- und Vermischungsvorgang überhaupt
entzogen bleiben.
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Weiter ist bereits eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit vom Arbeitskolben
gesteuerten Ein- und Auslaßöffnungen und Einspritzung des Brennstoffes während des
Spül- und Ladevorganges durch eine am Zylinder angeordnete Düse vorgeschlagen worden,
deren Brennstoffstrahlen in den Spülluftstrom gerichtet sind, der an der dem Auslaß
gegenüberliegenden Zylinderwand zum Zylinderkopf strömt. Das besondere Kennzeichen
dieser Maschine besteht darin, daß die zur Zuführung der Spülluft dienenden Öffnungen
in an sich bekannter Weise symmetrisch zu beiden Seiten des Auslasses angeordnet
und gegen die dem Auslaß gegenüberliegende Zylinderwand gerichtet sind und die Brennstoffstrahlen
ausschließlich in den dem Auslaß abgewandten Teil des aufsteigenden Spülluftstromes
eingeführt werden. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß der mit Brennstoff
nicht beladene Spülstromteil eine Trennwand zwischen dem eingespritzten Brennstoff
und dem zum Auspuff strömenden Abgas bzw. der Spülluft bildet. Ein weiteres Merkmal
dieser Maschine besteht darin, daß auf der den Auslaßkanälen gegenüberliegenden
Zylinderseite weitere Spülkanäle angeordnet sind, gegen deren Öffnungen der aus
einer Zwei- oder Mehrlochdüse eingespritzte Brennstoff gerichtet ist.
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Dem Stande der Technik und dem älteren Vorschlage gegenüber besteht
die Erfindung darin, daß die Einspritzdüse etwa vom Treffpunkt der Einzelspülströme
aus mit in deren Richtung fallenden Brennstoffstrahlen abspritzt. Dadurch werden
einerseits die Fließquerschnitte der Einzelspülströme, deren Summe kleiner ist als
der verbreiterte Fließquerschnitt des Sammelspülstromes, als Verdampfungs- und Vermischungszone
im Gegenstromprinzip ausgenutzt, während andererseits die unverminderte Fließenergie
der Einzelspülströme, die größer ist als die Fließenergie des Sammelspülstromes,
für den gleichen Zweck zur Verfügung steht. Es kann somit unter Verkleinerung des
Reaktionsraumes die Reaktionszeit der Ladebestandteile verkürzt und, da die Brennstoffstrahlen
nicht mehr die Spülströme durchschlagen können, eine volle Reaktion aller Ladebestandteile
erzielt werden. Auf diese Weise wird die Verdampfung und Vermischung nicht nur gute-
und mengenmäßig gesteigert, sondern auch bis zum Äußersten beschleunigt, so daß
sie selbst für sehr schnell laufende Zweitaktbrennkraftmaschinen ausreicht. Nachdem
die Einspritzdüse hierzu nur in die Ebene, in der die Einzelspülströme fließen,
geneigt und mit der Anzahl der Einzelspülströme entsprechenden Spritzlöchern ausgestattet
zu werden braucht, ist die Erfindung auch ohne zusätzlichen Aufwand, also besonders
einfach und wirtschaftlich, anwendbar.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung näher veranschaulicht.
Es zeigt Fig. i einen lotrechten Hauptschnitt durch den Zylinder, Fig. 2 den zugehörigen
Schnitt längs der Linie 11-II in Fig. i, Fig.3 den zugehörigen Schnitt längs der
Linie III-III in Fig. 2 .. Die vom Kolben i gesteuerten Einlaßkanäle 2, 2' und Auslaßkanäle
3, 3' sind am unteren Zylinderende etwa in gleicher Höhe angeordnet. Die Einlaßkanäle
2, 2' münden zu beiden Seiten der Auslaßkanäle 3, 3' schräg nach hinten und oben
ein. Die einzelnen Spülströme 4, 4' sind nach einem Punkt der hinteren Zylinderwand
5 gerichtet, vor dem sie sich vereinigen und als Sammelspülstrom 6 längs der Zylinderwand
5 nach oben fließen. Der Sammelspülstrom 6 wird am Zylinderdeckel 7 umgelenkt und
fließt längs der vorderen Zylinderwand 12 als Rückstrom ii den Auslaßkanälen 3,
3' zu. Bei Abschluß der Auslaßkanäle 3, 3' wird der Rückstrom ii von dem Kolben
i erneut umgelenkt und mit dem Sammelstrom 6 zu einem Wirbelring 13 geschlossen,
der in der Längsmittelebene W des Zylinders, der Wirbelebene, umläuft.
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Die Einspritzdüse 8 ist in der hinteren Zylinderwand 5 eingesetzt
und schräg nach unten geneigt; ihre Achse bestimmt sich aus der Schnittlinie der
Wirbelebene W mit der durch die Einzelspülströme 4, 4' festgelegten Ebene
E. Die Spritzdüse 8 ist als Zweilochdüse derart ausgebildet, daß deren Brennstoffstrahlen
9, g' den Spülströmen 4, 4' entgegengerichtet sind. Die Zündkerze io ist in der
Nähe der vorderen Zylinderwand 12 im Zylinderdeckel 7 eingesetzt, wobei ihre Achse
in der Wirbelebene W liegt.
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Die Einspritzung geht folgendermaßen vor sich Nach Beendigung der
Vorspülung, im oder nach dem unteren Totpunkt, beginnt die Einspritzung. Die beiden
Brennstoffkegel 9, g' durchsetzen hierbei den Fließquerschnitt der einzelnen Spülströme
4, 4' mit so hoher Relativgeschwindigkeit, daß eine rasche Verdampfung und Vermischung
des Brennstoffes in bzw. mit der Spülluft zustande kommt.
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Die so aufbereiteten Gemischströme stoßen vor der hinteren Zylinderwand
5 zusammen und vereinigen sich hier unter erneuter Verdampfung und Vermischung zu
einem Sammelstrom 6, der den bereits geschilderten Verlauf durch den Zylinder nimmt:
Die Auslaßkanäle 3, 3' werden nun so rechtzeitig geschlossen, daß der das Gemisch
enthaltende Rückstrom ii nach Möglichkeit nicht mehr in den Auspuff gelangt; er
gelangt vielmehr in den sich zu einem Wirbelring 13 schließenden Stromkreislauf
und wird mit zunehmender Verdichtung immer rascher an der Zündkerze io vorbeigeführt;
der gegen Ende des Verdichtungshubes überspringende Zündfunke findet daher ein sehr
weitgehend aufbereitetes und vollkommenes zündfähiges Gemisch in der Wirbelebene
W vor, in dem sich die Verbrennung rasch und sicher fortpflanzen kann.
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Die Einspritzung braucht mit dem Abschluß der Einlaßkanäle 2, 2' nicht
beendet zu sein, vielmehr kann auch noch nach Abschluß der Auslaßkanäle 3, 3' etwas
nachgespritzt werden, weil der Wirbelring 13 in diesem Falle ja die Brennstoffstrahlen
g, g' kreuzt, wobei die Brennstoffteilchen vom Wirbelring erfaßt und über die Ladung
verteilt werden können. Zu beachten ist nur, daß die Spritzlänge kleiner bleibt
als die theoretische Länge der Einzelspülströme 4, 4', um ein Anspritzen der Zylinderwand
auf jeden Fall zu vermeiden. Während des Verdichtungshubes wird die Spritzdüse 8
vom Flachkolben i abgedeckt, so daß
sie dem EinfluB hoher Verbr"nnungstemperaturen
entzogen bleibt.