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Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktbrennkraftmaschinc,
bei welcher die frische Spül-und Lademenge durch die Saugwirkung der durch die Auspuffleitung
abströmenden schwingenden Abgase eingeführt wird und gleichzeitig ein Ladeverdichter
vorgesehen ist, welcher bei niederen Drehzahlen der Rückkehr der Abgase in den Zylinder
entgegenwirkt und dessen Antrieb bei normalen Betriebsdrehzahlen ganz oder nahezu
ganz ausgeschaltet ist. Eine :derartige bereits bekannte Einrichtung hat u. a. denVorteil,
daß der zusätzlncheLadeverdichter kleine Abmessungen erhalten kann und der Leistungsaufwand
für den Verdichter gering ist. Gleichzeitig kann ein hoher, mittlerer Druck innerhalb
des gesamten Drehzahlbereiches und ein hoher Wirkungsgrad der Maschine erzielt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung derartiger Maschinen
und besteht im wesentlichen darin, daß zur Zuführung der Spül- und Lademenge einerseits
den Einlaßöffnungen der Zylinder ein Aufnehmer oder Kanal vorgeschaltet ist, in
welchen der Aufladeverdichter einmündet, andererseits besondere Einlaßöffnungen
vorgesehen sind, die unmittelbar mit der Außenluft in Verbindung stehen. Diese Anordnung
hat den Vorzug, daß die durch die Saugwirkung der aus dem Zylinder
austretenden
Abgassäule. angesaugte Spül- oder Lademenge nicht durch das Gebläse hindurchgesaugt
werden muß.
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Man kann also statt eines spaltoffenen Gebläses ein beliebiges, z.
B. ein Kolbengebläse, verwenden. Der gemeinsame Aufnehmer bedeutet zudem eine Verringerung
der Einlaßwege für die vorn Verdichter gelieferte Luft. Insgesamt ergibt sich also
eine wesentliche Vereinfachung der ganzen Anordnung und gleichzeitig eine Herabsetzung
des Drosselwiderstandes für die unmittelbar von außen eintretende Lademenge. Die
Saugwirkung der Abgassäule kann daher für die Ansaugung der Lademenge besonders
wirksam ausgenutzt werden, was wiederum die Verwendung eines kleineren Gebläses
gestattet.
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Die besonderen Einlaßöffnungen`können dabei, gegebenenfalls mit Ventilen,
z. B. nach innen öffnenden Rückschlagventilen, versehen, ebenfalls im Aufnehmer
vorgesehen sein. In diesem Fall wird eine weitere Verringerung der Einlaßwege erreicht.
insbesondere wenn für jeden Zylinder eine besondere Eintrittsöffnung vorhanden ist.
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Die besonderen Einlaßöffnungenkönnen jedoch auch einmittelbar in den
Zylinder münden und so angeordnet werden, daß sie vor Abschluß der mit dem Ladeverdichter
verhundenen Einlaßöffnungen geschlossen werden. Zweckmäßig sind in diesem Fall die
Eintrittsöffnungen im Zylinder in zwei Schlitzreihen übereinander und auf der den
Auslaßschlitzen gegenüberliegenden Zylinderseite angeordnet. Derartig ausgebildete
:Maschinen ermöglichen es in einfacher und betriebssicherer Weise, trotz der Anordnung
von unmittelbar an dieAußenluft angeschlossenen Einlaßleitungen auch noch nach Aufhören
der .Saugwirkung ,der Abgase bzw. nach Abschluß der Auslaßöffnungen ein wirksames
Auf- bzw. Nachladen der Zylinder zu erzielen:.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Hierbei zeigt Abb. i die Seitenansicht einer Zweitaktbrennkraftmaschine, Abb. 2
die Vorderansicht der Maschine, Abb. 3 einen Querschnitt durch einen Maschinenzylinder,
Abb.4 ebenfalls einen Querschnitt durch einen 12aschinenzylinder, jedoch mit einer
anderen Einlaßsteuerung, und Abb. 5 eine Schaltungsanordnung für das Gebläse. In
Abb. i und 2 ist a ein Sechszylindermotor, b ein z. B. als Schleudergebläse ausgebildeter
Verdichter, in den Luft bei b1 eintritt und von dem sie in den Aufnehmer c gefördert
wird. Dieser ist, wie auch Abb.3 zeigt, mit besonderen als Nebeneinlässen dienenden
Ansaugstutzen d versehen, durch welche die Luft über Klappenventile e in den Aufnehmer
eintreten kann. Die Einlaßschlitze f und die Auslaßschlitze-g werden durch den Kolben
h gesteuert, wobei die Auslaßschlitze g in den auf die Betriebsdrehzahl abgestimmten
Auslaßkanal i einmünden.
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Die Abstimmung erfolgt z. B. .derart, daß die Länge oder die Gestaltung
der Auslaß.leitung so lange verändert wird bzw. dieselbe hinsichtlich Länge und
restalt so ausgebildet wird, daß die Leistung bzw. das Drehmoment des Motors bei
der gewünschten Drehzahl einen Höchstwert ergibt. Hierbei ist die Saugwirkung der
Abgassäule so groß, daß das Gebläse oder der Verdichter entweder völlig ausgeschaltet
werden oder ohne wesentlichen Leistungsaufwand mitlaufen kann. Infolge der starken
Saugwirkung werden sich die Klappenventile e öffnen und zusätzliche Spül- bzw. Ladeluft
einlassen.
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In der Ausführung nach Abb. q. sind die Einlaßschlitze in eine obere
Schlitzreihe f1 und eine untere Schlitzreihe f2 aufgeteilt, wobei die oberen Schlitze
f1 an den Druckkanal cl, die unteren Schlitze an die offenen Einlaßstutzen dl angeschlossen
sind. Infolgedessen kann über die oberen Schlitze fi noch Druckluft durch das Gebläse
geliefert werden, wenn schon die unteren, unmittelbar an die Außenluft angeschlossenen
Schlitze f2 sowie auch die Auslaßschlitze geschlossen sind. Im übrigen ist die Wirkung
im wesentlichen die gleiche wie im Fall der Abb. 3.
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je mehr sich,die Drehzahl von der gewünschten (Resonanz)-Drehzahl
entfernt, um so geringer wird die Saugwirkung der Abgassäule und um so größer wird
die erforderliche Leistung,des `Gebläses oder Verdichters. Die Steuerung desselben
kann hierbei beliebig in der vorbeschriebenen Form erfolgen. Der Antrieb kann mechanisch,
elektrisch oder in sonst geeigneter Weise vorgesehen sein.
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Die Gebläse werden im allgemeinen Drücke bis zu i atü erzeugen. Ihre
Drehzahl hängt von der Verdichterbauart und der Art des Antriebes ab. Bei mechanischem
Antrieb von der` Kurbelwelle oder einer Nebenwelle der Brennkraftmaschine aus ist
die Gebläsedrehzahl zweckmäßig mindestens gleich derjenigen der Kurbelwelle zu wählen.
Verdränger- und Schleudergebläse verlangen im allgemeinen., um gute volumetrische
Wirkungsgrade zu erzielen, je nachdem erforderlichen Enddruck, eine Übersetzung
ins Mehrfache der Kurbehvellendrehzahl.
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Eine besonders einfache und vorteilhafte Regelung des Gebläses ergibt
sich, wenn letzteres durch einen regelbaren oder abschaltbaren Fremdantrieb, beispielsweise
durch einen Elektromotor, angetrieben wird. Ein solcher Antrieb ermöglicht es ohne
weiteres, z. B. bei abnehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Leistung des
Gebläses im Verhältnis zur ?Maschine zu erhöhen, oder unigekehrt bei zunehmender
Drehzahl der Maschine die Leistung des Gebläses zu erniedrigen. Von besonderem Vorteil
ist hierbei eine Hauptstromschaltung des Elektromotors, da der letztere in diesem
Fall bei Entlastung infolge Sinkens des Verdichtungsernddruckes in seiner Drehzahl
ansteigt. Jedoch kann auch jede andere Art von Strom- oder Spannungsregelung zur
Steuerung der Gebläsedrehzahl bzw. der Fördermenge vorgesehen sein.
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Bei elektromotorischem Antrieb des Gebläses kann ferner .dieses mit
der Welle des Elektromotors unmittelbar ohne oder z. B. mit Übersetzung ins
Schnelle,
z. B. mittels Zahnrad-, Ketten- oder Iseilriemengetriebes, starr oder elastisch
gekuppeit sein.
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Unter Umständen kann auch der Antrieb des Gebläses über eine elektromagnetische
Kupplung erfolgen, wobei zum Antrieb unmittelbar die Brennkraftmaschine oder ein
Elektromotor dienen kann.
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In Abb. 5 wird das Gebläse b durch den als Elektromotor wirkenden
Anlaßmotor angetrieben. Dieser erhält seinen Strom über den Anlaßschalter 1 von
der Batterie na bzw. dein Ladedynamo zt, wobei z. B. in eine Nebenleitung
o eine beispielsweise von der Drehzahl oder Belastung abhängige oder auch von Hand
zu betätigende Reglereinrichtung eingeschaltet ist. Das Anlaßritzel p ist hierbei
derart angeordnet, daß es normalerweise bei Betrieb des :lnlaßmotors h außer Eingriff
mit dem Schwungradzahnkranz od. dgl. bleibt und nur beim Anlassen in Eingriff mit
diesem gebracht wird.
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Die Erfindung ist bei gemischverdichtenden oder nach dem Dieselverfahren
arbeitenden Brennkraftlna.ochin-,n für beliebige Spülverfahren anwendbar.