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Mehrzylinder-Zweitakt-Brennkraftmiaschine Die Erfindung bezieht sich
auf Mehrzylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschinen nach dem Patent 86o:292, bei welchen
zwecks gegenseitiger Rufladung der Zylinder mittels der beim Eröffnen der Auspufföffnungen
entstehenden Druckwellen zwischen die Zylinder und die gemeinsame Auspuffkammer
Auspuffleitungen von solcher Länge eingeschaltet sind, daß :die Laufzeit der Druckwelle
längs des zwischen dem auspuffenden und dem aufzuladenden Zylinder liegenden Weges
etwa gleich der Zeit ist, in der sich bei der beabsichtigten Maschinendrehzahl die
Kurbelwelle .der Maschine um den zwischen dem Beginn des Vorauslasses des auspuffenden
und dem Abschluß der Spülschlitze des aufzuladenden Zylinders liegenden Kurbelwinkel
dreht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Störungen der Spülung der
Zylinder durch Reflektionen ihrer eigenen Auspuffdruckwellen zu vermeiden.
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Gemäß ,der Erfindung sind deshalb an die Auspuffkammer eine oder mehrere
ins Freie oder in einen größeren Auspuffsammelbehälter führende Rohrleitungen angeschlossen,
deren Länge etwa gleich der halben WeglängederDruckwelle zwischen ,den auspuffenden
und aufzuladenden Zylindern ist und deren Gesamtquerschnitt etwa gleich- dem Gesamtquerschnitt
der um eins verminderten Anzahl
der Auspuffleitungen ist. Bei der
Verzweigung der Druckwelle in die übrigen Auspuffleitungen und die ins Freie führenden
Rohrleitungen werden die Verzweigungen in ersteren positiv, dagegen in letzteren
negativ reflektiert. Diese Reflektionen treffen in .der Auspuffkammer gleichzeitig
ein und löschen sich gegenseitig aus.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
-dargestellt. Abb. i zeigt schematisch eine Anordnung der Auspuffleitungen, Auspuffkammer
und ins Freie führenden Rohrleitungen, bei einer Vierzylindermaschine; Abb. 2 zeigt
eine andere Anordnung,der Auspuffleitungen, Auspuffkammer und ins Freie führenden
Rohrleitungen; Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie A-A in Ahb. 2 ; Abb. 4 zeigt
ein Schaubild der Kolbenwege einer Dreizylindermaschine mit einer Kurbelversetzung
von i2o°; Abb. 5 zeigt die Anordnung der Auspuffleitungen, Auspuffkammer und ins
Freie führenden Rohrleitungen bei einer Dreizylindermaschine.
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Gemäß Abb. i sind die Zylinder i bis 4 durch die Auspuffleitungen
6 bis 9 mit einer Auspuffkammer 5 verbunden. Die Länge x der Auspuffleitungen ist
genau wie im Hauptpatent so bemessen, daß die bei der Eröffnung des Vorau$lasses
des einen Zylinders in die Auspuffleitung austretende Druckwelle einen nach dem
aufzuladenden Zylinder führenden Weg L von einer solchen Länge vorfindet, daß sie
ihn gerade in derselben Zeit zurückzulegen vermag, in der sich die Kurbelwelle um
den zwischen dem Vorauslaßbeginn des auspuffenden und dem Abschluß der Einlaßschlitze
-des aufzuladenden Zylinders liegenden Kurbelwelle dreht. Die Druckwelle kommt dann
gerade bei Abschluß der Einlaßschlitze des aufzuladenden Zylinders an dessen noch
offenen Auspuffschlitzen an und bewirkt eine Erhöhung der Spülmittelladung dieses
Zylinders nach Druck und Menge.
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Bei der Ankunft der Druckwelle in der Auspuffkammer 5 verzweigt sie
sich auch auf die Auspuffleitungen derjenigen Zylinder, deren Auspuffschlitze geschlossen
sind. Diese Verzweigungen der Druckwelle werden an den .geschlossenen Zylindern
positiv reflektiert, laufen über die Auspuffkammer 5 zurück zu dem Zylinder, von
dem die Druckwelle ausging. Sie kommen dort zu einem Zeitpunkt an, in dem .dieser
Zylinder in der Spülung begriffen ist und stören letztere in unerwünschter Weise.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, sind an die Auspuffkammer eine oder
mehrere ins Freie oder in einen gemeinsamen größeren Aüspuffsammelbehälter io ausmündende
Rohrleitungen 11, 12, 13 angeschlossen, deren Länge i etwa gleich der halben Länge
des Weges L ist und deren Gesamtquerschnitt etwa gleich dem Gesamtquerschnitt der
um eins verminderten Anzahl .der Auspuffleitungen 6 bis 9 ist.
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Die Wirkung dieser Rohrleitungen 11, 12, 13 sei nachstehend an Hand
der in Abb. i beispielsweise dargestellten Vierzylindermaschine erläutert. Bei dieser
Maschine zünden folgende Zylinder nacheinander: i, 2; 3" 1; 4, 3; 2, 4. Die z. B.
vom Zylinder i ausgehende, die Auspuffleitung 6 durchlaufende Auspuffdruckwelle
verzweigt sich in der Auspuffkammer 5 auf (die restlichen Auspuffleitungen 7, 8,
9 und die ins Freie führenden Rohrleitungen 11, 12, 13. Die in die Auspuffleitung
7 eintretende Verzweigung der Druckhelle kommt dank der eingangs erläuterten Bemessung
der Weglänge L am Zylinder 2 in dem Augenblick an, in dem die Einlaßschlitze geschlossen
werden. Sie erhöht deshalb durch den noch offenen Auslaßquerschnitt die Spülmittelladung
dieses Zylinders nach Druck und Menge. Gleichzeitig wird sie aber, da der noch offene
Auslaßquerschnitt kleiner als der Querschnitt der Auspuffleitung ist, teilweise
positiv reflektiert und läuft @deshalb teilweise zur Auspuffkammer 5 zurück. Die
in die Auspuffleitungen 8 und 9 eintretenden Verzweigungen der Druckwelle werden
an den Zylindern 3 und 4, deren Auspuffschlitze geschlossen sind, vollkommen positiv
reflektiert und laufen ebenfalls zur Auspuffkammer 5 zurück. Die in die Rohrleitungen
11, 12, 13 eintretenden Verzweigungen werden an den offenen Mündungen der Rohrleitungen
negativ reflektiert und laufen als Unterdruckwellen zur Auspuffkammer zurück. Da
die Länge l der Rohrleitungen 11, 12, 13 gleich der Länge L/2 des Weges ist, den
die positiven Reflektionen der Druckwelle von den Zylindern 2, 3, 4 bis zur Auspuffkammer
5 zurücklegen müssen, treffen die positiven und negativen Reflektionen in der Kammer
5 zusammen und löschen sich gegenseitig aus. Um dieses Ziel möglichst vollkommen
zu erreichen, muß der gesamte Querschnitt der Rohrleitungen 11, 12, 13 etwa gleich,
mit Rücksicht auf die teilweise Reflektion in der Auspuffleitung 2 des aufzuladenden
Zylinders vorzugsweise etwas 'kleiner als der Gesamtquerschnitt der um eins verminderten
Anzahl der Auspuffleitungen 6, 7, 8, 9 sein, damit die Druckberge der aus den Auspuffleitungen
7, 8, 9 zurückkehrenden positiven Reflektionen gleich den Drucktälern der aus den
Rohrleitungen i i, 12, 13 zurückkehrenden negativen Reflektionen sind. Wenn die
Rohrleitungen 11, 12, 13 in einen Auspuffsammelbehälter io ausmünden, der aus räumlichen
Gründen nicht genügend groß bemessen werden kann, so daß nur eine teilweise negative
Reflektion .der Druckwellen an den offenen Enden der Rohrleitungen i i, 12, 13 eintritt,
muß der Gesamtquerschnitt letzterer etwas größer sein, als der Gesamtquerschnitt
der um eins verminderten Anzahl der Auspuffleitungen 6, 7, 8, 9, damit trotz der
nur teilweisen negativen Reflektion die zur Auspuffkammer zurücklaufende Unterdruckwelle
die aus den Auspuffleitungen zurückkehrenden positiven Reflektlonen auszulöschen
vermag. An Stelle von mehreren Rohrleitungen i i, 12, 13 kann auch eine einzige
vorgesehen sein, deren Querschnitt natürlich etwa gleich .dem Gesamtquerschnitt
der um eins verminderten Anzahl der Auspuffleitungen 6, 7, 8, 9 sein muß.
Die
Rohrleitungen 11, 12, i3 können auch, wie in Abb. i strichpunktiert dargestellt
ist, sich nach dem Auspuffsammelbehälter io hin erweitern. Dadurch wird erreicht,
daß schon während des Durchlaufens der Druckwellenzweige durch die Rohrleitungen
11, i2, 13 nach dem Sammelbehälter io hin eine stetige zum Zylinder zurücklaufende
Drucksenkung erzeugt wird, die den Spülvorgang der Zylinder begünstigt.
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Um das Ausströmen der Abgase aus den Zylindern zu erleichtern, können
die Auspuffleitungen 6, 7, 8, 9 nach der Auspuffkammer 5 hin erweitert werden.
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Mit Rücksicht auf eine gedrängte Bauweise sind die Rohrleitungen i
i, 12, 13 gemäß Abb. 2 und 3 zwischen den Auspuffleitungen 6, 7, 8, 9 verlegt und
münden in den neben der Zylinderreihe liegenden Auspuffsammelraum io aus. Die Leitungen
6,7,8,9, 11, 12, 13 können dabei getrennt voneinander verlegt oder wie die Ahb.
2 und 3 zeigen, durch Längswände in einem gemeinsamen Gehäuse abgeteilt sein. Eine
weitere Raumersparnis wird durch Herumlegen der Leitungen um den Auspuffsammelraum
erreicht, wie das in Abb. 3 strichpunktiert angedeutet ist.
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Bei Maschinen mit drei Zylindern oder einer durch drei teilbaren Zylinderzahl
ergeben sich, wie das Kolbenwegschaubild (Abb. 4) mit den eingetragenen oberen Kanten
a und e der Auspuff-und Einlaßschlitze ohne weiters erkennen läßt, wegen der 12o'°
betragenden Kurbelversetzung sehr kleine Kurbelwinkel zwischen dem Auspuffbeginn
des einen und dem Einlaßabschluß des aufzuladenden Zylinders. Infolge des deinen
Kurbelwinkels werden, wie Abb. 5 erkennen läßt, die Auspuffleitungen 14, 15, 16
zwischen den Zylindern und der Auspuffkammer 5 und die von letzterer abgez-,veigten,
ins Freie führenden Rohrleitungen 17, i8 sehr kurz. Es wird deshalb für je drei
Zylinder ein gemeinsamer Auspuffsammelraum io vorgesehen, der zwecks guter Zugänglichkeit
glockenförmig über die Auspuffkammer 5 und die an dieselbe angeschlossenen Auspuffleitungen
14, 15, 16 und die Rohrleitungen 17, 18 gestülpt ist.