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Mit Quer- oder Umkehrspülung durch in der Nähe der äußeren Totlage
des Kolbens angeordnete, kolbengesteuerte Ein- und Auslaßschlitze arbeitende luftverdichtende,
selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine mit Quer-
oder Umkehrspülung durch in der Nähe der äußeren Totlage des Kolbens in der Zylinderwand
angeordnete, kolbengesteuerte Schlitze arbeitende, luftverdichtende, selbstzündende
Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Energiespeicher, insbesondere eine solche mit einem
im Zylinderkopf angeordneten, im Querschnitt gegenüber dem Hubraum abgesetzten Brennraum.
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Bei Brennkraftmaschinen dieser Art besteht die Schwierigkeit, die
Abgasrückstände aus dem einen Sackraum bildenden Brennraum zu entfernen, und die
Aufgabe der Erfindung besteht darin., den Brennraum im Zylinderkopf so anzuordnen,
daß der durch die Einlaßschlitze in den Zylinder eintretende Luftstrom in den Brennraum
hineintrifft, und diesen so zu gestalten, daß er wieder in Richtung auf den Kolben
umgelenkt wird und zu den Auslaßschlitzen strömt und so eine vollkommene Ausspülung
des Brennraumes erzielt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Energiespeicher
so in diesen Brennraum einmünden zu
lassen, daß der Speicherstrahl
die gleiche Richtung hat wie die Bewegung der Ladeluft im Brennraum, um die durch
Verbrennung eines Teiles des eingespritzen Brennstoffes im Speicher erzeugte Energie
mit möglichst geringem Verlust für die Erzeugung einer kreisenden Bewegung der Ladung
im Brennraum nutzbar zu machen.
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Bei den bisher bekannten Zweitakt-Bre-nnkraftmaschinen mit im Querschnitt
gegenüber dem Hubraum abgesetzten Brennraum wiesen die Brennräume flachscheibenförmige
Gestalt auf und wären um die Achse der Zylinderbohrung im Zylinderkopf angeordnet,
so daß der auf der den Auslaßschlitzen gegenüberliegenden Seite in Richtung auf
den Zylinderkopf fließende Luftstrom nicht unmittelbar in den Brennraum hineintraf
und in diesem keine gelenkte Strömung zustande kam, die ein gutes Ausspülen des
Brennraumes bewirkte. Die Luftströmung war vielmehr mehr oder weniger ungeordnet.
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Durch die Erfindung sollen diese Verhältnisse dadurch wesentlich verbessert
werden, däß der Brennraum außermittig zur Achse der Zylinderbohrung im Zylinderkopf
so angeordnet ist, daß er mit seinem gesamten Querschnitt innerhalb der durch die
Zylinderbohrung angegrenzten Fläche der hubraumseitigen Wand des Zylinderkopfes
auf der den Auslaßschlitzen gegenüberliegenden Seite des Zylinders liegt und der
an. dieser Seite nach dem Zylinderkopf aufsteigende Luftstrom an dem am weitesten
außenliegenden Teil des Brennraumquerschnittes in diesen eintritt und die Form des
Brennraumes so gestaltet ist, daß der Luftstrom innerhalb des Brennraumes in gelenkter
Strömung umgelenkt wird und in Richtung auf den Kolben zu den Auslaßschlitzen strömen
kann. Um die Strömung in Richtung auf die Auslaßschlitze zu erleichtern, soll ferner
zwischen. der Innenfläche des Brennraumes und der dem Hubraum gegenüberliegenden
Fläche des Zylinderkopfes ein strömungstechnisch günstiger Übergang geschaffen,
werden.
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Nach der Erfindung soll daher der Brennraum entweder aus einem hubraumseitig
gelegenen zylindrischen und an diesem angesetzten kegelstumpfförmigen Teil und der
Übergang von der Innenfläche des Brennraumes zu der dem Hubraum gegenüberliegenden
Fläche des Zylinderkopfes aus einem Kreisbogen und einer Abschrägung oder aus einem
hubraumseitig gelegenen zylindrischen und an diesem angesetzten kugelförmigen Teil
und der Übergang von der Innenfläche des Brennraumes zu der dem Hubraum gegenüberliegenden
Fläche des Zylinderkopfes aus einem Kreisbogen entsprechend großen Halbmessers bestehen.
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Nach dem Schließen der Einlaß- und Auslaßschlitze durch den Kolben
wird die zum, Kolben zurückgelenkte Luftströmung am Kolbenboden wieder in Richtung
auf den Zylinderkopf umgelenkt, und es bildet sich im Hubraum eine um eine zur Achse
der Zylinderbohrung senkrechte Achse kreisende Bewegung aus, die bis zu einem gewissen
Grade auch noch nach Ende des Verdichtungshubes in der in den Brennraum hineingedrängten
Ladung aufrechterhalten bleibt. Da die Bewegungsrichtung am Kolbenboden von der
Seite der Auslaßschlitze zur gegenüberliegenden Seite verläuft, soll weiter gemäß
der Erfindung der Kolbenboden mit einer zentrischen muldenförmigen. Ausnehmung versehen;
sein, um diese Umlenkung des Luftstromes. zu begünstigen. Ferner soll nach der Erfindung,
da die Bewegung der kreisenden Ladung im Brennraum an der Oberseite von der Seite
der Außermittigkeit nach der Seite der Auslaßschlitze gerichtet ist, der Energiespeicher
an der am weitesten nach außen gelegenen Stelle in den Brennraum einmünden, so daß
er in Richtung der kreisenden Ladung im Brennraum ausbläst und. so auf eine bereits
in ,gleicher Richtung in Bewegung befindliche Ladung auftrifft, wodurch. .geringere
Stoßverluste entstehen und die im Energiespeicher erzeugte Energie mit möglichst
geringem Verlust der Ladung im Brennraum mitgeteilt wird.
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Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung und dessen Wirkungsweise
werden. an Hand der Zeichnung erläutert werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
mit den Wegen der Stromfäden der Spül- und Ladeluft im Zylinder und im Brennraum
dargestellt. Es, zeigt Fig. r den Zylinder einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit
Querspülung im Schnitt mit einem aus einem hubraumseitig gelegenen zylindrischen
Teil und einem an !diesem angesetzten kege'lstumpfförmigen Teil bestehenden Brennraum,
Fig. 2 Aden Zylinder einer Zwei-bakt B.rennkraftmaschine mit Querspülung im Schnitt
mit einem aus einem hubraumseitig gelegenen zylindrischen Teil und einem an diesem
angesetzten kugelförmigen Teil bestehenden Brennraum, Fig. 3 den oberen Teil des
Zylinders nach Fig. 2 im Schnitt bei Stellung des Kolbens in der oberen Totlage,
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Fig. q. den Zylinder einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Umkehrspülung
im Schnitt mit einem aus einem hubraumseitig gelegenen zylindrischen Teil und einem
an diesem angesetzten kegelstumpfförmigen Teil bestehenden Brennraum, Fig. 5 den
Zylinder einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Umkehrspülung im Schnitt und einem
aus einem hubraumseitigen gelegenen zylindrischen Teil -und einem an diesem angesetzten
kugelförmigen Teil bestehenden Brennraum.
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In der Zeichnung sind in den einzelnen Figuren einander. übereinstimmende
Teile mit den gleichen Bezugsziffern und die dem gleichen Zweck dienenden Teile
mit den gleichen Bezugsziffern mit kennzeichnendem Indexstrich bezeichnet.
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Bei dem in. Fig. r dargestellten: Zylinder z für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine
mit Querspülung münden die in bekannter Weise einander gegenüberliegenden Einlaß-
und Auslaßschlitze 2 und 3 in der Zone der äußeren Totlage des. Kolbens an der Zylinderwandung
in den Hubraum ein, wobei der Einlaßschlitz 2 und der Kanal q. für die Zuführung
der Spül- und Ladefuft so gestaltet sind, daß der durch den gestrichelten Pfeillinienzug
angedeutete
Luftstrom an der am weitesten. nach außen gelegenen
Seite in den Brennraum 5 im Zylinderkopf 6 hineintrifft. Der Brennraum 5 besteht
aus einem niedrigen, hubraumseitig gelegenen, zylindrischen Teil 7 und einem an
diesem angesetzten höheren kegelstumpfförmigen Teil B. Durch die plötzliche Entspannung
der Verbrennungsgase im Zylinder bei der Öffnung der Auslaßschlitze 3 und infolge
des hierdurch an den Ausla3schlitzen 3. hervorgerufenen Unterdruckes wird der im
Brennraum 5 umgelenkte Luftstrom in Richtung auf die Auslaßschlitze gesaugt. Der
aus einem Kreisbogen 9 und einer Abschrägung io bestehende Übergang von der Innenfläche
des Brennraumes 5 zu der hubraumseitigen Fläche ii der Wand i2 des Zylin, derkopfes
6 begünstigt hierbei das. Zustandekommen dieser Luftströmung im Zylinder i. Der
Energiespeicher 13 mündet an der am weitesten außen. gelegenen Seite in. den kegelstumpfförmigen
Teil 8 in den Brennraum 5 ein und ist mit seiner Achse gegen den Hubraum geneigt
angeordnet, und ihm gegenüber ist die in Richtung ihrer Achse abspritzende Einspritzdüse
mit waagerechter Achse in einer Bohrung 14 in einer solchen Höhe eingebaut, daß
ihre verlängerte Achse die Wandung der trichterförmiger Erweiterung 15 der Speichermündung
16 trifft, so daß nur ein Teil des von der Einspritzdüse abgespritzen Brennstoffes
in das Innere des Energiespeichers 13 gelangt. Die vorbeschriebene: Anordnung des.
Energiespeichers 13 und der Einspritzdüse in Verbindung mit. der Gestaltung des
Brennraumes, die eine gewisse größere Höhe des letzteren zur Folge hat, bietet zugleich
den Vorteil, daß zwischen den Angüssen 17, r8 für die Aufnahme des Energiespeichers
13 bzw. der Einspritzdüse und der Wand 12 des Zylindertropfes 6 reichlich bemessene
Querschnitte 19, 20 für den Umlauf oder die (Strömung des Kühlmittels frei
bleiben. Der Kolbenboden ist vorzugsweise mit einer muldenförmigen Ausnehmung 21
versehen.
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Die in Fi.g. 2 dargestellte Ausführungsform eines Zylinders für eine
mit Querspülung arbeitende Zweitakt - Brenrnkraftmaschine entspricht in der Ausführungsform
im wesentlichen. und in, der Wirkungsweise vollkommen der Ausführungsform nach Fig.
i, nur mit dem Unterschied, daß an den hubraumseitig gelegenen zylindrischen Teil
7 des Brennraumes 5' ein kugelförmig gestalteter Teil 8' angesetzt und der Übergang
von der Innenfläche des Brennraumes 5' zur hubraumseitigen Fläche i i der Wandung
12 des Zylinderkopfes 6' als Kreisbogen größeren, Halbmessers 9' gestaltet ist.
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In Fig. 3 ist der obere Teil des Zylinders nach Fig. 2 bei Stellung
des Kolbens 22 in der oberen Totlage gezeigt und die kreisende Bewegung der Ladung
im Brennraum 5' durch gestrichelten, Pfeillinien.zug angedeutet.
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Der in Fi.g. 4 dargestellte Zylinderkopf und Zylinder für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine
entspricht, soweit es den Zylinderkopf 6 angeht, in allen Einzelheiten der in Fig.
i dargestellten Ausführungsform, und es ist lediglich die Anordnung der Einlaßschlitze
2' und die Gestaltung der Zuführungskanäle 4' eine andere, entsprechend der Ausführung
der Spülung als Umkehrspülung. Das ,gleiche gilt für den Zylinder i' der Ausführungsform
nach Fig. 5, deren Zylinderkopf der Ausführungsform des Zylinderkopfes 6' in Fig.
2 entspricht und deren Zylinder mit dem Zylinder i' der Ausführungsform nach Fig.
4 in allen Einzelheiten übereinstimmt. Die einander gegenüberliegenden Einlaßschlitze
2' der in Fig. 4 und 5 dargestellten Zylinder i' und die Einmündung der Kanäle 4'
für die Zuführung der Spül- und Ladeluft sind so gestaltet, daß die eintretenden
Luftströme nach der Seite des außermittigen Brennraumes gerichtet sind und sich
noch vor Erreichen der Zylinderwand auf dieser Seite treffen und sich aneinander
aufrichten., so daß sie genau wie bei den beiden mit Querspülung arbeitenden Maschinen
an dem am weitesten außen. gelegenen Teil in den Brennraum einströmen, wo sie sodann
in Richtung auf den Kolben 22 umgelenkt werden und den gleichen Verlauf nehmen wie
bei den Maschinen mit Querspülung.
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Die Erfindung wurde vorstehend in Anwendung auf Maschinen mit stehenden
Zylindern beschrieben. Sie kann jedoch im Rahmen der Erfindung ebenso für Maschinen
mit V-förmig angeordneten Zylindern und auch auf solche mit waagerechten Zylindern
angewendet werden. und ebenso auf flüssigkeitsgekühlte als auch auf luftgekühlte
Maschinen.