DE920758C - Zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Zweitaktbrennkraftmaschine Die Kurbelschleife wird als rationellere Form der Energieübertragung vom Kolben auf die Kurbelwelle insofern angesehen, als sie den theoretischen Daten des unendlich langen Pleuels entspricht und die Schräglage eines Pleuels wegfällt.
• Die Folge ist eine langsamere, sehr förderliche Beschleunigung des Kolbens zwischen seinen Totpunkten und weiter eine rationellere, harmonischere Energieübertragung der Druckkräfte des Kolbens auf die Kurbelwelle. Dieser Kurbelschleifentrieb, zweckmäßig zwischen zwei gegenüberliegenden Kolben ein starres Ganzes bildend, ermöglicht die Verwendung der Kolbenunterseite als Ladepumpe, was den Abschluß des Zylinders gegen das Kurbelgehäuse bedingt. Ähnliche Konstruktionen sind bereits bekannt, die jedoch das Grundübel des Zweitakters nicht beheben, die im allgemeinen höchst unzulängliche Füllung durch eine bessere oder sogar dem Viertakter überlegene zu ersetzen. Die ungenügende Füllung hat ihre Ursache in dem schädlichen Raum des Kurbelgehäuses, das fast immer mit zum Ansaugen herangezogen werden muß, und der kurzen Einlaßöffnungszeit, durch die Kolbenkantensteuerung bedingt.
• Auf Grund der sehr sicheren und gut schmierbaren Führung eines Kurbelschleifenrahmens kann der Kolben auf etwa 4o % seiner üblichen Länge verkürzt werden, da die Führungsfunktion des Kolbenschaftes wegfällt.
• Der Kolben reibt also praktisch nur noch mit den Ringen und nicht mehr einseitig beim Krafthub, was dem angestrebten Idealzustand nahekommt und die Betriebsdauer der Zylinder verlängert.
• Abb. r zeigt einen Schnitt durch den eTfindungsgemäßen Motor; Abb.2 zeigt einen Schnitt durch die Kurbelwelle; Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Einlaßventil.
• Der Kolben bewegt sich vom unteren Totpunkt nach oben, im vorliegenden Fall nach rechts. Unterhalb des Kolbens entsteht sofort ein Unterdruck. Dieser saugt aus dem Kurbelgehäuse Gemisch oder Verbrennungsluft in den Zylinder unterhalb des Kolbens. Das Ventil a wurde bereits als eine Art Rückschlagventil von der Kolbenstange durch seine Reibung mit ihr und durch den atmosphärischen Druck auf den Ventilteller von dem Abschlußstück f abgehoben und schließt sich wieder mittels der Kolbenstangenreibung und des Druckes der Ventilschließfeder g, sobald der Kolben die Richtung ändert.
• Das Gemisch bzw. die Verbrennungsluft gelangt unter Kolbendruck in den Ringraum b, bis der Kolben die Einlaßschlitze c überfahren hat. Das vorkomprimierte Gemisch bzw. die Verbrennungsluft strömt jetzt tangential zum Zweck einer guten Wirbelung in den Zylinder und drückt die noch vorhandenen Verbrennungsgase aus dem Zylinder hinaus. Das Auslaßventil d öffnet bereits etwa 5o° vor dem unteren Totpunkt und schließt etwa 5o° nach dem unteren Totpunkt. Das Gemisch bzw. die Verbrennungsluft wird vom abermals hochdrückenden Kolben wie üblich komprimiert und mittels Funken oder Treiböleinspritzung gezündet. Selbiger Vorgang spielt sich mit i 8o'° Verschiebung auf der anderen Seite ab.
• Da nur ein Auslaßventil oder bei Kolbenkantensteuerung überhaupt kein Auslaßventil benntigt wird, ergibt sich ein sehr günstiger, fast koppelartiger Verbrennungsraum über dem Kolben.
• Durch die Verlegung des schädlichen Raumes in den Ringraum b und die das anzusaugende Gemisch unterstützende Schubbewegung des Kurbelschleifenrahmens ist eine hochprozentige Füllung auch in höchsten Drehzahlbereichen gewährleistet, also eine günstigere Füllung eines Zweitakters als. beim üblichen Viertakter. Der Volumenverlust durch die Kolbenstange macht nur ein. Sechzehntel des Hubraumes aus und ist nicht von Bedeutung, zumal beim Zweitakter eigentlich nur der Raum nach Auslaßschluß gefüllt zu werden braucht. Mit dem zur Verfügung stehenden Spülvolumen wird theoretisch sogar der Verbrennungsraum zu fast 5o% mitgespült, und beim Diesel haben wir einen kleinen Spülluftüberschuß, der durch Vorschaltung eines schwachen Kompressors gesteigert werden kann.
• Der Kurbelschleifenrahmen ist zum Zweck geringen Gewichtes, kleiner Abmessungen und großer Stabilität mit einem Schlitz kleiner als der Kurbelzapfendurchmesser versehen (Abb. z). Der geteilte Kurbelzapfern muß somit einen Einschnitt hallen zum ungehinderten Aufundabgleiten im Kurbelrahmen. Die Kolbendruckkräfte werden mittels der Gleitflächen lt auf die Kurbelwelle bei e übertragen.
• Bei großen Drehzahlen wird der Reibungswiderstand zwischen Kolbenstange und Einlaßventil nicht mehr ausreichen, die Massenträgheit des Einlaßventils zu überwinden, welches zu unpünktlichem Öffnen und Schließen des Ventils führt. Dem zu begegnen, ist das Ventil in beiden Richtungen dem Druck je einer Schraubenfeder g ausgesetzt, deren je eine von beiden die Massenträgheit des Ventils bei Öffnungs- und Schließungsbeginn aufhebt (Abb, i und 3). Die kurzen Wege und großen Querschnitte beim Ansaug- und Füllungsvorgang, die gute Füllung auch in höchsten Drehzahlbereichen, die Reibungseinsparungen der Kolben an den Zylinderwänden, die Vermeidung des Umweges der Betätigung der Leertakte über Kurbelwelle und Pleuel (in vorliegendem Fall wird Saugen und Verdichten direkt aus dem Explosionstakt bezogen, welches sich besonders beim Diesel mit seinen hohen Verdichtungsdrücken sehr vorteilhaft auswirken würde) und die Tatsache, daß alle diese Vorteile einem Zweitakter zugute kommen, schafft theoretisch eine Leistungssteigerung um ein Mehrfaches.
• Die Kühlung des Motors ist eine übliche Wasserkühlung.
• Die hohle Kolbenstange ist zum Zweck der Kühlung der Kolbenbodenmitte mit einem geeigneten Kühlmittel teilgefüllt, welches im Betrieb hin und her geschleudert wird und die Wärme des Kohlbenbodens an den leichter kühlbaren Kreuzkopf abführt. Diese Kolbenkühlung gestattet eine höhere Verdichtung.
• Es entstehen am Motor etwas größere hin und her laufende Massenkräfte durch den Doppelkolben mit dem Kurbelschleifenrahmen. Der Doppelkolben mit dem Kurbelschleifenrahmen macht aber bei weitem nicht das Gewicht zweier üblicher Kolben mit Bolzen und zum schwingenden Teil gehörender Pleueloberteile aus. Diese schwingende Masse ist also durchaus zu beherrschen, da sie in jeder Richtung die sonst der Kurbelwelle zufallende Arbeit des Ansaugens, Verdichtens und Vorverdichtens verrichtet.
• Weiter hat diese Konstruktion eine Verkleinerung der äußeren und allgemeinen Baumaße und damit große Gewichtseinsparungen zur Folge. Die Rechts-und Linksläufigkeit macht dieses System ebenfalls als Schiffsmaschine und zu Spezialzwecken als großzylindrige Antriebsmaschine geeignet.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitaktbrennkraftmaschine mit einander gegenüberliegenden Zylindern, deren beide Kolben durch einen Kurbelschleifentrieb starr verbunden sind und mit ihren Unterseiten in gegenüber dem Kurbelgehäuse abgedichteten Pumpräumen Spülluft bzw. Gemisch verdichten, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelschleifentrieb als Kreuzkopf im ausgebohrten Kurbelgehäuse oder auf Gleitschienen geführt ist und daß konzentrisch zu den Kolbenstangen Pumpeneinlaßventile (a) angeordnet sind, die durch Reibungsschluß von den Kolbenstangen gegenüber den ein Negativ der Kolbenunterseite bildenden Abschlußstücken (f) der Pumpenräume bewegt werden.
2. 2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die spannend auf den Kolbenstangen sitzenden Einlaßventile (a) nach beiden Bewegungsrichtungen dem Druck je einer Schraubenfeder (g) ausgesetzt sind.
3. 3. Zweitaktbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß um jeden Zylinder ein ringförmiger Raum (b) zur Aufnahme des vorverdichteten Gemisches bzw. der Spülluft vorgesehen ist.
4. 4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz des Kurbelschleifenrahmens schmaler ist als der Durchmesser des Kurbelzapfens, während die am Kurbelzapfen geteilte Kurbelwelle einen ringförmigen Einschnitt (k) zwischen den Tragflächen des Kurbelzapfens aufweist.
5. 5. Zweitaktbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange teilweise mit einem Kühlmittel (i) gefüllt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 14.1 124 363 519, 409 919, 727 756.