DE922024C

DE922024C - Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Schleudergeblaese

Info

Publication number: DE922024C
Application number: DESCH4225A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Elwert; Adolf Dr-Ing Schnuerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-09-24
Filing date: 1950-09-24
Publication date: 1955-01-07

Description

Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Schleudergebläse Die Erfindung betrifft einen Mehrzylinder-Zweitaiktmotor, dessen Arbeitszylinder in einer Reihe angeordnet sind und mit Luft gespült werden, die von einem Schleudergebläse geliefert wird, das an der vorderen Stirnfläche des Motorgehäuses flach angesetzt ist und die Luft in zwei an den Längsseiten der Zylinderreihe angeordnete Spülluftleitungen zu den Arbeitszylindern führt. Die Arbeitszylinder sind mit Umkehrspülung ausgebildet, bei der die Spülkanäle zu beiden Seiten neben den Auslaßkanälen liegen und bezogen auf die Längsmittelebene der Zylinderreihe symmetrisch nach den' beiden Längsseiten der Zylinderreihe gerichtet sind. Der Motor kann als Diesel-oder Ottomotor betrieben werden und soll vorzugsweise zum Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere Straßenfahrzeugen, dienen. Die Erfindung hat einen Vorschlag zum Gegenstand, durch .den sich wesentliche Verbesserungen ergeben. Angestrebt wird insbesondere, die Luftströmung von dem Gebläse nach den Arbeitszylindern günstiger zu gestalten. Außerdem sollen der Antrieb des Gebläses verbessert und weitere bauliche Vorteile erreicht werden.
Die Erfindung besteht darin, daß das Gebläse in einer solchen Höhenlage angeordnet ist, daß die beiden an den Längsseiten der Zylinderreihe angeordneten Spülluftleitungen im Querschnittsbereich des Gebläsegehäuses und etwa in Höhe der Gebläsewelle liegen. Die Schleudergebläsewelle wird hierbei vorteilhaft ebenfalls symmetrisch in der Motormittelebene angeordnet, so daß die linke Gebläsehälfte die Spülluft zu den Spülkanälen auf der linken Seite der Auslaßkanäle der mit Umkehrspülung ausgebildeten Arbeitszylinder und die rechte Gebläsehälfte die Spülluft zu den Spülkanälen auf der rechten Seite der Auslaßkanäle fördert.
In gewissen Anwendungsfällen der Erfindung wird es vorteilhaft sein, den Druckraum des Schleudergebläses aus zwei Halbspiralen zu bilden, wobei die eine Halbspirale die Spülluft in die Spülluftleitung auf der einen Seite der Längsseite der Zylinder und die andere Halbspirale die Spülluft in die Spülluftleitung auf der anderen Längsseite der Zylinderreihe liefert. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, die beiden seitlichen Luftführungsleitungen hinten durch eine Verbindungsleitung zum Druckausgleich zu verbinden.
Die Zeichnungen geben die Erfindung in zwei Ausführungsformendes Druckraumes des Gebläses beispielsweise wieder. Die Abb. i bis 5 veranschaulichen die eine Ausführungsform an Hand eines Vierzylinder-Reihenmotors, Abb. 6 gibt die zweite Ausführungsform wieder.
Abb. i zeigt eine Seitenansicht des Motors; Abb. 2 gibt den vorderen Teil des Motors in einem senkrechten Schnitt durch die Längsmittelebene des Motors wieder; Abb. 3 zeigt eine Ansicht des Motors von oben, bei .dem das Schleudergebläse in Höhe der Gebläsewelle und versetzt dazu die beiden vordersten Arbeitszylinder in Höhe der Spül- und Auslaßkanäle :geschnitten sind; Abb. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb.2 durch das Gebläsalaufrad und den Diffusor; Abb. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V der Abb. 2 .durch den hinteren Teil des scheibenförmigen Druckraumes mit Ansicht auf die beiden Übertrittsöffnungen für die Druckluft und auf die Antriebszahnräder des Schleudergebläses; Abb.6 zeigt in einem ähnlichen Schnitt wie Abb.4 einen Zweitaktmotor ebenfalls mit seitlichen Luftführungsleitungen, bei dem das Schleudergebläse mit zwei Halbspiralen als Druckraum versehen ist.
In den Abb. i bis 5 sind i die vier Arbeitszylinder, die in einer Reihe angeordnet sind. 2 sind die Arbeitskolben und 3 die Pleuelstangen. 4 ist die Kurbelwelle. 5 ist das vorderste Grundlager der Kurbelwelle. 6 ist ein Zahnrad der Kurbelwelle unmittelbar vor dem vordersten Grundlager -zum Antrieb des Schleudergebläses und zum Antrieb sonstiger Hilfsgeräte. 7 ist eine Verlängerung der Kurbelwelle, die am äußersten Ende eine Keilriemenscheibe 8 zum Antrieb des Kühlwindflügels g trägt.
io ist eine Vorgelegewelle, ii ein kleines Zahnrad, .das von dem Kurbelwellenzahnrad 6 mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis, z. B. 2 : i, angetrieben wird. 12 ist ein großes Zahnrad auf der Vo.rgelegewelle, das in das Gebläseritzel 13 eingreift. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist das Zahnrad 12 mit dem Zahnrad i i starr verbunden. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, das Vorgelegerad i2 von der Vorgelegewelle io bzw. von dem Vorgelegerad i i durch Federn oder durch eine Rutschkupplung mitzunehmen.
14 ist die Welle, 15 das Laufrad und i6 ,der mit Leitschaufeln versehene Diffusor des Schleudergebläses. 17 ist ein scheibenförmiger Sammelraum des Gebläses, in den die Spülluft von dem Gebläselaufrad 15 gefördert wird. 18 ist die Rückwand dieses scheibenförmigen Raumes, .die in dem gezeichneten Beispiel mit dem Motorgehäuse und den Arbeitszylindern zusammengegossen ist.
In der Rückwand 18. sind zwei Übemtrittsöffnungen ig und 2o auf der rechten und linken Seite angeordnet (s. Abb. 4), durch die die von dem Gebläse geförderte Spülluft in die beiden Spülluftlängsleitungen 21 und z2 an den beiden Längsseiten der Arbeitszylinderreihe überströmt. Es ist ersichtlich, daß das Gebläse in einer solchen Höhenlage über der Kurbelwelle angeordnet ist, daß die ÜbeT-trittsöffnungen ig und 2o etwa in gleicher Höhe wie die Gebläsewelle 14 liegen. Die Spülluft strömt von .den übertrittsöffnungen ig und 2o ohne Umlenkungen in die Längsleitungen 2 1 und 22 ein und gelangt so zu den Spülkanälen der Arbeitszylinder. Die Verlängerung 7 der Kurbelwelle 4 gehrt unter der Umfangswand des Gebläses nach vorn vor.
Dadurch, daß die Gebläseübersetzung unterteilt ist in die erste Übersetzungsstufe zwischen Kurbelwelle und Vorgelegewelle und in die zweite Übersetzungsstufe zwischen Vorgelegewelle und Gebläsewelle, wird das größere Vorgelegerad 12, das in das Gebläseritzel 13 eingreift, im Durchmesser so klein, daß der es umschließende Radkasten nicht breiter als der Zylinderblock ist, so daß die Bearbeitung der seitlichen Längsflächen des Zylinderblocks durch den Radkasten nicht behindert ist und daß die Verringerung der Tiefe des scheibenförmigen Sammelraumes 17 durch den Radkasten sich nur auf einen kleinen Ausschnitt unterhalb der Gebläsewelle erstreckt. Die Übertrittsöffnungen ig und 2o für die Spülluft befinden sich in dem Teil des scheibenförmigen Raumes i7, der seine volle Tiefe aufweist, so d aß der Eintritt der Luft in die Öffnungen ig und 2o unbehindert erfolgt. Durch die Unterteilung der Übersetzung für den Gebläseantrieb wird auch dass Antriebszahnrad auf der Kurbelwelle imDurchmesser so klein, daß durch Eingriff eines gleich großen Zahnrades andere Hilfsgeräte, beispielsweise eine Hilfswelle 23, für den Kippmomentenausgleich im Drehzahlverhältnis z : i angetrieben wenden können. Eine in dieser Weise angeordnete Hilfswelle erhält hierdurch keinen zu großen Abstand von der Kurbelwelle und damit vom Motorgehäuse, und die Baubreite des Motors wird hierdurch nicht unerwünscht vergrößert. Die Höhenlage der Hilfswelle 23 ist derart gehalten, daß sie an dem Gebläse vorbei nach vorn durchgeführt werden kann und daß der Radkasten für das Antriebszahnrad tüeser Hilfswelle (s. Abb. 4 bis 6) noch unterhalb der Übertrittsöffnung 2o für die Spülluft aus dem Gebläsedruckraum in die Spülluftlängsleitung liegt.
Die Verwendung einer Vorgelegewelle für den Gebläseantrieb ergibt kleinere Zahnräder, die nicht nur günstiger unterzubringen, sondern auch billiger herzustellen sind. Der Eingriff des Zahnrades von der Vorgelegewelle in das Gebläseritzel ist infolge bester Lagerung exakter, da die Vorgelegewelle mit weniger Spiel als die Kurbelwelle arbeitet und kleineren Durchbiegungen unterworfen isst, so daß der Antrieb geräuschloser und betriebssicherer arbeitet. Das Antriebszahnrad 12 für das Gebläse liegt auf der Vorgelegewelle io vorn, damit das Zahnrad 6 auf der Kurbelwelle 4 unmittelbar neben dem vordersten Grundlager 5 angeordnet werden kann.
24 ist der Saugkasten des Schleudergebläses, der auf beiden Seiten je eine Eintrittsöffnung 25 bzw. 26 aufweist. Durch die Zuströmung der Luft von beiden Seiten kann die Tiefe des Saugkastens 24 und damit die Motorlänge verringert werden. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist der Kühlwindlügel 9 auf dem S.atigkasten 24 gelagert. Er könnte auch auf dem Gebläsegehäuse gelagert werden.
In Abb. 2 und 3 sind 27 die Spülkanäle auf der rechten Seite und 28 die symmetrisch dazugelegenen Spülkanäle auf der anderen Seite der Zylinderreihe. In gleicher Weise sind die Auslaßk.anäle 29 nach der einen und 3o nach der anderen Seite der Zylinderreihe gerichtet. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 sind alle Spül- und Auslaßkanäle nach dem Gebläse zu gerichtet. Die von dem Gebläse durch die Spülluftlängsleitungen strömende Spülluft strömt dabei mit geringster Umlenkung in die Spülkanäle und durch diese in den Arbeitszylinder ein und auf die :den Auslaßkanälen 30 und 29 gegenüberliegende Zylinderwand zu.
31 ist eine Auspuffsammelleitung auf der einen und 32 eine Auspuff sammelleitung auf der anderen Seite der Zylinderreihe. Der Austritt aus der Sammelleitung kann am vorderen oder am hinteren Ende oder in der Mitte der Leitung erfolgen.
Die Arbeitszylinder können bei der vorliegenden Erfindung alle oder zum Teil um i8o° um ihre Zylinderachse gedreht angeordnet sein, so daß die Spül- und Auslaßkanäle sämtlicher oder einiger Zylinder vom Schleudergebläse weg gerichtet sind. Bei dieser Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß der Abstand der seitlichen Bearbeitungsflächen der Zylinderreihe von der Gebläserückw:and größer wird, was deren Bearbeitung erleichtert, wenn das Gebläsegehäuse mit dem Motorgehäuse in einem Stück gegossen ist.
Die Abb. 6 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie Abb. 4. und gibt ein Schleudergebläse in gleicher Lage und mit gleichem Antrieb wie das oben beschriebene wieder, jedoch mit einem Druckraum, der in Form von zwei Halbspiralen ausgebildet ist. 33 isst die Halbspirale für die rechte Seite der Zylinderreihe und 34 die Halbspirale für die linke Seite der Zylinderreihe. Die Halbspiraflen 33 und 34 erstrecken .sich je über die Hälfte des Umfanges und enden etwa in der Höhe der Gebläsewelle rechts und links unmittelbar vor den beiden Spüll.uftlängsleitungen, in die sie die geförderte Luft einführen. Durch die symmetrische Anordnung -der rechten und der linken Halbspirale ist für eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Spülluft auf die rechte und die linke Spülluftleitung und auf die davon versorgten Spülkanäle der Arbeitszylinder gesorgt.
Zur Vermeidung von Spülluftschwingungen und zur Erzielung eines möglichst vollkommenen Druckausgleiches können die Spülluftlängsleitungen am hinteren Ende durch eine Verbindungsleitung 35 verbunden werden, die in Abb. i gestrichelt eingezeichnet ist. Diese Verbind .ungsleitung 35 braucht nicht den vollen Querschnitt einer Spülluftlängsleitung zu besitzen.
Die seitlichen Längsleitungen sind an die bearbeiteten Seitenflächen der Zylinderreihe dicht angeschraubt und weisen normalerweise U-förmigen Querschnitt auf.
Diebeschriebene Erfindung eignet sich gleich gut für Dieselmotoren wie für Ottomotoren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrzylinder-Zweitaktmotor, dessen Arbeitszylinder in einer Reihe angeordnet sind und mit Luft gespült werden, die von einem Schleudergebläse geliefert wird, das an der vorderen Stirnfläche des Motorgehäuses flach angesetzt istund die Luft in zwei an denLängsseiten der Zylinderreihe angeordnete Spülluftleitungen zu den Arbeitszylindern führt, die mit einer Umkehrspülung ausgebildet sind, bei der die Spülkanäle zu beiden Seiten neben den Auslaßkauälen liegen und symmetrisch nach den beiden Längsseiten der Zylinderreihe gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet"daß das Schleudergebläse in einer solchen Höhenlage angeordnet ist, daß die beiden an den Längsseiten -der Zylinderreihe angeordneten Spülluftleitu.ngen im Ouerschnittsbereich des Gebläsegehäuses und etwa in Höhe der Gebläsewelle liegen.
2. Zweitaktmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudergebläsewelle ebenfalls symmetrisch in der Motormittelebene angeordnet ist, so daß die linke Gebläsehälfte die Spülluft zu den Spülkanälen auf der linken Seite der Auslaßkanä:le der mit Umkehrspülung ausgebildeten Arbeitszylinder und die rechte Gebläsehälfte,die Spülluft zu den Spülkanälen auf der rechten Seite der Auslaßkanäle fördert.
3. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ,der Druckraum Lies Schleudergebläses aus zwei Halbspiralen gebildet ist, wobei die eine Halbspirale :die Spülluft in die Spülluftleitung auf der einen Längsseite .der Zylinderreihe und damit die Spülluft für die Spülkanäle auf der einen Seite :der Auslaßkanäle der Arbeitszylinder liefert und die andere Halbspirale die Spülluft in die Spülluftleitung auf der anderen Längsseite der Zylinderreihe und damit die Spülluft für die Spülkanäle auf der anderen Seite der Auslaßkanäle :der Arbeitszylinder liefert.
4. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbspiralen etwa in der Höhe der Gebläsewelle links und rechts enden und in die Spülluftleitungen einmünden.
5. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorgelegewelle für den Gebläseantrieb zwnschen der Kurbelwelle und der Ge#b:läsewelle in der durch die Zylinderachsen gehende Längsmittelebene des Motors angeordnet ist.
6. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder der Vorgelegewelle für den Gebläseantrieb, im Durchmesser so klein gehalten sind, daß das sie umschließende Radgehäuse nicht breiter als der Abstand der beiden seitlichen bearbeiteten Dichtungsflächen des Zylinderblocks ist, an die die beiden Spülluftleitungen angeschraubt sind.
Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle von der Kurbelwelle in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis, z. B. 2 : i, angetrieben wird und daß auf der Vorgelegewalle neben dem von dem Kurbelwellenzahnrad angetriebenen Zahnrad ein wesentlich größeres Vorgelegerad angeordnet ist, daß in das Gebläseritz,el eingreift und eine weitere Übersetzungsstufe bildet. B.
Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das größere-Vorgelegezahnrad in der Motorlängsrichtung zwischen dem Gabläselaufrad und dem Kurbelwellenzahnrad angeordnet ist. g.
Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das größere Vorgelegezahnrad von der Vorgedegewelle bzw. dem kleineren von dem Kurbelwellenzahnrad angetriebenen Vorgelegerad durch Federn oder eine Rutschkupplung mitgenommen wird. io.
Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand des scheibenförmigen Sammelraumes des Schleudergebläses von dem Motorgehäuse gebildet wird und das Motorgehäuse vorn in einer ebenen bearbeiteten Fläche endigt, die durch den Dpuckraum,des Schleudergebläses geht und an die das Gebläsegehäuse angesetzt ist. ii.
Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß dieArbeitszylinder mit dem Kurbelgehäuse und dem Räderkasten für den Gebläseantrieb sowie der Rückwand des Gebläsedruckraumes zu einem einzigen Gußstück vereinigt sind.
12. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse oberhalb der nach vorn durchgeführten Kurbelwelle angeordnet ist.
13. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis i2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläselaufrad und der Diffusor zwischen der unten durchgeführten Kurbelwelle und der obersten Bearbeitungsfläche der Zylinder liegt. 1q..
Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gebläselaufrad und dem Kühlwindflügel der Ansaugkasten .des Gebläses angeordnet ist, dem die Luft von beiden Seiten durch Ansaugleitungen zuströmt.
15. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 1q., dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gebläsegehäuse bzw. auf dem Ansaugkasten des Gebläsegehäuses der Kühlwindflügel gelagert ist, der von der unterhalb des Gebläses nach vorn durchgeführten Kurbelwelle angetrieben wird.
16. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb jeder der beiden an den Längsseiten angeoTdneten Spülluftleitungen je eine Auspuffsammelleitung angeordnet ist, aus denen die Auspuffgase an einem Ende oder in der Mitte abgeleitet werden.
17. Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Verwendung zweier Druckspiralen beim Gebläse die beiden seitlichen Spülluftleitungen hinten durch eine Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind.