DE937445C

DE937445C - Zweitakt-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE937445C
Application number: DEST5814A
Authority: DE
Inventors: Andreas Stihl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-01-08
Filing date: 1953-01-08
Publication date: 1956-01-05

Description

Zweitakt-Brennkraftmaschine Es ist bereits bekannt, daß es bei gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen, besonders bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Zeitpunktfremdzündung und Kurbelkastenpumpe vorteilhaft sein kann, den Brennstoff im flüssigen Zustand einzuspritzen, statt ihn vorher in einem Vergaser der Luft zuzumischen.
Bei solchen Maschinen wird der Brennstoff entweder in den Kurbelkasten oder in die Spülkanäle oder direkt in den Zylinder eingespritzt. Die Einspritzung in die Spülkanäle oder in den Zylinder hat den Vorteil, daß das Verdrängen der Abgase, also die Spülung, mit reiner oder brennstoffarmer Luft vorgenommen wird, da der Brennstoff vorwiegend erst nach Beendigung der Spülung eingeführt wird.
Es ist bereits bekannt, bei der Einspritzung in den Kurbelkasten dem Brennstoff auch gleich schon Schmieröl zuzusetzen. Bei einem üblichen Gemisch aus z. B. 25 Teilen Benzin und einemTeil Schmieröl verdampft unmittelbar danach das Benzin großenteils, das Schmieröl bleibt aber teilweise flüssig und kann so zur Schmierung herangezogen werden. Bei der Einspritzung des Gemisches in den Kurbelkasten wird aber wegen der zur Verfügung stehenden relativ langen Zeit auch das Schmieröl mitverdampft, und es ist keine Gewähr geboten, daß das noch flüssige restliche Schmieröl noch vor der Verbrennung diejenigen Teile des Zylinders und Kolbens, die dem Verschleiß durch die Reibung besonders ausgesetzt sind, auch wirklich benetzt. Bei der Einspritzung in den Zylinder oder in die Zufuhrkanäle zu diesem, z. B. nach den deutschen Patentschriften 883 526 und 835 66o sowie schweizerischen Patentschrift 9i 4oi, ist bisher nur Einspritzung reinen Kraftstoffes, also ohne Schmierölzusatz, vorgenommen worden, und der Kraftstoffstrahl wird dabei so geführt, daß er sich mit der Luft im Zylinder innig vermengt und auf diese möglichst gleichmäßig verteilt wird, um eine nachherige rationelle Verbrennung zu gewährleisten. Da offenbar die Gefahr der Verdünnung des Schmieröls durch flüssiges Benzin befürchtet wurde, trachtete man danach, das Benzin von den Wandungen fernzuhalten.
Nach der Erfindung erfolgt die Einspritzung ebenfalls durch den Spülkanal in den Zylinder, jedoch mit einem an sich bekannten Brennstoff-Schmieröl-Gemisch, wobei der Strahl so ausgebildet und seine Einspritzzeit so abgestimmt ist, daß das Brennstoff-Schmieröl-Gemisch teilweise die der Einlaßöffnung gegenüberliegende- Innenwand der Laufbüchse und teilweise den der Einlaßöffnung zugekehrten Kolbenmantel trifft, und zwar an Stellen, die eine so hohe Temperatur haben, daß der Brennstoff (Benzin) sofort verdampft, daß aber das Schmieröl durch den rläch oben gleitenden Kolben in den Ringspalt zwischen Kolben und Laufbüchse gelangt und so vor Verbrennung geschützt bleibt. Die Gefahr, daß dadurch unverbranntes Benzin im Zylinder verbleibt, wird durch die Tatsache vermieden, daß der obere Kolbenteil und auch die Zylinderwand bei Zweitaktmotoren j a so heiß sind, daß das Benzin sofort durch die Berührung mit diesen verdampft. Die plötzliche Abkühlung dieser Teile ist aber, entgegen etwaiger Befürchtungen, doch nicht so weitreichend, daß dadurch die Spannungen im Material zur Zerstörung der Metallteile führen. Die gelinde Abkühlung dieser an sich schwer der Kühlung zugänglichen Teile ist aber ein Vorteil.
Eine geringe zusätzliche Nebeneinspritzung gegen Ende des Verdichtungshubes durch den Spülkanal und eine Öffnung im Kolbenmantel in den unterhalb des Kolbenbodens liegenden Teil des Zylinders verstärkt die Schmierung und die Kühlwirkung, ohne die Luft zu stark mit Brennstoff anzureichern, so wird die an sich schon bekannte Zerlegung der Brennstoffzufuhr in Einzelstöße, z. B. nach der deutschen Patentschrift 835 66o, in neuartiger Art dazu benutzt, um die Spülung mit einem armen, die Verdichtung aber mit einem reichen Gemisch vorzunehmen-Das im Benzin-Schmieröl-Gemisch befindliche Schmieröl bleibt bei dieser Einspritzart nach der schlagartigen Verdampfung des Benzins an den Wandteilen, die der Schmierung sonst schwer zugänglich sind, haften, bildet hier einen Ölfilm, der vor der Verbrennung durch den darübergleitenden Kolben geschützt wird.
Nach der. Erfindung trifft somit der Brennstoff-Schmieröl-Strahl teilweise die der Einlaßöffnung gegenüberliegende Innenwand der Laufbüchse, teilweise den der Einlaßöffnung zugekehrten Kolbenmantel, und das von Benzin befreite Schmieröl gelangt in den Ringspalt zwischen Kolben und Laufbüchse und bleibt so vor der Verbrennung geschützt. Durch diese Einspritzart wird somit die Schmierung der Zweitakt-Brennkraftmaschine verbessert und auch eine zusätzliche Kühlung der heißen Teile erreicht. Zur genaueren Erklärung dient die Zeichnung mit der schematischen Darstellung des Zylinders und Kolbens einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzündung und Kurbelkastenpumpe im Längsschnitt.
Im Zylinder befindet sich die Laufbüchse 2 mit den Spülkanälen 3, von denen nur einer eingezeichnet ist. In der Laufbüchse 2 befindet sich die Öffnung 4 und 5. Nach oben ist der Zylinder i durch den Zylinderkopf 7 abgeschlossen. 8 ist die Öffnung für die Zündkerze, g und io die angegossenen Kühlrippen. Im Kolben i i befindet sich das Auge 12 für den Kolbenzapfen 13. Diesen umschließt mit ihrem Auge 14 die Kolbenstange 15. Auf dem Kolben i i sitzen die Kolbenringe 16, deren unterster meist ein Ölabstreifring ist. Aus der Ein-Spritzdüse 17 tritt der Brennstrahl, bestehend aus dem Benzin-Schmieröl-Gemisch, durch den oberen Teil des Spülkanals 3 in den Zylinder i ein. Das Gemisch prallt dabei teilweise auf den Kolbenmantel z i auf, teilweise auch auf die Laufbüchseninnenwand gegenüber der Öffnung 4. Das Benzin des Gemisches verdampft durch die Berührung mit den heißen Flächen sofort, das darin enthaltene Schmieröl bildet einen Film, der durch den rasch nach oben bewegten Kolben in den Ringspalt zwischen Kolben i i und Laufbüchse 2 gelangt. Durch die Ringräume zwischen den Kolbenringen kann dieses Ö1 sich dann auch auf die restliche Kolbenwandfläche verteilen. Nach unten durchtropfende Ölteile dienen zur Schmierung der drehenden Teile im Kurbelgehäuse in bekannter Art als Ölnebel. Diese Einspritzart läßt sich noch variieren. Bemißt man z. B. den Abstand der Öffnungen 4 und 5 so, daß bei der Stellung des Kolbens ii im oberen Totpunkt die Öffnung 6 gegenüber der Öffnung 4 zu liegen kommt, so kann man auf die Haupteinspritzung in etwa unterster Kolbenstellung eine Nebeneinspritzung in etwa oberster Kolbenstellung folgen lassen. Durch diese zweite Einspritzung gelangt dann das Brennstoff-Schmieröl-Gemisch durch die Öffnung 6 im Kolbenmantel in das Kurbelgehäuse. Hier- verdampfen die leichten Teile wieder, weil sie mit ungesättigter Frischluft im Übermaß in Kontakt sind, und die schweren können zur Schmierung als Ölnebel dienen. Dadurch wird erreicht, daß die Spülluftmenge bereits eine geringe Menge Brennstoff enthält. Die Verluste bei der Abgasverdrängung sind also nicht so schwerwiegend wie beider Verdrängung durch ein reiches Gemisch, andererseits wird aber die Zeit für die Anreicherung der Luft mit Benzin bei der Haupteinspritzung doch merklich verkürzt. Die Zweifacheinspritzung gestattet darum größere Schnelläufigkeit, was besonders bei kleinen Motoren von Bedeutung ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzündung und Kurbelkastenpumpe, bei welcher leichtflüchtiger Brennstoff mittels einer Düse durch den Spülkanal in den Arbeitszylinder eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Gemisch aus Brennstoff und Schmieröl eingespritzt wird und der Strahl so ausgebildet und seine Einspritzzeit so abgestimmt ist, daß das Brennstoff-Schmieröl-Gemisch teilweise die der Einlaßöffnung (q.) gegenüberliegende Innenwand der Laufbüchse (2) und teilweise den der Einlaßöffnung (q.) zugekehrten Kolbenmantel trifft, und zwar an Stellen, die eine so hohe Temperatur haben, daß der Brennstoff (Benzin) sofort verdampft, daß aber das Schmieröl durch den nach oben gleitenden Kolben (iI) in den Ringspalt zwischen Kolben und Laufbüchse gelangt und so vor Verbrennung geschützt bleibt.
2. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Art die Brennstoffzufuhr in Einzelstöße zerlegt wird und daß die Haupteinspritzung des Brennstoffs zu Beginn des Verdichtungshubes durch den Spülkanal in den oberhalb des Kolbenbodens liegenden Teil des Zylinders erfolgt, während dieNebeneinspritzung gegen Ende des Verdichtungshubes durch den Spülkanal und eine Öffnung im Kolbenmantel in den unterhalb des Kolbenbodens liegenden Teil des Arbeitszylinders vorgenommen wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 835 66o; schweizerische Patentschrift Nr. 91 401.