DE945879C - Zweitaktbrennkraftmaschine mit Gleichstromspuelung - Google Patents

Description

• Zweitaktbrennkraftmaschine mit Gleichstromspülung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen schnell laufenden Dieselmotor einfachster Bauart zu schaffen. Diese Aufgabe wird zwar schon lange Zeit bearbeitet, ohne daß jedoch bisher eine allseitig befriedigende Lösung gefunden werden konnte. Die Erfindung geht bei der Lösung der Aufgabe von an sich bekannten Zweitaktbrennkraftmaschinen aus, die mit über dem unteren Totpunkt liegenden Spülschlitzen und einem stehenden, seitlich neben dem Zylinder angeordneten Auslaßventil ausgerüstet sind, also mit Gleichstromspülung arbeiten.
• Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß eine solche Maschine nach dem Dieselverfahren arbeitet und in bei Viertaktdieselmaschinen bekannter Weise die vom Arbeitskolben verdichtete Luft, dessen Boden sich einer entsprechend ausgebildeten ebenen Zylinderkopffläche bis auf einen kleinstmöglichen Spalt nähert, in den seitlichen Brennraum verdrängt wird, wobei durch diese Ausbildung des Brennraumes und durch zweckmäßige Anordnung der Eingpritzdüs-e eine gute Gemischbildung erzielt wird, indem das Einspritzventil entweder als Mehrlochdüse ausgebildet ist, die in der Achse des Auslaßventi.ls angeordnet ist, oder als Einloch- bzw. Fächerdüse, die seitlich im Brennraum vorgesehen ist und tangential in den Brennraum einspritzt. Der Verbrennungsraum liegt also nicht oberhalb des Zylinders, sondern lediglich seitlich von ihm oberhalb des Aus.laßventills.
• Die Erfindung stellt eine Auswahl von bekannten Merkmalen dar, die in Verbindung mit der gewählten Ausgangsbauart, einer Zweitaktmaschine mit Gleichstromspülung, besonders günstige Verhältnisse sowohl in herstellungsmäßiger als auch in verbrennungsmäßiger Hinsicht zur Folge haben. Die einfache Bauweise ergibt sich zunächst aus der bei Viertaktdieselmotoren allgemein und auch bei Zweitaktottomotoren im besonderen bekannten Anordnung stehender Ventile. Diese vereinfachte Steuerung, die beim Zweitaktmotor wegen doppelt so großer Umdrehungszahl der Nockenwelle besonders vorteilhaft ist, war aber bisher für Zweitaktdieselmotoren nicht anwendbar, da es hinsichtlich des Zusammenwirkens des Gleichstromspülsystems mit einem günstig gestalteten Brennraum und Maßnahmen zur Erzielung einer guten Gemischbildung noch weiterer Voraussetzungen bedurfte, die Erfindungsmerkmale sind-., So wurde gefunden, daß die Wirbelbildun durch die Schlitzströmung und Verdrängung der Verbrennungsluft in den seitlichen Brennraum so stark ist, daß direkte Einspritzung auch bei hoher Drehzahl angewendet werden kann. Dies wiederum ist auch als eine bauliche Vereinfachung gegenüber einer bekannten Viertaktdieselmaschine mit -seitlichem Verbrennungsraum und stehenden Ventilen anzusehen, die mit indirekter Einspritzung arbeitet.
• Es ist bei solchen Viertaktdieselmotoren auch schon direkte Einspritzung vorgeschlagen worden, wobei .der Kolben eine Abweisernase trägt, die den Luftstrom an der Einspritzdüse vorbeileitet. Die hiermit verbundene Drosselung des Überganges der Luft bzw. der Expansionsgase vom Zylinderraum in den seitlichen Brennraum oder zurück ist aber bei Zweitaktmaschinen mit ihrem doppelt so häufigen Ladungswechsel nicht tragbar, so daß die direkte Einspritzung bei einer Zweitaktmaschine mit Gleichstromspülung und seitlichem Brennraum nicht nahegelegt ist.
• Eine gute Gemischbildung ist gemäß der Erfindung bei einer solchen Maschine gewährleistet, wenn bei gleichachsig zum Auslaßventil angeordneter Düse eine Mehrlochdüse verwandt wird oder eine Einloch- bzw. Fächerdüse; die tangential in den Brennraum einspritzt.
• Der neue Dieselmotor birgt neben den vorteilhaften Eigenschaften der Ausgangsbauart, also einer sehr vollständigen Gleichstromspülung mit der entsprechenden reinen und kalten Luftfiillung, der energischen Kolbenkühlung, des Auflaäens mit dem vollen Spüldruck und damit der höheren Leistung' der Maschine und nicht zuletzt der starken Luftwirbelung den Fortschritt in sieh, das Dieselverfahren bei, hohen Drehzahlen überhaupt anwenden zu können. Dabei ist der Aufbau des Motors sehr einfach, da außer den nockengesteuerten Auslaßventilen keinerlei besondere Steuerventile erforderlich sind und trotz .der hohen Drehzahl direkt eingespritzt werden kann.
• Die Erfindung betrifft weiter die besondere Ausbildung der neuen Bauart in bezug auf die Verbindung zwischen Zylinder und Verbremiungsraum sowie die Ausbildung des Kolbenbodens.
• In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in Abb. i im Längsschnitt und in Abb. a in Draufsicht bei abgenommenem Deckel dargestellt. In dem mit Kühlrippen versehenen Zylinder i läuft der Kolben a. Seine obere Kante ist abgeschrägt, entsprechend ist auch .der Zylinderdeckel 3 mit einer Abschrägung versehen. Parallel zu dieser Abschrägun.g verlaufen die Spülschlitze 5, so daß eine Richtwirkung des Spülluftstromes zum Verbrennungsraum erzielt wird. Der Auslaß erfolgt ;durch das gesteuerte stehende Ventil 4, über dem sich der Verbrennungsraum 6 mit der Einspritzdüse 7 aufbaut. Die Düse ist im Ausführungsbeispiel gleichachsig mit dem Auslaßventil angeordnet und mit mehreren Strahlbohrungen versehen. Sie kann auch seitlich eingebaut werden und .dann als Einloch- oder als Fächerdüse arbeiten. Um eine starke Luftwirbelung beim Übertritt der Luft vom Zylinder zum Verbrennungsraum zu erzielen, kann die Verbindungsöffnung zwischen beiden tangential angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel . liegt die Verbindungsöffnung zwischen Zylinder und Verbrennungsraum symmetrisch zur Mittelachse beider Räume.
• Im unteren Totpunkt sind die Einlaßschlitze 5 geöffnet, und die von einem Gebläse, einer Spülpumpe oder von der unteren Seite des Kolbens in den Kurbelkasten geförderte Luft strömt in den Zylinder i ein und verdrängt die .darin befindlichen Restgase des vorherigen Hubes durch das Auslaßventil4 ins Freie. Dann schließt zunächst das Auslaßventil4, und der Zylinder wird. auf den vollen Spüldruck aufgeladen.,Der aufwärts gehende Kolben schließt dann die Spülschlitze 5, komprimiert die Luft im Zylinder und schiebt sie gitichzeitig in den Verbrennungsraum 6 über. In der Nähe des oberen Totpunktes beginnt der Kolben die Verbindungsöffnung zwischen Verbrennungsraum und Zylinder abzudecken und verkleinert sie beim weiteren Aufwärtsgang immer mehr. Dadurch steigert sich die Geschwindigkeit der in den Verbrennungsraum einströmenden Luft zunehmend. Ebenso steigt mit abnehmendem Kolbenstand vom Zylinderkopf das pro Kolbenwegeinheit verdrängte Luftgewicht. Durch beide Faktoren wird eine Durchwirbelung der Luft im Verbrennungsraum erreicht, die eine gute Vermischung mit dem in der Nähe des oberen Totpunktes eingespritzten . Brennstoff zur Folge hat. Das Gemisch entzündet sich bei genügender Kompressionshöhe von selbst, und die durch die Verbrennung unter starken Druck gesetzten Gase treiben den Kolben abwärts. Vor Erreichen des unteren Totpunktes und vor dem Öffnen der Einlaßschlitze 5 wird das nockengesteuerte Auslaßventil4 geöffnet, und die Gase entspannen sich ins Freie. Daraufhin gibt beim weiteren Abwärtsgang der Kolben die Spülschlitze frei, und der anfangs beschriebene Vorgang beginnt von neuem.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitaktbrennkraftmaschine mit Gleichstromspülung und einem seitlich neben dem Zylinder angeordneten Brennraum, der das stehend angeordnete Auslaßventil enthält, während an dem dem Zylinderkopf gegenüberliegenden Ende des Arbeitszylinders vom Arbeitskolben gesteuerte Einlaßschlitze vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine nach dem Dieselverfahren arbeitet und in bei Viertaktdieselmaschinen bekannter Weise die vom Arbeitskolben verdichtete Luft, dessen Boden sich einer entsprechend ausgebildeten ebenen Zylinderkopffläche bis auf einen kleinstmöglichen Spalt nähert, in den Brennraum verdrängt wird, wobei das Einspritzventil entweder als Mehrlochdüse ausgebildet ist, die in der Achse des Auslaßventils angeordnet ist, oder als Einloch- bzw. Fächerdüse, die seitlich im Brennraum vorgesehen ist und tangential in den Brennraum einspritzt.
2. 2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung zwischen Zylinder und Verbrennungsraum symmetrisch zur Mittelachse beider Räume liegt.
3. 3. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung zwischen Zylinder und Verbrennungsraum tangential in den Zylinder einmündet.
4. 4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zylinderkopf, Kolben und Spülschlitze eine gleichsinnige, insbesondere parallele Steigung zur Oberkante des Verbrennungsraumes hin aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 749 357. 607 830, 704 259, 565 134, 5I3 113, 265 230; britische Patentschrift Nr. 16 965 vom Jahre IgII; USA.-Patentschrift Nr. 1600 795; Motortechnische Zeitschrift (MTZ), 1943, SS.33; Carl Riede 1, Konstruktion und Berechnung moderner Automobil- und Kraftradmotoren, Berlin 1930, S.64o bis 642.