DE949855C - Zweitaktbrennkraftmaschine mit Regelung der Schmierstoffzufuhr - Google Patents

Description

• Zweitaktbrennkraftmaschine mit Regelung der Schmierstoffzufuhr Bei Zweitaktottomotoren mit Kurbelkastenspül-und Ladepumpe erfolgt die Schmierung des Triebwerks und der Zylinderflächen bisher fast ausschließlich dadurch, daß dem flüssigen Kraftstoff von vornhereineine bestimmte Menge von Schmieröl beigemischt wird. Bei dieser Mischungsschmierung muß die Schmierstoffmenge dem Vollastverbrauch angepaßt sein. Langjährige Erfahrungen haben ergeben, daß bei der Mischungsschmierung im Mittel auf 25 Raumteile Kraftstoff i Raumteil Schmieröl kommen muß, wenn die Maschine bei längerer Vollastbeanspruchung keinen Schaden erleiden soll. Bei fallender Drehzahl und/oder Belastung der Maschine erfolgt eine immer mehr zunehmende Überschmierung, was unnötigerweise Schmierstoff kostet und darüber hinaus der Maschine durch allmähliches Zusetzen der Steuerschlitze und Verkleben der Kolbenringe großen Schaden zufügt. Dadurch sinkt die Motorleistung, so daß die Maschine noch mehr Kraftstoff-Schmieröl-Mischung verbraucht als vorher, was die Verhältnisse abermals verschlechtert, bis die Maschine schließlich vorzeitig überholungsreid geworden ist.
• Tatsächlich kann aber z. B. ein Fahrzeugmotor, der bei voll geöffneter Saugleitung und seiner Höchstdrehzahl von etwa 5000 U/min zwecks ausreichender Schmierung auf e-in Mischungsverhältnis von 1:25 angewiesen ist, bei Teillast und verringerter Drehzahl ohne weiteres mit einem viel ölärmeren Mischungsverhältnis vorteilhafter betrieben werden, z. B. mit dem Verhältnis von bis i : 6o. Die Schmierung ist ideal, wenn das Mischungsverhältnis vom Ausgangswert i : 6o bei niederer Belastung und niedriger Drehzahl kontinuierlich auf bis 1:25 bei Vollast und Höchstdrehzahl ansteigt. Hierdurch wird nicht nur Schmierstoff eingespart, sondern es wird gleichzeitig die Lebensdauer der Maschine verlängert, der Leistungsstand viel länger beibehalten und damit auch Kraftstoff eingespart.
• Der Gedanke, die Schmierstoffzufuhr an die zu schmierenden Stellen in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung der Maschine zu regeln, ist an sich schon verhältnismäßig lange bekannt. Bei Viertaktbrennkraftmaschinen mit Umlaufschmierung, wo das Schmieröl in festen Leitungen fließt und den einzelnen Schmierstellen mit Hilfe einer Schmierölpumpe, die vom Motor angetrieben wird, den verschiedenen Schmierstellen zugeführt wird, ist schon vorgeschlagen worden, in der Druckleitung .der Schmierölpumpe ein mit dem Drosselorgan der Maschinensaugleitung gekuppeltes Regelorgan anzuordnen, über das der bei geringer Maschinenbelastung nicht benötigte Schmierstoff in den Schmierstoffvorratsbehälter zurückfließen kann. Dieser Vorschlag wird aber praktisch nicht ausgeführt, da bei der Umlaufschmierung eine unnötig starke Schmierung der einzelnen Schmierstellen keinen Verlust an Schmierstoff bedeutet, abgesehen von den etwaigen Leitungen, die Schmierstoff unmittelbar an die Zylinderwand bringen.
• Bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Mischungsschmierung, wo die Schmierstoftzu,fuhr in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung der Maschine aus den eingangs dargelegten Gründen bedeutend notwendiger, aber auch wesentlich schwieriger technisch befriedigend durchführbar ist, sind bereits mehrere Vorschläge zur Schmierung in Abhängigkeit von Drehzahl und/oder Belastung der Maschine gemacht worden, die aber die gestellten Bedingungen nur unvollkommen erfüllen können.
• Ein Vorschlag dieser Art sieht eine Mischeinrichtung vor, bei der ein Teil des Schmierstoffes in Abhängigkeit von einem Regelschieber, der durch den Drosselmechanismus der Maschine verstellt wird, einer Mischeinrichtung zugeführt wird, welche den Schmierstoff dem Kraftstoff beimengt und die Mischung der Schwimmerkammer des Vergasers zuleitet.
• Es ist ferner, insbesondere bei mit gasförmigen Brennstoffen betriebenen Zweitaktbrennkraftmaschinen, schon der Vorschlag gemacht worden, den Schmierstoff durch den in der Maschinensaugleitung herrschenden Unterdruck unter Verwendung von besonderen Einlaufdüsen aus einem Vorratsbehälter absaugen zu lassen. Da aber der Unterdruck mit der Drehzahl steigt und mit steigender Belastung fällt, ist die Regelung keinesfalls exakt und vor allem nicht zwangläufig, was nur dann der Fall wäre, wenn der Schmierstoff in durch eine Pumpe vorgegebener Menge dem Unterdruck lediglich zur Weiterbeförderung überlassen werden würde. Ein weiterer Mangel des Vorschlages ist, daß das Verfahren an sehr dünnflüssige Schmierstoffe gebunden ist und bei tiefen Außentemperaturen überhaupt versagen muß. Da dem in der Saugleitung herrschenden, stark veränderlichen Unterdruck die Schmierung bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Mischungsschmierung nicht allein und ausschließlich überlassen werden kann, ist schon der Vorschlag gemacht worden, den Schmierstoff mit Hilfe einer Schmierstoffpumpe in die Maschinensaugleitung einzuspritzen. Die Regelung der Schmierstoffzufuhr in die Maschinensaugleitung in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung mit Hilfe einer Schmierstoffkolbenpumpe, wie sie der bekannte Vorschlag vorsieht, macht aber bei schnell laufenden Zweitaktbrennkraftmaschinen und insbesondere bei kleinen Zylinderhubräumen fast unüberwindliche Schwierigkeiten, da die je Maschinenumdrehung einzuspritzende Schmierstoffmenge mindestens 25mal kleiner ist als die je Umdrehung benötigte Kraftstoffmenge. Infolgedessen hat sich auch dieser Vorschlag nicht einführen können.
• Die Erfindung betrifft eine. Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere mit Kurbelkastenspül- und Ladepumpe, mit Regelung der Schmierstoffzufuhr in Abhängigkeit von. Drehzahl und Belastung der Maschine, bei der eine Schmierstoffpumpe angeordnet ist, die Schmierstoff über Saugleitungen aus einem Schmierstoffbehälter ansaugt und zur Mitnahme durch die Ansaugeluft über Druckleitungen in die Maschinen.saugleitung abgibt. Dabei ist es gleichgültig, ob die Maschine ein Brennstoff-Luft-Gemisch oder nur Luft ansaugt oder aber ein Gas-Luft-Gemisch.
• Sie besteht darin, daß in einem in sich geschlossenen, aus Schmierstoffbehälter, Saugleitung, Schmierstoffpumpe, Druckleitung und an diese sich anschließender in den Schmierstoffbehälter führender Rückleitung bestehenden Schmierstoffkreislauf an der Übergangsstelle von der Druckleitung zur Rückleitung ein mit dem Leistungsregelorgan der Maschine gekuppeltes Steuerorgan zwischengeschaltet ist, welches den für die Maschinenschmierung benötigten Teil der geförderten Schmierstoffmenge in die zur Maschinensaugleitung führende Leitung abzweigt.
• Der Erfindungsgegenstand gestattet eine exakte Regelung der Schmierstoffzufuhr in die Maschinensaugleitung in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung und die wahlweise Verwendung dünn-oder zähflüssiger Schmierstoffe ohne irgendwelche verwickelte technische Einrichtungen und erlaubt die Verwendung einer einfachen Zahnradschmierstoffpumpe mit einem einfachen Regelorgan für den nicht in die Schmierstoffdruckleitung zu entlassenden Schmierstoff. Die Schmierstoffpumpe kann bei dem Vorschlag nach der Erfindung so groß bemessen werden, daß sie zuverlässig arbeitet und in der Herstellung entsprechend billig kommt, da das in den Kreislauf eingeschaltete Regelorgan diese Maßnahme gestattet.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
• Mit z ist der Zylinder, mit 2 der Kurbelraum, mit 3 der Arbeitskolben, mit q. der Ansaugekanal der Zweitaktbrennkraftmaschine bezeichnet. Ferner bedeuten die Ziffern 5 die Maschinensaugleitung, 6 und 7 den Lufttrichter und die Brennstoffdüse im Falle einer Ansaugung von Brennstoff-Luft-Gemisch, schließlich 8 das Drosselorgan der Maschinensaugleitung. Im Falle einer luftansaugenden Maschine können 6 und 7 entfallen.
• In dem Schmierstoffvorratsbehälter g mit Meßstab io befindet sich der Schmierstoffvorrat, der von der Schmierstoffpumpe i i mittels der Saug-Leitung 12 angesaugt und in die Druckleitung 13 gefördert wird. Die Pumpe i i ist mit irgendeiner Welle der Zweitaktbrennkraftmaschine gekuppelt und ändert ihre Drehzahl mit dieser. Das in den Schmierstoffkreislauf eingeschaltete Regelorgan besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Zylinder 14 mit Kolben 15, der über Gelenke 16, 17 mittels der Stangen i8 und ig mit der Welle 2o der Drossel 8 der Maschinensaugleitung 5 verbunden ist. Bei der beispielsweisen Ausbildung des Regelorgans, das nach Wunsch und Zweck natürlich auch in anderer Weise aufgebaut sein kann, weist der Steuerschieber 15 eine Querbohrung 21 und eine Aussparung 22 auf, und an den Zylinder 14 ist eine Schmierstoffrückflußleitung 25 zum Vorratsbehälter g angeschlossen. Ferner ist an das Regelorgan die in die Maschinensaugleitung 5 mündende Schmierstoffleitung 23 angeschlossen, die an ihrem Ende mit einer Düse 24 ausgerüstet sein kann.
• Die Wirkungsweise der beispielsweisen Ausführung ist folgende: Je nach dem Belastungsgrad der Maschine nimmt die Drossel 8 in der Saugleitung 5 eine unterschiedliche Lage ein. Der Regelschieber 15 wird dabei im Ausführungsbeispiel im Regelzylinder 14 verstellt, so daß bei Teillast -also wenig geöffneter Saugleitung - ein größerer Teil der von. der Schmierstoffpumpe ii angesaugten Schmierstoffmen.ge auf dem Weg 13-22-25 in den Schmierstoffvorratsbehälter g zurückströmt, während bei Vollast - also geöffneter Saugleitung - nur ein geringerer Teil der Fördermenge in den Vorratsbehälter zurückgeführt wird oder, je nach Bemessung der Schmierstoffpumpe ii, die ganze Fördermenge in die in die Maschinensaugleitung 5 mündende Schmierstoffdruckleitung 23 gedrückt wird.
• Als Schmierstoffpumpe ist jede Bauart verwendbar, insbesondere die Zahnradpumpe. Das Regelorgan kann mit der Schmierstoffpumpe vereinigt werden. Statt dessen kann .das Schmierstoffregelorgan mit der Saugleitung bzw. bei Vergaserzweitaktmaschinen mit dem Vergaserkörper aus einem Stück gefertigt oder aufgebaut sein. Die Schmierstoffdruckleitung 23 kann vor oder hinter der Drossel 8 in die Maschinensaugleitung einmünden.
• Wenn besonders stark beanspruchte Gleitflächen zusätzlich geschmiert werden sollen, so kann dies bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch unmittelbaren Anschluß dieser Schmierstellen mit Hilfe besonderer Leitungen an das Kreislaufsystem 9-11-13-22-25-g erfolgen. Ferner kann bei dem Erfindungsgegenstand dem Kraftstoff von vornherein eine geringe Menge Schmierstoff beigegeben werden - z. B. im Verhältnis ioo: i -, um bei tiefen Außentemperaturen rascher belasten zu können.
• Bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Kurbelkastenspül- und Ladepumpe kann für die Schmierstoffpumpe eine vom periodischen Druckwechsel im Kurbelraum betätigte Membranpumpe verwendet werden, die keinerlei mechanischen Antrieb erfordert.
• . Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist es möglich, die Mnschungsverhältnisse zwischen Schmierstoff und Kraftstoff bzw. die Schmierstoffmenge je angesaugtem mg Luft bei den verschiedenen Drehzahlen und Belastungsstufen beliebig zu gestalten bzw. eine mit der Beanspruchung der Maschine kontinuierlich zunehmende Schmierung sicherzustellen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere mit Kurbelkastenspül- und Ladepumpe, mit Regelung der Schmierstoffzufuhr in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung der Maschine, bei der eine Schmierstoffpumpe angeordnet ist, die Schmierstoff über Saugleitungen aus einem Schmierstoftbehälter ansaugt und zur Mitnahme durch die Ansaugeluft über Druckleitungen in die Maschinensaugleitung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem in sich geschlossenen" aus Schmierstoffbehälter (g), Saugleitung (12), Schmierstoffpumpe (ii), Druckleitung (13) und an diese sich anschließender in den Schmnierstoffbehälter führender Rückleitung (25) bestehenden Schmierstoffkreislauf an der Übergangsstelle von der Druckleitung (13) zur Rückleitung (25) ein mit dem Leistungsregelorgan (2o) der Maschine gekuppeltes Steuerorgan (14 bis 22) zwischengeschaltet ist, welches den für die Maschinenschmierung benötigten Teil der geförderten Schmierstoffmenge in die zur Maschinensaugleitung führende Leitung (23) abzweigt.
2. 2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in, an sich bekannter Weise besondere Schmierungsstellen, z. B. die Kurbelwellenlager, durch unmittelbaren Arnschluß an die Druckleitungen (13, 23) der Schmierstoffpumpe- (i i) mit Schmierstoff versorgt werden.
3. 3.. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung einer an sich bekannten, vom Druckwechsel in der Kurbelkastenpumpe betätigten Membran-Schmierstoff-Förderpumpe.
4. 4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die bauliche Vereinigung von Saugleitung bzw. Vergaser und Schmierstoffreg.elorgan (14 bis 22).
5. 5. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß .ein Teil des Schmierstoffes dem Kraftstoff-Lu,ft-Gemisch in der Maschinensaugleitung mittels Schmierstoffpumpe (ii) zugeführt wird, während der restliche Teil dem flüssigen Kraftstoff von vornherein in einem bestimmten, geringen Verhältnis beigemischt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 80 595, 118 526, 241450, 241960, 356366,362932,603175,670544, 7 16 946, 744:249.