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Kolbengesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft
eine kolbengesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine mit durch drei teilbarer Zylinderzahl,
deren Arbeitskolben nacheinander zwei Einlaßschlitze oder Schlitzgruppen aufsteuern,
von denen die dem Arbeitsraum zunächst liegenden Schlitze oder Schlitzgruppen gleichzeitig
.mit den Auslaßschlitzen oder etwas früher als diese aufgesteuert werden und in
einen Spüllu,ftaufnehmer münden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistung einer solchen
Brennkraftmaschine dadurch zu erhöhen, daß die Ladung der Aibeitszylinder unter
Ausnutzung der Energie der Abgase gegen Ende des Spülvorganges nach Druck und Menge
erhöht wird. Gelöst ist erfindungsgemäß diese Aufgabe dadurch, daß jeweils drei
in gleichen Zeitabständen nacheinander zündenden Arbeitszylindern ein besonderer,
möglichst klein gehaltener Spülluftaufnehmer zugeordnet ist, mit dem die zuerst
aufgesteuerten Einlußschlitze über Rohrstutzen verbunden sind; und daß dieser Spülluftaufnehmer
mit der Spülmittelzufuhrleitung unmittelbar oder mit einem zwischengeschalteten
weiteren Spüllüftaufnehmer über ein zum, Zylinder hin öffnendes Rückschlagventil
oder deren mehrere in Verbindung steht. Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine
expandieren die Verbrennungsgase gegen Ende des Arbeitshubes sowohl in die Auslaßkanäle
als auch in die mit letzteren gleichzeitig oder nahezü gleichzeitig aufgesteuerten
besonderen Einlaßkanäle
hinein. Der in den den zuerst aufgesteuerten
Einlaßkanälen zugeordneten Aufnehmerraum geleitete Druckstoß erhöht, da er sich
infolge der Rückschlagventile nicht in die Zufuhrleiiung hinein fortpflanzen kann,
den Druck in diesem Aufnehmerraum und hat. zur Folge, daß in dem Zylinder, dessen
Einlaßschlitze bei Auftreten des Druckstoßes gerade vor dem Wiederabschluß stehen,
noch eine gewisse Spülluftmenge hineingedrückt wird, so daß sich die Ladung dieses
Zylinders nach Druck und Menge erhöht. Die bei Führung des Druckstoßes aus einem
Zylinder in den Aufnehmerraum übergetretenen Abgase werden bei der nächsten Spülperiode
durch den gleichen Zylinder hindurch wieder abgeschoben, so daß eine Anreicherung
von Abgasen in dem den zusätzlichen Einlaßschlitzen zugeordneten Aufnehmerraum vermieden
wird. Um eine möglichst starke Aufladung zu erzielen, empfiehlt es sich, den zur
Umwandlung der Expansionsdruckstöße benutzten Aufnehmerrau,m möglichst klein zu
halten.
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Bei einer bekannten luftverdichtenden mehrzylindrigen Brennkraftmaschine,
deren Arbeitskolben ebenfalls nacheinander zwei Einla@ßschlitze oder Schlitzgruppen
aufsteuern, von denen die dem Arbeitsraum zunächst liegenden Schlitze oder Schlitzgruppen
etwas früher als die Auslaßschlitze aufgesteuert werden und in einen Aufnehmer münden,
ist ,eine Erhöhung der Ladung in den Arbeitszylindern gegen Ende des Spülvorganges
auf andere Weise vorgesehen. Die Einlaßschlitze sind in eine obere, vom abwärts
gehenden Arbeitskolben zuerst aufgesteuerte Schlitzreihe und eine untere Schlitzreihe
aufgeteilt, wobei die oberen Schlitze aller Arbeitszylinder an einen gemeinsamen
Aufnehmerraum, die unteren Schlitze dagegen an offene Einlaßstutzen angeschlossen
sind. Grundsätzlich wird bei dieser Maschine die frische Spül- und Lademenge jeweils
:unter Ausnutzung der Saugwirkung der durch die Auspuffleitung abströmenden Abgase
durch die vom Arbeitskolben zuletzt anfgestenerten unteren, mit der Atmosphäre in
ständiger Verbindung stehenden Einlaßschlitze eingeführt. Nach Wiederabschluß dieser
Schlitze kann durch die anderen Schlitze mittels eines an den Aufnehmerraum derselben
angeschlossenen Verdichters noch zusätzlich Luft in die Arbeitszylinder hinein gefördert
werden. Weiterhin sind noch zwei Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Eindaßschlitze
nicht unterteilt sind und eine Nachladung von der zu diesem Zweck besonders ausgebildeten
Auspuffseite her erfolgt. Die Nachladung eines Arbeitszylinders erfolgt bei beiden
Maschinen jeweils durch die höher gespannten Auspuffgase eines anderen Zylinders.
Durch die hochgespännten Auspuffgase wird an dem aufzuladenden Zylinder ein gegen
Ende der Spülperiode bereits in den Auspuffkanal vorgedrungener Ladungsteil wieder
in den Zylinder zurückgedrückt. Zur zeitlich richtigen Lenkung dieser Auspuffstöße
ist bei der einen Maschine ein von der Brennkraftmaschine angetriebener Drehschieber
vorgesehen. Bei der anderen Maschine ist zu diesem Zweck der Auspuffkanal eines
jeden Zylinders durch eine senkrecht zur Zylinderachse liegende, in einer gewissen
Entfernung von den Auspuffschlitzen beginnende Scheidewand in zwei Räume unierteilt,
von denen der innere zu einem allen Zylindern gemeinsamen Auspuffrohr führt und.
der äußere durch eine Verbindungsleitung an einen den Auspuffschlitzen gegenüberliegenden
Teil des Auspuffrohres eines anderen Zylinders angeschlossen ist, in dem bei Beginn
des Auspuffens in dem zugeordneten Zylinder die Spülung sich bereits ihrem Ende
nähert. Von diesen bekannten, mit Einrichtungen zur Nachladung versehenen Maschinen
unterscheidet sich die erfindungsgemäße Maschine sehr vorteilhaft durch ihren wesentlich
einfacheren und daher betriebssicheren Aufbau. Zur Erzielung des angestrebten Effektes
werden weder ein besonderer Verdichter noch rotierende Steuerungsteile benötigt.
Auch bedarf es keiner verwickelten Ausgestaltung der Auspuffeinrichtung.
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Die Leistung der erfindungsgemäßen Maschine läßt sich noch dadurch
erhöhen, daß auch auspuffseitig die Energie der bei Au.fstenerung der Auspuffschlitze
anistretenden Abgase zur Aufladung dergestalt herangezogen werden, daß den drei
zu einer Gruppe zusammengefaßten Arbeitszylindern in an sich bekannter Weise auch
ein gemeinsamer Auspufftopf zugeordnet wird, dessen Inhalt so bemessen ist, daß
in ihm während des Vorauspuffes eines der Zylinder ein möglichst hoher Staudruck
auftritt, der jedoch durch eine entsprechende Bemessung der Ausströmöffnung so rasch
abgebaut wird, daß er die Spülung des Zylinders nicht nennenswert behindert. Infolge
des durch den Vorauspuff eines Zylinders in dem gemeinsamen Auspufftopf erzeugten
Staudruckes wird jeweils bei einem anderen Zylinder der Dreiergruppe, dessen Auslaßöffnung
gerade vor dem Abschluß steht, ein Teil des beim Spülvorgang aus dieser Auslaßöffnung
ausgetretenen Spülmittels wieder in den .Zylinder zurückgeschoben und dessen Ladung
nach Druck und Menge erhöht. Damit bei der Aufladung des Zylinders keine Auspuffgase
in denselben hineingedrückt werden, empfiehlt es sich, zwischen der Auslaßöffnung
jedes Zylinders und dem Auspufftopf einen Rohrstutzen anzuordnen, dessen Inhalt
etwa 3o bis 40 v. H. des Inhaltes des Zylinders entspricht. Man hat dann in etwa
die Gewähr, daß sich vor Abschluß des Auspuffschlitzes nur reines Spülmittel vor
letzterem befindet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Maschine schematisch dargestellt.
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Abb. i stellt einen der drei in gleichen Abständen zündenden Zylinder
der Maschine im Schnitt nach der Linie@I-I in Abb. z dar; Abb. a stellt einen Querschnitt
durch die mit drei Zylindern ausgerüstete Maschine in der Kanalzone dar.
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D:er in Abb. i gezeigte Zylinder i ist mit einem Auslaßschlitz a und
zwei übereinander angeordneten Einlaßschlitzen 3 .und q. versehen, wobei der vom
abwärts gehenden Kolben zuerst aufgesteuerte
Einlaßschlitz 4 eine
wesentlich geringere Höhe hat als der Einlaßschlitz 3 .und mit dem Auslaßschlitz
2 gleichzeitig aufgesteuert wird. Der Einlaßschlitz 4 ist über einen Kanal 5 mit
einem Spülmittelaufnehmerraum 6 verbunden, der mit einem ihn umgebenden, mit der
Spülmittelzufuhrleitung und mit dem Haupteinlaßschlitz 3 in urgedrosselter Verbindung
stehenden Aufnehmnerraum 7 über eine durch ein Rückschlagventil8 beherrschte Öffnung
verbunden ist.
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Aus Abb. 2 ist zu ersehen, daß aus dem Aufnehmerraum 6 nicht nur dem
zuerst aufgesteuerten Einlaßschlitz 4 des Zylinders i, sondern auch den entsprechend
angeordneten Einlaßschlitzen der Zylinder 9 und io das Spülmittel über Kanäle i
i bzw. 12 aus dem allen Zylindern gemeinsamen Raum 6 heraus zugeführt wird und daß
ferner dem-Rückschlagventil8 ein weiteres Ventil 13 parallel geschaltet ist. Auspuffseitig
sind alle Zylinder über Rohrstutzen 14, 15, 16 mit :einem gemeinsamen Auspufftopf
17 verbunden, aus dem die Abgase durch einen Drosselquerschnitt 18 in die Auspuffleitung
i9 übertreten. Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Werden beispielsweise
beim Zylinder i der Einlaßschlitz 4 und der Auslaßschlitz 2 durch den Kolben 2o
amfgesteuert, so expandieren die Abgase sowohl in den Spülmittelaufnehmerraum 6
als auch in den Auspufftopf 17 hinein. Hierbei entsteht im Auspufftopf 17 infolge
der Drosselstelle 18 und im Spülmittelaufnehmerraum 6 infolge des Vorhandenseins
der Rückschlagventile 8 und, 13 ein Staudruck. Infolge dieser Staudrücke wird aus
beiden Räumen 6 und 17 in den Zylinder, dessen Ein- und Auslaßkanäle bei Auftreten
der Drücke gerade vor dem Wiederabschluß stehen, beispielsweise in den Zylinder
io, ein Spülmittelvolumen zurückgeschoben. Am Zylinder i hat der Kolben inzwischen
den Haupteinlaßschlitz 3 aufgesteuert, worauf Spülmittel aus der Zufüh-
rungsleitung
21 durch den Aufnehmerraum 7 hindurch nicht nur dem Schlitz 3, sondern unter Anheben
der Rückschlagventile 8 und 13 auch durch, den Aufnehmerraum 6 hindurch dem Schlitz
4 zuströmt. Bei Einleitung des Spülvorganges werden die vorher durch den Einlaßschlitz
4 in den Kanal 5 hineinexpandierten Abgase wieder durch den Zylinder hindurch in
den Abgasstutzen 14 geschoben. Eine Anreicherung von Abgasen in dem Aufnehmerraum
6 ist somit vermieden.