DE970977C - Schnell laufende Zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Schnell laufende Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine schnell laufende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit durch Flachkolben gesteuerten, etwa auf der gleichen Ringzone des Zylinders liegenden Ein und Auslaßschlitzen.
• Es sind schon Zweitakt-Brennkraftmaschinen bekanntgeworden, bei denen die Einlaßkanäle zu beiden Seiten des auf einer Zylinderseite liegenden Auslaßkanales flach oder auch steil einmünden und auf die dem Auslaß gegenüberliegende Zylinderwand hin gerichtet sind. Durch diese Kanalanordnung sollen sich die beiderseits eintretenden Spülströme an der dem Auslaß gegenüberliegenden Zylinderwand treffen, sich aneinander aufrichten und, an der Zylinderwand gestützt, gemeinsam zum Zylinderkopf strömen, um sich von dort aus unter Umkehrung ihrer Bewegungsrichtung an der auslaßseitigen Zylinderwand entlang, die Abgase vor sich herschiebend, bis zum Auslaß zu bewegen. Die Leistungsfähigkeit einer solchen auf einer geordneten Spülbahn aufgebauten »Umkehrspülung« war jedoch insofern begrenzt, als in der Mitte des Zylinders ein mehr oder weniger großer Abgasrest von ihr nicht mit-erfaßt wurde.
• Um diesen in der Mitte des Zylinders befindlichen Abgasen beizukommen, ist später vorgeschlagen worden, die beiderseits des Auslaßkanals liegenden Einlaßkanäle steil, z. B. unter einem Winkel von über 50° zur Querschnittsebene des Zylinders und mit ihren Achsen in einer senkrecht zur Achse des Auslaßkanals gestellten Zylinderlängsebene liegend einmünden zu lassen, wobei noch der Kolben mit einem kegelig abgeschrägten oder mit Führungsmulden versehenen Aufsatz ausgestattet war. Damit sollte erreicht werden, daß die Spülströme zu Beginn der Öffnung der Einlaßschlitze parallel oder nahezu parallel zur Zylinderachse an der Zylinderwand zum Zylinderkopf hin aufsteigen, bei weiterer Öffnung der Schlitze mehr und mehr gegeneinander geneigt werden und schließlich in der äußeren Totlage des Kolbens in einem auf der Zylinderachse liegenden Punkt zusammentreffen. Man wollte damit die Füllung des Zylinders mit Frischgasen vom Zylinderkopf her gegen die Auslaßschlitze hin stattfinden lassen, um ohne Vermischung der Frischgase mit den Abgasen die letzteren aus der Zylindermitte nach dem Auslaß zu zu verdrängen. Diese fortschreitende Neigung der Spülströme birgt jedoch die Gefahr in sich, daß diese frühzeitig direkt zum Auslaß überschlagen und so eine wirkungsvolle Spülung vereiteln können.
• Schließlich sei noch erwähnt, daß es bereits bekanntgeworden ist, zur Verhinderung des direkten Überschlages der Spülströme zum Auslaß für Querspülungen die Spülschlitze durch den Kolben in dessen äußerer Totlage nicht ganz freigeben zu lassen, so daß in dieser äußeren Totlage noch etwa ein Drittel oder ein Viertel der Spülschlitzhöhe durch die Kolbenoberkante abgedeckt bleibt. Diese Maßnahme ist jedoch immer nur in Verbindung mit besonderen Kanalformen durchgeführt worden, und eingehende Untersuchungen schienen sogar zu bestätigen, daß für die Aufrichtung der Spülströme nicht so sehr diese Teilabdeckung der Spülschlitze, als vielmehr eine geeignete Ausbildung des Übergangs zwischen oberer Einlaßkanalwand und Zylinderwand ausschlaggebend ist.
• Ausgehend von der Tatsache, daß in der Serienfertigung von Brennkraftmaschinen, namentlich solchen geringen Hubraumes, der Herstellung dieses Überganges nicht die Sorgfalt gewidmet werden kann, die sie erfordert, greift die Erfindung erneut auf die Maßnahme der Teilabdeckung der Spülschlitze in der unteren Totläge zurück; durch deren zusätzliche Anwendung auf Maschinen mit beiderseits des Auslaßkanals steil einmündenden Spülkanälen werden bei höheren Drehzahlen überraschende Leistungssteigerungen erzielt, was durch eigens vorgenommene Versuche bestätigt wurde.
• Gegenstand der Erfindung ist demnach eine schnell laufende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit durch Flachkolben gesteuerten, etwa auf der gleichen Ringzone des Zylinders liegenden Ein- und Auslaßschlitzen für den Betrieb mit Drehzahlen von mehr als 4300 U/min, die sich dadurch kennzeichnet, daß zur Erzeugung einer vom Zylinderkopf zum Auslaß hin verlaufenden Schubwirkung des Spülmittels auf die Abgase folgende, an sich bekannte Merkmale gemeinsam angewendet werden: a) Die Einlaßkanäle sind zu beiden Seiten des auf einer Zylinderseite liegenden Auslaßkanals unter einem Winkel von mindestens 5o° zur Ouerschnittsebene des Zylinders angeordnet und gegebenenfalls auf die dem Auslaß gegenüberliegende Zylinderwand gerichtet; b) der Kolben gibt in seiner unteren Totpunktlage die Einlaßschlitze nur höchstens zu drei Vierteln, vorzugsweise zu zwei Dritteln, ihrer Höhe frei. Es mag dahingestellt bleiben, ob die beobachtete Leistungssteigerung darauf zurückzuführen ist, daß bei den hohen Drehzahlen ein Verlauf der Spülmittelströme in vorbestimmten Bahnen nicht mehr eintritt, sondern das Spülmittel vielmehr durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen auf schnellstem Wege zum Zylinderkopf gelangt und von dort aus eine Verdrängerwirkung auf die Abgase ausübt, oder darauf, daß doch ein selbst bei so hohen Drehzahlen stabiler Spülverlauf insofern eintritt, als die Einlaßströme in getrennten steilen Bahnen entlang der Zylinderwandung zum Zylinderkopf strömen und sich dort zu einem vornehmlich zentral auf den Kolbenboden gerichteten und von diesem zum Auslaß umgelenkten Spülstrom vereinigen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Querschnitt durch den Zylinder in der Höhe der Spülschlitze, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Zylinder mit dem Kolben in der unteren Totlage, Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung des mutmaßlichen Spülverlaufes im Zylinder in größerem Maßstab.
• In den Zylinder i, der oben durch einen Zylinderkopf mit hohlgewölbtem Boden2 abgeschlossen ist, münden in den Einlaßschlitzen 3, 4. die Einlaßkanäle 5, 6. Zwischen den Einlaßschlitzen 3, q. ist etwa auf der gleichen Höhe der Auslaßschlitz 7 für den Auslaßkanal angeordnet. Die Einlaßkanäle 5,6 haben gegenüber der Querschnittsebene des Zylinders im gezeichneten Beispiel eine Neigung von 6o° nach oben. Im Querschnitt gesehen sind sie beispielsweise schräg auf die dem Auslaßschlitz 7 gegenüberliegende geschlossene Zylinderwand gerichtet. Sie können aber auch auf die Zylindermitte zu gerichtet sein. Der Kolben 9 gibt in seiner unteren Totlage die Einlaßschlitze 3, q. nicht völlig frei, sondern deckt sie auf mindestens einem Viertel (vorzugsweise einem Drittel) ihrer Höhe ab und bildet so mit seiner Außenwand Umlenk-Rächen io, i i vor der Mündung der Einlaßkanäle, Durch diese Anordnung werden die Einlaßströme E in sich geschlossen gehalten und steil nach oben umgelenkt, derart, daß sie auf kürzestem Wege in getrennten steilen Bahnen der Zylinderwand entlang zum gewölbten Boden 2 des Zylinderkopfes strömen. Über den weiteren Verlauf des Spülvorgangs ist man, wie gesagt, auf Mutmaßungen angewiesen. Es ist denkbar, daß sich das Spülmittel am Boden 2 des Zylinderkopfes aufstaut und von dort her eine Verdrängerwirkung auf die Abgase ausübt, welche in Pfeilrichtung A den Zylinder verlässen. Andererseits scheint es auch nicht ausgeschlossen, daß die beiden Einlaßströme E sich in der Nähe des Zylinderkopfes unter Umkehrung ihrer Richtung entsprechend dem gestrichelt gezeichneten Linienzug vereinigen zu einem gemeinsamen Spülstrom, der, die Abgase vor sich herschiebend, nach dem zentralen Auftreffen auf den Kolbenboden 9 sich dem Auslaß 7 zuwendet. So oder so wird eine fast vollkommene Spülung erzielt, da die Abgaswalze von den Einlaßströmen E zunächst unbehelligt bleibt, d. h. nicht unnötig hin- und hergeschoben, auseinandergerissen und durchwirbelt wird. Der Ausschub der Abgase setzt erst, aber dann besonders wirkungsvoll, ein, nachdem das Spülmittel den Zylinderkopf erreicht hat. Die Befürchtungen, daß der sofortige steile Anstieg der Einlaßströme E zu einer ungenügenden Kühlung des Kolbenbodens führe, haben sich nicht bewahrheitet. Vielmehr ergibt die direkte Anströmung der Kolbenwandung an den Stellen io und i i, d. h. also in der Ringzone oder dicht darüber, und die nahezu restlose Entfernung der heißen Abgase eine solch intensive Kühlung, daß sich die Spülung gerade für längere Dauerleistungen als geeignet erwiesen hat. Selbstverständlich sind die Einlaßschlitze 3, 4 so bemessen, daß die Breite der Spülbänder ausreicht, auch die Ecken des Zylinderinnern zu bestreichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRIJCII: Schnell laufende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit durch Flachkolben gesteuerten, etwa auf der gleichen Ringzone des Zylinders liegenden Ein- und Auslaßschlitzen für den Betrieb mit Drehzahlen von über 4300 U/min, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer vom Zylinderkopf zum Auslaß hin verlaufenden Schubwirkung des Spülmittels auf die Abgase folgende, an sich bekannte Merkmale gemeinsam angewendet werden a) Die Einlaßkanäle sind zu beiden Seiten des auf einer Zylinderseite liegenden Auslaßkanals unter einem Winkel von mindestens 5o° zur Querschnittsebene des Zylinders angeordnet und gegebenenfalls auf die dem Auslaß gegenüberliegende Zylinderwand gerichtet; b) der Kolben gibt in seiner unteren Totpunktlage die Einlaßschlitze nur höchstens zu drei Vierteln, vorzugsweise zwei Dritteln, ihrer Höhe frei. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 7o9 639, 672 418, 753 726# 745 844, 7i5 734, 7i6 99o, 51i i02, 5i1 344 653 i96, 60i 857, 277411; Auszug aus der deutschen Patentanmeldung J 54405 Ia/46a2; schweizerische Patentschrift Nr. 131 894; britische Patentschrift Nr. 614324; USA.-Patentschrift Nr. 25i3856; Dr.-Ing. H. J. V e n e d i g e r : »Zweitaktspülung, insbesondere Umkehrspülung«, Stuttgart 1947, S. 68; VDI-Forschungsheft 363, Berlin 1933, S.9 bis 22.