DEP0001152DA - Durch Abgasturbogebläse aufgeladene schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschinen, die durch ein Abgasturbogebläse aufgeladen werden. Dabei kommen in erster Linie solche Motoren in Betracht deren Auspuffschlitze höher als die Einlaßschlitze sind oder über diesen, d.h. näher dem Verbrennungsraum liegen als die Einlaßschlitze und Kombination dieser beiden Systeme, gleichgültig ob es sich um Querspülungen oder Umkehrspülungen irgend einer Form handelt.

Es ist bekannt, daß die Abgasturboaufladung bei Zweitaktmotoren umso höher getrieben werden kann, je geringer de Spülwiderstand ist, d.h. je weniger Ladeluft, Spülluft und die entweichenden Abgase in den Einlaß- bzw. Auslaßorganen gedrosselt werden. Aus diesem Grunde haben bisher gleichstromgespülte Zweitaktmotoren als für die Abgasturboaufladung besonders günstig gegolten.

Um auch bei quer- und umkehrgespülten Motoren ähnlich günstige Bedingungen zu schaffen, wird bei diesen Baumustern erfindungsgemäß der Hubverlust, d. i. der Kolbenweg vom unteren Totpunkt bis zur Oberkante der Auslaßschlitze in Abhängigkeit von dem Produkt aus dem Zylinderdurchmesser D und der Höchstdrehzahl n der Brennkraftmaschine gleich oder größer gemacht als der durch eine Gerade dargestellte Optimalwert mit einer Toleranz von plus/minus 1%, wobei diese Gerade bestimmt ist durch die Punkte D . n/ (Sigma) A =

230/36 und D . n/ (Sigma) A = 100/23. Dadurch wird die den Auspuffbeginn steuernde Schlitzkante näher an den Verbrennungsraum herangerückt als dies bei nicht aufgeladenen Motoren gleicher Abmessungen und gleicher Drehzahl der Fall ist. Diesem früheren Auspuffbeginn entsprechend werden auch die Einlaßschlitze entsprechend erhöht, sodaß bei einem, für die jeweilige Drehzahl, genügend großen Vorauslaß möglichst grosse Querschnitte für den Luft- bzw. Abgasdurchtritt erreicht und ein geringstmöglicher Spülwiderstand erzielt wird.

Liegt der Hubverlust über der Geraden optimaler Werte, so verringert sich infolge unvollkommener Expansion bzw. zu späten Kompressionsbeginn die Höchstleistung, liegt er darunter, dann steigt die Leistung des Spülgebläses an und der Brennstoffverbrauch nimmt zu.

Ein größerer Leistungsverlust durch unvollkommene Expansion wie bei unaufgeladenen Motoren der Fall wäre, tritt durch die erhöhten Auspuffschlitze nicht auf, da die im Motorzylinder abgebrochene Expansion in der Abgasturbine weitergeführt wird. Es ist allerdings dafür zu sorgen, daß während des Kompressionshubes die Auspuffschlitze durch möglichst geringen Drosselverlust aufweisende Steuerorgane, z.B. Ventile, Drehschieber o.ä. sobald als möglich nach Beginn des Kompressionshubes geschlossen werden, sodaß der tatsächliche Kompressionsbeginn nicht später beginnt als es vor der Verlegung der den Auspuffbeginn steuernden Schlitzkante der Fall war. Damit ist erfindunggemäss erreicht, dass der Spülwiderstand zwar kleiner, der Hubverlust aber nicht größer geworden ist. Dies kann soweit getrieben werden, bis ein Rückstau während des Kompressionshubes in die Ladeluftleitung auftritt. Geht man über diese Grenze hinaus, dann müssen auch die Einlaßschlitze durch mechanisch betätigte oder selbsttätig wirkende Steuerorgane gesteuert werden.

In der Zeichnung ist in schematischer Weise die Schlitzanordnung einer aufgeladenen Zweitaktbrennkraftmaschine nach der Erfidnung mit der einer nicht aufgeladenen Zweitaktbrennkraftmaschine in Vergleich gestellt und zwar zeigen

Abb. 1 die nicht aufgeladene Brennkraftmaschine und

Abb. 2 die aufgeladene Brennkraftmaschine nach der Erfindung

Abb. 3 eine Kurve der optimalen Werte des Hubverlustes in Abhängigkeit von der Kennzahl D . n.

Der Arbeitskolben 1 legt beim Abwärtsgang zuerst die den Auspuffbeginn steuernde Kante 2 des Auspuffschlitzes 3 frei und die Abgase strömen durch die Leitung 7 entweder ins Freie (Abb. 1) oder der nicht dargestellten Abgasturbine zu, wobei es gleichgültig ist, ob die Abgasturbogruppe dem mechanisch angetriebenen Gebläse oder der Spülpumpe parallel oder dieser vor- oder nachgeschaltet ist. Die obere Steuerkante 4 des Einlaßschlitzes 5 liegt tiefer als die Kante 2 des Auspuffschlitzes 3. Beim Kompressionshub des Kolbens 1 wird der Auspuffkanal 3 durch den Drehschieber 6 abgeschlossen und zwar früher als der Kolben in Abb. 1 bei seinem Aufwärtsgang die den Hubverlust bestimmende Kante 2 überstreichen würde. Die Steuerkante 4 der Einlaßschlitze 5 soll eine solche Lage haben, daß beim Abwärtsgang des Kolbens der Druck im Zylinder beim Öffnen der Spülschlitze bis auf den Spüldruck abgebaut ist. Unter Umständen ist es günstig, die Steuerkante 4 noch eine Idee höher zu setzen, sodaß ein geringfügiger Rückstau in die Einlaßschlitze erreicht wird. Der Vorauslaß ((Sigma)A - (Sigma)E) wird umso größer, je größer der Druck im Zylinder bei Auspuffbeginn und je niedriger der Spüldruck liegt.

Claims (4)

1. Durch Abgasturbogebläse aufgeladene schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine mit Quer- oder Umkehrspülung ode einer Kombination beider Spülsysteme, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubverlust ((Sigma) A) in Prozent in Abhängigkeit von dem Produkt aus dem Zylinderdurchmesser (D) in Metern und der Höchstdrehzahl (n) in U/Min. der Brennkraftmaschine gleich oder grösser ist als der druch eine Gerade dargestellte Optimalwert mit einer Toleranz von plus/minus 1%, wobei diese Gerade bestimmt ist durch die Punkte D . n/ (Sigma) A = 230/36 und D . n/ (Sigma) A = 100/23.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Steuerkante (4) der Einlaßschlitze (5) soweit gegen den Verbrennungsraum hingerückt wird, daß beim Überschleifen dieser Kante (4) durch den abwärtsgehenden Kolben

(1) der Druck im Zylinder höchstens noch 0,5 at über dem Druck der Ladeluft, mindestens aber gleich dem Druck der Ladeluft ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auspuffleitung (7) in an sich bekannter Weise ein gesteuertes Abschlußorgan (6) mit möglichst geringem Drosselverlust angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einlaßleitung ein gesteuertes Abschlußorgan mit möglichst geringem Drosselverlust angeordnet ist.