DEP0003717BA - Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurbelgehäuse-Ladepumpe - Google Patents

Description

Bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Kurbelgehäuse-Ladepumpe, bei denen in die Gehäuse-Stirnwand Kanäle einmünden, und solche auch in der Gehäusestirnwand vorhanden sind, und bei denen die Kanäle von einem sich vor den Einmündungen der Kanäle drehenden Drehscheibe gesteuert werden, der aus einer Kurbelscheibe gebildet sein kann, macht es Schwierigkeiten, ein gutes Abdichten des Drehschiebers in dem Falle zu erhalten, daß die Steuerfläche des Drehschiebers nicht unmittelbar auf der Fläche der Gehäusestirnwand schleift, sondern sich mit geringem Abstand vorbei bewegt.

Die Erfindung besteht darin, daß an der Außenseite des Drehschiebers ein ringförmiger Vorsprung angebracht ist, welcher in eine ringförmige, die zu steuernden Kanaleinmündungen enthaltende Vertiefung der Gehäusestirnwand so hineinragt, daß zwischen dem inneren, der Kurbelwelle näheren zylindrischen Fläche dieser Vertiefung und dem Vorsprung des Drehschiebers eine in axialer Richtung laufende Abdichtungsfläche entsteht, deren Abdichtungswirkung von der genauen axialen Einstellung des Drehschiebers unabhängig ist. Bei Zweitaktmaschinen, bei denen auch in die Seitenwand des Kurbelgehäuses Kanäle einmünden, zu deren Steuerung im Drehschieber eine einseitige Aussparung angebracht ist, kann die axiale Durchbrechung des Drehschiebers innerhalb des von der einseitigen Aussparung eingenommenen Teiles des Drehschiebers gelegen sein. Ferner können im Drehschieber axiale Durchbohrungen vorhanden sein, welche eine Verbindung herstellen zwischen dem Kurbelgehäuse-Raum und dem kleinen Raum hinter dem Drehschieber, in welchem sich das Kurbelwellenlager befindet und der in radialer Richtung begrenzt ist durch den ringförmigen Vorsprung des Drehschiebers.

Die Zeichnungen stellen in Abb. 1 einen vertikalen Schnitt senkrecht zur Kurbelwelle durch einen Einzylinder-Zweitaktmotor dar, die Abb. 2 einen horizontalen Schnitt längs der Kurbelwelle durch das Kurbelgehäuse und die zu steuernden Kanal-Einmüdungen. Abb. 3 zeigt den Drehschieber von der äußeren, der steuernden Seite aus gesehen. Abb. 4 die den Drehschieber von der anderen, der inneren Seite gesehen, Abb. 5 den gleichen Drehschieber horizontal durchschnitten. Abb. 6 noch einmal den Schnitt und zwar durch den Rand eines etwas geänderten Drehschiebers. Abb. 7 den horizontalen Schnitt durch das Kurbelgehäuse einer Zweizylinder-Zweitaktmaschine, und Abb. 8 den Schnitt durch den Rand eines etwas geänderten Zweizylinder-Kurbelgehäuses.

Das Kurbelgehäuse in Abb. 1 und 2 besteht aus einem breiten mit 1 bezeichneten Teil, in den die zu steuernden Kanäle einmünden, und einem schmäleren Teil 2. Auf dem Gehäuse sitzt oben der Zylinder 3 mit den Auspuffschlitzen 4 und den Einlaßschlitzen 5, sowie dem im oberen Totpunkt stehenden Kolben 6 mit dem in seinem Mantel angebrachten Fenster 7. Seitlich vom Kurbelgehäuse ist die Nebenkammer 17 angeordnet, die durch den Deckel 18 abgeschlossen ist. Die steuernde Kurbelscheibe oder der Drehschieber 11, die durch den Kurbelzapfen 14 mit der zweiten Kurbelscheibe 19 verbunden ist, besitzt an ihrer Außenseite einen die Schieberdicke vergrößernden zylindrischen Vorsprung 11a, dessen zentrale Ausbohrung 22 abdichtend über einen das Kugellager 20 umfassenden Vorsprung 21 der Gehäusewand greift, während der äußere Schieberumfang im ausgebohrten Gehäuse abdichtet. In die Stirnwand des Gehäuses mündet in axialer Richtung ein größerer Kanal 9 und ein etwas engerer Kanal 10, die beide in Abb. 1 gestrichelt dargestellt sind, weil sie der eingesetzte Drehschieber 11 verdeckt. Die Durchbrechung 13 des Drehschiebers 11 ist innerhalb einer einseitigen Aussparung 12 des Drehschiebers angeordnet, die zum Freilegen des in die Gehäusestirnwand mündenden Ansaugekanales 8 dient und wegen der notwendigen längeren Zeit des Ansaugens eine größere Breite aufweist. Auf der inneren Seite des Drehschiebers 11 ist eine Aussparung in den Abb. 4 und 5 dargestellt und mit 16 bezeichnet, welche aber nur zur einseitigen Erleichterung des Schiebers, also zum Massenausgleich dient. Auch die beiden Durchbohrungen 15 können außer zur Heranführung von ölhaltigem Gemisch an das Kugellager 20 auch zum Massenausgleich genutzt werden. In der Abb. 1 ist der Drehschieber 11 im Kurbelgehäuse ohne die Aussparung 16 und ohne die beiden Durchbohrungen 15 dargestellt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende; Wenn sich die Kurbelwelle in der in Abb. 1 durch einen Pfeil angedeuteten Richtung rechtsherum dreht, und der Kolben 6 durch die nicht gezeichnete Pleuelstange nach oben gedrückt wird, dann kommt die einseitige Aussparung 12 des Drehschiebers vor die Einmündung des Ansaugekanales 8, so daß das vom Vergaser kommende Brennstoff-Luftgemisch in das Kurbelgehäuse gesaugt wird. Bei Niedergehen des Kol- bens wird das Gemisch im Gehäuse verdichtet. Bevor aber der Kolben seinen halben Abwärtsgang zurückgelegt hat, kommt die axiale Schieberdurchbrechung 13 vor den engeren Kanal 10 und legt diesen frei, so daß nun ein Teil des unter Druck gesetzten Gemisches aus dem Gehäuse in die Nebenkammer 17 abfließen wird. Dabei wird die abfliessende Gemischmenge um so größer sein, je geringer der Druck in der Nebenkammer ist und je langsamer der Motor läuft, d.h. je länger der enge Kanal 10 freigelegt ist. Infolgedessen wird im Gehäuse um so mehr Gemisch zurückbleiben, und der Vorverdichtungsdruck wird um so höher sein, je höher die Motordrehzahl ist. Gleich nachdem dann die obere Kante des Kolbens beim Niedergehen die Einlaßschlitze 5 freizulegen beginnt, wobei gleichzeitig auch das Kolbenfenster 7 vor den unteren Schlitz des Überströmkanales geschoben wird, wird der engere Kanal 10 durch den Drehschieber geschlossen. Nun strömt zunächst das im Kurbelgehäuse verbliebene Gemisch im entsprechend der verringerten Vorverdichtung verminderter Geschwindigkeit in den Zylinder. Durch die verringerte Einströmgeschwindigkeit wird vermieden, daß der im Zylinder umlaufende Spülstrom mit seiner Spitze schon an die Auslaßschlitze kommt, wenn diese noch nicht wieder abgeschlossen sind, wodurch die bisherigen großen Gemischverluste vermieden werden. Bevor der Kolben sodann seinen unteren Totpunkt erreicht hat, gelangt die Schieberdurchbrechung 13 vor den größeren Kanal 9 und stellt die Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Nebenkammer 17 wieder her. Inzwischen ist auch der Druck des Gemisches durch das Abströmen eines Teiles des in ihm verbliebenen Gemisches in den Zylinder so weit gesunken, daß jetzt der Druck in der Nebenkammer größer ist, als der Druck im Gehäuse. Infolgedessen strömt nun das in der Nebenkammer gespeicherte Gemisch in das Gehäuse zurück und ebenfalls zum Zylinder hin, bzw. übt auf den Inhalt des Gehäuses einen von unten kommenden Druck aus, der bewirkt, daß dessen Inhalt in den Zylinder gelangt. Die Größe der Verringerung des Vorverdichtungsdruckes und der davon abhängigen Einströmgeschwindigkeit des Gemisches in den Zylinder, sowie die Umlaufgeschwindigkeit des Spülstromes in diesem ist infolge der Drosselwirkung besonders des engeren Kanales 10 von der Drehzahl der Maschine abhängig. Dadurch wird aber nicht nur vermieden, daß ein zu schnell im Zylinder fliessender Spülstrom entsteht, sondern es wird auch erreicht, daß bei hohen Drehzahlen der Vorverdichtungsdruck ausreicht, um alles angesaugte Gemisch in den Zylinder zu befördern. Gleich nachdem der hochgehende Kolben die Einlaßschlitze 5 wieder abgeschlossen hat, schließt auch der Drehschieber den größeren Kanal 9, so daß nun während der ganzen Ansaugezeit der übliche kleine Gehäuseraum vorhanden ist und ein starker Ansauge-Unterdruck entstehen kann. Das Gehäuse füllt sich deshalb wieder schnell mit frischem Gemisch und die geschilderten Vorgänge wiederholen sich.

Der in Abb. 7 dargestellte horizontale Schnitt durch das Kurbelgehäuse einer Zweizylindermaschine zeigt die beiden Drehschieber 33 eng an der Seite einer in die Bohrung des Gehäuses 30 gesetzten Zwischenwand 32 mit der üblichen doppelten Rollenlagerung und dem dazwischen liegenden Abdichtungszylinderteil. Die beiden Drehschieber 33 weisen auch hier eine einseitige Aussparung 35 an ihrem äußeren Rande auf zur Steuerung der in die Gehäusestirnwand mündenden Ansaugekanäle 31. Die Nebenkammer 37, in welche ein Teil des in das Gehäuse gesaugten Gemisches beim Niedergehen des Kolbens hineingedrückt wird, ist durch die in der Zwischenwand 32 sitzenden durch die axialen Durchbrechungen 39 gesteuerten Kanäle 36 mit den beiden Gehäuseseiten verbunden. Hier dient die gleiche Kammer 37 als Speicher für beide Zylinder, da das Einströmen und Ausströmen aus ihr weniger als 180° Drehung der Kurbelscheibe für jeden Zylinder beansprucht. Der zylindrische Vorsprung 34 der Drehschieber 33 greift abdichtend in die Ausbohrung der Zwischenwand 32, in welche das Doppelrollenlager gesetzt ist. Die Durchbohrungen 38 der Drehschieber dienen auch hier wieder dazu, ölhaltiges Gemisch an die Rollenlager zu bringen.

In Abb. 8 wird gezeigt, daß die zweifache axiale Abdichtung der Drehschieber 43 auch dann mit Vorteil angewendet werden kann, wenn z.B. trotz nur schmaler Kurbelscheiben 41 besonders breite, im Gehäusemantel 40 untergebrachte Ansaugekanäle 41 dadurch geschaffen werden, daß diese Kanäle bis in die Zwischenwand 42 bei 46 hineingreifen. Deshalb sind hier nicht nur einseitige Aussparungen, sondern volle Durchbrechungen 45 der Schieberwände vorhanden. Die seitliche Verdickung 44 der beiden Drehschieber 43 greifen auch hier in entsprechend ausgebildete zylindrische Vertiefungen der Gehäusemittelwand zum Zwecke verbesserter Abdichtung.

Für die Einrichtung ist es erforderlich, daß sowohl der Gemisch-Ansaugekanal 8, als auch der Gemisch-Rückführungskanal 9 aus der Nebenkammer, einen großen Durchflußquerschnitt haben, doch soll dadurch das Kurbelgehäuse nicht in schädlicher Weise verbreitert werden. Auch ist es wichtig, daß ein gutes Abdichten der Drehschieber erreicht wird, ohne daß dazu ein übermäßig genaues Einstellen der Kurbelwelle erforderlich ist. Beides wird durch die Anordnung der axial verlaufenden Abdichtungsflächen, sowohl für die Mantelabdichtung der Drehschieber, als auch für die Kanäle in der Seitenwand erreicht. Der große Kanal 9 kann dabei in radialer Ausdehnung so breit gemacht werden, wie die radiale Breite der steuernden Drehschieber-Verdickung. Zweckmäßig ist es aber, ihn ein wenig kleiner auszuführen, damit ein kleiner Rand entsteht. Diese in Abb. 2 sichtbaren kleinen, von der Schieberfläche überdeckten Ränder bewirken nämlich, daß die vielleicht doch durch die axial laufenden Dichtflächen hindurchkommenden Gemischmengen eine plötzliche Änderung ihrer Strömungsrichtung vornehmen müssen, wodurch ihre Strömgeschwindigkeit verringert wird. Diese gleiche zusätzliche Maßnahme kann auch für den Ansaugekanal 8 in Abb. 6 dadurch angewendet werden, daß die Mantelfläche des Drehschiebers 11 mit einem kleinen Rand 24 versehen wird.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen die Kanäle 9 und 10 in Verbindung mit einer Nebenkammer 17, um den Vorverdichtungsdruck zu ermäßigen und dadurch die Spülverluste zu verringern. Einen ähnlichen, wenn auch nicht gleich guten Erfolg erreicht auch eine Einrichtung, bei welcher unter Fortfall der Nebenkammer in bekannter Weise der Verbindungskanal zwischen Kurbelgehäuse und den Einlaßschlitzen 5 des Zylinders so gesteuert wird, daß der Eintritt des Gemisches in den Überströmungskanal mit Verspätung freigelegt wird. Dadurch wird aber die Zeit des Überströmens in den Zylinder so verkürzt, daß der Motor keine volle Leistung erhält. In diesem Falle wird der Kanal 9 unmittelbar an den Anfang des Überströmkanales angeschlossen.

Claims (3)

1) Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurbelgehäuse-Ladepumpe, in deren Gehäuse-Stirnwand und Gehäuse-Seitenwand Kanäle einmünden, die von einem sich vor den Einmündungen drehenden, aus einer Kurbelscheibe gebildeten Schieber gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß an die Außenseite des Drehschiebers (11 bzw. 33, bzw. 43) ein ringförmiger Vorsprung (11a, bzw. 34, bzw. 44) gesetzt ist, welcher in eine ringförmige, die zu steuernden Kanalmündungen (9 und 10 bzw. 36, bzw. 46) enthaltende Vertiefung der Gehäuse-Stirnwand so hineinragt, daß zwischen der inneren, der Kurbelwelle näheren Zylinderfläche dieser Vertiefung und dem Vorsprung (11a, bzw. 34, bzw. 44) des Drehschiebers eine in axialer Richtung verlaufende Abdichtfläche entsteht, deren Abdichtwirkung von der genauen axialen Einstellung der Kurbelwelle unabhängig ist.

2) Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei welcher zur Steuerung der in die Seitenwand des Kurbelgehäuses einmündenden Kanäle im Drehschieber eine seitliche Aussparung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der in die Gehäuse-Stirnwand einmündenden Kanäle eine axiale Durchbrechung (13 bzw. 39, bzw. 45) des Drehschiebers innerhalb des von der einseitigen Aussparung (12 bzw. 35) eingenommenen Teiles des Drehschiebers gelegen ist.

3) Zweitaktmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Drehschieber (11 bzw. 33) axiale Durchbohrungen (15 bzw. 38) vorhanden sind, welche eine Verbindung herstellen zwischen dem Kurbelgehäuseraum und dem kleinen Raum hinter dem Drehschieber (11 bzw. 33), in welchem sich das Kurbelwellenlager (20) befindet, wobei dieser Raum begrenzt wird in radialer Richtung durch den ringförmigen Vorsprung (11a, bzw. 34) des Drehschiebers.