DEP0019780DA - - Google Patents

Description

Dr.-Ing· Herbert J» Venediger in F ü r t h / Bayern

Verfahren und Einrichtung zur Schmierung von Zweitaktbrennkraftmaschinen

Bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Kurbelkastenspül- und Ladepumpe erfolgt die Schmierung des Triebwerks und der Zylinderflächen bisher fast ausschließlich dadurch, daß dem flüssigen Kraftstoff von vornherein eine bestimmte Menge von Schmieröl beigemischt wird. Die Schmierstoff menge muß dabei so reichlich bemessen werden, daß bei Vollastbetrieb ausreichende Schmierung gewährleistet ist. Im Laufe langjähriger Erfahrungen hat sich gezeigt, daß bei dieser Mischungsschmierung im Mittel 25 Raumteile Kraftstoff auf 1 Raumteil Schmierstoff kommen, daß also das Mischungsverhältnis etwa 1:25 lauten muß.

Bei ständig mit Höchstbelastung und konstanter Drehzahl laufenden Motoren ist gegen dieses Sohmierungsverfahren nichts einzuwenden? handelt es sich aber um eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit veränderlicher Drehzahl und veränderlicher Belastung, z.B. um einen Fahrzeugmotor, so erfolgt bei sinkender Drehzahl und verringerter Belastung eine erhebliche Überschmierung. Diese kostet unnötigerweise Schmierstoff und fügt der Maschine allmählich großen Schaden zu.

Ein Fahrzeugmotor z»B., der bei voll geöffneter Vergaserdrossel und beim Laufen mit seiner Höchstdrehzahl von etwa 5 ooo U/min zwecks ausreichender Schmierung auf ein Mischungsverhältnis von Is25 angewiesen ist, kann bei l/3-Last und 1 ooo U/min ohne weiteres mit einem Mischungsverhältnis von nur l:6o betrieben werden. Die Mischungsschmierung wäre ein ideales Schmierverfahren, wenn es möglich wäre, das Mischungsverhältnis fortlaufend dem mit Drehzahl und Belastung veränderlichen Schmierungsbedürfnis der Maschine anzupassen.

Die Fig.l der Zeichnung zeigt diese Verhältnisse für einen Fahrzeug-Zweitaktmotor in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit km/Std. Den Linien liegt ein rund 1 ooo kg schwerer Kraftwagen mit einem Zweitakt-Ottomotor von etwa 1 Liter Hubraum zu Grunde» Mit dem Buchstaben M ist der Verbrauch an Brennstoff + Schmieröl in Liter je 1 ooo km Fahrstrecke bezeichnet«, Mit dem Buchstaben a ist der anteilige Verbrauch an Schmieröl allein bei dem konstanten Mischungsverhältnis Is25 bezeichnet, während die mit dem Buchstaben b bezeichnete Linie den Schmierst off verbrauch in Liter je 1 ooo km angibt, der sich bei einem von l:6o auf 1$25 veränderlichen Mischungsverhältnis ergeben würde. Bei 2o bzw. 6o bzw. loo km/Std. Fahrgeschwindigkeit beträgt dabei das Mischungsverhältnis beispielsweise Is6o bzw, l:4o bzw» l:3o und steigt schließlich bei der Höchstgeschwindigkeit auf 1:25. Die Linie c zeigt, wie statt dessen das Mischungsverhältnis bei Höchstbeanspruchung sogar auf l:2o erhöht werden könnte«

Die durch das konstante Mischungsverhältnis von 1:25 bedingte Überschmierung bei Teillast führt zu einem frühzeitigen Fest-

■brennen der Kolbenringe und zu einer allmählichen Zusetzung der Steuerschlitze der Zweitaktmaschine· Dadurch sinkt die Leistung, wodurch die Maschine noch mehr Kraftstoff-Schmier-· öl~Mischung "braucht, bis sie schließlich vorzeitig überholungsreif geworden ist. Eine Verringerung der Schmierstoffzufuhr bringt daher einem konstanten Mischungsverhältnis von heute etwa 1*25 gegenüber nicht nur kostenmäßige Torteile, sondern erhöht auch die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der laschine. Man hat daher schon versucht, das Mischungsverhältnis auf It3o oder Is35 herabzusetzen, doch mußte man wieder davon Abstand nehmen, da in diesem Fall ausreichende Schmierung bei Höchstlast nicht vorhanden ist und die Maschine Gefahr läuft bei längerer Vollgasbeanspruchung zerstört zu werden.

Durch die Erfindung₍werden alle diese Mangel dadurch abgestellt, daß die Schmierstoffzufuhr bei Zweitaktbrennkraftmaschinen in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung erfolgt und zwar dadurch, daß das Schmieröl in einem aus Olvorratsbehälter, ölförderpumpe und Saug- und Druckleitungen bestehendem Kreislauf umgepumpt wird und in die Druckleitung ein mit dem Drosselorgan der Maschinensaugleitung gekuppeltes Schmierölregelorgan eingeschaltet ist, welches in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung der Maschine einen Teil der Schmierölförderung dem Kreislauf entnimmt und in die Maschinensaugleitung abgibt*

Es ist, insbesondere bei Zweitaktmaschinen, die mit gasförmigen Brennstoffen arbeiten, schon der Vorschlag gemacht worden, den Schmierstoff durch den Unterdruck in der Maschinensaugleitung aus einem Vorratsbehälter absaugen zu lassen. Bei einer solchen Einrichtung ist die Eegelung der Schmierstoffzufuhr mit Drehzahl und Belastung aber nicht exakt und vor allem nicht zwangläufig und, was ein besonderer Mangel ist, an die Verwendung sehr dünnflüssiger Schmierstoffe gebunden« Bei tiefen Aussentemperaturen ist die Durchführung des Verfahrens überhaupt unmöglich.

Die Verwendung einer Schmierölförderpumpe ist an sich bei Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, doch dient diese bei den bisherigen Ausführungen lediglich dazu, den Schmiß rstoff in der bei Viertaktmaschinen üblichen Art und Weise mit Hilfe von Leitungen zu den einzelnen Schmiersteilen zu schaffen. Demgegenüber besteht das leue bei der Erfindung darin, das eigentümliche Verfahren der Schmierölbeimischung zum Kraftstoff mit einer zwangläufigen Schmierstoff-Förderung durch eine Pumpe zu verbinden. Es ist hierbei auch möglich mit gasförmigen Brennstoffen zu arbeiten uder Luft allein durch die Zweitaktmaschine ansaugen zu lassen, also z.B. Dieselmaschinen derart zu schmieren.

Die Erfindung ist in Fig.2 der Zeichnung in einem ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Mit 1 ist der Zylinder, mit 2 der Kurbelraum, mit 3 der Arbeitskolben, mit 4 der Ansaugekanal der Maschine bezeichnet. Ferner bedeuten 5 die Maschinensaugleitung, 6 den Lufttrichter, 7 die Vergaserbrennstoffdüse und 8 die Vergaserdrossel.

In dem Schmierölvorratsbehälter 9 mit Mess-Stab Io befindet sich der Schmierstoffvorrat, der mittels der Saugleitung von der Sehmierölpumpe 11 angesaugt und in die Druckleitung

13 gefördert wird. Die Pumpe 11 ist mit einer Welle der Zweitaktmaschine gekuppelt und ändert ihre Drehzahl mit dieser. Ton der Leitung 13 strömt der Schmierstoff in das Regelorgan, das im wesentlichen aus dem Zylinder 14 und einem Kolben 15 besteht, der über Gelenke 16 und 17 mittels der Stangen 18 und 19 mit der Welle 2o der Vergaserdrossel 8 verbunden ist» Der Steuerkolben 15 weist eine Querbohrung und eine Aussparung 22 auf und an den Regelzylinder 14 ist eine Schmierölrilckflussleitung 25 zum Vorratsbehälter 9 angeschlossen. Der Druckleitung 13 gegenüber ist an den Regelzylinder 14 schließlich die in die Maschineneaugleitung 5 mündende Schmierstoffleitung 23 angeschlossen, die an ihrem Ende mit einer Düse 24 ausgestattet ist.

Die Wirkungsweise ist folgende!

Je nach dem Belastungsgrad der Maschine nimmt die Vergaserdrossel 8 in der Saugleitung 5 eine verschiedene lage ein. Der Regelkolben 15 wird dabei über das Gestänge 18,19 im Eegelzylinder 14 verschoben, sodaß seirie Querbohrung 21 je nach der Masohinenbelaetung mehr oder weniger mit den Druckleitungen 13 und 23 korrespondiert. Das Gleiche gilt für die nur mit der Leitung 13 korrespondierende Aussparung 22, die zur Rückflußleitung 25 führt. Ein Teil des von der Pumpe 11 geforderten Schmieröles strömt daher auf dem Wege 13-21-23 in die Maschinensaugleitung und wird von der Ansaugeluft mitgenommen, während der bei der betreffenden Drehzahl und Belastung nicht benötigte Schmierstoff auf dem Wege 13-22-25 in den Schmierölvorratsbehälter zurückströmt.

Damit die ölförderpumpe 11 bei den erforderlichen geringen Schmierstoffmengen bei Teillast und niedriger Drehzahl nicht zu klein ausfällt, ist es zweckmäßig stets einen großen Teil der ölförderung über die Steuerkante des Ausschnittes 22 in den Vorratsbehälter zurückfließen zu lassen«,

Als ölförderpumpe ist jede Bauart verwendbar. Bei Zweitaktmaschinen mit Kurbelkastenspül- und Ladepumpe wird erfindungsgemäß eine vom Unterdruck im Kurbelraum betätigte Membranpumpe vorgeschlagen, die keinerlei mechanischen Antrieb benötigt»

Wenn besonders stark beanspruchte Gleitflächen zusätzlich geschmiert werden sollen, kann dies bei der Erfindung durch unmittelbaren Anschluß mittels besonderer Leitungen an das Umlaufsystern 9-11-13-22-25-9 erfolgen»

Es steht bei der Erfindung nichts im Wege dem Brennstoff in der bei der Mischungsschmierung üblichen Weise von vornherein eine geringe Menge Schmierstoff bei zu mischen*

Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist es möglich, die Mischungsverhältnisse bei den verschiedenen Drehzahlen und Belastungen der Maschine beliebig zu gestalten und z.B., auchdie Linie c der Pig_#l der Zeichnung zu verwirklichen.

Bei Vergaser-Zweitaktmaschinen wird der Regelzylinder 14 mit dem Vergaserkörper zweckmäßigerweise aus einem Stück gefertigt. In der Zeichnung mündet die Druckleitung 23 hinter dem Lufttrichter in die Maschinensaugleitung. Eine andere Stellung ist beispiesweise strichliert eingezeichnet.

Claims (5)

Patentansprüche

1.) Verfahren und Einrichtung zur Schmierung von Zweitakt— brennkraftmaschinen, insbesondere mit Kurbelkastenspül- und Ladepumpe, mit Regelung der Schmierstoffzufuhr in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung der Maschine, gekennzeichnet durch einen aus Schmierstoffvorrat sbehält er (9), Schmierstoffpumpe (11) und Saug- und Druckleitungen (12,13) gebildeten Schmierstoffkreislauf und ein in den Kreislauf eingeschaltetes, mit dem Drosselorgan (8) der Maschinensaugleitung (5) gekuppeltes Regelorgan (14 - 22), welches in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung der Maschine einen Teil der Schmierst of f-"Förderung dem Kreislauf entnimmt und zur Mitnahme durch die Ansauge luft in die Maschinensaugleitung abgibt,

2.) Yerfahren und Einrichtung zur Schmierung von Zweitaktbrennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Schmierungsstellen, z.B. die Kurbelwellenlager durch unmittelbaren Anschluß an die Druckleitungen (13»23) der Schmierstoff-Pörderung mit Schmierstoff versorgt werden.

3o) Yerfahren und Einrichtung zur Schmierung von Zweitakt— brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer vom Unterdruck in der Kurbelkastenpumpe betätigten Membran-Schmierstoff-Förderpumpe.

4.) Verfahren und Einrichtung zur Schmierung von Zweitaktbrennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schmierstoffes dem Brennst off-Luft-Gemisch im Saugrohr der Maschine mittels Schmierstoffpumpe zugeführt wird, während der restliche Teil dem flüssigen Brennstoff von vornherein in einem geringen, bestimmten Verhältnis beigemischt wird_#

5.) Verfahren und Einrichtung zur Schmierung von Zweitaktbrennkraftmaschinen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die bauliche Vereinigung von Vergaser und Schmierst off rege !organ (14-22)ο

fDr.-Ing. Herbert J. Venediger)