DER0000237MA - Verfahren und Vorrichtung zum Entladen und Laden von Zweitakt-Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

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" gjwaitatet -

Sie Erfindung betrifft einem Zv/eitakt-Verfereimungsmotoa?, bei des das Ausströmen dei? Verhrennungsg&se in zwei Stufen erfolgt, wobei die zweite Stufe durch, die Herstellung einer Verbindung zwischen.

dem. Zylinder und einem unter Vakuum öder eines üüterdzuek stehenden Raum aussorlialb des Zylinders unterstützt wird.«

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Is ist bei Älotoren dieser Aru/vorgeserlagen» die in der erstes Stufe austretendes Verbrennungsgase dazu sm benutzen» ma sit Hilfe eiaes EjQktöi's eine Saugwirkung in einem Exhaustor hervorzurufen, so dass₈ ©öbalcl in der zweiten Stufe des Austreten^ der Terbrennungsgase eine "ferbiadui^ s\^?;iscJa@n dem Exhaustοτ und üeia Quader hergestellt wird₉ die Yerbrennungsgase herausgesaugt wenden uad ein Seilvakuum in dem %liaäer Tor dem Änsaughub ersielt wird, welches sich in einer Überladung des Zjliaders ausvjirkt.

Weiter ist schon vorgesciilageia_g die durch den Durchtritt der Verbrennungsgas^ der ersten Stufe hervorgerufene Druckverminderung 4urch einen intermittierend arbeitenden Ejektor aufzuspeichern» indem man. die entspannten &aae Luft aus eines Sammler durch ein Rücksehisgveatil aufnehmen lässt, und durch Herstellung einer Verbindung zwisehen dem Sammler und dem Zylinder in einem gewollten Zeitpunkt dasu benutzt« vm das lias©Bgen in dem Zylinder zu verlängern oder eu verstärken oder restliche Gase abzusaugen·

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es mm.₉ bei einem Zv/aitakt« Verbrennungsmotor dieser Art das Auestossen der Verbrennungsgase und eiaea guten Spülfluss der neuen ialiang dee Zylinders mit Hilfe eiaer niedrigeren Saugwirkung zu erzielen, als dieses bisher zur Ersieluag einer brauchbaren Wirkung erforderlich ist«

Zu diesem trecke wird bei eines Zvreitakt-Verbrennungsmotor der vorliegfcaäen Art ia einem Sammler mit einem Fassungsvermögen von mindestens 1,5 des ^SLBsnngaveTmQQenB des Byliaders der Drack Iieh. durch' Absaugen vermindert und nach Sfeüfcausstoss der gas© unter Verhinderung eines G-asrüekflusses aua der Auspuffluitung übt ersten Stufe der Sammler mit des Zylinder verbünde»* worauf durc] aea niedrigen Srucls ia dorn Saasiler die restlichen Vextorennuugegase aas iefii ijlinder abgesaugt wiesdexig neue LiSft isifetarkeia Spülfluss ia dea Zylinder hineingeeaugt rad der Sammler gegea des Zylinder

wird. Ζτω Ausführung dieses Verfahrene wird an dem Zwel-

takt-Verbrennungssotor ©la ünterdraekrauii in form ©iaes Saaiil©rs oder Behälters mit ©iaem fassungsvermögen fen ^.aaesteaa 1,5 des Pas©uassvermößene äee Zylinders vorgesehen* der unter der Wirkung kontinuierlich arbeiteaden saugvorrichtung steht mit dessoa mit äe® gyllader_s sowie die Einlassöffnung äes Zyliaders ia der Qnereehnittefläehe im Verhältnis zar Leistungsfähigkeit der !Pumpe so "besessen ist, dass während ier Spülperiode di© Menge ieff dem Zylinder eufliessenden Ladung eise !Druckerhöhung im Zylinder derart betrLrkt, dass der Druck aa lade der Spülperiode sich im wesentlichen bis sum atmosp&äxischen Drack ©rhShte

Bi© kontinuierlich© Saugwirkung des Sammlers kann über eine Säugpumpe, die durch äea Hotor-,.selbst oder ein© sizsätzliciie Kcaftquelle oder eine durch das Abgas eier ersten Stufe mittels f-arfeia© angetriebene Pumpe ©rsemgt werden, wobei Puiape iiad genügend Äes© besitzen, um al® kontinuierliche Saugwirkung auf dea Sszaialer auszuüben· Bs ist ohne weiteres ersichtlich» dass die Anordnung, durch die der sammler su jeder Zeit der Wirkung einer kontinuierlich arbeiteadea "Btxmge unterworfen ist, eise stetig© und fortschreitende Druckverminderung ia dem Sammler während der Abschaltung desselben vos dem Zylinder Jasrrornift® Es ist dabei nicht notwendig» eine Bmpe mit so hoh&r Leistung au benutzen, wie diese® mit einer iataraiittierend arbeitenden Bmape zus Srsielung einer aageaesseaen Seinig-aag und Spül¥/irkung erforderliek wäre»

Is ist weiter ersichtlich^ dass ee_s wie selion dargelegt, notwendig ist, dass die Öffnungsqaerschnitte der passt eiads so dass die das Zylinder -oder dem Saraialerfi-asraeiig© während der Spülperiode,-(wena. der Zylindsr aoeii alt dem Sammler in TeÄinä-oag steht^" die Itimpenleistuag wilhrond dieser Zeit übersteigt, v/odurch die Drucks teilung ia Zylinder erhielt wird, die wihread des letzten Teiles der Spülperiode erforderlich ist.

Vorteilhaft erhält der Arbeitszylinder eine Hauptauslassöffnung, die su den Auslassöffnungen ier eratea uad sweiten /iuslasstufe führt, wobei das Steiierorgaa für die Hauptauslassöffnung ©inen. Steuerschieber trägt oöer bedient, so dass während des Offnene und Sckliesseae des ilaupinrentiles das Gleitrentil "vom. der ersten zur zweiten Auelasstufe uaä dann guräelc sur ersten Auslasstiif© überleitet. Bei eines» anfielen Anordnung ist der Kopf des Arbeitskolbone so ausgebildet dass er Sie Verbindung zwischen dem Zylinder und den beiden Auslass» In ο ύ* & ·£■ aaii Ί 4»

Die Auspuffleitung für die ©rate luspuffstufe in die AtaospM» ist alt eimern Rückschlagventil,d«h· »it ©ines Klappenventil oder

einem ähnlichen Organ veraehesigTOieJaes so arbeitet oder gesteuert dass Jeder G-as^üekfluss tob der ersten Auspuffleitung in ö©a

¥eÄin4ert wird· Dieses ist deshalb sichtig* weil sonst die erstrebt© Spülwirkung nicht erreicht wird ,wenn während der zweites Auslasstuf© die Säugpumpe durch den Sammler nicht nur aus dem 2ylinäer_g sander» auch aus tor ersten Aaspuff leitung ansaugen müsste·

Die Auspuffleitung für die erste Stufe wird vorteilhaft so jjroportionieirfeg b^zw« geformt, dass sie dem Gasaastriti einen Widerstand entgegensetzt^ eo dass während dee ersten Seiles am Kompressioastaktesg wem dar Zylinder und die Auspuffleitung noch ia Verbindung miteinander stellen^ in der Auspuffleitung ein höherer Brack vorhanden ist» der verhindert, dass Gas voia Zylinder durch die Auspuffleitung austritt· Auf diese T/eise wird der in dem Arbeitt zjll&d&T am Baäe der zweiten Auspaff stufe elu^eii die Druckerhöhung ia Sammler gebildete Druck nicht durch Gasaustritt vom 2ylinäer in die Atmosphäre durch diese leitung Termiaier-t_e

In den Zeichnungen ist die Erfindung zum "besseren Terstäadais in mehreren. Ausführungsbeispielen schematise!! dargestelltes seigeni liga 1 ©ia Diagramm ait den Bruckveränderungen im Arbeitszylinder und ira Saiimler während der Splüperioäe im Terhältnis zu der Maie des atmosphärischen Druckes_y fig_β 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung ia

Aehsialschnitten &ureh Seile dea Arbeitezylinders mad der Auepuffteile,

!ig® 4 ©ia Diagramia mit der öffnungs- und Schliessungsktirve der Imslassöffnungen im feriiältais ama Eorbelwinkel, Pig· 3 scJaematiseh die Anordnung eiaes Verbrennungsmotors

Ia Fig φ 1 stellt i± 1 die Lisii© d©s ataosphäriscJiea Drackas ü.aT_s 2 die Sruckänderungskurve für dea Arbeitszylinder und 5 die Druckäadenmgsfairve für«dea Sammler !fahrend der Spülperiode· Bi© Qoersohnittefläohen der Spülöffauagea und 4er Auslassoffnuageii sind s© auf die gumpenleistung abgestimmt» dass während der lialassp@ri» ode.{wenn der gyliader aocii mit dem Sammler ia Verbindung stehtY die Menge der d©a Zyliadar sufliesseaäea neuem Laäungs begw» de© dem Sammler sufliessenden feÄreimwißsgases grosser ist» als di© Entnahme dvo?eii die pumpe · Ber Dr-iiek ia dem SaBiHler.-fimgeachtet der der giM^#_fT steigt dater während der Splilperiöde an und er-

reicht seinen höchsten Wert nach dem lade dieser Period.© hin, wie tareh die Earve 3 aargestellt iet. Infolgedessen steigt der Brück ia dem Zylinder ebenfalls an und erreicht den gewünschten Wert um Sate der Spülperiode gemäsa Karre 2* Ia oder annähernd in diesem Zeitptmkt wird die Verbindung swiechen dem Zylinder imd dem Sammler geschlossen wodurch die kontinuierl&ch arbeit enden Saugorgane wieder beginnen, den Druck in dem nunmehr abgetrennten Sammler (wie "bei 5 a darge stell) solange schrittweise herabzusetzen»bis die Verbindung mit dem Zylinder wieder¹ geöffnet wird und der dann ia dem Sammler "bestehende Unterdruck "bewirkt* dass die zurückgebliebenen Verbrennungsprodukt© au® dem 2jliader heraus ge saugt werden·

In der Ausführung geinäss Fig. 2 ist äer Arbeitszylinder 5 ait awei Auslassoffaungen 8 und 9 versehen, die τοπ eines Schieber 7 gesteuert werden, welches mit dem H&uptauslassvsntil € des Zylinders verbunden ist. Der Schieber 7 steuert die- erste, und zweite Äuslass«- stufe durch die Öffnungen 8 und 9» Dss Einströmen von Spülluft ge-> schient durch öffnungen In dem Zylinder 5« die durch den Arbeitsfolge» gesteuert werden· Biese Öffnungen sind jeaoeii in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Querseimittfläch© der Einlass öffnung und die Quersohnittfläche der Auslassöffnung 9 müssen, wie schon vorher erv/ähat wurde, so "b&®Bkise& sein_s dass die lien^e der neuen ladung, die dem gyliader »ufliesst, und die Gas-Menge, die dureh den Saaialsr während der Spülperiode flieset, gross genug ist^ um die Druckerhöhung ia dem Zylinder au erzemgea_s die erforderlich ist, um einen Zylinderdruck su erreichen* der am Ende der Spülperiod© nahezu äem ©tiaogphärisch©a Druck entsi^richt odei¹ höher als dieser ist» Der tatsächlich erforöerliche Querschnitt der öffaimgea für jeden "beatiaiaten fall hängt VQa der Leistungsfähigkeit äer benutzten kontiaiilerlich arbeitenden. Saugmittel ato_e jeiocli ist es ohn© Schwierigkeiten möglich* de» erforderliehen Querschnitt festzulegen* wenn man. die Druckteedingungen ä©s gyliaders heranzieht _s um. den Zylinderdruck am Ende der Spülperiode sm bestimmen und die entsprechenden AHderungen im. Querschnitt der Offnu» gea 'vorgenofflBien werden, die sich als notwendig erweisen, bis Brmckverhältnisse erreicht sind» die nahe oder über deia a Bruelfliegüiu Bei der Ibwärtsbewegung des Vontilee β und des 7 flieset das Terbremiuagsgas zunächst dnarch die luslassöffaimg 8 unä dann während der weiteren Abwärtsbeitegurig des Schiebers äuTQh die Öf* nuag 9 in den sammler. Während der nächsten Aufwärtsbewegung des ¥ea» tiles β und des Schiebers 7 schliesst äas !»©"Sstere noelunals die öffamg 9 ab und lässt die öffnung 8 offen, so dass der Ausfluss noch

einmal durch die öffnung 8 erfolgt» worauf des Hauptventil β endgültig sich sefalieest xm& die Stellung erreicht, wie sie in Fig.

estellt ist·
Vährend des letzten feiles der Bewegung &es Hauptventiles und

Schiebers steht die jtuelaseSffnung in Verbindung mit des mit frischer Ladung versehenen Zylinder 5» Solange der Druck ia dex^a ersten Auepuffleitung grlsser ist als der Lade- tiad Jomp^essioasdruck, ist ©s für das C-as unmöglich, tos Zylinder durch die öffnung 8 auszuströmen, selbst wenn das Ventil 6 noch offen ist*

in der Ausführung geiaäas fife· 3 stellt 10 den Arbeitskolben dar, welcher in diesem Falle mit Kanälen 11 in seinem Kopfteil verseilen ist, difc dasu dienen, den Aroeitezylinder in Verbindung mit dea Auslassöffnungen S und 9 au toringön· Me Wirkungsweise ist Ode gleiche, wie sie in dem vorhergehenden Beispiel beeciirleberi v/urde» d«h* alsoa eier erste laslass der Verbremcun^sgase geht durch die öffnuag S auf dem ?jege über die Eaaale 11 Tor aicii_a In diesem Fall® ist die Auslassöffnung 8 -wie in der Zeichnung ersichtlich ist- mit einem HüokschlagTentil 14 versehen, um. einen G'-asriickfliiss in den Zylinder zn verhindern·

Jn der WinkelflächenJairve geiaäss 3?i^·· 4® v/eiche die Fläche d©r Ventilöffnungen als funktion der Winkeldrehung deA Km?

darstellt, zeigt die^urve 12 die jeffeilige öffnung des Auslass-Ventile s 8 und die 2urve 15 die jeweilige öffniang des Auslas?e-¥ea tiles 9® Die Überschneidung der lüirven 12 und 13 aeigt_t dass di© Auslass-Ventile 8 und 9 nicht gleiciiseitig geschlossen sind, das© das eins in 'Tätigkeit gesetzt ist, bevor das anders geschlossen wird®

Is ornss hinzugefügt we^aen₉ dass die geeignete (iröss© des Querschnittes der Einlaes-öffnunijen iangafahr bei wenigstens 20 f& ä%s Quersohaittflache des Zylinders liegt, während die Querschnittflache des Verbindungsteile a zwischen dem Sanier und dem %-liader wenigstens 15 'p äer Querschnittfliehe des Zylinders betragäji sollte«

Bei der Ausbildung gemäss ]?ig. 5 stellt 5 wiedesum dan Arbeits-%linder dar» während 10 der* Arbeitskolben aeigt und 25 die Spillluft-Öffnungen, die durch äen IbIben gesteuert werden· Das Auslaae-Ventil β wird mit Hilf® ei^s Ventilhebele 16 durch eine rotterende feölfensclieib© 26 ^^^4Äei%_a Das Auelaae-Ventil 6 selbst lt«*rfe*eiii?t die Verbindung swischea dea Inneren des Zylinders 5 und einem Auspuff raum 24 · der iurch eia Ventilgehäuse 27 mit öffnungen 8 und 9 eich, nach den Sohrleitungen 18 und igs>/8ffnet. Die Öffnung 8 wird durch ein Hückschlagrentil 14 fe^^^^*_fl velohes

nur den Durchgang der Gas© von &&m Baum 24 six der leitung 18 gestattet, jeöocli nicht den Itorehgang in entgegengesetzter Pdchtuag· Die öfömng 9 wird durch ®in@ DrosoelKLappe gesteuert, welches ¥on des bereits erwähnten AuSIaBS-TePAiI-KeI-JeI 16 liber eine Geetängfe-Verbiiidune 1? bedient wird» Bas Auspuffrohr 19 Mündet mit seinem einen Inde in einem Sammler 20» &qt über eine» Kühler 21 lait seinem anderen lade mit einem Gebläse 22 in Verbindung steht, welches äazu fcestimmt ist, kontinuierlich den Sammler 20 durch Absaugen au entleeren« Bie abgesaugten Gase werden durch ein Rohr 23 abgeleitet*

Ba ist ohm weiteres verständlich, dase öle atmosphärische Luft durch die Spülöffnungen 25 in den Zylinder 5 einströmen kann und durch des Auslassventil 6 sn dem Auspuffratua 24 und dem Ventilgehäuse 27· Von diesen Gehäuse gelangten die C'ase aus dea Eyliader diircli das Ventil 14 zu des? Auspuffleitung 18 fiäbrend der ersten. Stufe des Auspuff8_S wobei äi-a Drosselklappe 15 während dieser Zfcit £©- schlossen ist® Sobald die Drosselklappe geöffnet wird» gelangen die gase von dem Zylinder zu der Auspuffleitung 19 uM awar infolge des Takmiras in dom Sammler 20₉ während frische Luft aus ßer Ätmosplaäre gleichzeitig in den Zylinder 5 durch die Öffnungen 25 einstrt3^t_s die in dieeeoi Zeitpunkt durch, den Kolbea 10 nicht verschlossen werden® Der Svieclc des Hückschla^ventiles 14 besteht darin, sicherzustellen* dass die Saugwirkung von dem Sammler ksr_s die darch das Öffnen des Drosselklappe 15 eintritt» sich nur dahin auswirkte dass die 0-ase τοπ dem Sylinäei* und dsm Auspuffrauai 24 angesaugt werden» w/äiir-e-nd eia Ansaugen ¥oa Oasen aas der Auspuffleitung 18 ausgeschlossen ist. Ils Pols« der Verbindung, die infolge dar Freigabe der- Öffnungen 25 und äer öffnung der Drosselklappe 15 zwischen der Atmosphäre und ten leergeeaugfcen Sammler hergestellt wird» und zwar im Ifemeat, in welchem der Sammler ein hohes Vakuum durch das kontinuierliche Absaugen besitzt, wird ein teäftigea Absaugen der Gase aus dem Zylinder und eine gut© Füllung desselben mit frischer Luft erssielt*

Ber Kühler 21 dient daau_g die Uirksamkeit noch weiter zu erh.8-hen» weil taaiirclx das Volumen dar Oase durch die Abkühlung verlcleinert wird, was sur Polge hat, dass das Gebläse ein© grössere Gasmeage aus dem Sawualer absaugen kann.

Claims (1)

1.) tferfsteeii ^»^a&;^tia±iiMaiJLng_ja.eg. Jteamfctfca "bei J&reitakt-Ter-

in zwei Stufen_t bei Äem die sweite Stufe mittels stiseeöialb dee Motorsylinders angeordnete^ ait dein periodisch ia Terbiadung gesetzten Virfcerdruekrauaes wirSr darin bestehend, äass in einem Saiüöler jait ©iaeia möge» ¥oa mindestens 1,5 &fcs ü'assunssveriaoefcns de ο 2$rli&aers der

lEontiauierlicli äm?ek Absaugen vermodert und aaeb, eiaea SsIl-SQ der- Verbrennuagsgas© unter ?33?Miaaeraiig eiaes Gasxiickflueses aiaa der Auspuffleitung äer ©rstea Stufe der Ssauiler rait dea %-linder verbunden v/ird» viox*auf durch aaa iiiearißen Druck in tem Saunier die restlichen, Yerbiremiangsgase aus dem ZjUnäev abgesaugt werden« neue Luft in starkem Spülfltiss in dem %Iiad«r Maeiag© saugt ■a&ä der $aiMler gegen den Zylinder uleä&r abgesperr-t v/ird·

2s) iweitakt-TerbreajMHigsEiQtox' nach Anspruch 1» dadurck gekennzeichnet, dass ein Unterdruckraua ia Poria eines Saaialers oder Behälters mit einem Fassungsvermögen von mindestens 1,5 des PaesiaagS'-TBTmößenB des Zylinders vorgesehen, ietsgdei¹ unter der Wirkung ©iner kontinuierlich arbeitenden Saugvorrichtung steht insel, dessen ¥©2%iatuagsteil adt dem Zylinder, sowie die Eialassöffauag des Zylinders ia der Querschnittsflache ia ferliältais zur üeiötungsfähigkeii; d©s Pttiipö s© bemessen ist» dass wäliread aer Sijiilperiod© die üesge der des Zylinder sufiiessenden ladung ©in© Druckörhöhimg ia Zylinder derart

dass der Druck an lade der Spülperiose sich im wesentliche» sum atmosphärisekeu. Druck erhöht·

3s) Zv/eitakt-Yerbrcnnungsiiiotor ßemäss Anspruch S_f dadurch, g©- köanzeichnet^i dass die Auspuffleitung für die erste Auslasstufe ia die Atmosphäre s© diaeasioniert oder- geformt isi_e dass si® der- ersten Ausläse—Stufe einen solenen Widerstand eiit^e^easetat^ daea \7ähreai des ersten 'ieilas des Kompressionehubee,wenn der Zyliadex^ socii ia Terbinaung mit äieser Leitimg steht, in der Leitung ein höherer Druck herrscht» der Tsöiiiidert@ dass Luft vom Zylinder durch die Lsitiiag entwe i cht _Θ

4©) 2v70itakt-?erbrenniaagsmotor gsmäss Anspruch 2 oderü5_s dadu^oh gelteanseiciaaets dass der Arbeitszylinder eine Hauptauslaesöfinuag besitzt, die zu den ofinungea für die erste und sweite Imalass«- Stufe leinet, wobei dag Hauptauslassventil einem Steuerschieber trägt oder bedient, so daaa wahrend des öffnens und Sohlieesene des Baupt-

der Steuerschieber den ttecheel von eier ersten Itislsssöffinai^ die siTOite Auslassöffnung und wieder zurück sur ersten bewirkt«

5«) Sweitafct-Terbremiiirigsmötö^ geraäs-s Anspruch. 2 oder 3_t dadurch gekennzeichnet» dass im Kopfteil des ArbeitskollaeES vorgesehen sind» die während der Bewegung dee Kolbens die dem Irbeitssjliader xmä cLezi Äuslasateilen herstellen»