DEV0002147MA - Vielzylinder - Zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Bei, insbesondere mit Kurbelkammerspül- und Ladepumpe arbeitenden Zweitaktbrennkraftmaschinen besteht bisher der Missstand, dass solche Motoren nur mit geringer Gesamtleistung hergestellt können. Die Ausbildung des Kurbelgehäuses als Ladepumpe setzt bei der Beschaffung von Vielzylindermotoren eine Aneinanderreihung der Zylinder voraus, sodass man lange, entsprechend oft, gekröpfte Kurbelwellen in Kauf nehmen muss. Da bei Kurbelkammer-Schnellläufern das Triebwerk meistens wälzgelagert wird und die Kurbelwelle dabei aus einzelnen Teilen zusammengesetzt werden muss, entsteht auf diese Weise bei mehrzylindrigen Reihenmotoren ein sehr empfindliches, gegen Dreh- und Biegeschwingungen unsteifes Triebwerk, wozu noch hinzu kommt, dass jede der aufeinander folgenden Kurbelkammern gegen die vorhergehende sorgfältig abgedichtet werden muss. Diese Verhältnisse haben bisher dazu geführt, dass man höchstens Motoren mit vier Zylindern in Reihe ausführte, also nur sogenannte Kleinmotoren verwirklichte.

Will man diese Schwierigkeiten umgehen und leistungsstärkere Zweitaktbrennkraftmaschinen hoher Drehzahl verwirklichen, so ist man bisher gezwungen gewesen, die Motoren mit besonderen Spül- und Ladegebläsen auszurüsten, die einzelnen Zylinder in Stern- oder Reihensternformat angeordnet werden können. Hierbei ergibt sich aber ein verhältnismäßig verwickelter Aufbau, wobei die eigentümlichen Vorteile, die beim Zweitakt gerade die Ausbildung des Kurbelgehäuses als Spül- und Ladepumpe ergibt, verloren gehen. Solche Motoren haben daher bei Schnellläufern im Fahrzeugbau überhaupt noch keine Bedeutung erlangen können.

Die Erfindung beseitigt die bisherigen Schwierigkeiten und schafft eine einfach aufgebaute und leistungsstarke vielzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere mit Kurbelkammerspül- und Ladepumpe, dadurch, dass mehrere, selbständige Maschineneinheiten nebeneinander gereiht werden und ein gemeinsames Triebwerkgehäuse erhalten und dass die sämtlichen Kurbelwellen der Einheiten stirnseitig durch ein Getriebe miteinander gekoppelt werde, das einen für alle Einheiten gemeinsamen Antrieb besitzt.

Auf diese Weise werden alle Vorteile aufrecht erhalten, die mit der Ausbildung der Kurbelkammer als Spül- und Ladepumpe zusammenhängen, während gleichzeitig durch die Möglichkeit der Vielzylinder-Anordnung eine hohe Gesamtleistung bei kurzem, gedrungenem Aufbau der Kurbelwellen und des gesamten Aggregates erreichbar ist.

Die neue Anordnung ermöglicht ferner einen besonders günstigen Ausgleich freier Kräfte und Momente des Triebwerkes und schafft damit eine Lauf- und Standruhe, wie sie bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit ihren teilsymmetrischen Kurbelwellen bisher nicht möglich war.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: einen senkrechten Schnitt nach Linie A-A der Fig. 2,

Fig. 2: einen waagerechten Schnitt nach Linie B-B der Fig. 1,

Fig. 3: einen senkrechten Schnitt nach Linie C-C der Fig. 2,

Fig. 4: eine andere Anordnung wie bei Fig. 3,

Fig. 5: einen senkrechten Schnitt durch eine von Fig. 1 und 2 abweichende Ausführung einer Zweitaktbrennkraftmaschine.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch eine Sechszylinder-Maschine nach der Erfindung, die aus zwei, je dreizylindrigen Einheiten besteht, die mit Kurbelkammerspül- und Ladepumpe arbeiten. Die Zylinder der linken Reihe sind mit a(sub)1, b(sub)1, c(sub)1, die der rechten Reihe mit a(sub)2, b(sub)2, c(sub)2 bezeichnet. Mit b(sub)1 bzw. b(sub)2 sind die zu den Zylindern b(sub)1 und

b(sub)2 gehörenden Kurbelkammern bezeichnet. Die Auslasskanäle sind mit d, die Spülkanäle mit e, f und die einzelnen Arbeitskolben mit g bezeichnet. Die Saugkanäle h(sub)1 der linken und die Saugkanäle h(sub)2 der rechten Zylinderreihe münden zweckmäßig in einen gemeinsamen Saugkanal i, der von der Drosselklappe k geregelt wird.

Die beiden Zylinderreihen bzw. Maschineneinheiten mit den Zylindern

a(sub)1 - b(sub)1 - c(sub)1 und a(sub)2 - b(sub)2 - c(sub)2 besitzen ein gemeinsames Triebwerkgehäuse w, dessen einzelne Kammern in üblicher Weise als Kurbelkammerspül- und Ladepumpen ausgebildet sind.

An einer Stirnseite tragen die beiden Kurbelwellen l und m Zahnräder n bzw. o, die über die Zwischenräder p und q miteinander in Verbindung stehen, wie Fig. 3 zeigt. Die Zwischenräder sind mittels der Wellen s und t, von denen die letztere die Kupplung u trägt, in dem Getriebegehäuse r gelagert, das mit dem Triebwerkgehäuse w fest verbunden ist. Die Welle t ist die gemeinsame Antriebswelle. Hierbei ist, wie die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, die Anordnung im Getriebe so getroffen, dass die beiden Kurbelwellen l und m gegensinnig umlaufen.

Durch den gegensinnigen Umlauf der Kurbelwellen wird das aus den Kolbenseitendrücken resultierende Reaktionsmoment zum Verschwinden gebracht, sodass eine hervorragende Standruhe des Maschinenaggregats beim Laufen sichergestellt wird. Wird auf diese Verbesserung aus irgendwelchen Gründen verzichtet, so steht nichts im Wege, für beide Kurbelwellen den gleichen Drehsinn zu wählen und die Leistung der einen Maschineneinheit mittels einer Zahn-, Rollen- oder Hülsenkette v oder dgl. auf die Kurbelwelle der anderen Einheit zu übertragen, wie Fig. 4 zeigt. Das Getriebe kann im übrigen in beliebiger Weise ausgebildet werden.

Bei der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 1 und 2 sind zwei, je dreizylindrige Maschineneinheiten vorgesehen, bei denen jede Kurbelwelle drei um je 120° versetzte Kurbelkröpfungen aufweist. Die beiden Kurbelwellen können beliebig gegeneinander versetzt werden, im Ausführungsbeispiel abweichend von der Zeichnung, am besten so, dass die dargestellten Sechszylinder-Zweitaktmaschine ein ebenso gleichmäßiges Drehmoment aufweist wie ein Zwölfzylinder-Viertaktmotor. Zu diesem Zweck wird der Stern der Kurbelwelle l gegen den Stern der Kurbelwelle m um 60° verdreht. Bei einer Vierzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine nach der Erfindung wird die Anordnung so getroffen, dass die Kurbelwelle der, aus zwei Zylindern bestehenden Maschineneinheit gegen die Kurbelwelle der anderen aus zwei Zylindern bestehenden Maschineneinheit um 90° versetzt wird, wodurch der erfindungsgemäße Vierzylindermotor das Drehmoment eines Achtzylinder-Viertaktmotors erhält.

Wird auf diese Kurbelwellenversetzung zur Erzielung eines besonders gleichmäßigen Drehmoments verzichtet, so kann erfindungsgemäß die Versetzung auch so getroffen werden, dass je zwei benachbarte Zylinder verschiedener Zylinderreihen den gleichen Takt ausführen und die die beiden Kurbelkammern trennende Wand x des Triebwerkgehäuses w in Wegfall kommen oder durchbrochen werden kann. In diesem Fall arbeiten zwei in gleicher Höhe liegende Zylinder verschiedener Reihen - z.B. im Falle der Fig. 1 und 2 - die Zylinder a(sub)1 und a(sub)2, b(sub)1 und b(sub)2, c(sub)1 und c(sub)2 auf die gleiche Kurbelkammer.

Der von den Zylindern der Maschineneinheiten a(sub)1b(sub)1c(sub)1 und a(sub)2b(sub)2c(sub)2 eingeschlossene Winkel, der bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 beispielsweise 0° beträgt, kann innerhalb der Grenzen 0 bis 180° jeden beliebigen Wert annehmen.

Fig. 5 zeigt eine beispielsweise Ausführung mit einem Winkel von 180° zwischen den Zylinderreihen der Maschineneinheiten. Senkrecht zur Zeichenebene kann das dargestellte zweizylindrige Aggregat beliebig oft aneinander gereiht werden. Bei dieser Anordnung wird ein besonders günstiger Massenausgleich durch Wegfall aller freien Kräfte und Momente erzielt. Bei gegenläufigem Drehsinn der Kurbelwellen l und m erfolgt die Kraftübertragung auf die gemeinsame Abtriebswelle t wie bei

Fig. 3, im anderen Falle wie bei Fig. 4.

Bei der Anordnung der Zylinderreihen nach Fig. 1 und 2 oder bei einem Zylinderwinkel von 90° usw. kann eine dritte und vierte Zylinderreihe in spiegelbildlicher Anordnung an das allen vier Maschineneinheiten gemeinsame Triebwerksgehäuse angesetzt werden. Hierbei gelangt man z.B. im Falle der Verdopplung der Fig. 1 und 2 zu einem Zwölfzylinder-H-Motor mit einem stirnseitigen Getriebe mit gemeinsamer Abtriebswelle t.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht an die Verwendung von Schlitzzylindern gebunden, z.B. kann der Auslass jedes Zylinders im Zylinderkopf untergebracht sein und durch Ventile oder sonstige Steuerorgane gebildet werden. Es steht auch nichts im Wege, z.B. an das freie stirnseitige Ende des Triebwerksgehäuse w ein Ladegebläse zu setzen, welches das Spül- und Lademittel in die Kurbelkammern oder auch direkt allein oder zusätzlich in die einzelnen Arbeitszylinder fördert. Es ist für den Erfindungsgegenstand ferner belanglos, ob die Zweitaktbrennkraftmaschine nach dem Otto- oder Dieselverfahren oder nach einem gemischten Verbrennungsverfahren arbeitet. Die Kurbelwellen der Maschineneinheiten oder die Getriebezwischenwellen können auch gleichzeitig als Abtriebswellen dienen oder zum Antrieb eines Spül- und Ladegebläses, der Hilfsmaschinen, der Brennstoffpumpe, der Zünd-Lichtmaschne, des Ventilators o.dgl. herangezogen werden.

Claims (3)

1. Vielzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere mit Kurbelkammerspül- und Ladepumpe, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, selbständige Reihen-Zylindereinheiten ein gemeinsames Triebwerksgehäuse (w) besitzen und die sämtlichen Kurbelwellen (l, m) der Maschineneinheiten stirnseitig durch ein Getriebe (n, o, p, q) miteinander gekuppelt sind, das eine für alle Einheiten gemeinsame Antriebswelle (t) enthält.

2. Vielzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellen (l, m) der einzelnen Reihen-Zylindereinheiten derart gegeneinander versetzt sind, dass die Antriebswelle (t) das bei der jeweiligen Gesamtzylinderzahl maximal erreichbare, gleichmäßige Drehmoment aufweist.

3. Vielzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus zwei nebeneinander angeordneten Mehrzylinder-Reihenmotoren (a(sub)1, b(sub)1, c(sub)1 und a(sub)2, b(sub)2, c(sub)2) bestehendem Aggregat die einander entsprechenden Kröpfungen der beiden Kurbelwellen (i, m) in die gleiche Richtung zeigen und die zugehörigen, benachbarten zwei Arbeitskolben unter Wegfall der die Kurbelkammern trennenden Wand (x) des Triebwerkgehäuses (w) auf ein- und dieselbe Kurbelkammer arbeiten.