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Gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine für leicht flüchtige
Brennstoffe mit Fremdzündung und Flach#lkolben, bei der die Einlaßka iäle zu beiden
Seiten der Auslaßkaniäle angeordnet und gegen die den Auslaßkanälen gegenüberliegende
Zylinderwand gerichtet :sind und bei der ferner der Brenn--stoff eingespritzt wird.
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Es sind bereits gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschinen für
flüssige Brennstofe mit Fremdzündung und Nasenkolben bekannt, bei denen die Einlaßkanäle
.den Auslaßkanälen gegenüberliegen und der Brennstoff in den Zylinder eingespritzt
wird. Bei @dieslen Maschinen wird die Sp,fuft durch den Kolbenablenker mehr oder
minder fächerartig ausgebreitet, so daß keine bestimmtgerichtete Wirbelbewegung
im Zylinder @entsteht. Es gelingt vor allen Dingen nicht, der im Zylinderkopf angeordneten
Einspritzdüse regelmäßig genügend Luft entgegenzuführen" in der der eingespritzte
Brennstoff verdampft und verteilt werden könnte. Denn selbst wenn eine gerichtete
Wirbelbewegung der Spülluft nach Abschlüß der Auslaßseblitze im Zylinder aufrechterhalten
werden könnte, so wird diese durch die Rückseite des Kolbenablenkers mit zunehmendem
Kolbenhub aus der Spritzrichtung der Düse abgelenkt, so daß kein regelmäßiges Gemisch
gebildet und dieses auch nicht regelmäßig gezündet werden kann.
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Gegenstand eines älteren Rechtes ist nun bereits eine gemischverdichtende
Zweitaktbrennkraftmaschine, bei der die Einlaß.schhtze zu 'beiden Seiten der Auslaßschlitze
angeordnet und gegen die den Auslaßkanälen gegenüberliegende Zylinderwand gerichtet
sind und bei der ferner der Brennstoff durch die Einlaßkanäle hindurch in den Zylinder
eingespritzt wird. Hierbei -erfolgt die Einspritzung an der den Auslaßkanälen abgewandten
Seite der Einlaßkan;äle gleichgerichtet zu den einzelnen Spülströmen, um eine trennende
Luftschicht zwischen dem entstehenden Brennstoff-Luft-Gemisch und den absteigenden
Abgasen zu legen und dadurch Brennstoffverluste zu vermeiden. Das Zusammenführen
von Luft und Brennstoff muß in diesem Fall möglichst wirbelfrei erfolgen, um die
Ausbildung der trennenden Lufts,clucht
überhaupt zu gestatten. Die
Aufgabe, durch Zusammenführen von Luft und Brennstoff die Verdampfung und Verteilung
des Brennstoffes zu fördern, tritt dagegen bei der vorliegenden Erfindung ganz zurück.
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Dem Stande der Technik und dem Gegenstande des ,älteren Rechtes gegenüber
besteht das. Neue der Erfindung darin, daß die Einspritzung vom Zylinderdeckel gegen
den aufsteigenden Sammelstroriz erfolgt und die Zündkerze in der Wirbelebene des
Sammelspülstromes angeordnet ist. Dadurch wird die Bewegungsenergie der Spülluft
zur Verdampfung des Brennstoffes und seiner Vermischung mit der Ladeluft ausgenutzt.
Da der eingespritzte Brennstoff nämlich urimittelbar auf den längs der Zylinderwand
aufsteigenden Sammelspülstrom auftrifft, entsteht v=ermöge der hohen Relativgeschwindigkeit
zwischen Luft und Brennstoff verhältnismäßig rasch ein Brennstoffdampf, der dann
durch die anhaltende Wirbelbewegung im Zylinder auf die Luft verteilt wird. Da ferner
mit zunehmender Verdichtung nicht nur die Temperatur, sondern auch die Wirbelgeschwindigkeit
steigt, werden Luft und Brennstoffdampf zwangsläufig zu einem einheitlichen zündfähigen
Gemisch aufbereitet. Dieses wird der in der Wirbelebene angeordneten Zündkerze dauerd
zugeführt, so daß in jedem Augenblick eine sichere Zündung erfolgen kann. Da diese
Gemischaufbereitung nahezu unabhängig ist vom Betriebszustand der Maschine, ist
ein sicheres Anspringen gewährleistet. Beginnt die Einspritzung des Brennstoffes
etwa bei Abschluß der Auslaßschlitze, so ist bei größter Aufbereitungszeit des Gemisches
außerdem noch jeder Brennstoffverlust vermieden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise
veranschaulicht. Es zeigen Fig. i einen waagerechten Hauptschnitt durch den Zylinder
in Höhe der Spül- und Auslaßkanüle und die Fig. 2 bis .4 die zugehörigen Längsschnitte
für verschiedene Kolbenstellungen.
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Der Flachkolben i steuert die in der Nähe des inneren Totpunktes liegenden
Einlaßkanüle 2, 2' und Auslaßkanäle 3, 3'. Die Einlaßkanäle 2, 2' sind zu beiden
Seiten der Auslaßl#:anäle 3, 3' angeordnet und schräg gegen die den Auslaßla.nälen
3, 3' gegenüberliegende Zylinderwand 5 gerichtet. Die Spülströme 4, 4' vereinigen
sich an dieser Wand 5 zu einem Sammelstrom 6, der nach dem Zylinderdeckel 7 aufsteigt,
an diesem umgelenkt wird und an der den Auslaßkanälen 3, 3' benachbarten Zylinderwand
12 -wieder absteigt. Die Einspritzdüse S für den leicht flüchtigen Brennstoff ist
in der Achse des aufsteigenden Sp lstromes 6 am Zylinderdeckel 7 derart angeordnet,
daß ihr Spritzkegel 9 dem Spülstrom 6 entgegengerichtet ist. Die Zündkerze io ist
auf der Seite des absteigenden Spülstromes iz im Zylinderdeckel.; eingesetzt.
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In der inneren Totpunktstellung des Kolbens i (Fig. 2) sind die Ein-
und Auslaßkanäle 2, 2' und 3, 3' voll geöffnet. Der aufsteigende Spülluftstrom 6
treibt die Abgase längs der Wandungen 5, 7, 12 zu den Auspuffkanälen 3, 3'. Beim
Aufwärtshub des Kolbens i (Fig.3) werden zuerst die Einlaßkan:äle 2, 2' und hierauf
die Auslaßkanäle 3, 3' abgeschlossen. Der aufsteigende Spülstrom 6 vereinigt sich
nun über dem Flachkolben i mit dem absteigenden Spülstrom i i zu einem Wirbelring
13, der nach Maßgabe der Bewegungsenergie der Spülluft in. einer Zylin-_ derlängsebene
W (Wirbelebene des Sammelspülstromes ) rotiert. Nach Abschluß der Auslaßkanäle 3,
3' wird der leicht flüchtige Brennstoff in den Spülstrom 6, und zwar entgegengesetzt
zu dessen Bewegungsrichtung, eingespritzt. Der Brennstoff wird hierdurch rasch verdampft
und anschließend in der Luft des Wirbelringes 13 gut verteilt, so daß bald ein einheitlich
zündfähiges Gemisch entsteht. Beim weiteren Aufwärtshub des Kolbens i (Fig. 4.)
wird das rotierende Gemisch zu,einer flachsen Walze 14 zusammengedrückt, wobei es
mit erhöhter Wirbelgeschwindigkeit an der Zündkerze vorbeistreicht. Wenn nun knapp
vor oberem Totpunkt ein Zündfunken 15 in der Wirbelebene W überspringt, so findet
dieser nicht nur immer ein zündfähiges, sondern auch immer ein turbulentes, Gemisch:
vor, in dem sich die Zündung rasch fortpflanzt. Auf diese Weise ist also unter Ausnutzung
der Bewegungsenergie i der Spülluft :eine rasche Verdampfung und Verteilung des
eingespritzten Brennstoffes und unter weiterer Ausnutzung der Bewegungsenergie eine
sichere Zündung unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand der Maschine erreicht.
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Wenn die Einspritzung des Brennstoffes schon im Abschlußzeitpunkt
der Auslaßkanäle 3, 3' beginnt, kann nahezu der ganze wirksame Verdichtungshub der
Maschine zur Verdampfung und Verteilung des Brennstoffes ausgenutzt werden, ohne
daß Brennstoffverluste zu gewärtigen sind.