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Gemischverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine nach Patent 720
728 Die Erfindung bezieht sich auf eine gemIschverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine
für leicht flüchtige Brennstoffe mit Fremidzünd ng und Flachkolben, bei der die
Einlaßkanäle zu beiden Seiften der Auslaßkanäle angeordnet und gegen die den Auslaßkanälen
gegenüberliegende Zylinderwand gerichtet sind und bei der ferner der Brennstoff
einsgespritzt wird. Gegenstand des. Patents 720 728 äst, daß die Einspritzung
vom gegen. den aufsteigenden Sammel@spülstrorn erfolgt und die Zündkerze in der
Wirbelebene des Sammelspülstromes angeordnet ist. Diesen Gegenstand bildet dde Erfindung
fort.
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Bei der bekannten Brennkraftmaschine nach dem Hauptpatent ist der
als Führungsfläche für den Sammelspülstrom dienende Zylinderkopf im wesentlichen,.
glatt nach außen gewölbt; der Sammelspülstrom kann infolgedessen bei seiner Umlenkung
am Zylinderkopf
nicht seitlich abgestützt und zwangsläufig in der
Wirbelebene gehalten werden, in der das Gemisch schließlich fremdgezündet wird.
Die glatte Führungsfläche des Zylinderlzcpfes bildet im Verein mit der glatten Oberfläche
des Kolbens hierbei den üblichen zylindrischen bis linsenförmigen Brennraum, in
dem zusätzliche Werbelungen nur nach Jlaßgahe der Energie auftreten, die als Strömungsenergie
de: Spülmittels am Ende der Verdichtung noch vorhanden ist.
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Bei Brennkraftmaschinen anderer Art ist es auch schon bekannt, in
den Zylinderkopf einen grabenförmigen Brennraum einzulassen. der in Richtung des
Spülluftstromes. verlegt ist, so daß mindestens ein Teil des Spülluftstromes während
der Spülperiode der Länge nach durch den grabenförmigen Brennraum streicht. Hierbei
wird der Brennstoff erst am Ende des Verdichtungshubes unmittelbar in die Luftmenge
des von Brenngasen reingefegten Brennraumes eingespritzt und das dabei gebildete
Gemisch anschließend selbstgezündet. Es kommt in diesem Fall somit nicht besonders
darauf an, die Strömung während der Spülperiode in einer Wirbelebene zu fördern.
Allerdings werden Strömungen quer dazu während der Einspritzperiode herbeigeführt,
die die Gemischbildung beschleunigen und damit die Zündung und Verbrennung begünstigen.
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Demgegenüber besteht die Erfindung in einer zur Wirbelebene symmetrischen,
etwa die Breite der Auslaßschlitze besitzenden Führungsrinde im Zylinderkopf, die
zusammen mit der Oberfläche des sich im inneren Totpunkt den durch die Rinne bedingten
Schultern des Zylinderkopfes bis auf den aus mechanischen Gründen erforderlichen
Spalt -nähernden Kolbens den eigentlichen Brennraum der Maschine bildet. Dadurch
gelingt es, den Sammelspülstrom in der Zone seitlich zusammenzuhalten, in der er
am Zylinderkopf umgelenkt, mit dem eingespritzten Brennstoff vermischt und schließlich
gezündet wird. Der absteigende Ast des Sammelspülstromes schließt sich -in diesem
Fall nach Abschluß der Auslaßschlitze über dem Boden des Flachkolbens mit dem aufsteigenden
Ast zu einem Wirbelring, der seine Symmetrie zur Wirbelebene genau aufrechterhält
und der Zündkerze infolgedessen das zündfähige Gemisch sicher zuführt. Außerdem
werden im Zündzeitpunkt Querwirbel erzeugt. die aus den vom Wirbelring nicht erfaßten
Zylinderseiten Frischluft an: den Brennraum heranführen., die Zündgeschwindigkeit
steigern und auf diese Weise die Verbrennung begünstigen. Damit wird im Vergleich
zur .Maschine des Hauptpatents nicht nur eine vollkommenere Gemischaufbereitung.
sondern auch eine vollkommenere Verbrennung erzielt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Es zeigt Fig. i einen senkrechten Längsschnitt durch die Maschine gemäß der Erfindung.
wobei der -1rl:eitskclben im unteren Totpunkt steht, Fig. 2 einen entsprechenden
Schnitt, wobei der Arbeitskolben die Attsla13schlitze verschlossen hat.
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F'-. 3 und ,I die zugehörigen Schnitte längs den Linien 111-11I und
IV-IV in Fig. i.
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Bei der dargestellten Maschine steuert der Kolben i die am unteren
Zylinderende etwa in gleicher Höhe angeordneten Schlitze z, 2' und 3. 3'. Die Einlaßschlitze
2. 2' sind zu beiden Seiten der Auslaßschlitze 3. 3' angeordnet und derart gegen
die einlaßseitige Zylinderwand 5 gerichtet, daß die in den Zylinder eintretenden
Spülströme 4, .1' in der durch die Auslaßschlitze 3, 3' bestimmten Längsmittelebene
Ti des Zylinder: sich treffen und einen Sammelspülstrom bilden, dessen aufsteigender
Ast 6 längs der Zylinderwand 5 entlang strömt und am Zylinderdeckel ; umgelenkt
wird, dessen absteigender Ast i i an der gegenüberliegenden, auslaßseitigen Zylinderwand
12 nach abwärts strömt und das verbrannte Gemisch vor sich her durch die Auslaßschlitze
3, 3' ins Freie treibt (einseitige Umkehrspülung). Bei beendeter Spülung, das ist
nach Abschluß der Auslaßschlitze 3, 3', wird der absteigende Ast i i vom Flachkolben
i abgelenkt und mit dem aufsteigenden Ast 6 zu einem Wirbelring 13 vereinigt, der
in der Zvlinderlängsmittelebene TV, der Wirbelebene, nach Ablauf der Spülung
weiterläuft.
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Gespeilt wird mit reiner Luft; erst gegen Ende der Spülung, und zwar
vor, bei oder nach Abschluß der Auslaßschlitze 3, 3', wird der Brennstoff vom Zylinderdeckel
; her gegen den aufsteigenden Ast 6 des Sammelspülstroines bzw. @Virbelringes gespritzt.
Die Einspritzung erfolgt durch eine Einspritzdüse 8, die etwa parallel zur Zylinderachse
in der der Zylinderwand 5 benachbarten Seite des Zylinderdeckels 7 eingesetzt ist.
Der Spritzstrahl 9 wird hierbei durch den Luftstrom nahezu in seiner ganzen Länge
erfaßt und verdampft; er bildet so ein über den Wirbelring 13 verteiltes, zündfähiges
Gemisch. Die Zündung erfolgt durch eine Zündkerze io, die in der Wirbelebene Il'
angeordnet ist, so daß das zündfähige Gemisch daran vorbeistreicht.
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Im Zylinderdeckel ; ist nun erfindungsgemäß eine zur Wirbelebene ff,-
symmetrische Führungsrinne i6 für den Spülstrom vorgesehen, deren Breite b etwa
der Breite der Auslaßschlitze3, 3' entspricht. In dieser Rinne wird der aufsteigende
Ast 6 des Sammelspülstroines bzw. des Wirbelringes zusammengehalten;
und
daran gehindert, sich während der Umlenkung am Zylinderdeckel 7 auszu;-breiten;
der Spülstrom bzw. nach beendeter Spülung und Brennstoffeinspritzung der Gem@iechstrom
wird dadurch gezwungen, in der Wirbelebene W zu verharren und an. der Zündkerze
io vorbeizus.treichen.
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Wenn der Kolben i den durch die Rinne 16 bedingten Schultern des.
Zylinderdeickel.s7 im oberen Totpunkt bis auf einen Spalt 17 genähert ist,
wird eine Querströmung 18 erzeugt, wie die Fig. 3 und 4 besonders zeigen. Durch
diese Strömung werden die im Spalt 17 vorverdichteten, außerhalb der Wirbelebene
W liegenden Luftteile der Ladung zu den in der Rinne 16 befindlichen Gemischteilen
der Ladung verdrängt, wobei sie die Verbrennung anfachen und deren Ablauf beschleunigen.
Die Rinne 16 bildet im Verein mit dem Kolben i hierbei im wesentlichen den Verbrennungsraum.