DE845287C - Luftgekuehlter Zweitakt-Dieselmotor - Google Patents

Description

• Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotor Die Verwendung von Luft als Kühlmittel ist für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung (Gasmotoren), vor allem solchen in Fahrzeugen bekannt. Dieses System hat gegenüber der Wasserkühlung den Vorteil einer erheblichen Gewichtsersparnis wegen des Unterschiedes in dem spezifischen Gewicht der beiden Kühlmittel sowie wegen des Fortfalles der Einrichtungen für Rückkühlung des Wassers.
• Außerdem ist die Luftkühlung möglich bei Temperaturen, die unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegen. Aus diesen Gründen war man bestrebt, sie auch auf Dieselmotoren zu übertragen.
• Die Entwicklung eines luftgekühlten Dieselmotors bereitete jedoch wegen seiner größeren Wärmebelastung und der geringeren Kühlwirkung der Luft gewisse Schwierigkeiten; sie ist deshalb bisher erst bezüglich des Viertakt-Dieselmotors erreicht worden. Die noch schwierigere Aufgabe; einen luftgekühlten Zweitakt-Dieselmotorzuschaffen, liegtdervorliegenden Erfindung zugrunde. Um diese Aufgabe in wirtschaftlicher Weise, insbesondere ohne einen besonderen Aufwand an Antriebsleistung für ein ausreichendes Kühlluftgebläse zu lösen, sind besondere Maßnahmen hinsichtlich der Auswirkung und Abführung der im Motor entstehenden Wärme erforderlich.
• Die zweckmäßige Ausbildung eines luftgekühlten Zweitakt-Dieselmotors stellt somit den Gegenstand der Erfindung dar; sie besteht vor allem darin, daß einerseits außer der Kühlluft auch die zur Spülung der Arbeitszylinder dienende Luft zur Kühlung ausgenutzt wird, und zwar besonders in dem durch die Verbrennung am stärksten belasteten Bereich in der Nähe des Zylinderkopfes, während andererseits der Auspuffvorgang an das äußere Hubende des Arbeitskolbens verlegt und im Sinne einer möglichst geringen Einwirkung der Abgase auf wärmeempfindliche Bauteile durchgeführt wird. Die weiteren Merkmale des Erfindungsgedankens gehen aus der nachstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den aus der Zeichnung ersichtlichen Darstellungen eines Ausführungsberichtes des neuen Motors hervor.
• Fig. i zeigt einen Zweizylinder-Zweitakt-Dieselmotor teils im Längsschnitt, teils in Seitenansicht; Fig. 2 läßt einen Längsschnitt durch einen Zylinder und das Auspufforgan quer zur Längsrichtung des :Motors erkennen; Fig. 3 und 4 stellen waagerechte Schnitte nach den Linien A-A bzw. B-B in Fig. 2 dar.
• Der Zylinderblock a ist oberhalb der Zylinderbuchsen b mit einer Haube c versehen. Die Zylinderbuchsen haben an Stelle eines besonderen Zylinderdeckels einen den Zylinderraum nach oben abschließenden Boden d, in dem die zentrale Einspritzdüse e und um diese gleichmäßig verteilt vier Einlaßventile f angeordnet sind. Die über den Zylinderboden hinausragenden Teile der Düse und der Ventile befinden sich in einem durch die Haube nach außen abgeschlossenen Speicherraum g für die Spülluft.
• Der Austritt der Verbrennungsgase aus dem Zylinder erfolgt durch die am unteren Hubende des Arbeitskolbens h angeordneten und von diesem gesteuerten Auslaßschlitze i in eine für beide Zylinder gemeinsame Auspuffbrille k. Diese besteht aus zwei Teilen, welche die Zylinderbuchsen je zur Hälfte umgeben und an ihnen nachgiebig aufgehängt sind, so daß sie den axialen Wärmedehnungen derselben nachgeben können.
• Die Zylinderbuchsen haben auf ihrer Außenseite im oberen Teil waagerecht verlaufende Kühlrippen 1, während die Kühlrippen m der Auspuffbrille senkrecht verlaufen. Die Rippen der Zylinderbuchsen erstrecken sich in einem Mantelraum n, der von einem den unteren Teil der Buchsen und die Auspuffbrille umgebenden Mantelraum o durch eine dünne Platte P getrennt ist.
• Die von einem nicht dargestellten Gebläse gelieferte Spülluft gelangt zunächst in den Speicherraum g, wo sie die äußere Seite des Zylinderbodens d sowie die in den Speicherraum hineinragenden Teile der Einspritzdüse e und der Einlaßventile f kühlt. Durch die Anordnung der vier Einlaßventile findet eine sehr gleichmäßige Verteilung der Spülluft über den Zylinderquerschnitt statt, die in Verbindung mit der Gleichstromspülung eine gute Reinigung des Zylinders von den Verbrennungsgasen gewährleistet. Die äußere Kühlung des Zylinders und der Auspuffbrille erfolgt durch einen anderen Luftstrom, der von einem an der einen Stirnseite des Motors angeordneten und von der Kurbelwelle aus mittels Keilriemen angetriebene Kühlluftgebläse q durch die Manteliäume n und o hindurchgesaugt wird. Dieser Luftstrom wird, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, im Bereich des oberen Mantelraumes n durch Leitbleche r im Sinne der eingezeichneten Pfeile quer zur Längsrichtung des Motors um die Zylinderbuchsen und im Bereich des unteren Mantelraumes o in der Längsrichtung des Motors um die Auspuffbrille geführt. Der Eintritt der frischen Kühlluft in den oberen Mantelraum erfolgt auf der Seite des während des Arbeitshubes auftretenden seitliehen Kolbendruckes, so daß hier, wo die größte Wärme an der Zylinderwand en tsteht, auch die stärkste Kühlwirkung erzielt wird.
• Die Anordnung von Einlaßventilen und Auslaßschlitzen ermöglicht es, daß der Austrittsquerschnitt besonders groß ausgeführt werden kann. Das dadurch erreichte schnelle Abströmen der Verbrennungsgase und ihre plötzliche Entspannung in den großen Querschnitt der Auspuffbrille trägt zti einer beschleunigten Abkühlung der Gase bei. So wird die im Bereich der Auspuffbrille noch al)ztifiilircii<le Wärmemenge stark verringert und eine schädliche Auswirkung der Verbrennungsgase auf wärmeempfindliche Bauteile außerhalb des Arbeitszylinders vermieden. Die Auspuffbrille hat auf jeder Seite des :Motors eine Austrittsöffnung für die Abgase.
• Das Spülluftgebläse s;tiigt einen Teil seines Luftbedarfes aus dem Iiurbelgehäuse an. Der Olgehalt dieser Luft dient zur Schmierung der Gebläseteile, der im Speicherraum liegenden Ventilantriebsteile und der Kolbengleitfläche im Arbeitszylinder.
• Wenn der Motor zum Antrieb eines Verdichteraggregates verwendet wird, wird zweckmäßig die artgesaugte Luft des Nutzverdichters zunächst als Kühlluft durch den Motor geleitet. Von der verdichteten Luft des Nutzverdichters kann gegebenenfalls ein Teil zur Aufladung des Antriebsmotors verwendet werden, wodurch das Spülluftgebläse entsprechend entlastet wird.
• Erst durch das Zusammenwirken der vorstehend beschriebenen Merkmale, von denen das eine oder andere in anderem Zusammenhang an sich bekannt sein mag, konnte ein wirtschaftlich arbeitender Zweitakt-Dieselmotor mit Luftkühlung geschaffen werden.

Claims (7)

1. PATENT.), NS1'N('C1IE: i. Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotor, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits außer der Kühlluft auch die zur Spülung der Arbeitszylinder (b) dienende Luft zur Kühlung ausgenutzt wird, und zwar besonders in dem durch die Verbrennung am stärksten erwärmten Bereich des Zylinderkopfes, während andererseits der Auspuffvorgang an den unteren Totpunkt des Arbeitskolbens (h) verlegt ist.
2. 2. Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülluft durch einen von einer Ilaribe (c) nachaußen abgeschlossenen, über <lern Verbrennungsraum liegenden Speicherraum (K) geführt wird, in den die äußeren Teile der zentral angeordneten Einspritzdüse (e) und der diese umgebenden Einlaßventile (f) hineinragen, während die liühlluft von einem besonderen Gebläse (q) quer zu den Arbeitszylindern durch einen Kühlhiftmantel hindurchgesaugt oder -gedrückt wird.
3. 3. Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotornach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase durch am Ende des unteren Totpunktes des Arbeitskolbens (h) angeordnete und von diesem gesteuerte Auslaßschlitze (i) in eine gegenüber den Arbeitszylindern elastisch befestigte Ausptiffbrille (k) abgeleitet werden, in der infolge starker Querschnittserweiterung eine plötzliche Entspannung und Abkühlung der Gase stattfindet. f.
4. Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Auspuffbrille aus zwei Teilen besteht, die mindestens zwei Arbeitszylinder je zur Hälfte umgeben und auf jeder Seite des Motors eine Austrittsöffnung für die Abgase haben.
5. 5. Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel in der Zylinderlängsrichtung unterteilt ist und daß die Kühlluft im oberen Teil (n) die Arbeitszylinder quer zur Längsrichtung des Motors, im unteren Teil (o) die Auspuffbrille in der Längsrichtung des Motors umströmt.
6. 6. Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB ein Teil der Spülluft von dem Spülluftgebläse aus dem Kurbelgehäuse angesaugt wird.
7. 7. Luftgekühlter Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB bei Verwendung des Motors zum Antrieb eines Verdichteraggregates die angesaugte Luft des Nutzverdichters gleichzeitig als Kühlluft für den Antriebsmotor dient.