DE906633C

DE906633C - Gemischansaugender Doppelkolben-Zweitaktmotor mit Luftverlagerung

Info

Publication number: DE906633C
Application number: DEB18318A
Authority: DE
Inventors: Helmut Werner Boensch
Original assignee: HELMUT WERNER BOENSCH
Current assignee: HELMUT WERNER BOENSCH
Priority date: 1951-12-23
Filing date: 1951-12-23
Publication date: 1954-03-15

Description

Gemischansaugender Doppelkolben-Zweitaktmotor mit Luftverlagerung Die Zusammenfassung von Spülung und Ladung bei Zweitaktmotoren üblicher Bauart hat wegen der dabei unvermeidlichen Frischgasv erluste frühzeitig zu Konstruktionen geführt, bei denen zwischen Frischgas und Altgas reine Luft als trennendes Medium vorgelagert wurde. Diese Vorlagerung erfolgte durch automatische oder gesteuerte Ventile, besonders Schlitzanordnungen, die z. B. durch den hohlen Kolben in die Spülkanäle Frischluft ansaugten, und ähnliche Maßnahmen, die aber in allen bekannten Fällen den Nachteil hatten, daß die vorgelagerte Luftmenge zu gering und überdies in starkem Maße drehzahlabhängig war. Es gelang daher trotz oft erheblichen baulichen Aufwands im allgemeinen nicht, die gewünschte Trennung von Altgas und Frischgas durch die zwischengelagerte Luft bei allen Drehzahlen sicherzustellen. Es kam hinzu, daß die Luftvorlagerung meist vom Fahrer nicht beeinflußt werden konnte und automatisch erfolgte, so daß bei bestimmten Drosselstellungen des Vergasers zuviel Frischluft angesaugt und das Gemisch in unzulässigem Maße verarmt wurde.
Bei Doppelkolbenmötoren ergibt sich nun nach der Erfindung die Möglichkeit, a) Luft in ausreichender Menge vorzulagern; b) diese vorgelagerte Luft beliebig zu dosieren; c) die vorgelagerte Luft in immer gleichem Verhältnis zum arbeitenden Gemisch zu halten; d) in allen Drehzahlbereichen für eine unbedingt zuverlässige Schichtung Altgas-Vorluft-Frischgas-Gemisch zu sorgen; e) diese Vorzüge ohne wesentlichen zusätzlichen baulichen Aufwand zu erreichen.
Die Erfindung ist schematisch und beispielhaft in Abb. i dargestellt.
Der als Beispiel dargestellte Doppelkolben-Zweitakter in U-Zylinderanordnung hat auf der linken Seite seinen Auslaßzyli-nder i und auf der rechten Seite seinen Spülzylinder 2. Jeder Kolben arbeitet mit einem gesonderten Pleuel auf die gemeinsame Kurbelwelle 5. Das Kurbelgehäuse ist durch die mittig laufende Schwungmasse 6 in zwei gegeneinander abgedichtete Hälften 7 und 8 unterteilt. Ein Gasübertritt aus der Kurbelgehäusehälfte 7 in die Kurbelgehäusehälfte 8 kann nur erfolgen, wenn die Schwungscheibe 6 mit der Bohrung 9 in dem Dichtungsring io eine entsprechend geformte und korrespondierende Öffnung i i freigibt. An die linke Kurbelgehäusehälfte 7 ist der Vergaser 12 angeschlossen, während die rechte Kurbelgehäusehälfte 8 durch einen Blindvergaser 13 mit Frischluft versehen wird. Hierbei ist vorgesehen, daß die Ouerschnittsveränderung im Gemischvergaser 12 und in dem Luftregler 13 in einer bestimmten Abhängigkeit voneinander erfolgt. So können z. B. der Vergaser und der Luftregler nach Art der Doppelvergaser in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein und die beiden Drosselorgane gemeinsam betätigt werden. Die Wirkungsweise der hier beschriebenen Anordnung ist folgende: Beim Aufwärtsgang der beiden Kolben saugt der Kolben 3 in die Kurbelgehäusehälfte 7 ein überfettetes Kraftstoff-Luft-Gemisch, während der Kolben 4 in die Kurbelgehäusehälfte 8 reine Luft ansaugt. Beim Abwärtsgang der beiden Kolben entleert sich die Kurbelgehäusehälfte 8 über den Überströmkanal 14 in den Spülzylinder 2. Erst nach Einsetzen der Spülung werden durch die Schwungscheibe 6 die Öffnung 9 und die korrespondierende Öffnung i i in dem Dichtungsring io freigegeben, so daß sich die Kurbelgelläüsehälfte 7 über die Kurbelgehäusehälfte 8 und den Spülkanal 14 in den Spülzylinder 2 entladen kann. Diese Anordnung hat neben der Luftvorlagerung den großen Vorzug, daß hier mit steigendem Spüldruck gespült wird und so auch ohne wesentliche Voreilung des Auslaßkolbens 3 eine Überladung möglich ist.
Bei voreilendem Auslaßkolben 3 ist die Anordnung nach Abb. 2 so getroffen, daß der Vergaser i2 an die rechte Kurbelgehäusehälfte 7, der Luftregler 13 an die linke Kurbelgehäusehälfte 8 angeschlossen ist. Die Spülkanäle 14 führen hier aus der linken Kurbelgehäusehälfte 8 in den Spülzylinder 2. Zuerst werden die Zylinder mit Luft atis dem Kurbelgehäuse 8 gespült, erst dann stellt die Bohrung 9 der mittleren Schwungscheibe 6 mit der Öffnung i i in dem Dichtring io eine Verbindung des Kurbelgehäuses 7 mit dem Kurbelgehäuse 8 her. Das überfettete Gemisch aus dem Kurbelgehäuse 7 strömt in das Kurbelgehäuse 8 und von da aus durch die Spülkanäle 14 in den schon mit Luft gespülten Zylinder z. Bei Motoren mit stark voreilenden Auslaßkolben ist es für eine gute Schichtung nicht unbedingt erforderlich, das überfettete Gemisch durch die Luftkammer zu führen. Für derartige Motoren ist die Ausführung nach Abb. 3 gedacht. Der Auslaßkolben i saugt hier in die Kurbelgehäusehälfte 8 Frischluft an, während der .Spülkolben 2 in die Kurbelgehäusehälfte 7 das überfettete Gemisch des Vergasers 12 fördert. Aus dem Kurbelgehäuse 8 strömt die Luft unmittelbar durch die Spülkanäle 14 in den Spülzylinder 2, während der Weg für das Gemisch aus der Kurbelgehäusehälfte 7 über die Ladekanäle 15 durch die Schwungscheibe 16 mit einem Schlitz 17 oder ein ähnliches Organ gesteuert und so ein erheblich verzögerter Eintritt des Gemisches in den Zylinder erreicht wird.
Die Erfindung ist nicht an Doppelkolbenmotoren in U-Zylinderbauart gebunden, sondern grundsätzlich für jeden Doppelkolbenmotor, also auch für Gegenkolbenmotoren anwendbar, wie schematisch in Abb. 4 dargestellt. Der Kolben 1, der hier den Auslaßschlitz 2 steuert, saugt in das Kurbelgehäuse 3 durch die Luftdrossel 4 reine Frischluft an, die bei niedergehendem Kolben durch den Luftspülkanal 5 in den Zylinder 6 geblasen wird. Der stark nacheilende Spülkolben 7 saugt in das Kurbelgehäuse 8 über den Vergaser 9 ein überfettetes Kraftstoff-Luft-Gemisch an, das durch den Ladekanal io in den Zylinder gedrückt wird. Die Schichtung ergibt sich hier durch das starke Nacheilen des Spülkolbens 7 gegenüber dem Auslaßkolben i, wodurch der notwendige Spüldruck für das Kraftstoff-Luft-Gemisch sehr viel später erreicht wird als der Spüldruck der Frischluft. Bei dieser Anordnung ist es zweckmäßig, den Hub des Auslaßkolbens i größer als den des Spülkolbens 7 auszubilden, damit extrem große Voreilung des Auslaßkolbens i ohne merklichen Gesamthubverlust erzielt werden kann.
Um bei dieser Anordnung die Schichtung weiter zu verbessern, sind nach Abb.5 die Luftspülschlitze i so angeordnet, daß die Spülluftströme die aus den Gasspülschlitzen 2 austretenden Frischgasströme gegenüber den 9o° dazu versetzten Auslaßschlitzen 3 abdecken und am vorzeitigen Abströmen hindern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gemischansaugender Doppelkolben-Zweitaktmotor mit Luftvorlagerung, bei dem durch den einen Kolben Luft, durch den anderen Kolben ein überfettetes Brennstoff-Luft-Gemisch angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kolben ein, getrenntes Kurbelgehäuse zugeordnet ist.
2. Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das überfettete Kraftstoff-Luft-Gemisch aus seinem Kurbelgehäuse erst durch das luftansaugende Kurbelgehäuse strömen muß, bevor es in die Spül- und Ladekanäle gelangt.
3. Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmen des überfetteten Kraftstoff-Luft-Gemisches aus seinem Kurbelgehäuse in das luftansaugende Kurbelgehäuse durch ein besonderes Steuerorgan, wie Drehschieber oder Ventil, gesteuert wird.
4. Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertritt des überfetteten Kraftstoff-Luft-Gemisches aus seinem Kurbelgehäuse in das luftansaugende Kurbelgehäuse durch ein druckabhängiges Steuerorgan, wie eine Membran oder Rückschlagventil, derart gesteuert wird, daß er erst erfolgen kann, wenn der Druck im luftansaugenden Kurbelgehäuse kleiner als in dem das überfettete Kraftstoff-Luft-Gemisch ansaugenden Kurbelgehäuse ist.
5. Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch 1, 2, 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß der dem Spülkolben voreilende Auslaßkolben Luft in sein Kurbelgehäuse ansaugt, während das überfettete Kraftstoff-Luft-Gemisch in das Kurbelgehäuse des Spülkolbens gesaugt wird.
6. Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als U-Zylindermotor ausgebildet und die zwischen den Kurbelwangen liegende mittlere Schwungscheibe als Steuerorgan für das überfettete Kraftstoff-Luft-Gemisch ausgebildet ist.
7. Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als U-Zylindermotor ausgebildet ist und das Mittellager zwischen den beiden Kurbelgehäusen als Steuerorgan (Drehschieber) für die Steuerung des überfetteten Kraftstoff-Luft-Gemisches ausgebildet ist. B.
Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Motor als Gegenkolbenmotor ausgebildet ist und der das überfettete Kraftstoff-Luft-Gemisch steuernde Spülkolben einen wesentlich kleineren Hub als der Auslaßkolben hat. g.
Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch i und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülkolben sehr stark nacheilt und das überfettete Kraftstoff - Luft - Gemisch steuert, während der voreilende Auslaßkolben die Vorluft fördert. io.
Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das überfettete Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht durch das luftansaugende Kurbelgehäuse strömt, sondern direkt in den Spülzylinder übertritt. i i.
Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch 1 und io, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertritt des überfetteten Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Zylinder durch besondere Steuerorgane, wie Drehschieber oder Ventile, zeitlich derart gesteuert wird, daß es erst nach der von dem einen Kurbelgehäuse angesaugten Luft in den Spülzylinder übertreten kann.
12. Doppelkolben-Zweitaktmotor nach Anspruch 8 und g, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkanäle so angeordnet sind, daß die Luftspülströme den Gemischladestrom seitlich begrenzen und gegen die Auslaßkanäle abschirmen. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 53o 687.