DE864476C

DE864476C - Gemischverdichtende Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit einstellbarer Kompression und Selbstzuendung

Info

Publication number: DE864476C
Application number: DEP13148D
Authority: DE
Inventors: Hermann Teegen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-07-25
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-01-26

Description

Gemischverdichtende Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit einstellbarer Kompression und Selbstzündung Die Erfindung betrifft eine gemischverdichtende Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinemit einstellbarer Kompression und Selbstzündung.
Es sind selbstzündende Zweitäkt-Verbrennungskraftmaschinen bekannt, bei denen das Kraftstoff-Luft-Gemisch zunächst im Kurbelgehäuse gebildet und dann am Kolben vorbei nach dem Verbrennungsraum gelangt. Dabei sind in der Zylinderwandung die notwendigen Überströmkanäle vorgesehen, damit das Kraftstoff-Luft-Gemisch zum geeigneten Zeitpunkt von dem Kurbelgehäuse in den Verbrennungsraum treten kann. Man hat dabei auch vorgeschlagen, einen Gegenkolben anzuwenden, der mittels einer Schraubenspindel axial verstellbar ist, um damit den Kompressionsraum zu. ändern und den Kompressionsdruck zu verstellen. Es hat sich aber gezeigt, daß diese Maschinen schon nach kurzer Zeit sich festfressen, da die Kolben zu heiß werden und andererseits nicht die genügende Schmierung vorhanden ist. Außerdem ist es notwendig, den Kompressionsdruck und damit den Zündzeitpunkt laufend zu regeln,.
Gemäß der Erfindung treten der Kraftstoff und die Luft ebenfalls in das Kurbelgehäuse ein. Dabei wird der Kraftstoff durch die umlaufenden Maschinenteile zerstäubt. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Zylinder und dem Kolben ein von außen bedienbares axial verschiebbares Regelglied eingeschaltet, welches in der Längsrichtung verlaufende Überströmkanäle besitzt. Das im Kurbelgehäuse mechanisch vorbereitete Kraftstoff-Luft-Gemisch gelängt durch die Überströmkanäle des Regelgliedes in den einstellbaren Kompressionsraum. Dabei gleitet das Kraftstoff-Luft-Gemisch auf seinem Wege vom Kurbelgehäuse zum einstellbaren Kompressionsraum am Kolben entlang. Infolge direkter Berührung mit dem Kolben bzw. der Zylinderwand und des damit verbundenen Wärmeaustausches erwärmt sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch. Gleichzeitig wird der Kolben gekühlt. Es tritt also nach der mechanischen Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Kurbelgehäuse die weitere thermische Aufbereitung hinzu.
Im Kompressionsraum gelangt das nunmehr auch thermisch vorbereitete Kraftstoff-Luft-Gemisch bei richtiger Einstellung des Verdichtungsverhältnisses zur Selbstzündung.
Gemäß der Erfindung ist ferner das einstellbare und den Zündzeitpunkt regelnde Glied als eine im Zylinderblock axial verschiebbare Zylinderbüchse ausgebildet. Es besteht die Möglichkeit, die axiale Verschiebung der Zylinderbüchse durch Steuerglieder vornehmen zu lassen, die im Arbeitstakt der Maschine von der Kurbelwelle beeinflußt werden. Zwecks Überströmens des Kraftstoff-Luft-Gemisches vom Kurbelgehäuse zum Verbrennungsraum sind die Überströmkanäle als in der verschiebbaren Zylinderbüchse vorgesehene, in der Längsrichtung verlaufendeAusschnitte ausgebildet. Der Erfindungsgedanke kann noch dadurch weiter ausgestaltet werden, daß die oben geschlossene Zylinderbüchse in der oberen Totpunktlage des Kolbens eine gegenläufige Bewegung zum Kolben ausführt. Damit wird die Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch eine schlagartige Verkleinerung des Kompressionsraumes unterstützt. Beim Verdichtungshub kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Zylinderbüchse allmählich vor dem Kolben ausweicht. Die schlagartige gegenläufige Bewegung derZylinderbüchse in der oberen Totpunktlage des Kolbens wird vorzugsweise durch Auslösung einer während des Verdichtungshubes des Kolbens gespannten Feder od. dgl. erzeugt. . ' Zur Herbeiführung der Bewegungen der im Zylinderblock axial verschiebbar gelagerten Zylinderbüchse können verschiedene Elemente herangezogen werden. Es kann die Steuerung durch die Nockenscheibe erfolgen, die auf der Kurbelwelle angeordnet ist und auf ein mit der Zylinderbüchse gekuppeltes federbelastetes Gestänge einwirkt.
Weitere Einzelheiten sind im folgenden beschrieben und zeichnerisch dargestellt. Es zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch den Motor mit in der oberen Totpunktlage befindlichen Kolben, Fig. a einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt durch den Motor, wobei sich der Kolben in der unteren Totpiuiktlage befindet und Fig. q. einen Schnitt in Richtung der Linie C-D durch Fig. 3.
Der Kolben a des Motors ist verschiebbar in einer Zylinderbüchse b angeordnet, die als eine einseitig geschlossene und axial verschiebbare Zylinderlaufbüchse ausgebildet ist und dabei axial verschiebbar in dem äußeren Zylinderblock c geführt ist. Die axiale Verschiebung der Zylinderbüchse b erfolgt durch einen entsprechenden Druck auf ihren Zylinderdeckel.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen erfolgt die Steuerung der Bewegung der Zylinderbüchse b durch eineaufderKurbelwelledbefestigte Nockenscheibe f, g, auf deren Umfang die Rolle 1z eines in einem Rohr i verschiebbar gelagerten Stößels j abrollt. In den Stößel i ist eine Schubstange k mittels eines Kugelzapfens m gelagert. Der Kugelzapfen m steht dauernd unter der Einwirkung einer Druckfeder n, die beim Ablaufen der Rolle h auf den Nocken g gespannt wird. Als Widerlager für die Schraubenfeder n dient eine Druckschraube o, die in das obere Ende des Rohres i eingeschraubt ist und es ermöglicht, der Feder n die jeweils gewünschte Vorspannung zu geben. Die Schubstange k ist durch einen Zapfen P mit einem zweiarmigen Hebel q verbunden, der um einen im Kopf einer Führungsstange x gelagerten Zapfen a schwingt und im mittleren Teil mit der Zylinderbüchse b gelenkig verbunden ist.
Die Zylinderbüchse b ist mit zwei um 18o° gegeneinander versetzten Längsschlitzen t versehen, die die Überströmkanäle bilden.
U ist die Eintrittsöffnung für das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinderblock c bzw. das Kurbelgehäuse.
Die Wirkungsweise ist folgende: In der oberen Totpunktlage des Kolbens a (Fig. i) strömt das Kraftstoff-Luft-Gemisch von einem nicht dargestellten Vergaser oder einer Zumeßvorrichtung durch die Öffnung zz in das Kurbelgehäuse, wo der Kraftstoff durch die umlaufenden Teile zerstäubt wird. Das entstehende Kraftstoff-Luft-Gemisch wird wie bei den bekannten Zweitaktmaschinen bei der Bewegung des Kolbens a von der oberen nach der -unteren Totpunktlage vorverdichtet. Während der Kolben a nach unten geht, strömt das vorverdichtete Gemisch durch die Überströmkanäle t aus dem Kurbelgehäuse in den oberen Teil der Zylinderbüchse b. Gleichzeitig gehen von dem vorhergehenden Explosionsvorgang die verbrannten Gase durch die Auspufföffnung w in das Freie. Nach der Umkehr des Kolbens a und Überfahren des Auspuffkanals w wird das vorverdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch weiter verdichtet. Gleichzeitig läuft die Rolle k auf den Nocken g der Nockenscheibe f auf und drückt dabei die Schubstange k entgegen der Spannung der Federn zurück, so daß der Hebel q geschwenkt wird, und damit die Zylinderbüchse b vor dem Kolben a ausweicht. In der oberen Totpunktlage des Kolbens a (Fig. i) ist damit der Verdichtungsraum x gegeben. Das in diesem Verdichtungsraum x befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch braucht dabei nur so weit vorverdichtet zu sein, wie bei einem fremdzündenden Motor. Es kann allerdings auch eine höhere Verdichtung aufweisen. Im Zeitpunkt der Zündung läuft die Rolle 1a plötzlich von dem Nocken g ab. Durch die Spannkraft der Feder n erfolgt eine schlagartige rückläufige Bewegung der Zylinderbüchse b und somit eine plötzliche erhebliche Verkleinerung des Verdichtungsraumes x. Die dadurch bewirkte weitere Verdichtung führt eine sofortige Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches herbei. Damit wird vor allem auch bei niedriger Umdrehungszahl eine sichere Zündung gewährleistet und ein günstiges Startverhalten des Motors erzielt. Die Bewegung der Zylinderbüchse b kann auch in anderer Weise erfolgen. Es braucht keine mechanische Steuerung zu sein. Die Steuerung kann auch durch Hand erfolgen, unter Zwischenschaltung geeigneter Kraftübertragungsglieder.
Durch die Anordnung der Überströmkanäle t in der Zylinderbüchse b wird der Kolben a in seiner ganzen Länge beiderseits von dem Kraftstoffgemisch umspült und wirksam gekühlt. Andererseits wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch gleichzeitig weiter erwärmt, so daß damit eine thermische Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gegeben ist.
Die Anordnung zeigt die Möglichkeit eines konstanten Betriebes, wobei der Vorteil gegeben ist, den Kolben a in der Zylinderbüchse b mit einer sehr genauen Passung zu versehen. Kolbenringe können wegfallen. Damit wird der Verschleiß der Zylinderbüchse auf ein Minimum herabgesetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gemischverdichtende Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit einstellbarer Kompression und Selbstzündung, bei welcher der Kraftstoff und die Luft nach dem Einführen und dem mechanischen Zerstäuben im Kurbelgehäuse als Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Verbrennungsraum gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den Kolben und den Zylinder geschaltetes von außen bedienbares, axial verschiebbares Regelglied mit Längskanälen versehen ist, durch die das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dichter Berührung an der Oberfläche des Kolbens entlang gleitet, sich durch Wärmeaustausch erwärmt und den Kolben kühlt, bis es nach dem Übergang in den durch das Regelglied laufend einstellbaren Verdichtungsraum zur Selbstzündung gelangt.
2. GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch' i, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zündzeitpunkt regelnde Glied als eine im Zylinderblock (c) axial verschiebbare Zylinderbüchse (b) ausgebildet ist.
3. GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Regelung des Zündzeitpunktes dienende axiale Verschiebung der Zylinderbüchse durch Steuerglieder (f, g, h, j, k und q) erfolgt, die im Arbeitstakt der Maschine von der Kurbelwelle (d) beeinflußt werden. q..
GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkanäle für das im Kurbelgehäuse vorbereitete Kraftstoff-Luft-Gemisch nach dem Verbrennungsraum (x) als in der verschiebbaren Zylinderbüchse (b) vorgesehene in der Längsrichtung verlaufende Ausschnitte (t) ausgebildet sind.
5. GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die oben geschlossene Zylinderbüchse (b) in der oberen Totpunktlage des Kolbens eine gegenläufige Bewegung zum Kolben ausführt und damit die Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch schlagartige Verkleinerung des Kompressionsraumes (x) unterstützt.
6. GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oben geschlossene Zylinderbüchse (b) beim Verdichtungshub allmählich vor dem Kolben (a) ausweicht.
7. GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schlagartige gegenläufige Bewegung der Zylinderbüchse (b) in der oberen Totpunktlage des Kolbens (a) durch Auslösung einer während des Verdichtungshubes des Kolbens gespannten Feder od. dgl. (n) erzeugt wird. B. GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Artspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der im Zylinderblock (c) aXial verschiebbar gelagerten Zylinderbüchse (b) durch eine Nockenscheibe od. dgl. (f, g) gesteuert werden, die auf der Kurbelwelle (d) angeordnet ist und auf ein mit der Zylinderbüchse (b) gekuppeltes, federbelastetes Gestänge (k, q, r) einwirkt. g. GemischverdichtendeZweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Nockenscheibe (f, g) die Rolle (h) eines in einer Führung (i) axial verschiebbaren Stößels (j) abrollt, in welchem eine unter der Einwirkung einer Druckfeder (n) stehenden Schubstange (k) für das mit der Zylinderbüchse (b) gekuppeltes Gestänge (k, q, y) gelagert ist. Angezogene Druckschriften Schweizerische Patentschriften Nr. 129 373, 98 877: deutsche Patentschrift Nr. 667 00i.