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Drehschiebersteuerung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
eine Drehschiebersteuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen mit einem für nur einen
Zylinder bestimmten, zwischen Kurbelkammer und Zylinder angeordneten Drehschieber.
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Es sind Drehschiebersteuerungen für Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt,
bei denen das Überströmen des Frischgasgemisches aus dem Kurbelgehäuse in den Zylinderraum
während des Aufwärtsganges des Kolbens erfolgt. Bei diesen besitzt der Drehschieber
nur einen einzigen Durchlaß, so daß die Kurbelkammer nicht genügend lange Zeit mit
dem Zylinderraum verbunden ist. Dies hat zur Folge, daß die Füllung des Explosionsraumes
mit Frischgasen nicht in dem enwünschten Maße erfolgt, da ein Nachladen vermittels
der Strömungsernergie des Überströmgases so gut wie unmöglich ist.
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Die richtigen Überströmzeiten allein könnten zwar mit Hilfe eines
Schiebers mit nur einer Öffnung in Verbindung mit dem Kolben in der gewünschten
Weise erzielt werden, und es könnte das Einsaugen des Frischgases in die Kurbelkammer
beispielsweise wie üblich durch ein Kolbenfenster o. dgl. gesteuert werden. Die
Steuerung des Frischgaseinlasses durch -den Kolben hat aber den Nachteil, daß die
Offnungs-und Schließungszeiten zu den Totpunktlagen des Kolbens symmetrisch liegen.
Es läßt sich daher nicht ein Frischgaseinlaß erzielen, dessen Beginn mit dem Ende
des Auspuffes zusammenfällt, also sehr erheblich hinter der unteren Totpunktlage
liegt, während das Ende schon kurz nach der oberen Totpunktlage erreicht wird.
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Weiterhin sind Steuerungen bekannt, bei denen der Einlaß des Frischgases
vom Arbeitskolben gesteuert wird, das Schließen dagegen durch einen Drehschieber
erfolgt. Auch bei diesen Anordnungen beginnt das Überströmen des Frischgases erst
nach dem unteren Totpunkt, also beim Aufwärtsgang des Kolbens, so daß ebenfalls
kein Nachladen erfolgt.
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Durch die Erfindung ist eine Drehschiebersteuerung geschaffen, mit
der eine verhältnismäßig lange Überströmzeit des Frischgases und damit ein wirksames
Nachladen erzielt wird. Diese Maßnahme hat eine bedeutende Steigerung der Leistungsfähigkeit
des Motors zur Folge. Die fortschrittliche Wirkung wird erreicht durch voneinander
unabhängige und zu den Totpunktlagen unter beliebigen Steuerwinkeln stehende Anfangs-
und Schlußpunkte des Einlasses und des Überströmens der Frischgase. Das wesentliche
Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der zwei voneinander unabhängige Kanäle
besitzende Drehschieber mit dem einen Kanal nur den Gaseinlaß in, die Kurbelkammer
und mit dem anderen Kanal die Überströmung des Frischgases aus der Kurbelkammer
in den Zylinder derart steuert, daß der Überströmkanal später als der durch den
Kolben freigegebene Auslaß, jedoch vor dem unteren Totpunkt, geöffnet wird, während
der Abschluß des Überströmkanals nach Schließen des Auslasses
durch
den Kolben und nach der Eröffnung des Einlasses der Frischgase in das Kurbelgehäuse
durch den Kolben erfolgt und der Einlaßkanal nach der oberen Totpunktlage des Y,0:
bens abgeschlossen wird. Auf diese Weise wi@cir eine gute Nachladung des Zylinders
erzielt3 '.' In den Abbildungen ist die Erfindung bei=` spielsweise dargestellt.
Es zeigen: Abb. i einen Längsschnitt durch die Zweitaktbrennkraftmaschine, Abb.
2 eine schematische Ansicht des Drehschiebergehäuses mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen,
Abb. 3 einen Schnitt durch den Drehschieber nach der Linie A-A der Abb. 2, Abb:
q. einen Schnitt durch den Drehschieber nach der Linie B-B der Abb. 2, Abb. 5 das
Schaubild der erfindungsgemäßen Steuerung, Abb. 6 und 7 verschiedene Kurbel- und
Schieberstellungen.
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Zwischen das Kurbelgehäuse i und den Zylinder 2 ist parallel zur Kurbelwelle
3 ein Drehschieber q. geschaltet; der mit derselben Drehzahl wie die Kurbelwelle
umläuft und von dieser durch Zahnräder oder Kettentrieb angetrieben wird. Der Drehschieber
q. ist als Hohlzylinder ausgebildet, dessen eines Ende durch einen Boden 5 abgeschlossen
ist, während das andere Ende mit dem Vergaser 6 verbunden ist. Der Mantel des Drehschiebers
ist an einer Stelle eingebuchtet, so daß eine muldenförmige Vertiefung 7 entsteht,
und an einer darunterliegenden Stelle weist er eine rechteckige Öffnung 8 auf, deren
Größe die Einströmzeit des Frischgases vom Vergaser 6 zum Kurbelgehäuse i bestimmt.
Im Drehschiebergehäuse 9 ist ein Kanal io vorgesehen, der in das Kurbelgehäuse mündet,
und ferner ein Kanal ii, an den sich ein zum Zylinder 2 führender Überströmkanal
12 anschließt. Die obere Abschlußkante 13 des Überströmkanals 12 liegt höher als
die obere Abschlußkante 14 des Auslaßkanals 15, so daß der Überströmkanal i2 noch
etwas offen ist, wenn der Kolben 16 den Auslaßkanal 15 bereits abgedeckt hat. Ferner
weist das Drehschiebergehäuse noch einen dritten Kanal 17 auf, der ebenfalls in
die Kurbelkammer i mündet.
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Die Wirkungsweise des Zweitaktmotors mit Drehschiebersteuerung ist
folgende: Angenommen der Kolben 16 befindet sich in seiner unteren Totlage (Abb.
i), so strömt bereits das vorverdichtete Brermstoffluftgemisch aus der Kurbelkammer
i durch den Kanal :[o über die Mulde 7 des Drehschiebers in den Überströmkanal 12
und in. den Zylinder 2, während die Abgase durch den Auslaß 15 austreten bzw. ausgespült
werden. Beim Aufwärtsgang des Kolbens 16 werden zunächst der Auslaß 15 und dann
der Überströmkanal-12 abgedeckt. Inzwischen hat der hochgehende Kolben in der Kurbelkammer
einen Unterdruck erzeugt, so daß durch die ungefähr zur Zeit des Auslaßabschlusses
eintretende Verbindung zwischen dem Vergaser 6 und dem Kurbelgehäuse i über die
':-Öffnung 8 und den Kanal 17 Frischgase ein-. jgQsaugt werden. Nach Abschluß des
Über-:strömkanals 12 erfolgt in der üblichen Weise die Verdichtung der Gase, ihre
Zündung und Verbrennung. Der Gaseinlaß in die Kurbelkammer erstreckt sich etwas
über die obere Kolbentotlage hinaus. Beim Abwärtsgang des Kolbens wird das in der
Kurbelkammer enthaltene, verhältnismäßig große Gasvolumen vorverdichtet, so daß
während der folgenden Überströmperiode viel Gas in den Zylinder eintreten kann,
zumal die Auslaßperiode zeitlich kürzer bemessen ist und günstig verschoben liegt.
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Abb. 6 zeigt die Stellung der Motorenkurbel und des Drehschiebers
bei Überströmanfang, Abb. 7 bei Überströmende.
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Die Vorteile der Erfindung ergeben sich bestinders deutlich durch
das Steuerdiagramm nach Abb. 5. Die vom Mittelpunkt des Kreises ausgehenden Linien
geben jeweils die Kurbelstellung des Motors an, und zwar bedeutet EA den Einlaßanfang,
EE das Einlaßende, UA den
Überströmanfang, ÜE das Überströmende, AA den Auslaßanfang
und AE das Auslaßende.
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Wie ersichtlich, umfaßt EA bis EE einen verhältnismäßig großen Winkel,
der in der Hauptsache vor Erreichung des oberen Totpunktes liegt, so daß während
eines großen Teiles des Kolbenaufwärtsganges Frischgase vom Vergaser her eingesaugt
werden. Diese Gasmenge, die beim Abwärtsgang verdichtet wird, ermöglicht dann später
beim Überströmen in den Zylinder dessen Füllung mit mehr Gas, als es bei den bekannten
Anordnungen der Fall ist, so daß die Leistungsfähigkeit des Motors erheblich gesteigert
wird.
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Diese größere Füllung des Zylinders wird aber auch noch dadurch erzielt,
daß die Überströmperiode günstiger als bei den bisher bekannten Motoren gelagert
ist. Wie aus dem Schaubild zu ersehen ist, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Steuerung
zuerst das Absperren des Auslasses und dann erst das Abdecken des Überströmkanals,
so daß mehr Frischgas in den Zylinder gelangt und ein gutes Nachladen erreicht wird.
Die obere Abschlußkante 13 des Überströmkanals wirkt also nicht als. Steuerkante.