DE2308127C3 - Zweitaktbrennkraftmaschine mit zwei bzw. drei Kompressionsräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betriffi eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Einlaßöffnungen für Gemisch und Luft und einer öffnung zum Auslaß für Abgase, die entsprechend der Hin- und Herbewegung eines Arbeitskolbens in einem Zylinderraum mittel- oder unmittelbar steuerbar sind, wobei an einer Stirnseite des Arbeitskolbens ein Arbeitsraum, der mit einer Zündsinrichtung versehen ist und an der anderen Stirnseite dt3 Arbeitskolbens über einer Zylinderstirnwand ein erster Kompressionsraum und an einer Kolbenstange des Arbeitskolbens mit Abstand ein Kompressionskolben angeordnet sind und die Kolbenstange durch die Zylinderstirnwand geführt ist, wobei ein zweiter Kompressionsraum an der Oberseite des Kompressionskolbens über eine öffnung gesteuert mit einem Einlaß für Luft in Verbindung steht sowie eine Auslaßleitung aufweist, die durch ein Rückschlagventil beherrscht ist.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine solche Maschine, bei der die Auslaßleitung über eine Überströmleitung mit dem Arbeitsraum verbunden ist, we"n der Arbeitskolben sich im unteren Totpunkt befindet

Eine Zweitakt-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 23 81 832 bekannt. In dieser Maschine hat die Zylinderstirnwand beträchtliche Stärke und sie bildet einen kleinen zylinderartigen Durchgang, in dessen Bereich die Kolbenstange einen entsprechend aufgeweiteten Querschnitt besitzt. Unter dem Arbeitskolben komprimierte Luft wird dabei in dem Durchgang gesammelt und erst in seinem unteren Bereich zu einem Injektor-Mischventil freigegeben, so daß mittels dieser komprimierten Luft Gemisch gebildet wird und ein erheblicher Druck dafür erreichbar ist. Die über dem Kompressionskolben im zweiten Kompressionsraum komprimierte Luft wird in einer Leitung gesammelt und unter Steuerung des Arbeitskolbens als SpUiluft freigegeben, so daß die Abgase ausgetrieben

werden. Die bekannte Zweitakt-Maschine soll durch diese Ausführungen Funktionen erfüllen, die normalerweise durch eine Viertakt-Maschine durchgeführt werden. Das Spülen wird ohne besondere Kolbenbewegung vollzogen und ferner eine gewisse Überladung erreicht Dabei wird aber zugleich das Gemisch mit beeinflußt

Aus der DE-PS 8 54 288 ist eine Viertakt-Brennkraftmaschine mit Arbeitskolben und Kompressionskolben bekannt Beide Kolben sind an einer gemeinsamen Kolbenstange in getrennten Zylindern geführt und der Kompressionskolben ist zur Verdichtung von Ladeluft vorgesehen. Diese Maschine besitzt eine zusätzliche Quelle für Zusatzluft und zwischen dieser Quelle und einem Sammelraum für die komprimierte Ladeluft ist eine Schiebersteuerung angeordnet, damit die Ladeluft in der Einlaßperiode der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Der Zweck liegt immer auch durch die räumliche Ausführung und Steuerung bedingt, zugleich in einer besonderen Entleerung, Kühlung und Spülung der Zylinder durch Ladeiuii- und Zusatzluftzufuhr unter Verwendung wenigstens je eines gleichen Steue, organs.

Eine Brennkraftmaschine nach dem Otto-Prinzip gemäß US-PS 10 17 592 besitzt zwei Arbeitskolben an einer Kolbenstange innerhalb miteinander fluchtender Zylinder, wobei die Unterseite des einen Arbeitskolbens als Kompressionskolben wirkt so daß damit über der Zylinderstirnwand zwischen den Zylindern ein Kompressionsraum vorhanden ist. Beim Saughub wird dem jeweiligen Arbeitsraum zusätzlich eine gekühlte Ladung in der Nähe des Endes des Saughubes zugeführt. Dabei genügt für beide Arbeitsräume ein Kompressionsraum, der wechselweise an die Arbeitsräume angeschlossen wird.

Ein kompressorloser Zweitakt-Dieselmotor nach der DE-PS 4 79 193 hat einen Kurbelkasten, an den zusätzlich eine Pumpe angeschlossen ist, die von der Kurbelwelle angetrieben wird und deren Arbeitstakt gegenüber dem des Arbeitskolbens versetzt ist. Der Kompressionsnolben der Pumpe eilt nach; er wirkt sowohl in einem Kompressionsraum an seiner Stirnseite am Kolbenboden als auch in dem Kurbelkasten, von dem ein unmittelbar auf die Einspritzdüse gerichteter Spülkanal ausgeht Der Zweck liegt in einer erhöhten Luftladung an der Einspritzdüse, damit diese mit Sicherheit von Frischluft umlagert wird.

In dem älteren Patent 21 56 586 ist eine Viertakt-Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei welcher ein erster Kompressionsraum durch eine Überströmleitung mit dem Arbeitsraum verbunden ist, diese Überströmleitung selbst aber unter einer Ventilsteuerung mit dem Auslaß für Abgase verbunden ist Diese Ausführung hat den Zweck, die Nachverbrennung zu verbessern, indem die Überströmleitung nach dem Arbeitshub des Arbeitskolbens an den Auslaß für Abgase angeschlossen wird. Dadurch werden Luftvolumina zum Nachladen und zur Nachverbrennung im Auslaß für Abgase geliefert. Zu diesem Zweck ist aber eine besondere Ventilsteuerung erforderlich und eine Spülung tritt nicht auf,

Bei den bereits bekannten Ausführungen ist die direkte Verbindung der Auslaßleitung mit einer Überströmleitung nicht bekannt sondern allenfalls eine Luftzuführung durch den Arbeitsraum als Spülluft.

Der Erfindung Siegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweitakt-Brennkraftmaschine der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß eine verbesserte Abgasverbrennung ohne zusätzliche Pumpenaggregate erreicht werden soll, ohne daß dabei aber die Möglichkeit einer Ladungsvorverdichtung oder auch Überladung beeinträchtigt wird, sondern vielmehr gewahrt bleibt

Diese Aufgabe wird in einer Ausführungsform gemäß einleitenden Ausführungen der Beschreibung mit einer durch ein Rückschlagventil beherrschten Auslaßleilung im Zusammenhang mit dem zweiten Kompressionsraum an der Oberseite des Kompressionskolbens dadurch gelöst, daß die Auslaßleitung mit dem Auslaß für Abgase in Verbindung steht Hierbei wird die Luftführung durch das Rückschlagventil gewährleistet Damit wird eine Zweitakt-Brennkraftmaschine geschaffen, durch welche ohne zusätzliches umsteuerbares Ventil immer eine Luftanreicherung im Auslaß möglich ist, ohne daß dazu komplizierte, umzusteuernde Mittel erforderlich sind.

Bevorzugt wird bei dieser Ausführung, daß der zweite Kompressionsraum nur eine öffnung aufweist an die ein mit einem Ventil versehener "v.nlaß und die Ausiaßleiiung angeschlossen sind. Hierdirch wird der Aufbau wesentlich vereinfacht Einbezogen wird bei dieser Brennkraftmaschine zweckmäßig, daß der Arbeitsraum durch eine Überströmleitung mit dem ersten Kompressionsraum verbunden ist, der an einen zweiten, durch ein Ventil gesteuerten Einlaß angeschlossen ist Dadurch wird ohne besondere Mittel außer der Luftanreicherung im Auslaß auch eine Spülung bzw. Überladung erreicht, wobei zweckmäßig einbezogen wird, daß der zweite Einlaß an eine Gemischquelle angeschlossen ist.

Bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine, bei der die Auslaßleitung über eine Überströmleitung mit dem Arbeitsraum verbunden ist, wenn sich der Arbeitskolben im unteren Totpunkt befindet, sieht die Erfindung vor, daß die Auslaßleitung, durch ein Rückschlagventil gesteuert, mit der Überströmleitung in Verbindung steht, welche den Arbeitsraum zugleich mit einem dritten Kompressionsraum an der Unterseite des Kompressionskolbens verbindet, dem aus einem zweiten Einlaß in die Überströmleitung Medium zuführbar ist, welches Gemisch oder Luft ist. Hierdurch werden Vorverdichtungen, Überladung und Spülung in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht, wobei zur Steuerung in Abhängigkeit von Arbeitstakten lediglich druckabhängig arbeitende Ventile vorgesehen sind.

Bevorzugt wird dabei, daß ein dritter ventilgesteuerter Einlaß jeweils für ein in bezug zum zweiten Einlaß anderes Medium vorgesehen ist und das Rückschlagventil bei Auslassen komprimierter Luft aus dem zweiten Kompressionsraum in die Überströmleitung in Verbindung mit dem zweiten Einlaß sperrt. Dabei ist als besonders zweckmäßig vorgesehen, daß ein Ventil zwischen einer Zugangsöffnung des dritten Kompressionsraumes und dem zweiten Einlaß vorgos^hen ist, welches im Ansaugtakt des dritten Kompressionsraumes die Überströmleitung absperrt und den Durchgang vom zweiten Einhß zum dritten Komp'ressionsraum freigibt und im Kom^ressionstakt des dritten Kompressionsraumes den zweiten Einlaß von einem Durchgang zwischen der Öffnung und der Überströmleitung absperrt.

In einer Ausführungsform ist dabei der zweite Einlaß an Luft angeschlossen und der dritte Einlaß für Gemisch mündet über dem im unteren Totpunkt befindlichen Arbeitskolben in den Arbeitsraum. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der zweite Einlaß an eine Gemischquelle angeschlossen und der dritte Einlaß

für Luft mündet über der Zylinderstirnwand in den Arbeitsraum.

Dadurch sind kompakte Maschinenausführungen möglich.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist unter dem Kompressionskolben eine zusätzliche Zylinderstirnwand zur Bildung des dritten Kompressionsraumes vorgesehen und das dem zweiten EinlaO ?<!<7enrHnetp Ventil isl als Rürksrhlapvenfil ausgeführt

Die Erfindung schafft bei dieser Ausführungsform eine Brennkraftmaschine, bei der drei Kompressionsräume zur Komprimierung von Luft vorgesehen sind, die in den Arbeitsraum einspeisbar ist. wobei hiervon zwei Kotnpressionsräume Luft zu dem Auslaß führen und der dritte einer Überladung des Arbeitsraumes dient.

Die Erfindung wird im folgenden anhand vnn AVUSIUIlI UllgSUClSpiciC

fe in einer Richtung Anfang oder Ende eines Kolbenhubes schneller als die anderen Kolbenhubbewegungen im Gegentakt erfolgen. Bei der angegebenen Neigung der Kurbelschleife 7, die bevorzugt wird, und einer Drehrichtung im Sinne des eingezeichneten Pfeils 8 ergibt sich eine schnellere Anfangs-Abwärtsbewegung der Kolbenstange 6 im Vergleich zum Betrieb mit einer rechtwinklig zur Kolbenstange angeordneten Kurbelschleife, so daß eine besonders starke Ausnutzung Hos Arbeitshubes stattfindet. Diese Charakteristik ist T^r die verschiedenen Ansaug- und Ausstoßhübe der vorgesehenen Kolben wesentlich.

Die Zylindergehäuse haben jeweils in ihrer 7y!inderkopfwand 9, die den sogenannten Arbeitsraum 10 abschließt, eine Zündkerze M₁ die in bekannter Weise vor jedem Arbeitshub gezündet wird. An der Kolbenstange ist immer ein Arbeitskolhen 12 befestigt, üb; ·

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dargestellt sind. Die Zeichnung stellt jeweils im wesentlichen schematisch Ausführungsformen von Zweitaktmotoren dar, ohne daß eine Beschränkung auf diese Ausführungsformen beabsichtigt ist. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform, welche insbesondere zur Nachverbrennung beiträgt und zugleich in einer besonderen Ausführungsform gute Aufladung des Arbeitsraums ermöglicht,

Fig. 2 die Ausführungsform nach K ig. 1 in der anderen Arbeitsstellung,

F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsform, bei welcher eine zusätzliche Luftanreicherung auch für den Arbeitshub erreicht wird,

F i g. 4 die Ausführungsform nach F i g. 3 in der anderen Arbeitsstellung, wobei eine Abweichung hinsichtlich der Ventile gezeigt ist,

Fig.5 eine Ausführungsform mit einer Gemischvorverdichtung und einer Frischiuftspülung in den Auslaß,

Fig.6 eine weitere Ausführungsform mit einem zusätzlichen Kammersystem, bei welchem eine zusätzliche Frischluftspülung in den Auslaß stattfindet.

In allen Figuren sind nur die zur Erläuterung der Funktion wesentlichen Teile dargestellt.

Bezüglich der Figuren wird darauf hingewiesen, daß diese jeweils einen Mittelschnitt durch einen Zweitaktmotor darstellen, wobei die Schnittebene senkrecht zur Kurbelstange liegt und eine Kolbenanordnung schneidet, wozu bemerkt wird, daß an sich in üblicher Weise auch Mehrzylindermaschinen einbezogen werden, bei denen mehrere derartige Zylinderanordnungen senkrecht zur Zeichnurgsebene hintereinander, gegebenenfalls auch V-förmig versetzt zueinander angeordnet sind.

In den F i g. 1 bis 6 sind alle Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Das Zylindergehäuse 1 ist unten vor der Kurbelwelle 2 mit der Kurbel 3 durchsetzt Der Kurbelzapfen 4 ist in einem Stein 5 geführt, welcher rhombenartig geformt ist und in einer schräg zur Kolbenstange 6 gerichteten, aber fest an ihr angeordneten Kurbelschleife 7 hin- und hergeht Die schräge Anordnung der Kurbelschleife bzw. des in ihr vorgesehenen Schlitzes führt nicht nur zur Erleichterung der Totpunktüberwindung, weil bei einer Ausrichtung der Kolbenstange 6 und der Kurbel 3 zu ihr bei einer Belastung eine seitliche Komponente auf die Kurbelschleife ausgeübt wird, sondern es wird auch eine besondere Charakteristik hinsichtlich der Kolbenhübe bezüglich Auf- und Abwärtsbewegung dahingehend erzeugt, daß je nach der Neigung der Kurbelschlei- ist. Unterhalb des unteren Totpunktes des Kolbens 12, dargestellt in den Fig.2, 4 und 5, befindet sich im Zylindergehäuse eine Zylinderstirnwand 13, welche eine Durchführung 14 für die Kolbenstange 6 aufweist. In der Durchführung sind nicht dargestellte, an sich bekannte Füh, ungs- und/oder Dichtungsmittel angeordnet.

Im Zylindergehäuse ist jeweils ein Auslaß 15 vorgesehen, und zwar mit seiner öffnung 16 derart in das Zylir uergehäuse einmündend, daß die öffnung 16 freigegeben wird, wenn sich der Arbeitskolben 12 in seinem unteren Totpunkt befindet Am Auslaßstutzen 17 ist eine zweite Zündkerze 18 vorgesehen, die im richtigen Arbeitstakt zur Nachverbrennung der durch den Auslaß abströmenden Gase gezündet wird.

Weiterhin mündet unterhalb der Zylinderstirnwand 13 in das Zylindergehäuse jeweils ein erster Einlaß 19 mit einer öffnung 20. Im Einlaß ist ein Ventil 21 angeordnet, das jeweils nach innen, d. h. in das Zylindergehäuse, öffnet, jedoch in verschiedener Weise ausgeführt sein kann. Darauf wird bei der speziellen Beschreibung der verschiedenen Figuren noch Bezug genommen.

Bei den Ausführungen nach den F i g. 1 bis 4 ist ein zweiter Einlaß 22 so angeordnet, daß er über der Zylinderstirnwand 13 in das Zylindergehäuse mündet. Dieser zweite Einlaß ist ebenfalls mit einem Ventil 23 versehen, welches in verschiedener Weise ausgeführt sein kann, jeweils aber immer in das Innere des Zylindergehäuses öffnet und nach außen sperrt.

In jeder Ausführungsform befindet sich an der Kolbenstange wenigstens ein zweiter Kompressionskolben 24, der wie der Arbeitskolben 12 mit Führungsmitteln bzw. Kolbenringen oder dergleichen ausgestattet sein kann. Im oberen Totpunkt schließt dieser Kompressionskolben 24 immer den ersten Einlaß 19 ab.

Anstelle des zweiten Einlasses 22 in F i g. 1 bis 4 ist in den F i g. 5 und δ ein zweiter Einlaß 25 mit Abstand unterhalb der Zylinderstirnwand 13 angeordnet Der Stutzen 26 des zweiten Einlasses ist mit einer Ventilanordnung 27 versehen, die in verschiedener Weise ausgeführt sein kann, wie noch beschrieben wird, aber immer nach innen öffnet

Es sei bemerkt daß g'imäß Fig.6 eine zusätzliche Zylinderstirnwand 28 mit einer Durchführung 29 mit Führungs- und Abdichtungsmitteln für die Kolbenstange 6 vorgesehen ist die so angeordnet ist daß sich der in dieser Ausführungsform angeordnete Kompressionskolben 24 in seinem unteren Totpunkt unmittelbar über der zusätzlichen Zylinderstirnwand 28 befindet

Nun wird im einzelnen auf die verschiedenen Ausführungsformen Bezug genommen, und zwar zunächst auf die F ig. 1 und 2. Unter der Annahme, daß Fig. 1 die Stellung vor einem Arbeitshub und im Augenblick der Zündung der Zündkerze 11 zeigt, ergibt sich, daß ein erster Kompressionsraum 30 zwischen den Arbej^xolben 12 und der Zylinderstirnwand 13 zunächst durch den zweiten Einlaß 22 und das nach innen öffnende Ventil 23 und die Zylinderwandöffnung 55 mit Gemisch aus einer Gemischquelle 31 gefüllt ist, das durch den zweiten Einlaß 22, der entsprechend angeschlossen ist, angesaugt worden ist. Beim Arbeitshub wird das Gemisch in dem ersten Kompressionsraum

30 komprimiert und, wenn der Arbeitskolben 12 die Stellung in F i g. 2 erreicht, durch eine Überströmleitung _t5

31 mit einer öffnung 32 in den Arbeitsraum 10 geleitet, wobei das zuströmende komprimierte Gemisch zugleich

Hpn ArKAllcraum 1Ω cru'ilt iiflii dJS Α!?^Λ2Ε£ durch CÜC

Öffnung 16 in den Auslaßstutzen 17 fördert. Bei dem Arbeitshub des Arbeitskolbens 12 geht der Kompressionskolbcii 24 nach unten. Der über ihm befindliche sogenannte zweite Kompressionsraum 33 saugt über die öffnung 20 und den ersten Einlaß 19 Luft an. Diese Luft wird bei der Aufwärtsbewegung der Kolben komprimiert, wobei ein Ausströmen aufgrund des Ventils 21, das nur nach innen öffnet, ausgeschlossen ist, aber eine Auslaßleitung 35 zum Auslaßstutzen 17 gespeist wird. In dieser Auslaßleitung ist ein Ventil 34 vorgesehen, das nur zum Auslaßstutzen 17 hin öffnet. Dabei wird somit bei i'vr Aufwärtsbewegung der Kolben unmittelbar jo komprimierte Luft in den Auslaßstutzen gefördert, die Abgase werden somit mit Sauerstoff angereichert, so daß bei der dann erfolgenden Zündung der Zündkerze 18 eine vorzügliche Nachverbrennung erfolgt.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine weitere Ausgestaltung für ein sogenanntes Vierkammersystem, bei welchem außer dem Arbeitsraum 10, dem ersten Kompressionsraum 30 und dem sogenannten zweiten Kompressionsraum 33 ein an sich bekannter dritter Kompressionsraum 36, die sogenannte Kurbelgehäusekammer, vorge- sehen ist, die also unterhalb des Kompressionskolbens 24 liegt. Bei dieser Ausführungsform ist die Überströmleitung 31 nach unten in den dritten Kompressionsraum verlängert Der Verlängerungsabschnitt ist mit 37 bezeichnet und endet an einer Zugangsöffnung 38 in das Kurbelgehäuse. Bei dieser Ausführungsform saugt das Kurbelgehäuse gleichzeitig mit der Vergrößerung des ersten Kompressionsraumes 30 Gemisch durch den zweiten Einlaß 22 an, so daß der Arbeitsraum 10, wenn die öffnung 32 freigegeben wird, verdichtetes Gemisch aus zwei Kompressionsräumen 30, 36 unter dem hin- und hergehenden Kompressionskolben 24 erhält. Hierdurch wird eine Leistungssteigerung erzielt, die durch das beschriebene Zweikolbenprinzip möglich ist, obwohl in diesem Zusammenhang zugleich auch noch eine Luftkompression stattfindet, um die Nachverbrennung im Auslaß zu fördern.

Es wird einbezogen, auch die Kurbelgehäusekammer als dritten Kompressionsraum 36 einzuführen, wobei dann in einer nicht dargestellten Verbindung zum Auslaßstutzen 17 ein, z. B. von der Kurbelwelle gesteuertes Ventil derart angeordnet sein müßte, daß dieses in der Arbeitsbewegung kurz nach dem unteren Totpunkt der Kolbenanordnung öffnet, um eine erhöhte Saucrsioffanrcjchcrang im Auslaß Herbeizuführen.

Die Ausführung nach den Fig.3 und 4 ähnelt im Maschinenaufbau derjenigen nach den F i g. 1 und 2.

Nach Fig.3 besteht jedoch das Ventil 23 nicht aus

einem Rückschlag- oder Membranventil sondern aus einer Ventilklappe, welche zwei Stellungen einnehmen kann. Die gezeichnete Stellung der Klappe 39 stellt die Verbindung zwischen dem ersten Kornpressionsraum 30 und der Überströmleitung 31 her, was nach Durchgang durch den oberen Totpunkt des Arbeitskolbens 12 zutreffend ist Beim Ausstoßhub dieses Arbeitskolbens 12 sperrt demgegenüber die Klappe 39 die Überströmleitung 31 ab, so daß Gemisch durch den Einlaß 22 nur in den ersten Kompreisionsraum 30 angesaugt wird.

Sofern bei dieser Ausführungsform, bei der die Überströmleitung 31 während der Füllung des ersten Kompressionsraumes 30 abgeschlossen wird, in dem ersten Kompressionsraum 30 nahe an der Unterseite des Arbeitsraumes unterhalb des oberen Totpunktes eine besondere Einlaßöffnung 40 für Gemisch angeordnet :5t, besieh! diC Mögiichkcü, däu auch düFCi'i uci'i zweiten Einlaß 22 Luft angesaugt wird, welche das, gegebenenfalls über einen Kompressor durch die Einlaßöffnung 40 eingespeiste Gemisch mit Sauerstoff anreichert. Dadurch kann eine Leistungssteigerung erzielt werden.

In entsprechender Weise ist das in F i g. 4 dargestellte Ventil an der öffnung als Klappe 41 ausgeführt. Die Bauelemente 39 und 41 können auch in anderer Form als Zweiwegeventile ausgeführt sein. Wenn in den zweiten Kompressionsraum 33 Luft angesaugt wird, wird die Auslaßleitung 35 abgesperrt. Dadurch kann durch die Ausführungsform mit einem solchen zweiseitigen Absperrventil bzw. Zweiwegeventil 41 (auch die Klappe 39 wird als Zweiwegeventil bezeichnet) eine Kompression der angesaugten Luft stattfinden, bis der Kompressionskolben 24 wieder nach oben geht, und der Innendruck in dem zweiten Kompressionsraum 33 überwiegt. Die Klappe 41 legt sich bei der Vergrößerung des zweiten Kompressionsraumes 33 automatisch um, weil aufgrund des Ventils 34 in der Verbindungsleitung ein Unterdruck entsteht wenn er geleert ist, und Luftzuführung durch den Einlaß 19 erfolgt.

Anhand der F i g. 3 und 4 wird dabei auch eine weitere Lösung beschrieben. Bei dieser Lösung bleibt einbezogen, daß durch den ersten Einlaß 19 Luft angesaugt wird. In einer besonderen Ausführungsform, in welcher eine vom Arbeitskolben 12 nahe seinem oberen Totpunkt gesteuerte Einlaßöffnung 40 für Gemisch vorgesehen ist, wird einbezogen, daß auch der zweite Einlaß 22 zur Luftansaugung vorgesehen ist In diesem Fall würde im unteren Totpunkt des Arbeitskolbens durch die Überströmleitung 31 mit komprimierter Luft angereichertes Gemisch in den Arbeitsraum 10 einströmen und zum Austreiben der Gase beitragen sowie die Abgase auch mit Sauerstoff anreichern. Der Arbeilskolben hai eine für die Steuerung der öffnungen erforderliche Höhe. Diese ist nach F i g. 1 bis 4 größer als nach den F i g. 5 und 6.

F i g. 5 zeigt eine Vierkammerlösung (siehe F i g. 1 und 2 mit dem Verlängerungsabschnittt 37 für die Überströmleitung). Die Überströmleitung 31 und ihr Verlängerungsabschnitt 37 sind auch in Fig.5 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wobei in dieser Ausfühmngsform jedoch der zweite Einlaß 25 im Bereich der Zugangsöffnung 38 der Überströmleitung 31,37 in dem von der Kurbelgehäusekammer gebildeten dritten Kompressionsraum 36 angeordnet und das Ventil 27 als Zweiwege- oder Klappenventil 43 ausgeführt ist Bei dieser Ausführungsform befindet sich am Komprv jionskolben eine Schürze 44. die die

Zugangsöffnung 38 überdeckt, aber unmittelbar unter dem Kompressionskolben einen Durchlaß 45 hat, so daß die Zugangsöffnung 38 im unteren Totpunkt, aber erst dann, offen ist.

Bei dieser AusfiÜ'.rungsform mündet eine Auslaßleitung 46 aus dem zweiten Kompressionsraum 33 in die Überströmleitung 31, 37. Diese Auslaßleitung 46 ist durch ein Rückschlagventil 48 so gesteuert, daß bei einem Überdruck in dem zweiten Kompressionsraum 33 eine öffnung in die Überströmleitung 31 zum Arbeitsraum 10 hin erfolgt, bei einem Unterdrück in dem zweiten Kompressionsraum 33, jedoch die gesamte Überströmleitung 31, 37 offen ist Hierbei ergibt sich aufgrund der entgegengesetzten Wirkung in dem zweiten Kompressionsraum 33 und dem dritten Kompressionsraum 36, der Kurbelgehäusekammer, daß im Falle des Abschlusses des zweiten Kompressionsrau-

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37 die Zugangsöffnung 38 zum dritten Kompressionsraum 36 jedenfalls im Bereich des unteren Totpunktes offen ist.

Wenn bei dieser Ausführungsform durch den zweiten Einlaß 25 Gemisch angesaugt wird, wird dieses in der Kurbelgehäusekammer, dem dritten Kompressionsraum 36, vorverdichtet und im Bereich des unteren Totpunktes in den Arbeitsraum 10 gefördert. Die durch den ersten Einlaß 19 angesaugte Luft, die komprimiert wird, wird im Bereich des oberen Totpunktes der Kolbenanordnung bei öffnung des Rückschlagventils 48 und Abschluß der Überströmleitung 37 in die Überströmleitung 31 freigegeben und strömt als Spülluft in den Auslaß 15, bevor aufgrund der Druckentlastung in dem zweiten Kompressionsraum 33 und Schließung des Rückschlagventils 48 das komprimierte Gemisch aus der Kurbelgehäusekammer in den Arbeitsraum 10 strömen kann, wenn der Arbeitskolben 12 im unteren Totpunkt ist.

F i g. 6 zeigt eine gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen dadurch abweichende Lösung, daß die zusätzliche Zylinderstirnwand 28 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform ist Oas Ventil 27 im Stutzen 26 als Membranventil bzw. Rückschlagventil 53 ausgeführt. Der zweite Kompressionsraum 33 ist wiederum mittels des Rückschlagventils 48 mit den beiden Abschnitten der Überströmleitung 31, 32 verbunden. Diese Ausfüh rungsform arbeitet entsprechend F i g. 5, daß nämlich lediglich die Druckdifferenz in den Abschnitten der Überströmleitung 31, 37 beidseitig des Rückschlagventils 48 für die Ventilstellung oder -funktion maßgeblich ist. Bei dieser Ausführufigsform ist vorteilhaft unmittelbar über der Zylinderstirnwand 13 ein dritter Einlaß 49 angeordnet, der ein nach innen öffnendes Rückschlagventil 54 hat. Ausgehend von der in Fig.6 gezeigten Stellung ist erkennbar, daß sich ein Arbeitshub anschließt. Zunächst war aus dem zweiten KornpressiunSrHum 33 verdichtete Luft durch den ersten Kompressionsraum 30 geblasen worden, wobei im Bereich des Saughubes unter dem Arbeitskolben 12 auch Luft durch den dritten Einlaß 49 angesaugt werden könnte. Hierdurch findet eine besonders starke Anreicherung der Abgase statt, zumal bei einem den Auslaß 15 zur Nachverbrennung getrieben wild. Dabei SCinieui uas RücksOniagvcimi 4S die Überströmleitung 31 ab. Hierbei findet dann zugleich eine Luftansaugung durch den ersten Einlaß 19 statt. Nach einem gewissen Abwärtsgang ist das angesaugte Gemisch in dem dritten Kompressionsraum 50 zwischen der zusätzlichen Zylinderstirnwand 28 und dem Kompressionskolben 24 genügend verdichtet, damit es in den Arbeitsraum 10 über dem inzwischen im unteren Totpunkt befindlichen Arbeitskolben 12 gedrückt werden kann.

Wenn in der Zylinderwand im Bereich des Arbeitsraumes 10 ein durch den Arbeitskolben 12 ventilgesteu- erter dritter Einlaß 56 für Gemisch angeordnet ist, der aber, lediglich angedeutet, nur offen ist, wenn sich der Arbeitskolben 12 im Bereich seines unteren Totpunktes befindet, dann kann durch den zweiten Einlaß 25 auch Luft angesaugt werden, die zur Sauerstoffanreicherung des Gemisches in dem Arbeitsraum 10 führt und damit zur Leistungssteigerung beiträgt.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 3 einerseits und 5 und 6 andererseits wird bemerkt, daß die in einen Arbeitsraum mündenden Einlasse 49,56 dann, wenn ein kurzer Arbeitskolben 12 verwendet wird, bc xmders durch Ventile gesteuert werden, während bei einem hohen Arbeitskolben gemäß Fig. 3 der Arbeitskolben selbst in Verbindung mit der dafür erforderlichen Anordnung von Kolbenringen die Steuerung überneh men kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Einlaßöffnungen für Gemisch und Luft und einer öffnung zum Auslaß für Abgase, die entsprechend der Hin- und ■; Herbewegung eines Arbeitskolbens in einem Zylinderraum mittel- oder unmittelbar steuerbar sind, wobei an einer Stirnseite des Arbeitskolbens ein Arbeitsraum, der mit einer Zündeinrichtung versehen ist, und an der anderen Stirnseite des in Arbeitskolbens über einer Zylinderstirnwand ein erster Kompressionsraum und an einer Kolbenstange des Arbeitskolbens mit Abstand ein Kompressionskolben angeordnet sind und die Kolbenstange durch die Zylinderstirnwand geführt ist, wobei ein zweiter Kompressionsraum an der Oberseite des Kompressionskolbens über eine öffnung gesteuert mit einem Einlaß für Luft in Verbindung steht sowie eine Auslaßleitung aufweist, die durch ein Rückschlagventil beherrscht ist, dadurch gekenn- _>o zeichnet, daß die Ausiaßiciiung (33) mit dem Auslaß (15) für Abgase in Verbindung steht.

2. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der die Auslaßleitung über eine Überströmleitung mit dem Arbeitsraum « verbunden ist, wenn der Arbcitskolben sich im unteren Totpunkt befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung (46) durch ein Rückschlagventil (48) gesteuert mit der Überströmleitung (31) in Verbindung steht, weiche den Arbeitsraum zugleich to mit einem dritu η Kompressionsraum (36, SO) an der Unterseite des Kompres.«ionsko!^uens (24) verbindet, dem aus einem zweiten Einlaß (25) in die Überströmleitung (31) Medium z':führbar ist, welches Gemisch oder Luft ist. r>

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kompressionsraum (33) nur eine öffnung (20) aufweist, an die ein mit einem Ventil (21) versehener Einlaß (19) und die Auslaßleitung (35) angeschlossen sind. »o

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (10) durch eine Überströmleitung (31) mit dem ersten Kompressionsraum (30) verbunden ist, der an einen zweiten durch ein Ventil (23) gesteuerten Einlaß (22) -r. angeschlossen ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einlaß (22) an eine Gemischquelle angeschlossen ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch -><> gekennzeichnet, daß ein dritter ventilgesteuerter Einlaß (56, 49) jeweils für ein in bezug zum zweiten Einlaß anderes Medium vorgesehen ist und daß Rückschlagventil (48) bei Auslassen komprimierter Luft aus dem zweiten Kompressionsraum in die Überströmleitung (31) der Verbindung mit dem zweiten Einlaß (25) sperrt.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (27, 43) zwischen einer Zugangsöffnung (38) des dritten mi Kompressionsraumes (36, 50) und dem zweiten Einlaß (25) vorgesehen ist, welches im Ansaugtakt des dritten Kompressionsraumes die Überströmleitung (31) absperrt und den Durchgang vom zweiten Einlaß (25) zum dritten Kompressionsraum freigibt 1.» und im Kompressionstakt des dritten Kompressionsraumes den zweiten Einlaß (25) von einem Durchgang zwischen der Öffnung (38) und der

Überströmleitung (31) ansperrt

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einlaß (25) an Luft angeschlossen ist und der dritte Einlaß (56) für Gemisch über dem im unteren Totpunkt befindlichen Arbeitskolben (12) in den Arbeitsraum mündet

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Einlaß (25) an eine Gemischquelle (51) angeschlossen ist und der dritte Einlaß (49) für Luft über der Zylinderstirnwand(13) in den Arbeitsraum mündet

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß unter dem Kompressionskolben (24) eine zusätzliche Zylinderstirnwand (28) zur Bildung des dritten Kompressionsraumes (50) versehen ist und das dem zweiten Einlaß (25) zugeordnete Ventil (53) als Rückschlagventil ausgeführt ist

11. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 2 und 6 bis i0, dadurch gekennzeichnet daß die drei Kompressionsräume (30,33,36,50) zur Komprimierung von Luft vorgesehen sind, die in den Arbeitsraum (10) einspeisbar ist wobei hiervon zwei Kompressionsräume (30, 33) Luft zu dem Auslaß (15) führen und der dritte (36, 50) einer Überladung des Arbeitsraumes dient