DEP0021887DA - Zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere auf Zweitaktbrennkraftmaschinen mit zwei Reihen von Arbeitszylindern, die in V-Form angeordnet sind. Die Arbeitszylinder werden mit Luft gespült, die von einem Schleudergebläse geliefert wird. Das Schleudergebläse wird am vorderen Ende des Motors über der Kurbelwelle angeordnet, wobei seine Laufradwelle parallel zu Kurbelwelle liegt. Rings um das Laufrad ist eine sich nach außen erweiternde Druckspirale zur Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck der Spülluft angeordnet. Zwischen beiden Zylinderreihen des Motors ist im Motorgehäuse ein Spülluftaufnehmer angeordnet, der sich nach vorn bis hinter das Laufrad des Gebläses erstreckt.

Die Erfindung besteht darin, daß das Schleudergebläse von einer mittels Keilriemen von der Kurbelwelle angetriebenen Vorgelegewelle aus angetrieben wird. Insbesondere wird vorgeschlagen, die Vorgelegewelle für den Antrieb des Gebläses unmittelbar über dem Laufrad anzuordnen, am hinteren Ende der Vorgelegewelle ein großes Zahnrad anzuordnen, das vorteilhaft unmittelbar in das Ritzel der Gebläsewelle eingreift und diese antreibt, und am vorderen Ende der Vorgelegewelle eine Keilriemenscheibe für einen oder mehrere Keilriemen anzuordnen, die vom vorderen

Ende der Kurbelwelle aus durch einen oder mehrere Keilriemen angetrieben wird. Die Laufradwelle ist hierbei in dem Raum des Luftaufnehmers gelagert.

Die Vorgelegewelle wird erfindungsgemäss so angeordnet, dass sie die Spirale an der Stelle der Spiralenzunge durchdringt, sodass die Luftströmung in der Spirale nicht gestört wird. Beginn und Ende der Spirale sind somit oben angeordnet. Die Laufradwelle des Gebläses ist so hoch angeordnet, dass eine sich nach aussen entwickelnde Spirale mit günstigem Wirkungsgrad eben noch über der Kurbelwelle durchgeht. Das Zahnrad auf der Vorgelegewelle für den Gebläseantrieb ist mit einem so grossen Abstand von dem Laufrad angeordnet, dass ein genügend grosser Querschnitt für die Zuströmung der Spülluft aus dem Ende der Druckspirale in den Spülluftaufnehmer vorhanden ist. Der Uebertritt der Spülluft aus dem vorderen Raum des Spülaufnehmers vor dem Zahnradantrieb in den hinteren Raum hinter dem Zahnradantrieb erfolgt unterhalb des Ritzels der Laufradwelle und zu beiden Seiten davon in Oeffnungen, die von der Unterseite der Zylinder und dem Gehäuse für das grosse Zahnrad auf der Vorgelegewelle gebildet werden.

Am vorderen Ende kann die Vorgelegewelle für den Gebläseantrieb auch den Windflügel für die Kühlluftbeschaffung des Motors tragen. Da der Gebläseantrieb ungefähr 10% der Höchstleistung des Motors bei der Vollastdrehzahl benötigt und mit einem Keilriemen durchschnittlich 5 - 7 PS übertragen werden können, so genügt ein Keilriemen für Motoren bis 50 PS, zwei Keilriemen für Motoren bis ungefähr 100 PS und drei Keilriemen für Motoren bis ungefähr 150 PS einschliesslich der Windflügelleistung. Ein solcher Keilriemenantrieb des Spül- luftgebläses ergibt eine billige Ausführungsform, die ausserdem nur ein geringes Gewicht und die grösstmöglichste Laufruhe des Antriebes ergibt, da nur ein Zahnradeingriff vorhanden ist. Ausserdem wird nur eine geringe zusätzliche Baulänge für den Antrieb benötigt. Die Elastizität der Keilriemen verschluckt ausserdem alle Schwingungen der Kurbelwelle und hält diese von dem Gebläseantrieb fern. Bei einem bestimmten Ungleichförmigkeitsgrad der Kurbelwelle, beispielsweise bei niedrigen Drehzahlen, gleicht die Elastizität des Keilriemenantriebes in Verbindung mit der Schwungmasse des grossen Zahnrades und gegebenenfalls der Windflügelmasse diesen Ungleichförmigkeitsgrad weitgehend aus, sodass der Zahnradeingriff keinen Druckwechsel mehr oder nur einen sehr wesentlich gemilderten erfährt. Es ist vorteilhaft, diesen Zahnradeingriff mit möglichst geringem Flankenspiel auszuführen, gegebenenfalls auch mit Schräg- oder Pfeilverzahnung, sodass mit dieser Erfindung ein (im Motorbetrieb) vollständig geräuschloser Gebläseantrieb erzielt wird. Auch werden durch den Keilriemenantrieb stärkere Stösse der Kurbelwelle, beispielsweise beim Anlassen von Dieselmotoren ferngehalten, sodass auch die Beanspruchung der Antriebszahnräder klein bleibt. Die Spirale des Gebläses kann ebenfalls strömungsgerecht ausgebildet werden, sodass auch keine Luftgeräusche entstehen.

Das Gebläsegehäuse kann mit dem Motorgehäuse aus einem Stück bestehen oder nach Abb. 1 gesondert hergestellt und auf eine ebene Stirnfläche des Motors aufgesetzt werden. Der Antrieb der sonstigen Hilfsgeräte des Motors, wie Oelpumpe und Einspritzpumpe wird dabei zweckmässig vor dem Schwungrad des Motors angeordnet, damit die hierzu notwendigen Zahnräder nicht den Weg der Spülkraft vom Gebläse über den Spülluftaufnehmer zu den Zylindern behindern.

Der Keilriemenantrieb ist auch starken Beschleunigungen der Motordrehzahl gewachsen, wenn das Laufrad des Gebläses leicht gehalten wird, da die Antriebsmomente bei höchsten Motordrehzahlen grösser als die Beschleunigungsmomente beim plötzlichen Gasgeben sind. Beim Auftreten von übergrossen Momenten infolge plötzlichen Abbremsens der Kurbelwelle durch Kolbenfresser, Bremsenblockierungen usw. hält der Keilriemenantrieb auch diese von dem Gebläseantrieb fern, da er dabei ins Gleiten kommt.

Der Keilriemenantrieb kann einen Teil der Gebläseübersetzung bereits übernehmen, wie Abb. 1 zeigt, indem die Drehzahl der Vorgelegewelle in einem bestimmten Verhältnis höher als die Kurbelwellendrehzahl gemacht wird. Auch kann der Keilriemenantrieb für die Vorgelegewelle in Dreiecksform ausgebildet werden zum Antrieb weiterer Hilfsgeräte, wie beispielsweise der Lichtmaschine, die seitlich vom Kurbelgehäuse angeordnet und als Riemenspanner verwendet wird. Das Gebläselaufrad saugt die Spülluft von vorne an. Das Sauggehäuse des Gebläses kann von oben, von der einen oder beiden Seiten die Frischluft über Filter ansaugen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger Abbildungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Abb. 1 einen Längsschnitt eines Vierzylinder-V-Motors durch das Motorgehäuse mit Spülluftaufnehmer und Kurbelwelle mit einem Schleudergebläse am vorderen Motorende, dessen oben angeordnete Vorgelegewelle durch zwei

Keilriemen von der Kurbelwelle angetrieben wird und am hinteren Ende ein Zahnrad und am vorderen Ende einen Windflügel trägt. Die Einspritzpumpe ist über dem Spülluftaufnehmer angeordnet und durch Zahnräder von der Schwungradseite aus angetrieben.

Abb. 2 zeigt zeigt einen Querschnitt des Motors durch die Spirale mit Ansicht des Laufrades und der beiden Zylinderreihen.

Abb. 3 zeigt einen weiter zurückliegenden Querschnitt des Motors durch den vorderen Teil de Spülluftaufnehmers zwischen Gebläselaufrad und Zahnradantrieb mit den Uebertrittsöffnungen für die Spülluft in den Spülluftaufnehmer hinter dem Zahnradantrieb.

In den Abb. 1 bis 3 ist 1 das Motorgehäuse, 2 die Kurbelwelle, 3 das Schwungrad am hinteren Kurbelwellenende, 4 die linke und 5 die rechte Zylinderreihe. 6 ist der Spülluftaufnehmer des Motorgehäuses zwischen beiden Zylinderreihen. 7 ist die Einspritzpumpe, die auf dem Spülluftaufnehmer angeordnet ist und durch einen Zahnradantrieb 8 vom hinteren Kurbelwellenende aus angetrieben wird. 9 ist ein Zwischenrad dieses Zahnradantriebes. 10 ist die Laufradwelle des Schleudergebläses und 11 das Laufrad. Die Laufradwelle ist in dme Raum des Spülluftaufnehmers in zwei Lagern gelagert. 12 sind diese beiden Lager. 13 ist ein Ritzel der Laufradwelle zwischen beiden Lagern. 14 ist die Vorgelegewelle für den Gebläseantrieb, die über dem Laufrad die Druckspirale des Gebläses durchdringt und dort gelagert ist. 15 ist das grosse Zahnrad auf der Vorgelegewelle, das das Gebläseritzel antriebt. 16 ist die Druckspirale des Gebläses, die oben ihren grössten Querschnitt und ihre Ausmün- dung in den vorderen Teil 17 des Spülluftaufnehmers besitzt. Durch die Entfernung des grossen Zahnrades der Vorgelegewelle von dem Laufrad des Gebläses hat dieser Raum 17 einen grossen Strömungsquerschnitt. 18 ist die Ausmündung der Druckspirale in den Spülluftaufnehmer. 19 ist die Zunge der Spirale bei deren Beginn. Der Anfang der Zunge ist in der Drehrichtung des Gebläses gesehen vor der Mittelebene des Motors angeordnet. Die Vorgelegewelle durchdringt diese Zunge etwa in der Mittelebene des Motors und stört dadurch die Spülluftströmung in der Druckspirale des Gebläses nicht. 20 ist der Windflügel, der hier auf der Vorgelegewelle angeordnet ist und 21 eine Keilriemenscheibe für zwei Keilriemen, die zweckmässig mit dem Windflügel aus einem Gußstück besteht. 22 ist eine Keilriemenscheibe am vorderen Ende der Kurbelwelle. 23 sind zwei Keilriemen. 24 ist das Sauggehäuse des Gebläses. 25 in Abb. 3 ist die Uebertrittsöffnung der Spülluft aus dem vorderen Teil des Spülluftaufnehmers in den hinteren Teil. Der Strömungsweg der Spülluft im vorderen Teil des Spülluftaufnehmers von oben nach unten zu diesen Oeffnungen ist durch Pfeile dargestellt. 26 sind seitliche Taschen des Spülluftaufnehmers, die die Spülluft zu den Zylindern bzw. deren Spülkanälen führen. 27 ist das hier nach Abb. 1 gesondert hergestellte Gehäuse des Spülluftgebläses, das an eine ebene Stirnfläche 28 des Motorgehäuses angeschraubt wird.

Das Zahnrad auf der Vorgelegewelle und das Laufrad des Gebläses können bei der erfindungsgemässen Anordnung der Vorgelegewelle auch in ihrer Lage vertauscht zueinander angebracht werden. Gegengewichte der Kurbelwelle können an der vordersten und hintersten Kurbelwange oder billiger an der

Riemenscheibe vorne und im Schwungrad hinten angeordnet werden.

Die vorliegende Erfindung eignet sich gleich gut für Zweitakt-Dieselmotoren wie für Zweitakt-Benzinmotoren mit Luftspülung und gesonderter Zuführung des Kraftstoffes in die Zylinder. In gewissem Betrage ist die Schwungmasse des Gebläselaufrades auch als Drehschwingungsdämpfer für die Kurbelwelle durch die energieverzehrende Wirkung der Keilriemen durch Schlupf oder Dämpfung des Werkstoffes wirksam. Bei Benzinmotoren wird in der Saugleitung des Gebläses eine Drosselklappe für die Regelung der Spülluftmenge angeordnet.

Claims (12)

1. Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Luftspülung durch ein Schleudergebläse, insbesondere mit V-Anordnung der Arbeitszylinder, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleudergebläse von einer mittels Keilriemen von der Kurbelwelle angetriebenen Vorgelegewelle aus angetrieben wird.

2. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradwelle des Gebläses parallel zur Kurbelwelle liegt und oberhalb des Gebläselaufrades die ebenfalls parallel zur Kurbelwelle liegende Vorgelegewelle angeordnet ist, die am hinteren Ende ein großes Zahnrad zum Antrieb der Gebläselaufradwelle und am vorderen Ende eine Riemenscheibe zur Aufnahme von einem oder mehreren Keilriemen trägt, die von der Kurbelwelle aus angetrieben werden.

3. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad des Schleudergebläses mit einer sich nach außen entwickelnden Druckspirale umgeben ist und am vorderen Motorende in der Höhenlage etwa in der Längsmittelebene des mit V-Anordnung der Zylinder versehenen Motors angeordnet ist und die Vorgelegewelle die Druckspirale über dem Gebläse durchdringt.

4. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad der Vorgelegewelle einen bestimmten Abstand von dem Gebläselaufrad hat, sodaß der Raum zwischen beiden für die Zuströmung der Spülluft vom Ende der Druckspirale des Gebläses nach dem Spülluftaufnehmer zu einen großen Flußquerschnitt aufweist.

5. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung der Druckspirale oben und nach hinten in den Raum zwischen Laufrad und Zahnrad der Vorgelegewelle erfolgt.

6. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülluftaufnehmer des Motorgehäuses bis an das Gebläselaufrad heranreicht und die Überströmung der Spülluft von dem vorderen Teil des Spülluftaufnehmers vor dem Zahnradantrieb in den hinteren Teil hinter dem Zahnradantrieb durch zwei Öffnungen erfolgt, die von dem unteren Teil der Zylinder des Motorgehäuses und dem Radgehäuse für den Zahnradantrieb des Gebläses gebildet werden.

7. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradwelle des Gebläses im Motorgehäuse im Raum des Spülluftaufnehmers gelagert ist.

8. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle die Druckspirale an der Stelle der Spiralenzunge durchdringt.

9. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle von der Kurbelwelle aus mit erhöhter Drehzahl angetrieben wird.

10. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle am vorderen Ende einen Windflügel trägt.

11. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse mit Spirale und Sauggehäuse als gesonderter Teil hergestellt und auf eine ebene Stirnfläche des Motorgehäuses aufgeschraubt wird.

12. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe über dem Spülluftaufnehmer zwischen beiden Zylinderreihen angeordnet wird und über Zahnräder vom hinteren Kurbelwellenende aus angetrieben wird.