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Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, bestehend aus mindestens einem Zylinder, aus einem Kolben, der In dem Zylinder beweglich ist, aus mehreren Einlassöffnungen, die von einem Einlassraum ausgehen und Auslassoffnungen im Zylinder, die jeweils durch den Kolben gesteuert werden, und aus einer Einspritzvorrichtung zum Einspntzen von Kraftstoff in den Zylinder, wobei die Einlassöffnungen an der Umfangsfläche des Zylinders verteilt angeordnet sind und wobei der Kolben eine Umlenknase aufweist, die Im unteren Totpunkt des Kolbens den Einlassöffnungen gegenüberliegt und die nach oben hin vorsteht.
Insbesonders betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, die mit einem Abgasturbolader versehen
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Aus der FR 942 935 A ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren Einlassöffnungen und einem Kolben bekannt, der nach oben hin im wesentlichen durch eine konvexe Fläche In der Form eines Kugelabschnitts begrenzt ist. Seitlich versetzt zu den Einlassöffnungen und den Auslassöffnungen gegenüberliegend ist eine Ausnehmung im Kolben vorgesehen, die im wesentlichen die Form eines Rotationsellipsoids aufweist. Dies lenkt die Abgase in gewisser Welse zu den Ausströmschlitzen hin. Für eine gute Verwirbelung des einströmenden Luft-Kraftstoff-Gemisches wird dabei jedoch keine Vorsorge getroffen. Weiters ist aus der US 1 122 965 A eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Kolben einem einzelnen Einlassschlitz gegenüberliegend eine halbzylindrische Umlenkfläche aufweist.
Dadurch wird die Richtung des einströmenden Luft-Kraftstoff-Gemisches geändert, es wird jedoch keine Verwirbelung erzeugt.
Ähnliches gilt auch für die Lösungen, die aus der AT 326 417 B und aus der DE 419 501 C bekannt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, solche Brennkraftmaschinen weiterzubilden, wobei Höchstleistungen erzielt werden sollen. Wesentlich ist dabei eine saubere und vollständige Verbrennung des Kraftstoff-LuftGemisches. Ein niedriger Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionswerte, die den Vorschriften entsprechen, sollen dabei erreicht werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Umlenknase eine Umlenkkante aufweist, die im wesentlichen halbkreisförmig und konzentrisch zum Umfang des Zylinders ist und dass sie unterhalb der Umlenkkante einen unterschnittenen Bereich aufweist, der im unteren Totpunkt des Kolbens den Einlassöffnungen gegenüberliegt, und der einen im wesentlichen torusförmigen Raum bildet.
Durch die möglichst vielen Einlass- und Auslassquerschnitte kann auch bei höchsten Drehzahlen ein Gaswechsel erreicht werden, der zur Erzielung einer vollständigen Verbrennung notwendig ist. Wesentlich an der Erfindung ist, dass sich beim Einströmen der Luft durch die etwa halbkreisförmig angeordneten Einströmöffnungen an der Umlenknase eine im wesentlichen walzenförmige Strömung bildet, die während der Verdichtung mit der nach oben strömenden Luft zusammenstösst und einen Wirbelstrom bildet.
Der Gaswechsel wird besonders begünstigt, und es werden besonders geringe Strömungsverluste erreicht, wenn die Umlenknase Im Axialschnitt des Kolbens unterhalb der Umlenkkante im wesentlichen in der Form eines Kreisbogens ausgebildet ist, der sich im Bereich des Kolbenumfanges tangential einer Ebene annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse ist. Dadurch wird die Luft-Treibstoff-Mischung an die Zylinderwand gedrückt, um eine Tropfenbildung zu verhindern. Weiters soll der den Einlassöffnungen gegenüberliegende Abschnitt der Umlenknase zu den Auslassöffnungen abfallend ausgebildet sein, wobei er sich im Bereich des Kolbenumfanges tangential einer Ebene annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse ist.
Die Ausströmung der verbrannten Gase kann dadurch verbessert werden, dass der den Einlassöffnungen gegenüberliegende Abschnitt der Umlenknase in an sich bekannter Weise zu den Auslassöffnungen hin abfallend ausgebildet ist, wobei er sich im Bereich des Kolbenumfanges tangential einer Ebene annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse ist.
Besonders vorzugsweise ist der Zylinderkopf an seiner Unterseite der Form der Umlenknase entsprechend ausgebildet. Bei hochverdichtenden Dieselmotoren besteht vielfach das Problem der Darstellung der erforderlichen Kompression, da Im oberen Totpunkt des Kolbens der Gasraum relativ klein sein muss. Aus den oben angeführten Dokumenten sind zwar Lösungen bekannt, es ist jedoch kein Hinweis auf die spezielle Ausbildung gegeben.
Eine weitere Leistungssteigerung kann dadurch erreicht werden, dass bei mehrzylindnger Ausgestaltung jeweils zwei Zylinder einen gemeinsamen Einlassraum aufweisen. Insbesonders ist es vorteilhaft, und es kann eine sanftere Verbrennung, die zu einer geringeren Geräuschemission führt und die auch bei höchsten Drehzahlen ausreichend schnell abläuft, erreicht werden, indem eine Einnchtung zur Voreinsprit- zung von Kraftstoff in den Einlassraum vorgesehen ist. Die dort eingespritzte Kraftstoffmenge Ist zwar zur Zündung und Verbrennung des Gemisches nicht ausreichend, begünstigt aber die Verbrennung im Zuge der Haupteinspritzung, die in normaler Weise direkt In den Zylinder erfolgt.
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Es ist ersichtlich, dass die Rücklauföffnung 34 einen deutlich kleineren Durchmesser aufweist als die erste und die zweite Kühlbohrung 32 bzw. 33.
Die vorliegende Erfindung erlaubt es, aufgeladene Zweitakt-Dieselmaschinen mit höchster Leistung zu schaffen, bel denen einerseits eine saubere Verbrennung erreicht wird und andererseits ein Durchbrennen des Kolbens verhindert werden kann.
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The invention relates to a supercharged two-stroke internal combustion engine, comprising at least one cylinder, a piston which is movable in the cylinder, a plurality of inlet openings which emanate from an inlet space, and outlet openings in the cylinder which are each controlled by the piston, and from an injection device for injecting fuel into the cylinder, the inlet openings being arranged distributed over the circumferential surface of the cylinder and the piston having a deflection nose which is opposite the inlet openings at the bottom dead center of the piston and which projects upwards.
In particular, the invention relates to an internal combustion engine provided with an exhaust gas turbocharger
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From FR 942 935 A an internal combustion engine with several inlet openings and a piston is known, which is essentially limited by a convex surface in the form of a spherical section. A recess in the piston is provided laterally offset from the inlet openings and opposite the outlet openings, said recess being essentially in the form of an ellipsoid of revolution. In a certain catfish, this directs the exhaust gases towards the outflow slots. However, no precautions are taken for a good swirling of the inflowing air-fuel mixture. Furthermore, an internal combustion engine is known from US 1 122 965 A, in which the piston has a semi-cylindrical deflection surface opposite an individual inlet slot.
This changes the direction of the incoming air-fuel mixture, but does not create a swirl.
The same applies to the solutions known from AT 326 417 B and DE 419 501 C.
The object of the invention is to develop such internal combustion engines, with maximum performance to be achieved. It is essential to have a clean and complete combustion of the fuel-air mixture. The aim is to achieve low fuel consumption and pollutant emissions values that comply with the regulations.
This is achieved according to the invention in that the deflecting nose has a deflecting edge which is essentially semicircular and concentric to the circumference of the cylinder and in that it has an undercut area below the deflecting edge which is opposite the inlet openings at the bottom dead center of the piston, and essentially one forms toroidal space.
Due to the greatest possible number of inlet and outlet cross sections, a gas change can be achieved even at the highest speeds, which is necessary to achieve complete combustion. It is essential to the invention that when the air flows in through the approximately semicircularly arranged inlet openings on the deflection nose, an essentially cylindrical flow forms, which collides with the air flowing upward during compression and forms an eddy current.
The gas exchange is particularly favored, and particularly low flow losses are achieved if the deflection nose in the axial section of the piston below the deflection edge is essentially in the form of an arc that tangentially approximates a plane in the area of the piston circumference that is perpendicular to the cylinder axis is. This pushes the air / fuel mixture against the cylinder wall to prevent dripping. Furthermore, the section of the deflection nose opposite the inlet openings should be designed to slope downward towards the outlet openings, whereby in the region of the piston circumference it approaches tangentially a plane that is perpendicular to the cylinder axis.
The outflow of the burned gases can be improved by designing the section of the deflection nose opposite the inlet openings in a manner known per se to fall towards the outlet openings, in the region of the piston circumference tangentially approaching a plane which is perpendicular to the cylinder axis.
The cylinder head is particularly preferably designed on its underside in accordance with the shape of the deflection nose. In the case of high-compression diesel engines, there is often the problem of representing the required compression, since the gas space at the top dead center of the piston must be relatively small. Solutions are known from the documents listed above, but there is no reference to the specific training.
A further increase in performance can be achieved in that, in the case of a multi-cylinder design, two cylinders each have a common inlet space. In particular, it is advantageous, and a gentler combustion, which leads to a lower noise emission and which runs sufficiently quickly even at the highest engine speeds, can be achieved by providing a device for pre-injecting fuel into the inlet space. The amount of fuel injected there is not sufficient to ignite and burn the mixture, but it favors the combustion in the course of the main injection, which normally takes place directly in the cylinder.
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It can be seen that the return opening 34 has a significantly smaller diameter than the first and second cooling bores 32 and 33.
The present invention makes it possible to provide supercharged two-stroke diesel engines with the highest performance, which on the one hand achieve clean combustion and on the other hand prevent the piston from burning out.