Zweitaktbrennkraftmaschine mit Umkehrspülung. Die ursprüngliche Form der Umkehrspü lung von Zweitaktbrennkraftmaschinen, bei welcher die Schlitze im wesentlichen auf der einen Zylinderseite angeordnet sind und vom Zylinderdeckel gesehen vor der Reihe der Spülschlitze eine Reihe von Auspuffschlitzen angeordnet ist, hat sich bisher in allen Fällen gut bewährt, solange sich die Brennkraft- maschinen innerhalb eines bestimmten Dreh zahlbereiches halten.
Die neuesten Bestre bungen gehen nun dahin, möglichst schneller laufende Zweitaktbrennkraftmaschinen zu bauen, bei denen jedoch die Spülung infolge der Kürze der zur Verfügung stehenden Zeit gewisse Schwierigkeiten bereitet. Wenn auch die neuesten Untersuchungen von 0.
Lutz ("Forschung auf dem Gebiete des Ingenieur wesens", Band 5j1934, Seite 285-289) zei gen, dass sich einerseits die bei jeder Spülung so gefürchteten Abgaswirbel infolge der bei schnellaufenden Brennkraftmaschinen sehr kurzen Spülzeit überhaupt nicht mehr aus- bilden können, so ist es anderseits ebenfalls wegen der kurzen Spülzeit schwierig, ein ge ordnetes Ausschieben der gesamten Abgase durch die Spülluft zu erreichen. Der gesamte Zylinderraum muss möglichst vollständig von der Spülluftfront erfasst werden, welche die Abgase vor sich her zu den Auslassschlitzen treibt.
Zur Erreichung dieses Ziels sind auf Grund eingehender Versuche zwei Haupt erfordernisse als wesentlich erkannt worden. Einmal muss den auszutreibenden Abgasen ein genügend grosser Austrittsquerschnitt zur Verfügung stehen, der auf jeden Fall eine Stauung der Abgase vor den Auslassöffnun- gen verhindert und ferner müssen die ein zelnen Spülluftstrahlen auf ihrem Wege im Zylinder so gelenkt werden, dass dieser in seiner Gesamtheit von der Spülluft erfasst wird.
Eine Vergrösserung des Auslassquerschnit- tes durch Verlängerung der Auslassschlitze gegen den Zylinderdeckel hin ist unzweck mässig, da hierdurch ein Teil des wirksamen Zylinderhubes und damit der Leistung der Brennkraftmaschine verloren geht.
Die Er findung betrifft eine Zweitaktbrennkraft- maschine mit einseitiger Umkehrspülung, bei welcher vom Zylinderdeckel aus gesehen vor jedem Spülschlitz ein Auspuffschlitz ange ordnet ist. Erfindungsgemäss ist ein Teil der Auspuffschlitze nach hinten auf Kosten der Spülschlitze verlängert. Dadurch wird nicht nur das absolute Mass des Auslassquerschnit- tes vergrössert, sondern auch das Verhältnis von Auslassquersehnitt zum Spülquerschnitt, das bisher für schnellaufende Brennkraft- maschinen stets zu klein war, günstiger ge staltet.
Was aber für die schnelle Durch spülung des Zylinders noch von besonderer Bedeutung ist, ist der Einfluss der vergrösser ten Auslassschlitze auf die Lenkung der ein zelnen Spülluftströme. Während bei der bis her üblichen Ausbildung der einseitigen Umkehrspülung mit einer Reihe von Spül schlitzen und einer Reihe von darüberliegen- den Auslassschlitzen die einzelnen Spülluft ströme über den Kolbenboden hinweg bis zur gegenüberliegenden Zylinderwand strömen und sich an dieser aufrichtend gegen den Zy linderdeckel hinfliessen,
richten sich bei der Schlitzausbildung nach der Erfindung die den vergrösserten Auslassschlitzen benachbar ten Spülluftströme oder Teile derselben schon vor Erreichung der gegenüberliegenden Zy linderwand auf, weil der innere Abgaskern vor den vergrösserten Auslassschlitzen natur gemäss weniger dicht und in ihm die Ab strömung der Abgase stärker ist, als vor den andern Auslassschlitzen. Die betreffenden Spülluftströme werden also gewissermassen in diese Abgaskernzone hineingezogen. Die Aufrichtung der Spülströme erfolgt um so früher, je näher sie den verlängerten Aus lassschlitzen liegen.
Die Spülluftströme aus den weiter entfernten Spülschlitzen fliessen dagegen bis zur Zylinderwand durch und übernehmen die Spülung der )Vandzonen des Arbeitszylinders. Auf diese Weise werden nicht nur die Wandzonen, sondern auch die innere Kernzone von der Spülluft erfasst, so dass tote, ungespülte Räume nicht mehr vor handen sind. Der gesamte Zylinderraum wird in kürzester Zeit von den ungehindert abströmenden Abgasen verlassen und von Spülluft erfüllt. Es ist dabei nicht wesent lich, dass die verlängerten Auspuffschlitze in der Mitte der Schlitzreihe angeordnet sind. Sie können auch an den beiden Enden liegen oder gleichzeitig in der Mitte und an den Enden.
In allen Fällen wird erreicht, dass der Abfluss der Abgase infolge der Vergrö sserung des Auslassquerschnittes schneller und störungslos vor sich geht und ein Teil der Spülluft die innere Kernzone im Arbeits zylinder erfasst und von Abgasen reinigt.
Es ist zwar bekannt, die Auslassschlitze bei Umkehrspülung so auszubilden und an zuordnen, dass ihre untern Enden jeweils zwi schen zwei Einlassschlitze in die Reihe der Einlassschlitze hineinragen. Diese Massnahme ist jedoch lediglich in einer Verringerung des durch die Schlitze bedingten Hubverlustes der Brennkraftmaschine begründet.
Es sind auch Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Um kehrspülung bekannt, bei welchen die beiden Schlitzreihen gegeneinander am Zylinder umfange verschoben sind und die Auslass- schlitze auf der einen Seite, unter denen sich keine Einlassschlitze mehr befinden, nach unten, die entsprechenden Einlassschlitze auf der andern Seite nach oben verlängert sind.
Bei dieser Ausführung soll durch die Anord nung und Ausbildung der Schlitze lediglich ein schraubenförmiger Verlauf der Spülluft im Arbeitszylinder erzielt werden, der zu einer Wirbelung der Luft bei Einspritzung des Brennstoffes führt.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Zy linder mit in der Mitte der Schlitzreihe an geordnetem, verlängertem Auslassschlitz, Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Mitte der Schlitzreihen, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 einen Agialschnitt durch einen Zy linder mit trapezförmig verlängertem Aus puffschlitz in der Mitte der Schlitzreihe, Fig. 5 einen Agialschnitt durch die Mitte der Schlitzreihen, Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4 und Fig. 7 einen Agialschnitt durch einen Zy linder, bei welchem der mittlere Auspuff schlitz besonders tief gezogen ist.
Bei den dargestellten Ausführungsformen findet die einseitige Umkehrspülung Ver wendung, das heisst die Auspuff- und Spül schlitze befinden sich auf der gleichen Zy linderseite. Der Spülluftstrom tritt also auf einer- Seite des Zylinders ein, fliesst zur ge genüberliegenden Seite, steigt dort gegen den Zylinderdeckel, an dem er umkehrt, und fliesst auf der Schlitzseite wieder zu den Auspuffschlitzen zurück.
In allen Figuren sind mit 1 der Zylinder, mit 2 der Kolben, mit 3 die Spülschlitze und mit 4 die Auspuffschlitze bezeichnet, und ist vom Zylinderdeckel aus gesehen, vor jedem Spülschlitz ein Auspuffschlitz an geordnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1, 2 und 3 ist der mittlere rechteckige Auspuffschlitz 5 nach unten verlängert und ragt damit in die Reihe der Spülschlitze 3 hinein. Unter ihm ist nur noch ein schmaler Spülschlitz 3 vorgesehen. Der Schlitz 5 ist also auf Kosten des hinter ihm liegenden Schlitzes 3 verlängert. In der Fig. 2 ist der Spülstromverlauf und der Einfluss des ver grösserten mittleren Auspuffschlitzes dar gestellt.
Die dem vergrösserten Auspuffschlitz benachbarten Spülluftströme richten sich früher auf als die weiter entfernt liegenden und dringen in die Kernzone ein, die sie von den Abgasen reinigen. Statt des einen mitt leren vergrösserten Auspuffschlitzes können auch mehrere vorgesehen werden oder es können diese verlängerten grossen Auspuff- schlitze auch an dem Ende der Schlitzreihe angeordnet werden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4, 5 und 6 ist ein trapezförmiger, grosser Aus puffschlitz 5 in der Mitte der Schlitzreihe angeordnet, während die darunter liegenden Spülquerschnitte entsprechend dreieckförmig verkleinert sind. Die Fig. 5 zeigt wieder den Verlauf des Spülluftstromes im Arbeits zylinder. Auch hier kann die Lage der ver grösserten Auspuffschlitze den Umständen entsprechend beliebig gewählt werden. Auch die Form der vergrösserten Auspuffschlitze ist dem freien Ermessen des Konstrukteurs überlassen. Die Erfindung wird davon nicht berührt.
So zeigt zum Beispiel die Fig. 7 eine Ausführungsform, bei welcher der mitt lere Auspuffschlitz besonders tief gezogen ist, so dass unter ihm kein Spülschlitz mehr vorgesehen ist.
Two-stroke internal combustion engine with reverse scavenging. The original form of the Umkehrspü development of two-stroke internal combustion engines, in which the slots are arranged essentially on one side of the cylinder and seen from the cylinder cover in front of the row of scavenging slots, a series of exhaust slots has so far proven itself well in all cases, as long as the internal combustion power - keep machines within a certain speed range.
The latest endeavors are now to build two-stroke internal combustion engines that run as quickly as possible, but in which the flushing causes certain difficulties due to the shortness of the time available. Even if the latest research from 0.
Lutz ("Research in the field of engineering", Volume 5j1934, pages 285-289) show that, on the one hand, the exhaust gas turbulence that is so feared with every flush can no longer form at all due to the very short flushing time in high-speed internal combustion engines On the other hand, it is also difficult because of the short purging time to achieve an orderly expulsion of all the exhaust gases through the purging air. The entire cylinder space must be covered as completely as possible by the scavenging air front, which drives the exhaust gases in front of it to the outlet slots.
In order to achieve this goal, two main requirements have been identified as essential on the basis of extensive tests. On the one hand, the exhaust gases to be expelled must have a sufficiently large exit cross-section, which in any case prevents the exhaust gases from accumulating in front of the outlet openings and, furthermore, the individual scavenging air jets must be directed on their way in the cylinder so that this in its entirety from the Purge air is detected.
Enlarging the outlet cross-section by lengthening the outlet slots towards the cylinder cover is inexpedient, since part of the effective cylinder stroke and thus the power of the internal combustion engine is lost as a result.
The invention relates to a two-stroke internal combustion engine with one-sided reverse scavenging, in which an exhaust slot is arranged in front of each scavenging slot as seen from the cylinder cover. According to the invention, some of the exhaust slots are extended to the rear at the expense of the scavenging slots. This not only increases the absolute dimension of the outlet cross-section, but also makes the ratio of the outlet cross-section to the scavenging cross-section, which was previously too small for high-speed internal combustion engines, more favorable.
However, what is of particular importance for the rapid flushing of the cylinder is the influence of the enlarged outlet slots on the direction of the individual flushing air flows. While in the conventional design of one-sided reverse purging with a row of purging slots and a row of overlying outlet slots, the individual purging air flows over the piston crown to the opposite cylinder wall and flow upright against the cylinder cover.
In the slot design according to the invention, the scavenging air streams or parts of the flushing air streams adjacent to the enlarged outlet slots straighten up before they reach the opposite cylinder wall, because the inner exhaust gas core in front of the enlarged outlet slots is naturally less dense and the exhaust gas flow is stronger in it, than in front of the other outlet slots. The relevant scavenging air flows are thus to a certain extent drawn into this exhaust gas core zone. The straightening of the flushing flows takes place earlier, the closer they are to the extended outlet slots.
The rinsing air flows from the rinsing slots further away, on the other hand, flow through to the cylinder wall and take over the rinsing of the wall zones of the working cylinder. In this way, not only the wall zones, but also the inner core zone are covered by the scavenging air, so that dead, uncleaned rooms are no longer available. The entire cylinder space is left in the shortest possible time by the unhindered exhaust gases and is filled with scavenging air. It is not essential that the elongated exhaust slots are arranged in the middle of the row of slots. They can also be at the two ends or in the middle and at the ends at the same time.
In all cases, the result is that the discharge of the exhaust gases is faster and more trouble-free due to the enlargement of the outlet cross-section, and part of the scavenging air covers the inner core zone in the working cylinder and cleans it of exhaust gases.
It is known to design and assign the outlet slots during reverse flushing so that their lower ends protrude between two inlet slots in the row of inlet slots. However, this measure is only based on a reduction in the stroke loss of the internal combustion engine caused by the slots.
There are also two-stroke internal combustion engines with reverse flushing known, in which the two rows of slots are shifted against each other on the cylinder circumference and the outlet slots on one side, under which there are no more inlet slots, downwards, the corresponding inlet slots upwards on the other side are extended.
In this embodiment, only a helical course of the scavenging air in the working cylinder is to be achieved through the arrangement and formation of the slots, which leads to a swirl of the air when the fuel is injected.
In the drawing, several Ausfüh approximately examples of an internal combustion engine according to the invention are shown schematically, namely Fig. 1 shows an axial section through a cylinder with in the middle of the row of slots at an ordered, extended outlet slot, Fig. 2 shows an axial section through the middle of the rows of slots, 3 shows a cross section along the line III-III in FIG. 1,
Fig. 4 is an axial section through a cylinder with a trapezoidal elongated puff slot in the middle of the row of slots, Fig. 5 is an axial section through the center of the rows of slots, Fig. 6 is a cross section along the line VI-VI in Fig. 4 and Fig. 7 an agial section through a cylinder in which the middle exhaust slot is drawn particularly deep.
In the illustrated embodiments, the one-sided reverse flushing is used, that is, the exhaust and flushing slots are on the same cylinder side Zy. The scavenging air flow enters on one side of the cylinder, flows to the opposite side, rises there against the cylinder cover, where it turns around, and flows back to the exhaust ports on the slot side.
In all figures, the cylinder with 1, the piston with 2, the scavenging slots with 3 and the exhaust slots with 4 are designated, and seen from the cylinder cover, an exhaust slot is arranged in front of each scavenging slot. In the embodiment according to FIGS. 1, 2 and 3, the central rectangular exhaust slot 5 is extended downwards and thus protrudes into the row of scavenging slots 3. Only a narrow flushing slot 3 is provided below it. The slot 5 is therefore lengthened at the expense of the slot 3 located behind it. In Fig. 2, the scavenging flow and the influence of the ver enlarged middle exhaust slot is provided.
The scavenging air streams adjacent to the enlarged exhaust slot straighten up earlier than those further away and penetrate the core zone, which they clean of the exhaust gases. Instead of the one central enlarged exhaust slot, several can also be provided, or these elongated large exhaust slots can also be arranged at the end of the row of slots.
In the embodiment according to FIGS. 4, 5 and 6, a trapezoidal, large puff slot 5 is arranged in the middle of the row of slots, while the flushing cross-sections below are correspondingly reduced in a triangular shape. Fig. 5 shows again the course of the purge air flow in the working cylinder. Here, too, the position of the enlarged exhaust ports can be selected as desired according to the circumstances. The shape of the enlarged exhaust slots is also left to the discretion of the designer. This does not affect the invention.
For example, FIG. 7 shows an embodiment in which the middle exhaust slot is drawn particularly deep, so that no more flushing slot is provided under it.