Zweitakt-Brennkraftmaschine Die bekannten Otto-Zweitakt-Brennkraft- maschinen haben einen verhältnismässig hohen Brennstoffverbrauch. Bei Verwendung von flüssigen Brennstoffen liegt dies unter an derem daran, dass einerseits der Brennstoff vor dem Einbringen in die Kraftmaschine nicht fein genug zerstäubt wird und dass an derseits der zerstäubte Brennstoff in der Kraftmaschine teilweise wieder zu grösseren Tröpfchen vereinigt wird, was beides dazu führt, dass der Brennstoff während des Ar- beitstaktes zu langsam,
das heisst nur unvoll kommen verbrennt. Wenn als Brennstoff ein Schweröl benützt wird, tritt sogar eine so starke Tröpfchenbildumg -und Schmierölver- dünnung auf, dass ein zufriedenstellender Be trieb nicht erzielt, das heisst der niedrigere Preis von Schweröl nicht ausgenützt werden kann. Ein weiterer Nachteil der Zweitakt Brennkraftmasehine ist., da.ss der Kolben nicht genügend gekühlt wird, weshalb sein Aussen durchmesser kleiner gehalten werden muss, als mit Rücksicht auf gute Gasabdichtung und lange GebrauclLsfähigkeit wünschenswert ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Nachteile der Otto-Zweitakt-Br ennkraftmaschinen. Kenn zeichnend für die Erfindung ist, dass zur Er zielung einer schnellen und vollkommenen Verbrennung des Brennstoffes im Brennrahm und zum Kühlen des Kolbens Mittel vorgese hen sind,
urn einen Teil der Brennraum- Ladung in Form eines Fettgemisches in den Kolbenhohlraum und den restlichen Teil in den Zylinderraum unterhalb des Kolbens und in das Kurbelgehäuse einzubringen.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar im Längs schnitt in F'ig. 1 bei oberer und in Fig. 2 bei unterer Kolbenstellung.
In bekannter Weise wird die im Kurbel gehäuse rx drehbar gelagerte Kurbelwelle b über die Pleuelstange c vom Kolben d im Zy- linder e- angetrieben. Gegen Ende der Kolben aufwärtsbewegung werden durch die Luftzu leitung f reine Luft in Pfeilrichtung I schräg abwärts in den Zylinder und in das Kurbel gehäuse und durch die Gemischzuleitung ein Fettgemisch, bestehend aus relativ viel Brennstoff und wenig Luft, in Pfeilrichtung II schräg nach aufwärts in den Kolbenhohl raum eingesaugt und letzteres an dem im Be trieb sehr heissen Kolbenmantel und Kolben boden entlang geleitet.
Die Zuleitungen für die Luft und für das Fettgemisch können so bemessen sein; dass das eingesaugte Fett gemisch den Kolbenhohlraum höchstens knapp füllt, jedoch das Kurbelgehäuse und der daran anschliessende Teil des Zylinderralunes ganz mit Luft gefüllt werden.
Während der Kol benabwärtsbewegung werden die Luft im Kurbelgehäuse und das Fettgemisch im Kol benhohlraum verdichtet, bis der Kolben den Auspuffkanal h und kurz darauf die in den Brennraiun mündende Öffnung des Über strömkanals i freilegt und ausserdem die Öffnung k im Kolbenmantel mit einem in den Überströmkanal i führenden Zweigkanal l in Verbindung bringt.
Nun strömen die Luft aus dem Kurbelgehäuse in Pfeilrichtung III zusammen mit dem Fettgemisch aus dem Kol benhohlraum in Pfeilrichtung IV durch den Überströmkanal i in den Brennraum m und. verdrängen daraus die Brenngase. Der weitere Ablauf des Zweitakt-Arbeitsverfahrens voll zieht sich in der bei Otto-l@Iotoren üblichen Weise.
Die Herstellung des benötigten Fettge misches kann auf beliebige Weise, zum Bei spiel in einem Vergaser, erfolgen.
Durch Anordnung von Leitvorrichtungen lässt sieh das Einströmen und Verweilen des Fettgemisches im Kolbenhohlraum beliebig ge stalten. Eine solche Vorrichtung ist die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete Wand n, die im Kolbenhohlraum einen Leitkanal bil det.
Dieser Leitkanal führt von der Kolben imterkante am Kolbenmantel entlang auf wärts in Richtung gegen den Kolbenboden hin und ist so ausgebildet, dass seine Öff- niuig an der Kolbenimterkante bei oberer Kolbenstellung mit der die Leitung g ersetzen den Fettgemischzüleitimg p und bei unterer Kolbenstellung mit dem ziun Brennraum füh renden Überströmkanal i Verbindung erhält, im übrigen aber durch die Zylinderwand ge schlossen gehalten wird.
Bei oberer Kolbenstel lung wird dann durch die Zuleitung p hindurch das Fettgemisch in die untere Öffnung des Leitkanals eingesaugt, während bei unterer Kolbenstellung das im Kolbenhohlraum vor verdichtete Fettgemiseh durch die untere Öffnung des Leitkanals hindurch in den Überstr ömkanal i, also zusammen mit der Luft, aus dem Kurbelgehäuse in den Brenn- raum gelangt.
Bei Anwendung eines derarti gen Leitkanals im Kolben erübrigt sich die Öffnung k im Kolbenmantel. An Stelle der Fettgemischzuleitung p kann auch hier die Fettgemischzuleitimg g angewandt werden und der Leitkanal o nur zur Weiterleitung des Fettgemisches aus dem Kolben in den Überströmkanal i benützt werden.
Die beschriebene Anordnung kann bei jedem .Spülsystem, zum Beispiel auch bei durch Drehschieber gesteuertem Spül- und Ladevorgang, weiter bei Ein- und Mehr- zylindermaschinen und bei Doppelkolben- maschinen, aber auch bei Maschinen mit Lade pumpe oder dergleichen, das heisst bei Ge misch- und Luftzuführung unter Druck an gewandt werden.
Weil bei der beschriebenen Maschine der Brennstoff praktisch nicht in das verhältnis mässig kühle Kurbelgehäuse kommt, wo er teilweise in Tropfenform niederschlagen würde, sondern als Fettgemisch in den im Betrieb sehr heissen Kolben eingebracht wird, wo die enthaltenen Brennstofftröpfchen gegen den Kolbenmantel und den Kolbenboden ge schleudert werden und darauf, wie die Ver suche bei Traktorenpetroleum ergaben, prak tisch ohne Bildung von Rückständen ver dampfen, gelangt jetzt nur noch Brennstoff- Luftgemisch ohne grössere Tröpfchen in den Brennraiun,
weshalb darin eine schnelle und vollkommene Verbrennung und damit ein niedriger Brennstoffverbrauch sowie eine Lei stungssteigerung erzielt werden. Das Ver dampfen des Brennstoffes auf dem Kolben boden lässt sich durch auf dem Kolbenboden sitzende, in den Kolbenhohlraum hineinra gende Rippen verbessern.
Mittels solcher Rip pen kann die 'Temperatur des Kolbenbodens so gestaltet werden, dass wohl Brennstoff tröpfchen darauf verdampfen, nicht aber Schmieröltröpfchen, wenn Schmieröl dem Brennstoff zur Maschinenschmierung beige mischt worden ist, da das Schmieröl einen höhenliegenden Siedetemperaturbereich als Petroleum hat. Der Brennstoffverbrauch und die Leistung der Kraftmaschine können durch die mögliche höhere Verdichtung des Ge misches im Brennraiun noch weiter verbessert werden.
Neben der Brennstoffeinsparung wird durch das Besehicken des Kolbenhohlraumes mit Fettgemisch noch eine kräftige Kolben kühlung erzielt und ein zufriedenstellender Betrieb mit billigem Schweröl ermöglicht. Um mit 'Sicherheit auch grosse Mengen von Schweröl mit hoher 'Siedetemperatur zu ver dampfen, kann das etwa in einem Vergaser gebildete Fettgemisch durch einen mit Aus puffgasen beheizten Verdampfer in den Kol benhohlraum gesaugt werden.
In der gleichen Brennkraftmaschine kann wahlweise sowohl Benzin oder dergleichen als auch .Schweröl benützt werden. Beim beschriebenen hIotor wird im übrigen auch die übliche Schmie- rung durch dem Brennstoff beigemischtes Öl verbessert, weil das Schmieröl nicht mehr mit Brennstoff verdünnt, sondern nach Heraus verdampfen des Brennstoffes auf dem heissen Kolben unverdünnt an die Schmierstellen gelangt.
Two-stroke internal combustion engine The known Otto two-stroke internal combustion engines have a relatively high fuel consumption. When using liquid fuels, this is partly due to the fact that, on the one hand, the fuel is not atomized finely enough before it is introduced into the engine and, on the other hand, the atomized fuel is partially reunited in the engine to form larger droplets, which both lead to that the fuel is too slow during the work cycle,
that means only coming incompletely burns. If heavy oil is used as fuel, the droplet formation and lubricating oil dilution is so great that satisfactory operation cannot be achieved, that is to say that the lower price of heavy oil cannot be exploited. Another disadvantage of the two-stroke internal combustion engine is that the piston is not sufficiently cooled, which is why its outer diameter must be kept smaller than is desirable with regard to good gas sealing and long service life.
The present invention aims to eliminate the aforementioned disadvantages of Otto two-stroke internal combustion engines. A characteristic of the invention is that means are provided to achieve rapid and complete combustion of the fuel in the combustion frame and to cool the piston,
in order to introduce part of the combustion chamber charge in the form of a grease mixture into the piston cavity and the remaining part into the cylinder chamber below the piston and into the crankcase.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically, in longitudinal section in FIG. 1 in the upper and in Fig. 2 in the lower piston position.
In a known manner, the crankshaft b rotatably mounted in the crankcase rx is driven by the piston d in the cylinder e via the connecting rod c. Towards the end of the piston upward movement through the air supply line f pure air in the direction of arrow I diagonally downwards into the cylinder and into the crankcase and through the mixture supply line a fat mixture, consisting of a relatively large amount of fuel and little air, in the direction of arrow II diagonally upwards into the The piston cavity is sucked in and the latter is passed along the piston skirt and piston crown, which are very hot during operation.
The supply lines for the air and for the fat mixture can be sized; that the sucked-in fat mixture fills the piston cavity at most, but the crankcase and the adjoining part of the cylinder barrel are completely filled with air.
During the piston downward movement, the air in the crankcase and the fat mixture in the Kol benhohlraum are compressed until the piston exposes the exhaust port h and shortly afterwards the opening of the overflow channel i that opens into the combustion chamber, and also the opening k in the piston skirt with an into the overflow channel i leading branch channel l connects.
Now the air flows from the crankcase in the direction of arrow III together with the grease mixture from the Kol benhohlraum in the direction of arrow IV through the overflow channel i into the combustion chamber m and. displace the fuel gases from it. The further course of the two-stroke work process is carried out in the usual way at Otto-l @ Iotoren.
The production of the required Fettge mix can be done in any way, for example in a carburetor.
By arranging guide devices, the inflow and lingering of the fat mixture in the piston cavity can be designed as desired. Such a device is the wall n shown in dashed lines in Fig. 1, which bil det a guide channel in the piston cavity.
This guide channel leads from the piston inner edge along the piston skirt upwards towards the piston crown and is designed in such a way that its opening at the piston inner edge with the upper piston position with the line g replace the fat mixture supply p and with the lower piston position with the ziun Combustion chamber leading transfer channel i receives connection, but is otherwise kept ge closed by the cylinder wall.
When the piston is in the upper position, the grease mixture is sucked into the lower opening of the guide channel through the supply line p, while when the piston is in the lower position, the grease mixture that is compressed in the piston cavity through the lower opening of the guide channel into the overflow channel i, i.e. together with the air, reaches the combustion chamber from the crankcase.
When using such a guide channel in the piston, the opening k in the piston skirt is unnecessary. Instead of the fat mixture feed line p, the fat mixture feed line g can also be used here and the guide channel o can only be used to convey the fat mixture from the piston into the overflow channel i.
The described arrangement can be used in any .Spülsystem, for example also in the flushing and loading process controlled by rotary slide valves, further in single and multi-cylinder machines and in double piston machines, but also in machines with a loading pump or the like, that is to say with a mixture - and air supply can be used under pressure.
Because in the machine described, the fuel practically does not come into the relatively moderately cool crankcase, where it would partially be reflected in the form of drops, but is introduced as a grease mixture into the piston, which is very hot during operation, where the fuel droplets contained are thrown against the piston skirt and the piston crown and, as the tests on tractor kerosene showed, evaporate practically without the formation of residues, now only a fuel-air mixture without large droplets gets into the combustion chamber,
which is why a quick and perfect combustion and thus a lower fuel consumption and an increase in performance can be achieved therein. The evaporation of the fuel on the piston crown can be improved by ribs sitting on the piston crown and extending into the piston cavity.
By means of such ribs, the 'temperature of the piston crown can be designed so that fuel droplets evaporate on it, but not lubricating oil droplets if lubricating oil has been mixed with the fuel for machine lubrication, since the lubricating oil has a higher boiling temperature range than petroleum. The fuel consumption and the performance of the engine can be further improved by the possible higher compression of the mixture in the Brennraiun.
In addition to saving fuel, filling the piston cavity with a grease mixture also achieves powerful piston cooling and enables satisfactory operation with cheap heavy oil. In order to evaporate with 'security also large amounts of heavy oil with high' boiling point ver, the fat mixture formed in a carburetor can be sucked benhohlraum through an evaporator heated with exhaust gases from the piston.
In the same internal combustion engine, both gasoline or the like and heavy oil can optionally be used. In the case of the hIotor described, the usual lubrication by oil mixed with the fuel is also improved because the lubricating oil is no longer diluted with fuel, but reaches the lubrication points undiluted after the fuel has evaporated on the hot piston.