Zweitaktbrennkraftmaschine mit Fremdzündung Die Erfindung betrifft
eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Fremdzündung, bei welcher während des Spülvorgangs
der Zylinderraum mit reiner Luft gespült wird und der Brennstoff und Luft in eine
am Kolben befindliche, mit dem Zylinderraum in Verbindung stehende Verdampfungskammer
so eingebracht werden, daß die in der Verdampfungskammer enthaltenen verbrannten
Gase in den Zylinderraum verdrängt werden, während der Brennstoff auf einer heißen
Wandfläche der Verdampfungskammer niedergeschlagen und verdampft wird. Eine solche
bereits durch die deutsche Patentschrift 749 456 vorbekannte Zweitaktbrennkraftmaschine
vermeidet Brennstoffverluste beim Spülvorgang, verhindert' das Niederschlagen von
Brennstofftröpfchen auf der Zylinderwand, bewirkt durch die Verdampfung eine besonders
günstige Aufbereitung des Brennstoffs vor der Verbrennung und ermöglicht das Verarbeiten
von Leicht- und Schwerölen. Ein erheblicher Mangel der bekannten Zweitaktbrennkraftmaschine
ist noch, daß das Verdrängen der Brenngase aus der Verdampfungskammer entweder entgegen
der Spülluftströmung im Zylinderraum oder quer zur Spülluftströmung im Zylinderraum
erfolgt, was einen Rückstau von Brenngasen in der Verdampfungskammer bewirkt und
bei höheren Drehzahlen das rechtzeitige Einbringen einer vollen Gemischladung in
die Verdampfungskammer, d. h. das Erzielen einer großen Maschinenleistung unmöglich
macht. Außerdem hat die bekannte Zweitaktbrennkraftmaschine noch den Nachteil, daß
die Brennstoffverdampfung in der Verdampfungskammer zu langsam für hohe Drehzahlen
erfolgt.Spark-ignition two-stroke internal combustion engine The invention relates to
a two-stroke internal combustion engine with spark ignition, in which during the scavenging process
the cylinder space is purged with pure air and the fuel and air in one
Evaporation chamber located on the piston and communicating with the cylinder space
be introduced so that those contained in the evaporation chamber burned
Gases are displaced into the cylinder space, while the fuel is on a hot
Wall surface of the evaporation chamber is deposited and evaporated. Such
already known by the German patent 749 456 two-stroke internal combustion engine
Avoids fuel loss during the flushing process, prevents the precipitation of
Fuel droplets on the cylinder wall, caused by the evaporation of a special
favorable preparation of the fuel before combustion and enables processing
of light and heavy oils. A significant shortcoming of the known two-stroke internal combustion engine
is still that the displacement of the fuel gases from the evaporation chamber either opposes
the scavenging air flow in the cylinder chamber or across the scavenging air flow in the cylinder chamber
takes place, which causes a backlog of fuel gases in the evaporation chamber and
at higher speeds the timely introduction of a full mixture charge in
the evaporation chamber, d. H. it is impossible to achieve a large machine output
power. In addition, the known two-stroke internal combustion engine has the disadvantage that
the fuel evaporation in the evaporation chamber is too slow for high speeds
he follows.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mängel zu
beseitigen. Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß als Gesamtverdichtungsraum
eine Verdampfungskammer und ein damit in Verbindung stehender, im Zylinderkopf angeordneter
Luftverdichtungsraum angewandt wird, letzterer ein wesentlicher Teil des Gesamtverdichtungsraums
ist, weiter die Verbindungsöffnung zwischen Verdampfungskammer und Zylinderraum
in Richtung der Spülluftströmung in den Zylinderraum mündet und außerdem ein Kanal
vorgesehen ist, der im Zündaugenblick die Zündstelle mit der Niederschlagsstelle
des Brennstoffs in der Verdampfungskammer verbindet und so angeordnet ist, daß das
entzündete Gemisch über die Niederschlagsstelle hinweg in den Luftverdichtungsraum
austritt. Durch diese Maßnahmen wird eine vollkommene Füllung der Verdampfungskammer
mit Fettgemisch und damit eine wesentliche Verbesserung der Maschinenleistung erreicht.
Ferner kann bei derartigen Maschinen die Verdichtung höher als bei, den üblichen
gemischverdichtenden Otto-Zweitakt-Brennkraftmaschinen gewählt werden, weil das
in der Verdampfungskammer entzündete Gemisch nicht schlagartig (nicht klopfend)
verbrennen kann, sondern erst allmählich im Verlaufe der Mischung mit der Luft im
Luftverdichtungsraum. Trotzdem erfolgt aber die Verbrennung infolge der rechtzeitigen
Gemischbereitung rasch genug auch für sehr schnellaufende Maschinen. Zum Betreiben
der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann sowohl Brennstoff mit niedriger oder
hoher Oktanzahl als auch Brennstoff mit niedriger oder hoher Siedetemperatur, z.
B. Benzin oder Dieselöl, benutzt werden.The invention is based on the object of addressing the deficiencies mentioned
remove. The solution to the problem is that as a total compression space
an evaporation chamber and one in communication therewith, arranged in the cylinder head
Air compression space is applied, the latter a substantial part of the total compression space
is, further the connection opening between the evaporation chamber and the cylinder space
in the direction of the scavenging air flow opens into the cylinder space and also a channel
is provided, the ignition point with the precipitation point at the moment of ignition
of the fuel in the evaporation chamber and is arranged so that the
ignited mixture over the point of precipitation into the air compression space
exit. These measures ensure that the evaporation chamber is completely filled
with a fat mixture and thus a significant improvement in machine performance.
Furthermore, the compression can be higher in such machines than in the usual
Mixture compressing Otto two-stroke internal combustion engines are chosen because that
Mixture ignited in the evaporation chamber does not suddenly (not knocking)
can burn, but only gradually in the course of the mixture with the air in the
Air compression room. Nevertheless, the incineration takes place as a result of the timely
Mixture preparation fast enough even for very fast running machines. To operate
the internal combustion engine according to the invention can both fuel with low or
high octane number as well as fuel with low or high boiling temperature, e.g.
B. gasoline or diesel oil can be used.
Die Erfindung kann verschiedenartig gestaltet werden. Ein Ausführungsbeispiel
ist nachfolgend beschrieben und in der Zeichnung in den F i g. 1 bis 4 schematisch
dargestellt. Es zeigen die F i g. 1 und 3 je einen Längsschnitt durch den Zylinder
und den Kolben bei tiefster und höchster Kolbenstellung, während die F i g. 2 ein
Querschnitt X-X der F i g. 1 und die F i g. 4 ein Querschnitt Y-Y der F i g. 3 sind.The invention can be embodied in various ways. An embodiment
is described below and in the drawing in FIGS. 1 to 4 schematically
shown. It shows the F i g. 1 and 3 each have a longitudinal section through the cylinder
and the piston at the lowest and highest piston position, while the F i g. 2 a
Cross-section X-X of FIG. 1 and FIG. 4 is a Y-Y cross section of FIG. 3 are.
Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß bei der
Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens b im Zylinder a Luft zur Zylinderspülung
und zur Gemischbereitung in einem nicht abgebildeten Kurbelgehäuse vorverdichtet
wird. Als Teil des Gesamtverdichtungsraums ist auf dem Kolben b die Verdampfungskarnmer
c angeordnet, deren gewölbte Decke d am Verdampfungskammerumfang spiralförmig abfällt
und in die Zunge e ausläuft. Diese Verdampfungskammer c besitzt in ihrer Decke eine
Öffnung f und am Umfang eine Öffnung g. Wenn sich der Kolben, wie F i g. 1 zeigt,
in seiner tiefsten Stellung befindet, strömt nach F i g. 2 durch die Spülkanäle
h und i vorverdichtete Luft in Pfeilrichtung I aus dem Kurbelgehäuse
in den Zylinderraum über und spült dessen Inhalt in die Auspuffleitung 1. Gleichzeitig
wird mittels der Fettgemischzuleitung k ein beliebig erzeugtes, brennstoffreiches
Gemisch
(nachfolgend Fettgemisch genannt) durch die Öffnung g unter
der Zunge e hindurch tangential in die Verdampfungskammer eingeblasen und darin
in Pfeilrichtung II zum Umlaufen gebracht. Dabei werden die im Fettgemisch enthaltenen
Brennstofftröpfchen gegen die im Betriebe heiße Verdampfungskammerwand ausgeschleudert
und darauf niedergeschlagen. Außerdem werden die von der vorherigen Verbrennung
in der Verdampfungskammer noch verbliebenen Brenngase in Pfeilrichtung
111 aus der Verdampfungskammer verdrängt, so daß diese Brenngase ungefähr
in gleicher Richtung in den Zylinderraum gelangen und darin in gleicher Weise zur
Auspuffleitung 1 umgelenkt werden, wie die in Pfeilrichtung I in den Zylinderraum
eintretende Spülluft. Die Folgen sind sowohl eine schnelle und vollkommene Füllung
der Verdampfungskammer mit Fettgemisch als auch eine gründliche Spülung des Zylinderraums,
was beides die Maschinenleistung wesentlich verbessert. Beim anschließenden Verdichtungshub
wird, wie F i g. 3 zeigt, die beim Spülen im Zylinderraum verbliebene Luft zum Teil
durch die Öffnung f in die Verdampfungskammer gedrückt und zum Teil außerhalb derselben
im Zündkanal m und im Luftverdichtungsraum n verdichtet. Hierbei bilden die in die
Verdampfungskammer gedrückte Luft und der in der Verdampfungskammer niedergeschlagene
und darin verdampfende Brennstoff ein noch brennstoffreiches Gemisch. Gegen Ende
des Verdichtungshubes schiebt sich die Verdampfungskammeröffnung g vor den, einen
länglichen Querschnitt besitzenden Zündkanal m, weshalb nun ein kleiner Teil des
in der Verdampfungskammer gebildeten Gemisches in den Zündkanal m getrieben wird,
darin mit weiterer Luft gemischt wird und nun als Normalgemisch durch die Zündkerze
o entzündet wird. Das brennende Gemisch stößt dann in Pfeilrichtung IV aus dem Zündkanal
m in die Verdampfungskammer, entzündet das darin enthaltene Gemisch und verdrängt
es in Pfeilrichtung IV kreisend aus der Verdampfungskammer in den Luftverdichtungsraum
n, wo es sich mit der dort verdichteten Luft mischt und nun vor und zu Beginn des
Arbeitshubes vollends verbrennt. Wegen der Anordnung des Luftverdichtungsraums als
Teil des Gesamtverdichtungsraums entsteht schon bei oberer Kolbenstellung ein kräftiger,
über die Niederschlagsstelle des Brennstoffs in der Verdampfungskammer hinwegblasender
Feuerstrom, der die schnelle Verdampfung auch von großen Brennstoffmengen sichert
sowie die Gemischbildung sehr beschleunigt und damit zu einer weiteren Steigerung
der Maschinenleistung und zu einer Verringerung des Brennstoffverbrauchs verhilft.
Nach dem Arbeitshub wiederholt sich das Arbeitsspiel in der vorbeschriebenen Weise.In the illustrated embodiment it is provided that during the upward and downward movement of the piston b in the cylinder a, air for cylinder scavenging and for mixture preparation is precompressed in a crankcase (not shown). As part of the overall compression space, the evaporation chamber c is arranged on the piston b, the arched ceiling d of which drops off in a spiral shape at the circumference of the evaporation chamber and ends in the tongue e. This evaporation chamber c has an opening f in its ceiling and an opening g on the circumference. When the piston, as shown in FIG. 1 shows, located in its lowest position, flows to F i g. 2 air pre-compressed through the scavenging ducts h and i in the direction of arrow I from the crankcase into the cylinder chamber and flushes its contents into the exhaust line 1. At the same time, any fuel-rich mixture (hereinafter referred to as fat mixture) generated by means of the fat mixture feed line k is underneath through the opening g the tongue e is blown through tangentially into the evaporation chamber and circulated therein in the direction of arrow II. The fuel droplets contained in the fat mixture are ejected against the hot evaporation chamber wall in the company and deposited on it. In addition, the combustion gases still remaining in the evaporation chamber from the previous combustion are displaced from the evaporation chamber in the direction of arrow 111 , so that these combustion gases enter the cylinder chamber in approximately the same direction and are diverted to the exhaust line 1 in the same way as those in the direction of arrow I in purge air entering the cylinder chamber. The consequences are both a quick and complete filling of the evaporation chamber with fat mixture and a thorough flushing of the cylinder space, both of which improve the machine performance significantly. During the subsequent compression stroke, as shown in FIG. 3 shows that the air remaining in the cylinder chamber during purging is partly pressed through the opening f into the evaporation chamber and partly compressed outside the same in the ignition channel m and in the air compression chamber n. Here, the air pressed into the evaporation chamber and the fuel deposited in the evaporation chamber and evaporating therein form a mixture that is still rich in fuel. Towards the end of the compression stroke, the evaporation chamber opening g moves in front of the ignition channel m, which has an elongated cross-section, which is why a small part of the mixture formed in the evaporation chamber is now driven into the ignition channel m, mixed with further air and now as a normal mixture through the spark plug o is ignited. The burning mixture then pushes in the direction of arrow IV out of the ignition channel m into the evaporation chamber, ignites the mixture contained therein and displaces it in a circling direction in the direction of arrow IV from the evaporation chamber into the air compression chamber n, where it mixes with the air compressed there and now back and forth Burns completely at the beginning of the working stroke. Due to the arrangement of the air compression chamber as part of the overall compression chamber, a strong flow of fire arises even when the piston is in the upper position, blowing over the point of precipitation of the fuel in the evaporation chamber, which ensures the rapid evaporation of even large amounts of fuel and greatly accelerates the mixture formation and thus a further increase in machine performance and helps to reduce fuel consumption. After the working stroke, the working cycle is repeated in the manner described above.
Die Ausgestaltung einer Maschine nach der Erfindung kann in. den Einzelteilen
von dem geschilderten Ausführungsbeispiel abweichen. Nur einige dieser Möglichkeiten
sollen nachfolgend erwähnt werden: Die Verdampfungskammer kann einen mehr kugelförmigen,
im Kolbenboden eingelassenen Hohlraum haben. Das Einbringen des Brennstoffs in die
Verdampfungskammer ist auch durch direktes Einspritzen in die Verdampfungskammer
möglich. Dazu wird kein hoher Einspritzdruck benötigt, da das nachfolgende Verdampfen
des Brennstoffs in der Verdampfungskamrner die zur Gemischbildung erforderliche
feine Verteilung des Brennstoffs bewirkt. Wichtig ist, daß die Verdampfungskammerwand
an den von Brennstofftröpfchen getroffenen Stellen ohne starke Kühlung, insbesondere
ohne Wasserkühlung ist und daß das Fettgemisch in der Verdampfungskammer bis zur
Zündung in Wirbelung gehalten wird, was die Gemischbereitung begünstigt und eine
vorzeitige Zündung verhindert. Zulässig ist, daß ein kleiner Teil des in die Verdampfungskammer
eingebrachten Brennstoffes schon vor der Zündung in verdampftem Zustande in den
Zylinderraum übertritt.The design of a machine according to the invention can be in. The individual parts
differ from the illustrated embodiment. Just a few of these possibilities
should be mentioned below: The evaporation chamber can have a more spherical,
have a cavity embedded in the piston crown. The introduction of the fuel into the
Evaporation chamber is also by injecting directly into the evaporation chamber
possible. A high injection pressure is not required for this, since the subsequent evaporation
of the fuel in the evaporation chamber is the amount required to form the mixture
causes fine distribution of the fuel. It is important that the evaporation chamber wall
at the points hit by fuel droplets without strong cooling, in particular
without water cooling and that the fat mixture in the evaporation chamber is up to
Ignition is kept in vortex, which favors the mixture preparation and a
prevents premature ignition. It is permissible that a small part of the in the evaporation chamber
introduced fuel in the evaporated state before ignition
Cylinder space crosses.