Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Absaugpumpe und Stufenkolben.
Es sind bereits Zweitaktverbrennungskraftmaschinen mit Stufenkolben bekannt, bei
welchen die Gase durch einen ringförmigen, mit dem Arbeitskolben verbundenen Kolben
abgesaugt werden. Von diesen bekannten :Maschinen unterscheidet sich der die Erfindung
bildende Zweitaktexplosionsmotor im wesentlichen durch eine am Saugzylinder angeordnete
Regelungsvorrichtung, durch welche die Brennstoffüllung des Arbeitszylinders je
nach der eintretenden Belastung der Maschine geregelt wird. Auf der Zeichnung ist
die Maschine durch Fig. z im Längsschnitt, rechtwinklig zur Kurbelwelle, dargestellt.
Fig. 2 zeigt den Arbeits- und Saugzylinder finit den vorgelagerten Ventilen und
der Regelungsvorrichtung. Fig. 3 stellt die Regelungsvorrichtung vergrößert dar.
Fig. 4 zeigt die Anordnung der Auspuff- und Überströmkanäle des Arbeitszylinders.Two-stroke internal combustion engine with suction pump and stepped piston.
Two-stroke internal combustion engines with stepped pistons are already known
which the gases through an annular piston connected to the working piston
be sucked off. From these known: machines, the invention differs
forming two-stroke explosion engine essentially by one arranged on the suction cylinder
Control device through which the fuel filling of the working cylinder depending
is regulated according to the occurring load on the machine. On the drawing is
the machine by Fig. z in longitudinal section, at right angles to the crankshaft, shown.
Fig. 2 shows the working and suction cylinder finite the upstream valves and
the control device. Fig. 3 shows the control device on an enlarged scale.
Fig. 4 shows the arrangement of the exhaust and overflow channels of the working cylinder.
Die Maschine besteht aus dem Explosionszylinder a und dem Saugzylinder
b, in welchem sich ein Stufenkolben c bewegt. Der Arbeitszylinder a. besitzt,
wie aus Fig. 2 und d. ersichtlich, eine Anzahl Löcher d, durch welche, sobald die
obere Kante e des Stufenkolbens c diese überläuft und freilegt, die verbrannten
und expandierten Gase in den um (len Arbeitszylinder a angeordneten Auspuffkanal
f eintreten und von hier durch das Auspuffventil g ins Freie ausströmen. Außerdem
sind in dem Arbeitszylinder d, wie Fig. 2 und q. zeigen, eine Anzahl Überströmkanäle
h angebracht, welche den Arbeitszylinder a mit dem Saugzylinder b -in Verbindung-
bringen, sobald die oberste Kante e des Stufenkolhens c die oberen Kanten der Kanäle
h beim weiteren Abwärtsgange des Stufenkolbens überläuft und, wie Fig. 2 zeigt,
in der tiefsten Kolbenstellung freigelegt hat. Unter dem Auspuffventil g des Arbeitszylinders
a sitzt (las Ausblaseventil i des Saugzylinders b, welches während der Saugperiode
beim Abwärtsgange des Stufenkolbens c den Saugzylinder b nach dem Auspuffkanal k
abschließt und bei der Aufwärtsbewegung des Stufenkolbens c die aus dem Arbeitszylinder
a in den Saugzylinder b gesaugten rückständigen v erbrannten' Gase nach dem Auspuffkanal
k austreten läßt. Das Auspuffventil g des Arbeitszylinders a, sowie das Ausblaseventil
i des Saugzylinders b sind zur Steuerung des Motors im Zweitakt unbedingt erforderlich.
Der Saug- und Arbeitszylinder sowie die Ventilhaube l (Fig. r) werden durch Wasser
gekühlt, welches durch Stutzen m in den Saugzylinder b eintritt, die Kühlkanäle
n
durchfließt und an der höchsten Stelle der Ventilhaube l austritt. Die Regelungsvorrichtung
ist rechts an dem Saugzylinder b angebracht und besteht, wie Fig. 3 zeigt, aus einem
Zylinder o, welcher mit Kanälen p, die genau so wie die Übertrömkanäle h in dem
Arbeitszylinder a des Motors angeordnet sind, versehen ist. Der Zylinder o ist am
oberen Ende mit mehreren nach außen mündenden Löchern q versehen und durch den Deckel
r abgeschlossen. Unten ist der Regelungszylinder o - durch einen Stopfen s dicht
abgeschlossen. In dem Zylinder o befindet sich ein durch selbstspannende Federn
an den Zylinderwandungen dichtschließender Kolben
p, welcher ebenfalls
mit Löchern x versehen ist. Der Kolben t wird durch die Stange zs und durch
eine Scheibe von der Feder v getragen. Das Ventil w schließt die Regelungsvorrichtung
während des Ausblasens der rückständigen, verbrannten Gase bei der Aufwärtsbewegung
des Stufenkolbens c' ab.The machine consists of the explosion cylinder a and the suction cylinder b, in which a stepped piston c moves. The working cylinder a. has, as shown in Fig. 2 and d. can be seen, a number of holes d, through which, as soon as the upper edge e of the stepped piston c overflows and exposes it, the burnt and expanded gases enter the exhaust duct f arranged around the working cylinder a and from here flow out through the exhaust valve g into the open. in addition, in the working cylinder d as shown in Figure 2 and q show mounted a number of transfer ducts h, which the working cylinder a to the suction cylinder b -.. bring in connection- as soon as the uppermost edge e of the Stufenkolhens c, the upper edges of the channels h overflows during the further downward movement of the stepped piston and, as shown in FIG. 2, has exposed it in the lowest piston position the exhaust port k closes and during the upward movement of the stepped piston c that from the working cylinder a into the suction cylinder the sucked in residual burned gases can escape to the exhaust duct k. The exhaust valve g of the working cylinder a and the blow-out valve i of the suction cylinder b are essential to control the engine in the two-stroke cycle. The suction and working cylinder as well as the valve cover l (Fig. R) are cooled by water, which enters the suction cylinder b through the connection m, flows through the cooling channels n and exits at the highest point of the valve cover l. The control device is attached to the right of the suction cylinder b and, as FIG. 3 shows, consists of a cylinder o, which is provided with channels p, which are arranged in the working cylinder a of the engine just like the transfer channels h. The upper end of the cylinder o is provided with several outwardly opening holes q and is closed off by the cover r. At the bottom the control cylinder o - is tightly sealed by a plug s. In the cylinder o there is a piston p which is tightly closed by self-tensioning springs on the cylinder walls and which is also provided with holes x . The piston t is carried by the rod zs and by the spring v through a disk. The valve w closes the control device while the residual, burnt gases are being blown out during the upward movement of the stepped piston c '.
Die Wirkungsweise der.Maschine ist folgende: Tritt bei der in Fig.
i gezeichneten Lage des Stufenkolbens c eine Explosion im Arbeitszylinder a auf,
so -wird der Stufenkolben c nach unten getrieben. Sobald die obere Kante e des Stufenkolbens
c die Löcher d überläuft und dieselben gegen den Explosionsraum freilegt, erfolgt
der Auspuff der verbrannten Gase in den um den Arbeitszylinder a befindlichen, ringförmigen
Auspuffkanal f und von hier durch das Auspuffventil g ins Freie. Während dieses
Vorganges- im Arbeitszylinder a hat sich aber auch gleichzeitig durch die große
Stufe des Kolbens c im Saugzylinder b ein Unterdruck gebildet. Läuft nun der Stufenkolben
c noch weiter nach unten, so überschreitet die obere Kante e des Stufenkolbens c-
die Überströmkanäle h, so daß in der tiefsten Kolbenstellung der Arbeitszylinder
a, wie Fig. z zeigt, durch die Kanäle h mit dem Saugzylinder b in Verbindung steht.
Infolge des in dem Saugzylinder b bestehenden Unterdrucks werden sofort die in dem
Arbeitszylinder a noch rückständigen, verbrannten Gase und hinter diesen her durch
das Ventil z die frische Ladung in den Arbeitszylinder a gesaugt. Der Stufenkolben
c wird nun durch die von dem Schwungrad aufgenommene Arbeit nach oben getrieben.
Hierbei wird die neue Ladung im Ar-. beitszylinder a komprimiert und in der höchsten
Kolbenstellung zur Explosion gebracht. Während aber in dem Arbeitszylinder a das
frische Explosionsgemisch durch die Aufwärtsbewegung des Stufenkolbens c komprimiert
wird, stößt die große Stufe des Kolbens im Saugzylinder b die aus dem Arbeitszylinder
a angesaugten, rückständigen, verbrannten Gase durch das Ausblaseventil i ins Freie
aus. Das Volumen des Saugzylinders b ist so groß, wie das des Arbeitszylinders a
und das der Auspuffkanäle. Der geschilderte Arbeitsvorgang wiederholt sich nun bei
jedem Kolbenhub.The mode of operation of the machine is as follows: If the machine shown in Fig.
i drawn position of the stepped piston c an explosion in the working cylinder a,
so the stepped piston c is driven downwards. As soon as the upper edge e of the stepped piston
c overflows the holes d and exposes them to the explosion space
the exhaust of the burnt gases in the ring-shaped around the working cylinder a
Exhaust duct f and from here through the exhaust valve g to the outside. During this
Process- in the working cylinder a but has also at the same time by the large
Stage of the piston c in the suction cylinder b formed a negative pressure. The stepped piston is now running
c further down, the upper edge e of the stepped piston c-
the overflow channels h, so that the working cylinder in the lowest piston position
a, as FIG. z shows, is in communication with the suction cylinder b through the channels h.
As a result of the negative pressure existing in the suction cylinder b are immediately in the
Working cylinder a still backward, burned gases and behind them through
the valve z sucked the fresh charge into the working cylinder a. The stepped piston
c is now driven upward by the work absorbed by the flywheel.
Here, the new charge in the Ar-. double cylinder a compressed and in the highest
Piston position exploded. But while in the working cylinder a that
fresh explosion mixture is compressed by the upward movement of the stepped piston c
the large step of the piston in the suction cylinder b pushes the one out of the working cylinder
a sucked in, residual, burnt gases through the blow-off valve i into the open air
the end. The volume of the suction cylinder b is as large as that of the working cylinder a
and that of the exhaust ducts. The working process described is now repeated at
every piston stroke.
Die Wirkungsweise der Regelungsvorrichtung ist folgende: Durch den
im, b erzeugten Unterdruck wird das Rückschlagventil w aufgesaugt, wobei die Wirkung
des Saugzylinders auf den Kolben t übertragen wird. Sobald aber die Saugwirkung
des Zylinders b die ' Spannung der Feder v überwindet, bewegt sich der Kolben t
nach unten. Wird der Kolben t so stark angesaugt, daß die Löcher x die oberste
Kante p' der Kanäle p überschreiten, so strömt die Außenluft durch die Löcher
q und x, die Kanäle p und durch das Ventil w in den Saugzylinder b.
Hierdurch wird der im Saugzylinder b erzeugte Unterdruck j e nach der Menge der
eintretenden Luft verringert. Dies bedingt aber auch die gleiche Verminderung des
durch den Saugzylinder b angesaugten Explosionsgemisches im Arbeitszylinder a. Die
Regelungsvorrichtung bestimmt somit die Füllung des Arbeitszylinders a je nach der
Größe des im Saugzylinder b erzeugten Unterdrucks. Die Umdrehungszahl der Maschine
wird durch Erhöhung der Federspannung v vermehrt und durch Entspannen derselben
vermindert.The mode of operation of the control device is as follows: The non-return valve w is sucked up by the negative pressure generated in, b, the effect of the suction cylinder being transmitted to the piston t. But as soon as the suction effect of the cylinder b overcomes the 'tension of the spring v, the piston t moves downwards. If the piston t is sucked in so strongly that the holes x exceed the uppermost edge p 'of the channels p, the outside air flows through the holes q and x, the channels p and through the valve w into the suction cylinder b. As a result, the negative pressure generated in the suction cylinder b is reduced depending on the amount of air entering. However, this also causes the same reduction in the explosive mixture sucked in by the suction cylinder b in the working cylinder a. The control device thus determines the filling of the working cylinder a depending on the size of the negative pressure generated in the suction cylinder b. The number of revolutions of the machine is increased by increasing the spring tension v and decreased by releasing it.