DE371105C - Two-stroke internal combustion engine with stepped cylinder - Google Patents

Description

Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Stufenzylinder. Gegenstand der Erfindung ist eine Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Stufenzylinder und zwei ineinander sich bewegenden Kolben. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar ist Abb. i ein senkrechter Längsschnitt durch die Maschine, wobei sich die beweglichen Teile in den Stellungen befinden, die sie einnehmen, wenn beim. Aufwärtsgang der Kolben die Auspuffkanäle der Verbrennungskammer gerade geschlossen sind, wobei eine Verbindung zwischen der ringförmigen Ladepumpe und der Verbrennungskammer durch Öffnungen in den Kolben erzielt wird. Abb. 2 zeigt einen ähnlichen Schnitt. Die beiden Kolben befinden sich in der Nähe ihrer oberen Totlagen und die Verbindung zwischen der ringförmigen Ladepumpe und der Verbrennungskammer ist geschlossen. Außerdem sind die Auspuffkanäle gleichfalls geschlossen. Abb.3 zeigt einen Schnitt mit dem Kolben in der Zündstellung. Abb. q. zeigt die Kolben in der unteren Stellung, wobei der Auspuffkanal geöffnet und die Verbindung zwischen der ringförmigen Ladepumpe und der Verbrennungskammer geschlossen ist. Abb.5 zeigt diejenige Stellung, bei der die Einlaßverbindung zwischen der ringförmigen Ladepumpe und der Verbrennungskammer gerade geöffnet ist und die Auspufföffnung im Begriff ist, geschlossen zu werden. Abb. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie VI-VI der Abb. i, und Abb. 7 zeigt einen Querschnitt -nach der Linie VII-VII der Abb. i.Two-stroke internal combustion engine with stepped cylinder. Subject of Invention is a two-stroke internal combustion engine with stepped cylinder and two reciprocating pistons. One embodiment of the invention is shown in Drawings shown, namely Fig. I is a vertical longitudinal section through the machine with the moving parts in the positions they require take when at. The pistons move up the exhaust ducts of the combustion chamber are just closed, with a connection between the annular charge pump and the combustion chamber is achieved through openings in the piston. Fig. 2 shows a similar cut. The two pistons are near their upper ones Dead spots and the connection between the annular charge pump and the combustion chamber is closed. In addition, the exhaust ducts are also closed. Fig 3 shows a section with the piston in the ignition position. Fig.q. shows the pistons in the lower position, with the exhaust duct open and the connection between the annular charge pump and the combustion chamber is closed. Fig.5 shows that position in which the inlet connection between the annular charge pump and the combustion chamber is just open and the exhaust port is about to is to be closed. Fig. 6 is a cross-section on the line VI-VI of FIG Fig. I, and Fig. 7 shows a cross section - along the line VII-VII of Fig. I.

Die Kurbelwelle ist mit i bezeichnet und dreht sich in dem Kurbelgehäuse, das aus einem oberen Teil e und aus einem unteren Teil 3 besteht. Die Kurbelwelle und das Gehäuse können wie bei Viertaktmaschinen ausgebildet werden.The crankshaft is labeled i and rotates in the crankcase, which consists of an upper part e and a lower part 3. The crankshaft and the housing can be designed as in four-stroke engines.

Der Zylinder ist ein Stufenzylinder. Der obere kleinere Zylinderteil ist mit q. und der untere größere mit 5 bezeichnet und zwischen beiden Zylinderteilen ist eine ringförmige Schulter 6 angebracht. Das obere Ende des Zylinders ist geschlossen und ist mit einer Zündkerze 7 versehen, die in die Verbrennungskammer hineinragt. Das untere Ende 5 des Zylinders ist offen und ragt in den Teil e des Kurbelgehäuses hinein. Der Querschnitt des unteren Zyjinderteiles 5 ist zweckmäßig doppelt so groß als der Querschnitt des oberen Teiles.The cylinder is a stepped cylinder. The upper smaller part of the cylinder is with q. and the lower, larger one denoted by 5 and between the two cylinder parts an annular shoulder 6 is attached. The top of the cylinder is closed and is provided with a spark plug 7 protruding into the combustion chamber. The lower end 5 of the cylinder is open and protrudes into part e of the crankcase into it. The cross section of the lower cylinder part 5 is expediently twice as large than the cross section of the upper part.

Die einander übergreifenden Kolben teilen den Zylinder in eine Verbrennungskammer 8 im oberen Zylinderteil und in eine Pumpenkamnmer g im unteren Zylinderteil. Das Gemischzuführungsrohr io mündet durch die Schulter 6 in die Pumpenkammer g, welches Rohr in bekannter Weise mit einem gesteuerten, nicht dargestellten Ventil zur Regelung der Gemischzufuhr zur Maschine versehen sein kann.The overlapping pistons divide the cylinder into a combustion chamber 8 in the upper part of the cylinder and in a pump chamber g in the lower part of the cylinder. That Mixture feed pipe io opens through the shoulder 6 into the pump chamber g, which Tube in a known manner with a controlled valve, not shown, for regulation the mixture supply to the machine can be provided.

Der Hauptkolben fi ist rohrförmig und an beiden Seiten offen, und er gleitet sowohl in dem, oberen Zylinderteil als auch auf dem anderen Kolben. Der Kolben ii hat doppelte Wandungen, welche eine ringförmige Kammer ia, die im wesentlichen vollständig um den Kolben von oben bis unten herumgeht, umschließen. Die Kanuner i2 besitzt oben eine oder mehrere Öffnungen 13, die auch in der inneren Wandung des Kolbens vorgesehen sind. Das untere Ende dieses ringförmigen Raumes 12 steht ständig in offener Verbindung mit der Pumpenkammer g.The main piston fi is tubular and open on both sides, and it slides both in the upper part of the cylinder and on the other piston. Of the Piston ii has double walls which form an annular chamber ia which essentially completely around the piston from top to bottom. The Kanuners i2 has one or more openings 13 above, which are also in the inner wall of the piston are provided. The lower end of this annular space 12 is always in open communication with the pump chamber g.

Der andere Kolben 14. ist hohl und hat einen unteren Kopf 15, der in der unteren größeren Bohrung des Zylinders gleitet, sowie einen oberen Kopf 16, der sich im oberen Ende des Kolbens ii bewegt. Das untere Ende 15 des Kolbens 14 ist offen, während sein oberes Ende 16 geschlossen ist. Ein. ringförmiger Teil des Kolbens 14 nahe an seinem unteren Kopf 15 gleitet in dem unteren Ende des Kolbens ii, und die Stangen 18 verbinden diesen Teil mit dem Kopf 16.The other piston 14 is hollow and has a lower head 15, the slides in the lower larger bore of the cylinder, as well as an upper head 16, which moves in the upper end of the piston ii. The lower end 15 of the piston 14 is open while its upper end 16 is closed. A. annular part of the Piston 14 close to its lower head 15 slides in the lower end of the piston ii, and the rods 18 connect this part to the head 16.

Der Kopf 16 des Kolbens 14 hat eine ringförmig angeordnete Reihe von Öffnungen ig, die sowohl oben als seitlich hindurchgehen und die in Verbindung mit den Öffnungen 13 der Kammer 12 im Kolben ii gebracht werden können. Die Verbrennungskammer ist mit einer oder mehreren Auspufföffnungen 2o, im vorliegenden Fall mit deren q., versehen, welche am Boden dieser Kammer angebracht sind und welche durch den Kolben ii bei seiner Bewegung im, geeigneten Augenblick geöffnet bzw. geschlossen werden.The head 16 of the piston 14 has an annular array of Openings ig, which go through both the top and the side and which are in connection with the openings 13 of the chamber 12 in the piston ii can be brought. The combustion chamber is with one or more exhaust ports 2o, in the present case with their q., which are attached to the bottom of this chamber and which through the Piston ii opened or closed during its movement at the appropriate moment will.

Die Schubstange 21 an der Kurbelwelle i ist unmittelbar mit dem Kolben ix verbunden und greift an den Kopf 16 des Kolbens 14 mit einer Lenkstange 22 an. Der Zapfen 23, der den Hauptkolben ii unmittelbar mit der Schubstange 21 verbindet, ist außerhalb der Mittelachse des Kolbens angebracht. Die Zapfen 24. und 25 verbinden die Enden der Lenkstange 22 mit der Schubstange 21 einerseits und mit dem Kopf 16 des Kolbens 14 anderseits. Infolge dieser Verbindung werden bei der Bewegung der Kolben ii und 1q. die Verbindung zwischen den Durchgängen i2 und =g zwischen der Pumpen- und der Verbrennungskammer in geeigneten Zwischenräumen geöffnet und geschlossen. Die wirksamen Flächen der Kolben =i und i¢ in der Verbrennungskammer sind im wesentlichen gleich.The push rod 21 on the crankshaft i is directly connected to the piston ix and engages the head 16 of the piston 14 with a handlebar 22. The pin 23, which connects the main piston ii directly to the push rod 21, is attached outside the central axis of the piston. Connect the pins 24 and 25 the ends of the handlebar 22 with the push rod 21 on the one hand and with the head 16 of the piston 14 on the other hand. As a result of this connection will be in motion the Flasks ii and 1q. the connection between the passages i2 and = g between the Pump and combustion chambers opened and closed in suitable spaces. The effective areas of the pistons = i and i [in the combustion chamber are essentially same.

Wenn man von der in der Abbildung i dargestellten Lage aller Teile ausgeht, so arbeitet die Maschine in folgender Weise: Die beiden Kolben =i und 1q. bewegen sich nach aufwärts, wobei die Pumpenkammer g in offener Verbindung mit der Verbrennungskammer 8 steht und das Gemisch verdichtet und allmählich von der Pumpenkammer in die Verbrennungskammer gedrückt wird, da das Volumen der Pumpenkammer schneller abnimmt als das Volumen der Verbrennungskammer. Wenn die Kolben die in der Abb. 2 dargestellte Stellung einnehmen, so ist die Verbindung zwischen der Pumpenkammer g und der Verbrennungskammer 8 abgeschlossen durch die relative Bewegung der beiden Kolben. Das Gemisch wird dann weiter in der Verbrennungskammer durch die noch andauernde Aufwärtsbewegung der Kolben zusammengedrückt und entzündet, sobald die Kolben, die in Abb. 3 gezeigte Stellung erreicht haben. Die Kolben werden nun durch die entzündeten Gase nach unten gedrückt in die Lage nach Abb. q.. Es wird neues Gemisch in die Pumpenkammer g eingesaugt und die verbrannten Gase werden durch die Auspufföffnungen 2o hinausbefördert. Wenn die Kolben wieder ihre Aufwärtsbewegung beginnen, so ist eine Verbindung zwischen der Pumpen- und der Verbrennungskammer sofort wieder hergestellt durch die schnelle Bewegung des Kolbens 16 gegen den Kolben =i, wie Abb. 5 zeigt. Die Kolben bewegen sich dann in die Lage nach Abb. i, wo die Auspufföffnungen geschlossen sind, und dann wiederholt sich der Kreislauf.If you think of the position of all parts shown in Figure i goes out, the machine works in the following way: The two pistons = i and 1q. move upwards, with the pump chamber g in open communication with the Combustion chamber 8 stands and the mixture compresses and gradually from the pump chamber is pushed into the combustion chamber because the volume of the pump chamber is faster decreases as the volume of the combustion chamber. When the pistons are as shown in Fig. 2 occupy the position shown, so is the connection between the pump chamber g and the combustion chamber 8 closed by the relative movement of the two Pistons. The mixture is then continued in the combustion chamber through the still ongoing Upward movement of the pistons is compressed and ignited as soon as the pistons reach the have reached the position shown in Fig. 3. The flasks are now inflamed by the Gases pressed down in the position according to Fig. Q .. New mixture is in the Pump chamber g is sucked in and the burned gases are through the exhaust ports 2o promoted out. When the pistons begin their upward movement again, so is a connection between the pump chamber and the combustion chamber is immediately re-established by the rapid movement of the piston 16 against the piston = i, as Fig. 5 shows. The pistons then move to the position shown in Fig. I, where the exhaust ports are closed and then the cycle repeats itself.

Nachdem die Verbindung zur Verbrennungskammer 8, wie in Abb. 2 gezeigt ist, abgeschlossen ist, kann das Gemisch aus der Pumpenkammer g (wenn. die weitere Zusammendrückung des Gemisches in der Verbrennungskammer 8 stattfindet) zu der entsprechenden Pumpenkammer eines anderen nicht gezeichneten Zylinders der Maschine gedrückt werden, der in diesem Augenblick gerade sich in der Ansaugperiode befindet.After the connection to the combustion chamber 8 as shown in Fig. 2 is, is completed, the mixture from the pump chamber g (if. the further Compression of the mixture in the combustion chamber 8 takes place) to the corresponding The pump chamber of another cylinder (not shown) of the machine is pressed, which is currently in the suction period.

Durch die vereinigte Wirkung der beiden Kolben kann eine sehr hohe Verdichtung des Gemisches in. der Verbrennungskammer erzielt werden, und zwar infolge der zusätzlichen Verdichtung, nachdem die Verbindung zwischen der Pumpen- und der Verbrennungskammer abgeschlossen ist. Außerdem kann die Verbindung zwischen den beiden Kammern während eines beträchtlichen Teiles des Verdichtungshubes offen sein, während sie während des übrigen Teiles des Kreislaufes geschlossen ist.Due to the combined action of the two pistons, a very high Compression of the mixture in. The combustion chamber can be achieved, as a result the additional compression after the connection between the pump and the Combustion chamber is complete. In addition, the connection between the both chambers be open during a considerable part of the compression stroke, while it is closed during the rest of the cycle.

Man kann auch den ersten Teil der neuen in die Verbrennungskammer eintretenden Ladung für ein Ausspülen der Verbrennuügskammer von den verbrannten Gasen benutzen, da die Auspuffkanäle erst freigelegt werden kurz nach Öffnung der Verbindung zwischen der Pumpen- und der Verbrennungskammer.You can also put the first part of the new one in the combustion chamber incoming charge for a flushing of the combustion chamber from the burned ones Use gases, as the exhaust ducts are only exposed shortly after the opening of the Connection between the pump chamber and the combustion chamber.

Einige der Vorteile, die sich mit der Erfindung erreichen lassen, sind die folgenden i. eine beträchtliche Gewichtsverminderung im. Verhältnis zur Kraftleistung, 2. eine wirksame Kühlung der Kolben durch das durchströmende Gemischgas, 3.. eine vollständige mechanische Durchwirbelung und Verdampfung des flüssigen Brennstoffes, q.. der Wegfall mancher Teile, die eine Einstellung erfordern, -5. eine schnelle und wirksame Entfernung der verbrannten Gase, 6. das Füllen derVerbrennungskammer, nachdem der Auspuff vollendet ist, wodurch eine Mischung der verbrannten Gase mit der frischen Ladung vermieden wird, 7. die Verhinderung des Zurückschlagens der Explosionsflamme infolge der großen Geschwindigkeit des Gemisches durch die Kolben, B. ein hoher Wirkungsgrad im Vergleich zu Viertaktverbrennungsmaschinen. Es können verschiedene Änderungen in der Bauart, Gestalt und Anordnung der verschiedenen Teile vorgenommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzugehen; der Anmelden beschränkt sich nicht auf die beschriebene und dargestellte Konstruktion, sondern schließt auch alle gleichartigen Abänderungen mit in den Schutz hinein.Some of the advantages that can be achieved with the invention are the following i. a considerable weight reduction in the. Relationship to Power output, 2. effective cooling of the pistons by the mixture gas flowing through, 3 .. a complete mechanical whirling and evaporation of the liquid fuel, q .. the elimination of some parts that require adjustment, -5. a fast and effective removal of the burnt gases, 6. filling the combustion chamber, after the exhaust is completed, creating a mixture of the burned gases with it the fresh cargo is avoided, 7. preventing the Explosive flame due to the high speed of the mixture through the pistons, B. a high efficiency compared to four-stroke internal combustion engines. It can various changes in the construction, shape and arrangement of the various parts be made without departing from the inventive concept; the login is limited does not refer to the construction described and shown, but rather closes also all similar modifications into the protection.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Stufenzylinder und in diesen bewegten Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Kolben der sich im Hauptkolben bewegt einen Kanal steuert, der die ringförmige Pumpenkammer mit der Verbrennungskammer verbindet und durch die Relativbewegung der beiden Kolben gegeneinander geöffnet und geschlossen wird. PATENT CLAIMS: i. Two-stroke internal combustion engine with stepped cylinder and piston moving in this, characterized in that the smaller piston which moves in the main piston controls a channel which connects the annular pump chamber with the combustion chamber and is opened and closed by the relative movement of the two pistons against each other. 2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben außerhalb seiner Achse mit der Schubstange verbunden ist, und der steuernde kleine Kolben von dieser durch eine besondere Lenkerstange angetrieben wird.2. Internal combustion engine according to claim i, characterized in that the main piston is outside its axis with the push rod is connected, and the controlling small piston of this by a special handlebar is driven.