DE410695C - Controlled intake two-stroke internal combustion engine - Google Patents

Description

Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit gesteuertem Einlaß. Um eine vollkommene Spülung, vor allein bei schnellaufenden Zweitaktverbrennungskraftmaschinen, zu erreichen, muß die Ströinung der Spülluft so beherrscht werden, daß eine Durchwirbelung der Verbrennungsgase vermieden wird und keine toten Räume entstehen, welche von der Spülluft nicht bestrichen werden. Die Beherrschung der Strömung der Spülluft erfordert nicht nur eine richtige Ausbildung und Anordnung von genügend großen Einlaßquerschn.itten für :die Spülluft, sondern auch eine entsprechende Gestaltung des Kompressionsraumes.Controlled intake two-stroke internal combustion engine. To a complete flushing, especially with high-speed two-stroke internal combustion engines, To achieve, the flow of the scavenging air must be controlled so that a vortex of combustion gases is avoided and no dead spaces are created, which of the purge air are not coated. Control of the flow of the purge air not only requires a correct design and arrangement of sufficiently large inlet cross sections for: the purge air, but also a corresponding design of the compression space.

Diese beiden Bedingungen finden sich bei keiner der bisher bekannt gewordenen Verbrennungskraftmaschinen verwirklicht. Bei denjenigen Maschinen, welche ein oder mehrere im Zylinderdeckel vorgesehene Tellerventile als Spüllufteinlaßorgane aufweisen, findet entweder eine Durchwirbelung der Verbrennungsluft bei Verwendung von mehreren Tellerventilen statt, oder es entsteht ein toter Raum unter dem Ventil, wenn nur ein Ventil verwendet wird. Auch bei den bekannten Maschinen mit zylindrischem Spülluftschieber wird die vollkommene Spülung nichterreicht, da der entsprechenden Ausbildung des Kompressionsraumes nicht Rechnung getragen ist. Andererseits ist es bei Maschinen mit Tellerventilen bekannt, Kompressionsräume, welche gegenüber dem Zylinder verengt sind," vorzusehen.These two conditions are not found in any of the previously known realized internal combustion engines. With those machines that one or more poppet valves provided in the cylinder cover as scavenging air inlet organs have, there is either a swirling of the combustion air when using by several poppet valves, or there is a dead space under the valve, if only one valve is used. Even with the known machines with cylindrical Purge air slide valve, complete purging is not achieved because the corresponding Formation of the compression space is not taken into account. On the other hand is it is known in machines with poppet valves, compression chambers, which opposite the cylinder are narrowed "to be provided.

Bei der vorliegenden Zweitaktverbrennungskraftmaschine wird der Spüllufteinlaß durch einen an sich bekannten zylindrischen Schieber gesteuert, und die Spülluft tritt im wesentlichen in radialer Richtung gegen die Zylindermitte in den Kompressionsraum ein, tvelcher in bekannter Weise gegenüber dem Zylinder verengt ist und sich allmählich auf dem Zylinderquerschnitt erweitert, so daß im Kompressionsraum ein geschlossener Spülluftstrom erzeugt wird.In the present two-stroke internal combustion engine, the scavenging air inlet controlled by a known cylindrical slide, and the purge air occurs essentially in the radial direction towards the center of the cylinder in the compression chamber a, tvelcher is narrowed in a known manner with respect to the cylinder and gradually increases expanded on the cylinder cross-section so that a closed one in the compression chamber Purge air flow is generated.

Diese neue Kombination der zwei an sich bekannten Merkmale ermöglicht eine vollkommene Spülung; der. imKompressionsraum erzeugte, geschlossene Spülluftstrom treibt die Verbrennungsgase ohne Wirbelbildung restlos durch die Auspuffschlitze; es 1-assen sich daher bei Zweitaktmaschinen Zylinderabmessungen und die Drehzahlen gegenüber dem Bekannten wesentlich steigern.This new combination of the two known features is made possible a perfect flush; the. closed purge air flow generated in the compression chamber drives the combustion gases through the exhaust ports without any formation of eddies; In two-stroke engines, therefore, cylinder dimensions and speeds matched one another significantly increase compared to the known.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung veranschaulicht, in welcher Aibb. i einen Vertikalschnitt durch den oberen Teil einer Zweitaktverbrennun:gskraftmaschine mit Brennstoffeinspritzdüse darstellt.An example embodiment of the subject matter of the invention is in the drawing illustrates in which Aibb. i a vertical section through the upper part of a two-stroke combustion engine with a fuel injector represents.

Abb. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform der in Abb. i gezeigten Anordnung. Abb. 3 und .4 zeigen weitere Ausführungsformen der Verbrennungskr aftmaschine gemäß der Erfindung.Fig. 2 is a modified embodiment of that shown in Fig. I Arrangement. Fig. 3 and .4 show further embodiments of the internal combustion engine according to the invention.

In Abb.i stellt i den Arbeitszylinder dar, 2 den Kolben, 3 die gleichmäßig über den Zylinderumfang am Hubende angeordneten kurzen Auspuffschlitze. Im Zylinderdeckel 4. ist der als Kugelabschnitt ausgebildete, gegenüber dem Zylinder verengte Kompressionsraum 5 vorgesehen, der eineVerengung 6 aufweist. An den Kompressionsraum 5 schließt eine allmählich den Zylinderquerschnitt annehmende Erweiterung an. Irn oberen Teil des Kompressionsraumes ist ein Spüllufteinlaßorgan io in Gestalt eines zentral angeordneten Ringschiebers mit Sitz i i angeordnet. in welches der Kompressionsraumeinsatz 12 hineinragt. In letzterem ist zentral die Brennstoffdüse 13 angebracht, welcher durch Rohr 14. der Brennstoff zugeführt wird. Der wassergekühlte Einsatz 12, ist vermittels Gehäuses 15 am Deckel 4 befestigt un4.bildet finit Gehäuse 15 und Schieber io eine obere Kammer 2o und untere Kammer 21, vermittels welcher durch abwechselnd zu- und abfließendes Drucköl der kingschieberio angehoben und niedergedrückt wird. Feder 22 dient dazu, eine sichere Schieberschließbewegung zu erzielen.In Fig.i i represents the working cylinder, 2 the piston, 3 the uniform Short exhaust slots arranged over the circumference of the cylinder at the end of the stroke. In the cylinder cover 4. is the compression space that is designed as a spherical segment and is narrowed in relation to the cylinder 5 is provided which has a constriction 6. A closes to the compression chamber 5 widening gradually taking on the cylinder cross-section. In the upper part of the Compression chamber is a scavenging air inlet organ io in the form of a centrally arranged Ring slide with seat i i arranged. in which the compression space insert 12 protrudes. In the latter, the fuel nozzle 13 is attached centrally, which through Pipe 14. the fuel is supplied. The water-cooled insert 12 is mediated Housing 15 attached to the cover 4 and forms a finite housing 15 and Slide io an upper chamber 2o and lower chamber 21, by means of which through alternately inflowing and outflowing pressure oil of the kingschieberio is raised and depressed will. Spring 22 is used to achieve a safe slide closing movement.

Der Zylinderdeckel 4. enthält Wasserkühlkammern 25 und 26 und oben eine Ringkammer 27 für Spül- bzw. Ladeluft, welch letztere den Spülluftschieber io umgibt. Die Spülluft strömt durch Kanäle 28 bei offenem Schieber i o in den Kompressionsraum. Der Schieber i o ist mit Kolbenringen 3o im Kompressionsraumeinsatz 12 und Deckel 4 abgedichtet und in offener Stellung über die ganze Länge von innen und außen gekühlt, während die Spülluft an dem Sitz i i kühlend vorbeiströmt. Der Schieber io ist so angeordnet, daß er nur zum geringen Teil mit den entzündeten Gasen in Berührung tritt.The cylinder cover 4 contains water cooling chambers 25 and 26 and above an annular chamber 27 for scavenging or charge air, the latter being the scavenging air slide io surrounds. The scavenging air flows through channels 28 when the slide valve i o is open into the compression chamber. The slide i o is with piston rings 3o in the compression chamber insert 12 and cover 4 sealed and, in the open position, cooled from inside and outside over the entire length, while the scavenging air flows past the seat i i in a cooling manner. The slider io is like this arranged that it only comes into contact with the ignited gases to a small extent occurs.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Gegen Ende des Expansionshubes werden die Auspuffschlitze 3 vom Kolben freigelegt, und nachdem die Entspannung der Gase erfolgt ist, öffnet sich der Schieber io, und es strömt Spülluft in radialer Richtung aus der Ringkammer 27 in den Kompressionsraum. Die in der Mitte zusammentreffenden Spülluftstrahlen bilden einen geschlossenen Strom, welcher die verbrannten Gase vor sich her drückt, worauf der geschlosseneSpülluftstrom unter der Verengung 6 sich über den ganzen "Zylinder verbreitet und die verbrannten Gase wie ein Kolben aus dem Kompressionsraum vor sich her und durch die Auspuffschlitze austreibt. Durch entsprechende Wahl des Schlusses des Spül- und Ladeschiebers kann beliebige Füllung, sogar Überfüllung gegeben «-erden.The way the machine works is as follows: Towards the end of the expansion stroke the exhaust ports 3 are exposed by the piston, and after the relaxation When the gases have passed, the valve opens and the scavenging air flows in a radial direction Direction from the annular chamber 27 into the compression space. The ones that meet in the middle Jets of purge air form a closed stream that carries the burned gases presses in front of it, whereupon the closed purge air flow under the constriction 6 spreads over the whole "cylinder and the burnt gases like a piston from the compression chamber in front of you and through the exhaust ports. By appropriate choice of the end of the flushing and loading slide can be any filling, even given overcrowding.

Der Verbrennungsraum ist .durch Wandungen von zylinderförmigen Körpern begrenzt, nämlich vom Spülluftschieber io, vom Einsatz 12, von dem Zylinderdeckel und vom Kolbenboden. Der Kompressionsraum ist als Kugelabschnitt ausgebildet. Ein Anlaßventil kann zentral um die Düse im unteren Deckelteil oder außerhalb des Koinpressionsraumes oder in die Verbrennungsumwandung eingelassen angeordnet werden.The combustion chamber is through the walls of cylindrical bodies limited, namely by the scavenging air valve io, from the insert 12, from the cylinder cover and from the piston crown. The compression space is designed as a spherical segment. A The starter valve can be centered around the nozzle in the lower part of the cover or outside the compression space or be arranged let into the combustion wall.

Die Forin des Kompressionsraumes und die Anordnung des zentralen Spülluftorgans und <ler Spülluftkainmer ermöglicht eine vollkominene Spülung.The shape of the compression room and the arrangement of the central purge air system and <ler purge air chamber enables a fully cominous purging.

Die: Ausführungsform nach Abb. 2 der Zeichnung weist gegenüber der in Abb. i gezeigten nachstehend beschriebene Änderungen auf.The: embodiment of Fig. 2 of the drawing has opposite the changes shown in Fig. i, as described below.

In die Ringkammer 27 für die Spülluft ragt eine ringförmige Rippe 34 so daß bei gehobenem Schieber io die Spülluft zwischen Rippe 31 und Schieber durchströmt. Der Schieber io, welcher aus Leichtmetall, z. B. einer Aluminiumlegierung, besteht, ist mit Rippen 32 versehen, um eine gute A bgabe .der Wärme, welche bei der vorangegangenen Verbrennung sich im Schieber gestaut hat, an die Spülluft zu .bewirken. Die ringförmige Rippe 3.1 leitet den Spül-1.uftstrom nach den Dippen 32 des Schiebers. Der Schiebersitz i i hat einen derartigen Durchmesser, daß bei geschlossenem Schieber io letzterer :durch den Innen,druck auf Aden Sitz gepreßt wird.An annular rib protrudes into the annular chamber 27 for the scavenging air 34 so that when the slide is raised io the scavenging air between the rib 31 and slide flows through. The slider io, which is made of light metal, e.g. B. an aluminum alloy, consists, is provided with ribs 32 to a good A bgabe .the heat, which at the previous combustion has accumulated in the slide, to the purge air .cause. The ring-shaped rib 3.1 directs the rinsing air flow to the dips 32 of the slide. The slide seat i i has a diameter such that at closed slide io the latter: pressed through the inside, pressure on the seat will.

Der Schieber io wird in irgendeiner zweckmäßigen Weise gesteuert.The slider io is controlled in any convenient manner.

In Abb. 3 ist eine Ausbildung des Kompressionsraumes 5 gezeigt, die sich besonders für Einspritzung des Brennstoffes mittels Druckluft eignet. Die Einspritzdüse 13 ist tiefer, d. h. näher der obersten Kolbenstellung angeordnet, und der Kolben :2 weist keinen. Verdrängeransatz auf. Kurz unterhalb des Sitzes ii des auf gleiche Weise wie in Abib. 2 ausgebildeten Schiebers io erweitert sich der Kompressionsraum allmählich bis zum Zylinderquerschnitt.In Fig. 3 an embodiment of the compression space 5 is shown, the is particularly suitable for injecting the fuel by means of compressed air. The injector 13 is deeper, i.e. H. arranged closer to the uppermost piston position, and the piston : 2 has none. Displacement approach on. Just below the seat ii of the same Way as in Abib. 2 trained slide io expands the compression space gradually up to the cylinder cross-section.

Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 sind Doppelschieber 48 und 49 als Spüllufteinlaßorgane vorgesehen, welche durch Exzenterstangen 5o und 51 gesteuert werden.In the embodiment according to Fig. 4 there are double slides 48 and 49 provided as scavenging air inlet organs which are controlled by eccentric rods 5o and 51 will.

An Stelle der gezeichneten Spüllufteinlaßorgane können beliebige andere, wie einfache bzw. doppelte zylindrische oder konische, sich dem Kompressionsraum anpassende Ventile oder Schieber angeordnet werden, deren Bewegung beliebig bewirkt werden kann.Instead of the purge air inlet organs shown, any other like single or double cylindrical or conical, join the compression space matching valves or slides are arranged, the movement of which causes arbitrary can be.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit am Hubende angeordneten Auspuffschlitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Spüllufteinlaß durch einen an sich bekannten zylindrischen Schieber gesteuert und die Spülluft im wesentlichen in radialer Richtung gegen die Zylindermitte in den Kompressionsraum eintritt, welcher in bekannter Weise gegenüber dem Zylinder verengt ist und sich allmählich auf den Zylinderdurchmesser erweitert, so daß im Kompressionsraum ein geschlossener Spülluftstrom erzeugt wird. Claim: two-stroke internal combustion engine with exhaust ports arranged at the end of the stroke, characterized in that the scavenging air inlet is controlled by a cylindrical slide valve known per se and the scavenging air enters the compression chamber essentially in a radial direction towards the cylinder center, which is narrowed in a known manner with respect to the cylinder and is gradually expanded to the cylinder diameter, so that a closed flow of scavenging air is generated in the compression chamber.