DE616451C - Two-stroke internal combustion engine with two counter-rotating pistons each driving a crankshaft - Google Patents

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine mit zwei gegenläufigen, je eine Kurbelwelle antreibenden Kolben Die Erfindung betrifft eine im Zweitakt arheitende Brennkraftmaschinie mit zwei gegenläufigen Kolben, die den Einlaß und den Auspuff durch überschleifen von Schlitzen im Zylinder steuern und welche auf zwei an den Zylinderenden angeordnete und durch ein Getriebe miteinander verbundene Kurbelwellen arbeiten.Two-stroke internal combustion engine with two counter-rotating, one crankshaft each driving piston The invention relates to an internal combustion engine operating in two-stroke cycles with two pistons rotating in opposite directions, which grind the inlet and the exhaust through control of slots in the cylinder and which on two arranged at the cylinder ends and work crankshafts connected to one another by a transmission.

Es ist bei solchen Maschinen bekannt, diejenige Kurbelwelle, an welche der den A'uspuif steuernde Kolben angeschlossen ist, gegennüber,der anderen Welle, die von dem die Einlaßschlitze steuernden Kolben angetrieben wird, voreilen zu lassen, -um ein starkes Aufladen mit Verbrennungsluft zu erzielen.In such machines it is known which crankshaft to which the piston controlling the A'uspuif is connected opposite the other shaft, to advance which is driven by the piston controlling the inlet slots, -to achieve a strong charge with combustion air.

Dies ist wohl für das Anfahren und bei hoher Belastung von großem Wert, aber im Beharrungszustande der Maschine ergibt sich der Mangel, daß der Leistungsanteil beider Kurbelwellen infolge der Voreilung der einen Welle ungleich, d. h. der Massenausgleich gestört wird und die Maschine unruhig arbeitet.This is probably of great importance for starting up and with high loads Value, but in the steady state of the machine there is a defect that the performance share Both crankshafts are unequal due to the advance of one shaft, d. H. the mass balancing is disturbed and the machine works restlessly.

Dieser Mangel wird bei den Maschinen, deren Kurbelwellen durch ein zwangsläufiges Getriebe miteinander verbunden sind, erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß als zwangsläufiges Getriebe lein. Kettengetriebe vorgesehen ist, dessen Kettenstränge gegen-einander veränderbar sind, und daß außerdem ein kraftschlüssiges Getriebe vorgesehen ist, dessen Kraftschlüssigkeit periodisch unterbrochen werden kann.In machines whose crankshafts are connected to one another by a positive gear, this deficiency is eliminated according to the invention in that leash is used as the positive gear. Chain transmission is provided, the chain strands of which can be changed with respect to one another, and that a force-fit transmission is also provided, the force-fit of which can be periodically interrupted.

Zwar sind Kettentriebe für den Antrieb der Steuerwellen : von Brennkiaftmaschinen bekannt; bei diesen Einrichtungen wird jedoch .eine gegenseitige Veränderung der Kettenstranglängen nicht durchgeführt, es wird vielmehr darauf hingewixkt, daß eine Verdrehung der Steuerwelle zur Antriebswelle nicht eintreten kann.Chain drives are used to drive the control shafts: from fuel machines known; in these institutions, however, there will be a mutual change in the Chain strand lengths not carried out, it is rather pointed out that one Rotation of the control shaft to the drive shaft cannot occur.

An. sich sind auch Kettentriebe mit Veränderung der Kettenstranglängen bekannt; sie dienen jedoch zur Umwandlung einer gleichförmigen Drehbewegung in eine taktmäßig verzögerte und beschleunigte Drehbewegung und haben keine Berührung mit der Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.At. there are also chain drives with changes in the chain strand lengths known; however, they serve to convert a uniform rotary motion into a clockwise delayed and accelerated rotary movement and have no contact with the object that is achieved by the invention.

Diese besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, eine Brennkraftmascbtine der eingangs bezeichneten Gattung durch Verstellung des Voreilwinkels mit großem Anzugsmoment anfahren und im Beharrungszustand einen Massenausgleich zu schaffen oder ihn zu verbessern und eine der geringeren Belastung entsprechende Spülung und ,geringere Ladung zu erreichen. Die Verstellungsmöglichkeit des Voreilwinkels schafft auch die Möglichkeit, die Größe des Verdichtungsraumes zu ändern und die Drehrichtung der Maschine umzukehren.This consists of creating a facility that enables a Brennkraftmascbtine of the type mentioned by adjusting the Approach the lead angle with a large tightening torque and balance the mass in the steady state to create or improve it and one corresponding to the lesser burden Flush and to achieve lower load. The possibility of adjusting the lead angle also creates the possibility to change the size of the compression area and the Reverse the direction of rotation of the machine.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Abb. i, 2, 3, ¢ und 5 beispielsweise dargestellt. Die Abb. i zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Maschine. Abb.2 gibt eine Ansicht der Verstelleinrichtung nach der Schnittlinie a-a in Abb. i wieder, -und die schematischen Abb.3, 4 und 5 geben einige Einstellungen des Voreilwinkels an. In den Abbildungen bezeichnet io den vorauseilenden, den Auspuff steuernden Kolben, i i die Kurbelwelle des Kolbens i o, 12 den den Einlaß steuernden Kolben, 13 die zum Kolben 12 gehörige Kurbelwelle, 15, 16, 17 Kettenräder, 18, 19, 20 Reibscheiben, 22einen Rahmen, 2q. :eine Welle, 25eine Kette.The subject matter of the invention is shown in Figs. I, 2, 3, ¢ and 5, for example. Fig. I shows a horizontal section through the machine. Fig. 2 shows a view of the adjustment device along the section line aa in Fig. I, -and the schematic Figs. 3, 4 and 5 indicate some settings of the advance angle. In the figures io denotes the leading piston controlling the exhaust, ii the crankshaft of the piston io, 12 the piston controlling the inlet, 13 the crankshaft belonging to the piston 12, 15, 16, 17 chain wheels, 18, 19, 20 friction disks, 22ein Frame, 2q. : one wave, one chain.

In den Abb. i, 2 und 3 ist die Maschine links umlaufend dargestellt. Auf der Kurbelwelle i i, die durch den Kolben i o, welcher die Auspuffschlitze steuert, angetrieben wird, sind ein Kettenrad 15 und die als Schwungrad dienende Reibscheibe 18, auf der Kurbelwelle 13 das Kettenrad 16 und die Reibscheibe 2o aufgekeilt- Die Kettenräder 15 und 16 haben dieselbe Zähnezahl. Um beide Kettenräder und um die Kettenräder 17, die in einem Rahmen 22 gelagert sind, der quer zur Kettenlaufrichtung von Hand oder durch einen Servomotor verstellt werden kann, ist eine endlose Kette 25 gelegt, deren Stränge in der Mittellage des Rahmens 22 durch die Kettenräder 17 nach innen eingeknickt und straff gehalten werden. Bei der Verstellung des Rahmens aus der Mittellage heraus wird die Einlmicl,:ung des einen Kettenstranges verkleinert und die des anderen Kettenstranges dagegen vergrößert (s. Abb.3, q. und 5). Dies hat zur Folge, daß auch die Längen der beiden Stränge der Kette 25 sich ändern. Infalge dieser Längenänderung aber werden die Kettenräder 15, 16 und die Wellen i i, 13 gedreht und hiermit die Kolben i o und 12 relativ zueinander ihre Lage ändern.In Figs. I, 2 and 3 the machine is shown rotating on the left. On the crankshaft i i, which is driven by the piston i o, which controls the exhaust ports, is driven, are a sprocket 15 and the friction disc serving as a flywheel 18, on the crankshaft 13 the sprocket 16 and the friction disc 2o keyed Sprockets 15 and 16 have the same number of teeth. Around both sprockets and around the Sprockets 17, which are mounted in a frame 22 which is transverse to the direction of travel of the chain can be adjusted by hand or by a servo motor is an endless chain 25 placed, the strands of which in the central position of the frame 22 by the sprockets 17 bent inwards and held taut. When adjusting the frame from the central position the inlet of one chain strand is reduced in size and that of the other chain strand, on the other hand, is enlarged (see Fig. 3, q. and 5). this has the consequence that the lengths of the two strands of the chain 25 also change. However, the chain wheels 15, 16 and the shafts are affected by this change in length i i, 13 rotated and hereby the pistons i o and 12 change their position relative to one another.

In Abb. q: sind die beiden Kettenstränge gleich lang; in dieser Stellung sind die Kurbeln der Wellen 11, 13 in der Tatlage, dis Voreilung ist sonach gleich Null. Wird nun der Rahmen 22 in die aus Abb. 3 ersichtliche Stellung gebracht, dann wirkt sich die relative Logenänderung der Kurbeln der Wellen i i und 13 derart aus, daß die Kurbelwelle i i der Kurbelwelle 13 um den Winkel cp voreilt. In der .entsprechenden Stellung des Kolbens io erfolgt ein starkes Aufladen des Zylinders mit Verbrennungsluft; demzufolge wird die Leistung der Maschine erhöht. Die in Abb. 3 dargestellten Kurbelstellungen kommen vornehmlich für das Anfahren der Maschine in Betracht. Ist der Anlauf erfolgt oder die Maschine schwach belastet, dann können die in Abb. q. dargestellten Kurbelstellungen durch Verschieben des Rahmens 22 mehr in die Mittellageeingestellt werden, wodurch ein besserer Massenausgleich erreicht wird.In Fig. Q: the two chain strands are of equal length; in this position are the cranks of the shafts 11, 13 in fact, the lead is therefore the same Zero. If the frame 22 is now brought into the position shown in FIG. 3, then the relative change in logs of the cranks of shafts i i and 13 has the effect of that the crankshaft i i leads the crankshaft 13 by the angle cp. In the .corresponding When the piston is in the io position, the cylinder is heavily charged with combustion air; consequently, the performance of the machine is increased. The crank positions shown in Fig. 3 are primarily used for starting up the machine. If the start-up has taken place or the machine is lightly loaded, then the in Fig. q. shown crank positions be adjusted more in the central position by moving the frame 22, whereby a better mass balance is achieved.

Soll die Maschine in umgekehrter Drehrichtung laufen, dann ist es nötig, die Vor--eilung der Kurbel i i in Übereinstimmung mit dieser Drehrichtung zu bringen. Dies geschieht dadurch, daß der Rahmen 22 in die in Abb. 5 dargestellte Lage verschoben wird.If the machine is to run in the opposite direction of rotation, then it is necessary, the leading of the crank i i in accordance with this direction of rotation bring to. This is done by placing the frame 22 in the position shown in FIG Location is shifted.

Durch de Verstellung der Voreilung ,des Auspuffkolbens wird auch die Größe des Verdichtungs- bzw. des Brennraumes verändert.By adjusting the advance of the exhaust piston, the Size of the compression or combustion chamber changed.

In der Nullstellung (Abt. q.) treffen beide Kolben gleichzeitig in den Totpunkten ein. Der Verdichtungsraum hat eine bestimmte Größe, die durch das Verdichtu bggsverhältnis bestimmt wird.In the zero position (dept. Q.), Both pistons hit at the same time the dead points. The compression space has a certain size, which is determined by the Compression ratio is determined.

Bei größter Voreilverstellung (Abt. 3 und 5) kommt der Awspuffkalben später im oberen (inneren) Totpunkt an. Der Verdichtungsraum ist größer geworden, die Verdichtung der Verbrennungsluft ist also jetzt am kleinsten.With the greatest advance adjustment (Dept. 3 and 5) the awpuff calving comes later in the upper (inner) dead center. The conurbation has grown larger, the compression of the combustion air is now the smallest.

Es folgt daraus, daß bei langsam laufender Maschine das Verdichtungsverhältnis entsprechend der verkleinerten Voreilung des Auspuffkolbens am größten ist. Die durch den Langsamlauf bedingte geringe Erhitzung der Verbrennungsluft bei der Verdichtung wird dadurch ausgeglichen.It follows that when the machine is running slowly, the compression ratio is the largest corresponding to the reduced lead of the exhaust piston. the Low heating of the combustion air due to the slow speed during compression is thereby compensated.

Brei Schnellauf wird die höhere Erhitzung der Verbrennungsluft durch das kleinere Verdichtungsverhältnis vermindert.Brei Schnellauf is due to the higher heating of the combustion air the smaller compression ratio decreases.

Auch die Aufladung kann eine höhere sein, ohne daß die Verdichtungs- und Verbrennungsdrücke und damit die Lagerdrücke wesentlich steigen. Das Diagramm einer solchen Maschine wird völliger und dem Gleichdruckdiagramm ähnlich.The charge can also be higher without the compression and combustion pressures and thus the bearing pressures increase significantly. The diagram such a machine becomes more complete and similar to the constant pressure diagram.

Die von den Kurbelwellen i i und 13 auf die Reibscheiben 18 und 20 übertragene Leistung wird von der Reibscheibe 19 an die Welle 2q. abgegeben. Bei- der Verstellung des Voreilwinkels wird ein Gleiten der Reibscheibe 18 und 2o auf der Scheibe 19 eintreten müssen.The from the crankshafts i i and 13 on the friction disks 18 and 20 transmitted power is from the friction disc 19 to the shaft 2q. submitted. At- the adjustment of the advance angle causes the friction disks 18 and 2o to slide the disk 19 must enter.

Um nun dieses Gleiten möglichst zu vermnei:den, wird die Reibscheibe 2o an einer Stelle des Umfanges, die ungefähr dem Arm der Kurbelwelle 3 i gegenüberliegt, etwas abgeflacht, so daß sie an dieser Stelle nicht an der Reibscheibe i 9 anliegt. Die Abflachungen oder Aussparungen können auch an mehreren Stellen des Umfanges der Sc heibe 2o ausgeführt werden, was beispielsweise für Mehrzylindermaschinen besonders vorteilhaft ist.In order to avoid this sliding as much as possible, the friction disc 2o at a point on the circumference which is approximately opposite the arm of the crankshaft 3 i, somewhat flattened so that it does not lie against the friction disk i 9 at this point. The flattened areas or recesses can also be made in several places on the circumference the Sc heibe 2o are carried out, which is for example for multi-cylinder machines is particularly advantageous.

Die Kette 25 soll dem Zweck der Verstellung des Voreilwinkels dienen und für synchronen Lauf beider Kurbelwellen sorgen, der durch Schlupf oder Ungenauigkeiten der Durchmesser des Reibungsgetriebes gestört werden könnte. Um die Ketten 25 ist ges zweckmäßig, den Durchmesser der Reibscheibe 20 um ein ,geringes Maß (etwa 1/i0 mm) kleiner zu halten als den. Durchmesser der Reibscheibe 18, so daß die Kurbelwelle 13 vorzueilen bestrebt ist. Ein Längen der Kette kann durch Verstellung der Kettsenräder 17 zueinander ausgeglichen werden.The chain 25 is intended to serve the purpose of adjusting the advance angle and ensure that both crankshafts run synchronously, caused by slippage or inaccuracies the diameter of the friction gear could be disturbed. To the chains 25 is It is advisable to reduce the diameter of the friction disk 20 by a small amount (about 1 / i0 mm) smaller than the. Diameter of the friction disk 18 so that the crankshaft 13 strives to get ahead. The chain can be lengthened by adjusting the chain wheels 17 are balanced to each other.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitaktbrennkraftmaschine mit zwei gegenläufigen, je eine Kurbelwelle antreibenden Kolben, deren Kurbelwellen durch ,ein zwangsläufiges Getriebe miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß als zwangsläufiges Getriebe ein Kettengetriebe vorgesehen ist, dessen Kettentrumlängen gegeneinander veränderbar sind, und daß ,außerdem ein kraftschlüssiges Getriebe vorgesehen ist, dessen Kraftschlüssigkeit periodisch unterbrochen werden kann. PATENT CLAIMS: i. Two-stroke internal combustion engine with two pistons rotating in opposite directions, each driving a crankshaft, the crankshafts of which are connected to one another by a positive transmission, characterized in that a chain transmission is provided as the positive transmission, the chain lengths of which are mutually mutable, and that, in addition, a non-positive transmission is provided, whose frictional engagement can be interrupted periodically. 2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung des Kraftschlusses der Umfang der Reibscheibe (18) der nacheilen. den Kurbelwelle (I r) an :einer oder mehreren Stellen abgeflacht ist. 2. Two-stroke internal combustion engine according to claim r, characterized in that the circumference of the friction disc (18) of the lagging to interrupt the frictional connection. the crankshaft ( I r ) at: one or more points is flattened. 3. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Kettenstrang eine Führungsrälle vargesehen ist, die in deinem quer zur Kette verschiebbaren Rahmen angeordnet ist. q.. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Reibscheibe (18) der macheilenden Kurbelwelle (r r) um ein geringes Maß kleiner gehalten wird als der Durchmesser der Reibscheibe (20) der v3reilemden Kurbelwelle (13). 3. Two-stroke internal combustion engine according to claim r, characterized in that for each chain strand a guide rails is provided, which is arranged in your frame displaceable transversely to the chain. q .. Two-stroke internal combustion engine according to claim r, characterized in that the diameter of the friction disc (18) of the powering crankshaft (rr) is kept a little smaller than the diameter of the friction disc (20) of the v3reilemden crankshaft (1 3).