DE632621C - Two-stroke internal combustion engine with piston-controlled slots for flushing and charging - Google Patents

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine mit vom Kolben gesteuerten, für die Spülung und Ladung getrennten Schlitzen Zur Erhöhung des mittleren Drucks im Arbeitszylinder oder in den Arbeitszylindern von Zweitaktverbrennungsmotoren und somit auch des Wirkungsgrades der Maschine kann die sogenannte Aufladung des Zylinders verwendet werden, die darin besteht, daß nach der Spülung des Zylinders mittels verhältnismäßig niedrig verdichteter Luft höher verdichtete Luft in den Zylinder geleitet wird. Gewöhnlich wird die Spülluft durch Schlitze in der Zylinderwand eingeführt, welche durch den Arbeitskolben gesteuert sind. Die Aufladeluft wird von einem Aufnehmer, dem die Luft mit einer Pumpe geliefert wird, durch ein gesteuertes Organ oder Ventil über ebenso in der Zylinderwand oberhalb der Spülluftschlitze gelegene und von Arbeitskolben gesteuerte Schlitze dem Zylinder nach Schließung der Spülschlitze zugeführt.Two-stroke internal combustion engine with piston-controlled, for flushing and charge separate slots to increase the mean pressure in the working cylinder or in the working cylinders of two-stroke internal combustion engines and thus also the The efficiency of the machine can use the so-called supercharging of the cylinder which consists in that after flushing the cylinder by means of proportionately lower compressed air, higher compressed air is fed into the cylinder. Usually the purge air is introduced through slots in the cylinder wall, which are controlled by the working piston. The charging air is supplied by a sensor to which the air is supplied with a pump, through a controlled organ or valve via also located in the cylinder wall above the purge air slots and from working pistons controlled slots are fed to the cylinder after the flushing slots have been closed.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer solchen Aufladeeinrichtung zwischen dem zur Steuerung der Aufladeluft bestimmten Organ und den vom Kolben gesteuerten Schlitzen ein in Abhängigkeit vom Druck im Zylinderinneren selbsttätig sich öffnendes und schließendes Ventil eingeschaltet ist. Durch diese Anordnung wird u. a. bewirkt, daß Verbrennungsgase während des Dehnungshubes des Kolbens nicht an das Steuerorgan des Aufnehmers gelangen und dieses daher weder durch den hohen Druck noch durch die hohe Temperatur schädigen.The invention consists in that in such a charging device between the part intended to control the supercharging air and the part controlled by the piston A slot that opens automatically depending on the pressure inside the cylinder and closing valve is switched on. This arrangement inter alia. causes that combustion gases do not pass to the control member during the expansion stroke of the piston reach the transducer and therefore neither through the high pressure nor through damage the high temperature.

Die Ausbildung des Steuerorgans des Aufnehmers . ist für die Erfindung an sich ohne Einfluß. Es kann also beispielsweise ein von der Motorwelle gesteuerter Flach- oder Drehschieber verwendet werden.The training of the control organ of the pick-up. is for the invention in itself without influence. It can therefore, for example, be controlled by the motor shaft Flat or rotary slide valves can be used.

Die gesamte Aufladeeinrichtung und damit der Einbau von selbsttätigen Ventilen kann jedoch dadurch wesentlich vereinfacht werden, wenn das Steuerorgan für den Aufnehmer in die Zylinderwand eingebaut und von dem Kolben mit gesteuert wird, indem in der Zylinderwand ein mit dem Aufnehmer und ein anderer mit dem Ventilgehäuse in Verbindung stehender Schlitz angeordnet wird, die durch eine Aussparung am Arbeitskolben in einer bestimmten Lage des Kolbens untereinander verbunden werden kann. Man kann dadurch die Zeitpunkte des öffnens und Schließens der Spülschlitze, der Ladeschlitze, der Auspuffschlitze und des Steuerorgans in einfachster Weise aufeinander abstimmen.The entire charging device and thus the installation of automatic Valves can, however, be significantly simplified if the control member built into the cylinder wall for the transducer and controlled by the piston is by placing in the cylinder wall one with the transducer and another with the valve housing communicating slot is arranged through a recess on the working piston can be connected to one another in a certain position of the piston. One can thereby the times of opening and closing of the flushing slots, the loading slots, coordinate the exhaust ports and the control member in the simplest possible way.

In Abb. r bedeutet z das Gestell oder Gehäuse des Motors, a die Laufbüchse des Arbeitszylinders und 3 den Kolben, der mit der Kurbel 5 der Motorwelle durch die Pleuelstange 4 verbund'edy'#ist"Die Spülschlitze sind mit 7 .bezeichnet und erhalten die Druckluft = aus einem Aufnehmer 6, der mit Luft mittel,# einer besonderen Spülpumpe beschickt wir.°. Die Auspuffschlitze 8 stehen mit dem Aufs; puffrohr 9 in Verbindung.In Fig. R, z means the frame or housing of the motor, a the liner of the working cylinder and 3 the piston, which is connected to the Crank 5 the Motor shaft connected through the connecting rod 4'edy '# is "The flushing slots are with 7 . denotes and receives the compressed air = from a transducer 6, which is medium with air, # We fed a special flushing pump. °. The exhaust slots 8 are with the Onto; puff pipe 9 in connection.

Es sei angenommen, daß die Motorwelle im Sinne des Pfeiles a umläuft. Bei der dargestellten Anordnung der Schlitze werden die Auspuffschlitze 8 bei der Stellung A der Kurbel und die Spülschlitze 7 bei der Stellung B der Kurbel freigelegt. Die Spülschlitze werden durch den Kolben 3 bei der Stellung C und die Auspuffschlitze bei der Stellung D der Kurbel geschlossen.It is assumed that the motor shaft rotates in the direction of arrow a. In the illustrated arrangement of the slots, the exhaust slots 8 are in the Position A of the crank and the flushing slots 7 exposed at position B of the crank. The scavenging slots are through the piston 3 at position C and the exhaust slots closed at position D of the crank.

Die Aufladeeinrichtung besteht aus dem Aufnehmer io, dem die Ladeluft durch eine (nicht- dargestellte)- Pumpe zugeführt wird, und seinem gesteuerten Durchlaßorgan, dem selbsttätigen Ventil 15 in der Ventilkammer 14 und den vom Kolben gesteuerten Ladeschlitzen 16 in der Zylinderwand. Das gesteuerte Durchlaßorgan des Aufnehmers wird durch die Schlitze i i, die mit dem Aufnehmer io in Verbindung stehen, die Schlitze 12, die mit der Ventilkammer 14- in Verbindung stehen, und die Aussparung 13 im Kolben gebildet. Wenn also die Schlitze ii und 12 von der Aussparung 13 gleichzeitig überdeckt sind, ist die Verbindung zwischen dem Aufnehmer io, der Ventilkammer 14 und den Ladeschlitzen 16 hergestellt.The charging device consists of the sensor io, to which the charge air is supplied by a (not shown) - pump, and its controlled passage organ, the automatic valve 15 in the valve chamber 14 and those controlled by the piston Loading slots 16 in the cylinder wall. The controlled passage organ of the transducer is through the slots i i, which are connected to the pickup io, the Slots 12, which are in communication with the valve chamber 14-, and the recess 13 formed in the piston. So if the slots ii and 12 of the recess 13 at the same time are covered, is the connection between the transducer io, the valve chamber 14 and the loading slots 16 are made.

Die Aufladung des Arbeitszylinders mit verdichteter Luft, deren Druck größer ist als derjenige der Spülluft, beginnt, sobald-die Schlitze 8 geschlossen sind, also in der Stellung D der Kurbel oder unmittelbar vorher oder nachher. Die Aufladung findet zwischen den Stellungen - D und E der Kurbel statt. Wie zu erkennen ist, hat der Kolben 3 während der Zurücklegung des Winkels D-E eine große Geschwindigkeit, weil die Kurbel 5 sich hier fast in ihrer Mittelstellung zwischen dem oberen und unteren Totpunkt befindet. Damit eine möglichst große Menge der Aufladeluft genügende Zeit zum Eintritt in den Zylinder während dieses Zeitraumes findet, der zwischen den Kurbelstellungen D-E liegt, ist es notwendig, daß vor der Schließung der Ladeschlitze 16 eine genügende Menge Luft unter ausreichendem Druck zum Einströmen in den Zylinder zur Verfügung steht. Das kann dadurch erreicht werden, daß das Steuerorgan des Aufnehmers öffnet, bevor die Schließung der Ladeschlitze 16 beginnt. Hieraus ergibt sich die Lage der Schlitze ii, 12 und der Aussparung 13 im Vergleich zu den Ladeschlitzen 16. Diese Anordnung hat eine verstärkte Aufladung des Arbeitszylinders mit möglichst geringem Druckverlust der Aufladeluft zur Folge, so daß sich ein größerer mittlerer Druck im Zylinder und ein ;erhöhter Wirkungsgrad ermöglichen läßt.The charging of the working cylinder with compressed air, its pressure is greater than that of the purge air begins as soon as the slots 8 are closed are, i.e. in position D of the crank or immediately before or after. the Charging takes place between positions - D and E of the crank. How to recognize is, the piston 3 has a high speed while covering the angle D-E, because the crank 5 is here almost in its middle position between the upper and bottom dead center is located. So that the largest possible amount of charge air is sufficient Time to enter the cylinder during this period, which is between the crank positions D-E, it is necessary that before closing the loading slots 16, a sufficient amount of air under sufficient pressure to flow into the cylinder is available. This can be achieved in that the control member of the transducer opens before the loading slots 16 begin to close. This results in the Position of the slots ii, 12 and the recess 13 in comparison to the loading slots 16. This arrangement has an increased charging of the working cylinder with as much as possible low pressure loss of the boost air result, so that a larger mean Pressure in the cylinder and a; increased efficiency allows.

,,'-i. Dieses selbsttätize Ventil i 5 kann von be- Niger Bauart sein. Besonders eignet sich ':Clfiki- ein bekanntes Spülventil, das aus einer 2he von Sitzen und Federblättern zusam- mengesetzt ist und deren Sitze mit parallel und nebeneinanderliegenden Durchlässen versehen sind, die geöffnet werden, wenn auf der Aufnehmerseite ein höherer Druck als auf der anderen Seite ist. Sobald der Druck im Arbeitszylinder dem Druck im Aufnehmer gleich geworden ist, d. h. also, wenn die Ladung beendet ist, werden die Federblätter durch ihre Elastizität geschlossen. Vor Beginn der Ladung, d. h. also sobald der Aufnehmer io durch die Aussparung 13 und die Schlitze 11, 12 mit der Ventilkammer 14 verbunden wird, werden die Federblätter des Ventils 15 'durch den Druck der Ladeluft geöffnet, so daß die Ladeluft durch die dabei offenen Ladeschlitze 16 in den Arbeitszylinder einströmen kann, und zwar mit voller Stärke ohne Druckverlust während - des kurzen zur Verfügung stehenden Zeitraumes, ehe der rasch laufende Kolben in der Stellung E die Schlitze 16 wieder verdeckt.,, '- i. This automatic valve i 5 can be used from Niger design. Particularly suitable ': Clfiki- a well-known flush valve that consists of a 2he of seats and spring leaves together is set and the seats are provided with parallel and adjacent passages, which are opened when a higher pressure is on the transducer side than on the other side. As soon as the pressure in the working cylinder has become equal to the pressure in the transducer, ie when the charge is finished, the spring leaves are closed by their elasticity. Before the start of the charge, ie as soon as the transducer io is connected to the valve chamber 14 through the recess 13 and the slots 11, 12, the spring leaves of the valve 15 'are opened by the pressure of the charge air, so that the charge air flows through the open Loading slots 16 can flow into the working cylinder, with full strength without pressure loss during - the short time available before the rapidly rotating piston in position E covers the slots 16 again.

Die Luft, die nach der Schließung der Schlitze 16 zwischen -dem Arbeitskolben und dem Ventil 15 eingeschlossen ist, bildet ein Luftkissen, das dieses Ventil gegen die Verbrennungsgase schützt, wenn die Schlitze 16 beim Niedergang des Kolbens geöffnet werden.The air that after the closure of the slots 16 between -the working piston and the valve 15 is included, forms an air cushion that this valve against protects the combustion gases when the slots 16 open on the piston downward movement will.

Während des Niedergangs des Arbeitskolbens bleibt das selbsttätig wirkende Ventil 15 geschlossen, weil der Druck im Zylinder dann immer höher ist als derjenige der Aufladeluft. Während die Auspuffschlitze 8 vom Arbeitskolben freigelegt werden, unterbricht der Kolben auch die Verbindung zwischen dem Aufnehmer io und der Kammer 14 und daher auch den Zutritt von Aufladeluft zum Ventil 15. Die in der Kammer 14« eingeschlossene Luft tritt dann, wenn der Druck im Arbeitszylinder gesunken ist, in diesen durch das Ventil 15 ein und unterstützt seine Spülung.This remains automatic during the descent of the working piston Acting valve 15 is closed because the pressure in the cylinder is then always higher than that of the boost air. While the exhaust ports 8 are exposed from the working piston the piston also interrupts the connection between the transducer io and of the chamber 14 and therefore also the admission of charging air to the valve 15. The in the Chamber 14 «trapped air occurs when the pressure in the working cylinder has fallen is, in this through the valve 15 and supports its flushing.

Die in den Abb, 2 und 3 dargestellten Einrichtungen unterscheiden sich von der nach Abb. i lediglich in der Bauweise des Steuerorgans des Aufnehmers. Hier ist das Steuerorgan als Rundschieber 17, der von der Motorwelle aus gesteuert wird, ausgebildet. Es ist geöffnet, wenn die öffnung 18 des Drehschiebers und die Öffnung i9 des Schiebergehäuses aufeinanderliegen.The devices shown in Figures 2 and 3 differ differs from that according to Fig. i only in the design of the control element of the transducer. Here is the control element as a round slide 17, which is controlled by the motor shaft is trained. It is open when the opening 18 of the rotary valve and the Openings i9 of the valve body lie on top of one another.

Die Abb.4 bis 6 stellen schließlich Ausführungen mit doppelt wirkenden Motoren dar. Dementsprechend sind hier zwei entgegengesetzt arbeitende Aufladeeinrichtungen an einen gemeinsamen Aufnehmer angeschlossen, die im übrigen ebenso wie bei den vorigen Bauarten betrieben werden.Finally, Figures 4 to 6 represent versions with double-acting Motors. Accordingly, here are two opposing working Charging devices connected to a common transducer, the rest can be operated in the same way as with the previous designs.

Bei der Ausführung nach Abb. 6 ist der Rundschieber durch einen Flachschieber er= setzt, dessen Wirkungsweise an sich bekannt ist.In the version according to Fig. 6, the round slide is through a flat slide he = sets, whose mode of action is known per se.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitaktbrennkraftmaschine mit vom Kolben gesteuerten, für die Spülung und Ladung getrennten Schlitzen und einem mit den Ladeschlitzen in Verbindung stehenden Aufnehmer für die Ladeluft, aus dem die Ladeluft gesteuert entnommen und über die Schlitze dem Zylinder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Steuerorgan für die Aufladeluft und die vom Kolben gesteuerten Ladeschlitze eine in Abhängigkeit vom Druck im Zylinderinnern selbsttätig sich öffnende und schließende Ventileinrichtung geschaltet ist. PATENT CLAIMS: i. Two-stroke internal combustion engine with piston-controlled, Separate slots for flushing and loading and one with loading slots related sensor for the charge air, from which the charge air is controlled is removed and fed to the cylinder through the slots, characterized in that that between the control element for the supercharging air and that controlled by the piston Loading slots one that opens automatically depending on the pressure inside the cylinder and closing valve device is switched. 2. Zweitaktbrennkraftmaschine nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (io) für die Ladeluft zeitweise über in der Zylinderwand liegende Schlitze (11, 12) mit der selbsttätigen Ventileinrichtung durch eine Aussparung (13) im Arbeitskolben verbunden wird.2. Two-stroke internal combustion engine according to claim i, characterized in that the sensor (io) for the charge air temporarily via slots (11, 12) located in the cylinder wall with the automatic Valve device is connected through a recess (13) in the working piston.