DE637647C - Two-stroke internal combustion engine, especially diesel engine, with air cooling and one-sided reverse purging - Google Patents

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere Dieselmaschine, mit Luftkühlung und einseitiger Umkehrspülung Die Erfindung bezieht sich auf Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen, mit Liiftl,-.ühluilg und einseitiger Umkehrspülung, bei der die Einlaßöffnungen für die Luft zu beiden Seiten der Auspufföffnungen und angenähert in derselben Höhenlage wie diese angeordnet sind und die Spülkanäle in den Zylinder derart einmünden, daß sie die Spülluft schräg zur Achse der Auspuffkanäle gegen die den Auspufföffnung-en gegenüberliegende Zylinderwand leiten.Two-stroke internal combustion engine, in particular diesel engine, with air cooling and one-sided reverse flushing The invention relates to two-stroke internal combustion engines, especially diesel machines, with Liiftl, -. ühluilg and one-sided reverse flush, in which the inlet openings for the air on both sides of the exhaust openings and are arranged approximately at the same height as these and the flushing channels in the cylinder open in such a way that they the scavenging air obliquely to the axis of the exhaust ducts against the cylinder wall opposite the exhaust port.

Es istAufgabe der vorliegenden Erfindung, mit Hilfe der Spülluft den Kolhenboden zu kühlen und zugleich eine gute Luftführung für die Ausspülung der Abgase zu erreichen. Die Kühlverhältnisse liegen bekanntlich bei Z-,-"eital,-tmaschinen wesentlich ungünstiger als bei Viertaktmaschinen, bei denen während des Ansaugehubes ein Teil der im voran-Crehenden Arbeitshub vom Kolben und Zyt' linder aufgenommene Wärme abgeführt wird. Besondere Schwierigkeiten bereitet eine Kühlung des Kolbens. Der Kolben wird noch heißer als der Zylinder, weil er von außen her nur mittelbar gekühlt wird. Es kommt hinzu, daß eine unmittelbare Luftkühlung wirtschaftlich nur bei einer höheren mittleren Temperatur des Arbeitszylinders durchführbar ist als eine Wasserkühlung. Bei sehr hohen Drehzahlen ergeben sich dann so hohe Kolbentemperaturen, daß nicht einmal die verbrennungstechnisch erreichbare Höchstleistung ausgenutzt werden darf, da sonst eine Zerstörung des Kolbens zu befürchten ist.It is the object of the present invention, with the aid of the purge air To cool Kolhenboden and at the same time a good air flow for rinsing the Reach exhaust gases. The cooling conditions are known to be Z -, - "Eital, -t machines much less favorable than with four-stroke machines, with those during the intake stroke part of that taken up by the piston and cylinder in the advancing working stroke Heat is dissipated. Cooling the piston presents particular difficulties. The piston gets even hotter than the cylinder, because it only works indirectly from the outside is cooled. In addition, direct air cooling is only economical is feasible at a higher mean temperature of the working cylinder than a water cooling. At very high speeds the piston temperatures are so high that that not even the maximum performance that can be achieved by combustion is used as otherwise destruction of the piston is to be feared.

Bei Kanalanordnungen der oben bezeichneten Art waren die Spülströme bisher entweder flach üter den Kolbenboden oder nach oben gegen den Zylinderdeckel gerichtet. Im ersten Falle -wird zwar eine Kolbenkülilung erreicht. Es tritt aber eine zu starke Stauung der Luftströme im Winkelraum zwischen dem Kolbenboden und dem den Ab- gaskanälen geg#enüb;6rIiegenden Teil der Zy- linderwand ein, so daß der Zylinderraum in der für die Spülung verfügbaren kurzen Zeit nur unvollkommen von Abgasen gereinigt wird. Im zweiten Fall, wo die Spülströme bei ihrem Eintritt schräg nach oben gegen den Zylinderdeckel gerichtet sind, ist der Strömungsverlauf für die Spülung günstiger. Dagegen wird keine Kühlung des Kolbens erreicht.In the case of channel arrangements of the type referred to above, the flushing flows have previously been directed either flat over the piston head or upwards against the cylinder cover. In the first case a piston cooling is achieved. It occurs but enüb a gas channels excessive congestion of air currents in the angular space between the piston head and the waste to non-#; 6rIiegenden part of ZY-relieving wall one, so that the cylinder chamber is only partially cleaned in the available for flushing short period of exhaust gases . In the second case, where the flushing flows are directed obliquely upwards towards the cylinder cover when they enter, the flow path for flushing is more favorable. On the other hand, no cooling of the piston is achieved.

Gemäß der Erfindung wird eine'Kühlung des Kolbenbodens und eine gute Ausspülung des Zylinderraumes von den Abgasen dadurch bewirkt, daß die unmittelbar neben dem Auspuff einmündenden Spülkanäle nach unten auf den Kolbenboden, die übrigen dagegen in an sich bekannter Weise nach oben gegen den- Z#linderdeckel gerichtet sind. Bei dieser Luftführung wird die vorher beschriebene Stauung der Spülluft an der dem Auslaß gegenüberliegenden Zylinderwand veT,#-. - mieden. Die in der Nähe dieser Wand eih-,:, tretenden Luftströme können sogar besondet , stark gegenüber dem Kolbenboden nach oben geneigt sein, weil die dem Auslaß benachbar- ten, gegen den Kolbenboden gericliteten Ströme für eine Spülung des unteren Teiles des Zylinders sorgen. Die letztgenannten Spülströme bewirk..en eine gute Kolbenkühlung, da sie zwischen den Abgaskanälen und den übrigen Spülkanäl#en in den Zylinder einmünden -und etwa auf die Mitte des Kolbens gerichtet werden können. Diese Spül- ströme stauen sich nicht in dem Winkelraum zwischen dem Kolbenboden und der dem Auslaß gegenüberliegenden Zylinderwand, weil sie von den übrigen gegen den Zylinderdeckel gerichteten Luftströmen aufgerichtet werden und zumal sie nur einen Teil der gesamten Spülluftmenge ausmachen.According to the invention, a'Kühlung of the piston head and a good flushing of the cylinder space of the exhaust gases are achieved by the fact that the flushing channels opening directly next to the exhaust pipe down to the piston head, the rest, however, in a known manner upwards against the- Z # lid are directed. With this air flow, the previously described stagnation of the scavenging air on the cylinder wall opposite the outlet is veT, # -. - avoided. The eih near this wall -,:, air passing currents can even besondet be strong against the piston head tilted up, because the ten neighboring the outlet, ensure against the piston crown gericliteten streams for irrigation of the lower part of the cylinder. The last-mentioned flushing flows effect good piston cooling, since they open into the cylinder between the exhaust gas ducts and the other flushing ducts - and can be directed approximately towards the center of the piston. These scavenging flows do not accumulate in the angular space between the piston head and the cylinder wall opposite the outlet because they are set up by the other air flows directed towards the cylinder cover and especially since they only make up part of the total amount of scavenging air.

Bei,einer Umkehrspülung, bei der die Auspufföffnungen in Achsrichtung des Zylinders über den Einlaßöffnungen angeordnet sind, wurde vorgeschlagen, einzelne Spülströme flach über den Kolbenboden zu leiten. Die übrige Spülluft soll zwecks Beseitigung eines Abga.swirbels quer durch das Zylinderinnere auf den zwischen der Ebene der Auspufföffnungen und dem Zylinderdeckel liegenden Teil der Zylinderwand geführt werden. Es handelt sich dabei also um eine andere Kanalanordnung als beim Erfindungsgegenstand und demnach auch um eine andere Spül- wirkung. Ferner wurde eine Zweitaktmaschine vorgeschlagen,_ bei der die äußersten einer Reihe von Spülluftkanälen im Grundriß g gegen die den Auspufföff-hungen schräg gegenüberliegende Zylinderwand geneigt sind, während die mittl,#ren Kanäle der Reihe etwa radial in den Zylinder einmünden und gegenüber dem Kolbenboden nach oben geneigt sind. Die äußeren Luftström#e dieser Querspülung, die der Luftführung wegen flach über den Kolbenboden gerichtet sind, können den Kolben nicht wirksam kühl-en, da sie nur einen geringen Bruchteil der gesamt-en Spülluftmenge führen und -nur auf einer Zy- linderseite mit dem Kolben ü-i Berührung kommen.In the case of reverse flushing, in which the exhaust openings are arranged in the axial direction of the cylinder above the inlet openings, it has been proposed to direct individual flushing flows flat over the piston crown. The remaining scavenging air should be passed through the inside of the cylinder to the part of the cylinder wall between the plane of the exhaust openings and the cylinder cover in order to eliminate an exhaust vortex. The channel arrangement is therefore different from that of the subject matter of the invention and therefore also a different flushing effect. Furthermore, a two-stroke engine was proposed in which the outermost of a row of scavenging air ducts in plan g are inclined against the cylinder wall diagonally opposite the exhaust openings, while the middle ducts of the row open approximately radially into the cylinder and towards the piston crown are inclined at the top. The external air currents of this cross scavenging, which are directed flat over the piston crown because of the air flow, cannot effectively cool the piston, since they only carry a small fraction of the total amount of scavenging air and only on one side of the cylinder with the Pistons ü-i come into contact.

Die Kanalanordnung der Erfindun& ist bei allen kolbengesteuerten Zweitaktmaschinen anwendbar, also außer den reine Luft verdichtenden Maschinen auch bei solchen, bei denen ein Brennstoffluftgemiscli zur Spülung des Zylinders verwendet wird.The channel arrangement of the invention is piston-controlled with all Two-stroke machines can be used, i.e. apart from machines that compress pure air as well in those where a fuel air mixture is used to flush the cylinder will.

Auf der Zeichnung ist ein Arbeitszylinder ,einer Brennkraftmaschine als Ausführungs-#ei#Piel des Erfindungsgedankens in zwei 413bildungen dargestellt. Abb. i ist ein ,#4allgssclmitt und Abb. 2 ein Querschnitt nach i#i-nieA-B der Abb. i durch die Ein- und Auslaßkanäle.On the drawing is a working cylinder, an internal combustion engine as an embodiment of the concept of the invention shown in two 413 formations. Fig. I is a, # 4allgssclmitt and Fig. 2 is a cross-section according to i # i-nieA-B of Fig. i through the inlet and outlet channels.

über dem gußeisernen, Zylinder a ist in bekannter Weise ein Zylinderkopf b aus Leichtmetall befestigt. Beide sind mit Ripp--n c,d für eine unmittelbare Luftkühlung versehen. Der Zylinder trägt an seinem unteren Ende einen Flangc'h e zur Befestigung am Kurbelgehäuse der Maschine. Der in Ansicht gezeichnete Arbeitskolbenf befindet sich in Abb. i in seiner unteren Totlage. Er besitzt eine ebene Bodenflächeg, die im Vergleich mit anderen Kolbenbodenformen die geringste Wärmeaufnahme ergibt. A cylinder head b made of light metal is fastened in a known manner over the cast-iron cylinder a. Both are provided with rib - nc, d for immediate air cooling. At its lower end, the cylinder has a flange for attachment to the crankcase of the machine. The working piston drawn in view is in its lower dead position in Fig. I. It has a flat bottom surface, which results in the lowest heat absorption compared to other piston crown shapes.

Neben den beiden Auslaßkanälenk befinden sich paarweise einander gegenüberliegend je zwei Spülkanäle-.y -und k, die ge- mäß Abb. 2 im Sinne einer Umkehrspülung gerichtet sind. Die dem Auslaß. zunächst liegenden Kanäle i sind schräg nach unten auf die Kolbenboden-fläche gerichtet, so daß die Spülluftströme den Kolben wirksam kühlen. An der den Auslaßkanälen k gegenüberliegenden Zylinderwand m werden die Luftströme der Kanäle i nach ob-en gegen den Zylinderdeckel umgelenkt. Das zweite Paar von Einlaßkanälen k ist dagegen von vornherein nach oben gerichtet. Die Spülluft beider Paare von Kanälen strömt demnach an der hinteren Zylinderwand rn gemeinsam aufwärts, ohne sich gegenseitig zu stören.Besides the two Auslaßkanälenk located in pairs opposite each other two flushing channels -and-.y k ACCORDING Fig. 2 are directed in the sense of a reverse flushing. The outlet. Channels i lying next are directed obliquely downwards onto the piston crown surface, so that the scavenging air flows effectively cool the piston. On the cylinder wall m opposite the outlet channels k , the air flows of the channels i are deflected upwards towards the cylinder cover. The second pair of inlet channels k , on the other hand, is directed upwards from the start. The scavenging air of both pairs of channels accordingly flows up the rear cylinder wall rn together without interfering with one another.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Zweitaktbrennkraftmaschine, insbe-sonder,e Dieselmaschine, mit Luftkühlung und einseitiger Umkehrspülung, bei der die Einlaßöffnungen für die Luft zu beiden Seiten der Auslaßöffnungen und angenähert in derselben Höhenlage wie diese angeordnet sind und die Spülkanäle in den Zylinder derart eininünden, daß sie die Spülluft schräg zur Achse der Auspuffkanäle gegen die den Auspufföffniingeli gegenüberliegende Zylinderwand leiten, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar neben den Auspufföffnungen einmündenden Spülkanälle nach unten auf den Kolbenboden, die übrigen dagegen in an sich bekannter Weise nach oben gegen den Zylinderdeckel gerichtet sind.PATENT CLAIM: two-stroke internal combustion engine, in particular, e diesel engine, with air cooling and one-sided reverse flushing, in which the inlet openings for the Air on both sides of the exhaust ports and at approximately the same altitude how these are arranged and how the scavenging channels flow into the cylinder in such a way that that they the scavenging air obliquely to the axis of the exhaust ducts against the Auspufföffniingeli opposite cylinder wall lead, characterized in that the directly flushing ducts opening next to the exhaust openings down onto the piston crown, the rest, however, in a known manner upwards against the cylinder cover are directed.