DE559215C

DE559215C - Slot-controlled two-stroke internal combustion engine with two opposing pistons

Info

Publication number: DE559215C
Application number: DE1930559215D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-06-29
Filing date: 1930-02-15
Publication date: 1932-09-16

Description

Schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschine mit zwei gegenläufigen Kolben Es sind bereits schlitzgesteuerte Zweitaktbrennkraftmaschinen mit zwei gegenläufigen Kolben bekannt, von denen der eine die Zylindereinlaß- und der andere die Zylind!erauslaßschlitze steuert. Der eine ist dabei mit dem Kolben einer Ladepumpe verbunden, die an :einen Pumpenverdichtungsraum angeschlossen ist. Bei den bekannten Maschinen ist der Pumpenverdichtungsraum zum größten Teil hinter der Pumpe angeordnet, und zwar m einer den Arbeitszylinder umgebenden Kammer, die auch das Kurbelgehäuse einschließen kann. Bei den bekannten Einrichtungen entstehen beim Hubwechsel des Pumpenkolbens notwendigerweise Druckschwankungen an den Arbeitszylindereinlaßschlitzen.Slot-controlled two-stroke internal combustion engine with two counter-rotating Pistons There are already slot-controlled two-stroke internal combustion engines with two counter-rotating Pistons known, one of which is the cylinder inlet and the other the cylinder outlet controls. One is connected to the piston of a charge pump, which is connected to: one Pump compression chamber is connected. In the known machines, the pump compression chamber is for the most part arranged behind the pump, namely m one the working cylinder surrounding chamber, which can also include the crankcase. With the known Devices necessarily result in pressure fluctuations when the stroke of the pump piston changes at the working cylinder inlet slots.

Nach der Erfindung befindet sich der Pumpe.nverdichtungsraum zum größten Teil vor der Pumpe, und zwar in einer Hilfskammer, die mit dem Pumpenzylinder durch einen verhältnismäßig langen Kanal verbunden ist. Die 'Hilfskammer oder - bei Motoren mit mehreren Zylindern - die Hilfskammern können im Kurbelgehäuse selbst angeordnet sein. Durch diese Anordnung wird nicht nur der sich sonst beim Hubwechsel des Pumpenkolbens und aus dem statischen Druckabfall bei der Verbindung des Pumpenverdichtungsraumes mit dem Arbeitszylinder ergebende Druckabfall ausgeglichen, sondern es wird auch eine Druckzunahme der überströmenden Ladung durch dynamische Wirkung ermöglicht, so daß die Leistung des Motors gesteigert wird.According to the invention, the compression chamber is the largest Part in front of the pump, in an auxiliary chamber that goes through with the pump cylinder a relatively long channel is connected. The 'auxiliary chamber or - in the case of engines The auxiliary chambers can be arranged in the crankcase itself - with multiple cylinders be. This arrangement not only eliminates the change in the stroke of the pump piston and from the static pressure drop when connecting the pump compression chamber with the working cylinder resulting pressure drop compensated, but it is also an increase in pressure of the overflowing charge through dynamic effect enables, so that the performance of the engine is increased.

Der Brennstoff gelangt in die Hilfskammer mittels eines Drehschiebers, der erfindungsgemäß unmittelbar neben dieser Kammer angeordnet ist, und zwar um eine fortlaufende Bewegung der Gassäule in gleicher Richtung zu erhalten, die in dem die Kammer mit dem Pumpenzylinder verbindenden Kanal enthalten ist.The fuel gets into the auxiliary chamber by means of a rotary valve, which according to the invention is arranged immediately next to this chamber, namely around to obtain a continuous movement of the gas column in the same direction that in the channel connecting the chamber to the pump cylinder is included.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt; es zeigen, insbesondere bei der Anwendung auf ein Motorrad: Abb. i einen Schnitt durch den Motorzylinder und sein Kurbelgehäuse nach der Erfindung, Abb.2 ein Diagramm, Abb.3 eine Seitenansicht eines Zweizylinderblockmotors nach Abb. i mit einem Kurbelgehäuse nach der Erfindung, das verschiedene bekannte Einrichtungen enthält, die neuartig -und gemäß der Erfindung angeordnet sind, und , Abb. q. einen senkrechten Schnitt des Blockmotors nach Linie IV-IV von Abb.31 Nach Abb. i besitzt ein Zylinder 2 beinest Zweitaktmotors zwei gegenüberliegende Kolben 3 und ¢, die durch Kolbenstangen 5 und 6 mit den entsprechenden Kurbelzapfen einer Kurbelwelle y verbunden sind. Der Zylinder 2 besitzt in seinem oberen Teile einen Teil; 2a, der einen größeren Durchmesser besitzt als der Zylinder 2. In diesen Teile bewegt sich ein Kolben 3a, der mit dem Kolben 3 fest verbunden ist. Von dem Kolben 3a wird die Zylinderladung angesaugt und vorverdichtet.In the drawing, the object of the invention is shown for example; it shows, especially when applied to a motorcycle: Fig. i a section through the engine cylinder and its crankcase according to the invention, Fig.2 a diagram, Fig.3 a side view of a two-cylinder block engine according to Fig. i with a crankcase according to the invention, containing various known devices that are novel and arranged according to the invention, and, Fig. q. a vertical section of the block engine according to line IV-IV of Fig.31 According to Fig . The cylinder 2 has a part in its upper part; 2a, which has a larger diameter than the cylinder 2. A piston 3a, which is firmly connected to the piston 3, moves in these parts. The cylinder charge is sucked in and pre-compressed by the piston 3a.

Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 3a und unter der sich daraus ergebenden Saugwirkung wird durch einen Vergaser gebildetes Brennstoffluftgemisch angesaugt. Der Zylinder 2a ist durch einen Kanal ga, eine Kammer 9 und einen Kanal 45a mit einer Kammer 45b eines Drehschiebers 46 bekannter Art verbunden. Die Kammer 451' steht unmittelbar mit dem Vergaser in Verbindung.During the downward movement of the piston 3a and below it The resulting suction effect is a fuel-air mixture formed by a carburetor sucked in. The cylinder 2a is through a channel ga, a chamber 9 and a channel 45a is connected to a chamber 45b of a rotary valve 46 of known type. The chamber 451 'is in direct connection with the carburetor.

Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 3a, der' dem Arbeitshub des Kolbens 3 entspricht, und nach Abschluß des Kanal-es 45- durch den Schieber 46 wird das angesaugte Gemisch verdichtet. Der Pumpenzylinder steht mit dem Arbeitszylinder durch einen Kanal 2b in Verbindung, der vom Arbeitskolben 3 gesteuert wird.During the upward movement of the piston 3a, which corresponds to the working stroke of the piston 3, and after the passage - es 45 - is closed by the slide 46, the sucked in mixture is compressed. The pump cylinder is connected to the working cylinder through a channel 2b which is controlled by the working piston 3.

Die Arbeitsweise des Motors erfolgt nach dem bekannten Kreislauf: Einlaß von vorverdichtetem frischem Gas durch die öffnung 2c'; anschließend Verdichtung der frischen Ladung nach Abschluß dies Zylinderauslasses; darauf Entzündung der Ladung durch eine Zündkerze 8 mit anschließender Expansion und schließlich Austritt .der Verbrennungsgase durch den Auslaß 2(r am Ende des Hubes, worauf die Abgase durch die frische Gemischladung; wie vorher angegeben, ausgespült werden.The motor works according to the well-known cycle: Inlet of pre-compressed fresh gas through the opening 2c '; then compression the fresh charge after completion of this cylinder outlet; then inflammation of the Charge through a spark plug 8 with subsequent expansion and finally exit .of the combustion gases through outlet 2 (r at the end of the stroke, whereupon the exhaust gases by the fresh mixture charge; rinsed out as previously indicated.

Während der Einlaßperiod-e der frischen Ladung in den Zylinder schwankt der Druck an der öffnung 2C zwischen zwei bestimmten Grenzen; er ist beim -Beginn des Einlasse am größten und unter dem Einfluß des Druckabfalles, der durch Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens-3a und durch Verengung der Durchtrittsöffnungeintritt, am geringsten. Es unterliegt keinem Zweifel, daß die beste Füllung des Zylinders erhalten wird, wenn der Druck der überströmenden Ladung bei 2c konstant bleibt.During the intake period e of the fresh charge into the cylinder fluctuates the pressure at the opening 2C between two certain limits; he is at the beginning of the inlet is greatest and under the influence of the pressure drop caused by reversal the direction of movement of the piston 3a and the narrowing of the passage opening, least. There is no doubt that the cylinder is filled with the best is obtained when the pressure of the overflow charge remains constant at 2c.

Zum Vermeiden von Druckschwankungen und Zuführung der Ladung unter einem Druck, der möglichst gleich dem Endverdichtungsdruck ist, ist erfindungsgemäß der Pumpenverdichtungsxaum zum größten Teil in einer Kammer 9 vorgesehen, die mit dem Pumpenzylinder 2a durch einen Kanal 9a verbunden ist. Die Druckgassäule in diesem Kanal hat das Bestreben, den Druckabfall auszugleichen, den das Frischgas beim öffnen des Einlaßschlitzes 2c .erfährt. Man erhält auf, diese Weise einen nahezu. gleichbleibenden Druck an den Zylindereinlaßschlitzern während der Einlaßperiode.To avoid pressure fluctuations and to feed the load under a pressure which is as equal as possible to the final compression pressure is according to the invention the pump compression space is provided for the most part in a chamber 9, which with the pump cylinder 2a is connected by a channel 9a. The pressure gas column in this one The channel strives to compensate for the pressure drop that the fresh gas causes when it is opened of the inlet slot 2c. In this way you get almost one. consistent Pressure on the cylinder inlet slots during the inlet period.

Wie in Abb. i dargestellt, befindet sich die Kammer 9 und der Drehschieber in der Nähe des Kurbelgehäuses.As shown in Fig. I, there is the chamber 9 and the rotary valve near the crankcase.

Zwecks Regelung besitzt die in Abb, i dargestellte Maschine einen Drosselkörper i o in Form eines Ventils, mittels dessen der Querschnitt einer Durchtrittsöffnung ioa verändert werden kann.For the purpose of regulation, the machine shown in Fig, i has a Throttle body i o in the form of a valve, by means of which the cross section of a passage opening ioa can be changed.

Die Diagramme nach Abb.2, deren allgemeine Form nur in Betracht zu ziehen ist, zeigen die Wirkung.The diagrams according to Fig.2, their general form only to be considered pull is show the effect.

In dieser Abbildung entsprechen die Abszissen der Winkelbewegung der Kurbel und die Ordinaten den Drücken an der Einlaßöffnung für die Kurven a-b-f, a-b-c und a-b--rz. Die Kurve g-i-h stellt das Gesetz dar, nach dem sich das öffnen und Schließen der öffnung 2c vollzieht.-, Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 3a wird die Pumpenladung nach der Kurve a-b verdichtet. Bei einer Pumpenkammer der üblichen Art würde die Expansionsperiode, welche der öffnungsperi,ode des Einlaßschlitzes entspricht, durch eine Kurve bi-d dargestellt werden, an die sich ein Teil,, z. B. d,n, anschließen würde, wenn die Öffnung des Einlaßschlitzes eine konstante Größe behielte. Da vom Punktei an die öffnung sich zu verkleinern beginnt und gleichzeitig bei der Kolbenumkehr ein Spannungsabfall eintritt,, so wird die Kurve tiefer liegen müssen und etwa dem Kurvenast d-f entsprechen.In this figure, the abscissas correspond to the angular movement of the crank and the ordinates correspond to the pressures at the inlet port for the curves abf, abc and ab - rz. The curve gih represents the law according to which the opening and closing of the opening 2c takes place. During the upward movement of the piston 3a, the pump charge is compressed according to the curve. In a pump chamber of the usual type, the expansion period, which corresponds to the opening period or the inlet slot, would be represented by a curve bi-d to which a part, e.g. B. d, n, would connect if the opening of the inlet slot were kept a constant size. Since the opening begins to decrease in size from the point i on and at the same time a voltage drop occurs when the piston is reversed, the curve will have to be lower and correspond approximately to the branch df of the curve.

Infolge der Anordnung nach der Erfindung wird die Spannungs,ab@fallkurve während des Einlasses wieder . gehoben,, und zwar so, wie es die Kurve b-m-n darstellt. Nach dieser ist der Enddruck höher als bev der üblichen Ausbildung des Pump:enverdichtungsraumes. Damit nähert man sich bedeutend mehr einer Zylinderfüllung unter angenähert gleichem Druck während. der Einlaßperiode, d. h. den besten Bedingungen.As a result of the arrangement according to the invention, the voltage, from @ fall curve during the inlet again. raised, as shown by the curve b-m-n. After this, the final pressure is higher than before the usual design of the pump compression chamber. In this way, one approaches a cylinder charge significantly more with approximately the same Pressure during. the inlet period, d. H. the best conditions.

Der in Seitenansicht in Abb.3 dargestellte Block besteht aus zwei Zylindern i i und 12. Diese entsprechen hinsichtlich ihrer Ausbildung denjenigen der Abb. i. Sie sind auf einem Kurbelgehäuse angebracht, das beispielsweise aus den Teilen 13, !4, 15 und 16 besteht.The block shown in side view in Figure 3 consists of two Cylinders i i and 12. These correspond to those in terms of their training of fig. i. They are mounted on a crankcase, which for example parts 13,! 4, 15 and 16.

Durch Nebeneinanderanordnung werden verschiedene Kammern gebildet.Different chambers are formed by arranging them next to one another.

Im Kanal. g ll der die Hilfskammer g mit dem Pumpenzylinder verbindet, ist :ein Maximum kinetischer Energie aufgespeichert, wenn der Pumpenkolben 3- seinen oberen Totpunkt erreicht hat. Dies entspricht einem voll geöffneten Schlitz 2a.In the canal. g ll which connects the auxiliary chamber g to the pump cylinder is: a maximum of kinetic energy is stored when the pump piston 3- has reached its top dead center. This corresponds to a fully open slot 2a.

Wenn der Kolben 3a heruntergeht, vergrößert sich der Rauminhalt des Pumpenzylinders 2 a ' während der Durchtrittsquerschnitt des Schlitzes 2C sich verringert. Die Gassäule im Kanal ga strömt in den Pumpenraum 2a und sucht infolge des Beharrungsvermögens ihre Austrittsgeschwindigkeit beizubehalten. Ihre Wirkung ist größer als die des Gasvolumens, das durch den sieh verengenden Schlitz 2c hindurchgehen kann. Infolgedessen wird das in der Kammer 9 und im Kanal ga enthaltene Gas sich im Pumpenzylinder 2a ansammeln, und zwar bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 3a. Es wird dort trotz der Raumvergrößerung in 2a bei der Abwärtsbewegung des Kolbens infolge des Beharrungsvermögens ein Druck erzeugt, der höher ist als der statische in dieser Kammer herrschende Druck. Dieser dynamische Druck wird durch das Ansteigen der Kurve für den statischen Druck im Pumpenraum 2 (Abb.2) dargestellt.When the piston 3a goes down, the volume of the pump cylinder 2a 'increases while the passage cross-section of the slot 2C decreases. The gas column in the channel ga flows into the pump chamber 2a and tries to maintain its exit velocity due to the inertia. Their effect is greater than that of the volume of gas that can pass through the narrowing slit 2c. As a result, the gas contained in the chamber 9 and in the channel ga will accumulate in the pump cylinder 2a as the piston 3a moves downward. In spite of the increase in space in FIG. 2a, when the piston moves downward, as a result of the inertia, a pressure is generated which is higher than the static pressure prevailing in this chamber. This dynamic pressure is represented by the increase in the curve for the static pressure in pump chamber 2 (Fig. 2).

Da nunmehr ein Einlassen von Gas durch den Schieber 46 in die Kammer 9 in dem Augenblick erfolgt, wo der Druckabfall merkbar 'wird, setzt die Gassäule in dem Kanal ga ihre Bewegung nach 2a hin fort und verhindert die Entstehung eines infolge Raumvergrößerung von 2a bei der Abwärtsbewegung des Kolbens eintretenden Druckabfalles.There is now an admission of gas through the slide 46 into the chamber 9 occurs at the moment when the pressure drop becomes noticeable, the gas column stops in the canal ga their movement continues towards 2a and prevents the formation of a as a result of the enlargement of the space of 2a during the downward movement of the piston Pressure drop.

Infolge der Anordnung des Schiebers dicht an der Kammer 9 kann die Gassäule ihre Bewegung von ga nach dem Schlitz 2-hin in der gleichen Richtung fortsetzen.As a result of the arrangement of the slide close to the chamber 9, the Gas column continue its movement from ga to the slot 2-towards in the same direction.

Beim Wiederhochgehen des Kolbens wird der Inhalt des Kanals ga und der Hilfskammer 9 verdichtet und der Gassäule .in dem langen Kanal 9a eine gewisse Geschwindigkeit erteilt. Auf diese Weisse entsteht eine kinetische Energie, die eine Funktion der Gasmasse und des Quadrates der Geschwindigkeit ist. Nach Umkehr der Bewegungsrichtung entsteht in der Kammer 9 ein Druckabfall, der einen Rücktritt der Gase des Kanals ga in die Kammer 9 und damit einen Druckabfall am Schlitz 2c zur Folge haben könnte.When the piston goes up again, the contents of the channel ga and the auxiliary chamber 9 compressed and the gas column .in the long channel 9a a certain Speed granted. In this way, a kinetic energy arises, the is a function of the gas mass and the square of the velocity. After repentance the direction of movement occurs in the chamber 9, a pressure drop that a withdrawal the gases of the channel ga into the chamber 9 and thus a pressure drop at the slot 2c could result.

Um diesen Druckabfall zu verhindern,, muß der Schieber 46 dicht an der Kammer 9 angeordnet und kurz nach der Bewegungsumkehr des Pumpenkolbens geöffnet werden, so daß die Ladung in die Kammer 9 eintreten kann. Dadurch wird der Druckabfall verhindert, und die Gassäule ga kann ihre Bewegung nach dem Schlitz 2c hin fortsetzen. Auf diese Weise -erhält man eine gute Füllung des Arbeitszylinders und vernichtet die Ansaugwirkung des Kolbens 3 während dies ersten Teils seiner Abwärtsbewegung.To prevent this pressure drop, the slide 46 must be tight the chamber 9 and opened shortly after the reversal of movement of the pump piston so that the charge can enter the chamber 9. This will reduce the pressure drop prevented, and the gas column ga can continue moving toward the slit 2c. In this way you get a good filling of the working cylinder and destroy it the suction action of the piston 3 during this first part of its downward movement.

:Wäre dagegen der Schieber 46 z. B. in der Mitte des Kanales ga angeordnet, so würde beim öffnen des Schiebers 46 kurz nach der Bewegungsumkehr des Pumpenkolhens infolge des in der Kammer 9 vorhandenen, von der zum Pumpenzylinder strömenden Gassäule hervorgerufenen Unterdruckes eine Stromrichtung erzeugt, die derjenigen der Gassäule im Kanal ga ist, und damit die Strömungsenergie der letzteren abgeschwächt werden.: If, however, the slide 46 were z. B. arranged in the middle of the channel ga, so when the slide 46 would open shortly after the reversal of movement of the pump piston as a result of the gas column which is present in the chamber 9 and flows from the gas column to the pump cylinder caused negative pressure generates a flow direction that of the gas column is in the channel ga, and thus the flow energy of the latter is weakened.

Claims

PATENT AN- SPIZI'CHE: r. Slot-controlled two-cylinder internal combustion engine with two opposing pistons, one of which controls the cylinder inlet and the other controls the cylinder outlet slits, and with a front charge pump, the piston of which is arranged on the working piston controlling the inlet slits, to which an overflow channel from the pump cylinder leads, characterized in that, that the main part of the entire pump compression space in front of the pump is accommodated in an auxiliary chamber (g) which is in communication with the pump cylinder through a relatively long channel (ga).

2. One or more cylinder machine according to claim I, characterized by the fact that the auxiliary chamber (9) or the auxiliary chambers in the crankcase is or are housed.

3. Internal combustion engine according to claim I or 2 with: a mechanically controlled pump inlet slide, characterized in that the pump inlet slide (46) is located immediately next to the auxiliary chamber (9).