DE885786C

DE885786C - Two-cylinder two-stroke internal combustion engine with two scavenging pumps

Info

Publication number: DE885786C
Application number: DESCH2194A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Elwert; Adolf Dr-Ing Schnuerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-05-17
Filing date: 1950-05-17
Publication date: 1953-08-06

Description

Zweizylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit zwei Spülpumpen Die Erfindung betrifft eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit zwei Arbeitszylindern in einer Reihe, die mit Luft mittels zweier Kolbenspülpumpen gespült werden. Die Kolbenspülpumpen sind ebenfalls in einer Reihe, und zwar unter einem Gabelwinkel, in Y-Form gegenüber der Reihe der Arbeitszylinder angeordnet. Die Pumpenkolben sind doppelt wirkend ausgebildet in der Weise, daß sie mit der äußeren Kolbenseite die Spülluft zu dem benachbarten Arbeitszylinder und mit der inneren Kolbenseite die Spülluft zu dem Breiter entfernten Arbeitszylinder fördern.Two-cylinder two-stroke internal combustion engine with two scavenging pumps The invention relates to a two-stroke internal combustion engine with two working cylinders in a row, which are flushed with air by means of two piston pumps. The piston wash pumps are also in a row, at a fork angle, in a Y-shape opposite arranged in the row of working cylinders. The pump pistons are double-acting designed in such a way that they with the outer piston side of the purge air to the adjacent working cylinder and with the inner piston side the purge air to the Promote more widely distant working cylinder.

Es ist eine B.rennkraftmaschine vorgeschlagen worden, bei der die Reihe der Pumpenzylinder entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Kurbelwelle gegenüber der Reihe der Arbeitszylinder mit einem Gabelwinkel a angeordnet ist, der gleich groß ist wie der Winkel ß, um den die Pumpenkolben ihre äußere Totpunktstellung später erreichen als der Arbeitskolben des benachbartenArbeitszylinders die innere Totpunktstellung. Der Kurbel- oder Exzenterzapfen für den Antrieb des Pumpenkolbens eilt dem Kurbelzapfen für den Antrieb des benachbarten Arbeitskolbens im Drehsinn der Kurbelwelle um einen Winkel y voraus, der nach der Formel bestimmt wird: y = igö°-2 a = i8o!°'-a ß. Die Kippmomente der hin und her gehenden Massen der Pumpenzylinderreihe werden gleich groß gemacht wie die Kippmomente der hin und her gehenden Massen der Arbeitszylinderreihe. Der Hub der Pumpenkolben ist wesentlich kleiner als. der Hub der Arbeitskolben. Die Pumpenkolben können von einem Exzenter angetrieben werden. Die Kippmomente beider Zylinderreihen ergeben ein gleichbleibendes, mit der Kurbelwelle umlaufendes Taumelmoment. Es wird voll ausgeglichen durch Gegengewichte der Kurbelwelle. Diese Gegengewichte sind in der Ebene angeordnet, die den Winkel zwischen dem Kurbelzapfen und dem dazugehörigen, daneben angeordneten Exzcnterzapfen halbiert, und zwar auf der den beiden Zapfen. gegenüberliegenden Seite. Diese Gegengewichte werden zusammengefaßt mit den Gegengewichten für den Ausgleich der rotierenden Massen der Kurbelwelle und der Pleuel- und der Exzenterstangen. Die vorliegende Erfindung zeigt einige Ausführungsformen und Weiterbildungen dieser Brennkraftmaschine. Im folgenden wird die Erfindung an Hand von drei Abbildungen gezeigt und beschrieben. Es zeigt Abb. i einen Querschnitt eines Zweizylinder-Zweitaktmotors mit unter 45' zu der Reihe der Arbeitszylinder angeordneter Reihe der Spülpumpenzylinder nach der Linie I-I der Abb. 2. Der Arbeitskolben des gezeigten reichten Arbeitszylinders nach Abb. 2 ist in der unteren Totpunktstellung und der von einem Exzenter angetriebene dazugehörige Pumpenkolben kurz vor Erreichen der äußeren Totpunktstellung gezeichnet.A B.rennkraftmaschine has been proposed in which the row of pump cylinders is arranged opposite to the direction of rotation of the crankshaft opposite the row of working cylinders with a fork angle α which is the same as the angle ß by which the pump pistons later reach their outer dead center position reach the inner dead center position as the working piston of the neighboring working cylinder. The crank pin or eccentric pin for driving the pump piston leads the crank pin for driving the adjacent working piston in the direction of rotation of the crankshaft by an angle y, which is determined by the formula: y = igö ° -2 a = i8o! ° '-a ß. The tilting moments of the masses moving back and forth in the pump cylinder row are made the same size as the tilting moments of the masses moving to and fro in the row of working cylinders. The stroke of the pump piston is much smaller than. the stroke of the working piston. The pump pistons can be driven by an eccentric. The tilting moments of both rows of cylinders result in a constant wobble moment that rotates with the crankshaft. It is fully balanced by counterweights on the crankshaft. These counterweights are arranged in the plane which bisects the angle between the crank pin and the associated eccentric pin arranged next to it, on the plane of the two pins. opposite side. These counterweights are combined with the counterweights for balancing the rotating masses of the crankshaft and the connecting rods and the eccentric rods. The present invention shows some embodiments and developments of this internal combustion engine. In the following the invention is shown and described with reference to three figures. Fig. I shows a cross-section of a two-cylinder two-stroke engine with the row of flushing pump cylinders arranged at 45 'to the row of working cylinders according to line II of Fig. 2. The working piston of the ranged working cylinder shown in Fig Associated pump piston driven by an eccentric drawn shortly before reaching the outer dead center position.

Abb. 2. zeigt einen Längsschnitt des Zweizylindermotors durch die Reihe derArbeitszylinder nach der Linie II-II der Abb. i. Der linke Arbeitskolben ist in der oberen und der rechte in der unteren Totpunktstellung gezeichnet. Die Auslaßkanäle des linken Arbeitszylinders sind nach links und die des rechten Arbeitszylinders nach rechts gerichtet.Fig. 2. shows a longitudinal section of the two-cylinder engine through the Row of working cylinders along line II-II in Fig. I. The left working piston is drawn in the upper and the right in the lower dead center position. the Outlet channels of the left working cylinder are to the left and those of the right working cylinder directed to the right.

Abb. 3 zeigt einen waagerechten Schnitt nach der Linie III-III der Abb. i durch die beiden Arbeitszylinder in Höhe der Spül- und Auslaßkanäle mit Draufsicht auf die beiden Kolbenspülpumpen bei abgenommenen Pumpendeckeln.Fig. 3 shows a horizontal section along the line III-III of Fig. I through the two working cylinders at the level of the flushing and outlet channels with a top view on the two piston flushing pumps with the pump covers removed.

In den Aibb. i Abis 3 ist i der linke und 2- -der rechte Arbeitszylinder. A-B ist die Zylinderachse des linken und C-D die des rechten Arbeitszylinders. 3 ist der linke und q. der rechte Arbeitskolben. 5 ist die linke und 6 die rechte Pleuelstange, 7 der linke und 8 der rechte Kurbelzapfen für die Arbeitskolben. Die beiden Kurbelzapfen 7 und 8 sind gegenseitig um i8o°' versetzt. a ist der Zylinderabstand der beiden Arbeitszylinder.In the Aibb. i Abis 3 i is the left and 2- the right working cylinder. A-B is the cylinder axis of the left and C-D that of the right working cylinder. 3 is the left and q. the right working piston. 5 is the left and 6 is the right Connecting rod, 7 the left and 8 the right crank pin for the working piston. the the two crank pins 7 and 8 are mutually offset by 180 °. a is the cylinder spacing of the two working cylinders.

9 sind Spülkanäle und io Aus,laßkanäle der Arbeitszylinder. ii ist das Kurbelgehäuse, das hier mit denArbeitszylindern zusammengegossen ist. Die Arbeitszylinder können auch einzeln in das Motorgehäuse eingesetzt sein. 12 ist der Kurbelraum, der nicht zur Spülluftbeschaffung dient. 13 ist die Kurbelwelle. Sie ist hier dreimal gelagert. Ihre Drehrichtung ist durch den eingezeichneten Pfeil als rechtsdrehend angegeben. 14 ist der linke und 15 der rechte Pumpenzylinder. 16 ist der als kegelförmiger Scheibenkolben aus-gebildete doppelt wirkende linke Pumpenkolben und 17 der rechte Pumpenkolben. 18 ist der linke und i9 der rechte Führungskolben für die Scheibenkolben, die einen wesentlich kleineren Durchmesser besitzen als die Pumpenkolben. 2o ist die Zylinderbüchse für den linken und 2i die für den rechten Führungskolben. Diese Zylinderbüchsen 2a und 21 sind gesondert in das Motorgehäuse eingesetzt, damit die Kurbelwelle mit den beiden Exzenterstangen leicht in das Motorgehäuse eingebaut werden kann. Die Teile 16 und 18 sind in den Abbildungen nicht sichtbar. 22 in Abb. i ist der Exzenter und 23 die Exzenterstange für den Pumpenkolben 17. 24 ist die Achse des rechten Exzenters 22. Der linke Exzenter ist mit 25 bezeichnet. 27 ist die linke Exzenterstange. E-F ist die Zylinderachse der linken und G-H die der rechten Kolbenpumpe. Ihr gegenseitiger Längsabstand ist mit b bezeichnet. 28 sind Gegengewichte an. den Kurbelwangen 29 des linken Kurbelzapfens 7 und 30 Gegengewichte an den Kurbelwangen 3 i des rechten Kurbelzapfens B.9 are flushing channels and io out, laßkanäle of the working cylinder. ii is the crankcase, which here is cast together with the working cylinders. The working cylinders can also be inserted individually into the motor housing. 12 is the crankcase, which is not used to procure purge air. 13 is the crankshaft. It is stored here three times. Its direction of rotation is indicated by the arrow drawn as clockwise. 14 is the left and 15 is the right pump cylinder. 16 is the double-acting left pump piston designed as a conical disc piston and 17 is the right pump piston. 18 is the left and i9 is the right guide piston for the disc pistons, which have a much smaller diameter than the pump pistons. 2o is the cylinder liner for the left guide piston and 2i is the one for the right guide piston. These cylinder liners 2a and 21 are inserted separately into the engine housing so that the crankshaft with the two eccentric rods can easily be installed in the engine housing. Parts 16 and 18 are not visible in the figures. 22 in Fig. I is the eccentric and 23 is the eccentric rod for the pump piston 17. 24 is the axis of the right eccentric 22. The left eccentric is labeled 25. 27 is the left eccentric rod. EF is the cylinder axis of the left piston pump and GH that of the right piston pump. Their mutual longitudinal spacing is denoted by b. 28 are counterweights on. the crank webs 29 of the sink l crankpin 7 and 30 counterweights on the crank webs 3 i of the right crank pin B.

In Abb. i sind 32 für die äußere und innere Pumpenseite gemeinsame Saugschlitze in halber Höhe der Pumpenzylinderwand, die von Pumpenkolben abwechselnd aufgesteuert werden. Der Kolbenmante133, des Scheibenkolbens der Kolbenpumpe ist um das Maß der Höhe dieser gemeinsamem. Saugschlitze kürzer als sein Hub. Zweckmäßig hat der Kolbenmantel am äußeren und inneren Ende einen Dichtungsring. 34 ist der äußere Abschlußdeckel, der für beide Pumpenzylinder gemeinsam ist.In Fig. I, 32 are common for the outer and inner pump side Suction slots halfway up the pump cylinder wall, alternating between the pump pistons be steered up. The piston skirt133, the disc piston of the piston pump is to measure the amount of this common. Suction slots shorter than its stroke. Appropriate the piston skirt has a sealing ring at the outer and inner end. 34 is the outer cover that is common to both pump cylinders.

Die. Auslaßkanäle io der beiden Arbeitszylinder sind nach den Enden des Zylinderblockes und unter einem schrägen Winkel nach der Seite der Pumpenzylinder zu gerichtet. Dies gibt eifindungsgemäß den Vortef, daß der Zylinderabstand der Arbeitszylinder klein ist und daß die auf der Pumpenseite des Zylinderblockes gelegenen Spülkanäle 35 in der Längsrichtung des Motors möglichst in der Längsmitte der Zylinderreihe liegen und daher weit von der Zylinderachse des zugehörigen Pumpenzylinders entfernt sind, so daß die Spülluft von dem äußeren Pumpenraum durch eine gesonderte Druckleitung 36 ungehindert zu diesen Spülkanälen gefÜhrt werden kann. Die äußeren Spülkanäle 37 erhalten die Spülluft von deren äußeren Pumpenraum durch eine zweite Spülluftleitung 38, die unter den Auslaßkanälen zu diesen Spülkanälen geführt ist. Der rechte Arbeitszylinder und Pumpenzylinder ist spiegelbildlich zum linken Arlbeits- und Pumpenzylinder angeordmet und weist ebenfalls einen Zuführungskanal 39 für die Spülkanäle auf der Pumpenseite und einen zweiten, 40, für die Spülkanäle auf der gegenüberliegenden Seite auf. 41 ist eine Trennwand zwischen den Spülluftdruckleitungen und Spülkanälen des linken und rechten Arbeitszylinders. 42, ist ein Verbindungskanal zwischen dem äußeren Pumpenraum der linken Kolbenpumpe und dem inneren Pumpenraum der rechten Kolbenpumpe. In gleicher Weise ist ¢3 ein Verbindungskanal zwischen dem äußeren Pumpenraum der rechten Kolbenpumpe und dem inneren Pumpenraum der linken Kolbenpumpe. Diese Verbindungskanäle liegen im Raum zwischen beiden Pumpenzylindern. Diel miteinander verbundenenPumpenräume arbeiten zusammen. Durch die Doppel-,virkung der Pumpenkolben kann. ihr Durchmesser und ihr Hub verhältnismäßig klein gehalten werden.The. Outlet channels io of the two working cylinders are towards the ends of the cylinder block and at an oblique angle to the side of the pump cylinder mangled. This gives according to the invention the advantage that the cylinder spacing of the Working cylinder is small and that those located on the pump side of the cylinder block Scavenging channels 35 in the longitudinal direction of the engine as possible in the longitudinal center of the cylinder bank and therefore far from the cylinder axis of the associated pump cylinder are so that the scavenging air from the outer pump chamber through a separate pressure line 36 can be guided unhindered to these flushing channels. The outer flushing channels 37 receive the scavenging air from their outer pump chamber through a second scavenging air line 38, which is guided under the outlet channels to these flushing channels. The right working cylinder and the pump cylinder is a mirror image of the left working and pump cylinder and also has a supply channel 39 for the flushing channels on the pump side and a second, 40, for the flushing channels on the opposite side. 41 is a partition between the scavenging air pressure lines and scavenging channels of the left and right working cylinder. 42, is a connecting channel between the outer Pump chamber of the left piston pump and the inner pump chamber of the right piston pump. In the same way, ¢ 3 is a connecting channel between the outer pump chamber of the right piston pump and the inner pump chamber of the left piston pump. These connecting channels lie in the space between the two pump cylinders. The interconnected pump rooms work together. Due to the double action of the pump piston can. their diameter and their stroke can be kept relatively small.

Es ist auch möglich, die Pumpenkolben statt durch Exzenterzapfen durch Kurbelzapfen anzutreiben, die einen kleineren Hub als die für .die Arbeitskolben aufweisen und normalerweise zwischen zwei Kurbelwangen angeordnet sind. Der Scheibenkolben der Kolbenpumpen ist mit dem Führungskolben lösbar verschraubt, damit der Führungskolben zugänglich ist und leicht ein- und ausgebaut werden kann. Der Pumpenzylinder ist hier ebenfalls wie der Arbeitszylinder mit dem Motorgehäuse zusammengegossen. Die Arbeitszylinder können auch einzeln in das Motorgehäuse mit einer Fläche unterhalb der Spül- und Auslaßkanäle eingesetzt werden.It is also possible to use the pump piston instead of an eccentric pin To drive crank pins that have a smaller stroke than that for .the working piston exhibit and are normally arranged between two crank webs. The disc piston the piston pump is detachably screwed to the guide piston, so that the guide piston is accessible and can be easily installed and removed. The pump cylinder is here also cast together with the motor housing like the working cylinder. the Working cylinders can also be individually installed in the motor housing with a surface underneath the flushing and outlet channels are used.

Durch den Nacheilwinkel der Pumpenkolben gegenüber den Arbeitskolben von 30 bis 6o° Kurbelwellendrehwinkel, im vorliegenden Beispiel von d.5', kann die Höhe der Spülkanäle mehr als 25'/o vom Habe des Arbeitskolbens betragen, beispielsweise 30% und mehr gegenüber der Höhe der Spülkanäle von 20'/o bei gleichphasiger Bewegung von Pumpen- und Arbeitskolben. Dadurch ist der Querschnitt der Spülkanäle auf das i,5fache, die Dauer des Spülvorgangs auf das i,2-fache und der Zeitquerschnitt auf das i,7fache vergrößert, so daß bei gleichem Spüldruck auch die Drehzahl des Motors um 7 o % erhöht werden kann.Due to the lag angle of the pump piston compared to the working piston of 30 to 60 ° crankshaft rotation angle, in the present example of d.5 ', the height of the scavenging ducts can be more than 25% of the working piston, for example 30% and more compared to the height of the Flushing channels of 20 '/ o with in-phase movement of pump and working piston. As a result, the cross-section of the flushing channels is 1.5 times larger, the duration of the flushing process is 1.5 times larger and the time cross-section is 1.7 times larger, so that the engine speed can be increased by 70% with the same flushing pressure .

Die Erfindung eignet sich gleich gut für Benzinwie für Dieselmotoren wegen ihres guten Massenausgleiches und wegen der Möglichkeit der Verwendung hoher und großer Spül- und Auslaßkanäle für hohe Drehzahlen und Leistungen, also insbesondere für Antriebsmotoren von Straßenfahrzeugen.The invention is equally suitable for gasoline as it is for diesel engines because of their good mass balance and because of the possibility of using higher ones and large flushing and exhaust channels for high speeds and power, so in particular for drive motors of road vehicles.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Two-stroke internal combustion engine with two working cylinders in a row and with purging by air by means of two piston pumps, which also arranged in a row at a fork angle to the row of working cylinders are, characterized in that the working cylinders are designed with reverse flushing are, in which the flushing channels are on both sides next to the outlet channels and direct the scavenging air onto the cylinder wall opposite the outlet channels or are directed so that the scavenging air on the opposite of the outlet channels Cylinder half flows to the cylinder head, and that the exhaust ports of the. Front Working cylinder after the front end and that of the rear working cylinder after the rear end of the working cylinder row are directed. z. Two-stroke internal combustion engine according to claim i, characterized in that from the outer pump side both a separate rinsing air pressure line to the rinsing channels on the side of the pump cylinder as well as a separate scavenging air pressure line to the scavenging channels on the pump cylinders opposite side of the adjacent and associated working cylinder leads. 3. Two-stroke internal combustion engine according to claims i and 2, characterized in that that the flushing air pressure line to the flushing channels on the pump cylinder side each Working cylinder is arranged in the space between the two pump cylinder axes and that the scavenging air pressure line to the scavenging ducts from the pump cylinders remote side of the working cylinder row of each working cylinder from the ends the pump cylinder bank goes out and passes under the outlet channels. q .. two-stroke internal combustion engine according to claims: en i to 3, characterized in that the outlet channels of the working cylinder at an oblique angle to the ends of the cylinder bank and to the side the pump cylinders are too directed. 5. Two-stroke internal combustion engine according to the claims i to q., characterized in that the pump cylinder is made in one piece with the Motor housing are cast. 6. Two-stroke internal combustion engine according to claims i to 5, characterized in that the guide cylinder of the guide piston of the piston pumps are detachably inserted into the motor housing. 7. Two-stroke internal combustion engine according to claims i to 6, characterized in that the outer pump chamber each Pump with the inner pump chamber of the other pump through a connecting channel is in constant communication and that the two intersecting connecting channels are arranged in the space between the two pump cylinders. B. two-stroke internal combustion engine according to claims i to 7, characterized in that counterweights on the crankshaft are arranged on both cheeks of each crank pin for the working cylinder.