AT518053A4

AT518053A4 - Two-stroke internal combustion engine

Info

Publication number: AT518053A4
Application number: ATA50199/2016A
Authority: AT
Original assignee: Dipl Ing Dr Techn Roland Kirchberger
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-07-15
Also published as: AT518053B1

Abstract

Es wird ein Zweitakt-Verbrennungsmotor mit wenigstens einem einen Kolben (2) aufnehmenden, einen Zylindermantel (3) und einen Zylinderkopf umfassenden Zylinder (1) und mit zwei auf der einem Auslasskanal (4) gegenüberliegenden Umfangsseite des Zylinders (1) in Bohrungen (8, 9) des Zylindermantels (3) angeordneten, je für sich ansteuerbaren, als Niederdruckdüsen ausgebildeten Einspritzdüsen (10, 11) beschrieben, deren Düsenachsen (12, 13) einander schneiden. Um vorteilhafte Einspritzbedingungen zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die einerseits gegen den Kolben (2) in der unteren Totpunktlage und anderseits gegen den Zylinderkopf geneigten Düsenachsen (12, 13) der beiden Einspritzdüsen (10, 11) in einer durch die Achse des Auslasskanals (4) bestimmten Durchmesserebene liegen.It is a two-stroke internal combustion engine with at least one a piston (2) receiving, a cylinder jacket (3) and a cylinder head comprehensive cylinder (1) and two on an outlet channel (4) opposite peripheral side of the cylinder (1) in bores (8 , 9) of the cylinder jacket (3) arranged, each for themselves controllable, designed as low-pressure nozzles injection nozzles (10, 11) described whose nozzle axes (12, 13) intersect each other. In order to achieve advantageous injection conditions, it is proposed that the nozzle axes (12, 13) of the two injection nozzles (10, 11), which are inclined on the one hand against the piston (2) in the bottom dead center position and on the other hand against the cylinder head, can be moved in a direction through the axis of the outlet channel (FIG. 4) certain diameter level lie.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweitakt-Verbrennungsmotor mit wenigstens einem einen Kolben aufnehmenden, einen Zylindermantel und einen Zylinderkopf umfassenden Zylinder und mit zwei auf der einem Auslasskanal gegenüberliegenden Umfangsseite des Zylinders in Bohrungen des Zylindermantels angeordneten, je für sich ansteuerbaren, als Niederdruckdüsen ausgebildeten Einspritzdüsen, deren Düsenachsen einander schneiden.The invention relates to a two-stroke internal combustion engine having at least one cylinder receiving a cylinder, a cylinder head and a cylinder head and arranged with two on an exhaust port opposite peripheral side of the cylinder in holes in the cylinder jacket, each controllable for themselves, designed as low-pressure nozzles injectors, whose nozzle axes intersect each other.

Um die durch die Benetzung des Kolbenbodens und des Zylindermantels mit eingespritztem Kraftstoff bedingten Nachteile insbesondere hinsichtlich der Kohlenwasserstoffemissionen zu vermeiden, ist es bei Zweitakt-Verbrennungsmotoren bekannt (WO 2015/113096 A1), zwei Einspritzdüsen bezüglich einer durch die Achse eines Auslasskanals bestimmten Durchmesserebene des Zylinders symmetrisch gegenüberliegend so anzuordnen, dass sich die Düsenachsen in der unteren Totpunktlage des Kolbens oberhalb des Kolbenbodens in der Durchmesserebene schneiden, und zwar auf der vom Auslasskanal abgewandten Seite der Zylinderachse. Da die Düsenachsen außerdem angenähert in Ausströmrichtung der jeweils auf der gegenüberliegenden Seite der Durchmesserebene vorgesehenen Überströmkanäle verlaufen, kann beim Einsatz beider Einspritzdüsen im Bereich höherer Teillasten und im Volllastbetrieb eine günstige Gemischverteilung im Brennraum herbeigeführt werden. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass die Kraftstoff strahlen und die entgegengerichteten Luftströmungen oberhalb des Kolbenbodens aufeinander-treffen, was zu einer vom Kolbenboden weg gegen den Zylinderkopf gerichteten Strömung des sich bildenden Gemischs führt und daher eine Benetzung des Kolbenbodens mit Kraftstoff verhindert. Diese Wirkung wird allerdings beim Einsatz jeweils nur einer Einspritzdüse unterlaufen, was dazu geführt hat, Mehrloch-Nieder druckdüsen einzusetzen, mit deren Hilfe der Kraftstoff mit vermindertem Impuls in den Brennraum eingespritzt werden kann. Der auf die Gemischbildung und Gemischverteilung störende Einfluss der in Bezug auf die Spülluftströmungen unsymmetrischen Kraftstoffeinspritzung durch eine der beiden Einspritzdüsen kann durch diese Maßnahmen gemildert, aber nicht unterbunden werden.In order to avoid the disadvantages caused by the wetting of the piston crown and the cylinder jacket with injected fuel, in particular with regard to the hydrocarbon emissions, it is known in two-stroke internal combustion engines (WO 2015/113096 A1), two injection nozzles with respect to a diameter plane of the cylinder determined by the axis of an outlet channel symmetrically opposite to arrange so that the nozzle axes intersect in the bottom dead center of the piston above the piston head in the diameter plane, on the side facing away from the outlet channel side of the cylinder axis. Since the nozzle axes moreover extend approximately in the outflow direction of the respective overflow channels provided on the opposite side of the diameter plane, a favorable mixture distribution in the combustion chamber can be brought about when using both injection nozzles in the region of higher partial loads and in full load operation. In this context, it should be considered that the fuel radiate and the opposing air flows above the piston crown meet each other, resulting in a directed away from the piston head against the cylinder head flow of the forming mixture and therefore prevents wetting of the piston crown with fuel. However, this effect is undermined when using only one injector at a time, which has led to use multi-hole low pressure nozzles, with the aid of which the fuel can be injected with a reduced pulse into the combustion chamber. The influence on the mixture formation and mixture distribution disturbing influence of unbalanced with respect to the purge air flows fuel injection by one of the two injection nozzles can be mitigated by these measures, but not be prevented.

Um eine über den Brennraum gleichmäßigere Kraftstoffverteilung zu erreichen, ist es außerdem bekannt (EP 0 742 354 A1), Einspritzdüsen in Form von Niederdruckdüsen mit zwei Düsenöffnungen einzusetzen, von denen eine gegen den Kolben in der unteren Totpunktlage und die andere gegen den Zylinderkopf gerichtet sind, so-dass bei einer Beaufschlagung der Einspritzdüse Kraftstoff durch je einen Düsenstrahl sowohl nach oben als auch nach unten in den Brennraum gespritzt wird, ohne dass diese beiden Düsenstrahlen zu einer gemeinsamen Gemischaufbereitung Zusammenwirken können.In order to achieve a uniform distribution of fuel over the combustion chamber, it is also known (EP 0 742 354 A1) to use injection nozzles in the form of low-pressure nozzles with two nozzle openings, one of which is directed against the piston in the bottom dead center and the other against the cylinder head in such a way that, when the injection nozzle is acted upon, fuel is injected both into the combustion chamber through a nozzle jet both upwards and downwards, without these two nozzle jets being able to cooperate in a common mixture preparation.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einem Zweitakt-Verbrennungsmotor eine vorteilhafte, an den jeweiligen Lastzustand angepasste Kraftstoffeinspritzung zu ermöglichen, und zwar unter Aufrechterhaltung einer weitgehenden Verdrängungsspülung bei allen Lastzuständen.The invention is therefore based on the object to allow for a two-stroke internal combustion engine, an advantageous, adapted to the respective load condition fuel injection, while maintaining a substantial displacement flushing in all load conditions.

Ausgehend von einem Zweitakt-Verbrennungsmotor der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die einerseits gegen den Kolben in der unteren Totpunktlage und anderseits gegen den Zylinderkopf geneigten Düsenachsen der beiden Einspritzdüsen in einer durch die Achse des Auslasskanals bestimmten Durchmesserebene liegen.Based on a two-stroke internal combustion engine of the type described above, the invention solves this problem in that the one hand against the piston in the bottom dead center and on the other hand inclined against the cylinder head nozzle axes of the two injection nozzles are in a determined by the axis of the outlet channel diameter plane.

Durch diese konstruktiv einfache Maßnahme wird unabhängig davon, ob nur eine Einspritzdüse oder beide Einspritzdüsen angesteuert werden, eine symmetrische Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum sichergestellt, was bei einer üblichen, bezüglich einer Durchmesserebene des Zylinders durch die Achse des Auslasskanals symmetrischen Anordnung der Überströmkanäle eine wesentliche Voraussetzung zur weitgehenden Beibehaltung einer flächigen Spülluftfront trotz ihrer Beaufschlagung mit dem eingespritzten Kraftstoff darstellt, wenn durch eine möglichst gleich mäßige Verteilung des Kraftstoffs über den Querschnitt des Düsenstrahls für eine flächige Beaufschlagung der Spülluftfront gesorgt wird. Es kann daher sowohl bei Volllast als auch bei Teillast oder im Leerlauf die Wirkung einer Verdrängungsspülung weitgehend genützt werden. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass eine geringfügige Verlagerung der Düsenachsen aus der durch die Achse des Auslasskanals bestimmten Durchmesserebene die angestrebte Wirkung ebenfalls sicherstellt, sodass eine solche geringfügige Abweichung von der Ideallage von der Formulierung erfasst sein soll, dass die Düsenachsen in dieser Durchmesserebene liegen.This structurally simple measure, regardless of whether only one injector or both injectors are controlled, ensures a symmetrical fuel injection into the combustion chamber, which is an essential prerequisite for a conventional, symmetrical with respect to a diameter plane of the cylinder through the axis of the outlet channel arrangement of the overflow substantially maintaining a flat scavenging air front, despite its admission to the injected fuel, if care is taken by a distribution of the fuel as uniform as possible over the cross section of the jet for a two-dimensional admission of the scavenging air front. It can therefore be largely utilized both at full load as well as at part load or idling the effect of a positive displacement purge. In this context, it should be noted that a slight displacement of the nozzle axes from the diameter plane determined by the axis of the outlet channel also ensures the desired effect, so that such a slight deviation from the ideal position should be detected by the formulation that the nozzle axes lie in this diameter plane.

Wird Kraftstoff über beide Einspritzdüsen gleichzeitig in den Brennraum gespritzt, so beaufschlagt der aus den beiden Düsenstrahlen gebildete, aufgefächerte Vereinigungsstrahl die Spülluftfront. Dies bedeutet, dass sich die Düsenachsen im Nahebereich des Zylindermantels schneiden sollen. Zu diesem Zweck können die die Einspritzdüsen aufnehmenden Bohrungen im Zylindermantel eine gemeinsame Austrittsöffnung für die Düsenstrahlen der Einspritzdüsen bilden, was bereits den Austritt eines Vereinigungsstrahls aus der Austrittsöffnung im Zylindermantel erlaubt. Es ist aber auch möglich, die Einspritzdüsen so anzuordnen, dass die die Einspritzdüsen aufnehmenden Bohrungen im Zylindermantel voneinander getrennte Austrittsöffnung für die Düsenstrahlen der Einspritzdüsen aufweisen, sodass sich die beiden Düsenstrahlen erst nach Ihrem Austritt aus den Austrittsöffnungen vereinigen.If fuel is injected simultaneously into the combustion chamber via both injection nozzles, the fanned-out merging jet formed by the two jet streams acts on the purge air front. This means that the nozzle axes should intersect in the vicinity of the cylinder jacket. For this purpose, the holes receiving the injectors in the cylinder jacket can form a common outlet opening for the nozzle jets of the injection nozzles, which already allows the exit of a merging jet from the outlet opening in the cylinder jacket. But it is also possible to arrange the injection nozzles so that the injectors receiving bores in the cylinder jacket have separate outlet opening for the nozzle jets of the injection nozzles, so that the two jets unite only after their exit from the outlet openings.

Um besonders vorteilhafte Einspritzbedingungen zu schaffen, können die Einspritzdüsen als Mehrloch-Niederdruckdüsen mit einer Düsenplatte ausgebildet sein, die innerhalb eines Hüllkreises angeordnete Düsenöffnungen zur Ausbildung eines gemeinsamen Düsenstrahls mit einem von der Neigung der Düsenachse gegenüber der Mündungsfläche der Bohrung abhängigen, ein Anlegen des Düsenstrahls an den Zylindermantel unterbindenden Öffnungswinkel aufweist. Durch diese Maßnahmen kann bei einem vergleichsweise kleinen Öffnungswinkel des Düsenstrahls jeder Einspritzdüse in einem vorgegebenen Abstand von der Einspritzdüse eine Querschnittsfläche des Düsenstrahls erreicht werden, die im Vergleich mit einem Düsenstrahl einer Einlochdüse entweder einen erheblich größeren Öffnungswinkel des Düsenstrahls oder einen größeren Abstand von der Einspritzdüse erfordert.In order to provide particularly advantageous injection conditions, the injection nozzles may be designed as a multi-hole low-pressure nozzles with a nozzle plate, the nozzle openings arranged within an enveloping circle for forming a common jet with a dependent on the inclination of the nozzle axis relative to the mouth surface of the bore, an application of the jet Having the cylinder jacket opening angle. By these measures, at a comparatively small opening angle of the jet of each injection nozzle at a predetermined distance from the injection nozzle, a cross-sectional area of the jet can be achieved which, in comparison with a nozzle jet of a single hole nozzle, requires either a considerably larger opening angle of the jet or a greater distance from the injection nozzle ,

Aufgrund der innerhalb eines Hüllkreises angeordneten Düsenöffnungen ergibt sich ein gemeinsamer Düsenstrahl, dessen Austrittsquerschnitt nicht durch den Durchmesser der Düsenöffnungen, sondern durch den die Düsenöffnungen umschließenden Hüllkreisdurchmesser bestimmt wird, was bei einer vorgegebenen Querschnittsfläche den Abstand von der Einspritzdüse verringert, sodass bei einem vorgegebenen Abstand der Öffnungswinkel des Düsenstrahls begrenzt werden kann, ohne auf eine entsprechende Verteilung des eingespritzten Kraftstoffs über eine größere Querschnittsfläche verzichten zu müssen. Dies bedeutet einerseits, dass zufolge des Einspritzens des Kraftstoffs über mehrere innerhalb eins Hüllkreises angeordnete Düsenlöcher der Kraftstoff mit einem vergleichsweise geringen Impuls in einer guten Verteilung über die Front der Luftströmung in den Brennraum eingespritzt wird und dass anderseits wegen des beschränkten Öffnungswinkels die Gefahr eines Anlegens des Düsenstrahls an die Zylinderwand ausgeschlossen werden kann.Due to the arranged within an enveloping nozzle orifices results in a common jet whose exit cross-section is determined not by the diameter of the nozzle openings, but by the nozzle openings enclosing enveloping diameter, which reduces the distance from the injector at a given cross-sectional area, so that at a predetermined distance Opening angle of the jet can be limited without having to dispense with a corresponding distribution of the injected fuel over a larger cross-sectional area. This means, on the one hand, that according to the injection of the fuel over a plurality of nozzle holes arranged within one enveloping the fuel with a comparatively small pulse in a good distribution over the front of the air flow is injected into the combustion chamber and that on the other hand because of the limited opening angle, the risk of applying the Nozzle jet can be excluded to the cylinder wall.

Mit der Anzahl der Düsenöffnungen und ihrer Ausrichtung kann in einfacherWeise Einfluss auf die Ausbildung des Düsenstrahls genommen werden. Weist die Düsenplatte wenigstens drei über den Umfang des Hüllkreises verteilte Düsenöffnungen auf, so ergibt sich bei einem gemeinsamen Düsenstrahl eine durch den Durchmesser des Hüllkreises bestimmte Basis für den Düsenstrahl, die vielen Anforderungen genügt. Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn der Hüllkreis der Düsenöffnungen einen Durchmesser aufweist, der zumindest einem Drittel des Radius der die Einspritzdüse aufnehmenden Bohrung im Zylindermantel entspricht.The number of nozzle orifices and their orientation can easily influence the formation of the jet. If the nozzle plate has at least three nozzle openings distributed over the circumference of the enveloping circle, the result for a common nozzle jet is a base for the jet, which is determined by the diameter of the enveloping circle and satisfies many requirements. Particularly advantageous construction conditions arise in this context if the enveloping circle of the nozzle openings has a diameter which corresponds to at least one third of the radius of the injection nozzle receiving bore in the cylinder jacket.

Um ein Anlegen des Vereinigungsstrahls der beiden Einspritzdüsen am Zylindermantel aufgrund des Coanda-Effekts zu vermeiden, ist dafür zu sorgen, dass der Mantel des Vereinigungsstrahls aus den Düsenstrahlen der beiden Einspritzdüsen einen den Anlegewinkel des Vereinigungsstrahls übersteigenden Mindestwinkel gegenüber dem Zylindermantel aufweist. Mit der Erfüllung dieser Forderung ist sichergestellt, dass weder im Einzelbetrieb der beiden Einspritzdüsen noch bei einer gemeinsamen Ansteuerung sich die Düsenstrahlen für sich oder in ihrer Vereinigung an den Zylindermantel anlegen, sodass eine störende Benetzung des Zylindermantels mit Kraftstoff unterbunden wird.In order to avoid application of the merging jet of the two injection nozzles on the cylinder jacket due to the Coanda effect, it must be ensured that the jacket of the merging jet from the jet streams of the two injection nozzles has a minimum angle with respect to the cylinder jacket that exceeds the angle of contact of the merging jet. With the fulfillment of this requirement, it is ensured that neither in individual operation of the two injectors nor in a common control, the jets create for themselves or in their association with the cylinder jacket, so that a disturbing wetting of the cylinder jacket is prevented with fuel.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigenIn the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zweitakt-Verbrennungsmotor ausschnittsweise in einem schematischen Axialschnitt durch einen Zylinder,1 shows a two-stroke internal combustion engine according to the invention fragmentary in a schematic axial section through a cylinder,

Fig. 2 den Zylinder nach Fig. 1 im Bereich der Einspritzdüsen im Axialschnitt in einem größeren Maßstab,2 shows the cylinder of FIG. 1 in the region of the injection nozzles in axial section on a larger scale,

Fig. 3 eine der beiden in eine Bohrung des Zylindermantels eingesetzten Einspritzdüsen in einer zum Teil aufgerissenen Seitenansicht in einem größeren Maßstab,3 shows one of the two injection nozzles used in a bore of the cylinder jacket in a partially torn-off side view on a larger scale,

Fig. 4 die in die Bohrung eingesetzte Einspritzdüse nach der Fig. 3 in einer Stirnansicht in einem größeren Maßstab undFig. 4, the injection nozzle used in the bore of FIG. 3 in a front view on a larger scale and

Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante eines erfindungsgemäßen Zweitakt-Verbrennungsmotors.Fig. 5 is a corresponding to FIG. 2 representation of a design variant of a two-stroke internal combustion engine according to the invention.

Gemäß der Fig. 1 umfasst ein Zweitakt-Verbrennungsmotor nach der Erfindung wenigstens einen Zylinder 1 mit einem Kolben 2, der in der unteren Totpunktlage dargestellt ist. Die Schnittebene durch den Zylindermantel 3 entspricht einer Durchmesserebene des Zylinders 1 durch die Achse eines Auslasskanals 4. Zwischen dem nicht dargestellten Kurbelgehäuse und dem durch einen Zylinderkopf nach oben abgeschlossenen Brennraum des Zylinders 1 sind einander bezüglich der Durchmesserebene durch den Auslasskanal 4 paarweise gegenüberliegende Über-strömkanäle 5, 6 vorgesehen. Zusätzlich weist der Zylinder 1 einen dem Auslasskanal 4 diametral gegenüberliegenden Überströmkanal als Aufrichtkanal 7 auf.According to FIG. 1, a two-stroke internal combustion engine according to the invention comprises at least one cylinder 1 with a piston 2, which is shown in the bottom dead center position. The sectional plane through the cylinder jacket 3 corresponds to a diameter plane of the cylinder 1 through the axis of an exhaust passage 4. Between the crankcase, not shown, and the cylinder head upwardly closed combustion chamber of the cylinder 1 are mutually opposite with respect to the diameter plane through the outlet channel 4 overflow channels 5, 6 provided. In addition, the cylinder 1 has a discharge channel 4 diametrically opposite overflow as Aufrichtkanal 7.

Auf der dem Auslasskanal 4 gegenüberliegenden Umfangsseite des Zylinders 1 sind im Zylindermantel 3 oberhalb des Aufrichtkanals 7 zwei Bohrungen 8, 9 zur Aufnahme von zwei Einspritzdüsen 10,11 vorgesehen, deren sich schneidende Düsenachsen 12,13 in der Durchmesserebene durch den Auslasskanal 4, also in der Zeichenebene, liegen. Die beiden Einspritzdüsen 10, 11 sind voneinander unab hängig ansteuerbar, sodass je nach der Ansteuerung der Einspritzdüsen 10, 11 gemäß der Fig. 2 entweder Kraftstoff durch die nach unten gegen den Kolben 2 in der unteren Totpunktlage geneigte Einspritzdüse 10 in Form eines strichliert angedeuteten Düsenstrahls 14 oder durch die nach oben gegen den Zylinderkopf gerichtete Einspritzdüse 11 in Form eines strichpunktiert angedeuteten Düsenstrahls 15 in den Brennraum eingespritzt werden kann. Werden beide Einspritzdüsen 10, 11 gleichzeitig angesteuert, so vereinigen sich die beiden Düsenstrahlen 14,15 zu einem Vereinigungsstrahl 16, wie dies in der Fig. 1 schematisch dargestellt ist.On the circumferential side of the cylinder 1 opposite the outlet channel 4, two bores 8, 9 for receiving two injection nozzles 10, 11 are provided in the cylinder jacket 3 above the erecting channel 7, whose intersecting nozzle axes 12, 13 in the diameter plane through the outlet channel 4, ie in FIG the drawing plane, lie. The two injectors 10, 11 are mutually inde pendent controllable, so depending on the control of the injectors 10, 11 as shown in FIG. 2 either fuel through the downwardly against the piston 2 in the bottom dead center inclined injection nozzle 10 in the form of a dashed line indicated jet 14 or can be injected through the upwardly directed against the cylinder head injection nozzle 11 in the form of a dot-dash line indicated jet 15 into the combustion chamber. If both injection nozzles 10, 11 are actuated simultaneously, the two jet streams 14, 15 combine to form a merging jet 16, as shown schematically in FIG. 1.

Im Leerlauf oder bei niedriger Last wird der Kraftstoff durch die nach oben gegen den Zylinderkopf gerichtete Einspritzdüse 10 möglichst spät in den Brennraum eingespritzt, wobei durch die vergleichsweise geringe Ladungsbewegung und die Wahl des Einspritzzeitpunkts das Kraftstoff-Luftgemisch nach oben in den Bereich der Zündkerze verlagert werden kann. Im mittleren Teillastbereich wird der Kraftstoff entgegen der Frischluftströmung durch die Überströmkanäle 5, 6 durch die nach unten geneigte Einspritzdüse 11 in den Brennraum eingespritzt, was aufgrund der Strömungsverhältnisse zu einer guten Gemischaufbereitung führt. Bei höherer Lasten kommen beide Einspritzdüsen 10, 11 zum Einsatz, wobei die Ansteuerung der beiden Einspritzdüsen 10,11 gleichzeitig oder aber auch phasenversetzt erfolgen kann. Bei gleichzeitiger Beaufschlagung der beiden Einspritzdüsen 10,11 kommt es zur Vereinigung der Düsenstrahlen 14, 15 der beiden Einspritzdüsen 10, 11 und zu einer Auffächerung des eingespritzten Kraftstoffs innerhalb des Vereinigungsstrahls 16. Durch ein zeitlich versetztes Ansteuern der beiden Einspritzdüsen 10,11 kann die Gesamteinspritzdauer ausgedehnt werden. Die nach unten gerichtete Einspritzdüse 11 spritzt beim Ladungswechsel früh ein, während die nach oben gerichtete Einspritzdüse 10 verzögert einspritzen kann, wobei durch das verzögerte Einspritzen der nach oben ausgerichteten Einspritzdüse 10 die Spülverluste kleiner gehalten werden können.At idle or at low load, the fuel is injected through the upwardly directed against the cylinder head injector 10 as late as possible in the combustion chamber, being displaced by the comparatively small charge movement and the choice of injection timing, the fuel-air mixture upwards in the region of the spark plug can. In the middle part-load range of the fuel is against the flow of fresh air through the overflow 5, 6 injected through the downwardly inclined injection nozzle 11 into the combustion chamber, which leads to a good mixture preparation due to the flow conditions. At higher loads both injectors 10, 11 are used, wherein the control of the two injection nozzles 10,11 can be done simultaneously or in phase. When the two injection nozzles 10, 11 are simultaneously acted upon, the jet jets 14, 15 of the two injection nozzles 10, 11 are fused together and the fuel injected within the merging jet 16 is fanned out. The total injection duration can be achieved by a timed activation of the two injection nozzles 10, 11 be extended. The downwardly directed injection nozzle 11 injects early in the charge cycle, while the upward injection nozzle 10 can inject delayed, with the delayed injection of the upwardly directed injection nozzle 10, the flushing losses can be kept smaller.

Die beiden Einspritzdüsen 10,11 müssen nicht gleich ausgelegt sein. Die nach oben gerichtete Einspritzdüse 10 kann beispielsweise einen geringeren Durchfluss aufweisen als die nach unten gerichtete Einspritzdüse 11, wodurch die Spreizung zwischen den zur Verfügung zu stellenden minimalen und maximalen Einspritzmengen besser abgedeckt werden kann.The two injection nozzles 10, 11 do not have to be designed the same. For example, the upwardly directed injector 10 may have a lower flow than the downwardly directed injector 11, thereby better covering the spread between the minimum and maximum injection quantities to be provided.

Die in ihrem grundsätzlichen Aufbau gleichen Einspritzdüsen 10,11 sind in Form einer Mehrloch-Niederdruckdüse aufgebaut. Eine solche Mehrloch-Niederdruckdüse wird anhand der Einspritzdüse 11 in den Fig. 3 und 4 näher erläutert, die zur Ausbildung eines vorteilhaften Düsenstrahls 15 eine Düsenplatte 17 aufweist, deren Düsenöffnungen 18 innerhalb eines Hüllkreises 19 so angeordnet sind, dass sich die einzelnen Düsenstrahlen aus den Düsenöffnungen 18 zu einem gemeinsamen Düsenstrahl 15 vereinigen, dessen Öffnungswinkel α durch die Ausrichtung der Düsenöffnungen 18 vorgegeben werden kann. Wird gemäß der Fig. 3 die Einspritzdüse 11 durch eine Beaufschlagung des Ventilkörpers 20 geöffnet, so wird der Kraftstoff durch die Düsenöffnungen 16 mit einem vergleichsweise geringen Impuls in Form des Düsenstrahls 15 in den Brennraum gespritzt und trifft dort auf die resultierende Spülluftströmung, um sich in dieser Luftströmung fein zu verteilen, ohne die Spülluftströmung in störenderWeise zu beeinflussen.The same in their basic structure injection nozzles 10,11 are constructed in the form of a multi-hole low-pressure nozzle. Such a multi-hole low-pressure nozzle is explained in more detail with reference to the injection nozzle 11 in Figs. 3 and 4, which has a nozzle plate 17 to form an advantageous nozzle jet 15, the nozzle openings 18 are arranged within a Hüllkreises 19 so that the individual jets from the Unite nozzle openings 18 to a common jet 15, the opening angle α can be specified by the orientation of the nozzle openings 18. If, according to FIG. 3, the injection nozzle 11 is opened by acting on the valve body 20, the fuel is sprayed through the nozzle openings 16 with a comparatively small impulse in the form of the jet 15 into the combustion chamber and impinges there on the resulting purge air flow To distribute this air flow finely, without affecting the purge air flow in a disturbing way.

Die Frontfläche der Spülluftströmung soll in ihrem Verlauf durch den Düsenstrahl 15 möglichst wenig Veränderung erfahren, um eine gute Verdrängungsspülung sicherstellen zu können. Aus diesem Grund soll der Kraftstoff möglichst gleichmäßig über die Spülluftfront in die Luftströmung eingetragen werden. Dies setzt im Bereich des Aufeinandertreffens von Spülluftstrom und Düsenstrahl 15 eine an die Spülluftfront angepasste Querschnittsfläche des Düsenstrahls 15 einerseits und anderseits einen vergleichsweise kleinen Impuls des Düsenstrahls 15 voraus. Trotz dieser Bedingungen soll sich der Düsenstrahl 15 nicht aufgrund eines Coanda-Effekts an den Zylindermantel 3 anlegen. Dies bedeutet, dass der Öffnungswinkel α des Düsenstrahls 15 unter Berücksichtigung des Neigungswinkels der Düsenachse 13 gegenüber der Zylinderachse begrenzt bleiben muss, um den für den Coanda-Effekt maßgebenden Anlegungswinkel nicht zu unterschreiten. Bei gegebenem Öffnungswinkel α darf somit gemäß der Fig. 3 der kleinste Winkel ß zwischen dem Mantel des Düsenstrahls 15 und dem Zylindermantel 3 den Anlegungswinkel nicht unterschreiten.The front surface of the scavenging air flow should experience as little change in its course through the jet 15 in order to ensure a good displacement flushing can. For this reason, the fuel should be added as evenly as possible via the purge air front in the air flow. This sets in the area of the meeting of purging air stream and jet 15 a matched to the scavenging air front cross-sectional area of the nozzle jet 15 on the one hand and on the other hand a comparatively small pulse of the jet 15 ahead. Despite these conditions, the jet 15 should not create a due to a Coanda effect on the cylinder jacket 3. This means that the opening angle α of the jet 15 must be limited in consideration of the angle of inclination of the nozzle axis 13 with respect to the cylinder axis in order not to fall short of the design angle relevant for the Coanda effect. For a given opening angle α, the smallest angle .beta. Between the jacket of the jet 15 and the cylinder jacket 3 must therefore not fall below the angle of application, as shown in FIG.

Dies gilt selbstverständlich nicht nur für den Düsenstrahl 15 der Einspritzdüse 11, sondern auch für den Düsenstrahl 14 der Einspritzdüse 10 und auch für den Vereinigungsstrahle 16 der beiden Düsenstrahlen 14 und 15.This is of course not only for the jet 15 of the injection nozzle 11, but also for the jet 14 of the injection nozzle 10 and also for the merging jets 16 of the two jets 14 and 15th

Die Ausführungsform des Zylinders 1 gemäß der Fig. 5 unterscheidet sich von der Konstruktion nach den Fig. 1 bis 4 lediglich dadurch, dass die beiden Einspritzdüsen 10.11 eine gemeinsame Austrittsöffnung 21 für die Düsenstrahlen 14 und 15 aufweisen, dass sich also die beiden Bohrungen 8, 9 zur Aufnahme der Einspritzdüsen 10.11 brennraumseitig überlappen. Durch eine solche Anordnung können sich die beiden Düsenstrahlen 14,15 im Bereich der einander überschneidenden Bohrungen 8, 9 zum Vereinigungsstrahl 16 verbinden, was bereits in einem vergleichsweise geringen Abstand von der Austrittsöffnung 21 eine entsprechend große Querschnittsfläche des Vereinigungsstrahls 16 und damit eine großflächige Beaufschlagung der Spülluftfront mit Kraftstoff sicherstellt.The embodiment of the cylinder 1 according to FIG. 5 differs from the construction according to FIGS. 1 to 4 only in that the two injection nozzles 10, 11 have a common outlet opening 21 for the jet jets 14 and 15, that is, the two bores 8, 9 to accommodate the injectors 10.11 overlap the combustion chamber side. By means of such an arrangement, the two jet streams 14, 15 can connect to the merging jet 16 in the region of the overlapping bores 8, 9, which at a comparatively small distance from the outlet opening 21 results in a correspondingly large cross-sectional area of the merging jet 16 and thus a large-area admission of the Ensures purging air front with fuel.

Claims

claims

1. Two-stroke internal combustion engine with at least one piston (2) receiving, a cylinder jacket (3) and a cylinder head comprehensive cylinder (1) and two on an outlet channel (4) opposite peripheral side of the cylinder (1) in holes (8, 9) of the cylinder jacket (3) arranged, each controllable, designed as low-pressure nozzles injectors (10, 11) whose nozzle axes (12, 13) intersect, characterized in that the one hand against the piston (2) in the bottom dead center and on the other hand against the cylinder head inclined nozzle axes (12, 13) of the two injection nozzles (10, 11) lie in a through the axis of the outlet channel (4) determined diameter plane.

2. Two-stroke internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the injection nozzles (10, 11) receiving bores (8, 9) in the cylinder jacket (3) has a common outlet opening (21) for the nozzle jets (14, 15) of the injection nozzles ( 10, 11) form.

3. Two-stroke internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the injection nozzles (10, 11) receiving bores (8, 9) in the cylinder jacket (3) separate outlet opening for the nozzle jets (14, 15) of the injection nozzles (10, 11 ) exhibit.

4. two-stroke internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the injection nozzles (10, 11) as a multi-hole low-pressure nozzles with a nozzle plate (17) are formed within a Hüllkreises (19) arranged nozzle openings (18) for Formation of a common nozzle jet 14, 15) with one of the inclination of the nozzle axis (12, 13) relative to the mouth surface of the bore (8, 9) dependent, an application of the jet (14, 15) to the cylinder jacket (3) opening angle prohibiting ( a).

5. Two-stroke internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the nozzle plate (17) has at least three over the circumference of the enveloping circle (19) distributed nozzle openings (18).

6. two-stroke internal combustion engine according to claim 4 or 5, characterized in that the mantle of the merging jet (16) from the nozzle jets (14, 15) of the two injection nozzles (10,11) exceeds the angle of the merging beam (6) minimum angle (ß ) relative to the cylinder jacket (3).