Mit vorverdichteter Ladung arbeitende Zweitaktbrennkraftmasehine. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mit vorverdichteter Ladung arbeitende Zweitaktbrennkraftmaschinen und besteht darin, dass ein höher gespannter Teil der Auspuffgase durch besondere Öffnungen in der Zylinderwand austritt und in einem Ex pansionsteil der Aufladepumpe zur Arbeits leistung herangezogen wird, während der Rest der Auspuffgase nachher in die At mosphäre entweicht. Als Aufladepumpe kann z. B. eine mit Verdichtungs- und Expan sionsteil ausgerüstete, mit rotierenden Kolben oder Verdrängern versehene Pumpe verwen det werden.
Zum Ausblasen der Auspuff gase aus der Aufladepumpe und zum Laden dieser wird am besten ein Ventilator oder Turbogebläse verwendet, das von der Brenn- kraftmaschine oder von der Aufladepumpe aus angetrieben wird. Die Laufräder dieser Gebläse können auf der Welle der Auflade pumpe selbst aufgekeilt sein, oder mit an derer Geschwindigkeit rotieren. Ein ein- oder mehrstufiger Ventilator kann auf der einen oder andern Stirnseite der Aufladepumpe vorgesehen, oder es kann auf beiden Seiten ein solcher angebracht sein.
In den beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen bei spielsweisen Ausführungsformen dargestellt.
In Fig. 1 und 2, bezw. 3 und 4, bezw. 5 und 6, ist je eine einfachwirkende Zwei- takteinspritzbrennkraftmaschine im Auf- und Grundriss dargestellt.
Die Fig. 7 und 8 stellen eine doppelt wirkende Zweitaktmaschine dar.
In Fig. 1 und 2 ist 1 eine sechszylin drige Zweitaktbrennkraftmaschine. 2 sind die Arbeitskolben, 3 die Schubstangen, mittelst welchen die Bewegung der Kolben auf die Kurbelwelle 4 übertragen wird. 5 sind die Arbeitszylinder, in Fig. 1 der Einfachheit halber ohne Wasserkühlung dargestellt. 6 ist das Aufladegebläse, ein Rotationsgebläse mit durch die Zentrifugalkraft gegen die Wan dung eines Gehäuses 11 gepressten flachen Kolben 7, welche durch eine, in Lagern 9 exzentrisch im Gehäuse gehaltene Trommel 8 in Bewegung gesetzt werden. Zur Abdich- tung der Welle sind Stopfbüchsen 10 vorge sehen.
Sowohl das Gehäuse 11 der Auflade pumpe als auch die Trommel 8 werden mit- telst eines Kühlmittels gekühlt. Das Kühl mittel strömt durch die Leitung 12 in die Trommel 8 ein und verlässt dieselbe wieder durch die Leitung 13. Das Kühlmittel für das Gehäuse 11 tritt durch die Leitung 14 ein und verlässt dasselbe durch die Leitung 15. Der Rotor 8 ist im Gehäuse 11 horizon tal nach der Brennkraftmaschine verschoben gelagert, so dass der Hochdruckteil dieser Pumpe auf der Seite der Brennkraftmaschine ist. Die Trommel 8 dreht sich in.Fig. 1 in dem dem Uhrzeiger entgegengesetzten Sinn.
Die. obere Hälfte der Aufladepumpe 6 dient deshalb der Verdichtung der neuen Ladung des Motors und die untere Hälfte zur Ex pansion der Auspuffgase. Beim Kolbennieder gang öffnet die Kolbenoberkante zuerst die Schlitze 16. Durch diese Öffnung treten Aus puffgase durch Rückschlagklappen 42 in die mit dem in nicht gezeigter Weise gesteuer ten Abschlussorgan 32 versehene Leitung 17, welche sie auf die Expansionsseite 18 der Aufladepumpe führt und expandieren dort.
Die expandierten Auspuffgase treten dann durch Öffnungen 20 in dem Gehäuse 11 in die Auspuffleitung 21 über. Kurz nachher öffnen jeweils die Kolben 7 im Gehäuse 11 auf der in Fig. 1 vordern Seite Öffnungen 22 und es tritt dort durch den Ventilator 23 geförderte Spülluft ein. Diese Spülluft spült die von den Kolben 7 gebildeten Zellen des sichelförmigen Raumes zwischen dem Ge häuse 11 und der Trommel 8, wenn sie am meisten vor, der Verbrennungskraftmaschine abgekehrt sind,. aus, so dass sie von den Auspuffgasen gereinigt werden.
Auf der hintern Seite der Aufladepumpe sind weitere Öffnungen 24 angebracht, durch welche mit- telst eines Saugventilators 25 die Abgase aus den Zellen des sichelförmigen Raumes abgesaugt und durch die Leitung 26 eben falls in die Auspuffleitung 21 gedrückt wer den. So werden die Zellen des sichelförmigen Raumes nach beendeter Expansion der Aus puffgase von den letztern gereinigt und mit neuer Ladung gefüllt, worauf dann beim Weiterdrehen der Trommel 8 diese neue Ladung auf der obern Hälfte des Auflade verdichters 6 verdichtet wird.
Um rnit gutem Wirkungsgrad auf verschiedene Drücke ver dichten zu können, sind im Verdichtungs raum selbsttätig wirkende Drucküberströin- ventile 27 angeordnet.
Der Arbeitsaolben 2 öffnet gegen Ende der Expansion weitere Auspuffschlitze 28 in der Zylinderwand und durch dieselben und die Leitung 29 mit dem in nicht gezeigter Weise gesteuerten Abschlussorgan 33 strömt der niedriggespannte Teil der Verbrennungs gase in die Auspuffleitung 21.
Diese Gase leisten . also in der Auflade pumpe keine Nutzarbeit. Kurz nachdem die Auspuffschlitze 28 durch _ den Kolben 2 ab gedeckt sind, werden die Einlassschlitze 30 durch den niedergehenden Kolben geöffnet. Durch diese Schlitze 30 tritt die vorverdich tete neue Ladung ein, welche von der Auf ladepumpe durch die Leitung 31 mit dem gesteuerten Abschlussorgan 34 zu den Schlitzen 30 gelangt.
Wenn der Kolben 2 die untere Totpunktlage passiert und die Schlitze 30 und 28 geschlossen hat, findet die Aufladung durch die Schlitze 35 statt, die mit der Leitung 31 über Rückschlagventile 36 in Verbindung stehen. Diese verhindern beim Kolbenniedergang das Austreten böherge- spannter Auspuffgase in die Ladeleitung 31, solange der Druck im Zylinder noch höher als der Druck in der Leitung 31 ist.
Nach Fig. 3 und 4 ist die Trommel 8 im Gehäuse 11 des Aufladeverdichters ver tikal nach oben verschoben und wird von der Brennkraftmaschine aus, mittelst einer Kette 39 angetrieben. Die Einlassschlitze 30 und 35 sind gegenüber den Auslassschlitzen 28 derart angeordnet, dass sich die Einlass schlitze auf einer Seite der zur Kurbel wellenachse senkrechten Achsialebene und die Auslassschlitze auf der andern Seite dieser Ebene befinden. Dies ermöglicht eine günsti gere Anordnung der Zu- und Ableitungen zwischen Verbrennungszylinder und Auflade gebläse.
Nach den Fig. 5 und 6 ist das Auflade gebläse 6 mit vertikaler Achse zwischen zwei Arbeitszylindern angeordnet. Der An trieb des Spülgebläses 23 erfolgt, um eine höhere Geschwindigkeit desselben zu erzielen, mittelst eines Übersetzungsgetriebes 40, 41. Die Anordnung von einem Aufladegebläse für wenige Zylinder, z. B. 2, wird sich dann empfehlen, wenn diese Zylinder verhältnis mässig grosse Leistung besitzen, um das Leitungssystem zu vereinfachen.
In den Fig. 7 und 8 ist eine doppelt wirkende Zweitaktmaschine mit vier Zylin dern dargestellt, deren Aufladegebläse mil der Welle horizontal angeordnet ist. Es sind zwei Abgasöffnungen 16, die eine für die obere und die andere für die untere Zylin derseite angeordnet, welche die Abgase zum Aufladegebläse durch die Leitung 17 führen. In diese Leitung sind ausser dem in nicht gezeichneter Weise gesteuerten Abschlussor- gan 34 noch Rückschlagklappen 42 eingebaut, welche verhindern, dass in der Leitung 17 befindliche Auspuffgase in die Zylinderräume zurückströmen.
Die Zuleitung der Auflade luft zu den Zylindern erfolgt durch die Lei tung 31 zu den Eintrittschlitzen 30, bezw. 35. Der Austritt der niedriggespannten Aus puffgase in die Abgasleitung 21 erfolgt durch die Schlitze 28.
Die Verbrennungskraftmaschine kann na türlich mit Umkehrspülung arbeiten, oder der Auslass der Auspuffgase kann durch Auspuffventile erfolgen. Der Antrieb des Gebläses kann von der Verbrennungskraft maschine oder z. B. von einem Elektromotor aus erfolgen.
Two-stroke combustion engine working with a pre-compressed charge. The present invention relates to working with supercharged charge two-stroke internal combustion engines and consists in the fact that a higher tensioned part of the exhaust gases exits through special openings in the cylinder wall and is used in an expansion part of the charging pump for work, while the rest of the exhaust gases are subsequently fed into the At mosphere escapes. As a charging pump, for. B. equipped with a compression and expansion part, provided with rotating pistons or displacers pump are used.
To blow the exhaust gases out of the charging pump and to charge them, it is best to use a fan or turbo blower that is driven by the internal combustion engine or the charging pump. The impellers of these fans can be keyed onto the shaft of the charging pump itself, or they can rotate at a different speed. A single-stage or multi-stage fan can be provided on one or the other end face of the charging pump, or one can be fitted on both sides.
In the accompanying drawings, the subject matter of the invention is shown in various embodiments, for example.
In Fig. 1 and 2, respectively. 3 and 4, respectively. 5 and 6, a single-acting two-stroke internal combustion engine is shown in plan and floor plan.
Figs. 7 and 8 illustrate a double-acting two-stroke machine.
In Fig. 1 and 2, 1 is a six-cylinder two-stroke internal combustion engine. 2 are the working pistons, 3 are the push rods, by means of which the movement of the pistons is transmitted to the crankshaft 4. 5, the working cylinders are shown in Fig. 1 for the sake of simplicity without water cooling. 6 is the supercharging fan, a rotary fan with flat pistons 7 which are pressed against the wall of a housing 11 by centrifugal force and which are set in motion by a drum 8 held eccentrically in bearings 9 in the housing. Stuffing boxes 10 are provided to seal the shaft.
Both the housing 11 of the charging pump and the drum 8 are cooled by means of a coolant. The coolant flows through the line 12 into the drum 8 and leaves the same again through the line 13. The coolant for the housing 11 enters through the line 14 and leaves the same through the line 15. The rotor 8 is in the housing 11 horizon tal stored shifted after the internal combustion engine, so that the high pressure part of this pump is on the side of the internal combustion engine. The drum 8 rotates in.Fig. 1 in the opposite sense of the clock.
The. The upper half of the charging pump 6 is therefore used to compress the new charge of the engine and the lower half to expand the exhaust gases. When the piston descends, the upper edge of the piston first opens the slots 16. Through this opening, puff gases pass through non-return valves 42 into the line 17 provided with the not shown controlled end member 32, which leads them to the expansion side 18 of the charge pump and expand there.
The expanded exhaust gases then pass through openings 20 in the housing 11 into the exhaust line 21. Shortly afterwards, the pistons 7 in the housing 11 open openings 22 on the front side in FIG. 1, and purge air conveyed by the fan 23 enters there. This purge air flushes the cells formed by the piston 7 of the crescent-shaped space between the housing 11 and the drum 8 when they are most turned away from the internal combustion engine. off so that they are purged of the exhaust gases.
Further openings 24 are provided on the rear side of the charging pump, through which the exhaust gases are sucked out of the cells of the crescent-shaped space by means of a suction fan 25 and are also pressed through the line 26 into the exhaust line 21. So the cells of the sickle-shaped space after the expansion of the exhaust gases from the latter are cleaned and filled with a new charge, whereupon when the drum 8 continues to rotate, this new charge is compressed on the upper half of the supercharger 6.
In order to be able to compress to different pressures with good efficiency, automatically acting pressure relief valves 27 are arranged in the compression chamber.
Towards the end of the expansion, the working piston 2 opens further exhaust slots 28 in the cylinder wall and through the same and through the line 29 with the closing element 33, which is not shown, the low-tension part of the combustion gases flows into the exhaust line 21.
These gases do. so no useful work in the charging pump. Shortly after the exhaust slots 28 are covered by the piston 2, the inlet slots 30 are opened by the descending piston. Through these slots 30 the vorverdich ended new charge enters, which comes from the charging pump through the line 31 with the controlled closing member 34 to the slots 30.
When the piston 2 has passed the bottom dead center position and has closed the slots 30 and 28, the charging takes place through the slots 35, which are connected to the line 31 via check valves 36. When the piston descends, these prevent higher-tension exhaust gases from escaping into the charging line 31 as long as the pressure in the cylinder is still higher than the pressure in the line 31.
According to Fig. 3 and 4, the drum 8 in the housing 11 of the supercharger is vertically shifted upwards and is driven by a chain 39 from the internal combustion engine. The inlet slots 30 and 35 are arranged opposite the outlet slots 28 such that the inlet slots are on one side of the axial plane perpendicular to the crankshaft axis and the outlet slots are on the other side of this plane. This enables a more favorable arrangement of the supply and discharge lines between the combustion cylinder and the charging fan.
According to FIGS. 5 and 6, the charging fan 6 is arranged with a vertical axis between two working cylinders. The drive of the flushing fan 23 takes place in order to achieve a higher speed of the same, by means of a transmission 40, 41. The arrangement of a supercharger for a few cylinders, eg. B. 2, is recommended when these cylinders have relatively large power to simplify the line system.
7 and 8, a double-acting two-stroke machine with four Zylin countries is shown, the supercharger is arranged horizontally mil the shaft. There are two exhaust openings 16, one for the upper and the other for the lower cylinder side, which lead the exhaust gases to the supercharger through line 17. In addition to the closing element 34 controlled in a manner not shown, non-return flaps 42 are also built into this line, which prevent the exhaust gases in the line 17 from flowing back into the cylinder spaces.
The supply of the charging air to the cylinders takes place through the device 31 to the inlet slots 30, respectively. 35. The exit of the low-tension exhaust gases into the exhaust pipe 21 takes place through the slots 28.
The internal combustion engine can of course work with reverse scavenging, or the exhaust gases can be discharged through exhaust valves. The drive of the fan can machine from the internal combustion engine or z. B. be done by an electric motor.