Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Gleichstromspülung. Zweitaktverbrennungskraftmaschinen mit Gleichstromspülung, bei welchen der Einlass der Luft durch auf der einen Totpunktseite des Arbeitsraumes angeordnete Öffnungen er folgt und die Abgase durch auf der andern Totpunktseite des Arbeitsraumes vorgesehene Ventile aus dem Zylinder entfernt werden, haben nicht nur den Nachteil, dass diese Ven tile sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind, sondern dass infolge der durch die Leistung der Maschine pro Zylinder und Arbeitsspiel gegebenen Dimensionen der für d en Aus tritt der Verbrennungsgase zur Verfügung stehende Querschnitt verhältnismässig gering ist.
Die Erfindung ermöglicht, diese Nach teile zu vermeiden und Verbrennungskraft lnaschinen mit Gleichstromspülung für hohe Drehzahlen zu bauen. Die Erfindung besteht darin, dass der Austritt der Verbrennungsgase in mindestens zwei Phasen unterteilt ist, indem diese in einer ersten Phase durch auf der einen Totpunktseite des Zylinders vorge sehene, vom Kolben gesteuerte Öffnungen in einer weitern Phase durch auf der andern Totpunktseite angeordnete, unabhängig vom Kolben gesteuerte Öffnungen aus dem Zylin der entfernt werden. Die vom Kolben ge steuerten Öffnungen können unterteilt und nur ein Teil .derselben an den Auslass ange schlossen sein.,Sie können sich über -den gan zen Zylinderumfang erstrecken.
Vom Kolben beim Kompressionshub zuletzt zugedeckte Öffnungen sind vorteilhafterweise vom Aus lassdurch ein gesteuertes Organ getrennt. Die in der ersten Phase abgeleiteten Verbren nungsgase können infolge des ihnen inne wohnenden Druckgefälles aus dem Zylinder austreten, während die Entfernung der Ab gase in jener weiteren Phase durch Erzeu gung eines Druckunterschiedes zwischen Ein- lass und. Auslass, zum Beispiel eines Unter druckes erfolgt.
Durch Erzeugung eines Un terdruckes aus dem Zylinder entfernte Ab gase werden vorteilhafterweise nach dem Austritt aus dem Zylinder gekühlt.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes.
In Fig. 1 ist eine Einspritzbrennkraft- inaschine schematisch im Schnitt dargestellt. Fig. 2 bis 5 zeigen schematisch eine an dere Brennkraftmaschine zu verschiedenen Zeiten während des Auspuffs im Schnitt, die im folgenden auch als Einspritzbrennkraft- maschine beschrieben wird.
Fig. 6 ist das Diagramm ihrer Zeitquer schnitte.
Der Kolben 1 geht nach Fig. 1 im Zylin der 2, der von einem Mantel 3 umgeben ist, hin und her und überträgt vermittelst der Schubstange 4, die von den Verbrennungs gasen auf den Kolben ausgeübten Kräfte auf die Kurbelwelle. in dem mit Kühlräumen 5 versehenen Zylinderdeckel 6 sind die Aus lassventile 7 und 8, sowie das Brennstoff ventil 9 angeordnet. Die Auslassventile wer den durch von der Kurbelwelle aus in nicht g o ezeichneter Weise angetriebene Nocken 10 und 11 gesteuert und verbinden gegen Ende des Expansionshubes den Arbeitsraum 12 des Zylinders mit den Auslassleitungen 13 und 14, die mit einem Kühlmantel 15 bezw. 16 versehen sind. Auf der dem Zylinderdeckel entgegengesetzten Totpunktseite sind auf dem ganzen Zylinderumfang vom Kolben ge steuerte Öffnungen, in vom Kolben nach einander freigegebene Reihen 17 und 18 un terteilt, vorgesehen.
Diese Öffnungen sind einerseits durch die Räume 19 und 20 mit der Aussenluft verbunden. Die Öffnungen der Reihe 17 können durch ein gesteuertes Organ 21 bezw. 22 auch mit den Auslässen 23 bezw. 24 verbunden werden. Die Brennstoffzufuhr in den Zylinder kann durch ein gesteuertes Ventil oder eine offene Düse mit oder ohne Druckluft erfolgen.
Nach Fig. 2 bis 5 ist nur ein Auslassventil vorgesehen und die Öffnungen 17 und 18 sind nur auf einer Seite des Zylinders angeordnet. Der Lufteinlass erfolgt über einen Luftbehäl ter 32, der von einem nicht gezeichneten Ver dichter mit Druckluft versehen wird. Öff nungen beider Reihen oder einer derselben können tangential und andere radial in den Zylinder einmünden, wie auch ein Teil der Öffnungen gegen den Zylinderdeckel gerich tet sein kann, während andere wenigstens annähernd senkrecht zur Zylinderachse in den Arbeitsraum einmünden.
Die Arbeitsweise der Maschine gemäss Fig. 2 bis 5 ist folgende: Gegen Ende des Expansionshubes gelangt die Kurbel 30, die sich im Sinne des Pfeiles 31 dreht, und der Kolben 1 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Das Steuerorgan 22 hat die Verbindung zwischen dem Auslass 24 und den Öffnungen 17 des Zylinders hergestellt, wenn der Kolben 1 in seiner Stellung a die Öff nungen 17 freigibt. Der Austritt der Ver brennungsgase erfolgt somit in einer ersten Phase (Fig.2) durch die Öffnungen 17 in die Auslassleitung 24. In derKurbelstellung b wird das Auslassventil 8 geöffnet, so dass in einer zweiten Phase (Fig. 3) die Auspuffgase auch durch den Auslass 14 wegströmen.
Wenn die Kurbel 30 sich in der Stellung c befindet ist im Zylinder Druckausgleich eingetreten, das Organ 23 unterbricht -die Verbindung zwischen dem Auslass 24 und den Öffnungen 17 und verbindet diese mit dem Luftbehälter 32, so -dass in einer weiteren Phase (Fig. 4) die Verbrennungsgase nur .durch den Ausla.ss 14 aus dem Arbeitsrauen des Zylinders ent fernt werden und durch die Öffnungen 1-1 lind 1;
8 ,die Zufuhr von Luft aus dem Druck behälter 32 erfolgt.. Durch diese Luft wird der Zylinder gründlich gespült und für die folgende Verbrennung mit frischer Luft ge füllt. Das Auslassventil :8 ist vom Punkte e an gesehlossen, so dass durch die durch die Öffnungen 1 7 einströmende Luft der Zylin der bis zum Punkt f noch geladen wird (Feg. 5). Ist der Kolben in der Nähe .des obern Totpunktes angekommen, so wird der Brennstoff in die komprimierte Luft einge spritzt, worauf der Expansionshut beginnt und mit demselben ein neues Arbeitsspiel des Kolbens.
In Fig. 6 sind über der Zeit t auf der obern Seite der Figur die vom Auslass- ventil 8 freigegebenen Quersohnitte q, auf der untern Seite der Figur die von den Öffnungen 17, 18 frei gegebenen Querschnitte aufge tragen.
Dabei stellt A,den Zeitquerschnitt für den Auslass durch das Auslassventil 8, die Fläche Y den Zeitquerschnitt für den Auslass durch die Öffnungen 17, die Flächen E1 und E2 den Einlass durch die Öffnungen 17, bezw. 18 dar.
Während die durch den Auslass 24 ab geleiteten Verbrennungsgase infolge des ihnen innewohnenden Druckbefälles aus dem Zylinder austreten, erfolgt die Entfernung der Abgase durch Ventile 7 und 8, bei der Maschine gemäss Fig. 1 vorteilhafterweise dadurch, dass eine Vorrichtung einen Unter n im Auslass erzeugt. Wenn die durch die Auslässe 13 und 14 in der zweiten Phase austretenden Abgase vor dem Eintritt in jene Vorrichtung noch gekühlt werden, ergibt sich der Vorteil, dass die für die Erzeugung des Unterdruches notwendige Vorrichtung kleiner ausbeführt sein kann und weniger Energie bedarf.
Two-stroke internal combustion engine with direct current purging. Two-stroke internal combustion engines with direct current purging, in which the inlet of the air through openings arranged on one dead center side of the working space and the exhaust gases are removed from the cylinder through valves provided on the other dead center side of the working space, not only have the disadvantage that these valves are very tile are exposed to high temperatures, but that due to the dimensions given by the performance of the machine per cylinder and work cycle, the cross section available for the exit of the combustion gases is relatively small.
The invention makes it possible to avoid these disadvantages and to build internal combustion engines with direct current flushing for high speeds. The invention consists in that the exit of the combustion gases is divided into at least two phases, in that they are in a first phase through openings provided on one dead center side of the cylinder and controlled by the piston in a further phase through openings arranged on the other dead center side, regardless of Piston-controlled openings from the cylinder are removed. The openings controlled by the piston can be subdivided and only part of them can be connected to the outlet. They can extend over the entire circumference of the cylinder.
Openings last covered by the piston during the compression stroke are advantageously separated from the outlet by a controlled member. The combustion gases diverted in the first phase can escape from the cylinder as a result of the inherent pressure gradient, while the removal of the exhaust gases in that further phase is achieved by generating a pressure difference between the inlet and the. Outlet, for example, a negative pressure takes place.
By generating an underpressure removed from the cylinder from gases are advantageously cooled after exiting the cylinder.
The drawing shows Ausführungsbei games of the subject invention.
In Fig. 1, an internal combustion engine is shown schematically in section. 2 to 5 schematically show another internal combustion engine at different times during the exhaust, in section, which is also described below as an injection internal combustion engine.
Fig. 6 is the diagram of their time cross sections.
The piston 1 goes according to Fig. 1 in the cylinder 2, which is surrounded by a jacket 3, back and forth and transmits by means of the push rod 4, the gases exerted by the combustion on the piston forces on the crankshaft. in the cylinder cover 6 provided with cooling chambers 5, the outlet valves 7 and 8 and the fuel valve 9 are arranged. The exhaust valves are controlled by cams 10 and 11 driven by the crankshaft in a manner not shown and connect towards the end of the expansion stroke the working chamber 12 of the cylinder with the exhaust lines 13 and 14, which are respectively connected to a cooling jacket 15. 16 are provided. On the opposite side of the cylinder cover dead center are on the entire cylinder circumference of the piston ge controlled openings, divided into rows 17 and 18 released by the piston after each other, provided.
On the one hand, these openings are connected to the outside air through rooms 19 and 20. The openings of the row 17 can bezw by a controlled member 21. 22 also with the outlets 23 respectively. 24 can be connected. The fuel can be fed into the cylinder through a controlled valve or an open nozzle with or without compressed air.
According to FIGS. 2 to 5, only one exhaust valve is provided and the openings 17 and 18 are only arranged on one side of the cylinder. The air inlet is via a Luftbehäl ter 32, which is provided with compressed air by a not shown Ver denser. Publ openings of both rows or one of the same can open tangentially and others radially into the cylinder, as well as part of the openings against the cylinder cover can be gerich tet, while others open at least approximately perpendicular to the cylinder axis in the working chamber.
The mode of operation of the machine according to FIGS. 2 to 5 is as follows: Towards the end of the expansion stroke, the crank 30, which rotates in the direction of the arrow 31, and the piston 1 move into the position shown in FIG. The control member 22 has established the connection between the outlet 24 and the openings 17 of the cylinder when the piston 1 releases the openings 17 in its position a. The exit of the combustion gases thus takes place in a first phase (FIG. 2) through the openings 17 into the outlet line 24. In the crank position b, the outlet valve 8 is opened so that in a second phase (FIG. 3) the exhaust gases also pass through the Flow away from outlet 14.
When the crank 30 is in position c, pressure equalization has occurred in the cylinder, the element 23 interrupts the connection between the outlet 24 and the openings 17 and connects them to the air reservoir 32, so that in a further phase (Fig. 4 ) the combustion gases are only removed through the outlet 14 from the working area of the cylinder and through the openings 1-1 and 1;
8, the supply of air from the pressure vessel 32 takes place. This air flushes the cylinder thoroughly and fills it with fresh air for the subsequent combustion. The outlet valve: 8 is closed from point e, so that the air flowing in through openings 1 7 will still charge the cylinder up to point f (Fig. 5). If the piston has arrived near the top dead center, the fuel is injected into the compressed air, whereupon the expansion cap begins and with the same a new working cycle of the piston.
In FIG. 6, the transverse center q released by the outlet valve 8 are plotted over the time t on the upper side of the figure, and the cross sections released by the openings 17, 18 on the lower side of the figure.
A, the time cross section for the outlet through the outlet valve 8, the area Y represents the time cross section for the outlet through the openings 17, the areas E1 and E2 the inlet through the openings 17, respectively. 18 represents.
While the combustion gases diverted through the outlet 24 exit the cylinder as a result of their inherent pressure, the exhaust gases are removed through valves 7 and 8, advantageously in the machine according to FIG. 1 by the fact that a device generates an under n in the outlet. If the exhaust gases exiting through the outlets 13 and 14 in the second phase are still cooled before entering that device, there is the advantage that the device necessary for generating the negative pressure can be made smaller and requires less energy.