CH202930A - Internal combustion engine with spark ignition. - Google Patents

Internal combustion engine with spark ignition.

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CH202930A
CH202930A CH202930DA CH202930A CH 202930 A CH202930 A CH 202930A CH 202930D A CH202930D A CH 202930DA CH 202930 A CH202930 A CH 202930A
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CH
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ignition chamber
valve
air supply
air
supply line
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German (de)
Inventor
Bard Fitzgerald Willia Maurice
Ratcliffe Thomas
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Fitzgerald William Maurice Bar
Ratcliffe Thomas
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/02Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2720/00Engines with liquid fuel
    • F02B2720/15Mixture compressing engines with ignition device and mixture formation in the cylinder
    • F02B2720/152Mixture compressing engines with ignition device and mixture formation in the cylinder with fuel supply and pulverisation by injecting the fuel under pressure during the suction or compression stroke
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

  

  Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung.    Gegenstand vorliegender Erfindung ist  eine Verbrennnugskraftmaschine mit Fremd  zündung und mit einer Zündkammer von  konstanten Volumen, die gegenüber dem Ar  beitszylinder     unbeweglich        angeordnet,    mit  ihm über ein Ventil verbunden und au eine  Luftzuteilung angeschlossen ist, welche so  wohl am Eintritt als auch vor der     Zünd-          kammer    mit Ventilen versehen ist.

   Die er  findungsgemässe Ausbildung besteht nun  darin, dass die Luft sowohl in der Luft  zuleitung als auch in der Zündkammer auf  den Eompressionsenddruck verdichtet und  der Brennstoff der Luft frühestens beim Ein  tritt der Luft in die Zündkammer zugefügt  wird, dass die Ventile am Ein- und Austritt  der Luftzuleitung am Ende der Kompression  vor der Zündung geschlossen werden, so dass  in der Luftzuleitung komprimierte Luft auf  gespeichert wird, dass ungefähr am Anfang  des Expansoinskubes das Ventil zwischen,der  Zündkammer und dem Arbeitszylinder ge-    öffnet, und     später    wenn der     Druck    in der  Zündkammer auf den Druck in der Luft  zuleitung gesunken ist, das Ventil zwischen  der Zündkammer und der Luftzuleitung ge  öffnet wird,

   so dass die Züundkammer durch  die aus der Luftzuleitung einströmende kom  primierte Luft gespült wird, und dass dann  das Ventil zwischen der Zündkammer und  dem Arbeitszylinder geschlossen wird, um  das Spülen zu unterbrechen.  



  Als Ausführungsbeispiele der Erfindung  sind in den Zeichnungen zwei Explosions  motoren dargestellt.     -          Fig.    1 zeigt in kleinerem Massstab als die  übrigens Figuren, zum Teil eine Seitenansicht,  zum Teil einen Schnitt des ersten Motors  nach der Linie 1-1 der Fig. 2;  Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach der  Linie 2-2 der Fig. 5;  Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt nach der       Linie    1-1 der     Fig.    2;       Fig.    4 ist     ein        Grundriss;         Fig. 5 ist ein.

   Teil eines Vertikalschnittes  nach der Linie 5-5 der Fig. 2;  Fig. 6 ist ein Teileines Vertikalschnitte       und    zeigt die Mittel zum     Betätigen    der  Ventile;  Fig. 7 und 8 zeigen Details im Aufriss;  Fig. 9 zeigt ein Indikator-D)iagramm der  Maschine;  Fig. 10 ist ein Querschnitt durch dien  zweiten Motor;  Fig. 11 zeigt Details im Aufriss und  Fig. 12 ein Indikator-Diagramm dieses  Motors.  



  In einem wassergekühlten Zylinder 2 ar  beitet gemäss Fig. 1 bis 9 ein Kolben 1 der  über die Kolbenstange 3, den in Führungen 5  gleitenden Kreuzkopf 4 und die Pleuelstange  6 mit der Kurbelwelle 7 verbunden ist. Im  Zylinderboden sind zwei Einlassventile 8 und  zwei Auslassventile 9 angeordnet. Die Einlass  ventile stehen über eine in der Zeichnung  nicht gezeigte Ansaugleitung mit der Atmo  sphäre in Verbindung. Au die Auslassventile  9 schliessen sich Leitungen 10 an, die in eine  Kammer 11 münden. Diese Kammer 11 steht  über ein von     einer    schwachen Feder belaste  tes Rückschlagventil 12 mit einer     Zünd-          kammer    13 in Verbindung.

   Die Leitungen  10, die Kammer 11 und ,das Ventil 12 sind  vollständig im Wassermantel des Zylinders 2  angeordnet, derart, dass sie gekühlt sind. In  die Zündkammer 13 sind eine Zündkerze 14  und ein Brennstoffspritzventil 15 eingesetzt,  welchem der Brennstoff, zweckmässigerweise  Benzin, von der Brennstoffpumpe 70 zu  geführt wird. Die Zündkammer 13 steht über  ein Ventil 17 mit dem Arbeitsraum des Zy  linders 2 über dem Kolben 1 in Verbindung.  Der Auslass aus dem Zylinder erfolgt über  ein Ventil 18.  



  Die Ventile 8 und 9 werden durch Nocken  20 bezw. 21 über Stossstangen 22 bezw. 23  betätigt. Die Stossstange 22 wirkt auf einen  Hebel 24, der auf eine Welle 25 aufgekeilt  ist, die ein Hebelpaar 26 trägt. Die Hebel 26  wirken auf die Ventilspindelnder Ventile B.  Die Stossstange 23 wirkt auf einen auf die  Welle 30 aufekeilten Hebel 29. Auf der    Welle 30 sitzt ein Hebelpaar 31, das auf  T-förmige Hebel 32 auf eine Welle 33 ein  wirkt. Jeder der T-förmigen Hebel greift mit  einem Arm in einen Bügel einer der Spindeln  der Ventile 9. Jedes Ventil 9 wird durch eine  Feder 34, die mit dem dritten Arm des  Hebels 32 verbunden ist, in die Schliesslage  gezogen.  



  Das Ventil 17 wird durch einen Nocken  40 über eine Stossstange 41 betätigt, die auf  einen auf der Welle 43 aufgekeilten Hebel  42 einwirkt. Die Welle 43 trägt ihrerseits  einen Hebel 44, der in einen Bügel der Ventil  spindel des Ventils 17 greift. Das Ventil 18  wird durch einen Nocken 50 über die Stoss  stangen 51 betätigt, die auf einen Hebel 52  einwirkt. Der Hebel 52 ist auf der Welle 43  drehbar     angeordnet    und trägt ein Zahn  seigiuent 53, das mit einem entsprechend ge  zahnten Segment 54 am Hebel 55 in Eingriff  steht. Dieser sitzt auf der Welle 56 und  wirkt auf die Spindel des Ventils 18.  



  Die Wirkungsweise der beschriebenen  Verbrennungskraftmaschine ist folgende:  Die Luft wird beim Aufwärtsgang des  Kolbens 1 über die Ventile 8 in die untere  Zylinderseite angesogen und     während    dem       Arbeitshube    des     Kolbens,    über die Ventile 9  in die     gekühlten    Leitungen 10 und die  Kammer 11     gedrückt.    Von :der     Kammer    11       gelangt    die Luft über     das.    Ventil 12 in die  Zündkammer 13.

   Die     Förderung    der Luft in  die Zündkammer 1.3 ist mit der     Beendigung     des     Abwärtchubes        des        Kolbens    1     beendigt     und die Luft in der     Zündkammer    13 bleibt  während eines     grossen    Teils des     Aufwärts-          hubes    des     Kolbens    1 in der     Kammer    13 auf  gespeichert.

   Der Brennstoff     kann,    gegen das  Ende der Kompression oder     unmittelbar    nach  erfolgter Kompression in die     Zündkammer          eingespritzt    werden, so dass für die     Mischung     in der Luft genügend Zeit bleibt, insbeson  dere     weil    die Luft     verhältnismässig    heiss ist.  



  Die Zündung .der     Ladung    in der Kammer  13 erfolgt durch Zündkerze 14, bevor der  Kolben 1 das Ende     seines        Aufwärtshubes    er  reicht hat, so dass sich in :der Kammer     13!    ein       beträehtl.icher        Druck        ausbildet,    :der am Ende      des Aufwärtshubes,     wenn        das    Volumen im  Arbeitszylinder ein Minimum ist, sobald das  Ventil 17 öffnet, auf letzteren einwirkt.  



  Aus dem Indikator-Diagramm in Fig. 8,  in welchem die Drucke in at über dem  Kolbenweg aufgetragen sind, ist gensichtlich,       das    die     Luft    auf der Unterseite des Kolbens  entsprechend der Linie A-B angesaugt und  entsprechend der Linie B-C komprimiert  wird. Im Punkte C öffnen die Ventile 9 und  der Druckanstieg erfolgt im     Kompresssions-          raum    des Zylinders, in den Kanälen 10, der  Kammer 11 und der Zündkammem 13 gemein  sam entsprechend der Linie C-D.

   Am     An-          fang        des     nachdem Schliessen  der Ventile 9 fällt der Druck im Kom  pressionsraum entsprechend der Linie D-A,  während beim Aufwärtshub des Kolbens der  Druck in der Zündkammer 13, infolge der  Wärmeverluste durch die Kühlung ent  sprechend der Linie D-E leicht abfällt. Die  Zwndung erfolgt im Punkts E wenig vordem  Ende des Aufwärtshubes des Kolbens. Der  Druck steigt rasch entsprechend der Linie  E-F. Das Ventil 17 öffnet sieh ungefähr  im     Punkte    F, worauf eine     Ausdehnung    ent  sprechend der Linie F, G, H stattfindet. Im  Punkte H ist Ventil 17 immer noch offen.

    Da der Druck in der Kammer 13 nun unter  denn Druck in den Räumen 10, 11 sinkt,  öffnet das Ventil 12 und die Ausdehnung im  Arbeitszylinder, in der Zündkammer 13 und  in den Räumen, 10, 11 geht weiter     entspre-          c    henc der Linie H-I, wobei die frische Luft  aus den Räumen 10 und 11 in die     Zünd-          kammer    13 strömt und dort die     Verbren-          nungbsprodukte    ausfegt. Im Punkte 1 schliesst  das Ventil 17, worauf die Ausdehnung im  Arbeitszylinder allein entsprechend der Linie  1-J erfolgt.

   Dias Auslassventil 18 öffnet       ungefähr    im     Punkte    J und     während    sich der  Kolben aufwärts bewegt erfolgt der Auspuff  entsprechend der Linie J-K. Im Punkte K  sohliesst sich das Auslassventil 18.  



  Der Druck in den Kanälen 10 und in der  Kammer 11 fällt -nach der Kompression ent  sprechend den Linnen D-L und r-H,  worauf das Ventil 12 öffnet und der Druck    mit dem Druck im Zylinder entsprechend der  Linie H-I fällt. Nach den Schluss des Ven  tils 17 bleibt der Druck in den Räumen 10,  11 und 13 ungefähr konstant entsprechend  der Linie I-C. Wenn im Punkte C der  Druck im Kompressionsraum des Zylinders  den Druck in den Räumen 10 und 11 erreicht,  öffnen die Ventile 9 beim Punkte C, worauf  der Druck, wie beschrieben, entsprechend der  Linie C-D infolge der Kompression während  dies zweiten Teile der Abwärtsbewegung des  des  Kolbens ansteigt.  



  Die gezeichnete Maschine arbeitet also im  Zweitakt und hat den Vorteil, dass die Ver  brennungsprodukte, bei der Aufwärtsbewe  gung des Kolbens aus dem Arbeitsraum  praktisch vollständig ausgestossen werden.  Die Maschine arbeitet vorteilhaft mit einem  Kompressionsverhältnis von etwa 14 : 1.  



  Die Querschnittflächen der Kanäle 10  und der Kammer 11 sind genügend gross, um  übermässige Reibungsverluste beim Über  strömen zu vermeiden. Das gesamte Volumen  der Kanäle 10 und der Kammer 11 ist un  gefähr gleich dem vierfachen Volumen der  Züudkammer 13.  



  Natürlich könnten die Ventile 8 und 9  auch als Rückschlagventile ausgebildet sein.  Bei dem in den Fig. 10 biss 12 dargestell  ten Explosionsmotor gleitet ein Differential  kolben 110 einem Zylinder 111, der von  einem Wassermantel 112 umgeben ist. Der  Kolben 110 arbeitet auf eine Kurbelwelle,  die sich im Sinne des Pfeils in Fig. 10 dreht.  Im Zylinderkopf sind unter Wirkung von  Federn 1i1, 124 stehende Aus- bezw. Einlass  ventile 104 bezw. 105 vorgesehen. Der Diffe  rentialkolben 110 kompromiert auf der un  tern Seite im Kompressionsraum 114 Luft.  Der Kompressionsraum 114 stellt über ein  Eiulassventil 101 und eine Leitung 115 mit  der Atmosphäre in Verbindung.

   Das Ventil       1011    steht     unter    dem     Ednflüss'einer    Feder 116  und     arbeitet        automatisch;    es,     könnte        jedoch     auch     gesteuert        werden.        Der    Kompressions  raum 114     ist    mit     einem        Auslassventil        1,0e2          versehen,

          das    unter .der     Wirkung        einer    Feder       1.'17        steht.    Von der Stärke dieser     Feder    117      hängt der Druck, auf welchen die Ladung  im Kompressionsraum 114 komprimiert wird,  ab. Hinter dem Ventil 102, wird die Luft  durch eine den Wassermantel 112 durch  setzende flache     Leitung    118 zur Zündkammer  119 geführt. Die Leitung 18 könnte auch mit  einem besonderen vom Kühlmantel 112 un  abhängigen     Kühlmantel    versehen     sein,    oder  sie könnte auch luftgekühlt sein.

   Der Einlass  von der Leitung 118 in die Zündkammer 119  wird durch ein automatisches Ventil 103 be  herrscht, das mit einer schwachen Feder 120  belastet ist. Eine Zündkerze 127 ist in die  Zündkammer 119 eingesetzt. Das die Verbin  dung zwischen dem Arbeitsraum 113 und der  Zündkammer 119 herstellende Ventil 104  wird durch die Feder 121 geschlossen und  durch einen Nocken 122 und einen Hebel 12i3  (Fig. 11) geöffnet. Das Auslassventil 105  wird durch die Feder 124 geschlossen und  durch einen Nocken 122 und einen Hebel 123  (Fig. 11) geöffnet.  



  Der Brennstoff wird der Luft entweder  in der Zündkammer oder beim Eintritt in  dieselbe zugeführt. Zu diesem Zwecke kann  eine Einspritzdüse entweder in die     Zünd-          kammer    oder in das obere Ende der Leitung  118 eingesetzt sein.  



  Die Zündkammer 119 wird während der  Abwärtsbewegung des Kolbens 110 mit Luft  gefüllt. Während der Aufwärtsbewegung des  Kolbens 1L0 wird die Ladung in der     Zünd-          kammer    119 aufgespeichert. Die Zündung er  folgt mittels der Zündkerze 127 zweck  mässig, wenn der Kolben sich dem Ende seines  Aufwärtshubes nähert. Das Ventil 104 wird  geöffnet, bevor die Verbrennung beendigt ist,  so dass die Verbrennung sich in den Zylinder  113 fortsetzt.  



  Nach dem Indikator-Diagramm gemäss  Fig. 12 wird die Luft in den Raum 114 ent  sprechend der Linie 130, 131 eingesaugt und  dort entsprechend der Linie 1'31, 132 kompri  miert. Im Punkte 132 öffnet sich das Ventil  102 und der Druck im Raum 114, der Lei  tung 118 und Kammer 119 folgt der Linie  13.2, 133. Am Anfang des Aufwärtshubes  fällt der Druck im Raum 114 entsprechend    der Linie 133, 130 während beim     Aufwärts-          hube    des Kolbens der Druck in der Kammer  119 entsprechend der Linie 133, 134 leicht  fällt. Die Zündung erfolgt im Punkte 134  kurz vor dem Ende des     Aufwärtshubes        des     Kolbens.

   Der Druck steigt rasch entspre  chend der Linie 134, 135 und das Ventil 104  öffnet angenähert im Punkte 135, worauf  die Expansion     entsprechend    der Linie     135,     136, 1k37 erfolgt. Im Punkte 137 ist Ventil  104 immer noch, offen und der Druck in der  Kammer 119 wird nun geringer als der  Druck in der Leitung 118, so dass sich das  Ventil 103 öffnet und die Expansion sich im  Arbeitsraum 113, in der Zündkammer 119  und der Leitung 118 entsprechend der Linie  137, 138 weiter fortsetzt. Die aus der Leitung  118 ausströmende Luft spült die in der  Zündkammer verbleibenden Verbrennungs  produkte heraus. Im Punkte 138 schliesst sich  das Ventil 10d, worauf im Arbeitsraum 113  allein die Expansion sich entsprechend der  Linie 138, 139 weiter fortsetzt.

   Das Auslass  ventil 105 öffnet annähernd im Punkte 139  und wenn sich der Kolben aufwärts bewegt.  erfolgt der Auspuff entsprechend der Linie  139, 140 in welch letzterem Punkte das Ventil  105 geschlossen wird und die Kompression  im     Arbeitszylinder    entsprechend der Linien  140, 135 erfolgt.  



  In der Leitung 118 fällt der Druck all  mählich nach dem Ende der     Kompressions-          periodeder    Kühlung wegen entsprechend der  Linie 133, 134 während dem Aufwärtshube  des Kolbens 110 und während das ersten  Teils der Abwärtsbewegung des Kolbens 110,  entsprechend der Linie 141, 137, worauf der       Druck    mit der     Exparn@sion    im Zylinder 110  entsprechend der Linie 137, 138 fällt,     bis    das  Ventil 1,04     schliesst.        Der        Druck    in der Lei  tung- 118 bleibt dann entsprechend der Linie  13,8, 132     ungefähr        konstant,

          bis    das Ventil  1.021 öffnet,     worauf    der Druck     entsprechend     der Linie 132,     1.3,3        entsprechend    .der     Küm-          pression    während des     letzten    Teils der     Ab-          wärtsbewegung        .des        Kolbens    110     ansteigt.     



       Bei    einer     mehrzylindrigen    Maschine kann  die Luftladung für einen Zylinder durch den      Kolbeneines andern Zylinders verdichtet  werden und es kann eine gemeinsame Lei  tung zwischen zwei benachbarten Zylindern  über gesteuerte Ventile zu den Zündkammern  der beiden Zylinder führen. Die Maschine  gemäss der Erfindung kann mit Gas oder mit  Leichtöl, z. B. Benzin, oder mit Paraffin  oder mit Schweröl laufen. Die zur     Zünd-          kammer    führende Leitung wird zweckmässig  gekühlt, damit ohne Vorzündungen ein ver  hältnismässig hoher Kompressionsdruck er  reicht werden kann.  



  Bei der Maschine gemäss Fig. 1 bis 9, wo  die     Kompression    der     Luftladung    auf der  Kolbenunterseite bewirkt wird, wird erreicht,  dass, obwohl die Maschine als Zweitakt  maschine arbeitet, doch wie bei einer Viertakt  maschine die Verbrennungsprodukte vom  Kolben aus dem Arbeitszylinder heraus  geschoben werden.  



  Bei den beschriebenen Maschinen wird  die Ladung zum Beispiel während eines  halben Kolbenhubes in der Zündkammer auf  gespeichert, was eine gute Mischung zwi  schen Brennstoff und Luft ergibt.  



  Ein weiterer Vorteil der beschriebenen  Maschiuen besteht darin, dass wenn das Ven  til zwischen der Zündkammer und dem Ar  beitszylinder geschlossen gehalten wird, die  Zündung in der Zündkammer viel früher er  folgen kann, als dies sonst möglich wäre. Es  bildet sich in der Zündkammer ein hoher Ver  brennungsdruck, der am Ende des Aufwärts  hubes sofort in den Arbeitszylinder über  führt werden kaum.



  Internal combustion engine with spark ignition. The subject of the present invention is an internal combustion engine with external ignition and an ignition chamber of constant volume, which is immovable with respect to the working cylinder, connected to it via a valve and connected to an air supply, which is both at the inlet and in front of the ignition chamber is provided with valves.

   He inventive training is that the air in both the air supply line and in the ignition chamber is compressed to the Eompressionsenddruck and the fuel is added to the air at the earliest when the air enters the ignition chamber, that the valves at the inlet and outlet the air supply line must be closed at the end of the compression before ignition, so that compressed air is stored in the air supply line so that the valve between the ignition chamber and the working cylinder is opened approximately at the beginning of the expansion stroke, and later when the pressure in the ignition chamber increases the pressure in the air supply line has fallen, the valve between the ignition chamber and the air supply line is opened,

   so that the ignition chamber is flushed by the compressed air flowing in from the air supply line, and that the valve between the ignition chamber and the working cylinder is then closed in order to interrupt the flushing.



  As embodiments of the invention, two explosion motors are shown in the drawings. 1 shows, on a smaller scale than the other figures, partly a side view, partly a section of the first motor along the line 1-1 in FIG. 2; Fig. 2 is a horizontal section taken on line 2-2 of Fig. 5; Fig. 3 is a vertical section taken on line 1-1 of Fig. 2; Fig. 4 is a plan view; Fig. 5 is a.

   Part of a vertical section along the line 5-5 of FIG. 2; Figure 6 is part of a vertical section showing the means for operating the valves; Figures 7 and 8 show details in elevation; Fig. 9 shows an indicator diagram of the machine; Fig. 10 is a cross section through the second motor; Figure 11 shows details in elevation and Figure 12 shows an indicator diagram of this engine.



  1 to 9, a piston 1 is connected to the crankshaft 7 via the piston rod 3, the crosshead 4 sliding in guides 5 and the connecting rod 6 in a water-cooled cylinder 2. Two inlet valves 8 and two outlet valves 9 are arranged in the cylinder base. The inlet valves are connected to the atmosphere via a suction line not shown in the drawing. Lines 10 are connected to the outlet valves 9 and open into a chamber 11. This chamber 11 is connected to an ignition chamber 13 via a check valve 12 loaded by a weak spring.

   The lines 10, the chamber 11 and the valve 12 are arranged completely in the water jacket of the cylinder 2 in such a way that they are cooled. A spark plug 14 and a fuel injection valve 15 to which the fuel, expediently gasoline, is fed from the fuel pump 70 are inserted into the ignition chamber 13. The ignition chamber 13 is connected via a valve 17 to the working chamber of the cylinder 2 above the piston 1. The cylinder is exhausted via a valve 18.



  The valves 8 and 9 are BEZW by cams 20. 21 over bumpers 22 respectively. 23 actuated. The push rod 22 acts on a lever 24 which is keyed onto a shaft 25 which carries a pair of levers 26. The levers 26 act on the valve spindles of the valves B. The push rod 23 acts on a lever 29 wedged onto the shaft 30. A pair of levers 31 sits on the shaft 30 and acts on a shaft 33 on T-shaped levers 32. Each of the T-shaped levers engages with one arm in a bracket of one of the spindles of the valves 9. Each valve 9 is pulled into the closed position by a spring 34 which is connected to the third arm of the lever 32.



  The valve 17 is actuated by a cam 40 via a push rod 41 which acts on a lever 42 wedged onto the shaft 43. The shaft 43 in turn carries a lever 44 which engages in a bracket of the valve spindle of the valve 17. The valve 18 is actuated by a cam 50 on the push rods 51, which acts on a lever 52. The lever 52 is rotatably arranged on the shaft 43 and carries a tooth seigiuent 53 which engages with a correspondingly toothed segment 54 on the lever 55. This sits on the shaft 56 and acts on the spindle of the valve 18.



  The operation of the internal combustion engine described is as follows: When the piston 1 moves upwards, the air is sucked into the lower side of the cylinder via the valves 8 and pressed into the cooled lines 10 and the chamber 11 via the valves 9 during the working stroke of the piston. From: the chamber 11, the air reaches the ignition chamber 13 via the valve 12.

   The conveyance of the air into the ignition chamber 1.3 is terminated when the downward thrust of the piston 1 ends, and the air in the ignition chamber 13 remains stored in the chamber 13 during a large part of the upward stroke of the piston 1.

   The fuel can be injected into the ignition chamber towards the end of the compression or immediately after the compression has taken place, so that there is sufficient time for the mixture in the air, in particular because the air is relatively hot.



  The charge in the chamber 13 is ignited by the spark plug 14 before the piston 1 has reached the end of its upward stroke, so that in: the chamber 13! a considerable pressure forms: which at the end of the upward stroke, when the volume in the working cylinder is a minimum, as soon as the valve 17 opens, acts on the latter.



  From the indicator diagram in Fig. 8, in which the pressures are plotted in at over the piston travel, it is evident that the air on the underside of the piston is sucked in according to line A-B and compressed according to line B-C. At point C, the valves 9 open and the pressure increase takes place in the compression chamber of the cylinder, in the channels 10, the chamber 11 and the ignition chambers 13 together according to the line C-D.

   At the beginning of after closing the valves 9, the pressure in the compression chamber falls according to the line D-A, while on the upward stroke of the piston the pressure in the ignition chamber 13 falls slightly due to the heat losses due to the cooling according to the line D-E. The compression occurs at point E a little before the end of the piston upstroke. The pressure increases rapidly according to the line E-F. The valve 17 opens approximately at point F, whereupon an expansion corresponding to the line F, G, H takes place. At point H, valve 17 is still open.

    Since the pressure in the chamber 13 now falls below the pressure in the spaces 10, 11, the valve 12 opens and the expansion in the working cylinder, in the ignition chamber 13 and in the spaces 10, 11 continues according to line HI , the fresh air flowing out of the spaces 10 and 11 into the ignition chamber 13 and sweeping out the combustion products there. At point 1 the valve 17 closes, whereupon the expansion in the working cylinder takes place solely according to the line 1-J.

   The exhaust valve 18 opens at approximately point J, and as the piston moves upward, exhaust occurs along line J-K. The outlet valve 18 closes at point K so.



  The pressure in the channels 10 and in the chamber 11 falls -after the compression accordingly the linings D-L and r-H, whereupon the valve 12 opens and the pressure falls with the pressure in the cylinder according to the line H-I. After the end of the valve 17, the pressure in the spaces 10, 11 and 13 remains approximately constant according to the line I-C. When at point C the pressure in the compression space of the cylinder reaches the pressure in spaces 10 and 11, the valves 9 open at point C, whereupon the pressure, as described, according to the line CD as a result of the compression during this second part of the descent of the des Piston rises.



  The machine shown works in a two-stroke cycle and has the advantage that the combustion products are practically completely expelled from the working area when the piston moves upwards. The machine operates advantageously with a compression ratio of about 14: 1.



  The cross-sectional areas of the channels 10 and the chamber 11 are sufficiently large to avoid excessive frictional losses when flowing over. The total volume of the channels 10 and the chamber 11 is roughly equal to four times the volume of the feed chamber 13.



  Of course, the valves 8 and 9 could also be designed as check valves. In the in Fig. 10 biss 12 dargestell th explosion engine, a differential piston 110 slides a cylinder 111 which is surrounded by a water jacket 112. The piston 110 works on a crankshaft which rotates in the direction of the arrow in FIG. 10. In the cylinder head, under the action of springs 1i1, 124 standing out or. Inlet valves 104 respectively. 105 provided. The differential piston 110 compresses air on the un tern side in the compression chamber 114. The compression space 114 communicates with the atmosphere via an inlet valve 101 and a line 115.

   The valve 1011 is under the flow of a spring 116 and works automatically; it could, however, also be controlled. The compression chamber 114 is provided with an outlet valve 1,0e2,

          which is under the action of a spring 1.'17. The pressure to which the charge in the compression space 114 is compressed depends on the strength of this spring 117. Behind the valve 102, the air is led through a flat conduit 118 through the water jacket 112 to the ignition chamber 119. The line 18 could also be provided with a special cooling jacket independent of the cooling jacket 112, or it could also be air-cooled.

   The inlet from the line 118 into the ignition chamber 119 is provided by an automatic valve 103 which is loaded with a weak spring 120. A spark plug 127 is inserted into the ignition chamber 119. The connection between the working chamber 113 and the ignition chamber 119 producing valve 104 is closed by the spring 121 and opened by a cam 122 and a lever 12i3 (FIG. 11). The outlet valve 105 is closed by the spring 124 and opened by a cam 122 and a lever 123 (FIG. 11).



  The fuel is supplied to the air either in the ignition chamber or as it enters the same. For this purpose, an injection nozzle can be inserted either into the ignition chamber or into the upper end of the line 118.



  The ignition chamber 119 is filled with air during the downward movement of the piston 110. During the upward movement of the piston 1L0, the charge is stored in the ignition chamber 119. The ignition he follows suitably by means of the spark plug 127 when the piston approaches the end of its upward stroke. The valve 104 is opened before the combustion is finished so that the combustion continues into the cylinder 113.



  According to the indicator diagram according to FIG. 12, the air is sucked into the space 114 according to the line 130, 131 and compressed there according to the line 1'31, 132. At point 132, valve 102 opens and the pressure in space 114, line 118 and chamber 119 follows line 13.2, 133. At the beginning of the upward stroke, the pressure in space 114 falls according to line 133, 130 during the upward stroke of the piston, the pressure in the chamber 119 according to the line 133, 134 falls slightly. The ignition takes place at point 134 just before the end of the upward stroke of the piston.

   The pressure rises rapidly according to the line 134, 135 and the valve 104 opens approximately at point 135, whereupon the expansion takes place according to the line 135, 136, 1k37. At point 137, valve 104 is still open and the pressure in chamber 119 is now lower than the pressure in line 118, so that valve 103 opens and expansion takes place in working space 113, ignition chamber 119 and the line 118 according to the line 137, 138 continues. The air flowing out of the line 118 flushes out the combustion products remaining in the ignition chamber. At point 138 the valve 10d closes, whereupon the expansion alone continues in the working space 113 according to the line 138, 139.

   The outlet valve 105 opens approximately at point 139 and when the piston moves upwards. the exhaust takes place according to the line 139, 140 in which latter point the valve 105 is closed and the compression in the working cylinder takes place according to the lines 140, 135.



  In line 118 the pressure falls gradually after the end of the compression period of cooling due to line 133, 134 during the upward stroke of piston 110 and during the first part of the downward movement of piston 110, corresponding to line 141, 137, followed by the Pressure falls with the expansion in cylinder 110 according to line 137, 138 until valve 1.04 closes. The pressure in the line 118 then remains approximately constant according to the line 13, 8, 132,

          until the valve 1.021 opens, whereupon the pressure increases in accordance with the line 132, 1.3,3 corresponding to the compression during the last part of the downward movement of the piston 110.



       In a multi-cylinder engine, the air charge for one cylinder can be compressed by the piston of another cylinder, and a common line between two adjacent cylinders can lead via controlled valves to the ignition chambers of the two cylinders. The machine according to the invention can be operated with gas or with light oil, e.g. B. petrol, or with paraffin or with heavy oil. The line leading to the ignition chamber is expediently cooled so that a relatively high compression pressure can be achieved without pre-ignition.



  In the machine according to FIGS. 1 to 9, where the compression of the air charge is effected on the underside of the piston, it is achieved that, although the machine works as a two-stroke machine, the combustion products are pushed out of the working cylinder by the piston as in a four-stroke machine .



  In the machines described, the charge is stored in the ignition chamber, for example, during half a piston stroke, which results in a good mixture between fuel and air.



  Another advantage of the machines described is that if the valve between the ignition chamber and the working cylinder is kept closed, the ignition in the ignition chamber can follow much earlier than would otherwise be possible. A high combustion pressure builds up in the ignition chamber, which is hardly ever transferred to the working cylinder at the end of the upward stroke.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verbrennungskraftmaschine mit Fremd zündung und mit einer Zündkammer von konstantem Volumen, die gegenüber dem Ar beitszylinder unbeweglich anlgeordnet, mit ihm über ein Ventil verbunden und an eine Luftzuleitung angeschlossen ist, welche so wohl am Einstritt als auch vor der Zünd- kammer mit Ventilen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, d2,3 ,die Luft sowohl in der Luftzuleitung als auch in der Zündkammer auf den Kompressionsenddruck verdiohtet und der Brennstoff der Luft frühestens beim Eintritt der Ludt in die Zündkammer zu gefügt wird, PATENT CLAIM: Internal combustion engine with external ignition and an ignition chamber of constant volume, which is immovably arranged with respect to the working cylinder, connected to it via a valve and connected to an air supply line, which is provided with valves both at the inlet and in front of the ignition chamber is characterized by d2,3, the air in the air supply line as well as in the ignition chamber is diluted to the final compression pressure and the fuel is added to the air at the earliest when the Ludt enters the ignition chamber, dass die Ventile am Ein- und Austritt der Luftzuleitung am Ende der Kompression vor der Zündung geschlossen werden, so dass in der Luftzuleitung kompri mierte Luft aufgespeichert wird, dass un gefähr am Anfang des Expansionshubes das Ventil zwischen der Zündkammer und dem Arbeitszylinder geöffnet, und später wenn der Druck in der Zündkammer auf den Druck in der Luftzuleitung gesunken ist, das Ventil zwischen der Zündkammer und der Luftzuleitung geöffnet wird, so dass die Zündkammer durch die aus der Luftzuleitung einströmende komprimierte Luft gespült wird, und dass dann das Ventil zwischen der Zündkammer und dem Arbeitszylinder ge schlossen wird, that the valves at the inlet and outlet of the air supply line are closed at the end of the compression before the ignition, so that compressed air is stored in the air supply line, that about at the beginning of the expansion stroke the valve between the ignition chamber and the working cylinder is opened, and later when the pressure in the ignition chamber has dropped to the pressure in the air supply line, the valve between the ignition chamber and the air supply line is opened so that the ignition chamber is flushed by the compressed air flowing in from the air supply line, and that then the valve between the ignition chamber and the working cylinder is closed, um duz Spülen zu unter- brechen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verbrennungskraftmaschine nach Patent anspruch, die im Zweitakt arbeitet, da durch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, um die Luftzuleitung zu kühlen, und Mittel, um die Zündkammer und die Luftzuleitung während des zweiten Teils des Expiansionshubes auf -den vollen Kompressionsdruck aufzuladen, wobei das Brennstoff-Luftgemisoh vor Be ginn des Expansionshubes entzündet wird und vorher wenigstens während eines Teils des dem Expansionshub folgenden Hubes in der Zündkammer aufgespeichert ist, um ein gut brennbares Gemisch zu erzeugen. 2. to interrupt two rinses. SUBClaims: 1. Internal combustion engine according to patent claim, which works in two-stroke, as characterized in that means are provided to cool the air supply, and means to the ignition chamber and the air supply during the second part of the expansion stroke to full compression pressure charge, wherein the fuel-air mixture is ignited before the start of the expansion stroke and is previously stored in the ignition chamber at least during part of the stroke following the expansion stroke in order to produce a highly combustible mixture. 2. Verbrennungskraftmaschine nach Patent- anspruch und Unteranspruch 1, die ein- fachwirkend ist, dadurch dass die Luft auf der Rückseite des Ar- beitskolbens verdichtet wird. Internal combustion engine according to patent claim and dependent claim 1, which is single-acting, in that the air is compressed on the rear side of the working piston. 3. Verbrennungskraftmaschine nach Patent- anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am Austrittsende der Luftzuleitung ein selbst tätiges, federbelastetes Rückschlagventil angeordnet ist. 3. Internal combustion engine according to patent claim, characterized in that an automatic, spring-loaded check valve is arranged at the outlet end of the air supply line.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE956105C (en) * 1953-06-12 1957-01-10 Adolf Haag High-compression two-stroke internal combustion engine
US6216444B1 (en) 1998-05-14 2001-04-17 Edmund Ferdinand Nagel Combustion engine
EP1092851A2 (en) 1999-10-13 2001-04-18 Winkler, Ulrike Internal combustion engine and method of operating
EP1195503A2 (en) 2000-10-04 2002-04-10 Heinzle, Friedrich Combustion engine

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