CZ43197A3

CZ43197A3 - Two-stroke multi-cylinder internal combustion engine with spark ignition system

Info

Publication number: CZ43197A3
Application number: CZ97431A
Authority: CZ
Inventors: Stanislaw Jarnuszkiewicz; Sobieslaw Zasada
Original assignee: Stanislaw Jarnuszkiewicz; Sobieslaw Zasada
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1997-09-17
Also published as: EP0776423A1; PL174629B1; WO1996005426A1; HUT76953A; ATE173055T1; EP0776423B1; PL304731A1; DE69505831D1

Abstract

In a two-stroke engine with ports controlled by the piston and with the air charge or a lean fuel-air mixture precompressed in the crankcase (11), the cylinder space is fed with a jet of rich fuel-exhaust gas mixture from the feed chamber (13) by means of a feed canal (14). The feed chamber (13) is formed by the inner space of the rotary distributor (A) closed by a rotary control element (16) driven by a non-slip transmission (17) from the engine crankshaft (10). The feed canal (14) ends at the cylinder wall with an opening situated between the upper edge of the exhaust port (4) and the position of the edge of the head of the piston (5) at the moment of ignition. The control element (16) has two openings, an inlet one (18) and an outlet one (19), spaced at the angle ( alpha ) and coupled in such a position that, while rotating, the inlet opening (18) meets the opening of the feed canal (14) during the engine power stroke, and the outlet opening (19) - during the compression stroke.

Description

Vynález se týká dvoudobého víceválcového motoru s vnitřním spalováním cu s jiskrovým zapalováním, ve kterém se energie výfukových plynů vzniklýctAprací motoru využívá ke přípravě pracovní náplně.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a two-stroke, multi-cylinder, internal combustion engine with spark ignition, in which the exhaust energy generated by engine operation is used to prepare the work load.

Oblast technikyTechnical field

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Hlavním důvodem omezeného použití dvoudobých motorů, zvláště ve vozidlech, je vysoký obsah škodlivin ve výfukových plynech, které takové motory produkují. Jeden z konstrukčních trendů, které si kladou za úkol zlepšit činnost dvoudobého motoru, se zaměřuje na zamezení výstupním ztrátám paliva, které se do prostoru válce přivádí .až po uzavření výfukového otvoru, a na řízené spalování pomocí prostorového kvalitativního odlišení bohatosti palivové směsi, které mimo jiné zahrnuje vytvoření obohacené směsi v oblasti zapalovací svíčky. Je znám způsob vytvoření takové laminární struktury směsi, ve kterém se do vzduchu nebo chudé palivové směsi stlačené pístem v prostoru válce přivádí z oddělené přívodní komory plynná palivem obohacená směs. Palivem obohacenou směs tvoří odpařené kapalné palivo smíšené se vzduchem nebo výfukovými plyny; směs je palivem obohacena až za mez zápalnosti. Proud palivem obohacené směsi se do válce přivádí v průběhu kompresního zdvihu přívodním kanálem, který vede ze přívodní komory, ve které se palivem obohacená směs stlačuje na tlak vyšší, než je tlak v prostoru válce v okamžiku dodávky palivem obohacené směsi. Přívodní kanál ústí proti zapalovací svíčce. Při vzájemném smísení obou směsí dojde v prostoru válce motoru k žádoucímu rozvrstvení směsi s.různými vlastnostmi hoření. Je známo mnoho konstrukcí motorů, ve kterých se palivem obohacená směs připravuje výše popsaným způsobem. U motoru popsaného v německém patentu č. DE 2 241 643 zastává úlohu přívodní komory pístový kompresor, který je poháněn převodem od klikového hřídele. Prostor válce kompresoru je propojen sacím kanálem se zařízením, která·· votřikttjo-polivo deROTT, RŮŽIČKA^ GUTTMANNThe main reason for the limited use of two-stroke engines, especially in vehicles, is the high content of pollutants in the exhaust gases produced by such engines. One of the design trends that aims to improve the performance of the two-stroke engine is to prevent the output loss of fuel being introduced into the cylinder space only after the exhaust port is closed, and to controlled combustion by spatially qualitatively distinguishing the richness of the fuel mixture. the other involves forming an enriched mixture in the region of the spark plug. It is known to provide such a laminar structure of a mixture in which a gaseous fuel-enriched mixture is supplied from a separate supply chamber to the air or lean fuel mixture compressed by the piston. The fuel-enriched mixture comprises vaporized liquid fuel mixed with air or exhaust gases; the fuel is enriched beyond the flammability limit. The fuel-enriched mixture stream is fed to the cylinder during the compression stroke through a feed channel extending from a supply chamber in which the fuel-enriched mixture is compressed to a pressure greater than the pressure in the cylinder space at the time of the fuel-enriched mixture supply. The inlet channel opens against the spark plug. When the two mixtures are mixed together, the mixture with different combustion properties is desired in the cylinder space of the engine. Many engine designs are known in which a fuel-enriched mixture is prepared as described above. In the engine described in German Patent No. DE 2 241 643, the piston compressor, which is driven by a crankshaft transmission, acts as a supply chamber. The compressor cylinder space is interconnected by a suction channel with a device which is injected into the deROTT, ROSE ^ GUTTMANN

Patentová, znárnkÉwá a právní kancelářPatent, brand and law firm

Nad Štolod/Kh 170 00 Praha 7Nad Stolod / Kh 170 00 Prague 7

Č/ská republika nasávaného vzduchu, a přívodním kanálem, ve kterém se nachází zpětný ventil, s prostorem válce motoru. Vstupní otvor do přívodního kanálu ve stěně válce kompresoru se odkryje v okamžiku, kdy má být palivem obohacená směs přivedena do prostoru válce motoru, kdy potkává otvor ve výstupku pístu.Czech Republic of intake air, and the supply duct containing the non-return valve, with the engine cylinder space. The inlet port to the inlet duct in the wall of the compressor cylinder is uncovered when the fuel-enriched mixture is to be fed to the engine cylinder space when it meets the hole in the piston protrusion.

U jiného motoru popsaného ve WO 91/02144 se palivo do prostoru válce dodává v proudu stlačeného vzduchu proudícího ze přívodní komory. Dokument uvádí dvě řešení. V prvním řešení je přívodní komora propojena přívodním kanálem s prostorem válce a kanálem výfukových plynů s klikovou skříní. Ve ío druhém ústí oba zmíněné kanály ve stěně válce. U těchto motorů je přívodní komora akumulátorem stlačeného vzduchu. Ten se do komory přivádí buď v prvém případě kanálem výfukových plynů z klikové skříně při expanzním zdvihu, nebo v případě druhém z prostoru válce při kompresním zdvihu. Palivo se vstřikuje do přívodního kanálu otevřením trysky vstřikovacího zařízení.In another engine described in WO 91/02144, fuel is supplied to the cylinder space in a compressed air stream flowing from the supply chamber. The document lists two solutions. In a first solution, the supply chamber is interconnected by a supply duct with the cylinder space and an exhaust duct with the crankcase. In the second orifice, the two channels in the wall of the cylinder. In these engines, the supply chamber is an accumulator of compressed air. This is introduced into the chamber either in the first case through the exhaust gas channel from the crankcase during the expansion stroke, or in the case of the second from the cylinder space during the compression stroke. Fuel is injected into the inlet duct by opening the nozzle of the injection device.

Ve druhém případě ústí přívodní kanál ve stěně válce přímo nad horní hranou výfukového otvoru a kanál výfukových plynů těsně pod úrovní horního čela pístu v okamžiku zážehu.In the latter case, the inlet duct in the cylinder wall opens directly above the upper edge of the exhaust port and the exhaust duct just below the upper face of the piston at the time of ignition.

Přívodní komoru tvoří vnitřní prostor rotujícího prvku. Válcový řídicí prvek je poháněn přes pevný převod od klikového hřídele, Ve stěně řídicího prvku se nachází otvor, který se při kompresním zdvihu v okamžicích těsně předtím, než je ústí příslušného kanálu zakryto horní hranou pístu, střídavě kryje s kanálem výfukových plynů a s přívodním kanálem.The inlet chamber is formed by the inner space of the rotating element. The cylindrical control element is driven via a fixed transmission from the crankshaft. In the wall of the control element there is an aperture which alternately coincides with the exhaust gas channel and the inlet duct just before the mouth of the respective channel is covered by the upper edge of the piston.

Víceválcové jednotky jsou opatřeny společnou vzduchovou přívodní komorou a palivo se vstřikuje zvlášť do každého z přívodních kanálů.The multi-cylinder units are provided with a common air supply chamber and fuel is injected separately into each of the supply ducts.

Mezi konstrukce, které k přípravě palivové směsi využívají tlakové a tepelné energie výfukových plynů, patří motor představený v německém časopiseAmong the designs that use the exhaust gas pressure and thermal energy to prepare the fuel mixture is the engine presented in the German magazine

VDI Bericht, příloha č. 1066 s názvem Direkte Gemischeinblastung am 2-Takt——Ottomotorenrkterá'je'opisem'ústríípře^_driáskýl5á’nů^_G:K7Fráidla7R7KnoHa^~H:P7VDI Bericht, appendix no. 1066 entitled Direkte Gemischeinblastung am 2-Takt - Ottomotorenrkterá'je'opisem'ústríípře driáskýl5á'nů ^_ ^_ G ~ ^ K7Fráidla7R7KnoHa H P7

Hazeua přednesené na konferenci pořádané v Drážďanech ve dnech 3.-4. červnaHazeua delivered at the conference held in Dresden on 3-4 April. June

1993. V hlavě motoru je vytvořena přívodní komora, která je s prostorem válce propojena přívodním kanálem s elektromagneticky ovládaným uzavíracím ventilem. Vstřikovací tryska ústí do přívodní komory. Činnost trysky a uzavíracího ventilu řídí procesor podle programu postaveného na následujícím obecném principu: ventil se otevře na konci kompresního zdvihu a uzavře po zážehu; palivo se vstřikuje ph expanzním zdvihu. Při otevřeném uzavíracím ventilu závisí směr toku plynu na rozdílu tlaků mezi oběma propojenými prostory. V první fázi, po otevření ventilu, opouští bohatá směs palivo-výfukové plyny, která byla vytvořena ío během předchozího expanzního zdvihu, přívodní komoru, Vzrůst tlaku v prostoru válce způsobený pohybem pístu má za následek změnu směru proudění ještě před okamžikem zážehu. Počítačem ovládaný ventil se zavře po zážehu směsi, kdy dosáhne tlak ve přívodní komoře hodnoty dostatečné pro přípravu směsi v dalším cyklu, přesný okamžik závisí' na zatížení motoru. Během expanzního zdvihu, vyplachování a prvních okamžiků kompresního zdvihu řídí počítač vstřikování daného množství paliva do vysokotlakého plynu zadržovaného ve přívodní komoře. Palivo se v horkých výfukových plynech rychle odpaří a vznikne tak chemicky aktivní plynná směs palivo-výfukové plyny, které se použije v dalším cyklu činnosti motoru. U víceválcových motorů má.každý válec.vlastní přívodní komoru s uzavíracím ventilem a vstřikovací tryskou.1993. A supply chamber is formed in the engine head, which is connected to the cylinder space by a supply channel with an electromagnetically controlled shut-off valve. The injection nozzle opens into the supply chamber. The operation of the nozzle and shut-off valve is controlled by the processor according to a program based on the following general principle: the valve opens at the end of the compression stroke and closes after ignition; fuel is injected by ph expansion stroke. With the shut-off valve open, the direction of gas flow depends on the pressure difference between the two interconnected spaces. In the first stage, after opening the valve, the rich fuel-exhaust mixture formed during the previous expansion stroke leaves the inlet chamber. The pressure build-up in the cylinder space caused by the movement of the piston results in a change in the flow direction before the moment of ignition. The computer-controlled valve closes after ignition of the mixture, when the pressure in the supply chamber reaches a value sufficient to prepare the mixture in the next cycle, the exact moment depends on the engine load. During the expansion stroke, purging, and the first moments of the compression stroke, the computer controls the injection of a given amount of fuel into the high pressure gas retained in the inlet chamber. The fuel evaporates rapidly in the hot exhaust gas to form a chemically active fuel-exhaust gas mixture, which is used in the next engine operation cycle. In multi-cylinder engines, each cylinder has its own inlet chamber with shut-off valve and injection nozzle.

Motor popsaný v patentu DE 4 116 303 má přívodní komoru, která je propojená s pracovním prostorem válce přívodním kanálem a kanálem výfukových plynů, jejichž ústí se nachází nad horní hranou výfukového otvoru a pod úrovní horní hrany pístu v okamžiku zážehu. Přívodní komoru tvoří vnitřní prostor rotačního distributoru, válcový řídicí prvek je poháněn neprokazujícím převodem od klikového hřídele. Stěna řídicího prvku je opatřena dvěma otvory, vstupním a výstupním, které jsou umístěny vedle sebe v podéíné ose prvku. Otvory jsou úhlově posunuty a prvek je svázán se neprokluzujícím převodem tak, aby při otáčení prvku vstupní otvor navazoval na kanál výfukových plynů při expanzním zdvihu a výstupní otvor navazoval na přívodní kanál při kompresním zdvihu, a to vThe engine disclosed in DE 4,116,303 has a supply chamber which communicates with the cylinder working space through a supply duct and an exhaust duct, the mouth of which is located above the upper edge of the exhaust port and below the upper edge of the piston at the time of ignition. The inlet chamber is formed by the inner space of the rotary distributor, the cylindrical control element is driven by a non-proven transmission from the crankshaft. The wall of the control element is provided with two openings, an inlet and an outlet, which are arranged side by side in the longitudinal axis of the element. The apertures are angularly displaced and the element is coupled to a non-slip transmission so that when the element is rotated, the inlet aperture is connected to the exhaust duct during the expansion stroke and the outlet aperture is connected to the inlet duct during the compression stroke.

-okamžicích, kdy se píst nachází pod ústím příslušného kanálu ve stěně válce. V rovině kolmé k ose rotace řídícího prvku míří do vstupního otvoru zařízení pro vstřikování paliva, jehož tryska směřuje do středu přívodní komory.- at the moment the piston is located below the mouth of the respective channel in the cylinder wall. In a plane perpendicular to the axis of rotation of the control element, it points into the inlet opening of the fuel injection device, the nozzle of which is directed towards the center of the supply chamber.

Při expanzním zdvihu proudí do přívodní komory určitá část výfukových 5 pfynů. Otočením řídicího prvku se uzavře kanál výfukových plynů a vstupním otvorem se propojí prostor přívodní komory se zařízením vstřikování paliva. Z prostoru válce se odvádí výfukové plyny a současně se do něho přivádí vzduch z klikové skříně. Po uzavření kanálu výfukových plynů a vstupního otvoru se přívodní komora propojí přes přívodní kanál s prostorem válce.During the expansion stroke, a certain portion of the exhaust 5 flows into the inlet chamber. By turning the control element, the exhaust gas channel is closed and the inlet chamber communicates with the fuel injection device. Exhaust gases are removed from the cylinder space and air from the crankcase is simultaneously supplied to the cylinder. After closing the exhaust duct and the inlet port, the supply chamber is connected via the supply duct to the cylinder space.

Výše popsaný motor je jednoválcový. Víceválcové provedení je sestavou jednoválcových motorů se společným klikovým hřídelem, z nichž každý má svou vlastní přívodní komoru a zařízení vstřikování paliva.The engine described above is a single cylinder. The multi-cylinder design is a set of single-cylinder engines with a common crankshaft, each with its own inlet chamber and fuel injection device.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

V motoru podle vynálezu se palivová směs připravuje způsobem podobným výše popsanému dle DE 4 116 303, avšak v odlišném zařízení vyvinutém pro víceyáj.coyé jednotky...... ... ........ .. - ·In the engine according to the invention, the fuel mixture is prepared in a manner similar to that described above in DE 4 116 303, but in a different device developed for multi-unit units.

Prostor každého válce je. propojen se přívodní komorou, kterou tvoří vnitřní prostor rotačního distributoru, prostor je uzavřen rotačním řídicím prvkem poháněným neprokazujícím převodem od klikového hřídele. Řídicí prvek má dva otvory, vstupní a výstupní, které jsou vzájemně úhlově posunuty a svázány se neprokazujícím převodem v takových polohách, aby při otáčení prvku vstupní otvor navazoval na ústí přívodního kanálu v rotačním distributoru při expanzním zdvihu a výstupní otvor navazoval na přívodní kanál při kompresním zdvihu. Oba prostory se propojí v okamžiku, kdy se píst nachází pod ústím přívodního kanálu ve stěně válce. Ve přívodní komoře se nachází zařízení vstřikování paliva.The space of each cylinder is. interconnected with the supply chamber, which consists of the inner space of the rotary distributor, the space is closed by a rotary control driven by a non-proven transmission from the crankshaft. The control element has two inlet and outlet openings that are angularly displaced relative to each other and are coupled to a non-demonstrable transmission in such positions that, when the element is rotated, the inlet opens to the inlet port at the rotary distributor during expansion stroke and stroke. The two spaces are interconnected when the piston is below the mouth of the supply channel in the cylinder wall. In the inlet chamber there is a fuel injection device.

V prvním provedení podle vynálezu jsou prostory jednotlivých válcůIn a first embodiment of the invention, the spaces of the individual cylinders are

-propojeny s jedinou spoíečnou^prívodní komorotrpomocí^samdštatriýcFrpřívodnícIi kanálů, jejichž ústí jsou rozmístěna rovnoměrně po obvodu rotačního distributoru v polohách, které odpovídají počtu válců a pořadí zapalování. Takový motor se vyznačuje zvláště výhodnými podmínkami pro tok plynu, které omezují setrvačné jevy. Možnost současného odkrytí vstupního otvoru příslušného válci, ve kterém probíhá expanze, a výstupního otvoru příslušného válci, ve kterém probíhá komprese, vytváří podmínky pro zlepšení toku - přívodní komora pracuje jako akumulátor tlaku, ze kterého se odvádí vytvořená směs palivo-výfukové plyny a zároveň se plní výfukovými plyny. Takto pracující systém snižuje nároky na těsnost uzavření řídicího prostoru. Rovněž omezuje tlakové pulsace, což významné snižuje vliv rázových vln na tok plynu.They are connected to a single common supply chamber by means of a self-conduit channel whose orifices are evenly distributed around the periphery of the rotary distributor at positions corresponding to the number of cylinders and the ignition sequence. Such an engine is characterized by particularly advantageous gas flow conditions which reduce inertia phenomena. The possibility of simultaneously exposing the inlet of the respective cylinder under expansion and the outlet of the cylinder under compression creates conditions for improved flow - the inlet chamber works as a pressure accumulator, from which the fuel-exhaust mixture formed is discharged filling with exhaust gases. Such a system reduces the tightness of the control room closure. It also reduces pressure pulsations, which significantly reduces the impact of shock waves on the gas flow.

Konstrukce rotačního distributoru může být libovolná. Zvláště výhodné je, tvoří-li přívodní komoru vnitřní prostor řídicího prvku, který je navržen jako rotační komora nesená ložisky v tělese distributoru. Jeden konec komory je spojen prostřednictvím spojky a tlačné pružiny se neprokluzujícím převodem. Druhý konec komory, který obsahuje vstupní a výstupní otvor, je přitlačován ke krytu tělesa, ve kterém se nachází ústí přívodního kanálu umístěné tak, aby při určitém natočení navazovalo na výše zmíněné dva otvory. V krytu, v ose otáčení distributoru, je umístěno zařízení vstřikování paliva,, jehož tryska míří do o středového otvoru v čele řídicího prvku.The design of the rotary distributor can be any. It is particularly advantageous if the supply chamber forms the interior of the control element, which is designed as a rotary chamber carried by bearings in the distributor body. One end of the chamber is connected by a clutch and a compression spring to a non-slip gear. The other end of the chamber, which includes the inlet and outlet openings, is pressed against the housing cover, in which the mouth of the inlet duct is positioned so as to follow the two openings at some rotation. In the housing, in the axis of rotation of the distributor, there is a fuel injection device, the nozzle of which is directed into the central opening at the front of the control element.

Další provedení podle vynálezu si klade za cíl zajistit uspořádaný tok ve přívodní komoře, zvýšení homogenity směsi při vysokých frekvencích, které vyplývají z vysokých otáček motoru a/nebo vysokého počtu válců řízených jedním distributorem. U takového motoru jsou prostory všech válců propojeny s jednou společnou přívodní komorou dvěma kanály - přívodním kanálem a kanálem výfukových plynů. Řídicí prvek rotačního distributoru je vyroben jako hřídel, na jehož předním konci se obráběním vytvoří souosá komora, která se uzavře krytem tělesa distributoru, ve kterém se nachází zařízení vstřikování paliva. Oba kanály, přívodní i výfukových plynů, jsou připojeny samostatně ke dvěma různým řídicím částem rotačního distributoru; části jsou umístěny vedle sebe v podélné oseAnother embodiment of the invention aims to provide an ordered flow in the feed chamber, to increase the homogeneity of the mixture at high frequencies resulting from high engine speeds and / or a high number of cylinders controlled by one distributor. In such an engine, the spaces of all the cylinders are connected to one common inlet chamber by two channels - the inlet channel and the exhaust gas channel. The rotary distributor control element is manufactured as a shaft, at the front end of which a coaxial chamber is formed by machining, which is closed by the distributor housing cover in which the fuel injection device is located. Both the inlet and exhaust ducts are connected separately to two different control parts of the rotary distributor; the parts are located side by side in the longitudinal axis

-válGové~stěny-hřídele7~ěást-kanálů~výfukových^plynúmá“vstupní“otver^acást přívodních kanálů má výstupní otvor.the cylindrical walls of the shafts 7 part of the exhaust ducts a continuous "inlet" opening and part of the inlet ducts has an outlet opening.

Kanály výfukových plynů a přívodní kanály jsou rozmístěny rovnoměrně po obvodu rotačního distributoru v takových polohách, které odpovídají počtu válců a pořadí zapalování.The exhaust and supply ducts are evenly spaced around the periphery of the rotary distributor at positions corresponding to the number of cylinders and the ignition sequence.

Další vývoj motoru podle vynálezu zahrnuje umístění výstupního otvoru a části přívodních kanálů blíže ke krytu rotačního distributoru.A further development of the engine according to the invention involves placing the outlet port and portions of the feed channels closer to the housing of the rotary distributor.

Nezávisle na počtu válců proudí plyn přívodní komorou vždy jedním směrem - proti proudu vstřikovaného paliva; je tak zajištěna větší homogenita směsi a lepší dynamika proudění.Regardless of the number of cylinders, the gas always flows in the feed chamber in one direction - upstream of the injected fuel; this ensures greater homogeneity of the mixture and better flow dynamics.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Někoiik příkladů konstrukcí motoru podle vynálezů napomůže úplnému pochopení podstaty vynálezu. Motory jsou schématicky zobrazeny na přiložených výkresech, na kterých jednotlivé obrázky znázorňuj:Several examples of engine designs according to the invention will help to fully understand the nature of the invention. The motors are schematically shown in the attached drawings, in which the individual figures show:

Na obrázku 1 je řez tříválcovým motorem vybaveným rotačním distributorem, který má řídicí otvory rozmístěné po obvodu řídicího prvku tvaru dutého hřídele.Fig. 1 is a cross-sectional view of a three-cylinder engine equipped with a rotary distributor having control holes distributed around the circumference of the hollow shaft-shaped control element.

Na obrázku 2 je podélný řez stejným motorem.Figure 2 is a longitudinal section through the same engine.

Na obrázcích 3, 4 a 5 jsou řezy hřídelem dle obrázku 2 v rovinách přívodních kanálů jednotlivých válců.Figures 3, 4 and 5 are cross-sectional views of the shaft of Figure 2 in planes of the feed channels of the individual cylinders.

Na obrázku 6 je podélný rez dalším distributorem, který má řídicí otvory umístěné do čelní stěny.Fig. 6 is a longitudinal section through another distributor having control holes located in the front wall.

--Na-obrázku-7--je -pohled na čelní -stěnu distributoru dle Obrázku'6; který je určen pro tříválcový motor a poháněn od klikového hřídele přes převod 1:1.Figure 7 is a view of the front wall of the distributor of Figure 6; which is designed for a three-cylinder engine and driven from the crankshaft through a 1: 1 transmission.

Na obrázku 8 je podélný řez tříválcovým motorem, který je řízen distributorem se dvěma částmi.Figure 8 is a longitudinal sectional view of a three-cylinder engine driven by a two-part distributor.

Na obrázcích 9 a 10 jsou řezy částí kanálů výfukových plynů a částí přívodních kanálů.Figures 9 and 10 are cross-sectional views of a portion of the exhaust gas passages and portions of the inlet passages.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

V motoru na obrázku 1 je pracovní prostor 8 obklopen stěnami válce í, hlavou 6 a dnem pístu 5. Píst 5 je spojen s klikovým hřídelem 10 ojnící 9. Klikový hřídel 10 je nesen ložisky v klikové skříni IT Při svém vratném pohybu píst 5 odkrývá sací 3 a výfukový otvor 4 vytvořené ve stěně válce 1_. Vzduch je nasáván do klikové skříně 11_ sacím kanálem 2 přes automatickou zpětnou klapku 12. Zákiadní konstrukce dvoudobého motoru s predstlačením pracovní náplně v klikové skříni dle výše uvedeného popisu je doplněna zařízením pro přípravu dávky paliva. Jednotka rotačního distributoru A zahrnuje válcový řídicí prvek 16, který je hnán neprokazujícím převodem 1:1 17 od klikového .hřídele 10. Vnitřní prostor řídicího prvku 16 tvoří přívodní komoru 13, která je přes vstupní otvor 18 a výstupní otvor 19 a přívodní kanál 14 periodicky propojována s prostorem válce 8. Tryska jednotky vstřikování paliva 15, v tomto případě elektromagneticky ovládaný vstřikovač, je součástí přívodní komory 13. Přívodní kanál 14 končí ve stěně válce 1 mírně nad horní hranou výfukového otvoru 4 a míří do vybrání v hlavě 6, ve kterém se nachází zapalovací svíčka 7. Činnost přívodní komory 13 je řízena geometricky: hodnota vrcholového úhlu a mezi vstupním otvorem 18 a výstupním otvorem 19 je mírně větší než úhel pootočení klikového hřídele 10 odpovídající dráze pístu 5 mezi zakrytím a odkrytím přívodního kanálu 14. U zde popisovaného jednoválcového motoru je úhel a roven 220°.In the engine of Figure 1, the working space 8 is surrounded by the walls of the cylinder 1, the head 6 and the bottom of the piston 5. The piston 5 is connected to the crankshaft 10 with the connecting rod 9. The crankshaft 10 is supported by bearings in the crankcase. 3 and an exhaust opening 4 formed in the wall of the cylinder 7. The air is sucked into the crankcase 11 via the suction channel 2 via an automatic non-return valve 12. The basic design of the two-stroke engine with pre-pressurizing of the working load in the crankcase as described above is supplemented with a device for preparing the fuel charge. The rotary distributor unit A comprises a cylindrical control element 16, which is driven by a non-proven 1: 1 17 transmission from the crankshaft 10. The interior of the control element 16 is formed by an inlet chamber 13 which is periodically through inlet 18 and outlet 19 and inlet 14 The fuel injection unit nozzle 15, in this case the electromagnetically actuated injector, is part of the inlet chamber 13. The inlet duct 14 ends in the wall of the cylinder 1 slightly above the upper edge of the exhaust port 4 and points to a recess in the head 6 in which The operation of the inlet chamber 13 is controlled geometrically: the value of the apex angle α between the inlet port 18 and the outlet port 19 is slightly greater than the angle of rotation of the crankshaft 10 corresponding to the piston path 5 between covering and uncovering the inlet channel 14. single cylinder mo tor is an angle α equal to 220 °.

Popis procesů, které se odehrávají v motoru, vychází ze situace zobrazené robrázku iTkdyje-pístSvdoInrúvrati ve fázi výměny pracovní náplně. Otáčen klikového hřídele 10 a pohyb pístu 5 vzhůru způsobí postupné uzavření sacího otvoru 3 a výfukového otvoru 4 a tím zahájení fáze kompresní. Následně, při otevření přívodní komory 13, protéká výstupním otvorem 19 a přívodním kanálem do prostoru válce 8 bohatá směs palivo-výfukové plyny. Proudění má charakter velmi silného pulsu. Jak se proud směsi pohybuje směrem k zapalovací svíčce 7, míchá se se vzduchem a vzniká kvalitativní rozvrstvení spalované směsi, jejíž konečný profil dotvoří píst 5. Ústí přívodního kanálu 14 uzavře hrana dna pístu 5 před okamžikem zážehu. Při expanzním zdvihu, po odkrytí ústí přívodního kanálu 14, je přívodní komora 13 propojena s prostorem válce podruhé ve stejném cyklu 10 tentokrát přes vstupní otvor 18. Určitá část výfukových plynů proudí do přívodní komory 13, která pracuje jako akumulátor tlaku a generátor směsi palivo-výfukové plyny. Poloha ústí přívodního kanálu 14 na stěně válce 1 řídí časování propojení přívodní komory 13 s prostorem válce 8. V průběhu přípravy spalované směsi musí propojení uspokojit dva protichůdné požadavky, přívod směsi do válce musí proběhnout s dostatečným předstihem před okamžikem zážehu a tlak ve přívodní komoře 13 musí dosáhnout dostatečné úrovně.The description of the processes that take place in the engine is based on the situation displayed by the iTwhen-pistonSvdoInrúvrati workflow. Rotation of the crankshaft 10 and upward movement of the piston 5 will cause the inlet port 3 and the exhaust port 4 to be gradually closed, thereby initiating the compression phase. Subsequently, when the supply chamber 13 is opened, a rich fuel-exhaust mixture flows through the outlet opening 19 and the supply channel into the space of the cylinder 8. The flow has the character of a very strong pulse. As the stream of the mixture moves towards the spark plug 7, it mixes with air to form a qualitative stratification of the combustion mixture, the final profile of which is completed by the piston 5. The mouth of the inlet duct 14 closes the bottom of the piston 5 before ignition. During the expansion stroke, after exposing the mouth of the inlet duct 14, the inlet chamber 13 is connected to the cylinder space for the second time in the same cycle 10 this time through the inlet port 18. Some of the exhaust flows into the inlet chamber 13 which works as a pressure accumulator and Exhaust gases. The position of the inlet duct 14 on the wall of the cylinder 1 controls the timing of the connection of the inlet chamber 13 to the space of the cylinder 8. During the preparation of the combusted mixture, the interconnection must satisfy two contradictory requirements. it must reach a sufficient level.

Rotační distributor A dle obrázku 2 má pro všechny tři válce společnou přívodní komoru 13. Řídicí prvek 16 má tvar hřídele, ve kterém je na jednom konci obráběním vytvořena souosá komora uzavřená krytem 20 tělesa distributoru 2L V krytu 20 se nachází zařízení vstřikování paliva 15. Na povrchu řídicího prvku 16 lze rozlišit tři Části, které odpovídají jednotlivým válcům. Ve stěně hřídele obsahuje každá část vstupní otvor 18 a výstupní otvor 19; otvory navazují na přívodní kanály 14.1, 14.2 a 14.3, které propojují distributor s jednotlivými válci.The rotary distributor A of Figure 2 has a common supply chamber 13 for all three cylinders. The control element 16 has a shaft shape in which a coaxial chamber is formed at one end by machining, enclosed by a housing 20 of the distributor body. Three parts that correspond to the individual rollers can be distinguished from the surface of the control element 16. In the shaft wall, each portion comprises an inlet opening 18 and an outlet opening 19; the openings are connected to the supply channels 14.1, 14.2 and 14.3, which connect the distributor with the individual cylinders.

Vrcholový úhel mezi vstupním otvorem 18 a výstupním otvorem 19 a je 240°. U tříválcového motoru musí být fázové posunutí mezi stejnými otvory jednotlivých částí β rovno 120°, měřeno ve směru opačném ke směru otáčení klikového hřídele 10 a v souladu s pořadím zapalování. Při použité geometrií řízení, která je dále vysvětlena na řezech částmi řídicího prvku na obrázcích 3, 4 a 5, a pořadí zapalování 1-2-3 je přívodní komora 13 současně vždy propojena s válci, v nichž probíhá expanzní a kompresní zdvih. Na obrázku 2 probíhá v prvním válciThe apex angle between the inlet port 18 and the outlet port 19 is 240 °. In the case of a three-cylinder engine, the phase offset between the same holes of the individual parts β shall be 120 °, measured in the direction opposite to the direction of rotation of the crankshaft 10 and in accordance with the ignition sequence. Using the steering geometry, which is further explained in cross-section through the parts of the control element in Figures 3, 4 and 5, and the ignition sequence 1-2-3, the supply chamber 13 is simultaneously connected to the cylinders in which the expansion and compression strokes take place. In Figure 2, it takes place in the first cylinder

--expanze-a-ve-druhém-válcrkompresersrdistributoremjsou^propojenykariálýýMTt a 14.2.Expansion-and-in-the-second-cylinder-compressors are distributed by means of the Mtt and 14.2.

Na obrázku 6 je zobrazeno výhodné provedení rotačního distributoru A.Figure 6 shows a preferred embodiment of the rotary distributor A.

Řídicí prvek 16 má v tomto provedení tvar. komory, která je nesena ložisky uloženými v tělese distributoru 21; jeden konec řídicího prvku 16 je zubovou spojkou 23, která se může ve směru osy pohybovat, spojen se neprokazujícím převodem 17. Na rozdíl od distributoru motoru dle obrázku 2, kde je řídícím povrchem válcová plocha, nacházejí se u tohoto provedení vstupní otvor 18 a výstupní otvor 19 v plochém čele řídicího prvku 16, který je ke krytu 20 přitlačován spirálovou pružinou 24 vestavěnou do spojky 23. Přívodní kanály 14.1, 14.2 a 14.3 od všech tří válců jsou připojeny ke krytu 20, do kterého v ose rotace řídicího prvku 16 ústí rovněž vstřikovací tryska 15. Řídicí povrch u tohoto provedení rovněž utěsňuje přívodní komoru 13.The control element 16 has a shape in this embodiment. a chamber that is supported by bearings housed in the distributor body 21; one end of the control element 16 is a toothed clutch 23, which can be moved in the axial direction, connected to a non-demonstrating transmission 17. In contrast to the engine distributor of Figure 2, where the control surface is a cylindrical surface, an opening 19 in the flat face of the control element 16, which is pressed against the housing 20 by a coil spring 24 built into the coupling 23. The feed channels 14.1, 14.2 and 14.3 from all three cylinders are connected to the housing 20 into which The control surface in this embodiment also seals the supply chamber 13.

Obrázek 7 ukazuje rozmístění řídicích otvorů distributoru dle obrázku 6 pro tříválcový motor se neprokazujícím převodem 1:1. Je zřejmé, že se pro pohon distributoru musí použít redukovaného převodu, jehož převodový poměr lze vyjádřit přirozeným číslem.Figure 7 shows the distribution of the distributor holes of Figure 6 for a 3-cylinder engine with a non-proven 1: 1 transmission. Obviously, a reduced transmission must be used to drive the distributor, the transmission ratio of which can be expressed by a natural number.

0 Provedení tříválcového motoru dle obrázku 8 se způsobem přípravy směsi poněkud odlišuje od provedení výše popsaných. Navíc k přívodnímu kanálu 14.1, 14.2 a 14.3 končí v každém válci také kanál výfukových plynů 22.1, 22.2 a 22.3, jehož ústí ve stěně válce se nachází nad horní hranou výfukového otvoru 4. Kanály vedou samostatně do dvou částí rotačního distributoru A, které na rozdíl od výše popsaného provedení díe obrázku 2 nepřísluší jednotlivým válcům, ale funkcím v distributoru: vstupu výfukových plynů a výstupu směsi. Výfukové plyny proudí přívodní komorou pouze v jednom směru. Část s výstupními otvory 19, které odpovídají přívodním kanálům 14.1, 14.2 a 14.3, se nachází blíže krytu 20 distributoru, což zajišťuje protiproudný tok paliva a výfukových plynů a intenzifikaci odpařování a vzájemného míšení vstřikovaného paliva s proudem plynů.The embodiment of the three-cylinder engine of Figure 8 differs somewhat from the one described above. In addition to the inlet duct 14.1, 14.2 and 14.3, the exhaust duct 22.1, 22.2 and 22.3 ends in each cylinder, the mouth of which is located in the cylinder wall above the upper edge of the exhaust port 4. The ducts lead separately to two parts of the rotary distributor A. from the embodiment described above in FIG. 2, it is not for the individual cylinders but for the functions in the distributor: the exhaust inlet and the mixture outlet. Exhaust gases flow through the inlet chamber in only one direction. The portion with the outlet openings 19 corresponding to the inlet ducts 14.1, 14.2 and 14.3 is located closer to the distributor housing 20, which provides a countercurrent flow of fuel and exhaust gas and intensifies the evaporation and intermixing of the injected fuel with the gas stream.

U trakčních motorů se provozní podmínky, zvláště otáčky a zatížení, stále mění. Kvůli setrvačnosti proudu je výhodné regulovat na rotačním distributoru A úhel, při kterém je přívodní komora 13 propojena s prostorem válce 8. Díky dvojnému sériovému řídicímu systému, jehož první část se nachází v distributoru a druhá ve stěně válce, lze dosáhnou určitého zlepšení tím,, že jsou vstupní otvory 18 a výstupní otvory 19 oválné, nikoliv kruhové. Otáčky lze zahrnout do regulace zapojením zařízení pro řízení úhlu predstihu/zpoždění 25 mezi neprokluzující převod 17 a distributor A. V nejjednodušším provedení může být tímto zařízením 25 odstředivý regulátor. Optimální řízení v plném rozsahu lze zajistit procesorovou řídící jednotkou 26, která na základě signálů z čidel sledujících činnost motoru, vnější podmínky a polohu škrtící klapky určuje požadované nastavení zařízení vstřikování paliva, zařízení pro řízení úhlu predstihu/zpoždění a dalších jednotek ovládání motoru.For traction motors, operating conditions, especially speed and load, are constantly changing. Due to the inertia of the current, it is advantageous to regulate the angle at which the supply chamber 13 is connected to the space of the cylinder 8 at the rotary distributor A. Thanks to the dual serial control system, the first part being located in the distributor and the second in the cylinder wall, This means that the inlet openings 18 and the outlet openings 19 are oval, not circular. The speed can be included in the control by connecting the advance / delay angle control device 25 between the non-slip gear 17 and the distributor A. In the simplest embodiment, the device 25 can be a centrifugal regulator. Optimal full control can be provided by the processor control unit 26 which, based on signals from sensors monitoring engine operation, external conditions and throttle position, determines the desired fuel injection, lead / delay angle control, and other engine control units settings.

Claims

1. A two-stroke, multi-cylinder, internal combustion and ignition engine, with air or lean fuel-air pre-compression in a coke casing (11), with piston overlapped openings, where the space (8) of each cylinder is connected via an inlet duct. 14), which ends in the wall of the cylinder (1) and whose mouth lies between the upper edge of the exhaust port (4) and the level of the upper edge of the piston (5) at the time of ignition, io with the inlet chamber (13) (A) enclosed by a rotary control element (16) which is driven from the crankshaft (10) by a non-transmission (17), the control element (16) having two orifices, an inlet (18) and an outlet (19) which are angularly offset by such an angle (α) and coupled to the non-slip gear (17) in such positions that

15, the rotation of the control element the inlet port (18) is connected to the inlet port (14) in the rotary distributor (A) during the expansion stroke and the outlet port (19) is connected to the inlet port (14) during the compression stroke. (5) below the mouth of the supply duct (14) in the wall of the cylinder (1), and an engine in which the fuel injection device (15) is installed. to.

20 of a supply chamber (13), characterized in that the cylinder spaces (8) are connected to a single common supply chamber (13) via supply channels (14.1, 14.2, 14.3) whose orifices are located on the rotary distributor (A) with a phase shift (β) that corresponds to the cycle division by the number

25 cylinders (1), in order of ignition.

Engine according to claim 1, characterized in that the supply chamber (13) is formed by the interior of the control element (16), which is a rotary vessel supported by bearings in the rotary distributor body (21), one end of the control element being connected via a coupling

30 (23) and a compression spring (24) with a non-slip shaft (17), the other end comprising an inlet (18) and an outlet (19) being

ROTT, ROSE ^ GUTTMANN

Patent, trademark and law firm

Nad ŠtoloiAS, 170 00 Praha 7, is pressed against the cover (20) of the distributor body (21), in the cover (20) there is a mouth of the inlet channel (14), which is connected to the inlet (18) and outlet (19) and (20) is fitted with a fuel injection nozzle (15) which faces a central opening at the front of the control member (16).

An engine according to claim 1, characterized in that the non-demonstrating transmission (17) has a gear ratio expressed by a natural number and the control element (16) comprises pairs of inlet openings (18) and outlet openings (19) whose spacing corresponds to the transmission ratio.

Engine according to claim 1, characterized in that the non-proving transmission (17) comprises a clutch (25) with an adjustable delay / advance angle.

5. Two-stroke, multi-cylinder, internal combustion and spark-ignition engine

15 by ignition, with prepressure of air or lean fuel-air mixture in the crankcase (11), with piston overlapped holes, where the space (8) of each cylinder (1) is connected via the inlet duct (14) and the exhaust gas duct (22), which ends in the cylinder wall and whose mouth is located between the upper edge of the exhaust port (4) and the level

20 of the upper edge of the piston (5) at the moment of ignition, with the inlet chamber (13) constituting the interior of the rotary distributor (A) enclosed by the rotary control element (16) which is driven from the crankshaft (10) by a non-slip gear (17) wherein the control member (16) has two orifices, an inlet (18) and an outlet (19) that are angularly offset relative to one another

25 is coupled to the non-slip transmission (17) in such positions that, when the control element (16) is rotated, the inlet (18) adjoins the outlet of the exhaust duct (22) in the rotary distributor (A) during expansion stroke and outlet the opening (19) adjoins the inlet duct (14) during the compression stroke, the connection opening when the piston (5) is below the mouth of the inlet duct (14) in the wall of the cylinder (1),

30, and an engine in which the fuel injection device (15) is built into the supply chamber (13), .....

. ______________ LR0TTVRŮŽIČKA & GUTTMANN i Patent, Legal and Law Office

.. .. -------- -----........... - - -.........- ·] ------ NaďŠtolútpl, 17000 Praha? 1 Czech Republic, characterized in that the spaces (8) of the cams (1) are connected to a single common supply chamber (13), whose control element (16) has the shape of a shaft with a coaxial chamber on one the end, which is closed by the distributor housing cover (20) in which the fuel injection device (15) is located, with inlet ducts (14.1, 14.2, 14.3) and exhaust ducts (22.1, 22.2, 22.3) separately connected to the two control portions of the rotary distributor (A), the portions being arranged side by side along the longitudinal axis of the cylindrical shaft wall, the portion corresponding to the exhaust ducts (22) comprising an inlet port (18) and the portion corresponding to the inlet ducts (14) comprising an outlet port (19) with the outlets of the exhaust gas ducts (22.1, 22.2, 22.3) and the inlet ducts (14.1, 14.2, 14.3) distributed along the perimeter of the respective part of the rotary distributor (A) with a phase shift (β) which corresponds to the number of cylinders (1) and the firing order.

Motor according to claim 5, characterized in that the part corresponding to the outlet opening (19) and the supply channel (14) is located closer to the housing (20) of the rotary distributor (A).