DE1171673B - Two-stroke internal combustion engine with a pot-shaped attachment attached to the bottom of the working piston - Google Patents

Two-stroke internal combustion engine with a pot-shaped attachment attached to the bottom of the working piston

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DE1171673B
DE1171673B DES61405A DES0061405A DE1171673B DE 1171673 B DE1171673 B DE 1171673B DE S61405 A DES61405 A DE S61405A DE S0061405 A DES0061405 A DE S0061405A DE 1171673 B DE1171673 B DE 1171673B
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    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine mit am Boden des Arbeitskolbens befestigtem topfförmigem Aufsatz Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktbrennkraftmaschine, bei der zum Zwecke der Wärmeabschirmung des Arbeitskolbens und des Arbeitszvlinders am Boden des Arbeitskolbens über eine Wärmeisolierung ein topfförmiger Aufsatz aus hitzebeständigem Metall befestigt ist, dessen Mantel bei nach oben gehender Kolbenbewegung in einen Ringspalt eintaucht, der von einer Fortsetzung des Arbeitszylinders und einem in diese hineinragenden Zylindereinsatz gebildet ist.Two-stroke internal combustion engine with attached to the bottom of the working piston cup-shaped attachment The invention relates to a two-stroke internal combustion engine, for the purpose of heat shielding the working piston and the working cylinder a cup-shaped attachment on the bottom of the working piston via thermal insulation Heat-resistant metal is attached, the jacket of which when the piston moves upwards immersed in an annular gap from a continuation of the working cylinder and a cylinder insert protruding into this is formed.

Durch diese wärmeabschirmenden Maßnahmen kann auf eine Kühlung im üblichen Sinne verzichtet werden. Es wird nur eine Kühlung des Schmierölbehälters im üblichen Umfang notwendig. Es ist bereits eine Konstruktion bekannt, die einen geschlossenen topfförmigen Aufsatz aus nicht wärmeleitendem Werkstoff aufweist. Dieser Aufsatz kommt mit der Zylinderwand nicht in Berührung. Bei einem anderen bekannten topfförmigen, nach oben offenen Aufsatz, welcher in einen Ringspalt eintaucht, wird eine Berührung zwischen dem Aufsatz und der inneren Ringspaltwand vermieden; es findet hierbei jedoch Berührung zwischen Aufsatz und Zylinderwand statt. Hierbei ergeben sich Schwierigkeiten bei der Schmierung und Abdichtung, da die hohen und über den Umfang ungleich verteilten Temperaturen des Topfes ein Verziehen desselben verursachen.These heat-shielding measures can rely on cooling in the in the usual sense. There is only a cooling of the lubricating oil container necessary to the usual extent. There is already a known construction, the one has closed cup-shaped attachment made of non-thermally conductive material. This attachment does not come into contact with the cylinder wall. With another well-known cup-shaped, upwardly open attachment, which dips into an annular gap, contact between the attachment and the inner annular gap wall is avoided; however, there is contact between the attachment and the cylinder wall. Here there are difficulties in lubrication and sealing because the high and A distortion of the same over the circumference of unevenly distributed temperatures of the pot cause.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Schmierprobleme, welche durch hohe Wandtemperaturen und ungleiche Temperaturverteilung und infolgedessen Verformungen bei Brennkraftmaschinen der eingangs geschilderten Art auftreten, zu vermeiden, ohne daß auf eine ausreichende Abdichtung des Brennraums verzichtet wird.It is the object of the invention to solve lubrication problems caused by high wall temperatures and uneven temperature distribution and, as a result, deformations in internal combustion engines the type described occur to be avoided without relying on a sufficient Sealing of the combustion chamber is dispensed with.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vereinigung folgender Merkmale gelöst: a) Der topfförmige Kolbenaufsatz kommt weder mit der Zylinderwand noch mit deren Fortsetzung noch mit dem Zylindereinsatz in Berührung, b) wie an sich bei Maschinen mit zum Zwecke der Gaswechselsteuerung vorgesehenen topfförmigen Kolbenaufsätzen bekannt, wird der Einlaßschlitz am oberen Zylinderende angeordnet und durch die Oberkante des topfförmigen Kolbenaufsatzes gesteuert, c) wie an sich bei Maschinen mit zum Zwecke der Gaswechselsteuerung vorgesehenen topfförmigen Kolbenaufsätzen bekannt, wird auch der Auslaßschlitz am oberen Zylinderende angeordnet und vom topfförmigen Kolbenaufsatz gesteuert, d) die Steuerung des Auslaßschlitzes erfolgt ebenfalls durch die Oberkante des topfförmigen Kolbenaufsatzes.According to the invention, the object is achieved by combining the following features solved: a) The cup-shaped piston attachment neither comes with the cylinder wall nor with the continuation of which is still in contact with the cylinder insert, b) as per se Machines with cup-shaped piston attachments provided for the purpose of gas exchange control known, the inlet slot is located at the upper end of the cylinder and through the Top edge of the cup-shaped piston attachment controlled, c) as in the case of machines with cup-shaped piston attachments provided for the purpose of gas exchange control known, the outlet slot is arranged at the upper end of the cylinder and from the cup-shaped Piston attachment controlled, d) the outlet slot is also controlled through the upper edge of the cup-shaped piston attachment.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Abdichtung durch den langen Ringspalt noch dadurch verbessert, daß als Labyrinthdichtung wirkende Ringrillen an der Außenwand des Zylindereinsatzes und an der gegenüberliegenden Innenwand der Fortsetzung des Arbeitszylinders angebracht sind.In a further embodiment of the invention, the seal is through the long annular gap is further improved by acting as a labyrinth seal Ring grooves on the outer wall of the cylinder insert and on the opposite one Inner wall of the continuation of the working cylinder are attached.

Beispielsweise ringförmig angeordnete Spülschlitze - Einlaßschlitz und Auslaßschlitz übereinanderliegend - sollen außerdem die Wärmedehnungen durch gleichmäßig über den Zylinder- und Topfumfang verteilte Temperaturen gleichmäßig verteilen und kleine Dichtspalttoleranzen erlauben. Außerdem ergeben über den ganzen Umfang verteilte Spülschlitze bei gleicher Querschnittsfläche geringe Spülschlitzhöhen und erlauben damit geringere Hübe und somit hohe Drehzahlen. Hierbei kann der Einlaßschlitz unterhalb des Auslaßschlitzes liegen oder auch über dem Auslaßschlitz angebracht sein, wenn dem Einlaßschlitz ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist.For example, flushing slots arranged in a ring - inlet slot and outlet slot on top of each other - should also reduce the thermal expansion Temperatures evenly distributed over the circumference of the cylinder and pot distribute and allow small sealing gap tolerances. Also surrendered over the whole Circumferentially distributed flushing slots with the same cross-sectional area, low flushing slot heights and thus allow shorter strokes and thus high speeds. Here, the inlet slot lie below the outlet slot or also attached above the outlet slot if a check valve is connected upstream of the inlet slot.

Die Spülluftkanäle sind zweckmäßig bis zur Eintrittsstelle der Luft in den Zylinder von den übrigen sich aufheizenden Teilen durch Doppelwände abgeschirmt, um die Spüllufttemperatur trotz hoher Temperatur der übrigen Teile niedrig zu halten.The scavenging air ducts are useful up to the point of entry of the air in the cylinder shielded from the other heating parts by double walls, to keep the purge air temperature low despite the high temperature of the other parts.

Die durch geringere Kühlung nicht an Kühlmittel abgeführte Wärme kann sich zwar nur zum Teil als Mehrleistung am Kolben bemerkbar machen, kann aber völlig durch Abgasturboladung zurückgewonnen werden, da sie in ihrem Restbetrag in den Abgasen wiederzufmden ist. Die Abgasturbinen wiederum können zur Frischlufterzeugung des Zweitaktsystems herangezogen werden. In der Zeichnung (Ab b. 1 und 2) ist der Gegenstand der Erfindung in zwei beispielsweisen Ausführungsformen veranschaulicht.The heat that is not dissipated to coolant due to the reduced cooling can only be felt in part as increased performance on the piston, but it can be fully recovered by exhaust gas turbocharging, since the remainder of the amount can be found in the exhaust gases. The exhaust gas turbines, in turn, can be used to generate fresh air in the two-stroke system. In the drawing (Ab b. 1 and 2) the subject matter of the invention is illustrated in two exemplary embodiments.

Im Arbeitszylinder b der Zweitaktbrennkraftmaschine gleitet der Arbeitskolben f, an welchem über eine Wärmeisolierung g ein nach oben offener topfförmiger Kolbenaufsatz a befestigt ist, der aus hitzebeständigem Metall besteht und den ein Luftspalt vom Arbeitszylinder trennt. Bei nach oben gehendem Kolben taucht der Kolbenaufsatz in einen Ringspalt h ein, der von der Fortsetzung i des Arbeitszylinders b und von einem Zylindereinsatz k gebildet wird. Im Ringspalt la sind Ringrillen d vorgesehen, die zusammen mit dem Kolbenaufsatz a eine Labyrinthdichtung bilden. Die Spülschlitze c teilen sich auf in Einlaßschlitze l und Auslaßschlitze m, die sämtlich am oberen Zylinderende angeordnet sind und durch die Oberkante n des topfförmigen Kolbenaufsatzes a gesteuert werden. Die Einlaß- bzw. Auslaßschlitze stehen mit dem Frischluftkanal r bzw. dem Abgaskanal s in Verbindung. Der Frischluftkanal r ist durch Doppelwände e gegenüber im Betrieb erhitzten Teilen abgeschirmt. Brennstoff wird der Brennkammer o durch die Leitungp zugeführt. Der Zu- und Abführung von Kühlschmieröl dient die Leitung q. Die Gasbewegung ist durch die Pfeile t, die Kühlölbewegung im Arbeitskolben f durch die Pfeile u angedeutet.In the working cylinder b of the two-stroke internal combustion engine, the working piston f slides, to which an upwardly open, cup-shaped piston attachment a is attached via thermal insulation g, which consists of heat-resistant metal and which is separated from the working cylinder by an air gap. When the piston goes up, the piston attachment dips into an annular gap h which is formed by the continuation i of the working cylinder b and by a cylinder insert k . In the annular gap la, annular grooves d are provided which, together with the piston attachment a, form a labyrinth seal. The flushing slots c are divided into inlet slots l and outlet slots m, which are all arranged at the upper end of the cylinder and are controlled by the upper edge n of the cup-shaped piston attachment a. The inlet and outlet slots are in communication with the fresh air duct r and the exhaust gas duct s, respectively. The fresh air duct r is shielded from parts heated during operation by double walls e. Fuel is supplied to the combustion chamber o through the line p. Line q is used to supply and discharge cooling lubricating oil. The gas movement is indicated by the arrows t, the cooling oil movement in the working piston f by the arrows u.

Claims (1)

Patentansprüche: 1. Zweitaktbrennkraftmaschine, bei der zum Zwecke der Wärmeabschirmung des Arbeitskolbens und des Arbeitszylinders am Boden des Arbeitskolbens über eine Wärmeisolierung ein topfförmiger Aufsatz aus Stahl befestigt ist, dessen Mantel bei nach oben gehender Kolbenbewegung in einen Ringspalt eintaucht, der von einer Fortsetzung des Arbeitszylinders und einem in diese hineinragenden Zylindereinsatz gebildet ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) Der topfförmige Kolbenaufsatz kommt weder mit der Zylinderwand noch mit deren Fortsetzung noch mit dem Zylindereinsatz in Berührung, b) wie an sich bei Maschinen mit zum Zwecke der Gaswechselsteuerung vorgesehenen topfförmigen Kolbenaufsätzen bekannt, wird der Einlaßschlitz am oberen Zylinderende ange-. ordnet und durch die Oberkante des topfförmigen Kolbenaufsatzes gesteuert, c) wie an sich bei Maschinen mit zum Zwecke der Gaswechselsteuerung vorgesehenen topfförmigen Kolbenaufsätzen bekannt, wird auch der Auslaßschlitz am oberen Zylinderende angeordnet und vom topfförmigen Kolbenaufsatz gesteuert, d) die Steuerung des Auslaßschlitzes erfolgt ebenfalls durch die Oberkante des topfförmigen Kolbenaufsatzes. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch als Labyrinthdichtung wirkende Ringrillen an der Außenwand des Zylindereinsatzes und an der gegenüberliegenden Innenwand der Fortsetzung des Arbeitszylinders. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßschlitz und Auslaßschlitz ringförmig übereinanderliegen. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßschlitz unterhalb des Auslaßschlitzes liegt. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßschlitz oberhalb des Auslaßschlitzes liegt und ihm ein rosettenförmiges Rückschlag-Blattfederventil vorgeschaltet ist. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluftkanäle zu den übrigen heißen Teilen wärmeisoliert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 489 034, 565199; französische Patentschrift Nr. 434 751; britische Patentschriften Nr. 18152 aus dem Jahre 1893, 681203; USA.-Patentschriften Nr. 1866 928, 2 021147Claims: 1. Two-stroke internal combustion engine, in which, for the purpose of heat shielding the working piston and the working cylinder, a cup-shaped attachment made of steel is attached to the bottom of the working piston via thermal insulation, the jacket of which, when the piston moves upwards, dips into an annular gap that extends from a continuation of the working cylinder and a cylinder insert protruding into it, characterized by the combination of the following features: a) The cup-shaped piston attachment does not come into contact with the cylinder wall, its continuation or with the cylinder insert, b) as in machines with gas exchange control cup-shaped piston attachments known, the inlet slot is attached to the upper end of the cylinder. and controlled by the upper edge of the cup-shaped piston attachment, c) as is known per se in machines with cup-shaped piston attachments provided for the purpose of gas exchange control, the outlet slot is also arranged at the upper end of the cylinder and controlled by the cup-shaped piston attachment, d) the outlet slot is also controlled by the upper edge of the cup-shaped piston attachment. z. Internal combustion engine according to Claim 1, characterized by annular grooves acting as a labyrinth seal on the outer wall of the cylinder insert and on the opposite inner wall of the continuation of the working cylinder. 3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet slot and outlet slot are annularly superposed. 4. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the inlet slot is below the outlet slot. 5. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the inlet slot is above the outlet slot and a rosette-shaped check leaf spring valve is connected upstream of it. 6. Internal combustion engine according to claim 1 to 5, characterized in that the fresh air ducts are thermally insulated from the other hot parts. Considered publications: German Patent Specifications No. 489 034, 565199; French Patent No. 434,751; British Patent Nos. 18152 of 1893, 681203; U.S. Patent Nos. 1866,928, 2,021,147
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