DE19545243A1 - Two=stroke internal combustion engine - Google Patents

Two=stroke internal combustion engine

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DE19545243A1 DE19545243A DE19545243A DE19545243A1 DE 19545243 A1 DE19545243 A1 DE 19545243A1 DE 19545243 A DE19545243 A DE 19545243A DE 19545243 A DE19545243 A DE 19545243A DE 19545243 A1 DE19545243 A1 DE 19545243A1
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Abstract

The two-stroke engine, mainly for road vehicles, has supercharging and low pressure valves (EV,AV). It is fitted with a charging buffer cavity. It has three pistons, i.e. a working piston (AK), a charging piston (LK) and an auxiliary piston (HK). The charging piston is connected to the working piston. In each working and compression phase, the fuel mixture is sucked into the charging cavity (LR) and pumped into the buffer cavity (LP). This achieves a precompression of about 2:1 with the engine cold, assuming the swept volume and charging cavity to be of about the same size.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren, insbesondere in der Automobiltechnik und dort, wo Verbrennungsmotoren dieser Art verwendet werden können.The invention relates to internal combustion engines, especially in automotive technology and wherever Internal combustion engines of this type can be used.

Stand der Technik. Nachteile der herkömmlichen Motoren liegen darin, daß zum Aufladen gewichtige bzw. aufwändige Ladegeräte verwendet werden.State of the art. Disadvantages of conventional motors lie in that weighty or complex chargers for charging be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor mit Aufladung zu erfinden, der preisgünstiger zu konstruieren wäre.The invention has for its object a motor Invent charging that would be cheaper to construct.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst und ist in Fig. 1 bis 5 beschrieben:The object is achieved according to the invention as follows and is described in FIGS. 1 to 5:

Fig. 1 zeit den Zusammenbau des Motors. Fig. 1 time the assembly of the engine.

Der Arbeitsteil des Motors besteht aus:
BR . . . Brennraum
HK . . . Hilfskolben
EV . . . Einlaßventil (Niederdruckventil, s. auch Fig. 6C)
AV . . . Auslaßventil (Niederdruckventil, s. auch Fig. 6C)
AK . . . Arbeitskolben.The working part of the engine consists of:
BR. . . Combustion chamber
HK. . . Auxiliary piston
EV. . . Inlet valve (low pressure valve, see also Fig. 6C)
AV. . . Outlet valve (low pressure valve, see also Fig. 6C)
AK. . . Piston.

Der Ladeteil des Motors besteht aus:
LR . . . Laderaum
DV . . . Druckventile (Niederdruckventile)
LK . . . Ladekolben (für Niederdruck konstruiert)
VS . . . feste Verbindung (Verbindungsstange) zwischen dem Arbeits- und dem Ladekolben (für Niederdruck konstruiert).The charging part of the motor consists of:
LR. . . Hold
DV. . . Pressure valves (low pressure valves)
LK. . . Charge piston (designed for low pressure)
VS. . . fixed connection (connecting rod) between the working and the loading piston (designed for low pressure).

Der Gemischzwischenlagerraumteil besteht aus:
LP . . . Ladepufferraum (hier wird das Treibstoffgemisch zwischengelagert, erhitzt und vermischt)
DV . . . Druckventile (Niederdruckventile)
EV . . . Einlaßventil (Niederdruckventil, z. B. ein Schiebeventil, u. U. ein Druckventil).The mixture intermediate storage part consists of:
LP. . . Loading buffer space (here the fuel mixture is stored, heated and mixed)
DV. . . Pressure valves (low pressure valves)
EV. . . Inlet valve (low pressure valve, e.g. a slide valve, possibly a pressure valve).

Der Spritzölraumteil besteht aus (s. auch Fig. 6A und 6B):
SO . . . SpritzölraumThe splash oil part consists of (see also Fig. 6A and 6B):
SO. . . Splash oil room

Fig. 2 Der Arbeitstakt. Fig. 2 The work cycle.

Fig. 3 Der Auslaß und die Spülung. Fig. 3 The outlet and the flushing.

Fig. 4 Der Einlaß. Fig. 4 The inlet.

Fig. 5 Die Verdichtung. Fig. 5 The compression.

Der Hilfskolben macht aus einem Viertakt- einen Zweitaktmotor macht, s. auch meine Patenanmeldung Nr. 195 09 725.4-13 vom 13.03.95, Eintaktmotor.The auxiliary piston turns a four-stroke engine into a two-stroke engine makes, s. also my patent application No. 195 09 725.4-13 dated 13.03.95, single-stroke engine.

Die Arbeitweise dieses Zweitaktmotors mit Aufladung:
Bei jeder Arbeits- und Verdichtungsphase des Motors (s. Fig. 2 . . . 5) wird jedesmal in der Laderaum LR das Treibstoffgemisch eingesaugt und in den Ladepufferraum umgepumpt, d. h. es wird eine Vorverdichtung ca. 2 : 1 erreicht (bei einem kalten Motor, wenn der Hub- und der Laderaum ca. gleich groß sind).How this two-stroke engine works with turbocharging:
During each working and compression phase of the engine (see Fig. 2.. 5), the fuel mixture is sucked into the loading space LR and pumped into the loading buffer space, i.e. a pre-compression of approx. 2: 1 is achieved (with a cold engine , if the lifting and loading space are approximately the same size).

Das vorverdichtete Treibstoffgemisch kann in der Wartezeit (wegen besserem Verbrennen) im Ladepuffer inzwischen verdampft und vermischt und in der Einlaßphase dem Brennraum vorverdichtet zugeführt.The pre-compressed fuel mixture can wait (because of better burning) evaporated in the loading buffer and mixed and in the intake phase of the combustion chamber supplied pre-compressed.

Wenn sich der Arbeitskolben ungefähr im Bereich 30° vor bis zum unteren Totpunkt bewegt, spült der Hilfkolben den Brennraum aus und in dem Bereich vom unteren Totpunkt bis ca. 30° nach saugt er das vorverdichtete Gemisch ein.If the working piston is approximately in the range of 30 ° to If the bottom dead center moves, the auxiliary piston rinses out the combustion chamber and sucks in the area from bottom dead center to approx. 30 ° the pre-compressed mixture.

Als erzielte Vorteile sind zu nennen:The advantages achieved are:

  • 1) Bessere Verbrennung durch das Vorbereiten des Gemisches im Ladepuffer.1) Better combustion by preparing the mixture in the Load buffer.
  • 2) Weniger Schadstoffe im verbrannten Gas.2) Less pollutants in the burned gas.
  • 3) Der Brennraum wird schneller und voller gefüllt.3) The combustion chamber is filled faster and fuller.
  • 4) Erhöhte Leistung des Motors.4) Increased engine performance.
  • 5) Sämtliche Ventile sind einfache Niederdruckventile.5) All valves are simple low pressure valves.
  • 6) Kostengünstige Bauweise.6) Inexpensive construction.
  • 7) Ein externes Ladegerät ist nicht nötig, kann jedoch auch zusätzlich angeschlossen werden.7) An external charger is not necessary, but can can also be connected.
  • 8) Das kleinere Gewicht des Zweitakters im Vergleich zum gleich starken Viertaktmotor.8) The smaller weight of the two-stroke engine compared to the same strong four-stroke engine.
Anwendungsbeispiel 1Application example 1 Zweitaktmotor mit Aufladung und NiederdruckventilenTwo-stroke engine with charging and low pressure valves

Eine Ausführung des Motors nach Patentanspruch 1 ist in Fig. 1 und in Fig. 6A bis 8 beschrieben:An embodiment of the motor according to claim 1 is described in FIG. 1 and in FIGS. 6A to 8:

Fig. 6A zeigt den Schlitz für die Kolbenbolzen. Fig. 6A shows the slot for the piston pin.

Fig. 6B zeigt die Kolbenbolzen des Arbeitskolbens (und den Anschluß an den Ladekolben und an die Kurbelwelle). Fig. 6B shows the piston pins of the working piston (and the connection to the loading piston and to the crankshaft).

Fig. 6C zeigt eine mögliche Ventilanordnung. Fig. 6C shows a possible valve assembly.

Fig. 7 zeigt den gleichen Motor mit vergrößerten Laderaum. Fig. 7 shows the same engine with increased cargo space.

Fig. 8 zeigt eine Ausführung dieses Motors als Eintaktmotor. Fig. 8 shows an embodiment of this engine as a single-stroke engine.

Gemeinsam zu Fig. 1 . . . 8:Together with Fig. 1. . . 8th:

Ausführen der Auslaßventile:
Diese Ventile werden im unteren Totpunkt angebracht, dadurch sollen sie nur am Anfang der Einlaßphase dichten. Bei Verdichtung, Zünden und Auslaß bleiben sie offen. Dadurch sind sie nur als Niederdruckventile zu konstruieren (z. B. als Schiebeventile. Damit der Auslaß beschleunigt wird, könnten sie nach Fig. 6C angeordnet werden.Execution of the exhaust valves:
These valves are installed at bottom dead center, so they should only seal at the beginning of the intake phase. They remain open during compression, ignition and exhaust. As a result, they can only be constructed as low-pressure valves (for example as slide valves. To accelerate the outlet, they could be arranged according to FIG. 6C.

Ausführen der Einlaßventile:
Diese Ventile werden im unteren Totpunkt angebracht, dadurch sollen sie nur am Ende der Auslaßphase dichten. Die restliche Zeit können sie offen bleiben. Wird die obere Kante der Auslaßventile höher angebracht als die obere Kante der Einlaßventile angebracht ist, sind sie nur als Niederdruckventile zu konstruieren (z. B. als Schiebeventile, u. U. auch als Druckventile). Damit der Einlaß beschleunigt wird, könnten sie nach Fig. 6C angeordnet werden.Execution of the intake valves:
These valves are installed at bottom dead center, so they should only seal at the end of the exhaust phase. They can remain open for the rest of the time. If the upper edge of the exhaust valves is installed higher than the upper edge of the intake valves, they should only be designed as low-pressure valves (e.g. as slide valves, possibly also as pressure valves). To speed up the inlet, they could be arranged as shown in Fig. 6C.

Abdichten des Kolbenbolzenschlitzes:
Der Kolbenbolzenschlitz ist so zu konstruieren, daß er nicht über den unteren Totpunkt UT herjagt, dann ist keine Dichtung nötig, höchstens nur eine gegen das Spritzöl.Sealing the piston pin slot:
The piston pin slot is to be constructed so that it does not overrun the bottom dead center UT, then no seal is necessary, at most only one against the spray oil.

Ausführung des Laderaums:
Der Laderaum ist ein Niederdruckkammer. Die Grundfläche kann rund, viereckig, . . . sein. Die Druckventile arbeiten beim Niederdruck. Der Laderaum kann auf einen Vergaser oder auf ein Ladegerät (Turbulader, . . .) oder nur auf einen Luftreiniger (Luftfilter bei z. B. bei Dieselmotor oder anderen Einspritzmotoren). Der Volumen entspricht ca. dem Volumen des Hubraums. (Wird er kleiner erhöht sich der Ladedruck, der Einlaß verläuft schneller, der Druck auf den Ladekolben erhöht sich jedoch.) Der Ladekolben kann membranenartig aussehen.Execution of the cargo space:
The cargo space is a low pressure chamber. The base can be round, square,. . . be. The pressure valves work at low pressure. The cargo space can be on a carburetor or on a charger (turbocharger,...) Or only on an air cleaner (air filter for e.g. diesel engines or other injection engines). The volume corresponds approximately to the volume of the cubic capacity. (If it gets smaller, the charge pressure increases, the inlet runs faster, but the pressure on the charge piston increases.) The charge piston can look like a membrane.

Abdichten des Ladekolbens:
Lose Passung oder Kunstoff oder Keramik oder Ölschmierung.Sealing the loading piston:
Loose fit or plastic or ceramic or oil lubrication.

Ausführung des Laderpufferräumes:
Wegen besserem Verbrennen des Treibstoffes im Brennraum ist es beim Konstruieren darauf zu achten, daß das Gemisch in der Wartezeit verdampft und gut durchgemischt wird. Der Volumen entspricht ca. dem Volumen des Laderaums.Execution of the loader buffer area:
Because of the better burning of the fuel in the combustion chamber, care must be taken when designing that the mixture evaporates during the waiting time and is thoroughly mixed. The volume corresponds approximately to the volume of the loading space.

Als Vorteil ist der einfachere Aufbau dieses Zweitaktmotors im Vergleich zu einem gleich starken Viertaktmotor mit Lader.An advantage is the simpler structure of this two-stroke engine in the Compared to an equally powerful four-stroke engine with a supercharger.

Claims (5)

1. Zweitaktmotor mit Aufladung und Niederdruckventilen, insbesondere in der Automobiltechnik und dort, wo Verbrennungsmotoren dieser Art verwendet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweitaktmotor mit einem Ladepufferraum ausgestattet ist.1. Two-stroke engine with charging and low pressure valves, especially in automotive engineering and wherever internal combustion engines of this type can be used, characterized in that the two-stroke engine is equipped with a charge buffer space. 2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zweitaktmotor mit einem Laderaum ausgestattet ist, der Zweitaktmotor Niederdruckventile besitzt, einen Arbeits-, einen Laden- und einen Hilfskolben hat, wobei der Ladekolben mit dem Arbeitskolben verbunden ist.2. Two-stroke engine according to claim 1, characterized in that
the two-stroke engine is equipped with a loading space, the two-stroke engine has low-pressure valves, has a working, a charging and an auxiliary piston, the charging piston being connected to the working piston. 3. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweitaktmotor Niederdruckventile besitzt.3. two-stroke engine according to claim 1, characterized in that the two-stroke engine has low pressure valves. 4. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweitaktmotor einen Arbeits- und einen Hilfskolben hat.4. two-stroke engine according to claim 1, characterized in that the two-stroke engine has a working and an auxiliary piston. 5. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweitaktmotor einen Ladekolben hat, wobei der Ladekolben mit dem Arbeitskolben verbunden ist.5. Two-stroke engine according to claim 1, characterized in that the two-stroke engine has a charge piston, the charge piston is connected to the working piston.
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