DE3244702A1

DE3244702A1 - Two-stroke engine with variable exhaust slide valve control

Info

Publication number: DE3244702A1
Application number: DE19823244702
Authority: DE
Inventors: Paul 3360 Osterode Götze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1984-06-07

Abstract

The invention relates to an internal combustion engine, particularly a two-stroke engine, with exhaust slide valve control, the closing point of which is controlled by means of a centrifugal governor as a function of the speed of the engine. The variable control of the exhaust slide valve improves the charge cycle and reduces the fuel consumption and the pollutants in the exhaust gas. <IMAGE>

Description

Zweitaktmotor mit variabler Auslaßschiebersteuerung. Two-stroke engine with variable exhaust valve control.

Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor mit Umkehrspülung,der durch hinzufügen einer variablen Auslaßschiebersteuerung,mehr Leistung erbringt.Dieser Motor wurde hauptsächlich erfunden,um die Leistung des Pkw -Dieselmotors zuerhöhen'ohne die Anschaffungskosten allzu sehr in die Höhe zu treiben. The invention relates to a two-stroke engine with reverse scavenging, the by adding a variable exhaust valve control, this one produces more power Engine was mainly invented to increase the performance of the passenger car diesel engine without to drive up the cost too much.

Es wäre in heutiger Zeit durchaus wünschenswert,wenn es mehr Pkw mit Dieselmotoren gäbe.Der Dieselmotor verbraucht 25% weniger Kraftstoff und seine Abgase enthalten viel weniger Schadstoffe,wie die Abgase der Ottomotoren.Dieselabgase enthalten kaum Kohlenmonoxyd und sind völlig bleifrei.Nowadays it would be very desirable if there were more cars with Diesel engines existed. The diesel engine consumes 25% less fuel and its exhaust gases contain far fewer pollutants than the exhaust gases from gasoline engines hardly any carbon monoxide and are completely lead-free.

Der Pkw. mit Dieselmotor ist z.Zt.sehr teuer und nicht so leistungsfähig,wie ein Pkw.mit Ottomotor.Man hat nun in letzter Zeit versucht,dise Motoren mit Hilfe von Abgasturboladern aufzuladen,um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen.Technisch ist das gelungen aber leider ist dieses Verfahren sehr teuer. The passenger car with a diesel engine is currently very expensive and not as efficient as A car with a gasoline engine. Lately attempts have been made to use these engines of exhaust gas turbochargers in order to increase performance successful but unfortunately this process is very expensive.

Ich habe nun den Weg beschritten die Leistung der Dieselmotoren zu erhöhen,indem ich die Zahl der Krafthübe verdoppelt habe,d.h.diese Motoren im Zweitakt arbeiten zu: lassen. I have now embarked on the path to the performance of diesel engines by doubling the number of power strokes, i.e. these engines in two-stroke work to: let.

Nun leistet allerdings tin herkömmlicher Zweitaktmotor kaum mehr,wie ein Viertakter.Das kommt hauptsächlich daher,daß diese Motoren symmetrische Steuerzeiten haben,wobei-die Auslaßschlitze zuerst öffnen und zuletzt schließen.Dadurch entweicht ein Teil der Frischluft bei Dieselmotoren,ein Teil vom Frischgas der Ottomotoren in den Auspuff.Außerdem geht ein Drittel des Hubraums verloren.Bei Schiffsdieselzweitaktmotoren verwendet man schon seit Jahrzehnten Auslaßdrehschieber,um asymmetrische Steuerzeiten zu erzielen.Dadurch wird verhindert, daß Frischluft in den Auspuff entweicht und außerdem noch eine Aufladung möglich wird. .Now, however, the conventional two-stroke engine can hardly do anything more a four-stroke engine. This is mainly due to the fact that these engines have symmetrical valve timing where-the outlet slots open first and close last. This escapes part of the fresh air in diesel engines, part of the fresh gas in gasoline engines In addition, a third of the cubic capacity is lost in marine diesel two-stroke engines has been used for decades rotary exhaust valves to asymmetrical This prevents fresh air from entering the exhaust escapes and a charge is also possible. .

Ich habe diese Steuerung auf Dieselmotoren übertragen,deren Größen in Pkw.üblich sind.Ich habe jedoch eine Kolbenschiebersteuerung vorgesehen,obwohl eine Drehschiebersteuerung ideealer erscheint.Doch ich befürchte,das eine Drehschiebersteuerung den thermischen und schmiertechnischen Problemen bei diesen schnellaufenden Motoren,nicht gewachsen ist. I have transferred this control to diesel engines, their sizes are common in cars. I have, however, provided a piston valve control, although a rotary valve control seems more ideal, but I fear that a rotary valve control the thermal and lubrication problems with these high-speed engines has grown.

Was ich jedoch hauptsächlich als neu vorstellen möchte,ist die drehzahlabhängige Verstellung des Schließzeitpuhktes der Auslaßkolbenschieber.Diese Verstellung ist notwendig,damit im unteren Drehzahlbereich,in dem ein Kfz.-Motor ein gutes Drehmoment braucht,die Überschneidung von Auslaß und Einlaß,zeitmäßig gesehen nicht zu lang wird,Zu lange Überschneidungen würden zum Durchblasen von Frischluft bzw.Frischgas führen'was in beiden Fällen zu Leistungsverlusten und erhöhtem Kraftstoffverbrauch führen würde.Aus dieser Verstellung ist auch der Name: Variable Auslaßschiebersteuerung"abgeleitet. What I would mainly like to introduce as new, however, is the speed-dependent one Adjustment of the closing time of the outlet piston valve. This adjustment is necessary so in the lower speed range, in which a motor vehicle engine has a good torque needs, the overlap of outlet and inlet, not too long in terms of time If the overlaps are too long, fresh air or fresh gas will be blown through in both cases lead to a loss of performance and increased fuel consumption The name: Variable outlet valve control is derived from this adjustment.

Die Steuerzeiten für solch einen Motor,-mit einem Hubraum von 500# cm habe ich theoretisch folgendermaßen berechnetßAuslaß öffnet 70°vor U,T.und schließt je nach Drehzahl bei U.T. The timing for such an engine, -with a displacement of 500 # Theoretically I calculated cm as follows: outlet opens 70 ° before U, T. and closes depending on the speed at U.T.

O»er bis zu 40°danach.Einlaß öffnet 50°vor U.T. und schließt, da ungesteuert,50°danach.Biese Steuerzeiten sind'wie schon angeführt,reine Theorie und müßte noch durch praktische Versuche verbessert werden. Mit 500#ist natürlich der Hubraum eines Zylinders gemeint Ein Ausführungsbeispiel der erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.Upper up to 40 ° afterwards. Inlet opens 50 ° before BDC. and closes, as it is not controlled, 50 ° afterwards As already mentioned, tax times are pure theory and should still be based on practical ones Attempts to be improved. Of course, 500 # means the displacement of a cylinder A Embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below described in more detail.

Es zeigend Fig.1,Einen Zweitaktmotor mit variabler Ausla.schiebersteuerung,als Dieselmotor in Vereinfachter Darstellung, im Querschnitt.It shows Fig.1, a two-stroke engine with variable Ausla.schiebersteuerung, as Diesel engine in a simplified representation, in cross section.

Fig.2.Den gleichen Motor im Längsschnitt von oben gesehen.Fig. 2. The same engine seen in a longitudinal section from above.

Beide Figuren sind im Maßstab 1:3 gezeichnet.Both figures are drawn on a scale of 1: 3.

Fig.3.Den Fliehkraftregler' der die Verstellung des Schließzeitpunktes bei der Auslaßschiebersteuerung bewirkt, im Querschnitt.Fig.3.The centrifugal governor 'which adjusts the closing time causes in the exhaust valve control, in cross section.

Fig.4.Den gleichen Fliehkraftregler im Längsschnitt.Fig. 4. The same centrifugal governor in longitudinal section.

Es folgt die Erläuterung der Zeichnung nach: Aufbau und Wirkungsweise. The following is an explanation of the drawing: Structure and mode of operation.

Wie schon Angeführt handelt es sich in Fig. 1.um einen Zweitaktdieselmotor mit variabler Auslaßschiebersteuerung.und Umkehrspülung.Die bei Zweitaktmotoren zur Zylinderspülung notwendige Druckluft wird im Gebläse 1 erzeu=t.In der Zeichnung ist es ein Rootsgebläse.Es könnten natürlich auch andere Gebläse verwendet werden.Von dort gelangt die Spülluft durch die Spülluftleitung 2 in die Arbeitszylinder 3,wo sie die restlichen Abgase durch den Steuerschieberzylinder 4,inden Auspuff 5 drückt.Sehr deutlich ist in Fig.1 der Auslaßschieberkolben und -Zylinder zu sehen.Wie schon auf Seite 2 angoführt,ist es durch diese Konstruktion möglich'asymmetrische Steuerzeiten zu erzielen,die außerdem noch den jeweiligen Drehzahlen angepaßt erden, so das in allen Drehzahlbereichen eine Aufladung möglich wird. As already mentioned, Fig. 1 is a two-stroke diesel engine with variable exhaust valve control and reverse scavenging for two-stroke engines The compressed air required for cylinder flushing is generated in fan 1 in the drawing it is a Roots blower. Of course, other blowers could also be used there the scavenging air passes through the scavenging air line 2 into the working cylinder 3, where it pushes the remaining exhaust gases through the control slide cylinder 4 into the exhaust 5. Very The exhaust slide piston and cylinder can be seen clearly in Fig. 1, as before on page 2, it is possible through this construction'asymmetrical control times to achieve, which are also adapted to the respective speeds, so that in charging is possible in all speed ranges.

Auf der Zeichnung ist der Antrieb der einzelnen Aggregate als Zahnriemenantrieb dargestellt.Es können natürlichauch Ketten oder Zahnräder als Übertragungsorgane dienen.The drawing shows the drive for the individual units as a toothed belt drive It can of course also Chains or gears as transmission organs to serve.

Fig.2 zeigt den gleichen Motor im Längsschnitt von oben. Fig.2 shows the same engine in a longitudinal section from above.

6 ist das Spülluftgebläse,7 die pülluftleitung,8sind die bpülluftkanäle,über welche die Spülluft in die Arbeitszylinder 9 gelangt,wo sie dann die restlichen Abgase durch die Steuerschieberzylinder 10 in den Auspuff 11 drückt.6 is the scavenging air blower, 7 is the scavenging air line, 8 are the scavenging air ducts, over which the scavenging air enters the working cylinder 9, where they then the remaining Presses exhaust gases through the control slide cylinder 10 into the exhaust 11.

Fig.3 zeigt den Bliehkraftregler,der die Verstellung des Schließzeitpunktes der Auslaßsteuerschieber bewirkt,im Querschnitt.Dieser Regler arbeitet ähnlich,wie die Spritzversteller der Dieseleinspritzpumpen,jedoch umgekehrt.Das heißt: Der Auslaßschluß liegt bei höheren Drehzahlen um ca.35°später als bei niedriegen.12 ist das vordere Ende der kleinen Kurbelwelle,welche die Auslaßkolbenschieber betätigt.Fest auf dieser Welle sitzt das Kurvenstück 13.Auf denbeiden Bolzen 14, die fest in die Zahnriemenscheibe eingepreßt sind,sind die Ausleger der Fliehgewichte 14,drehbar gelagert.An den Fliehgewichten befestigt,sind die Rollen 16.Wenn sich nun bei hö--heren Drehzahlen die Fliehgewichte nach außen bewegen,drükken diese Rollen auf das Xurvenstück 13,und verdrehen dieses mitsamt der kleinen Kurbelwelle,gegen den Druck der Schraubenfedern 17,entgegen dem Uhrzeigersinn,also rückwärts.Dadurch wird erreicht,daß die Auslaßschieberkolben später schließen.Dadurch bleibt die Überschneidung'zeitmäßig gesehen bei allen Drehzahlen gleich lang. C Fig.4 zeigt den gleichen Regler,wie in Fig.3 von oben gesehen.18 ist das Ende der kleinen Kurbelwelle.Auf dieser ist die Hohlwelle 19 drehbar gelaget,Fest mit dieser Welle verbunden,bzw.aus einem Stück gearbeitet,ist die Zahnriemenscheibe 20o In diese sind die Bolzen 21(in Fig.4 nur einer sichtbar), fest eingepreßt.23 ist das eine Ende des Kurvenstücks,24 eine der beiden Schraubenfedern,die den Fliehgewichten entgegen wirken.Fig. 3 shows the centrifugal force regulator, which adjusts the closing time the outlet control slide causes, in cross section. This regulator works similar to how the injection adjusters of the diesel injection pumps, but vice versa. That means: the outlet closure is about 35 ° later at higher speeds than at lower speeds. 12 is the front one End of the small crankshaft that operates the exhaust piston valve, fixed on this On the shaft, the cam piece 13 sits on the two bolts 14, which are firmly attached to the toothed belt pulley are pressed in, the arms of the flyweights 14 are rotatably mounted. On the flyweights The rollers 16 are attached. If the centrifugal weights are now at higher speeds move outwards, press these rollers on the Xurvenstück 13, and twist it together with the small crankshaft, against the pressure of the coil springs 17, against clockwise, i.e. backwards. This causes the outlet slide piston close later. This means that the overlap remains at all speeds in terms of time of equal length. C Fig.4 shows the same controller as seen in Fig.3 from above. 18 is the end of the small crankshaft. On this the hollow shaft 19 is rotatably mounted, fixed The toothed belt pulley is connected to this shaft or made from one piece 20o The bolts 21 (only one visible in FIG. 4) are fixed in this pressed in. 23 is one end of the curve piece, 24 is one of the two coil springs that counteract the flyweights.

Als Schmierung für diese Motoren,könnte man die Druckumlaufschmierung verwenden,wie sie heute allgemein bei Kfz.-viertaktmotoren üblich ist.Da diese Art der Schmierung bekannt ist,wurde auf eine Darstellun verzichtet. As a lubrication for these engines, one could use the pressure circulation lubrication as it is commonly used today in four-stroke motor vehicle engines the lubrication is known, it was not shown.

Claims

Claim, two-stroke engine with variable exhaust valve control, characterized in that, as a two-stroke engine, it also has an outlet piston valve control has, whose closing time is controlled by a centrifugal governor, the respective speeds This is adapted to enable charging in all speed ranges.