DE3322121A1 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents
Two-stroke internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
Zweitakt-VerbrennungsmotorTwo-stroke internal combustion engine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Schnellaufenden und ein hohes Drehmoment erzeugenden Zweitakt-Mehrzylinder- mit Benzin oder Diesel betriebenen Verbrennungsmotors/ bei welchem ein Luftgebläse oder eine in Reihe geschaltete Turboladerkombination verwendet wird und die inneren beweglichen Teile einen neue Konstruktion aufweisen, und betrifft insbesondere die Konstruktion der Spülventile, die durch die relativ große Fläche der Nocken einer Nockenwelle und die zugehörigen Vorrichtungen , die alle im Zylinderkopf angeordnet sind, geöffnet und geschlossen werden. Von Bedeutung ist auch die Kolbenanordnung, die ein neues Konstruktionsmerkmal aufweist. Ein Druckumlaufschmiersystem wird verwendet, um die wesentlichen und kritischen beweglichen Teile zu schmieren, wodurch die Erfindung zu einer leistungsfähigen Vorrichtung gemacht wird. Auch sorgen die Konstruktion und die Anordnung der Auslaßschlitze in jedem Zylinder für den leistungsmäßig besten Betrieb des Motors.The invention relates to a method for operating a high-speed vehicle and a high torque generating two-stroke multi-cylinder with gasoline or diesel powered internal combustion engine / in which an air blower or a series-connected turbocharger combination is used and the inner ones moving parts have a new design, and particularly relates to the design of the Purge valves created by the relatively large surface area of the cams of a camshaft and associated devices , which are all arranged in the cylinder head, can be opened and closed. Significant is also the piston arrangement, which is a new design feature having. A pressurized circulating lubrication system is used to maintain the essentials and to lubricate critical moving parts, making the invention a powerful device is made. The design and location of the exhaust ports in each cylinder also provide for the best possible engine operation.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung der vielen Nachteile, Beschränkungen, Schwierigkeiten und unzulänglichen Betriebseigenschaften der meisten Zweitaktmotoren, insbesondere mit Druckschmierung. Außerdem sollen Spülventile geschaffen werden, die von besonderen Nocken geöffnet und geschlossen werden, die eine relativ große Kontaktfläche für eine längere Dauer der Ventilöffnungsperiode haben. DieThe object of the invention is to avoid the many disadvantages, limitations, difficulties and poor performance of most two-stroke engines, especially those with pressure lubrication. In addition, flushing valves are to be created that are opened and closed by special cams, which have a relatively large contact area for a longer duration of the valve opening period. the
Ventile und zugehörigen Vorrichtungen sollen im Zylinderkopf eingebaut sein. Ferner soll eine Kolbenanordnung geschaffen werden, die Druckschmierungsprobleme vermindert und in Griff bekommt. Weiterhin sollen die Kolbenanordnung, die Spülventile und die zugehörigen Vorrichtungen so ausgebildet, die Form und die Anordnung der Auslaßschlitze in jedem Zylinder so gestaltet und ein Luftgebläse so angewendet werden, daß es insgesamt zu vergleichsweise saubereren Abgasemissionswerten führt. Ferner soll ein Motor geschaffen werden, der ein hohes Drehmoment und hohe Drehzahlen durch weniger bewegliche Teile und einen kompakten Aufbau erzeugt. Darüber hinaus soll die Luftgebläseanordnung ein Laufrad des Schaufeltyps (Scoop-Typ) und einen Verdichterläufer haben, die zusammen auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind, die auf Kugellagern gelagert ist und mittels eines Zahnrades oder einer Riemenscheibe angetrieben werden kann.Valves and associated devices should be built into the cylinder head. Furthermore, a piston assembly be created, which reduces pressure lubrication problems and gets them under control. Farther the piston assembly, flush valves and associated devices are designed to conform to the shape and the arrangement of the exhaust ports in each cylinder so designed and an air blower applied that it leads overall to comparatively cleaner exhaust emission values. Furthermore should A motor can be created that has high torque and high speeds by being less agile Parts and a compact structure produced. In addition, the air blower assembly is intended to be an impeller of the blade type (scoop type) and have a compressor rotor, which together on a common shaft are attached, which is mounted on ball bearings and by means of a gear or a pulley can be driven.
Diese Aufgabe wird unter Verwendung der Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved using the features of the characterizing part of the claim 1 solved.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein aufgeladener Zweitakt-Mehrzylinderverbrennungsmotor mit Reihenoder V-förmiger Anordnung und einem Druckschmiersystem, der gekennzeichnet ist durch die Kombination folgender Merkmale: ein Zylinderblock mit darin gebildeten Zylinderbohrungen, ein Zylinderkopf am oberen Ende der Zylinderbohrungen, der diese verschließt und eine Brennkammer am oberen Ende jeder Zylinderbohrung begrenzt, eine Kolbenanordnung in jeder Bohrung, die einen Kolben mit einem kuppelförmigen Boden und eine mit dem Kolben arbeitsmäßig verbundene Pleuelstange zum HinundherbewegenThe subject of the invention is thus a supercharged two-stroke multi-cylinder internal combustion engine with in-line or V-shaped arrangement and a pressure lubrication system, which is characterized by the combination following features: a cylinder block with cylinder bores formed therein, a cylinder head on the upper end of the cylinder bores, which closes them, and a combustion chamber at the upper end of each Cylinder bore delimits a piston assembly in each bore that has a piston with a domed shape Bottom and a reciprocating connecting rod operatively connected to the piston
A H M *tA H M * t Al· QS O ft ft λ « A *Al QS O ft ft λ «A *
desselben zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt aufweist, eine Kurbelwelle, die im unteren Teil des Blocks drehbar gelagert ist, wobei die Pleuelstangen mit der Kurbelwelle arbeitsmäßig verbunden sind und eine ölwanne das untere Ende der Zylinderbohrungen und die Kurbelwelle umschließt„ und wobei der Zylinderkopf eine Nockenwelle aufweist, die daran drehbar gelagert ist und in Wirkverbindung mit der Kurbelwelle steht, mindestens ein Einlaß- und Spülventil, das an dem Zylinderkopf angebracht ist und mit der Brennkammer jeder Zylinderbohrung in Wirkverbindung steht, ein Schlepphebel, der am Zylinderkopf beweglich angebracht ist und mit einem Ende an dem Einlaß- und Spülventil angreift, ein Nocken für jeden Schlepphebel, der an der Nockenwelle gebildet ist, und mit dem anderen Ende des Schlepphebels in Wirkverbindung steht, wobei die Nocken eine verhältnismäßig große Fläche der Berührung mit dem Schlepphebel zum Steuern des öffnens, Schließens und der Öffnungsdauer des Einlaß- und Spülventils und eines Auslaßschlitzes haben, der im unteren Bereich der Zylinderwände der Zylinderbohrungen angeordnet, nach unten und nach außen durch die Zylinderwände geführt ist und von dem hinundhergehenden Kolben, der sich daran vorbeibewegt, zu- und aufgedeckt wird.the same between the top dead center and the has bottom dead center, a crankshaft which is rotatably mounted in the lower part of the block, the connecting rods are operatively connected to the crankshaft and an oil pan is the lower The end of the cylinder bores and the crankshaft encloses “and wherein the cylinder head is a camshaft has, which is rotatably mounted thereon and is in operative connection with the crankshaft, at least one intake and purge valve attached to the cylinder head and connected to the combustion chamber each cylinder bore is in operative connection, a rocker arm, which is movably attached to the cylinder head and one end engages the inlet and purge valve, a cam for each Rocker arm, which is formed on the camshaft, and in operative connection with the other end of the rocker arm stands, with the cam having a relatively large area of contact with the rocker arm for controlling the opening, closing and opening times of the inlet and purge valve and one Have outlet slot, which is arranged in the lower region of the cylinder walls of the cylinder bores, is guided downwards and outwards through the cylinder walls and from the reciprocating piston, which moves past it, is covered and uncovered.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt;Embodiments of the invention are shown in the drawings and will be described below described in more detail. It shows;
Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Zylinders und einer Kolbenanordnung, wobei der Kolben imFig. 1 is a schematic, partially sectioned side view of a cylinder and a Piston assembly, the piston in
letzten Teil des Arbeitshubes bei bereitslast part of the working stroke at already
Ι teilweise geöffnetem Spülventil oderΙ partially open flush valve or
Auslaßventil gezeigt ist,Exhaust valve is shown
Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, wobei jedoch der Kolben im unteren TotFIG. 2 shows a representation similar to FIG. 1, but with the piston in the bottom dead
punkt bei vollständig geöffnetem Einlaßventil gezeigt ist,point is shown with the inlet valve fully open,
Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, . wobei jedoch der Auslaßschlitz durch denFIG. 3 shows a representation similar to FIG. 1,. however, the outlet slot through the
Kolben verdeckt zu Beginn des Verdichtungshubes bei noch teilweise geöffnetem Einlaßventil gezeigt ist,Piston covered at the beginning of the compression stroke with the inlet valve still partially open is shown
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, wobeiFIG. 4 shows a representation similar to FIG. 1, wherein
jedoch der Kolben im oberen Totpunkt seines Verdichtungshubes gezeigt ist,however the piston is shown in the top dead center of its compression stroke,
Fig. 5 eine weggebrochene Querschnittsdarstellung der Kolben- und PleuelstangenanordnungFig. 5 is a broken away cross-sectional view of the piston and connecting rod assembly
allein,alone,
Fig. 6 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Turboladers, der mit dem Motor verbunden ist,Fig. 6 is a schematic, partially sectioned side view of a turbocharger, which with is connected to the engine,
Fig. 7 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 6,FIG. 7 shows a representation similar to FIG. 6,
wobei jedoch eine V-Anordnung gezeigt ist,however, a V-arrangement is shown,
Fig. 8 eine weggebrochene QuerschnittsdarstellungFig. 8 is a broken away cross-sectional view
einer bevorzugten Luftgebläsekonstruktion,a preferred air blower design,
Fig. 9 eine Ansicht von links in Fig. 8 und9 is a view from the left in FIGS. 8 and 8
Fig. 10 ein Beispiel des Ventil- und Schlitzdiagramms des Motors.Figure 10 is an example of the valve and slot diagram of the engine.
* -Ίι"- ■" ■** -Ίι "- ■" ■ *
In den Zeichnungen sind mit den gleichen Bezugszeichen sich entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren bezeichnet.In the drawings, the same reference numerals indicate corresponding parts in the different ones Figures designated.
Es wird zunächst auf die Figuren 1 bis 4 Bezug genommen, in welchen mit der Bezugsziffer 10 ein Zylinder im allgemeinen bezeichnet ist, der eine Zylinderwand 11, Kühiwasserkanäle 12, die darin gebildet sind, und eine ZyIinderkopfanordnung 13, die an der Oberseite des Zylinders durch herkömmliche Mittel (nicht dargestellt) befestigt ist, aufweist.Reference is first made to Figures 1 to 4, in which the reference numeral 10 denotes a cylinder generally, the one Cylinder wall 11, cooling water channels 12 formed therein, and a cylinder head assembly 13, attached to the top of the cylinder by conventional means (not shown).
Ein Ventilgehäuse 14 überragt den Zylinderkopf und ist ebenfalls durch herkömmliche Mittel, die nicht gezeigt sind, befestigt.A valve housing 14 protrudes over the cylinder head and is also by conventional means that are not are shown attached.
Eine Kolbenanordnung geht im Zylinder hin und her, wobei die Kolbenanordnung allgemein mit der Bezugsziffer 15 bezeichnet ist und einen Kolben, der insgesamt mit 16 bezeichnet ist und eine Pleuelstange, die insgesamt mit 17 bezeichnet ist, aufweist, von denen Einzelheiten unten beschrieben werden.A piston assembly reciprocates in the cylinder, the piston assembly being indicated generally by the reference numeral 15 and a piston as a whole is denoted by 16 and a connecting rod, which is denoted as a whole by 17, has of details of which are described below.
Ein Auslaßschlitz 18 ist durch die Wand des Zylinders
11 auf dessen einen Seite gebildet, wobei der AuslaSschlitz
vorzugsweise eine rechtwinklige Form hat und nach unten und nach außen durch die Wand
geführt ist, wie deutlich in den Figuren 1 bis 4 gezeigt ist.
30An outlet slot 18 is formed through the wall of cylinder 11 on one side thereof, the outlet slot preferably being rectangular in shape and extending downwardly and outwardly through the wall as clearly shown in Figures 1-4.
30th
Ein Ättslaßrohr 19, das zu einem Auspuffkrümmer 20 (siehe Fig. 6) führt, ist an dem Auslaßschlitz an" dessen Außenseite durch einen Flansch 21 und Schrauben 22 befestigt, und dieses Auslaßrohr 19 verläuft nach außen und nach unten in einem zum Neigungswinkel des Auslaßschlitzes ähnlichen NeigungswinkelAn exhaust pipe 19 leading to an exhaust manifold 20 (see Fig. 6) leads to the outlet slot on "its outside by a flange 21 and screws 22, and this outlet pipe 19 extends outward and downward at an angle of inclination angle of inclination similar to that of the outlet slot
durch die Zylinderwand 11, um den Austritt der Auspuffgase zu erleichtern, wie unten beschrieben wird.through the cylinder wall 11 to facilitate the exit of the exhaust gases, as will be described below .
Mindestens ein und vorzugsweise zwei oder mehr Lufteinlaß- und Spülventile 23 sind in dem Zylinderkopf 13 vorgesehen, die normalerweise auf Ventilsitzen 24 sitzen und daran durch Ventilfedern 25 an den oberen Enden 26 der Ventilschäfte gehalten werden, die durch Ventilführungen 27 im Kopf 13 hindurch auf eine herkömmliche Art und Weise angreifen. At least one, and preferably two or more, air intake and purge valves 23 are provided in the cylinder head 13, which normally sit on valve seats 24 and are held thereon by valve springs 25 at the upper ends 26 of the valve stems which pass through valve guides 27 in the head 13 on a conventional manner attack.
Vorzugsweise werden diese Ventile durch eine obenliegende Nockenwelle 28 betätigt, die auf einePreferably, these valves are operated by an overhead camshaft 28 which is on a
herkömmliche Art und Weise (nicht dargestellt) drehbar gelagert ist und mit der Kurbelwelle (nicht
dargestellt), die ebenfalls herkömmlich ist, in Wirkverbindung steht.
20conventional manner (not shown) is rotatably mounted and with the crankshaft (not shown), which is also conventional, is in operative connection.
20th
Die Nocken 29 der Nockenwelle sind jedoch mit einer relativ großen Kontaktfläche 3OA ausgebildet, um die Öffnungsdauer der Lufteinlaßventile 33 und auch den Zeitpunkt, in dem sie geöffnet und geschlossen' werden, zu steuern.The cams 29 of the camshaft, however, are designed with a relatively large contact surface 30A in order to the opening time of the air inlet valves 33 and also the time at which they are opened and closed ' be to control.
Die Nocken 29 greifen an Schlepphebeln bzw. Kipphebeln 30 an, die mit einem Ende an Schlepphebellagern 31 schwenkbar gelagert sind und an den oberen' Enden 26 der Ventilschäfte mit den anderen Enden 32A auf eine herkömmliche Art und Weise angreifen.The cams 29 engage rocker arms or rocker arms 30, one end of which is attached to rocker arm bearings 31 are pivotally mounted and at the upper 'ends 26 of the valve stems with the other ends Attack 32A in a conventional manner.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine insgesamt mit 32 bezeichnete Luftgebläseanordnung vorgesehen, die funktionsmäßig mit dem Motor auf eine herkömmliche Art und Weise verbunden ist, um dem LufteinlaßventilIn Figures 1 to 4, a total of 32 designated air blower arrangement is provided, the is operably connected to the engine in a conventional manner by the air intake valve
.*::*::::·::.: JoZZ 1Z I. * :: * :::: · ::.: JoZZ 1Z I
über die Kanäle 33 Luft unter überatmosphärischem Druck zuzuführen, die mit einer Einlaßleitung oder einem Ansaugkrümmer verbunden sein können, wenn eine Vielzahl von Kolben und Zylindern verwendet wird.to supply air under superatmospheric pressure via the channels 33, which is connected to an inlet line or may be connected to an intake manifold when a plurality of pistons and cylinders are used.
Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform der Luftgebläseanordnung sind in den Figuren 3 und 9 gezeigt, und sie umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 34, in welchem eine Gebläseflügelanordnung, dieDetails of the preferred embodiment of the Air blower assemblies are shown in Figures 3 and 9 and comprise a cylindrical housing 34, in which a fan blade assembly, the
1-0 insgesamt mit 35 bezeichnet ist, auf einer Welle drehbar gelagert ist, die auf Lagern 37 abgestützt ist und vom Motor mittels eines Zahnrades 38 oder eines Zahnriemens (nicht dargestellt) angetrieben wird, das bzw. der mit der Nockenwelle auf eine herkömmliche Art und Weise mittels einer Steuerkette oder eines Zahnriemens antriebsmäßig verbunden ist.1-0 is designated as a whole by 35, on a shaft is rotatably mounted, which is supported on bearings 37 and from the motor by means of a gear 38 or a toothed belt (not shown) is driven, which or with the camshaft on a conventional manner is drivingly connected by means of a timing chain or a toothed belt.
Das Gebläse weist die vorgenannte Gebläseanordnung 35 mit einer äußeren Gruppe von Laufradschaufeln 39 und einer inneren Gruppe von Schrauben- oder Verdichterschaufeln 40 auf. Durch eine Drehung der Gebläseanordnung in Richtung des Pfeiles 41 wird Luft durch den zentralen Einlaß 42 in der Mitte der Vorderwand des Gehäuses angesaugt, verdichtet und durch das Auslaßende 43 ausgestoßen, das mit den Lufteinlaßventilen 23 funktionsmäßig verbunden ist, wie unten beschrieben wird.The fan has the aforesaid fan assembly 35 with an outer group of impeller blades 39 and an inner group of screw or Compressor blades 40 on. By rotating the fan assembly in the direction of arrow 41, Air is drawn in through the central inlet 42 in the center of the front wall of the housing, compressed and ejected through the outlet end 43 which is operatively connected to the air inlet valves 23, as described below.
Es wird auf die Kolbenanordnung Bezug genommen, <3,ie im: Detail in Fig. 5 dargestellt ist. Vorzugsweise
ist der Kolben aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und weist einen Kolbenboden 44, eine
Kolbenbodenkappe 45 und einen äußeren, zylindrischen
Mantelteil 46 auf.
35Reference is made to the piston arrangement, <3, ie is shown in detail in FIG. 5. The piston is preferably made from an aluminum alloy and has a piston crown 44, a piston crown cap 45 and an outer, cylindrical jacket part 46.
35
Die Kolbenkappe 45 ist kuppeiförmig.,wie durch dasThe piston cap 45 is dome-shaped., As indicated by the
Bezugszeichen 47 dargestellt ist und ist konvex gekrümmt, wobei die zum Auslaßschlitz 18 gehende Seite der Kappe 48 nach unten zu einem Punkt 48 hin gekrümmt ist, der niedriger als die Verbindung der Kappe mit dem Boden auf der gegenüberliegenden Seite ist, die durch das Bezugszeichen 50 dargestellt ist, liegt, so daß die Spitze 51 der Kuppel von der vertikalen Mittellinie des Kolbens zu der Seite 50 hin versetzt ist, die der unteren Seite 49 auf der Auslaßschlitzseite des Zylinders im zusammengebauten Zustand diametral gegenüberliegt.Reference numeral 47 is shown and is convexly curved, the one going to the outlet slot 18 Side of the cap 48 is curved down to a point 48 which is lower than the connection of the Cap with the bottom on the opposite side, which is represented by the reference numeral 50, so that the tip 51 of the dome is from the vertical centerline of the piston toward the side 50 is offset that of the lower side 49 on the outlet slot side of the cylinder in the assembled State is diametrically opposite.
Dies erleichtert den Strom der Abgase aus der Brennkammer 52, wobei die über die Gebläseanordnung 32 eintretende Luft mithilft. ·This facilitates the flow of exhaust gases from the combustion chamber 52, taking over the fan assembly 32 incoming air helps. ·
Ein Paar sich gegenüberliegender Kolbenaugen 53 sind in der Wand des Kolbens auf eine herkömmliche Art- und Weise gebildet, und ein Kolbenbolzen 54 ist in diesen Augen gelagert und ist auch in dem Kolbenbolzenende 55 der Pleuelstange 17 gelagert.A pair of opposing piston bosses 53 are in the wall of the piston in a conventional manner Formed way, and a piston pin 54 is mounted in these eyes and is also in the The piston pin end 55 of the connecting rod 17 is supported.
Es ist wünschenswert, die äußeren Enden der Augen 53 abzudichten, um zu verhindern, daß Schmieröl durch sie austritt, und zu diesem Zweck verläuft eine Verbindungsstange oder ein Stift 56 frei durch den Kolbenbolzen 54, der hohl ist, und ist z. B. durch Hartlöten an zwei konkaven Verschluß- oder Dichtungskappen 57 befestigt, von denen jede etwas innerhalb des jeweiligen äußeren Endes 58 der Kolbenbolzenaugen des Kolbens angeordnet ist, wie deutlich zu sehen ist.It is desirable to seal the outer ends of the eyes 53 in order to prevent lubricating oil from getting exits through it, and for this purpose a connecting rod or pin 56 extends freely through the Piston pin 54, which is hollow, and is e.g. B. attached by brazing to two concave sealing or sealing caps 57, each of which is somewhat within of the respective outer end 58 of the piston pin bosses of the piston is arranged, as can be seen from FIG see is.
Ein Paar oder mehrere Kolbenringe 59 sitzen in Kolbenringnuten 60 um den Kolben herum neben dem oberen Ende seines Bodens und ein ölab-A pair or more of piston rings 59 are seated in piston ring grooves 60 around the piston adjacent to it upper end of its bottom and an oil drain
streifring 61 ist in eine ringförmige Nut 62 eingesetzt; die neben dem unteren Ende des Mantels des Kolbens angeordnet ist, wobei ölrücklauffenster 63 in dem Mantel am unteren Ende der Nut auf eine herkömmliche Art und Weise gebildet sind.strip ring 61 is inserted into an annular groove 62; which is arranged next to the lower end of the skirt of the piston, with oil return window 63 are formed in the shell at the lower end of the groove in a conventional manner.
Von Bedeutung ist die Tatsache, daß der ölabstreifring immer unterhalb der unteren Seite 18A des Auslaßschlitzes bleibt, wenn der Kolben in der oberen Totpunktstellung ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist.What matters is the fact that the oil control ring always remains below the lower side 18A of the outlet slot when the piston is in the upper The dead center position is as shown in FIG.
Die Anordnung des Auslaßschlitzes 18 ist derart, daß er sich nach unten und nach außen an den Wänden des Zylinders neigt, und das sich anschließende Auslaßrohr hat vorzugsweise eine rechtwinklige Form und kann mit einem oder mehreren vertikalen Stäben 64 versehen sein, um die Kolbenringe an dem Auslaßschlitz vorbeizuleiten, um zu verhindern, daß sie sich an den Kanten der Wände, die den Schlitz begrenzen, verfangen.The arrangement of the outlet slot 18 is such that it extends downward and outward on the walls of the The cylinder inclines, and the adjoining exhaust pipe is preferably rectangular in shape and may be provided with one or more vertical rods 64 to support the piston rings at the outlet port to prevent them from getting on the edges of the walls that delimit the slot, caught.
Zur Beschreibung der Betriebsweise bis zu diesem Punkt wird auf die Figuren 1 bis 4 Bezug genommen.Reference is made to FIGS. 1 to 4 to describe the mode of operation up to this point.
in Fig. 1 nähert sich der Kolben dem unteren Ende des Arbeitshubes, und das Spülventil beginnt gerade sich zu öffnen. In Fig. 2 ist der Kolben am unteren Ende des Arbeitshubes, wobei der Auslaßschlitz 18 freigelegt ist und Luft, die durch das nunmehr vollständig geöffnete Spül- oder Einlaßventil hindurchgeht, in ausreichender Menge von der Gebläseanordnung 32 zugeführt wird, um die Abgase durch den Auslaßschlitz vollends auszuspülen, was durch den gemeinsamen Winkel der Kolbenbodenkappe an dieser Stelle, des nach unten geneigten Auslaßschlitzes 18 und des Auslaßrohres 19 erleichtert wird.in Fig. 1 the piston is approaching the lower end of the power stroke and the purge valve is just beginning to open up. In Fig. 2 the piston is at the lower end of the working stroke, with the outlet slot 18 is exposed and air passing through the now fully open purge or inlet valve, is supplied in sufficient quantity from the fan assembly 32 to pass the exhaust gases through the Completely flush out the outlet slot, which is due to the common angle of the piston head cap on this Place, the downwardly inclined outlet slot 18 and the outlet pipe 19 is facilitated.
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In dieser Stellung befindet sich der Kolben im unteren Totpunkt, und in Fig. 3 beginnt er sich auf dem Verdichtungshub nach oben zu bewegen, wobei er den Auslaßschlitz 18 abgedeckt hat, obgleich das Spülventil noch leicht geöffnet ist, um sicherzustellen, daß eine volle Ladung Luft der Brennkammer 52 zugeführt wird.In this position the piston is in the bottom dead center, and in Fig. 3 it begins to move up on the compression stroke, covering the outlet port 18, although that Purge valve is still slightly open to ensure that there is a full charge of air in the combustion chamber 52 is fed.
Das Spül- oder Einlaßventil 23 schließt nun, wenn der Kolben fortfährt, sich auf dem Verdichtungshub nach oben in die obere Totpunktstellung zu bewegen, die in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn der Kolben in dieser Stellung ist, wird erkennbar sein, daß der vorgenannte ölabstreifring 61 immer unterhalb der unteren Kante 18A des Ausläßschlitzes bleibt, so daß Schmieröl nicht durch diesen Schlitz austreten kann.The purge or inlet valve 23 now closes as the piston continues on the compression stroke to move up to the top dead center position, which is shown in FIG. When the piston is in this position, it will be seen that the aforementioned oil control ring 61 is always below the lower edge 18A of the outlet slot remains, so that lubricating oil cannot escape through this slot.
Innerhalb weniger Grade, wenn der Kolben den oberen Totpunkt seiner Bewegung erreicht, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird ein Kraftstoffsprühnebel über eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzanordnung 65 eingespritzt, der sich infolge der stark verdichteten Luft zwischen der Kappe des kuppeiförmigen Kolbenbodens und der Brennkammer des Zylinderkopfes auf herkömmliche Art und Weise entzündet, wobei das Spülventil 23 in diesem Punkt vollständig geschlossen ist. Die Mischung aus entzündetem Kraftstoff und stark verdichteter Luft dehnt sich aus und stößt den sich bewegenden Kolben nach unten, wobei er den Arbeits- oder Expansionshub in die in Fig. 1 dargestellte Stellung ausführt, und der Arbeitszyklus wiederholt sich immer wieder.Within a few degrees when the piston reaches top dead center of its travel, as in FIG. 4 As shown, a fuel spray is provided over a conventional fuel injection assembly 65 injected, which is due to the highly compressed air between the cap of the dome-shaped piston head and ignite the combustion chamber of the cylinder head in a conventional manner, the Flush valve 23 is completely closed at this point. The mixture of ignited fuel and highly compressed air expands and pushes the moving piston down, wherein he executes the work or expansion stroke in the position shown in Fig. 1, and the The work cycle repeats itself over and over again.
Es ist hervorzuheben, daß die Spülventile 23 einen relativ großen Durchmesser haben, um sicherzustellen,It should be emphasized that the flushing valves 23 have a relatively large diameter in order to ensure that
daß die den Zylindern 52 zugeführte Luft ausreichend
ist, um die Zylinder vollständig zu spülen und zu
laden jedesmal,wenn der Kolben das untere Ende seines Hubes erreicht.
5that the air supplied to the cylinders 52 is sufficient to completely purge and charge the cylinders each time the piston reaches the bottom of its stroke.
5
Außerdem ist hervorzuheben, daß die Spülventile 23 in korrekter zeitlicher Abstimmung mit der Kolbenbewegung geöffnet und geschlossen werden. Um dies zu erreichen, haben die Nocken 29 der Nockenwelle 29 eine relativ große Kontaktfläche 3OA, und sie sind so ausgebildet, daß sie die Dauer des öffnens und Schiießens der Spülventile 23 in bezug auf die Kolbenbewegung korrekt zeitlich bestimmen. Die Spülventile 23, die Schlepphebel 30 und die Nocken 29 der Nockenwelle 28 berühren einander mechanisch und sind alle auf dem Zylinderkopf zusammengebaut. Die Nockenwelle 28 wird von der Kurbelwelle mittels Zahnräder und Kette oder Zahnriemen auf herkömmliche Art und Weise mechanisch angetrieben.It should also be emphasized that the flushing valves 23 are opened and closed at the correct timing with the piston movement. To this To achieve, the cams 29 of the camshaft 29 have a relatively large contact area 30A, and they are designed so that they the duration of the opening and closing of the flush valves 23 with respect to the Timing the piston movement correctly. The flushing valves 23, the rocker arms 30 and the cams 29 of the camshaft 28 mechanically contact each other and are all assembled on the cylinder head. The camshaft 28 is from the crankshaft by means of gears and a chain or toothed belt in a conventional manner Mechanically driven way.
Es wird Bezug genommen auf die neuartige Konstruktion der Kolbenanordnung, die im Detail in Fig. 5 dargestellt ist. Der Kolben ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und weist einen Kolbenboden 44, eine Kolbenbodenkappe und einen äußeren zylindrischen Mantelteil 46 auf.Reference is made to the novel construction of the piston assembly shown in detail in FIG is. The piston is preferably made of an aluminum alloy and has a Piston head 44, a piston head cap and an outer cylindrical shell part 46.
Wie zuvor erwähnt, ist die Kolbenanordnung, die in weggebrochener Form in Fig. 5 dargestellt ist, ein weiteres wichtiges Merkmal, denn sie wirkt sich auf Schmierölprobleme aus und vermindert sie besonders, wenn ein Druckschmiersystem bei einem Zweitaktmotor verwendet wird. Die neuen Konstruktionsmerkmale der Kolbenanordnung sind die folgenden: der Boden 45 ist kuppeiförmig, um den Strom der Spülabgase zu erleichtern, ein Paar Kolbenringe 59As previously mentioned, the piston assembly shown in broken away form in Fig. 5 is Another important feature as it affects and alleviates lube oil problems especially when a pressure lubrication system is used on a two-stroke engine. The new design features of the piston assembly are as follows: the bottom 45 is dome-shaped to allow the flow of scavenging gases to facilitate a pair of piston rings 59
und ein Paar. Verschlußkappen 57, die an beiden Enden der Kolbenaugen eingebaut sind.. Aus Gründen der Betriebssicherheit sind diese Verschlußkappen 57 durch Hartlöten an einem Stift 56 befestigt, . der sich frei durch den Kolbenbolzen 54 hindurcherstreckt, der hohl ist. Die Verschlußkappen 57 sind an jedem äußeren Ende der Kolbenaugen 58 eingebaut, um zu vermeiden, daß Schmieröl dahindurch austreten kann.and a few. Sealing caps 57 installed at both ends of the piston bosses. For reasons For operational safety, these caps 57 are attached to a pin 56 by brazing, . which extends freely through the piston pin 54 which is hollow. The sealing caps 57 are installed at each extreme end of the piston bosses 58 to prevent lubricating oil from passing through can emerge.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der Kolbenanordnung ist der ölabstreifring 61, der nahe dem unteren Ende des Kolbenmantels zusammen mit ölrücklauflöcher 63 angeordnet ist, deren Aufgabe es ist, zu verhindern, daß Schmieröl zu den Auslaßschlitzen 18 abfließen kann und daß der ölabstreifer 61 immer unter der unteren Seite 18A des Auslaßschlitzes bleibt, wenn der Kolben in der oberen Totpunkt-Stellung seines Hubes ist.Another important feature of the piston assembly is the oil control ring 61, which is located near the lower end of the piston skirt is arranged together with oil return holes 63, the task of which is to prevent that lubricating oil can flow off to the outlet slots 18 and that the oil scraper 61 always remains under the lower side 18A of the exhaust port when the piston is in the top dead center position its stroke is.
Der Auslaßschlitz 18 ist in der Seite der Zylinderwand neben der unteren Totpunktstellung des Kolbens angeordnet, wobei er sich nach unten und nach außen neigt und von dem Kolben abgedeckt und freigegeben wird, um den Strom der Abgase in die Umgebung zu erleichtern.The outlet slot 18 is in the side of the cylinder wall next to the bottom dead center position of the piston arranged, sloping downward and outward, and covered and released by the piston to facilitate the flow of exhaust gases into the environment.
Wie zuvor erwähnt, eignet sich die Erfindung bei Einzylinder-oder Mehrzylindermotoren mit Reihen- oder V-förmiger Anordnung, die schematisch jeweils in den Figuren 6 und 7 gezeigt sind.As mentioned above, the invention is suitable for single-cylinder or multi-cylinder engines with in-line or V-shaped arrangement, which are shown schematically in Figures 6 and 7, respectively.
Es ist hervorzuheben, daß auch die Lüftgebläseanordnung 32 mit allen Zylinderanordnungen verwendet .35 werden kann, oder es kann alternativ eine in Reihe geschaltete Turbolader- und LuftgebläsekombinationIt should be emphasized that the fan assembly 32 can be used with all cylinder arrangements .35, or alternatively one in-line switched turbocharger and air blower combination
verwendet werden, wie schematisch in Fig. 7 gezeigt ist, in der sie insgesamt mit 66 bezeichnet ist.can be used, as shown schematically in FIG. 7, in which it is designated as a whole by 66.
Zum Schluß wird auf die Fig. 10 Bezug genommen, die ein Ventil- und Schlitzdiagramm zeigt.Finally, reference is made to Fig. 10, the Figure 10 shows a valve and slot diagram.
Die Breite der Nocken 3OA ist derart gewählt, daß sich das Einlaß- und Spülventil bei etwa 105° bis 110° nach dem oberen Totpunkt öffnet und bei etwa 70° nach dem unteren Totpunkt schließt, so daß es über etwa 140° offen bleibt.The width of the cams 30A is chosen so that the inlet and flushing valve at about 105 ° to 110 ° after top dead center and opens at about Closes 70 ° after bottom dead center, so that it remains open over about 140 °.
Die Anordnung des-Auslaßschlitzes bezüglich des Kolbens ist derart, daß der Kolben den Auslaßschlitz bei etwa 115° nach dem oberen Totpunkt freigibt und bei etwa 65° nach dem unteren Totpunkt abdeckt oder verschließt, so daß der Auslaßschlitz über etwa 130° unabgedeckt bleibt. Die Beziehung zwischen dem öffnen des Auslaßschlitzes und des öffnens des Einlaß- und Spülventiles ist derart, daß eine Überlappung von etwa 5° an jedem Ende entsteht, wenn das Einlaß- und Spülventil bei etwa 5° vor der Freigabe des Äuslaßschlitzes geöffnet wird und für etwa 5° nachdem der Auslaßschlitz abgedeckt oder geschlossen ist, offenbleibt.The arrangement of the outlet slot with respect to the The piston is such that the piston exits the outlet slot at about 115 ° after top dead center releases and covers or closes at about 65 ° after bottom dead center, so that the outlet slot remains uncovered over about 130 °. The relationship between the opening of the outlet port and the opening of the inlet and flushing valve is such that there is an overlap of about 5 ° at each end, when the inlet and flush valve is opened at about 5 ° before the release of the outlet slit and remains open for about 5 ° after the outlet slot is covered or closed.
Hierdurch wird das öffnen und Schließen und die Öffnungsdauer des Einlaß- und Spülventils gesteuert, wobei der Kolben und die Lage des Auslaßschlitzes das öffnen, das Schließen und die Öffnungsdauer des Auslaßschlitzes steuern.This controls the opening and closing and the opening time of the inlet and flushing valve, wherein the piston and the location of the outlet slot are the opening, closing and opening duration control of the outlet slot.
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