DE359398C

DE359398C - Two-stroke internal combustion engine with slide piston guided over the main piston

Info

Publication number: DE359398C
Application number: DED35414D
Authority: DE
Original assignee: GOTTFRIED DOERWALD
Current assignee: GOTTFRIED DOERWALD
Priority date: 1919-02-11
Filing date: 1919-02-11
Publication date: 1922-09-21

Description

Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit über dem Hauptkolben geführten Schieberkolben. Die bisherbekanntenZweitaktverbrennungskraftmaschinen bei denen die Zerstäubungsluft durch einen zweiten Kolben erzeugt wird, haben die Nachteile, daB sie für die Erzeugung der Zerstäubungsluft zu viel Kraft von der Gesamtleistung der Maschine entnehmen und dadurch den Nutzeffekt der Maschine wesentlich vermindern.Two-stroke internal combustion engine with guided over the main piston Spool. The previously known two-stroke internal combustion engines in which the atomizing air is generated by a second piston have the disadvantages that they have too much power from the total output for the generation of the atomizing air from the machine and thereby significantly reduce the efficiency of the machine.

Zweck der Erfindung ist, in einfacher Weise eine neue Wirkung des zweiten Kolbens zur Erzeugung der Zerstäubungsluft dadurch zu erzielen, daß derselbe während des Zusammendrückens der Zerstäubungsluft mit dem Hauptkolben Kraft auf die Kurbelwelle ausübt und dadurch den Nutzeffekt der Maschine wesentlich erhöht.The purpose of the invention is to create a new effect of the second piston for To achieve generation of the atomizing air, that the same during the compression of the atomizing air with the main piston Exerts force on the crankshaft and thereby the efficiency of the machine is significant elevated.

Weitere neue Wirkungen, die der Erfindungsgegenstand den bekannten Maschinen gegenüber aufweist, bestehen darin, daß i. ein über dem Hauptkolben geführter Schieberkolben (zweiter Kolben) im Deckel üffnungen für denEintritt der Zerstäubungsdüsen besitzt mit einem entsprechenden Zwischenraum zum Eindringen und Hinausdrücken der Zerstäubungsluft, 2. der Brennstoff, welcher am Ende des Verdichtungshubes in einen oder mehrereBehältex, die in ringförmige Zerstäubungsdüsen auslaufen und auf dem Hauptkolben befestigt sind,eingespritztwird, so daß derselbe ejektorartig aus den Düsen herausgesaugt und in feinzerstäubtem Zustand von der heißen Luft entzündet und im Verbrennungsraum oberhalb des Schieberkolbens je nach seiner in den Behältern enthaltenen Menge derart verbrannt wird, daß auf den Schieberkolben Druck ausgeübt wird und 3. von der durch eine besondere Pumpe zugeführten Spülluft während der Spülung in die zwischen den beiden Kolbendeckeln sich bildende Kammer Zusatzluft zum Zylincierluftvolumen eingesaugt wird.Other new effects that the subject of the invention the known Having machines opposite are that i. one guided over the main piston Slide piston (second piston) in the cover openings for the entry of the atomizing nozzles possesses with a corresponding space for penetrating and pushing out the Atomizing air, 2. the fuel, which at the end of the compression stroke in a or a plurality of containersx which drain into annular atomizing nozzles and are placed on top of the Main piston are attached, is injected, so that the same ejector-like from the Nozzles sucked out and, in a finely atomized state, ignited by the hot air and in the combustion chamber above the slide piston depending on its in the containers The amount contained is burned in such a way that pressure is exerted on the spool and 3. from the purge air supplied by a special pump during the Rinsing into the additional air chamber that is forming between the two piston caps is sucked in to the cylinder air volume.

In der Zeichnung stellen Abb. i und 2 verschiedene Ausführungen der Verbrennungskraftmaschine nach Art der Erfindung hinsichtlich der Steuerung des Schieberkolbens dar, während Abb. 3 bis 6 vier Stellungen der beiden Kolben bei einer Umdrehung der Kurbelwelle in schematischer Weise veranschaulichen. Abb. 7 ist ein Schnitt des oberen Teiles der Maschine in der Stellung der Abb. 6 in größerem Maßstab und zeigt im besonderen die Einrichtung des auf dem Hauptkolben befestigten Brennstoffbehälters finit Zerstäubungsdüse.In the drawing, Fig. I and 2 represent different versions of the Internal combustion engine according to the invention in terms of controlling the Slide piston, while Fig. 3 to 6 have four positions of the two pistons illustrate one revolution of the crankshaft in a schematic manner. Fig. 7 Fig. 6 is a larger section of the upper part of the machine in the position of Fig. 6 Scale and shows in particular the setup of the mounted on the main piston Fuel tank finite atomizing nozzle.

In dem Zylinder a ist der Schieberkolben c, welcher die Ein- und Auslaßkanäle q bzw. r öffnet und schließt, über dem Hauptkolben b geführt. Das den Bolzen d des Hauptkolbens b umschließende Auge ist durch eine Pleuelstange c mit der Kurbelwelle f verbunden. Die Pleuelstange c besitzt an dem den Bolzen d umschließenden Auge einen festen Arm e", dessen freies Ende durch eine Schubstange g mit dem Bolzen h des Schieberkolbens c gelenkig verbunden ist. Die Pleuelstange e mit dem Arm e1 bilden einen Winkelhebel, so daß der Schieberkolben c dem Hauptkolben b je nach der Stellung der Kurbelwelle f vor- oder nacheilt, wie dies aus den Abb. 3 bis 6 ersichtlich ist. Auf dem Deckel bl des Hauptkolbens b :st einzylindrischerBrennstoffbehälter i befestigt, dessen Hohlraum in eine seitliche Ringdüse k ausläuft. In dem Deckel cl des Schieberkolbens c ist eine Bohrung m vorgesehen, die derart bemessen ist, daß die zylindrische Ringdüse k leicht hineingeht bzw. zwischen der letzteren und der Bohrung in ein Zwischenraum verbleibt. In dem Deckel al -des Zv linders a ist eine Verschraubung o mit einem Rohr oder Nadelventil p angebracht, durch welches der Brennstoff in bekannter Weise in den Behälter i hineingespritzt wird.In the cylinder a, the slide piston c, which opens and closes the inlet and outlet channels q and r, respectively, is guided over the main piston b. The eye surrounding the bolt d of the main piston b is connected to the crankshaft f by a connecting rod c. The connecting rod c has a fixed arm e ″ on the eye surrounding the bolt d, the free end of which is articulated to the bolt h of the slide piston c by a push rod g. The connecting rod e with the arm e1 form an angle lever so that the slide piston c leads or lags the main piston b depending on the position of the crankshaft f, as can be seen in Figures 3 to 6. A cylindrical fuel tank i is attached to the cover bl of the main piston b, the cavity of which runs out into a lateral annular nozzle k. In the cover cl of the slide piston c a bore m is provided which is dimensioned such that the cylindrical ring nozzle k easily goes into it or remains in a space between the latter and the bore o attached with a pipe or needle valve p through which the fuel is injected into the container i in a known manner.

Die Wirkungsweise der die Erfindung bildenden Zweitaktverbrennungskrafimascbine ist folgende: Dreht sich die Kurbelwelle f in Richtung des eingezeichneten Pfeiles so weit, daß der Hauptkolben b in die Nähe des äußeren Totpunktes gelangt ist (Abb. i), so sind die verbrannten Gase von der Spülluft, die mittels einer Pumpe durch den Einlaß q in den Zylinderraum a gedrücktwird, ausgetrieben. Gleichzeitig eilt der Schieberkolben c durch die Drehwirkung des Armes e' und den dadurch herbeigeführten Zug der Stange g dem Hauptkolben b etwas nach oben voraus, so daß in den zwischen den beiden Kolbendeckeln b'-und cl sich bildenden Raum Spülluft eingesaugt wird. Die Menge Spülluft, welche bis zur Schließung des Kanals q durch den Schieberkolben c zwischen die beiden Kolben b und c gelangt ist, bildet eine Zusatzluftmenge zu der durch die Pumpe eingedrückten, den Zylinderraum anfüllendenLuftmenge,wodurch eine größere Krafterzeugung erzielt wird, als wenn die im Zylinderraum befindliche Spülluft uni die zwischen den beiden Kolbendeckeln bl und c1 eingesaugte Luftmenge vermindert würde.The mode of operation of the two-stroke combustion engine forming the invention is as follows: If the crankshaft f rotates in the direction of the arrow so far that the main piston b has come close to the outer dead center (Fig. i), the burned gases are from the purge air, which is passed through by means of a pump the inlet q is pushed into the cylinder space a. At the same time rushes the slide piston c by the rotating action of the arm e 'and the one brought about by it Train the rod g the main piston b ahead a little upwards, so that in the between Purge air is sucked in from the two piston lids b'- and cl-forming space. The amount of purging air that passes through the spool until channel q is closed c has passed between the two pistons b and c, forms an additional amount of air the amount of air that is pressed in by the pump and fills the cylinder space, whereby a greater force generation is achieved than when the one located in the cylinder space Purge air is the amount of air sucked in between the two piston caps bl and c1 would be diminished.

Im oberen Totpunkt der beiden Kolben findet die Entzündung statt, worauf beide Kolben eng aufeinanderliegend nach unten getrieben werden. Bei der Stellung nach Abb. 3 ist das Ende der Verbrennung erreicht; der nach unten sich bewegende Schieberkolben c beginnt schon vor dem äußeren Totpunkt der Kurbel f nach oben zu gehen, wodurch er vom Hauptkolben b abgehoben wird. Zunächst wird der Kanal y geöffnet und die verbrannten Gase puffen teilweise aus. Kurze Zeit darauf wird auch der Einlaßkanal q geöffnet, so daß die Pumpe Spülluft in den Zylinderraum a drückt und die nöch vorhandenen verbrannten Gase austreibt. Während dieses Vorganges (Abb. q.) wird durch den zwischen Bohrung in und Ringdüse k vorhandenen Zwischenraum. Spülluft in die Kammer zwischen den beiden Kolbendeckeln b1 und c'@ eingesaugt, wodurch die innere Wandung des Schieberkolbens c als auch die äußere Fläche des. Hauptkolbens b und die Ringdüse k gekühlt werden. Die eingesaugte Luftmenge bildet einen Zusatz zum .Luftvolumen des Zylinders a. Die Spülung ist beendet, wenn der Kanal q geschlossen. Die Kompression beginnt, wenn der Kanal r geschlossen ist. Ist die Kurbel f bei der Stellung nach Abb.5 angelangt, so hat der Schieberkolben c seine größte Entfernung vom Hauptkolben b erreicht und beginnt sich dem Hauptkolben b zu nähern.The ignition takes place in the top dead center of the two pistons, whereupon both pistons are driven downwards, lying close together. In the The end of combustion is reached in the position shown in Fig. 3; the down yourself moving slide piston c begins before the outer dead center of the crank f after to go up, lifting it off of the main piston b. First is the canal y opened and the burned gases partially exhaust. A short time later it will the inlet channel q is also open, so that the pump flushes air into the cylinder chamber a presses and expels the remaining burnt gases. During this process (Fig. Q.) Is created by the space between the bore in and the annular nozzle k. Purge air is sucked into the chamber between the two piston caps b1 and c '@, whereby the inner wall of the spool c as well as the outer surface of the. Main piston b and the ring nozzle can be cooled. The sucked in The amount of air is an addition to the air volume of the cylinder a. The flush is terminated when the channel q is closed. The compression starts when the channel r closed is. When the crank f has reached the position shown in Fig the slide piston c reaches its greatest distance from the main piston b and begins to approach the main piston b.

Haben die Kolben b und c die Stellung nach Abb. 6 erreicht, so ist nahezu die ganze Luftmenge im Zylinderraum mit der Zusatzluftmenge zwischen den beiden Kolbendeckeln b1 und cl verdichtet worden. Sobald nun der Schieberkolben c seine höchste Stellung erreicht hat, wird Brennstoff durch das Rohr p in den Behälter i des Hauptkolbens b hineingespritzt. Bei weiterer Drehung der Kurbel f beginnt der Schieberkolben c sich dem Hauptkolben b zu nähern infolge der Druckwirkung des Armes e1 auf die Schubstange g. Hierdurch wird der Druck zwischen den beiden Kolbendeckeln b1 und cl größer als in dem zwischen dem Zylinderdeckel cal und dem Schieberkolbendeckel cl frei werdenden Zylinderraum a. Infolge der höheren Verdichtung wird die zwischen den Deckeln b1 und cl zusammengepreßte Luft durch den ringförmigen Raum zwischen der Bohrung m und der Ringdüse @` k in den Verbrennungsraum a oberhalb des Sehieberkolbendeckels cl gedrückt, wobei sie den im Behälter i enthaltenen Brennstoff durch die Ringdüse k heraussaugt und zerstäubt, so daß Luft und Brennstoff zwangsweise innig miteinander gemischt und durch die bei der hohen Kompression entstehende Temperatursteigerung selbsttätig entzündet werden, wobei die Dauer der Verbrennung der jeweilig eingespritzten Brennstoffmenge entspricht.When pistons b and c have reached the position shown in Fig. 6, then is almost the entire amount of air in the cylinder space with the amount of additional air between the both piston caps b1 and cl have been compressed. As soon as the slide piston c has reached its highest position, fuel is fed through the pipe p into the container i of the main piston b injected into it. With further rotation of the crank f begins the spool c to approach the main piston b due to the pressure effect of the Arm e1 on the push rod g. This increases the pressure between the two piston caps b1 and cl greater than that between the cylinder cover cal and the slide piston cover cl free cylinder space a. As a result of the higher compression, the between the lids b1 and cl compressed air through the annular space between the bore m and the ring nozzle @ `k into the combustion chamber a above the valve piston cover cl pressed, with the fuel contained in the container i through the ring nozzle k is sucked out and atomized so that air and fuel are inevitably intimate with each other mixed and due to the temperature increase resulting from the high compression are automatically ignited, the duration of the combustion of the respective injected Corresponds to the amount of fuel.

Um im Zylinder a eine schnelle Temperatursteigerung zu verhindern, wird durch den Schieberkolben c und den Druck im Verbrennungsraum eine selbsttätige Regelung der Zerstäubung hervorgerufen, indem die Zerstäubung aussetzt, sobald der Druck im Verbrennungsraum a gleich oder größer ist als zwischen den beiden Kolbendeckeln b1 und cl, dagegen wieder einsetzt, sobald der Druck im Verbrennungsraum a geringer wird.To prevent a rapid increase in temperature in cylinder a, becomes automatic due to the spool c and the pressure in the combustion chamber Regulation of the atomization caused by the atomization ceases as soon as the Pressure in the combustion chamber a is equal to or greater than that between the two piston caps b1 and cl, on the other hand, starts again as soon as the pressure in the combustion chamber a drops will.

Bei der in Abb.2 dargestelltenAusführungsform der Steuerung des Schieberkolbens c durch das auf der Kurbelwelle f angeordnete Exzenter s ist die Wirkungsweise der Maschine dieselbe wie bei der Maschine der Abb. i.In the embodiment of the control of the slide piston shown in Fig c by the eccentric s arranged on the crankshaft f is the mode of operation of the Machine the same as the machine in Fig. I.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Two-stroke internal combustion engine with over the Main piston guided slide piston, characterized in that an advance and The slide piston (c) remains behind due to the linkage (el, g) of the connecting rod (d) or eccentric (s) is effected from the crankshaft (f), causing in the vicinity of the outer dead center a part of that supplied by a pump through the inlet channel (q) Purge air as additional air to the air volume of the cylinder (a) between the main piston (b) and spool (c) is sucked in through openings (in) of the latter, and that this air, which is compressed to a high degree between the two pistons (b) and (c) and is thereby heated, sucks fuel out of a container like an ejector, which the latter, in a finely atomized state, is ignited by the hot air and in the Combustion space above the slide piston (c) depending on its in the containers (i) the amount contained is incinerated.

2. Two-stroke internal combustion engine according to Claim i, characterized in that a container (i) on the main piston (b) with atomizing nozzles (k) for the fuel is attached in which container fuel is injected before the inner dead center, and that the valve piston cover (cl) Openings (m) for the passage of the atomizing nozzles mounted on the main piston (k) which in the openings (m) with a small space between both penetrate, whereby an automatic regulation of the atomization is achieved.