DE387550C

DE387550C - Two-stroke engine with crankcase pump and controlling piston

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Publication number: DE387550C
Application number: DEC30523D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-04-19
Filing date: 1921-04-19
Publication date: 1923-12-29

Description

Zweitaktmotor mit Kurbelgehäusepumpe und steuerndem Kolben. Die Erfindung bezieht sich auf solche Zweitaktmotoren mit als Ladepumpe dienendem Kurbelgehäuse, bei denen der Kolben nicht nur die Überström- und die Auspuffkanäle der Arbeitsseite, sondern auch die Einlaßöffnungen zum Kurbelgehäuse steuert. Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine möglichst vollständige Füllung des Kurbelgehäuses mit Ladegemisch zu erzielen und zu diesem Zweck das Einströmen des Gemisches in das Kurrelgehäuse nicht erst in der Nähe des inneren Hubendes des Kolbens, sondern während eines möglichst großen Teiles des Kolbenhubes stattfinden zu lassen Die zu diesem Zweck bisher vorgeschlagenen selbsttätig wirkenden Ventile oder Schieber zur Steuerung einer Öffnung des Kurbelgehäuses sind teils umständlich in ihrer Bauart, teils erreichen sie den angestrebten Zweck nicht vollkommen. Dies gilt besonders für die selbsttätig wirkenden Ventile, deren Steuerung namentlich bei großen Umdrehungszahlen infolge der Trägheit ihrer Massen zu schleppend ist.Two-stroke engine with crankcase pump and controlling piston. The invention refers to such two-stroke engines with a crankcase serving as a charge pump, in which the piston is not just the overflow and exhaust ports on the working side, but also controls the inlet openings to the crankcase. The purpose of the invention consists in filling the crankcase as completely as possible with charge mixture to achieve and for this purpose the flow of the mixture into the Kurrel housing not only near the inner end of the stroke of the piston, but during one if possible To allow a large part of the piston stroke to take place The previously proposed for this purpose self-acting valves or slides for controlling an opening of the crankcase are sometimes cumbersome in their design, sometimes they achieve the intended purpose not perfect. This is especially true for the automatically acting valves, whose Control especially at high speeds as a result of indolence its masses is too sluggish.

Eine lange Füllungsdauer für das Kurbelgehäuse wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kolben selbst vom Beginn seines Einwärtshubes an einen Kanal für den Einlaß des Brennstoffluftgemisches in das Kurbelgehäuse freilegt, während ein durch den Kolben gesteuertes Ventil bei Bewegungsumkehr des Kolbens den Voreröffnungskanal absperrt. Am zweckmäßigsten wird dieses durch den Kolben gesteuerte Ventil in einer am äußeren Kolbenende eingedrehten Ringnut angeordnet, die mittels ihrer Bodenfläche mit dem Innenraum des Kolbens und mittels ihres oberen Randes mit Einschnitten oder Nuten in Verbindung steht, die sich in der Wand des Kolbens in Richtung seiner Achse bis auf einen geeigneten Abstand von der wirksamen Kolbenfläche erstrecken.A long filling time for the crankcase is achieved according to the invention achieved in that the piston itself from the beginning of its inward stroke to a Uncovered channel for the inlet of the fuel-air mixture into the crankcase, while a valve controlled by the piston when the piston reverses movement blocks the pre-opening channel. The most practical way of doing this is through the piston controlled valve arranged in an annular groove screwed into the outer piston end, which by means of their bottom surface with the interior of the piston and by means of their upper Edge with notches or grooves in connection, which are in the wall of the Piston in the direction of its axis up to a suitable distance from the effective one Extend piston surface.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens, und zwar zeigt Abb. i einen lotrechten, senkrecht zur Kurbelwellenachse gelegten Achsialschnitt durch einen Zweitaktmotor gemäß der Erfindung.The drawing illustrates an embodiment of the inventive concept, namely Fig. i shows a vertical, perpendicular to the crankshaft axis Axial section through a two-stroke engine according to the invention.

Abb.2 und 3 veranschaulichen Schnitte in Richtung der Linien 2-2 und 3-3 der Abb. i. Abb. q. zeigt den Kolben in Seitenansicht und in vergrößertem Maßstabe, während Abb. 5 den Zylinder und Kolben in einem Achsialschnitt zeigt, welcher senkrecht zum Schnitt nach Abb. i steht.Figures 2 and 3 illustrate sections in the direction of lines 2-2 and 3-3 of Fig. I. Fig.q. shows the piston in side view and on an enlarged scale, while Fig. 5 shows the cylinder and piston in an axial section, which is perpendicular to the section according to Fig. i.

Ein gemäß der Erfindung eingerichteter einzylindriger Zweitakt - Explosionsmotor, bei welchem das Kurbelgehäuse als Ladepumpe dient, besteht in der üblichen Weise aus folgenden Teilen: aus einem Zylinder a, der oben durch einen Zylinderkopf ai und unten dicht durch ein Kurbelgehäuse b abgeschlossen ist, ferner aus einer Kurbel c. welche in dem Geliäuse b drehbar gelagert ist, und endlich aus einem in dem Zylinder a beweglichen Kolbend, der durch eine Pleuelstange c mit der Kurbel c in Verbindung steht.A single-cylinder two-stroke explosion engine set up according to the invention, in which the crankcase serves as a charge pump, consists in the usual way from the following parts: from a cylinder a, the top by a cylinder head ai and is sealed at the bottom by a crankcase b, furthermore from a crank c. which is rotatably mounted in the gel housing b, and finally from one in the cylinder a movable piston which is connected to the crank c by a connecting rod c stands.

Auspuffschlitze f sind derart in dem Zylinder a angebracht, daß sie vom Kolben freigelegt werden, wenn dieser bei Beendigung seines Arbeitshubes in die Nähe seines äußeren Hubendes kommt.Exhaust slots f are mounted in the cylinder a that they are exposed by the piston if this at the end of its working stroke in the proximity of its outer stroke end comes.

Ferner sind in dem Zylinder a Überströmschlitze g so angeordnet, daß ihre Eröffnung durch den Kolben erst beginnt, nachdem dieser schon mit der Freilegung der Auspuffschlitze f begonnen hat. Die vollkommene Eröffnung der Überströmschlitze g durch den Kolben findet erst statt, wenn dieser an das Ende seines Arbeitshubes gelangt ist. Die Schlitze g stehen durch eine Leitung gs, die in der Zylinderwand liegt, mit dem Innenraum ( des Kurbelgehäuses in Verbindung. Schließlich sind noch Einlaßschlitze h. für das Gemisch in der Weise im Zylinder a angeordnet, daß sie durch den Kolben freigelegt werden, wenn dieser seinen Aufwärtslitib nahezu beendet hat. Diese Schlitze da stehen mit einem Vergaser i. in Verbindung und dienen zur Zuführung des Gemisches in den unterhalb des Kolbens d liegenden Gehäuserattiit b.Furthermore, overflow slots g are arranged in the cylinder a so that their opening by the piston only begins after the latter has already been exposed the exhaust ports f has started. The complete opening of the overflow slots g through the piston only takes place when it is at the end of its working stroke has arrived. The slots g stand through a line gs in the cylinder wall is in connection with the interior (of the crankcase. Finally, there are still Inlet slots h. for the mixture in such a way arranged in the cylinder a that they are exposed by the piston when it almost ends its upward movement Has. These slots are there with a carburetor i. in connection and serve to The mixture is fed into the housing attachment located below the piston d b.

Um jedoch dem Brennstoffluftgemiscli schon vorher ein Zuströmen zum Kurbelgehäuse zu ermöglichen und so das schädliche plötzliche Hineinstürzen des Gemisches in den Innenraum des Kurbelgehäuses am Ende des KompressionshuLes zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung in der Außenwand des Kolbens d in der Nähe seines unteren Randes eine mehrfach abgesetzte Ringnut dl angebracht (vgl. Abb. q.). In dem unteren Teil dieser Ringnut, die tief in die Wandung des Kolbens reicht, sind Löcher d'° angebracht, welche die Kolbenwand vollständig durchdringen.However, to the Brennstoffluftgemiscli before an inflow to To enable crankcase and thus the damaging sudden collapse of the Avoid getting a mixture into the interior of the crankcase at the end of the compression sleeve, is according to the invention in the outer wall of the piston d near its lower A multiple stepped annular groove dl is attached to the edge (see Fig. Q.). In the lower one Part of this annular groove, which extends deep into the wall of the piston, are holes d '° attached, which completely penetrate the piston wall.

Auf einem Teil der Kolbenaußenfläche sind zwei rinnenförmige Einschnitte oder Nuten d= (Abb. 2 bis d.) angebracht, die sich in aclisialer Richtung von dem oberen Teil der Ringmit d' nach oben bis in die Nähe der Kolbendichtungsringe d3 erstrecken, die unterhalb der wirksamen Kolbenstirnfläche liegen. Durch diese rinnenförmigen Einschnitte werden die Einlaßschlitze k. für das Gemisch mit der Ringnut d' verbunden, wenn der Kolben von seinem unteren Totpunkt aus nach oben sich bewegt.There are two groove-shaped incisions on part of the piston outer surface or grooves d = (Fig. 2 to d.) attached, which extend in aclisialer direction from the upper part of the ring with d 'upwards to the vicinity of the piston sealing rings d3 extend, which are below the effective piston face. Through this trough-shaped Incisions are the inlet slots k. for the mixture connected to the annular groove d ', when the piston moves up from its bottom dead center.

In die Ringnut dl, und zwar zweckmäßig in ihrem unteren Teil, ist ein Ring j eingelegt. dessen Höhe ]deiner ist, als die Höhe der Ringnut, oder, wenn der untere Teil der Nut d' sich tiefer in die Kolbenwandung erstreckt als ihr oberer Teil, so wird die Höhe des Ringes j zweckmäßiger kleiner gewählt, als die Breite der Nut und der Innendurchmesser des Ringes zweckmäßig kleiner als der kleinste Durchmesser oder der Grund des ! oberen Teiles der Ringnut.In the annular groove dl, specifically in its lower part, is a ring j inserted. whose height] is yours than the height of the ring groove, or if the lower part of the groove d 'extends deeper into the piston wall than its upper part Part, the height of the ring j is selected to be smaller than the width the groove and the inner diameter of the ring suitably smaller than the smallest Diameter or the bottom of the! upper part of the ring groove.

Die Arbeitsweise dieses Motors ist folgende: Es sei angenommen, daß der Kolben d seinen Verdichtungshub gerade beendet hat, also im oberen Totpunkt steht. Das Gemisch ist im Kompressionsraum über ihm verdichtet, und es erfolgt nun die Explosion. Der Kolben führt seinen Arbeitshub (nach abwärts) aus.The operation of this engine is as follows: Assume that the piston d has just finished its compression stroke, i.e. at top dead center stands. The mixture is compressed in the compression space above it, and it is now taking place the explosion. The piston executes its working stroke (downwards).

' Ist der Kolben in die Nähe seines äußeren Totpunktes angelangt, so legt er die Auslaßöffnungen f frei, durch welche die verbrannten i Gase in die Auspuffleitung entweichen können. Bei der Fortsetzung seiner Abwärtsbewegung beginnt der Kolben die Einlaßöffnungen g freizulegen, wodurch das im Kurbelgehäuse verdichtete Gemisch durch den Seitenkanal 9 ' des Zylinders in den oberen, den Arbeitsraum des Zylinders einströmen kann. Das durch den oberen Ansatz der wirksamen Kolbenstirnfläche nach oben geführte Gemisch trägt zur guten Spülung, d. h. zur Beseitigung der Abgase aus dem Arbeitsraum bei.When the piston has come close to its outer dead center, it exposes the outlet openings f, through which the burned gases can escape into the exhaust line. As its downward movement continues, the piston begins to expose the inlet openings g, as a result of which the mixture compressed in the crankcase can flow through the side channel 9 'of the cylinder into the upper, the working chamber of the cylinder. The mixture, which is guided upwards through the upper attachment of the effective piston face, contributes to good purging, ie to the removal of the exhaust gases from the working area.

Beginnt nun der Kolben d seinen nach einwärts (aufwärts) gerichteten Kompressionshub, so legt sich der Ring j gegen den unteren Rand der Ringnut d'-, da die Reibung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Ringes j und der Innenwand des Zylinders eine Bewegung des Ringes zu verhindern sucht. Bei dieser Stellung des Ringes wird eine Verbindung zwischen der rinnenförmigen Aussparung d2 der Kolbenwandung und dem Innenraum des Kurbelgehäuses hergestellt, so daß das Brennstoftluftgemisch aus dem Vergaser i durch die Schlitze k der Zylinderwandung, durch die Rinnen d2 am Kolbenumfang und durch die mit ihnen in Verbindung stehende Kolbenringnut d'1, ferner durch den Zwischenraum zwischen dem Ring j und der oberen Seitenfläche des tieferen Einschnittes. der - Ringnut d' (Abb. 4) und schließlich durch die Löcher d` der Kolbenwandung in das Kurbelgehäuse eintreten kann.Now the piston begins its inward (upward) directed Compression stroke, the ring j lies against the lower edge of the ring groove d'-, because the friction between the outer peripheral surface of the ring j and the inner wall of the cylinder seeks to prevent movement of the ring. In this position of the ring is a connection between the channel-shaped recess d2 of the piston wall and the interior of the crankcase made so that the fuel air mixture from the carburetor i through the slots k in the cylinder wall, through the grooves d2 on the piston circumference and through the piston ring groove d'1 connected to them, further through the space between the ring j and the upper side surface of the deeper incision. the - annular groove d '(Fig. 4) and finally through the holes d` the piston wall can enter the crankcase.

Das Ansaugen des Brennstoffluftgemisches findet gemäß der Erfindung nicht erst in der Nähe des oberen Totpunktes des Kolbens bei Eröffnung der Schlitze lt der Zylinderwandung durch den unteren Kolbenrand statt, sondern bereits von dem Augenblick an, in welchem sich beim Aufwärtsgang des Kolbens die rinnenförmigen Aussparungen d= des Kolbemimfanges mit den Schlitzen h der Zylinderwandung sich decken. Nur zur gänzlichen Füllung des Kurbelgehäuses werden ein der Nähe des oberen Totpunktes des Kolbens sämtliche Schlitze h durch den unteren Rand des Kolbens freigelegt.The intake of the fuel-air mixture takes place according to the invention not only near the top dead center of the piston when the slots are opened lt the cylinder wall instead of by the lower edge of the piston, but already from the The moment at which the trough-shaped Recesses d = of the piston volume with the slots h of the cylinder wall itself cover. Only to completely fill the crankcase will one be near the upper one Dead center of the piston exposed all the slots h through the lower edge of the piston.

Sobald nun der Kolben seine Bewegung umkehrt, also nach abwärts gleitet, legt sich der Ring j infolge der hemmenden Reibung zwischen ihm und der Zylinderwandung gegen die obere Randfläche der Ringnut d' des Kolbens. Hierdurch sperrt er die Verbindung zwischen dem Innenraum des Kurbelgehäuses und der Nut dl nebst der r innenförmigen Aussparung d2 am Kolbenumfang ab, so daß der Kurbelraum dicht abgeschlossen ist, sobald der untere Kolbenrand die Einströmschlitze 1a überdeckt hat.As soon as the piston reverses its movement, i.e. slides downwards, the ring j lies between it and the cylinder wall as a result of the restraining friction against the upper edge surface of the annular groove d 'of the piston. This blocks the connection between the interior of the crankcase and the groove dl in addition to the r inner-shaped Recess d2 on the piston circumference so that the crank chamber is tightly sealed, as soon as the lower edge of the piston has covered the inflow slots 1a.

Bewegt sich der Kolben auf seinem Arbeitshub weiter nach auswärts (nach unten), so wird das im Kurbelgehäuse befindliche Gemisch so lange verdichtet, bis die obere Kante des Kolbens die Überströmöffnungen g freilegt. Das in den Arbeitsraum des Zylinders übergeströmte Gemisch wird bei dem nun folgenden Aufwärtsgang des Kolbens durch seine (obere) wirksame Kolbenfläche verdichtet. Im oberen Totpunkt erfolgt jedesmal eine neue Explosion.If the piston continues to move outward on its working stroke (downwards), the mixture in the crankcase is compressed as long as until the upper edge of the piston exposes the overflow openings g. That in the work room The mixture that has flowed over the cylinder is in the now following upward gear of the Piston compressed by its (upper) effective piston area. In top dead center there is a new explosion every time.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung in keiner Weise auf diejenige Ausführungsforrn, die in der Zeichnung veranschaulicht ist, sondern umfaßt auch Abänderungen aller Art, besonders solche bei mehrzylindrigen Motoren. Bei solchen Motoren braucht das Kurbelgehäuse nur derart unterteilt zu sein, daß jeder Zylinder unabhängig von dem anderen arbeitet.Of course, the invention is in no way limited to that embodiment which is illustrated in the drawing, but includes also modifications of all kinds, especially those for multi-cylinder engines. In such For engines, the crankcase only needs to be subdivided in such a way that each cylinder works independently of the other.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Two-stroke engine with crankcase serving as a charge pump, in which the piston not only has the overflow and exhaust ports on the working side, but also controls the inlet openings to the crankcase, characterized in that that the piston from the beginning of its on. wärtshubes to a channel for the inlet of the Fuel-air mixture is exposed into the crankcase while passing through the piston Controlled valve closes the pre-opening channel when the piston reverses movement. a. A two-stroke engine according to claim i, wherein the main control slot for the mixture is exposed by the piston in, near its inner dead center, marked by an annular groove screwed into the outer end of the piston, which by means of its bottom surface with the interior of the piston and by means of its upper edge with incisions or Grooves communicating in the wall of the piston in the direction of its axis extend to a suitable distance from the effective piston surface. 3. Two-stroke engine according to claim i, characterized in that the lower part of the piston ring groove, in which the openings leading into the crankcase open, a larger one Has depth than the upper part, and that the one in the deeper part of the annular groove shifting steering ring has a smaller height than the lower, deeper one Part of the ring groove and a smaller inner diameter than the diameter of the upper one Bottom part of the ring groove.