DE481188C

DE481188C - Flushing and loading process for two-stroke gas engines

Info

Publication number: DE481188C
Application number: DEM102769D
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1927-12-31
Filing date: 1927-12-31
Publication date: 1929-08-16

Description

Spül- und Ladeverfahren für Zweitakt-Gasmaschinen Eine Hauptschwierigkeit bei Zweitakt-Gasmaschinen liegt darin, neben einer vollkommenen Ausspülung des Zylinderinnern von den Abgasen eine ausreichende Frischladung ohne wesentlichen Gasverlust in den Zylinder zu bringen. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein neues Spül- und Ladeverfahren. Nach diesem wird gegen Ende des Expansionshubes durch am einen Zylinderende angeordnete gesteuerte Entspannungsorgane der Zylinderinhalt zunächst entspannt, und alsdann werden durch am anderen Zylinderende angeordnete, vom Arbeitskolben gesteuerte Luft-und Gaseinlaßschlitze Spülluft und Gas in bekannter Weise aufeinanderfolgend so in den Zylinder eingeführt, daß sie in an sich bekannter Weise in schraubenförmiger Bahn nach den Entspannungsorganen strömen. Sie schieben dabei die im Zylinder verbliebenen Abgase vor sich her und durch die Entspannungsorgane aus dem Zylinder hinaus. Dies geschieht so lange, -bis der Spülluft-bzw. Gemischstrom die Entspannungsorgane erreicht - hat. In diesem Zeitpunkt werden die Entspannungsorgane geschlossen. Kurz vorher hat der Arbeitskolben die eigentlichen, hinter den Luft- und Gaseiülaßschlitzen gelegenen Auslaßschlitze freigelegt. Durch #die Öffnung dieser Schlitze und den Schluß der Entspannungsorgane am anderen 'Zylinderende wird der Spülstrom gezwungen, am Ende des Zylinders umzukehren und in wiederum an sich bekannter Weise innerhalb des aufsteigenden Stromes in Richtung der Zylinderachse zurück gegen den Kolben zu strömen, wobei er den bei diesem Strömungsverlauf in der Zylindermitte verbliebenen zentralen Abgaskern durch die Auslaßschlitze aus dem Zylinder herausdrückt. Bei der Umkehr des Arbeitskolbens werden diese Auslaßschlitze geschlossen, so daß kein Ausschieben von Frischladung durch die nach Abschluß der Ladeschlitze noch offenen Auslaßschlitze erfolgt. Dagegen kann bis zu dem später folgenden Abschluß der Spülluft- und Gaseinlaßschlitze noch weiterhin Luft und Gas in den Zylinder einströmen, so daß nach Abschluß dieser Schlitze der Zylinderinhalt restlos mit frischem Gemisch vom Druck der Ladeleitungen gefüllt ist. Es wird somit verlustfreie Spülung und hochwertige Ladung gleichzeitig erreicht.Flushing and Loading Processes for Two-Stroke Gas Engines A major difficulty in two-stroke gas engines, this includes, in addition to a complete flushing of the inside of the cylinder a sufficient fresh charge of the exhaust gases without significant loss of gas in the Bring cylinder. The invention solves this problem by a new rinsing and Charging method. After this, towards the end of the expansion stroke, it is through at one end of the cylinder arranged controlled expansion organs the cylinder contents initially relaxed, and then are arranged by the working piston at the other end of the cylinder controlled air and gas inlet slots, purge air and gas in a known manner one after the other so inserted into the cylinder that they in a known manner in a helical Train to flow to the relaxation organs. You push the remaining ones in the cylinder Exhaust gases in front of you and out of the cylinder through the expansion organs. this happens until the purge air or. Mixed flow reaches the expansion organs - Has. At this point the relaxation organs are closed. Shortly before the working piston has the actual one behind the air and gas outlet slots exposed outlet slots. By opening these slots and the At the end of the expansion elements at the other end of the cylinder, the flushing flow is forced, to reverse at the end of the cylinder and again in a manner known per se within of the rising current in the direction of the cylinder axis back against the piston to flow, with the remaining in this flow course in the cylinder center central exhaust core pushes out of the cylinder through the outlet slots. at the reversal of the working piston, these outlet slots are closed so that no Pushing out fresh cargo through the still open after completion of the loading slots Outlet slots takes place. On the other hand, until the subsequent completion of the purge air and gas inlet slots still keep air and gas flowing into the cylinder, so that after completion of these slots the cylinder contents completely with fresh mixture is filled by the pressure of the charging lines. It is thus lossless flushing and high quality charge achieved at the same time.

In der beiliegenden Zeichnung ist das Arbeitsverfahren schematisch veranschaulicht, und zwar in den Abb. i bis 3 in einer Ausführungsform, bei welcher die gesteuerten Entspanungsorgane aus Ventilen bestehen, und in den Abb. q. und 5 in einer zweiten Ausführungsform, bei welcher an Stelle der gesteuerten Ventile von einem Gegenkolben gesteuerte Entspannungsschlitze verwendet-sind.The working procedure is shown schematically in the accompanying drawing illustrated, namely in Figs. i to 3 in an embodiment in which the controlled relaxation organs consist of valves, and in fig. q. and 5 in a second embodiment, in which instead of the controlled valves Relaxation slots controlled by an opposed piston are used.

Abb. 6 und 7 zeigen das zugehörige Steuerdiagramm.Fig. 6 and 7 show the associated control diagram.

In der ersten Ausführungsform nach den Abb. i bis 3 ist a der Arbeitszylinder, in dessen Deckel ein oder mehrere gesteuerte Entspannungsventile b sitzen. Am anderen---Zylinderende sind in einer Reihe in bekannter Weise abwechselnd aufeinanderfolgend oder gruppenweise Lufteinlaßschlitze d und Gaseinlaßschlitze e angeordnet, von denen die Lufteinlaßschlitze d, wie bekannt, .entsprechend höher ausgebildet sind. als die GaseinM-schlitze e, so daß der Lufteinlaß vor .dem Gaseintritt erfolgt. Statt dessen können die Luft- und GaseinlaBschlitze auch, wie bekannt, in zwei übereinanderliegenden Reihen angeordnet sein. Die Schlitze sind schräg nach oben geneigt -und liegen in Richtung der Tangente oder der Sehne zum Zylinderumfang, so daß die eintretenden Teilströme von Luft und Gas ,gezwungen sind, den Zylinder in schraubenförmiger Bahn zu durchfließen. Sie sind in bekannter Weise über den ganzen Zylinderumfang verteilt, was nach ausgeführten Versuchen eine Vorbedingung dafür ist, da.ß die Rückführunig der Strömung längs der Zylinderachse innerhalb des aufsteigenden Sfrömuni#-steiles und nicht an der gegenüberliegenden Zylinderwand stattfindet. Unterhalb dieser Schlitze bzw. bei liegenden Maschinen hinter diesen Schlitzen ist noch eine weitere Schlitzreihe f angebracht, die als Auslaßschlitze wirken.In the first embodiment according to Figs. I to 3, a is the working cylinder, one or more controlled expansion valves b sit in the lid. At the other --- end of the cylinder are in a row in a known manner, alternately one after the other or in groups Arranged air inlet slots d and gas inlet slots e, of which the air inlet slots d, as is known,. are trained accordingly higher. as the gas inM slots e, so that the air inlet takes place before the gas inlet. Instead, the air and gas inlet slots also, as is known, arranged in two rows one above the other be. The slots are inclined upwards and lie in the direction of the tangent or the chord to the cylinder circumference, so that the incoming partial flows of air and Gas, are forced to flow through the cylinder in a helical path. she are distributed in a known manner over the entire circumference of the cylinder, which was carried out after A precondition for this is that the flow should return longitudinally the cylinder axis within the ascending Sfrömuni # part and not on the opposite cylinder wall takes place. Below these slots or at machines lying behind these slots is another row of slots f attached, which act as outlet slots.

Gemäß der in den Abb. q. und 5 dargestellten Ausführungsform sind die gesteuerten Entspannungsventile b im Zylinderdeckel durch Entspannungsschlitze g ersetzt, die durch einen Gegenkolben lt geöffnet und geschlossen werden, dessen Kurbeln gegenüber jenen des Arbeitskolbens entsprechend versetzt sind. Im übrigen ist die Ausbildung des Zylinders die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.According to the in fig. Q. and FIG. 5 are illustrated embodiment the controlled expansion valves b in the cylinder cover through expansion slots g, which are opened and closed by an opposed piston lt, whose Cranks relative to those of the working piston are offset accordingly. Furthermore the configuration of the cylinder is the same as that of the first embodiment.

Das Arbeitsverfahren gestaltet sich wie folgt: Gegen Ende des Expansionshubes werden die gesteuerten Entspannungsorgane, die Ventile b bzw. die Schlitze g, geöffnet. Die im Zylinder befindlichen Abgase können entweichen, bis ausreichende Entspannung eingetreten ist. Inzwischen hat der Arbeitskolben i bei seinem weiteren Rückgang zunärhst die Lufteinlaßschlitze d geöffnet, so daß Spülluft in den Zylinder eintreten kann. Infolge der tangentialen Richtung der Einlaßschlitze ist der aus den Teilströmen gebildete Luft- und Gasstrom gezwungen, sich schraubenförmig durch den Zylinder zu bewegen. Er treibt dabei die Abgase vor sich her und drückt diese durch die geöffneten Entspannungsorgane ins Freie. Sobald der Spülluftstrom, dem der Gasstrom durch die mittlerweile vom 'Arbeitskolben i ebenfalls freigelegten Gaseinlaßschlitze e folgt, an den Entspannungsorganen angelangt ist, werden diese geschlossen (vgl. Abb. a -und 5). Kurz vorher hat, wie Abb. 7 erkennen läßt, der Arbeitskolben i die Auslaßschlitze f freigelegt. Infolge des Schlusses der Entspannungsorgane b bzw. g und der vorhergegangenen öffnung der Auslaßschlitze f muß der Spülstrom nun am Zylinderende umkehren und fließt, veranlaßt durch die schraubenförmig verlaufende Spülung, innerhalb des aufsteigenden Spülstromes in Richtung der Zylinderachse zurück, wobei er den bei dieser Spülart in der Zylindermitte verbliebenen Kern von Abgasen vor sich her und durch die Atislaßschlitze f aus dem Zylinder ausschiebt.The working procedure is as follows: Towards the end of the expansion stroke, the controlled expansion elements, the valves b and the slots g, are opened. The exhaust gases in the cylinder can escape until there is sufficient relaxation. In the meantime, the working piston i has initially opened the air inlet slots d as it retreats further, so that scavenging air can enter the cylinder. As a result of the tangential direction of the inlet slots, the air and gas flow formed from the partial flows is forced to move helically through the cylinder. He drives the exhaust gases in front of him and pushes them through the opened expansion organs into the open. As soon as the purging air flow, which is followed by the gas flow through the gas inlet slits e, which has meanwhile also been exposed by the working piston i, has reached the expansion organs, these are closed (see Fig. A and 5). Shortly beforehand, as can be seen in Fig. 7, the working piston i exposed the outlet slots f. As a result of the closure of the expansion organs b and g and the previous opening of the outlet slots f, the flushing flow must now reverse at the end of the cylinder and, caused by the helical flushing, flows back within the ascending flushing flow in the direction of the cylinder axis, with the flushing type in The core of exhaust gases remaining in the middle of the cylinder pushes out in front of it and through the Atislaßschlitze f from the cylinder.

Bei der Umkehr der Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens werden zunächst die Auslaßschlitze f geschlossen, so daß kein Ausschieben von frischer Ladung stattfinden kann. Dagegen strömt durch die noch offenen Luft-und Gaseinlaßschlitze weiterhin Luft und Gas in den Arbeitszylinder und füllt diesen voll.-ständig aus, so daß beim Abschluß dieser Schlitze der Zylinder vollständig mit frischer Ladung auf den Druck der Ladeleitungen aufgefüllt ist.When reversing the direction of movement of the working piston, first the outlet slots f are closed so that no fresh cargo is pushed out can. In contrast, the air and gas inlet slots that are still open continue to flow Air and gas in the working cylinder and fills it out completely Completing these slots of the cylinder completely with fresh charge on the print the charging lines are filled.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei diesem Verlauf des Spülstromes eine restlose Austreibung der Abgase aus dem Zylinder gelingt und eine hochwertige Neuladung mit frischem Gemisch erreicht wird, ohne daß, richtige Einstellung der Steuerung vorausgesetzt, ein nennenswerter Verlust an Gas eintreten kann.It is readily apparent that in this course of the flushing flow a complete expulsion of the exhaust gases from the cylinder succeeds and a high quality Reloading with fresh mixture is achieved without correct setting of the Control provided that a significant loss of gas can occur.

Die Spülung ist sowohl bei, einfachwirkenden. als auch bei doppeltwirkenden Zweitakt-Gasmaschinen gleich vorteilhaft verwendbar. Sie bietet nebenbei noch den Vorteil einer möglichst ,einfachen Bauart des Zylinders ohne übermäßigen Aufwand an Konstruktionselementen.The rinse is both single-acting. as well as double-acting Two-stroke gas engines can be used equally advantageously. It also offers the Advantage of the simplest possible design of the cylinder without excessive effort on construction elements.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Flushing and loading processes for two-stroke gas engines, characterized in that initially controlled by arranged at one end of the cylinder Relaxation organs of the cylinder contents relaxed and at the end of the expansion stroke then by the working piston located at the other end of the cylinder and controlled by the working piston Air and gas inlet slots, purge air and gas successively in a known manner are introduced into the cylinder in a manner known per se in a helical Bahn, to flow to the expansion organs and thereby push the exhaust gases out through them, until the purge air or mixture flow reaches them, whereupon it after the end of the expansion organs under the influence of outlet slots exposed immediately before by the working piston on the cylinder cover reversed and in a manner known per se within of the ascending stream flows back to the outlet slots.

2. Two-stroke gas engine for performing the method according to claim i, characterized in that the cylinder (a) at one end controlled relaxation elements (b or g) and at the other end successively from the working piston (i) exposed air, gas and Has outlet slots (d, e, f) , of which the air and gas slots (d, e) are arranged in a manner known per se in the tangent or chord direction to the cylinder circumference and obliquely to the combustion chamber so that the air and Gas partial flows flow helically against the expansion elements (b or g), these being controlled at one end of the cylinder and the outlet slots (f) at the other end of the cylinder so that the latter open before the former at the moment when the purge air or mixture flow opens them reached, close.

3. Two-stroke gas engine according to claim 2, characterized in that that the relaxation organs at one end of the cylinder are controlled by one or more Valves (c) exist.

4. Two-stroke gas engine according to claim 2, characterized in that that the expansion elements at one end of the cylinder are controlled by an opposing piston (h) Slots (g) exist.

5. Two-stroke gas engine according to claim 2 and 4, characterized in that that the cranks of the opposed piston are at an angle other than 18o ° against the cranks of the main piston (i) are offset.