DE527200C

DE527200C - Two-stroke internal combustion engine with cross scavenging

Info

Publication number: DE527200C
Application number: DE1930527200D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Heydemann; Dr-Ing Karl Mohr
Original assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Current assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Priority date: 1930-02-28
Filing date: 1930-02-28
Publication date: 1931-06-15

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
15. JUNI 1931ISSUED ON
JUNE 15, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

ΛΙ 527200 KLASSE 46 a 2 GRUPPE ΛΙ 527200 CLASS 46 a 2 GROUP

Fried. Krupp Germaniawerft Akt-Ges. in Kiel-Gaarden*)Fried. Krupp Germaniawerft Akt-Ges. in Kiel-Gaarden *)

Zweitaktbrennkraftmaschine mit Querspülung Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Februar 1930 ab Two-stroke internal combustion engine with transverse flushing Patented in the German Empire on February 28, 1930

Die Erfindung bezieht sich auf Zweitakt-The invention relates to two-stroke

brennkraftmaschinen mit Querspülung·, deren Spülstroin aufwärts nach dem den Ein- und Auslaßschlitzen abgewendeten Zylinderende zu gerichtet ist.Internal combustion engines with cross-flushing, whose flushing flow goes upwards after the on and off Outlet slots facing away from the cylinder end is directed.

Der Arbeitszylinder und der Spülstromverlauf einer solchen Maschine sind in den Abb. ι und 2 im Längs- und Querschnitt dargestellt. Bei derartigen Maschinen, insbesondere solchen von langhubiger Bauart, ist es selbst bei sehr steil nach dem Deckel zu gerichteten Spülschlitzen α nicht möglich, eine gute Ausspülung des Zylinders zu erreichen. Das hat verschiedene Gründe. Einmal ist die Steilrichtung der Einlaßschlitze α durch konstruktive Rücksichten begrenzt. Dann aber hört die von den kurzen Einlaßschlitzen auf den Spülstrom ausgeübte Richtwirkung schon sehr bald nach dem Austritt aus den Schlitzen auf. Das hat zur Folge, daß der Spülstrom durch andere Einflüsse im Zylinder, so z. B. durch die bei der Querspülung unterhalb und oberhalb des Spülstromes sich bildenden Abgaswirbel d, e, leicht abgelenkt wird.The working cylinder and the flushing flow of such a machine are shown in Figs. Ι and 2 in longitudinal and cross-section. In machines of this type, in particular those of a long-stroke design, it is not possible to achieve good flushing of the cylinder even with flushing slots α directed very steeply towards the cover. There are several reasons for this. On the one hand, the steepness of the inlet slots α is limited by design considerations. But then the directional effect exerted by the short inlet slots on the flushing flow stops very soon after it exits the slots. This has the consequence that the purge flow due to other influences in the cylinder, such. B. is easily deflected by the exhaust gas vortex d, e that forms during the transverse scavenging below and above the scavenging flow.

Die am Zylinderdeckel sich bildende Strömungswalze e wird hervorgerufen durch von dem Spülluftstrom an der Zylinderwand erzeugte Randwirbel/, die mit dem Spülstrom aufsteigen und sich am Deckel zu einer großen Abgaswalze vereinigen. Diese obere Walzen läßt den Spülstrom nicht bis zum Zylinderdeckel aufsteigen. Die zweite Abgaswalze d (in Abb. 2 perspektivisch dargestellt; entsteht zwischen dem Spülstrom und dem Arbeitskolben c. Sie hat das Bestreben, unmittelbar nach den Auslaßschlitzen b zu abzuströmen. In dem Augenblick des Abströmens entsteht über dem Kolbenboden ein Unterdruck, der den Spülstrom nach unten zieht. Das hat dessen vorzeitiges Umlenken im Sinne eines Kurzschlusses nach den Auslaßschlitzen zu zur Folge. Da der Spülstrom nunmehr mit großer Geschwindigkeit über den Kolben hinwegströmt, so vergrößert sich die Strömungswalze d, und der Spülstrom wird vorübergehend wieder aufgerichtet, bis die Walze erneut wieder abströmt und in sich zusammensinkt. Der Spülstrom ändert infolgedessen im Verlauf der Spülung dauernd seine Richtung, so daß ein stetiges Durchspülen nicht erzielt wird. Die beiden Abgaswalzen d und e beeinträchtigen somit in hohem Grade ein gutes Ausspülen des Zylinders, da der Spülstrom den von ihnen eingenommenen Raum nicht ausfegen kann. Infolgedessen steht nach Abschluß der Spülschlitze im Zylinder eine verhältnismäßig kleine Frischluftmenge für den Verbrennungsvorgang zur Verfügung. The flow roller e that forms on the cylinder cover is caused by the edge vortices / generated by the scavenging air flow on the cylinder wall, which rise with the scavenging flow and combine on the cover to form a large exhaust gas cylinder. These upper rollers do not allow the flushing flow to rise to the cylinder cover. The second exhaust cylinder d (shown in perspective in Fig. 2; arises between the flushing flow and the working piston c. It tends to flow off immediately after the outlet slots b . At the moment of the flow, a vacuum is created above the piston crown, which follows the flushing flow This leads to its premature deflection in the sense of a short circuit to the outlet slits. Since the flushing flow now flows over the piston at high speed, the flow roller d increases and the flushing flow is temporarily set up again until the roller is renewed flows back and collapses into itself. the purge stream changes as a result, during the flushing permanently its direction so that a continuous purging is not achieved. d the two exhaust reels and thus e affect a good flushing out of the cylinder highly because the purge flow to from cannot sweep out the space they occupy The scavenging slots in the cylinder have a relatively small amount of fresh air available for the combustion process.

Die Erfindung bezweckt, eine Querspülung zu schaffen, bei welcher die beschriebenenThe aim of the invention is to create a transverse flush in which the described

*.) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden: Dr.-big. Karl Mohr in Kiel und Dipl.-Ing. Wolf gang Heydemann in Kiel-Dietrichsdorf. *.) The patent seeker stated that the inventors were: Dr.-big. Karl Mohr in Kiel and Dipl.-Ing. Wolfgang Heydemann in Kiel-Dietrichsdorf.

Nachfeile der normalen Querspülung ver mieden sind. Ihre Schlitzanordnung und ihr Spülstromverlauf sind in den Abb. 3 und 4 in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Mit α sind wiederum die schräg aufwärts gerichteten Spülschlitze, mit b die Auslaßschlitze und mit c der hohle Kolben des Arbeitszylinders bezeichnet. Oberhalb der Spül· schlitzen sind im Arbeitszylinder besondere Hilf sauslaßschlitze g von geringem Querschnitt angeordnet. Sie stehen durch einen (nicht dargestellten) Umführungskanal mit der Auspuffleitung in Verbindung. Mit Hilfe dieser Auslaßschlitze g werden die Randwirbel / (lAbb. 1) aus dem Zylinder abgezogen, so daß der aufsteigende Spülstrom dicht an der Zylinderwand entlang bis zum Zylinderdeckel emporströmt. Es kann sich also unterhalb des Deckels die obere Strömungswalze e nach Abb. ι gar nicht mehr bilden. Erfahrungsgemäß wird die Ablenkung des eintretenden Spülluftstromes nach der Zylinderwand zu bereits durch Auslaßschlitze von geringer Höhe erreicht, so daß ein merkbarer Verlust an Spülluft an dieser Stelle nicht eintritt. Dabei vergrößern die Schlitze g, die nicht oder nur unwesentlich über die Auslaßschlitze b hinauszuragen brauchen, in erwünschter Weise den Zeitquerschnitt für den Vorauslaß.Post-filings of normal transverse flushing are avoided. Their slot arrangement and their flushing flow are shown in FIGS. 3 and 4 in an exemplary embodiment. With α , in turn, the obliquely upwardly directed flushing slots are designated, with b the outlet slots and with c the hollow piston of the working cylinder. Above the flushing slots, special auxiliary outlet slots g of small cross-section are arranged in the working cylinder. They are connected to the exhaust line through a bypass duct (not shown). With the help of these outlet slots g , the edge vortices / (Fig. 1) are withdrawn from the cylinder so that the ascending flushing stream flows up close to the cylinder wall up to the cylinder cover. The upper flow roller e according to Fig. Ι can therefore no longer form below the cover. Experience has shown that the deflection of the incoming scavenging air flow towards the cylinder wall is already achieved through outlet slots of a small height, so that a noticeable loss of scavenging air does not occur at this point. In this case, the slots g, which do not need to protrude beyond the outlet slots b , or only need to protrude insignificantly, increase the time cross-section for the outlet in a desired manner.

Zwischen den Ein- und Hauptauslaßschlitzen α und b sind zwei sich gegenüberliegende kleine Hilfsluftschlitze h angeordnet. Sie sind niedriger als die Haupteinlaßschlitze a und sind derart gerichtet, daß die durch sie eintretenden Spülluftströme zwischen der Zylinderachse und den Hauptauslaßschlitzen über den hohl gewölbten Boden des Kolbens c gegeneinander strömen (s. die Pfeillinie in Abb. 4). Zu Beginn des Spülvorganges bildet sich, genau wie bei der Ausführungsform nach Abb. 1 beschrieben wurde, eine Abgaswalze über dem Kolbenboden. Beim weiteren Heruntergehen des Kolbens werden dann die Hilfsschlitze h geöffnet. Die aus diesen Schlitzen tretenden Hilfsluftströme verhindern einerseits, daß die Abgaswalze unmittelbar nach den Auslaßschlitzen zu, d.h. also in der Zeichnung nach links, abströmt. Damit ist zugleich die Gefahr beseitigt, daß der aufsteigende Spülluftstrom nach den Hauptauslaßschlitzen b zu kurzgeschlossen wird. Zufolge der hohlen Gestaltung des Kolbenbodens werden aber die beiden Luftströme andererseits nach den Haupteinlaßschlitzen α zu abgelenkt, so daß sie die Abgaswalze nach dem aufsteigenden Spülluftstrom hin, d.h. also nach rechts, drängen. Dadurch kommt die Abgaswalze mit dem aufsteigenden Spülstrom in Berührung, strömt mit ihm im Bogen auf die andere Zylinderseite, und der jeweils in die Nähe der Hauptauspuffschlitze gelangende Teil des Abgasinhalts wird zusammen mit den durch den Spülstrom ausgeschobenen Gasen durch die Auspuffschlitze b abgeführt. Der diesem Gasverlust der Abgaswalze entsprechende Mittelraum wird nun durch Frischluft aus den seitlichen Luftströmen wieder aufgefüllt, so daß sich über dem Kolbenboden kein Unterdruck mehr bilden kann, der die Stabilität des Spülstromes aufs neue gefährden könnte. Die früher unstabile und daher ungünstig wirkende Abgaswalze d ist also durch den seitlichen Luftzutritt zu einer stabilen Luftwalze geworden, die nur noch wenig Abgase enthält und infolge ihrer Stabilität der durch die Schlitze ß eintretenden SpüUuft als sichere Führung dient.Two opposing small auxiliary air slots h are arranged between the inlet and main outlet slots α and b. They are lower than the main inlet slots a and are directed in such a way that the scavenging air streams entering through them flow towards one another between the cylinder axis and the main outlet slots via the concave bottom of the piston c (see arrow line in Fig. 4). At the beginning of the flushing process, exactly as was described in the embodiment according to FIG. 1, an exhaust gas roller forms over the piston crown. When the piston goes down further, the auxiliary slots h are then opened. The auxiliary air flows emerging from these slots prevent, on the one hand, that the exhaust gas roller flows off immediately after the outlet slots, that is to say to the left in the drawing. This at the same time eliminates the risk that the ascending flow of scavenging air is too short-circuited after the main outlet slots b. Due to the hollow design of the piston head, however, the two air flows are deflected towards the main inlet slits α , so that they force the exhaust roller towards the ascending scavenging air flow, ie to the right. As a result, the exhaust roller comes into contact with the ascending purge flow, flows with it in an arc to the other side of the cylinder, and the portion of the exhaust gas that comes close to the main exhaust ports is discharged through the exhaust ports b together with the gases expelled by the purge flow. The central space corresponding to this loss of gas from the exhaust cylinder is now filled up again by fresh air from the lateral air currents, so that no negative pressure can build up above the piston crown, which could again endanger the stability of the flushing current. The previously unstable and therefore unfavorable exhaust cylinder d has become a stable air cylinder due to the air admission from the side.

Umgekehrt unterstützt das Vorhandensein der Zusatzschlitze h auch die Wirkung der Absaugschlitze g, weil ja die sonst auf den aufsteigenden Spülstrom ausgeübte, das Kentern und Kurzschließen des Stromes herbeiführende Saugwirkung der unstabilen unteren Abgaswalze in Fortfall kommt und im Gegenteil durch die stabile Strömungswalze eine kräftige Stützwirkung und eine sichere Führung auf den eintretenden Spülstrom ausgeübt wird. Man kann infolgedessen bei gleichzeitigem Vorhandensein der Absaugschlitze g und der seitlichen Schlitze h die Schrägrichtung der Einlaßschlitze α weniger steil führen, als dies möglich ist, wenn die Schlitze h fehlen. Hierdurch wird aber zugleich der freie Eintrittsquterschnitt für die Spülluft wirksam vergrößert. Das Zusammenwirken der beiden vorgeschlagenen Maßnahmen (Absaugschlitze g und Seitenschlitze/i) ergibt also in konstruktiver und spültechnischer Hinsicht eine sehr günstige Spül wirkung.Conversely, the presence of the additional slits h also supports the effect of the suction slits g, because the suction effect of the unstable lower exhaust gas roller, which is otherwise exerted on the ascending flushing flow, causing capsizing and short-circuiting of the flow, is eliminated and, on the contrary, the stable flow roller provides a powerful supporting effect and a safe guidance is exerted on the entering flushing flow. As a result, if the suction slits g and the lateral slits h are present at the same time, the inclined direction of the inlet slits α can be guided less steeply than is possible if the slits h are absent. In this way, however, the free inlet cross section for the scavenging air is effectively increased at the same time. The interaction of the two proposed measures (suction slits g and side slits / i) thus results in a very favorable flushing effect in terms of design and flushing technology.

Claims

Claim ·.

Two-stroke internal combustion engine with transverse scavenging, the scavenging slots of which are directed obliquely upwards towards the end of the cylinder facing away from the inlet and outlet slots, characterized in that auxiliary outlet slots (g) are provided above the scavenging slots (a) , which are created by sucking off the exhaust gas edge vortices ( /) bring the incoming flushing flow to the cylinder wall, and that also between the inlet and main outlet slots {a and b) two auxiliary air inlet slots (fi) are arranged approximately at right angles to the plane of the flushing flow and are directed such that the auxiliary air flows introduced through them between the

Cylinder axis and the main outlet slots over the piston flow against each other and through the hollow piston crown to the main inlet slots to be deflected, so that the lower exhaust gas cylinder is pushed against the purge flow and their exhaust gas content with this the

Main outlet slots (b) flows in, while the roller space is filled up again with fresh air from the lateral auxiliary flows and the excess fresh air widens and strengthens the scavenging flow towards the cylinder axis.

For this purpose ι sheet of drawings

BERLIN. CEDEUCKT IN DER HEICHSDRUCKEREIBERLIN. COVERED IN THE HEICHSPRINTEREI