DE532583C

DE532583C - Two-stroke internal combustion engine with a mixture charge pump arranged next to the working cylinder

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Publication number: DE532583C
Application number: DEL76595D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-10-31
Filing date: 1929-10-31
Publication date: 1931-08-31

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine mit neben dem Arbeitszylinder angeordneter Gemischladepumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit vom Arbeitskolben gesteuerten Spülluft- und Auspuffschlitzen am Arbeitszylinder, bei .der neben dem Arbeitszylinder eine Gemischladepumpe vorgesehen ist, deren Kolben die Gemischladung "gegen Ende des Auswärtsganges des Arbeitskolbens über ein Überströmventil in den mit verdichteter Luft gefüllten Arbeitszylinder überschiebt, bei der ferner die beiden Kolben mit ihren Innenseiten nach dem Kurbelgehäuse eine Kurbelkastenpumpe zur Vorverdichtung der Spülluft bilden.Two-stroke internal combustion engine with arranged next to the working cylinder Mixture charge pump The invention relates to a two-stroke internal combustion engine with scavenging air and exhaust slots on the working cylinder controlled by the working piston, in .der a mixture charge pump is provided next to the working cylinder, the piston the mixture charge "towards the end of the outward path of the working piston via an overflow valve pushes over into the working cylinder filled with compressed air, in which further the two pistons with their insides after the crankcase a crankcase pump to pre-compress the purge air.

Die Erfindung besteht darin, daß der Gemischpumpenkolben von einem Schwinghebel aus angetrieben wird, der seinerseits vom Kurbeltrieb des Arbeitskolbens aus in Bewegung gesetzt wird, wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet ist, daß der Gemischpumpenkolben beim Auswärtsgang dem Arbeitskolben voreilt, aber gleichzeitig mit diesem den inneren Totpunkt erreicht, so daß einerseits das Überschieben der Gemischladung vor sich geht, nachdem der Auspuffkanal durch den Arbeitskolben wieder geschlossen ist und bevor dieser seinen äußeren Totpunkt erreicht hat, so daß der höchstmögliche Grad der Gemischüberladung im Verbrennungsraum erreicht wird, andererseits bei Eröffnung der Spülschlitze der höchstmögliche Grad der Vorverdichtung der Spülluft im Kurbelgehäuse erreicht ist, was zur Folge hat, daß die Erfindung gegenüber dem bekannten Viertaktmotor bei gleicher Dimension und gleicher Tourenzahl eine doppelte Leistungssteigerung erzielt.The invention is that the mixture pump piston of a Rocker arm is driven from, which in turn by the crank mechanism of the working piston is set in motion from, the drive device being designed in such a way that that the mixture pump piston leads the working piston on the outward path, but at the same time reached with this the inner dead center, so that on the one hand the pushing over of the Mixture charging is going on after the exhaust port returns through the working piston is closed and before it has reached its outer dead center, so that the the highest possible degree of mixture overload in the combustion chamber is achieved, on the other hand when the scavenging slots are opened, the highest possible degree of pre-compression of the scavenging air is reached in the crankcase, which has the consequence that the invention over the well-known four-stroke engine with the same dimensions and the same number of revolutions a double Performance increase achieved.

Es ist zwar eine Zweitaktbrennkraftmaschine, bei der neben dem Arbeitszylinder eine Kolbenladepumpe vorgesehen ist, bekannt geworden, bei welcher das eine vorgenannte Merkmal, daß derPumpenkolben demArbeitskolben beim Aufwärtsgange vorauseilt, vorhanden ist, während aber die zweite Bedingung, daß beide Kolben gleichzeitig in die innere Totpunktlage gelangen müssen, hier nicht erfüllt ist. Der Vorgang ist hier so, daß der Pumpenkolben seinen inneren Totpunkt erreicht hat, während der Arbeitskolben noch ein beträchtliches Teil außen sieht; das gleiche gilt auch umgekehrt, wenn sich der Arbeitskolben innen befindet. Dies hat den Nachteil, daß die Maschine ungleichmäßig arbeitet -und eine schlechte Vorverdichtung der Spülluft im Kurbelgehäuse erzielt wird.Although it is a two-stroke internal combustion engine, in addition to the working cylinder a piston charge pump is provided, has become known in which the one mentioned above Feature that the pump piston runs ahead of the power piston in the upward gear is, while the second condition is that both pistons enter the inner one at the same time Must reach dead center, is not met here. The process here is such that the pump piston has reached its inner dead center, while the working piston a considerable part still sees outside; the same applies vice versa if the working piston is on the inside. This has the disadvantage that the machine is uneven works - and a poor pre-compression of the scavenging air in the crankcase is achieved will.

Andererseits zeigt eine andere bekannte Maschine, wie beide Kolben gleichzeitig in äußere Totpunktlage gelangen, welche doch das Merkmal, daß der Pumpenkolben seinen höchsten Punkt vor dem des Arbeitskolbens erreichen muß, nicht erfüllt. Dies hat wiederum den Nachteil, daß der Pumpenkolben nicht seinen äußeren Totpunkt früher erreicht, als es der Arbeitskolben tut, so daß infolgedessen nicht das Ziel erreicht wird, daß das volle Pumpengemisch sich noch vor der Entzündung im Arbeitszylinder befindet, da es nur dann -möglich ist, die Vorzündung erfolgen zu lassen. , Dagegen--sieht .die Erfindung einen Pumpenantrieb vor, welcher gegenüber den bekannten Einrichtungen ganz anders geartet ist. Der Antrieb zur Pumpe erfolgt hier mittels eines einarmigen Schwinghebels, welcher mit dem einen Ende in einem festen Drehpunkt im Kurbelgehäuse gelagert ist; während in der Mitte des Schwinghebels die Schubstange angelenkt ist, ist dao andere Ende mit einemLenker verbunden, der wieder drehbar auf der Kurbelwelle sitzt und durch seine kreisförmige Auf- und Abwärtsbewegung den Schwinghebel bzw. den Pumpenkolben gleichfalls auf- und abwärts bewegt.On the other hand, another known machine shows how both pistons at the same time get into the outer dead center position, which has the feature that the pump piston has to reach its highest point before that of the working piston. this again has the disadvantage that the pump piston does not reach its outer dead center earlier reached than the working piston does so that as a result does not reach the target becomes that that full pump mixture before ignition in the The working cylinder is located, as it is only then possible for the pre-ignition to take place permit. On the other hand - provides .the invention a pump drive, which opposite the known facilities is very different. The drive to the pump takes place here by means of a one-armed rocker arm, which with one end in one fixed pivot is mounted in the crankcase; while in the middle of the rocker arm the push rod is articulated, the other end is connected to a handlebar that rotatably sits on the crankshaft again and through its circular up and down movement the rocker arm or the pump piston also moves up and down.

Der durch die Schwinghebelsteuerung erzielte wesentliche Vorteil besteht darin; daß die erforderliche Antriebskraft zur Ladepumpe erstmals durch die Hebelwirkung beträchtlich geringer ist als bei den Pumpenantrieben :nach den bekannten Einrichtungen, zweitens durch die geringen Drehpunkte. in der Steuerung sowie der kurzen Gleitflähe des Pumpenkolbens. Das Allerwesentlichste aber ist, daß durch diese Steuerung das erforderliche Steuerdiagramm, wie dieses eingangs als Vorbedingung gefordert wird, restlos erfüllt wird, was zur Folge hat, däß die Kurbelkastenpumpe den höchstmöglichen Grad der Spülluftvorverdichtüng erreicht und dem Verbrennungsraum im richtigen Moment eine Überladung an Gemisch zugeführt wird.The main advantage achieved by the rocker arm control is there in this; that the necessary drive force to the charge pump first through the leverage is considerably less than with the pump drives: according to the known devices, second, because of the low pivot points. in the control as well as the short sliding surface of the pump piston. The most important thing, however, is that through this control the required control diagram, as this is required as a precondition at the beginning, is completely fulfilled, which has the consequence that the crankcase pump has the highest possible Degree of scavenging air pre-compression reached and the combustion chamber at the right moment an overload of mixture is applied.

Die Maschine ist auf zwei Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Fig. I eine Seitenansicht im Schnitt durch Ventilglocke e, das doppelte Gemitschansaugrohr d, Gemischansaug- und Arbeitstaktzylinder a und b sowie Kurbelgehäuse c, während die beweglichen Steuerorgane, wie das doppelt wirkende Ansaug- und Überströmungsventil v und l (Fig. II und I), ' Gemischansaugkolben. g - sowie Arbeitskolben h, beide Pleuelstangen st und t und der Schwinghebel i und Lenker k (Fig. I), bildlich gezeichnet sind.The machine is illustrated in two drawings, in which FIG. I is a side view in section through the valve bell e, double Gemitschansaugrohr d, Gemischansaug- and working-stroke cylinder a and b and the crankcase c, while the movable control organs, such as the suction double-acting and Overflow valve v and l (Fig. II and I), 'mixture intake piston. g - as well as working piston h, both connecting rods st and t and the rocker arm i and link k (Fig. I), are graphically drawn.

Fig. II zeigt das doppelt wirkende Ansaug-und Überströmungsventil im Längsschnitt. Fig. III zeigt einen Querschnitt durch das doppelt wirkende Ansaug- -und Überströmungsventil, und zwar durch Ventilzylinder 1, Kühlrippen z und die innere Ventilführung (Fig. II).Fig. II shows the double-acting suction and overflow valve in longitudinal section. Fig. III shows a cross section through the double-acting suction -and overflow valve, through valve cylinder 1, cooling fins z and the inner valve guide (Fig. II).

Fig. IV zeigt einen Querschnitt durch den Gemischnachströmungskanalp (Fig.I). -Fig. V, VI, VII und VIII zeigen das Arbeitsschema der Erfindung. Die auf den Zeichnungen vorhandenen Pfeile - geben die Drehrichtung der Maschine an. -Die Maschine saugt in einem gesonderten Zylinder a Gemisch vom oberen Totpunkt des Ansaugkolbens g durch ein Ventil v (Fig. II) sowie im unteren Totpunkt durch einen Gemischnachströmungskanal p (Fig. I), welcher von der Kolbenoberkante des Ansaugkolbens g freigelegt wird, an. Der Gemischansaugtakt erstreckt sich somit auf über einen halben Kurbelwellenradius (Fig. V). Dieses ist durch Fettzeichnung des betreffenden Kurbelkreisteiles gekennzeichnet. Infolge Trägheit der Luft bei hohen Tourenzahlen der Maschine ist zur besseren Füllung des Ansaugzylinders diesem ein Zweiwegeansaugkanal d gegeben, ferner ist der Hub zum Ansaugkolben klein, die Bohrung des Ansaugzylinders groß gewählt, damit das Gemisch einen kurzen Weg zur Füllung des letzteren findet. Das Einlaßventil v (Fig. II) arbeitet selbsttätig, es öffnet durch Saugen des Ansaugkolbens und schließt durch Federzug. Es bewirkt beim Ansaugen des Gemisches gleichzeitig eine Kühlung des Überströmungsventils-1 (Fig. I), indem das. Gemisch durch die Öffnungen m an den Kühlrippen z vorbei 'seinen Weg in den Ansaugzylinder nimmt. Nachdem nunmehr derAnsaugkolbeng wieder nach oben dringt, öffnet sich nach einem gewissen Überdruck des zusammengepreßten Gemisches da-a- Überströmungsventil L und drängt das Gemisch mit zunehmender Steigung des Kolbens g -allmählich zum Arbeitstaktzylinder b -hinüber, woselbst der Arbeitskolben h, welcher vorher den-'Spülluftkanal r und-.den-Auspuffkanal,s geschlossen hat, dem Gemisch entgegentritt und dieses dann komprimiert. Die Zeitdauer der Gemischumleitungsperiode vom Ansaugzylinder a zum Arbeittstaktzylinder b ist in Fettzeichnung des Kurbelkreises (FinG. VI) ersichtlich. Nachdem der Gemischänsaüg- und Umleitungskolben,g seinen höchsten Totpunkt erreicht hat, wird seine Kolbengeschwindigkeit beträchtlich verringert, j a sogar fast einen Moment zum Stillstand gebracht, damit dem Überströmungsventil Z genügend Zeit zum Schließen und restlosen Abfangendes übergeströmten Gemisches verbleibt. In diesem Augenblick befindet sich der Arbeitstaktkolben lz noch ein beträchtliches Teil vor dem oberen Totpunkt, so duß hiernach jede gewünschte Frühzündung erfolgen kann (siehe Fig. I). Sodann erfolgt der Arbeitstakt, und zwar nach dem bekannten Kanalprinzip des Zweitakters, und -zwar indem die restlichen Verbrennungsgase mittels der Kurbelgehäusepumpe herau.sgespült-werden (Fig. VIII).Fig. IV shows a cross section through the mixture post-flow channel (Fig.I). -Fig. V, VI, VII and VIII show the working scheme of the invention. The arrows on the drawings - indicate the direction of rotation of the machine. -The machine sucks in a mixture from the top dead center of the intake piston g through a valve v (Fig. II) and at the bottom dead center through a mixture post-flow channel p (Fig. I), which is exposed by the upper edge of the piston g, in a separate cylinder a . The mixture intake stroke thus extends over half a crankshaft radius (FIG. V). This is indicated by a bold drawing of the relevant crank circle part. As a result of the inertia of the air at high speeds of the machine, a two-way intake duct d is given to better fill the intake cylinder, furthermore the stroke to the intake piston is small, the bore of the intake cylinder is selected to be large so that the mixture has a short path to fill the latter. The inlet valve v (Fig. II) works automatically, it opens by sucking the suction piston and closes by a spring balancer. When the mixture is sucked in, it simultaneously causes a cooling of the overflow valve-1 (FIG. I), in that the mixture makes its way through the openings m past the cooling fins z into the suction cylinder. Now that the intake pistong pushes up again, after a certain overpressure of the compressed mixture da-a- overflow valve L opens and pushes the mixture with increasing incline of the piston g - gradually to the working cycle cylinder b - over, where the working piston h, which was previously the- 'The scavenging air duct r and the exhaust duct s closed, the mixture encounters and then compresses it. The duration of the mixture diversion period from the intake cylinder a to the work cycle cylinder b can be seen in the bold drawing of the crank circuit (FinG. VI). After the mixture intake and diversion piston, g has reached its top dead center, its piston speed is considerably reduced, even brought to a standstill for almost a moment, so that the overflow valve Z has enough time to close and completely intercept the overflowing mixture. At this moment the working stroke piston lz is still a considerable part before top dead center, so that any desired advance ignition can then take place (see FIG. I). The working cycle then takes place, namely according to the known channel principle of the two-cycle engine, and - in fact, in that the remaining combustion gases are flushed out by means of the crankcase pump (FIG. VIII).

Das Ansaugen von Luft sowie die Ausspülung des Verbrennungszylinders b geschieht in der Weise, daß jeder Zylinder einen Lufteinlaßkanal besitzt, welche durch die Kolbenunterkante der beiden Kolben beim Hochgehen derselben nacheinander geöffnet und beim Niedergehen gleichzeitig geschlossen werden (o und w, Fig. V und VII). Die fast einen halben Kurbelwellenradius andauernde Ansaugperiode ist aus der fettgezeichneten Kurbelkreislinie (Fig. VII) ersichtlich. Beim Niedergehen der Kolben wirken diese gleichzeitig als Pumpe auf die im Kurbelgehäuse angesaugte Luft, welche :dann durch einen von der Kolbenoberkante des Arbeitskolbens h geöffneten Kanal r in den Verbrennungsraum. des Arbeitszylinders b eindringt, um die restlichen Auspuffgase durch den ebenfalls durch den Kolben geöffneten Auspuffkanal s nach außen zu drängen und dann gleichzeitig den Verbrennungsraum anzufüllen (Fig. VIII).Air is sucked in and the combustion cylinder b is flushed out in such a way that each cylinder has an air inlet channel, which is opened one after the other by the lower edge of the two pistons when they go up and simultaneously closed when they go down (o and w, Fig. V and VII ). The intake period, which lasts almost half a crankshaft radius, can be seen from the bold crank circle line (Fig. VII). When the pistons go down, they simultaneously act as a pump for the air sucked into the crankcase, which: then enters the combustion chamber through a channel r opened by the upper edge of the piston h of the working piston h. of the working cylinder b penetrates in order to force the remaining exhaust gases to the outside through the exhaust duct s, which is also opened by the piston, and then at the same time to fill the combustion chamber (Fig. VIII).

Die Schwinghebelsteuervorrichtung ist auf der beiliegenden Zeichnung mit in den Kurbelraum zum Arbeitskolben verlegt; diese kann aber auch in einen vom Kurbelgehäuse abgeschlossenen Nebenraum verlegt werden, wobei die Pleuelstange .des Pumpenkolbens durch einen nach unten abgeschlossenen Pumpenzylinderboden gleitet, woselbst ein Spülluftüberströmungskanal vom letzteren direkt nach dem Spülluftüberströmungskanal im Kurbelgehäuse führt.The rocker arm control device is on the accompanying drawing relocated to the working piston in the crankcase; but this can also be in one of the Crankcase closed adjoining space, the connecting rod .des The pump piston slides through a pump cylinder bottom that is closed at the bottom, where a scavenging air overflow channel from the latter directly after the scavenging air overflow channel leads in the crankcase.

Die Arbeitsweise der Schwinghebelsteuerung ist nun folgende: Bei Fig. V sind beide Kolben im Niedergehen begriffen, der Kurbelzapfen, P4, an welchem der Lenker k angelenkt ist, bewegt sich nach innen und legt hierbei ebenfalls den Lenker k nach innen um, wodurch der Schwinghebel automatisch verkürzt wird, so daß eine Beschleunigung des Pumpenkolbens indessen Bewegung erzielt und erreicht wird, daß beide Kolben g und h ihre innere Totpunktlage gleichzeitig erreichen (s. auch Fig. VIII). Vom inneren Totpunkt (Fig. VIII und VI), von wo nun wieder beide Kolben nach oben dringen, wird der Lenker k durch den Lauf der Kurbelwelle nach außen gezogen und somit ein günstiger Hebel zum Antrieb der Pumpe automatisch hergestellt, so daß unter gleichzeitigem Ansteigen beider Kolben der Pumpenkolben seinen höchsten Totpunkt weit eher erreicht, als dies vom Arbeitskolben geschieht (s. Fig. VII). In der höchsten Totpunktlage des Pumpenkolbens g tritt eine beträchtlich verringerte Pumpenkolbengeschwindigkeit bei gleichmäßiger Drehung der Kurbelwelle dadurch ein, daß der Lenker k den höchsten Schwingungspunkt des Schwinghebels in unmittelbare Mitte der Kurbelachse zieht, so daß der Lenker k einen Moment fast den Kreislauf um seine eigene Gelenkverbindungsachse P3 einnimmt, wobei der Schwinghebel i im Zentrum dieses Kreises mit seinem höchsten Punkt P3 einen Moment verharren muß, so daß der vom Schwinghebel i,. P-' gesteuerte Pumpenkolben g einen Augenblick fast zum Stillstand gelangt. Aus diesem Verharrungszustand wird der Pumpenkolben bzw. der Schwinghebel durch Umlegen des Lenkers k nach innen, wie schon vorher beim Niedergehen der Kolben besprochen, wieder herausgestoßen (s. Fig. V).The operation of the rocker arm control is now as follows: In Fig. V, both pistons are about to go down, the crank pin, P4, to which the link k is hinged, moves inward and also turns the link k inwards, whereby the rocker arm is automatically shortened, so that an acceleration of the pump piston is achieved meanwhile movement and is achieved that both pistons g and h reach their inner dead center position at the same time (see also Fig. VIII). From the inner dead center (Fig. VIII and VI), from where both pistons push up again, the handlebar k is pulled outward by the course of the crankshaft and thus a favorable lever for driving the pump is automatically produced, so that while increasing at the same time Both pistons, the pump piston reaches its top dead center much sooner than the working piston does (see Fig. VII). In the top dead center position of the pump piston g, a considerably reduced pump piston speed occurs with uniform rotation of the crankshaft, because the link k pulls the highest point of oscillation of the rocker arm into the immediate center of the crank axis, so that the link k almost completely circulates around its own joint axis for a moment P3 assumes, the rocker arm i in the center of this circle with its highest point P3 must remain for a moment, so that the rocker arm i ,. P- 'controlled pump piston g for a moment almost comes to a standstill. The pump piston or the rocker arm is pushed out again from this stationary state by turning the handlebar k inwards, as already discussed above when the pistons go down (see FIG. V).

Claims

PATENT CLAIMS: r. Two-stroke internal combustion engine with the working piston controlled scavenging air and exhaust slots on the working cylinder, in addition to the Working cylinder a mixture charge pump is provided, the piston of which the mixture charge towards the end of the outward path of the working piston via an overflow valve into the working cylinder filled with compressed air, in which further the two pistons with their insides and .the two, forming a single space Crankcase a crankcase pump for. Form pre-compression of the scavenging air, thereby characterized in that the mixture pump piston (g) is driven by a rocker arm (i) which in turn is set in motion by the crank mechanism of the working piston is, and .that the drive device is designed such that the mixture pump piston when going out, the working piston leads, but at the same time the inner one Dead center is reached, so that on the one hand the mixture charge is already overshooting is ended before reaching the outer dead center by the working piston, on the other hand when the scavenging slots are opened, the highest possible degree of pre-compression of the scavenging air is reached in the crankcase.

2. Two-stroke internal combustion engine according to claim z, characterized characterized in that to drive the mixture pump piston (g) there is an on the crankcase bearing one-armed lever (i) is used, the free earth of which is connected to the crank pin of the Working piston is connected by a link (k) that is attached to both the crank pin and is rotatably mounted on the lever.