DE561411C

DE561411C - U-cylinder two-stroke internal combustion engine with a crankcase charging pump and an auxiliary cylinder on the other side of the crankshaft

Info

Publication number: DE561411C
Application number: DEM112587D
Authority: DE
Original assignee: ELEKTROTECHNISCHE FABRIK
Current assignee: ELEKTROTECHNISCHE FABRIK
Priority date: 1929-11-07
Filing date: 1929-11-07
Publication date: 1932-10-13

Description

U-Zylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurbelkastenladepumpe und einem jenseits der Kurbelwelle liegenden Hilfszylinder Die Erfindung betrifft eine U-Zvlinder-Zweitaktbrennkraftmaschine mit kurbelkastenladepumpe und einem jenseits der Kurbelwelle liegenden Hilfszylinder, dessen von der Kurbelwelle angetriebener Hilfskolben die Ladung in den Kurbelkasten einsaugen und vorverdichten hilft und auch auf seiner dein Kurbelraum abgekehrten Stirnseite eine Pumpwirkung ausübt.U-cylinder two-stroke internal combustion engine with crankcase charging pump and an auxiliary cylinder lying on the other side of the crankshaft The invention relates to a U-cylinder two-stroke internal combustion engine with crankcase charging pump and one beyond the crankshaft lying auxiliary cylinder, its driven by the crankshaft Auxiliary piston sucking the charge into the crankcase and pre-compressing it helps and also exerts a pumping effect on its end face facing away from your crankcase.

Das Hauptmerkmal .der Erfindung besteht darin, daß .der Hilfskolben Kanäle aufweist, durch die gegen Ende des Auswärtsganges des Hilfskolbens die von seiner Stirnseite verdichtete Ladung als Ergänzung zu .der in den Kurbelkasten bereits angesaugten Ladeinenge überströmt.The main feature of the invention is that the auxiliary piston Has channels through which the end of the outward path of the auxiliary piston of its front side, compressed cargo as a supplement to the already in the crankcase suctioned loading constriction overflows.

Die Ausbildung der Maschine ist hierbei zweckmäßig so getroffen, daß der Hilfskolben den Einlaß für das Gasluftgemisch in den Kurbelkasten steuert. Hierdurch ist eine Vereinfachung der Maschine erreicht, weil die Einlaßkanäle für das in den Kurbelraum und in den Raum unterhalb des Hilfskolbens einzuführende Gasluftgernisch die gleichen sind. Außerdem wird erreicht, daß die an den Einlaßkanälen vorbeiströmende vorverdichtete Hilfspumpenladung eine Injektorwirkung ausübt, die das Eintreten der Hauptladung in den Kurbelraum beschleunigt.The design of the machine is expediently made so that the auxiliary piston controls the inlet for the gas-air mixture into the crankcase. Through this a simplification of the machine is achieved because the inlet ducts for the in the Crank chamber and gas-air mixture to be introduced into the space below the auxiliary piston are the same. In addition, it is achieved that the flow past the inlet channels Pre-compressed auxiliary pump charge exerts an injector effect that causes the entry the main charge accelerated into the crankcase.

Es ist eine Maschine bekannt, bei welcher die dem Kurbelraum abgekehrte Stirnseite des Hilfskolbens als Kompressor und als Frischgaspumpe zum Anlassen einer zweiten Maschine dient. Das auf der Stirnseite angesaugte Gemisch wird somit nicht zur vermehrten Leistung der Zweitaktmaschine benutzt. Alle Schlitze und Kanäle sind bei der Maschine in den beiden oberen Arbeitszylindern untergebracht, so daß der Nachteil vorhanden ist, daß bei großem Hubvolumen und bei hoher Drehzahl die O_uerschnitte zu klein sind. Der Hilfskolben wird von einem Rohrschieber gesteuert, der wieder durch zwei Schubstangen von der Kurbelwelle angetrieben wird. Diese beiden Schubstangen setzen die Leistung der Zweitaktmaschinewesentlich herab, da sie durch Vergrößern des Gehäusepumpenraumes den Spüldruck stark herabsetzen. Der Hilfskolben ist auch infolge seines Bestimmungszweckes ungünstig ausgebildet und kann in der Hauptsache nur als Gegengewicht zum Ausgleich der hin und her gehenden Massen angesehen werden.A machine is known in which the crankcase is turned away Front side of the auxiliary piston as a compressor and as a fresh gas pump for starting a second machine is used. The mixture sucked in on the front side is therefore not used to increase the performance of the two-stroke machine. All slots and channels are housed in the machine in the two upper working cylinders, so that the The disadvantage is that with a large stroke volume and at high speed the O_uerschnitte are too small. The auxiliary piston is controlled by a pipe slide, which again is driven by two push rods from the crankshaft. These two push rods significantly reduce the performance of the two-stroke machine, as they increase in size of the housing pump chamber, reduce the flushing pressure significantly. The auxiliary piston is also unfavorably formed due to its intended purpose and can in the main can only be seen as a counterweight to balance the moving masses.

An sich ist auch die Anordnung von Kanälen inTumpenkolben bekannt, durch welche gegen Ende seines Auswärtsganges eine Verbindung des Pumpenraumes mit .dem zu ladenden Raume hergestellt wird. Die bekannte Maschine ist jedoch von völlig anderer Bauart, insbesondere arbeiten die Pumpenkolben besonders und getrennt voneinander für Spülluft und Gemisch. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung, die gemeinsam arbeitenden Arbeitskolben mit Gleichstromspülung, ohne die eine Zweitaktmaschine mit Pumpe kaum Vorteile bietet, fehlt der Maschine völlig.The arrangement of channels in pump pistons is also known per se, through which towards the end of its outward passage a connection of the pump room with . the room to be loaded is established. The known machine, however, is completely of a different design, in particular the pump pistons work separately and separately from one another for purge air and mixture. An essential feature of the invention that common working piston with direct current purging, without the one Two-stroke machine with a pump hardly offers any advantages, the machine is completely absent.

Auch ist bereits vorgeschlagen worden, das Kurbelgehäuse gegen Ende des Pumpensaughubes aufzuladen. Bei der bekannten Maschine ist jedoch nur ein Arbeitszylinder vorgesehen, dessen Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist. Die sich aus der Kolbenabstufung ergebende Ringkammer dient als Ladepumpe für die Kurbelkastenpumpe. Der auf und nieder gehende Kolben verändert wechselseitig die Größe der Gaskammern, wodurch in dem Kurbelkasten eine um das kubische Fassungsvermögen der Ringkammer größere Gemischmenge aufgenommen und somit ein höherer volumetrischer Wirkungsgrad der Kurbelkastenpumpe erzielt werden soll. Die Spülung dieser bekannten Maschine ist unvollkommen, weil im Zylinderkopf immer verbrannte Gase bleiben.It has also already been proposed to end the crankcase of the pump suction stroke. In the known machine, however, there is only one working cylinder provided, the piston of which is designed as a stepped piston. Which results from the piston gradation The resulting annular chamber serves as a charge pump for the crankcase pump. The on and down-going pistons alternately change the size of the gas chambers, whereby in the crankcase one which is larger by the cubic capacity of the annular chamber Amount of mixture added and thus a higher volumetric efficiency of the crankcase pump should be achieved. The flushing of this well-known machine is imperfect because Burned gases always remain in the cylinder head.

An sich ist .auch .die Steuerung der Ein-und Auslaßschlitze durch die Arbeitskolben bei Maschinen mit zwei Arbeitskolben und einem Hilfskolben bekannt. Bei der bekannten Maschine dient jedoch nicht der Hilfskolben zum Saugen des Gasluftgemisches, so daß die Durchlaßquerschnitte unzureichend sind.In itself, the control of the inlet and outlet slots is also through the working pistons in machines with two working pistons and one auxiliary piston are known. In the known machine, however, the auxiliary piston is not used to suck in the gas-air mixture, so that the passage cross-sections are insufficient.

Durch die Erfindung ist eine Maschine hoher Leistungsfähigkeit geschaffen, die nur einen geringen Brennstoffbedarf hat sowie störungsfrei und zuverlässig arbeitet.The invention creates a machine with high performance, which only has a low fuel requirement and works reliably and without disruption.

Auf der Zeichnung ist die Maschine nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.In the drawing, the machine according to the invention is in one embodiment illustrated.

Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch die Maschine.Fig. I is a vertical longitudinal section through the machine.

Abb.2 ist ein senkrechter Ouerschnitt durch .den unteren Teil der Maschine mit dem Ladekolben.Fig.2 is a vertical cross-section through the lower part of the Machine with the loading piston.

In .der in der Zeichnung dargestellten Lage befinden sich die Arbeitskolben i und 2 in .der oberen Totlage. Die Zapfen der Kurbelwelle sind so versetzt, daß der den Auslaß steuernde Kolben i dem den Einlaß der Frischgase steuernden Kolben 2 um 15' voreilt. Die Kurbel 4. für den Hilfskolben 3 liegt entgegengesetzt in der Mitte zwischen den beiden Kurbelzapfen für die Arbeitskolben. Die beiden Zylinder 5, 6, in denen sich die Arbeitskolben 1.:2 befinden, haben an ihrem oberen Ende einen gemeinsamen Verbindungskanal 7. Im Zylinder 5 befinden sich die Auspuffschlitze 8, im Zylinder 6 die Einlaßschlitze 9. Der Hilfskolben 3 überschleift .die Einlaßöffnungen io in der unteren Totlage. Die Öffnungen io stehen mit dem Ringraum i i in Verbindung, .der luftdicht abgeschlossen ist. An einer Öffnung 12 ist der Vergaser angeschlossen. Das Kurbelwellengehäuse 13 ist-gleichfalls luftdicht abgeschlossen und hat zwei Verbindungskanäle 1.4 zum Zylinder 6. Auch der Raum unterhalb des Kolbens 3 ist nach außen abgeschlossen.The working pistons are in the position shown in the drawing i and 2 in .der top dead center. The journals of the crankshaft are offset so that the piston controlling the outlet i the piston controlling the inlet of the fresh gases 2 lead by 15 '. The crank 4. for the auxiliary piston 3 is opposite in the Middle between the two crank pins for the working pistons. The two cylinders 5, 6, in which the working pistons 1.:2 are located, have at their upper end a common connecting channel 7. In the cylinder 5 are the exhaust ports 8, the inlet slots in the cylinder 6 9. The auxiliary piston 3 loops over the inlet openings io in the bottom dead center. The openings io are connected to the annular space i i, .that is hermetically sealed. The carburetor is connected to an opening 12. The crankshaft housing 13 is also hermetically sealed and has two Connection channels 1.4 to the cylinder 6. The space below the piston 3 is also closed to the outside.

Der Kolben 3 steuert also den Einlaß der Frischgase in den Zylinder 6,' aus dem diese durch den Kanal 7 auch in den Zylinder 5 gelangen. Der Kolben i steuert den Auslaß der Abgase für beide Zylinder.The piston 3 thus controls the inlet of the fresh gases into the cylinder 6, 'from which they also pass through the channel 7 into the cylinder 5. The piston i controls the outlet of the exhaust gases for both cylinders.

In dem Kolben 3 sind Kanäle 2o vorgesehen, die am Ende des Abwärtshubes den Raum 21 oberhalb des Kolbens 3 mit dem luftdicht abgeschlossenen Raum 22 unterhalb des Kolbens 3 verbinden. Hierdurch ist erreicht, daß die in dem Raum 22 unter dem Kolben 3 befindlichen Frischgase, die am Ende des Einwärtshubes durch die Öffnungen to angesaugt und beim Abwärtshube verdichtet worden sind, über den Kolben 3 und damit in das Kurbelgehäuse gelangen, so daß ein Aufladen. des Gemisches im Kurbelgehäuse erfolgt. Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Bei der Drehung der Kurbelwelle im Uhrzeigersinne bewegen sich die Kolben 1, 2, 3 zur Kurbelwelle hin. Der Kolben 3 verschließt die Öffnungen i o, so daß die Verbindung mit .dem Ringraum i i unterbrochen ist. Über den Kolben i und 2 soll sich jetzt noch reine Luft befinden.In the piston 3 channels 2o are provided at the end of the downward stroke the space 21 above the piston 3 with the airtight space 22 below of the piston 3. This ensures that the in the space 22 under the Piston 3 located fresh gases, which at the end of the inward stroke through the openings to have been sucked in and compressed during the downward stroke, via the piston 3 and thus get into the crankcase, so that a charging. of the mixture in the crankcase he follows. The machine works as follows: When the crankshaft rotates the pistons 1, 2, 3 move clockwise towards the crankshaft. The piston 3 closes the openings i o, so that the connection with .dem annulus i i is interrupted is. There should now still be clean air above pistons i and 2.

Die in dem Kurbelgehäuse befindlichen Gase werden nun bei der weiteren Bewegung der Kolben 1, 2 und 3 verdichtet. Infolge der Kurbelversetzung eilt .der Kolben i dem Kolben 2 vor, so daß er die Auspuffschlitze 8 öffnet. Die Abgase, die - in den Zylindern sind, können jetzt entweichen. Erreicht der Kolben 2 die Einlaßschlitze 9, so werden die vorverdichteten Gase im Gehäuse infolge des Überdruckes, unter dem sie sich befinden, . durch die Kanäle 14. rasch in den Zylinder 6 gedrückt. Die verbrannten Gase werden von den Frischgasen durch den Kanal 7 in .den Zylinder 5 gedrängt, wo sie durch die Auspuffschlitze 8 entweichen können. Alle drei Kolben bewegen sich über den inneren Totpunkt, die Spülung dauert an, infolge der Voreilung schließt der Kolben i als erster die Auspuffschlitze. Durch die Einströmkanäle 1.4 werden noch immer Frischgase eingedrückt, bis auch die Einströmkanäle verdeckt sind. Beide Zylinder sind nun mit Frischgasen geladen.The gases in the crankcase are now in the further Movement of pistons 1, 2 and 3 compressed. As a result of the crank displacement, the Piston i in front of piston 2 so that it opens exhaust ports 8. The exhaust gases that - are in the cylinders, can now escape. When the piston 2 reaches the inlet slots 9, the pre-compressed gases in the housing due to the overpressure are below where you are,. pushed rapidly through the channels 14 into the cylinder 6. The burned gases are from the fresh gases through channel 7 in .the cylinder 5 pushed, where they can escape through the exhaust slots 8. All three pistons move above the inner dead center, the flushing continues, as a result of the advance piston i closes the exhaust ports first. Through the inflow channels 1.4 Fresh gases are still being pushed in until the inflow channels are also covered. Both cylinders are now charged with fresh gases.

Bei der weiteren Bewegung werden die Frischgase verdichtet, die sich über den Kolben i und 2 befinden. Gleichzeitig entsteht im Kurbelgehäuse durch die Auswärtsbewegung aller Kolben ein Unterdruck. Gegen Ende des Verdichtungshubes gibt der Kolben 3 die Öffnungen io frei. Die Frischgase strömen .durch -diese Öffnungen in den Kurbelraurn. Die Kolben i und 2 erreichen die obere Totlage, das verdichtete Gemisch wird entzündet, die Kolben werden abwärts getrieben. Der Kolben 3 verschließt die Öffnungen io, die Frischgase im Kurbelgehäuse werden verdichtet. Nun erfolgt das Ausströmen der Abgase, und das Spiel beginnt von neuem.As the movement continues, the fresh gases are compressed, which above pistons i and 2. At the same time occurs in the crankcase through the Outward movement of all pistons creates a negative pressure. Towards the end of the compression stroke there the piston 3 clears the openings io. The fresh gases flow through these openings in the crank room. Pistons i and 2 reach the top dead center, the compressed mixture is ignited, the pistons are driven downwards. Of the Piston 3 closes the openings io, the fresh gases in the crankcase are compressed. Now the exhaust gases flow out and the game starts all over again.

Die Spülung kann wegen des großen Raum-";elialtes des Kurbelgehäuses über die ganze Ladeperiode dauern. Ebenso geschieht die Aufladung unter erhöhtem Druck, weil die Auslaßöffnungen geschlossen, die Ladeschlitze aber infolge der Kurbelversetzung noch geöffnet werden.The flushing can be done because of the large space - "; elialtes of the crankcase last over the entire charging period. Likewise, the charging takes place under increased Pressure, because the outlet openings are closed, but the loading slots are due to the crank displacement can still be opened.

In der unteren Totlage gibt der Kolben 3 die Öffnungen io nach dem Kurbelgehäuse 13 frei. Gleichzeitig verbindet er durch die beiden Kanäle 2o den Raum 22 unterhalb des Kolbens 3 mit dein Raum 21 über dem Kolben 3. Dieser bewegt sich dann aus der unteren Totlage nach oben, so daß die Öffnungen io und die Kanäle 2o verdeckt werden. Das über dein Kolben 3 befindliche Gemisch wird verdichtet, unter dem Kolben 3 bildet sich ein luftverdünnter Raum. Gegen Ende des Hubes wird das vorverdichtete Gemisch in die Zylinder geschoben. Durch die gegen Hnde des Hubes frei werdenden Öffnungen io werden Frischgase in den Raum 22 gesaugt. Der Kolben 3 kehrt dann um, die Unterkante des Kolbens verschließt die öffnungen io, wodurch das Gemisch unter dem Kolben 3 vorverdichtet wird. Gegen Ende dieses Abwärtshubes gibt die Oberkante des Kolbens 3 die Verbindung mit dem Raum i i frei, so daß infolge des Unterdruckes im Gehäuse 13 Frischgase angesaugt werden. Gleichzeitig wird der Raum 22 durch die Kanäle 2o mit dem Kurbelgehäuse 13 verbunden, so d:aß auch ein Aufladen erfolgt und die Leistung der Maschine gesteigert wird.In the lower dead position, the piston 3 is the openings io after Crankcase 13 free. At the same time it connects through the two channels 2o Space 22 below the piston 3 with your space 21 above the piston 3. This moves then from the bottom dead center upwards, so that the openings io and the channels 2o be covered. The mixture above your piston 3 is compressed, An air-diluted space is formed under the piston 3. Towards the end of the stroke it will the pre-compressed mixture pushed into the cylinder. By the hands of the hub When openings io become free, fresh gases are sucked into space 22. The piston 3 then reverses, the lower edge of the piston closes the openings io, whereby the mixture is pre-compressed under the piston 3. Towards the end of this downward stroke is the upper edge of the piston 3 the connection with the space i i free, so that as a result of the negative pressure in the housing 13 fresh gases are sucked in. At the same time the Space 22 is connected to the crankcase 13 by the ducts 2o, so d: ate also a Charging takes place and the performance of the machine is increased.

Claims

PATENT CLAIMS: i. [J-cylinder two-stroke internal combustion engine with crankcase charging pump and an auxiliary cylinder lying on the other side of the crankshaft, the one from the crankshaft driven auxiliary piston - suck the load into the crankcase and pre-compress it helps and also a pumping effect on its front side facing away from the crankcase exercises, characterized in that the auxiliary piston (3) has channels (2o) through that towards the end of the outward path of the auxiliary piston, that of its end face Charge overflows as a supplement to the amount of charge already sucked into the crankcase.

2. Machine according to claim i, characterized in that the auxiliary piston (3) on the End of its inward stroke with its end face the charge to be compressed from openings (io) sucks in, from which the side of the auxiliary piston facing the crankcase on the Sucks the load into the crankcase compartment at the end of the outward stroke.