DE614085C

DE614085C - Two-stroke aircraft engine with scavenging and reloading

Info

Publication number: DE614085C
Application number: DES106907D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Noack
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1932-11-04
Filing date: 1932-11-04
Publication date: 1935-06-01

Description

Zweitaktflugmotor mit Spülung und Nachladung Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Zweitaktmotor nachzuladen, d. h. den Spülüberdruck zur Erhöhung der-Zylinderladung nutzbar zu machen. Es ist beispielsweise bekannt, den Auspuff vor Abschluß der Einlaßschlitze durch ein gesteuertes Absperrorgan zu schließen und auf diese Weise nach Beendigung des Spülvorganges noch Luft zuzuführen, durch die der Zylinder nachgeladen wird. Man hat weiterhin auch über den Einlaßschlitzen eine Reihe von Nachladeschlitzen angeordnet, die die Auslaßschlitze überragen und die lediglich nach Abschluß der Auslaßschlitze durch den aufwärts gehenden Kolben von einem Steuerorgan kurzzeitig geöffnet und zum Nachladen benutzt werden.Two-stroke aircraft engine with scavenging and reloading There are several Options for recharging a two-stroke engine, d. H. the flushing overpressure to increase to make the cylinder charge usable. It is known, for example, the exhaust to close before closing the inlet slots by a controlled shut-off device and in this way to still supply air after the end of the flushing process which the cylinder is reloaded. You still have over the inlet slots arranged a series of reloading slots overhanging the outlet slots and that only after the outlet slots have been closed by the upwardly moving piston opened briefly by a control unit and used for reloading.

Beim Höhenflug nimmt nun die Motorleistung ab, sofern man nicht dafür sorgt, daß die den Zylindern zugeführte Luft eine genügende Dichte aufweist. Bei Zweitaktmotoren sind in diesem Falle die Verhältnisse besonders schwierig, weil man, um die Bodenleistung in der Höhe zu halten, das Spülluftgebläse für ein entsprechend hohes Druckverhältnis ausbilden, also überbemessen rnüßte. Beim Nachladen müssen nämlich die Zylinder stets Ladung von Bodendichte erhalten. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil großer Unwirtschaftlichkeit, da das mit hohem Druckverhältnis arbeitende Spülgebläse einen bedeutenden Leistungsbedarf hat, obwohl beim eigentlichen Spülvorgang zur Überwindung der Strömungswiderstände nu« r ein geringes Druckgefälle erforderlich ist. Die hochverdichtete Luft wird hierbei nutzlos entspannt.When flying high, the engine power now decreases, unless you want to ensures that the air supplied to the cylinders has a sufficient density. at Two-stroke engines are particularly difficult in this case, because in order to keep the floor performance at a high level, the purge air fan for a correspondingly develop a high pressure ratio, so would have to be overdimensioned. When reloading must namely, the cylinders always receive charge from soil density. This procedure has however, it has the disadvantage of great inefficiency because of the high pressure ratio working dishwashing fan has a significant power requirement, although the actual Flushing process to overcome the flow resistance only a slight pressure drop is required. The highly compressed air is uselessly relaxed.

Die vorstehend angegebenen Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß neben dem in Bodennähe zur Spülung und Nachladung dienenden Gebläse ein abkuppelbares Hochdruckgebläse vorgesehen ist, das beim Höhenflug die Nachladung der Zylinder und ihre Aufladung auf Bodendichte übernimmt, während die Spülung weiterhin vom ersten Gebläse durchgeführt wird.The above-mentioned disadvantages are thereby achieved according to the invention avoided that in addition to the fan serving near the floor for flushing and recharging a detachable high-pressure fan is provided, which reloads when flying high the cylinder and its charging to soil density takes over while the flushing continues is carried out by the first fan.

Zur Ergänzung des Standes der Technik sei darauf hingewiesen, daß es weiterhin bekannt ist, bei Zweitaktflugmotoren neben dem eigentlichen Spülgebläse ein Zusatzgebläse vorzusehen, das beim Flug in größerer Höhe dem eigentlichen Spülgebläse vorgeschaltet wird. Die beiden Gebläse haben jedoch eine andere Funktion wie diejenigen beim Gegenstand unserer Erfindung. Schließlich, hat man auch bereits bei Motoren mit Spül- und Nachladeschlitzen zur -Förderung der Spül- und Nachladeluft zwei getrennte, dauernd angetriebene Gebläse vorgesehen. Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist in der Fig. i dargestellt, während die Fig. 2 eine besondere Einzelheit zeigt.To supplement the state of the art, it should be noted that it is also known in two-stroke aircraft engines in addition to the actual purge fan to provide an additional fan that, when flying at a greater height, serves as the actual flushing fan is connected upstream. However, the two fans have a different function than those the subject of our invention. After all, you already have it with engines with rinsing and reloading slots for the delivery of the rinsing and reloading air two separate, continuously driven fan provided. An embodiment for the invention is shown in Fig. i, while Fig. 2 is a particular one Detail shows.

Im Zylinder 1 sind Spülschlitze 2 und Nachladeschlitze3 sowie Auslaßschlitze4 vorgesehen. Die Spülschlitze sind an eine Leitung 5, die Nachladeschlitze an eine Leitung 6 angeschlossen. Während die Leitung 5 der Spülschlitze 2 und die Auspuffschlitze 4 lediglich durch den Kolben 7 gesteuert werden, ist in die Nachladeleitung 6 ein Steuerorgan 8 eingeschaltet, das von der Kurbelwelle 9 über Kegelräderpaare io und i i angetrieben wird und bei jeder Kurbelwellenumdrehung nach Abschluß der 'Auslaßschlitze 4 die Leitung 6 mit den Einlaßschlitzen2 verbindet und damit der Nachladeluft den Weg in den Zylinder freigibt. Von der Kurbelwelle 9 wird weiterhin über eine Übersetzung 12 ein Gebläse 13 angetrieben, dessen Welle 14 über eine Kupplung 15 mit der Welle 16 eines Hochdruckgebläses 17 verbunden werden kann. Durch ein auf der Druckseite der Gebläse angeordnetes Steuerorgan i8 kann wahlweise das Gebläse 13 oder das Gebläse 17 an die Nachladeleitung 6 angeschlossen werden. Das, Gebläse 13 steht außerdem dauernd mit der zu den Spülschlitzen :2 führenden Leitung 5 in Verbindung. Die Kupplung 15 zwischen den beiden Gebläsewellen 14 und 16 kann durch einen Handgriff ig ein- und ausgerückt werden, der gleichzeitig zur Umstellung des Steuerorgans 18 dient.In the cylinder 1, flushing slots 2 and reloading slots 3 as well as outlet slots 4 are provided. The flushing slots are connected to a line 5, and the reloading slots are connected to a line 6. While the line 5 of the scavenging slots 2 and the exhaust slots 4 are controlled only by the piston 7, a control element 8 is switched on in the recharging line 6, which is driven by the crankshaft 9 via pairs of bevel gears io and ii and with each crankshaft revolution after the end of the 'exhaust slots 4 connects the line 6 with the inlet slots 2 and thus enables the post-charge air to enter the cylinder. A fan 13 is also driven by the crankshaft 9 via a transmission 12, the shaft 14 of which can be connected to the shaft 16 of a high-pressure fan 17 via a coupling 15. By means of a control element i8 arranged on the pressure side of the blower, the blower 13 or the blower 17 can optionally be connected to the recharging line 6. The fan 13 is also permanently connected to the line 5 leading to the flushing slots: 2. The coupling 15 between the two fan shafts 14 and 1 6 can be prepared by a handle strength on and be disengaged, which also serves for the conversion of the control member 18th

Die Einrichtung wirkt so: Solange sich das Flugzeug in Bodennähe befindet, also die vom Niederdruckgebläse 13 geförderte Luft die genügende Dichte aufweist, befindet sich das Steuerorgan 18 in der ausgezogen gezeichneten Stellung: Die Spülung und die Nachladung erfolgt durch die vom Gebläse 13 geförderte Luft, die sich am Steuerorgan 18 in die Leitungen 5 und 6 verteilt. Gibt der Kolben 7 beim Abwärtsgang die Einlaßschlitze 2 -frei, so strömt die Spülluft durch den Zylinder, den sie unter Herausspülen der verbrannten Gase durch die Auspuffschlitze 4 zu einem kleinen Teil wieder verläßt. Beim Aufwärtsgehen schließt der Kolben 7 die Ein- und Auslaßschlitze ab. Nunmehr stellt der Drehschieber 8 die Verbindung zwischen der Leitung 6 und den Nachlaßschlitzen 3 her, so daß der Zylinderinhalt auf die Höhe des Spüldruckes nachgeladen wird. Kommt das Flugzeug in größere Höhen mit geringerer Luftdichte; so wird die Kupplung 15 eingerückt und gleichzeitig über das Gestänge 2o das Steuerorgan i8 in die gestrichelt gezeichnete Lage gebracht, in der die Spülleitung 5 von der Nachladeleitung 6 getrennt und die letztere an das Hochdruckgebläse 17 angeschlossen ist. Der Spülvorgang wird weiterhin in der für geringere Höhen angegebenen Weise lediglich vom Niederdruckgebläse 13 durchgeführt. Die vom Drehschieber 8 gesteuerte Nachladung des Zylinders übernimmt jedoch nunmehr das Hochdruckgebläse 17, das für die Aufladung des Zylinders auf Bodendichte sorgt.The device works as follows: As long as the aircraft is close to the ground, i.e. the air conveyed by the low-pressure fan 13 has sufficient density, the control element 18 is in the position shown in solid lines: The flushing and reloading are carried out by the air conveyed by the fan 13, which is distributed in lines 5 and 6 on control element 18. If the piston 7 releases the inlet slots 2 during downward gear, the scavenging air flows through the cylinder, a small part of which it leaves again through the exhaust slots 4, scavenging the burnt gases. When going up, the piston 7 closes the inlet and outlet slots. The rotary valve 8 now establishes the connection between the line 6 and the discharge slots 3, so that the cylinder contents are reloaded to the level of the flushing pressure. If the aircraft comes to higher altitudes with less air density; so the clutch 15 is engaged and at the same time the control member i8 is brought into the position shown in dashed lines via the linkage 2o, in which the flushing line 5 is separated from the reloading line 6 and the latter is connected to the high-pressure blower 17. The flushing process is still carried out in the manner indicated for lower heights only by the low-pressure fan 13. The reloading of the cylinder controlled by the rotary valve 8, however, is now taken over by the high-pressure blower 17, which takes care of the charging of the cylinder to soil density.

Durch die vorstehend erläuterte Anordnung wird die Spülung und Nachladung in wirtschaftlichster Weise erreicht, insbesondere stehen beim Fliegen in größeren Höhen für die Spülung und Nachladung stets ausreichende Luftmengen der für die beiden Arbeitsvorgänge erforderlichen Drücke und Volumina zur Verfügung. .The above-explained arrangement makes the flushing and reloading achieved in the most economical way, especially when flying in larger ones Heights for purging and reloading always have sufficient air volumes for both of them The pressures and volumes required for the work processes are available. .

In der Fig. 2 ist eine einfache Umstellvorrichtung für das Steuerglied 18 dargestellt, die beim Ein- und Ausschalten des Hochdruckgebläses selbsttätig in Wirkung tritt. In einem Hilfszylinder 21 ist ein Kolben 22 vorgesehen, dessen eine Seite von dem im Druckstutzen 23 des Niederdruckgebläses herrschenden Druck beaufschlagt wird, während die andere Kolbenseite unter dem im Stutzen 24 des Hochdruckgebläses herrschenden Druck steht. Die Kolbenstange 25 ist über eine Kurbel z6 mit dem Steuerglied 18 verbunden. Ist das Hochdruckgebläse ausgeschaltet, so überwiegt der im Raum 27 herrschende Druck, der den Kolben 22 in der gezeichneten Lage hält. In der dieser Kolbenlage entsprechenden Stellung ist das Niederdruckgebläse sowohl mit der Leitung 5 als auch mit der Leitung 6 verbunden, während die Verbindung zwischen dem Druckstutzen des Hochdruckgebläses und der Leitung 6 unterbrochen ist. Wird nunmehr das Hochdruckgebläse eingeschaltet, so@ strömt ein Teil der vom Hochdruckgebläse in den Druckstutzen 24 geförderten Luft durch die Leitung 28 in den Raum 29 des Zylinders 2i und schiebt den Kolben nach rechts. Hierdurch wird das Steuerglied 18 in die gestrichelt gezeichnete Lage geführt und auf diese Weise das Hochdruckgebläse an die Leitung 6 angeschlossen. Gleichzeitig wird das Niederdruckgebläse von der Leitung 6 getrennt, so daß es nur -noch mit der Leitung 5 in Verbindung steht.In Fig. 2 is a simple changeover device for the control member 18 shown, which automatically when the high pressure fan is switched on and off comes into effect. In an auxiliary cylinder 21, a piston 22 is provided, the one side of the pressure prevailing in the pressure port 23 of the low-pressure fan is acted upon, while the other side of the piston is below that in the nozzle 24 of the high-pressure fan the prevailing pressure. The piston rod 25 is connected to the control member via a crank z6 18 connected. If the high-pressure fan is switched off, that in room 27 predominates prevailing pressure that holds the piston 22 in the position shown. In the this The position of the piston corresponds to the position of the low-pressure fan with the pipe 5 and connected to the line 6, while the connection between the pressure port of the high pressure fan and the line 6 is interrupted. Now becomes the high pressure blower switched on, so @ some of the from the high-pressure fan flows into the pressure port 24 conveyed air through the line 28 into the space 29 of the cylinder 2i and pushes the piston to the right. As a result, the control member 18 is shown in dashed lines Out position and in this way the high pressure blower is connected to the line 6. At the same time, the low-pressure fan is separated from the line 6, so that it only - is still in communication with line 5.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Two-stroke aircraft engine with scavenging and reloading, characterized in that in addition to the fan (13) serving near the ground for scavenging and reloading, a high-pressure fan (17) which can be decoupled from the common drive (14) is provided so that the cylinders are reloaded and charged during high-altitude flight takes over soil density, while the flushing continues to be carried out by the first fan (13). z. Aircraft engine according to Claim i, characterized by its control element (1 8) for the optional connection of the pressure ports of the two fans with the line (6) leading to the reloading slots (3). 3. Aircraft engine according to claim 2, characterized in that the adjustment of the control element (r8) is inevitably made dependent on the start-up of the high-pressure blower (r7).