DE675692C

DE675692C - Two-stroke internal combustion engine with one-sided reverse scavenging

Info

Publication number: DE675692C
Application number: DEM139906D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Siegfried Grantz; Dr-Ing Werner Lindner
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1937-11-24
Filing date: 1937-11-24
Publication date: 1939-05-15
Also published as: US2209782A; SE96832C1; FR845520A

Description

GemäßAccording to

Die Umkehrspülung von Zweitaktbrennkraftmasehinen, bei welchen die Schlitze im wesentlichen auf der einen Zylinderseite angeordnet sind und über der Reihe der Spülschlitze eine Reihe von Auspuffschlitzen liegt, hat sich bewiährt, solange sich die Brennkraftmaschinen innerhalb¹ eines bestimmten Drehzahlbereiclh.es hielten. Die neueren Bestrebungen gehen nun aber dahin, möglichst schnell laufende Zweitaktbrennlcraftmaschinen zu bauen. Bei diesen bereitet die Spülung infolge der Kürze der hierfür zur Verfügung stehenden Zeit gewisse Schwierigkeiten. Wenn auch neuere Untersuchungen zeigen, daß sich einerseits die bei jeder Spülung so gefürchteten Abgaswirbel infolge der bei schnell laufenden Brennkraftmaschinen sehr kurzen Spülzeit überhaupt nicht mehr ausbilden können, so ist es andererseits jedoch wegen der kurzen Spülzeit schwierig, ein geordnetes Ausschieben der gesamten Abgase durch die Spülluft zu erreichen. Der gesamte Zylinderraum muß, «η dies zu ermöglichen, möglichst vollständig von der Spülluftfront erfaßt werden, welche 'die Abgase vor sich her zu den Auslaßschlitzen treibt.The reverse circulation of Zweitaktbrennkraftmasehinen in which the slots are arranged essentially on one side of the cylinder and is located above the series of scavenging ports, a number of exhaust slots has bewiährt as long as the engine is kept within a particular ¹ Drehzahlbereiclh.es. The more recent endeavors are now aimed at building two-stroke branding craft machines that run as fast as possible. With these, the flushing causes certain difficulties due to the short time available for this. Even if more recent studies show that on the one hand the dreaded exhaust gas turbulence with every scavenging can no longer develop at all due to the very short scavenging time in high-speed internal combustion engines, on the other hand it is difficult, due to the short scavenging time, to expel all the exhaust gases in an orderly manner To achieve purge air. To make this possible, the entire cylinder space must be covered as completely as possible by the scavenging air front, which drives the exhaust gases in front of it to the outlet slots.

Zur Erreichung dieses Zieles sind auf Grund eingehender Versuche zwei Haupterfordernisse als wesentlich erkannt worden. Einmal muß den auszutreibenden Abgasen ein genügend großer " Austrittsquerschnitt zur. Verfügung stehen, der auf jeden Fall eine Stauung der Abgase vor den Auslaßö'ffnungen verhindert, und ferner müssen die einzelnen Spüllüftstrahlen auf ihrem Wege im Zylinder so gelenkt werden, daß dieser in seiner Gesamtheit von der Spülluft erfaßt wird.In order to achieve this goal, based on extensive experimentation, there are two main requirements has been recognized as essential. Once the exhaust gases to be expelled must have a sufficiently large "exit cross-section. Are available, which in any case a stagnation of the exhaust gases in front of the outlet openings prevented, and also the individual flushing air jets must be on their way in Cylinder are steered so that it is covered in its entirety by the scavenging air will.

Eine Vergrößerung des Auslaßquerschnittes durch Verlängerung der Auslaßschlitze gegenAn enlargement of the outlet cross-section by lengthening the outlet slots against

den Zylinderdeckel hin ist unzweckmäßig, da hierdurch ein Teil des wirksamen Zylinderhubes und damit der Leistung der Brennkraftmaschine verlorengeht. Erfindungsge-' maß werden daher bei einer Zweitaktbrenar. kraftmaschine mit einseitiger Umkehr spülung^· bei welcher über der Reihe der Spülsdhlitze eine Reihe von Auspuffschiitzen angeordnet ist, die Auspuffschlitze in der Mitte und an ίο den beiden Enden der Schlitzreihe oder auch nur aäi den beiden Enden oder nur in der Mitte allein gegen den. inneren Totpunkt der Maschine hin verlängert und die unter den verlängerten Auspuffschlitzen liegenden t5 Einlaßschlitze um den gleichen Betrag verkürzt. Dadurch wird nicht nur die absolute Größe des Auslaßquerschnittes vergrößert, sondern auch das. Verhältnis von Auslaßquerschnitt zum Spülquerschnitt günstig gestaltet. Für die schnelle Durchspülung des Zylinders von besonderer Bedeutung ist aber der Einfluß der vergrößerten Auslaßschlitze auf die Lenkung der einzelnen Spülluftströme, Während bei der bisher üblichen Ausbildung der einseitigen Umkehrspülung mit einer Reihe von Spülschlitzen und einer Reihe von darüberliegenden Auslaßschlitzen die einzelnen Spülluft- : ströme über den Kolbenboden hinweg bis zur gegenüberliegenden Zylinderwand strömen und, sich an dieser aufrichtend, gegen den Zylinderdeckel hinfließen, richten sich bei der Schlitzausbildung nach der Erfindung die den vergrößerten Auslaßschlitzen benachbarten SpiüUuftströme oder Teile derselben schon vor Erreichung der gegenüberliegenden Zylinderwand auf, weil der innere Abgaskern vor den vergrößerten Auslaßschlitzen naturgemäß weniger dicht und in ihm die Abströmung der Abgase stärker ist als vor den anderen Auslaßschlitzen. Die betreffenden Spülluftströnie werden also gewissermaßen in diese Abgaskernzone hineingezogen. Die Aufrichtung der Spülströme erfolgt um so früher, je mäher sie den vergrößerten Auslaßschlitzen liegen. Die Spiülluftströme aus den weiter entfernten Spülschlitzen fließen dagegen bis zur Zylinderwand durch und übernehmen die Spülung der Wandzonen des Arbeitszylinders. Auf diese Weise werden nicht nur die Wandzonen, sondern auch die innere Kernzone von der Spülluft erfaßt, so daß tote, . ungespülte Räume weitgehend vermieden sind. Der gesamte Zylinderraum wird in kürzester Zeit von den ungehindert abströmenden Abgasen verlassen und von Spülluft erfüllt. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schutzanordnung wird also erreicht, daß der Abfluß der Abgase infolge der Vergrößerung des Ausläßquerschnittes schnell und störungslos vor sich geht und ein Teil der Spülluft die innere Kernzone im Arbeitszylinder erfaßt und von Abgasen reinigt. i^iiEs ist zwar bekannt, die Auslaßschlitze /bei Umkehrspülung so auszubilden und' an- % zuordnen, daß ihre unteren Enden jeweils .zwischen zwei Einlaß schlitzen in die Reihe der Einlaßschlitze hineinragen. Diese Maßnahme ist jedoch lediglich in einer Verringerung des durch die Schlitze bedingten , Hubverlustes der Brennkraftmaschine begründet. Es sind auch Zweitaktbrennkraftmaschüien mit Umkehrspülung bekannt, bei . welchen die beiden Schlitzreihen gegeneinander am Zylinderumfange verschoben sind und die Auslaßschlitze auf der einen Seite, unter denen sich keine Einlaßschlitze mehr befinden, nach unten, die entsprechenden Einlaßschlitze auf der anderen Seite nach oben verlängert sind. Bei dieser Ausführung soll durch idie Anordnung und Ausbildung der Schlitze lediglich ein schraubenförmiger Verlauf der Spülluft im Arbeitszylinder erzielt werden, der zu einer Wirbelung der Luft bei der Einspritzung des Brennstoffes führt. In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh-. rungsbeispiele einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit einseitiger Umkehrspülung mit den Merkmalen gemäß der Erfindung sehematisch dargestellt, und zwar zeigenthe cylinder cover is inexpedient, since this causes part of the effective cylinder stroke and thus the power of the internal combustion engine to be lost. According to the invention are therefore in a two-stroke brand. engine with one-sided reverse flushing ^ in which a row of exhaust slits is arranged above the row of scavenging hoses, the exhaust slits in the middle and at the two ends of the row of slits or just aäi the two ends or only in the middle against the. inner dead center of the machine is extended and the t5 inlet slots located under the extended exhaust slots are shortened by the same amount. This not only increases the absolute size of the outlet cross-section, but also the ratio of the outlet cross-section to the flushing cross-section. For the rapid flushing of the cylinder, however, the influence of the enlarged outlet slots on the control of the individual flushing air flows is of particular importance the piston head flow away to the opposite cylinder wall and, erecting on this, flow towards the cylinder cover, with the slot formation according to the invention, the air flows adjacent to the enlarged outlet slots or parts of the same are set up before they reach the opposite cylinder wall, because the inner exhaust gas core is in front The enlarged outlet slots are naturally less tight and the outflow of the exhaust gases is stronger in it than in front of the other outlet slots. The scavenging air streams in question are thus, to a certain extent, drawn into this exhaust gas core zone. The straightening of the flushing flows takes place earlier, the closer they are to the enlarged outlet slots. The rinsing air flows from the rinsing slots further away, on the other hand, flow through to the cylinder wall and take over the rinsing of the wall zones of the working cylinder. In this way, not only the wall zones, but also the inner core zone are covered by the scavenging air, so that dead,. Unwashed rooms are largely avoided. The entire cylinder space is left in a very short time by the unimpeded outflow of exhaust gases and filled with scavenging air. The protective arrangement proposed according to the invention ensures that the outflow of the exhaust gases as a result of the enlargement of the outlet cross-section proceeds quickly and smoothly and part of the scavenging air covers the inner core zone in the working cylinder and cleans it of exhaust gases. i ^ IIES is known to form the outlet slots / on reverse circulation so and 'Toggle% assign that their lower ends each .Between two inlet slots extend into the row of inlet ports. However, this measure is only based on a reduction in the stroke loss of the internal combustion engine caused by the slots. There are also two-stroke combustion engines with reverse scavenging known. which the two rows of slots are shifted against each other on the cylinder circumference and the outlet slots on one side, under which there are no more inlet slots, are extended downwards, the corresponding inlet slots on the other side are extended upwards. In this embodiment, the arrangement and design of the slots is only intended to achieve a helical course of the scavenging air in the working cylinder, which leads to a swirling of the air when the fuel is injected. In the drawing are several execution. Approximation examples of a two-stroke internal combustion engine with one-sided reverse scavenging with the features according to the invention shown schematically, namely show

Abb. ι einen Axialschnitt durch einen Zylinder mit in der Mitte der Schlitzreibe angeordnetem vergrößertem Auslaßschlitz,Fig. Ι an axial section through a cylinder with arranged in the middle of the slot grater enlarged outlet slot,

Abb. 2 einen senkrecht zu dem gemäß Abb. ι liegenden Axialschnitt durch die Mitte der Schlitzreihen,Fig. 2 is an axial section through the center perpendicular to the axial section according to Fig the rows of slots,

Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Abb. 1,Fig. 3 shows a cross section along the line III-III in Fig. 1,

Abb. 4 einen Axialschnitt durch einen Zylinder mit trapezförmig vergrößertem Auspuffschlitz in der Mitte der Schlitzreihe,Fig. 4 shows an axial section through a cylinder with a trapezoidal enlarged exhaust slot in the middle of the row of slots,

Abb. 5 einen senkrecht zu dem gemäß Abb. 4 liegenden Axialschnitt durch die Mitte der Schlitzreihen,Fig. 5 is an axial section through the center perpendicular to the axial section according to Fig. 4 the rows of slots,

Abb. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Abb. 4 undFig. 6 shows a cross section along the line VI-VI in Fig. 4 and

Abb. 7 einen Axialschnitt durch einen Zylinder, bei welchem der mittlere Auslaßschlitz besonders tief gezogen ist.Fig. 7 is an axial section through a cylinder in which the central outlet slot is particularly deep drawn.

In allen Abbildungen sind mit 1 der Zylinder, mit 2 der Kolben, mit 3 die Spulschlitze und mit 4 die Auslaßschlitze bezeichnet. Bei der Ausführung nach den Abb. i, 2 und 3 ist der mittlere rechteckige Auspuffschlitz 5 nach unten vergrößert und ragt in die Reihe der Spülschlitze 3 hinein. Unter ihm ist nur noch ein schmaler SpülschlLtz 3 vorgesehen. In der Abb. 2 ist der Spülstromverlauf und der Einfluß des vergrößerten mittleren Auslaßschlitzes dargestellt. Die dem vergrößerten Auslaßschlitz benach-In all figures, 1 is the cylinder, 2 is the piston, and 3 is the winding slots and 4 denotes the outlet slots. When executing according to the Fig. I, 2 and 3, the middle rectangular exhaust slot 5 is enlarged downwards and protrudes into the row of flushing slots 3. There is only a narrow flushing slot under him 3 provided. In Fig. 2, the flushing flow and the influence of the enlarged middle outlet slot shown. The areas adjacent to the enlarged outlet slot

barten SpüUuftströme richten sich früher auf als die weiter entfernt liegenden und dringen in die Kernzone ein, die sie von den Abgasen reinigen. Statt des einen mittleren vergrö-Berten Auslaßschlitzes können auch mehrere vorgesehen werden, oder es können diese großen Auslaßschlitze auch an dem Ende der Schlitzreihe angeordnet werden.Exposed flushing air currents straighten up earlier than those further away and penetrate into the core zone, which they clean from the exhaust gases. Instead of the one enlarged one in the middle Several outlet slots can also be provided, or these large outlet slots can also be provided at the end the row of slots are arranged.

Bei der Ausführung nach den Abb. 4, 5 und 6 ist ein trapezförmiger großer Auspuff schütz 5 in der Mitte der Schlitzreihe angeordnet, während die darunterliegenden Spülschlitze entsprechend dreieckförmig verkleinert ,sind. Die Abb. 5 zeigt wieder den.In the design according to Figs. 4, 5 and 6, a trapezoidal large exhaust is protective 5 arranged in the middle of the row of slots, while the flushing slots underneath are correspondingly reduced in a triangular shape ,are. Fig. 5 shows again the.

Verlauf des Spülluftstromes im Arbeitszylinder. Auch hier können die vergrößerten Auslaßsichlitze an den beiden Enden der Schlitzreihe oder an den beiden Enden und in der Mitte liegen. Die Abb. 7 zeigt sodann noch eine Ausführungsmöglichkeit der Zweitaktbrennkraftmaschine, bei welcher der mittlere Auslaßschlitz besonders tief gezogen und unter diesem kein Spülschlitz mehr vorgesehen ist.Course of the purge air flow in the working cylinder. Here, too, the enlarged Outlet sockets at both ends of the row of slots or at both ends and lie in the middle. Fig. 7 then shows another embodiment of the two-stroke internal combustion engine, in which the middle outlet slot is drawn particularly deep and there is no longer a flushing slot under it is.

Claims

Claim:

Two-stroke internal combustion engine with one-sided reverse scavenging, in which a row of exhaust ports ^{% is} arranged above the row of scavenging slots, characterized in that the exhaust ports in the middle and at both ends of the row of slots or only at the two ends or only in the middle alone against the inner dead center of the machine is extended and the inlet slots located under the extended exhaust slots are shortened by the same amount.

For this purpose ι sheet of drawings