DE704896C

DE704896C - Arrangement in radial engines

Info

Publication number: DE704896C
Application number: DEH155537D
Authority: DE
Inventors: Torbjoern Viktor Dillstroem
Original assignee: Suzuki Garphyttan AB
Current assignee: Suzuki Garphyttan AB
Priority date: 1937-04-21
Filing date: 1938-04-20
Publication date: 1941-04-09
Also published as: GB514822A; US2273025A

Description

Anordnung bei Sternmotoren Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sternmotoren mit relativer Drehbewegung zwischen den Zylinderenden und einem mit ihnen zusammenwirkenden, vorzugsweise außenliegenden Steuerring.Arrangement in radial engines The present invention relates to on radial engines with relative rotary motion between the cylinder ends and a with them cooperating, preferably external control ring.

Bei den Versuchen, solche Motoren für Brennstoffeinspritzung zu verwenden, haben sich Schwierigkeiten ergeben, eine geeignete Verteilung des Brennstoffes auf die Luftladung zu erhalten.When trying to use such engines for fuel injection, Difficulties have arisen in a suitable distribution of the fuel to maintain the air charge.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine solche Verteilung herbeizuführen, und zwar durch Verwendung der an sich bei stillstehenden Motoren bekannten Luftumdrehung im Verbrennungsraum. Es hat sich hierbei ergeben, daß es nicht genügt, die Luft einfach unsymmetrisch in den Verbrennungsraum eintreten zu lassen. Wenn nämlich die Luft z. B. quer zur Richtung der Relativbewegung von Zvlinder und Deckel in den Zylinder eingeführt wird, wirkt die gegen das Ende des Einsaugvorganges eintretende Luft der beim Beginn dieses Vorganges hervorgerufenen Luftrotation entgegen, so daß der resultierende Bewegungsimpuls gleich Null ist.The purpose of the present invention is to bring about such a distribution, namely by using the air rotation known per se when the engines are at a standstill in the combustion chamber. It turned out that the air is not enough simply to let it enter the combustion chamber asymmetrically. If namely the air z. B. transverse to the direction of the relative movement of cylinder and cover in the cylinder is inserted, the one entering towards the end of the suction process acts Air counteracts the air rotation caused at the beginning of this process, see above that the resulting motion impulse is zero.

Erfindungsgemäß ist deshalb die Luft- bzw. Gemischkanalmündung im Steuerring seitlich der gemeinsamen Zylinderachsenebene angeordnet, und der bei der Mündung gelegene Kanalteil steht zu den senkrecht zur gemeinsamen Zylinderachsenebene stehenden Mittellängsebenen der an der Kanalmündung sich vorbeibewegenden Zylinder annähernd senkrecht. Hierdurch wird erzielt, daß die während des ganzen Einsaugvorganges hervorgerufenen Bewegungsimpulse einander unterstützen.According to the invention, the air or mixture duct opening is therefore in the Control ring arranged laterally of the common cylinder axis plane, and the at The channel part located at the mouth is perpendicular to the common cylinder axis plane standing central longitudinal planes of the cylinders moving past the channel mouth approximately vertical. This ensures that the during the the whole suction process caused movement impulses support each other.

Ein. weiteres -Merkmal der Fi-fndung hesteht in folgendem: Jeder Brennstoffstrahl besteht aus Tropfen sehr verschiedener Größe. Die größeren "tropfen durchdringen den Brennraum und erreichen dessen Umkreis, wo sie sich verhältnismäßig gleichförmig über die sich drehende Luft verteilen. Die kleinen Tropfen dagegen besitzen, praktisch genommen, kein Durchdringungsvermögen. Sie «-erden von der Luft im Zentrum des Brennraumes ahsorhiert und bilden einen dichten Nebel. Die Folge ist, daß man im Zentrum lies I_uftbrennraumes eine zti reichliche Brennstoffbeimischung erhält.A. Another feature of the invention is the following: Every fuel jet consists of drops of very different sizes. The larger "drops penetrate the combustion chamber and reach its periphery, where they are relatively uniform Distribute over the rotating air. The small drops, on the other hand, have practical taken, no penetration. You «-ground from the air in the center of the combustion chamber adhere and form a thick fog. The result is that you read in the center I_uftbrennraumes receives a zti ample fuel admixture.

Es ist deshalb von groliein Wert, wenn dieser feine, dichte Nebel über den ganzen Brennraum verteilt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Einspritzventil im Steuerring angebracht ist, so daß es sich während des Einspritzvorganges quer über den Brennraum bewegt. Hierdurch wird eine gleichförmige @"erinischung auch des feinen Brennstoffnebels mit der kreisenden Luft erreicht.It is therefore of great value if this fine, dense mist is distributed over the entire combustion chamber. According to the invention, this is achieved by that the injection valve is mounted in the control ring so that it is during the Injection process moved across the combustion chamber. This makes a uniform Deletion of the fine fuel mist with the circulating air is also achieved.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele für :.Maschinen gemäß der Erfindung.To explain the invention are those illustrated in the drawing Embodiments for: .Machines according to the invention.

Fig.1 zeigt einen dreizylindrigen Sternniotor in Ansicht, Fig.2 eine Ansieht desselben Motors nach dein unteren Teil der 1_iilie I1-11 in Fig. 3. wobei (las Kurbelgehäuse zum Teil aufgedeckt und ein Zylinder sowie ein Luftzufuhr- und ein Abgaskanal gemäß dem oberen Teil der Linie II-11 auf-Fig. 3 ist ein Schnitt durch geschnitten sind.Fig.1 shows a three-cylinder Sternniotor in view, Fig.2 a Looks at the same engine according to the lower part of the line I1-11 in Fig. 3. where (read crankcase partially uncovered and a cylinder as well as an air supply and an exhaust duct according to the upper part of the line II-11 in FIG. 3 is a section are cut through.

(lei1 Motor nach der Linie 111-11I in Fig. 2. Fig.4 bis (i veranschaulichen Einzelteile in vergrößertem Maßstäbe. Gleiche Teile haben dieselben Bezugsziffern erhalten.(lei1 engine according to line 111-11I in Fig. 2, Fig. 4 to (i illustrate Individual parts on a larger scale. Identical parts have the same reference numbers obtain.

E in aus den beiden Teileil i i i und i i i" bestehendes, finit sternförmig angeordneten Armen versebenes Stativ ist mit seinen beiden Hauptarmen 112, 112" und. 113, 113,' :in tragenden Teilen i 14 und i 1;, z. B. an einem Flugzeugrumpf, befestigt. An den Stativarmen i 16 und i 16", 117 und 1 17- 1 18 und 118" sowie i ig und i i g« ist ein eile- oller mehrteiliger ringförmiger Körper i befestigt, der mit Kühlrippen 41, Luftzufuhrkanäleil 2. Al)gasauspufstutzeil3 und öffnungen für Brennstoffeinspritzvorrichtungen 8 versehen ist. Innerhalb des Ringes i sind die mit Kühlrippen 4" versehenen Maschinenzvlinder 4, im dargestellten Beispiel drei Zylinder, angeordnet. fil jedem Zylinder gleitet ein Kolben to, der mittels einer durch einer I@ollxnb@@lzen i r am Kolben befestigten Schubstange 12 mit dein Kurbelzapfen 13 an der Maschinenwelle 14 direkt oder durch Vermittlung einer Lasche 13" an einer der Schubstangen 12 in Verbindung steht. Die Z_vlin-,ler 4 sitzen auf einem die Kurbel umschließenden Gehäuse 15, (las rotierbar auf der Welle 14 angebracht ist. Die Welle 14 ist in den Stativen i i i und i i i" gelagert. Auf der Welle 14 ist ein Zahnrad (Antriebsritzel) i(-), z. B. mittels Keils, befestigt, das mit drei Zahnrädern 17, 17" und 17h kämmt, deren Zähne außerdem in die Zähne eines am Stativ i i i befestigten Zahnkranzes i8 eingreifen. Die Zahnräder 17, 17" und 17b sind auf Zapfen i<g, ig" bzw. iyj, drehbar gelagert, die fest an dem um die Maschinenwelle 14 rotierbareil Kurbelgehäuse 1 5 angebracht,sind. Die durch die Kolbenbewegung infolge der Gemischverbrennung im Brennraum der Zylinder hervorgerufene Drehung der Welle 14 verursacht, daß das Antriebsritzel16 die Zahnräder 17 bis 17b dreht, die dadurch im Zahnkranz iS weiterlaufen müssen, und das mit ihnen fest verbundene Kurbelgehäuse 15 mitsamt den daran befestigten Zylindern4 um die Welle 14 innerhalb des Ringes, z. B. in Richtung des Pfeiles 120, rotieren läBt.E in the two parts iii and iii "existing, finite star-shaped arranged arms versebenes tripod is with its two main arms 112, 112" and. 113, 113, ': in load-bearing parts i 14 and i 1 ;, e.g. B. attached to an aircraft fuselage. On the stand arms i 16 and i 16 ", 117 and 1 1 7-1 18 and 118" as well as i ig and iig "a rapid ole multi-part ring-shaped body i is attached, with cooling fins 41, air supply ducts 2. Al) gas exhaust pipe 3 and openings for fuel injectors 8 is provided. Inside the ring i are the machine cylinders 4, which are provided with cooling fins 4 ″, three cylinders in the example shown. For each cylinder, a piston slides, which is connected to the crank pin by means of a push rod 12 attached to the piston by a I @ ollxnb @@ lzen ir 13 is connected to the machine shaft 14 directly or through the intermediary of a bracket 13 ″ on one of the push rods 12. The Z_vlin-, ler 4 sit on a housing 15 surrounding the crank (which is rotatably mounted on the shaft 14. The shaft 14 is mounted in the tripods iii and iii ". On the shaft 14 there is a gearwheel (drive pinion) i ( -), for example by means of a wedge, which meshes with three toothed wheels 17, 17 "and 17h, the teeth of which also mesh with the teeth of a toothed ring i8 attached to the stand iii. The toothed wheels 17, 17" and 17b are on pins i <g, ig "or iyj, rotatably mounted, which are fixedly attached to the crankcase 1 5, which is rotatable about the machine shaft 14. The rotation of the shaft 14 caused by the piston movement as a result of the mixture combustion in the combustion chamber of the cylinders causes the drive pinion 16 the gears 17 to 17b rotates, which must continue to run in the ring gear iS, and the crankcase 15 firmly connected to them together with the cylinders 4 attached to them rotate around the shaft 14 within the ring, e.g. in the direction of arrow 120.

Die Welle 14 ist an ihrem einen Ende mit einem Antrieb für eine Brennstoffeinspritzpumpe 51 versehen. Der Antrieb besteht aus einer Schnecke 52, die ein an einer Welle 53 der Pumpe befestigtes Schneckenrad 54 antreibt. Da die Konstruktion der Pumpe für die Anwendung der 1?rfindting gänzlich gleichgültig ist, werden Einzelheiten der Pumpe weder auf der Zeichnung dargestellt, noch hier beschrieben. Die Pumpe liefert durch die Leitungen 5,5 zu bestimmten Zeiten Brennstoff an die Einspritzvorrichtungen B.The shaft 14 is at one end with a drive for a fuel injection pump 51 provided. The drive consists of a worm 52 which is attached to a shaft 53 the pump mounted worm gear 54 drives. Since the construction of the pump for the application of the 1? findingting is completely indifferent, details of the Pump neither shown on the drawing nor described here. The pump delivers fuel to the injectors through the lines 5.5 at certain times B.

Die Köpfe der Zylinder 4 gehen in einen kragenförmigen Teil 4b über, der in entsprechende Offnungen eines an der Innenseite des Ringes i dicht anliegenden, die Zylinder 4 haltenden und mit ihnen rotierenden Stützringes 4, hineinragen und dort befestigt sind. Zwischen dem Kragen 4b jedes Zylinders 4 und dem Stützring 4, liegt ein Ring 5, der als Dichtung dient. Der Raum 6 innerhalb des Dichtungsringes ; bildet einen Teil des Konipressionsraurnes des zugehörigen Zylinders und ist das Verl)indungsglied zwischen dem eigentlichen Zylinder und den- Kanälen 2 bzw. 3 im Ring i.The heads of the cylinders 4 merge into a collar-shaped part 4b, which in corresponding openings of a tightly fitting on the inside of the ring i, the cylinder 4 holding and rotating with them support ring 4 protrude and are attached there. Between the collar 4b of each cylinder 4 and the support ring 4, there is a ring 5, which serves as a seal. The space 6 within the sealing ring ; forms part of the compression space of the associated cylinder and is that Verl) indungs member between the actual cylinder and the channels 2 and 3 in the Ring i.

Brennluft wird den Zylindern durch die Kanäle 2 und eine gemeinsame Luftzufuhrleitullg 2" zugeführt, die am Ring i befestigt ist und einen Lufteinlaßstutzen 2b besitzt. Die Brennluft kann durch die Kolbenbewegung in . die Kanäle und "Zylinder eingesaugt oder den Kanälen 2 und der Leitung 2" durch ein nicht dargestelltes Gebläse o. dgl. zugeführt werden. Die Kanäle 2 sind erfindungsgemäß so angeordnet, daß die Luft exzentrisch und ungefähr tangential in den Raum 6 jedes Zylinders eintritt. Man kann einfache oder auch mehrfache Einlaufkanäle anordnen, z. B. zwei Einlaufkanäle 2x und 2y (Fig. 6) nebeneinander. Diese müssen jedoch so gelegt werden, daß die Luftströme im Brennraum gleiche Richtung haben. Wenn man nur einfache Einsaugkanäle wie bei der Maschine gemäß den Fig. i bis 5 anwendet, darf die Breite der Kanäle sich nicht über viel mehr als einen halben Durchmesser des Raumes 6 erstrecken. Der Vorteil von mehrfachen Luftkanälen liegt darin, daß dadurch die Füllung erleichtert, der Füllungsgrad jedes Zylinders also höher gehalten werden kann, als wenn nur ein einfacher Kanal angewendet wird. Um der Luft eine möglichst vollständig tangentiale Einlaufrichtung zu geben, kann man die Kanäle 2 mit Leitschienen 7 versehen, wie aus Fig. -- und 4 ersichtlich ist.Combustion air is supplied to the cylinders through the ducts 2 and a common air supply duct 2 ″, which is attached to the ring i and has an air inlet connection 2b The channels 2 are arranged according to the invention in such a way that the air enters the space 6 of each cylinder eccentrically and approximately tangentially. One can arrange single or multiple inlet channels, e.g. two Inlet ducts 2x and 2y (Fig. 6) next to each other. However, these must be laid so that the air flows in the combustion chamber have the same direction do not extend over much more than half a diameter of the space 6. The advantage of multiple air ducts is that they facilitate the filling, the F The degree of filling of each cylinder can therefore be kept higher than if only a simple channel is used. In order to give the air a completely as possible tangential inlet direction, the channels 2 may be provided with guide rails 7, as shown in Fig -. And 4 can be seen.

Wenn die Zylinder 4 im Stativ i i i bis i i i, rotieren, dann kommen die Zylinderräume 6 an den in bestimmter Reihenfolge im Ring i angeordneten Luftzufuhrkanälen a, Abgasauspuffstutzen 3 und Einspritzvorrichtungen 8 vorbei. Die Rotationsgeschwindigkeit des Zylindersternes, die Hübe und Geschwindigkeit der Kolben, die Arbeit der Brennstoffpumpe und die Abstände zwischen den Kanälen im Ring i und zwischen den Kanälen und jeder Einspritzvorrichtung sind derart bemessen, daß die Zylinder, wenn der Kolben einen Saughub ausführt, aus einem Kanal z mit Brennluft gefüllt, wenn der Kolben einen Kompressionshub ausführt, durch eine Einspritzdüse 8 mit Brennstoff versehen werden und nach Zündung des Gemisches die Abgabe während des Auspuffhubes durch einen Stutzen 3 ausstoßen.When the cylinders 4 rotate in the stand i i i to i i i, then come the cylinder spaces 6 on the air supply channels arranged in a certain order in the ring i a, exhaust pipe 3 and injectors 8 over. The speed of rotation of the cylinder star, the strokes and speed of the pistons, the work of the fuel pump and the distances between the channels in ring i and between the channels and each Injectors are sized so that the cylinder when the piston is a Suction stroke executes, filled with combustion air from a channel z when the piston has a Compression stroke executes, are provided by an injection nozzle 8 with fuel and after ignition of the mixture, the discharge during the exhaust stroke through a nozzle 3 eject.

Die Einspritzvorrichtung 8 für flüssigen Brennstoff ist im stillstehenden Ring i angeordnet, weil man auf diese Weise die beste. Beladung der Brennluft mit Brennstoff erhält; denn im Zylinder 4 rotiert die Brennluft, der Zylinder selbst bewegt sich mit der rotierenden Luftladung an der Einspritzvorrichtung vorbei. Die Brennstoffstrahlen können also den gesamten Brennraum durchdringen, wobei sich Brennstoff und Luft vermöge der doppelten Relativbewegung gut vermischen. Diesedoppelte Relativbewegung ermöglicht es auch, die Geschwindigkeit der Luftbewegung im Brennraum verhältnismäßig niedrig zu halten und doch gute Mischung von Luft und Brennstoff zu erzielen. Letzteres ist für die Füllung des Zylinders günstig, weil geringere Rotation eine niedrigere Geschwindigkeit und damit kleinere Drosselverluste bedingt.The liquid fuel injector 8 is idle Ring i arranged because that way you get the best. Loading of the combustion air with Receives fuel; because the combustion air rotates in cylinder 4, the cylinder itself moves past the injector with the rotating air charge. the Fuel jets can penetrate the entire combustion chamber, with fuel and air mix well by virtue of the double relative movement. This double relative movement It also allows the speed of air movement in the combustion chamber to be proportionate to keep it low and yet achieve a good mixture of air and fuel. The latter is favorable for filling the cylinder, because less rotation means less Speed and therefore smaller throttling losses.

Wenn elektrische Zündkerzen 9 oder Ähnliches Anwendung finden, um das Luft-Brennstoff-Gemisch irn Zylinder zu entzünden, können die Kerzen zweckmäßigerweise an den Zylindern angebracht werden. Obgleich dabei die Kerzen in einem beweglichen Teil sitzen, begegnet es doch keinen größeren Schwierigkeiten, den für die Zündung erforderlichen elektrischen Funken zu erzeugen. Eine zweckmäßige Anordnung von beispielsweise zwei Kerzen ist in Fig.3 gezeigt. Den Kerzen wird elektrischer Strom aus der Leitung 2o über eine Verteilanlage2i und die Verteilleitungen 22 zugeführt.If electrical spark plugs 9 or similar are used to The candles can expediently ignite the air-fuel mixture in the cylinder attached to the cylinders. Although the candles in a moving one Partly sitting, it doesn’t run into any major difficulties, the one for the ignition to generate required electrical sparks. A convenient arrangement of for example two candles is shown in Fig.3. The candles get electric current from the line 2o supplied via a distribution system 2i and the distribution lines 22.

Wenn auch die Erfindung in erster Linie bei Flugzeugmotoren angewandt werden soll, so ist sie ja doch weder auf diese Maschinenart allein noch auf die als Beispiel veranschaulichte Ausführungsform beschränkt.Although the invention is primarily applied to aircraft engines is to be, it is after all neither on this type of machine alone nor on that embodiment illustrated as an example.

Claims

PATRNTAN COVERAGE: i. Arrangement in radial engines with relative rotary motion between the cylinder ends and a cooperating with them, preferably external Control ring, characterized in that the air or mixture duct opening in the control ring is arranged to the side of the common cylinder axis plane and the one at the mouth located duct part to those perpendicular to the common cylinder axis plane Approximately the central longitudinal planes of the cylinders moving past the channel mouth stands vertically.

2. Arrangement according to claim i, characterized by two in opposite directions Directional channels that are on both sides of the cylinder axis plane in open into the combustion chamber.

3. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that that the channels are provided with guide tongues or the like.

4. Arrangement according to claim i to 3 with fuel injection, characterized in that the injection device is mounted in the control ring so that it is transverse during the injection process moves over the spinning air charge.