DE812857C

DE812857C - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE812857C
Application number: DED784A
Authority: DE
Inventors: Albert Starts
Original assignee: Duncan Parking Meter Corp
Current assignee: Duncan Parking Meter Corp
Priority date: 1950-01-15
Filing date: 1950-01-15
Publication date: 1951-09-06

Description

Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft grundsätzlich Brennkraftmaschinen und im besonderen Verbesserungen an Zweitaktmaschinen. Ein Merkmal der Erfindung ist die Schaffung von Strömungswegen in der Maschine, auf denen das Brennstoff-Luft-Gemisch unter Wärmeaustausch durch das Kurbelgehäuse, die Kurbelwelle und den Zylinderblock zur Verbrennungskammer geleitet wird.Internal combustion engine The invention relates in principle to internal combustion engines and in particular improvements to two-stroke engines. A feature of the invention is the creation of flow paths in the machine on which the fuel-air mixture with heat exchange through the crankcase, the crankshaft and the cylinder block is directed to the combustion chamber.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist, daB ein bestimmter Anteil der Verbrennungsprodukte im Zylinder zurückgehalten und mit der einströmenden Ladung gemischt wird, damit die Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer herabgesetzt wird und dadurch Klopferscheinungen verhindert werden.Another feature of the invention is that a certain proportion of the Combustion products retained in the cylinder and with the incoming charge is mixed so that the combustion temperature in the combustion chamber is reduced and thereby preventing knocking.

Ein anderes Merkmal der Erfindung liegt in einem verbesserten und neuen Aufbau der Kurbelwelle und der damit verbundenen Ventilbetätigungseinrichtung.Another feature of the invention is an improved and new construction of the crankshaft and the associated valve actuation device.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist ein Brennstoffzuführungsventil, welches die Menge der Brennstoffladung festlegen soll ohne ihre Strömungsgeschwindigkeit zu behindern.Another feature of the invention is a fuel supply valve, which is intended to determine the amount of fuel load without its flow rate to hinder.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist ein Kurbelgehäuse, das im Verhältnis zum Kolbenhube so bemessen ist, daB ein gleichförmiger Druckanstieg des Brennstoff-Luft-Gemisches im Kurbelgehäuse und den mit ihm verbundenen Strömungswegen stattfindet.Another feature of the invention is a crankcase that in relation to the piston stroke is dimensioned so that a uniform pressure increase of the fuel-air mixture takes place in the crankcase and the flow paths connected to it.

Weitere Ziele der Erfindung liegen darin, daß die Maschine wirtschaftlich arbeitet, dauerhaft ist und im Verhältnis zu ihrem Gewicht eine hohe Leistung liefert.Further objects of the invention are that the machine is economical works, is durable and performs well in relation to its weight.

Andere Ziele und im Verhältnis zum vorangehenden mehr oder weniger untergeordnete Vorteile sowie auch die Form, in der die Erfindung verwirklicht ist, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die zusammen mit der Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform darstellt. Es zeigt Fig. i einen senkrechten Längsschnitt der Maschine, Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt der Maschine, ähnlich dem nach Fig. i, in dem der Kolben in seiner obersten Lage dargestellt ist, Fig.3 einen Querschnitt der Maschine nach Linie 3-3 in Fig. 2, Fig.4 einen senkrechten Längsschnitt der Gemischeinlaßkammer nach Linie 4-4 in Fig. 2, Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht der Ventilhülse des Gemischzuführungsventiles, Fig. 6 einen waagerechten Schnitt der Maschine nach Linie 6-6 in Fig. i und Fig. 7 einen Teilquerschnitt des Kurbelgehäuses nach Linie 7-7 in Fig. i.Other goals and in relation to the previous one more or less minor advantages as well as the form in which the invention is embodied is apparent from the following description, which is taken together with the drawing represents a preferred embodiment. It shows Fig. I a vertical longitudinal section of the machine, Fig. 2 is a vertical longitudinal section of the machine, similar to that according to Fig. I, in which the piston is shown in its uppermost position, Fig.3 shows a cross section the machine along line 3-3 in Fig. 2, Fig.4 is a vertical longitudinal section of the Mixture inlet chamber along line 4-4 in Fig. 2, Fig. 5 is a perspective view of the valve sleeve of the mixture supply valve, FIG. 6 is a horizontal section the machine along line 6-6 in Fig. i and Fig. 7 is a partial cross-section of the crankcase according to line 7-7 in Fig. i.

Nach Fig. i besitzt die Maschine ein Kurbelgehäuse io mit Bohrungen zur Aufnahme derWälzlager i i und 12 für die Kurbelwelle 13 und einer Kappe oder Endplatte 14, die in Verlängerung der Mittelachse der Kurbelwelle 13 angeordnet und zur .lufnahme eines Gemischzuführungsventiles 15 eingerichtet ist. Die obere Fläche des Kurbelgehäuses ist gestaltet zum Aufnehmen eines Zylinderblockes 16 mit einem Kolben 17. Er trägt in üblicher Weise einen Kolbenbolzen 18 für eine Pleuelstange i9, die über ein Wälzlager 2o an einem Kurbelzapfen 21 angreift, der in dem Arm 22 (Fig. 3) der Kurbelwelle befestigt ist. Der Zylinder 16 besitzt Auspufföffnungen 23, die mit der Außenluft in Verbindung stehen, sobald der Kolben in seiner Tiefstellung ist, das heißt bei der unteren Totpunktlage des Kurbelarmes 22. Der Kolbenmantel ist so ausgebildet, daß er die Auslässe 23 überdeckt, wenn der Kurbelarm 22 in seiner oberen Totpunktlage ist. Der Zylinderblock enthält ferner ein Ventilgehäuse 24, das mit ihm aus einem Stück hergestellt ist und eine Brennstoffkammer 25 umschließt, ferner eine Bohrung ,zur Ventilschaftführung, einen Ventilsitz und eine Anzahl von senkrechten um die Ventilschaftführung herum angeordneten Bohrungen 28, welche die Verlängerungen gleicher Bohrungen 29 bilden, die mit der Kammer 25 und einer Kammer 30 im Kurbelgehäuse io in Verbindung stehen. In der Bohrung 26 liegt ein Ventil 31 üblicher Form, dessen Teller zum Ventilsitz 27 paßt. Das untere Ende des Ventilschaftes trägt einen Schuh 32, der mit dem auf der Kurbelwelle 13 verkeilten oder in anderer Weise befestigten Nocken 33 zusammen arbeitet. Das innere Ende der Kurbelwelle enthält eine Längsbohrung 34 mit Radialöffnungen 35, die mit dem Durchlaß oder der Kammer 30 im Kurbelgehäuse in Verbindung stehen. Das Ventil 31 wird von einer Schraubenfeder 36, die zwischen der Oberwand der Kammer 25 und einem mittels Splintes am Ventil 31 befestigten Federteller 37 liegt, auf den Ventilsitz gedrückt. Die Obeifläche des Zylinderblockes ist für die Aufnahme des Zylinderkopfes 38 bearbeitet, der eine seitlich ausladende Verbrennungskammer 39 zur Aufnahme einer Zündkerze 4o enthält. Die Zündkerze liegt in Verlängerung der Achse des Zylinders 16 und vorzugsweise so, daß ihre Elektroden in einer waagerechten durch den Mittelteil derVerbrennungskammer laufenden Ebene liegen.According to FIG. The upper surface of the crankcase is designed to receive a cylinder block 16 with a piston 17. It carries in the usual way a piston pin 18 for a connecting rod i9 which engages via a roller bearing 2o on a crank pin 21 which is located in the arm 22 (Fig. 3 ) is attached to the crankshaft. The cylinder 16 has exhaust openings 23 which are in communication with the outside air as soon as the piston is in its low position, i.e. when the crank arm 22 is in the bottom dead center position is in its top dead center position. The cylinder block also contains a valve housing 24, which is made in one piece with it and encloses a fuel chamber 25, also a bore for valve stem guide, a valve seat and a number of perpendicular bores 28 arranged around the valve stem guide, which are the extensions of the same bores 29 form which are in communication with the chamber 25 and a chamber 30 in the crankcase. In the bore 26 there is a valve 31 of the usual shape, the plate of which fits the valve seat 27. The lower end of the valve stem carries a shoe 32 which cooperates with the cam 33 wedged or otherwise secured on the crankshaft 13. The inner end of the crankshaft includes a longitudinal bore 34 with radial openings 35 which communicate with the passage or chamber 30 in the crankcase. The valve 31 is pressed onto the valve seat by a helical spring 36, which lies between the upper wall of the chamber 25 and a spring plate 37 fastened to the valve 31 by means of a split pin. The upper surface of the cylinder block is machined to receive the cylinder head 38, which contains a laterally projecting combustion chamber 39 for receiving a spark plug 4o. The spark plug lies in line with the axis of cylinder 16 and preferably so that its electrodes lie in a horizontal plane passing through the central portion of the combustion chamber.

Die Kappe 14 im Kurbelgehäuse ist gebohrt und für die Aufnahme eines Zuführungsrohres 41, das mit einer Kammer 42 und einem Vergaser 43 in Verbindung steht, mit Gewinde versehen. Die Kappe enthält ferner eine Bohrung für eine Ventilhülse 15 mit einer Öffnung 45 in ihrer Seitenwand, die so angeordnet ist, daß sie mit einem Durchlaß 46 in der Begrenzungswand der Kammer 42 in Übereinstimmung gebracht werden kann. Die Ventilhülse 15 enthält einen Hülsenkörper mit geschlossener Endwand 47 (Fig. 5) und einer Scheibe 48 an seinem entgegengesetzten Ende. Die Scheibe besitzt in der Mitte eine Öffnung und ist mit einem Kurbelarm 49 versehen, der für den Eingriff in eine Bohrung 5o im Kurbelzapfen 21 angeordnet ist. Die Scheibe 48 steht senkrecht zur Mittelachse des Hülsenkörpers und wird durch eine in der Bohrung 5o des Kurbelzapfens 21 gelagerte Schraubenfeder gegen die Innenfläche der Kappe 14 gedrückt.The cap 14 in the crankcase is drilled and for receiving a Feed pipe 41, which is connected to a chamber 42 and a carburetor 43 stands, provided with thread. The cap also contains a bore for a valve sleeve 15 with an opening 45 in its side wall which is arranged to be with a passage 46 in the boundary wall of the chamber 42 brought into agreement can be. The valve sleeve 15 includes a sleeve body with a closed end wall 47 (Fig. 5) and a disc 48 at its opposite end. The disc owns in the middle an opening and is provided with a crank arm 49, which for engagement is arranged in a bore 5o in the crank pin 21. The disk 48 is vertical to the central axis of the sleeve body and is through one in the bore 5o of the crank pin 21 mounted coil spring pressed against the inner surface of the cap 14.

Beim Arbeitsvorgang werden die Öffnung 45 in der Ventilhülse 15 und der Durchlaß 46 während der Aufwärtsbewegung des Kolbens in Übereinstimmung gebracht, so daß das Brennstoff-Luft-Gemisch zum Vergaser in die Kammer 42 übertritt, aus der es durch die Öffnung 52 in der Scheibe 48 in das Innere des Kurbelgehäuses io angesogen wird. Wenn der Kolben abwärts geht, wird die Ventilhülse 15 geschlossen und das Brennstoff-Luft-Gemisch in das Kurbelgehäuse geführt, wo es komprimiert und durch die Öffnungen 34 und 35 der Kurbelwelle, durch die Kammer oder den Durchlaß 3o, durch die Öffnungen 29, durch die Kammer 25 und Bohrungen 28 und beim Arbeiten des Ventiles 31 in die Verbrennungskammer 39 hineinströmt.During the operation, the opening 45 in the valve sleeve 15 and the passage 46 brought into register during the upward movement of the piston, so that the fuel-air mixture passes over to the carburetor in the chamber 42, from which it through the opening 52 in the disk 48 into the interior of the crankcase io is sucked in. When the piston goes down, the valve sleeve 15 is closed and the fuel-air mixture is fed into the crankcase, where it is compressed and through openings 34 and 35 of the crankshaft, through the chamber or passage 3o, through the openings 29, through the chamber 25 and holes 28 and when working of the valve 31 flows into the combustion chamber 39.

Wenn der Kolben während seiner Abwärtsbewegung einen Punkt etwa 6o° oberhalb des unteren Totpunktes des Kurbelzapfens erreicht, liegen die Auslässe 23 frei, so daß ein schneller Druckabfall in der Verbrennungskammer 39 eintritt. Sobald der Druck in der Verbrennungskammer etwas geringer ist als der Druck des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Kammer 25, dem Inneren des Kurbelgehäuses und den anderen miteinander in Verbindung stehenden Strömungswegen, wird das Ventil 31 durch den Nocken 33 geöffnet, der vorzugsweise so eingestellt ist, daß er Öffnen bewirkt, wenn der Kurbelzapfen 21 etwa 40° vor seinem unteren Totpunkt steht. Diese Ventilbewegung gibt die zusammengepreßte und sich entspannende Ladung frei und läßt ihren Strom in die Verbrennungskammer 39 übertreten. Die Einführung des Brennstoffes in das Kurbelgehäuse wirkt auf Herabsetzung seiner Temperatur und verbessert den volumetrischen Wirkungsgrad der Kurbelgehäusepumpe und erhöht auf diese Weise das Ladegewicht. Da es. sich um eine Zweitaktmaschine handelt, bleibt, nachdem der Kolben die untere Totpunktlage des Kurbelzapfens erreicht hat, eine bestimmte Menge von Verbrennungsprodukten im Zylinder. Da während der Aufwärtsbewegung des Kolbens dieses Auspuffgas oder CO" das im Zylinder verbleibt, mit der frischen durch das Venti131 einströmenden Ladung gemischt wird und daher die Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer 39 herabsetzt, wird in Wechselfolge ein Klopfen unterbunden. Wenn man Brennstoff mit niedriger Oktanzahl benutzt, kann der Nocken 33 so eingestellt werden, daß er das Zurückbleiben einer größeren Menge von Verbrennungsprodukten im Zylinder bewirkt. Das Schmiermittel wird vorzugsweise während der Arbeit der Maschine in einer solchen Menge und derart in das Kurbelgehäuse eingeführt, daß eine völlige Zerstäubung und Vermischung desselben mit dem durch die Ventilhülse 15 eingeführten Brennstoff-Luft-Gemisch eintritt.When the piston reaches a point about 60 ° above the bottom dead center of the crank pin during its downward movement, the outlets 23 are exposed, so that a rapid pressure drop in the combustion chamber 39 occurs. As soon as the pressure in the combustion chamber is slightly less than the pressure of the fuel-air mixture in the chamber 25, the interior of the crankcase and the other communicating flow paths, the valve 31 is opened by the cam 33, which is preferably so set is that it causes opening when the crank pin 21 is about 40 ° from its bottom dead center. This valve movement releases the compressed and relaxing charge and allows its flow to pass into the combustion chamber 39. The introduction of the fuel into the crankcase acts to lower its temperature and improve the volumetric efficiency of the crankcase pump, thus increasing the loading weight. Because it. is a two-stroke engine, after the piston has reached the bottom dead center position of the crank pin, a certain amount of combustion products remains in the cylinder. Since, during the upward movement of the piston, this exhaust gas or CO " that remains in the cylinder is mixed with the fresh charge flowing in through the valve 131 and therefore lowers the combustion temperature in the combustion chamber 39, knocking is prevented in turn. When using low octane fuel , the cam 33 can be adjusted to cause a greater amount of combustion products to remain in the cylinder, and the lubricant is preferably introduced into the crankcase during operation of the engine in such an amount that it is completely atomized and mixed with it the fuel-air mixture introduced through the valve sleeve 15 occurs.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Internal combustion engine, characterized by an intake valve (31) in an intake flow path (25, 28) surrounding it, which is controlled by the crankshaft (13) which is provided with means which are connected to the intake flow paths (25, 28) in Connect, the fuel-air mixture sucked into the engine cools and lubricates the inlet valve. z. Internal combustion engine according to claim 1, characterized by a crankcase (1o) with a mixture feed (41), the crankshaft (13) containing a flow path (34) connected to the crankcase and the mixture inlet path (25, 28) and through a mixture feed valve (15), which controls the mixture feed (41) to the crankcase and is positively connected to the crankshaft (13) so that the feed valve (15) works in the circulation of the crankshaft (13). 3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inlet path (25, 28) is arranged in the cylinder block (16) and the inlet valve (31) is controlled therein by a cam (33) on the crankshaft (13). 4. Internal combustion engine according to claim 3, characterized by a bearing (12) for the crankshaft (13) which is arranged between the cam (33) and the crank (22) which actuates the connecting rod (Ig) for the working piston (17) . 5. Internal combustion engine according to: .Inspruch 2, characterized in that the feed valve (15) is rotatably mounted in the crankcase and is non-positively connected to the crankshaft (13) via a crank pin (49). 6. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the feed valve (15) is a valve sleeve rotatably mounted in extension of the axis of the crankshaft (13). 7. Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the rotatable valve sleeve (15) in its cylindrical wall contains a passage (45) which can be brought into agreement with the fuel supply (41, 42) in the crankcase. B. Internal combustion engine according to claim 6, characterized by a disc (48) on the rotatable valve sleeve (15) with an eccentrically arranged bolt (49) which is mounted in the crankshaft (13), and by a spring (51) in the crankshaft (13), which presses the disc against the part of the crankcase wall surrounding the valve sleeve (15). 9. Internal combustion engine according to claim 1 to 3, characterized in that the inlet valve (31) carries a valve tappet projecting into the crankcase and is pressed onto its seat by a spring (36) on the valve tappet, and that the crankcase (1o) has a number of Contains bores (29) which form flow paths around the valve tappet, and that the crankshaft (13) contains flow paths (35) which are in communication with the aforesaid flow paths. 1o. Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the crankcase contains a chamber (30) for the valve cam (33), and that the bearing (12) of the crankshaft lies between the chamber (30) and that part of the crankcase (1o) which encloses the crank of the connecting rod for the working piston. 11. Internal combustion engine according to claim 7 or 8, characterized in that the crankcase, in the extension of the crankshaft (13) lying wall part contains an opening, and the disc (48) which is in front of this wall part to cover the opening, one Contains mixture passage (52) which connects the interior of the supply valve (15) with the interior of the crankcase.