DE837943C

DE837943C - Regulation for two-stroke internal combustion engines

Info

Publication number: DE837943C
Application number: DEP1929A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Elwert; Dr-Ing Adolf Schnuerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-04-28
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-05-02

Description

Regelung für Zweitakt-Brennkraftmaschinen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zweitakt-Brennkraftmaschinen im Ottoverfahren mit Benzineinspritzung und Kerzenzündung, denen die Spülluft durch ein Schleudergebläse geliefert wird.Control for Two-Stroke Internal Combustion Engines The present invention refers to two-stroke internal combustion engines in the Otto process with gasoline injection and candle ignition to which the purge air is supplied by a centrifugal fan.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das richtige Mischungsverhältnis der Zylinderladung, d. h. das richtige Verhältnis von Luft und Kraftstoff für den Zylinder, einzustellen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unabhängig von der Drehzahl jeder Kraftstoffmenge, die in den "Zylinder eingespritzt wird, eine bestimmte im Zylinder verbleibende Luftmenge dadurch zugeordnet wird, daß dabei auch eine ganz bestimmte Spülluftmenge dem Zylinder insgesamt zugeführt wird, von der die für das Mischungsverhältnis richtige Luftmenge im Zylinder verbleibt. Es wird deshalb vorgeschlagen, vom Bedienungshebel aus sowohl die in den Zylinder, eingeführte Kraftstoffmenge durch Verstellen des Regelorgans der Kraftstoffpumpe als auch gleichzeitig die Spülluftmenge durch Verstellen eines Regelorgans in der Saug- oder Druckleitung des Schleudergebläses einzuregeln, so daß jeder Bedienungshebelstellung eine bestimmte Stellung des Kraftstoffregelorgans und des Spülluftregelorgans entspricht. Damit entspricht jeder Bedienungshebelstellung praktisch auch eine bestimmte Motorbelastung, d. h. eine bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge und eine bestimmte im Zylinder verbleibende Luftmenge. Damit ist gewährleistet, daß der bei jeder Umdrehung im Zylinder zur Verbrennung verbleibendeSpülluftteil zu dem dazu eingespritzten Kraftstoff im gewünschten Verhältnis bleibt. Diese Art der Mischungsregelung ist neu gegenüber der bei Vergasermotoren üblichen, bei welcher das Verhältnis des Spülluftgewichtes pro Umdrehung zum Kraftstoffgewicht pro Umdrehung im ganzen Bereich etwa konstant bleiben muß, damit der im Zylinder verbleibende Spülluftteil und der darin enthaltene Kraftstoff das gewünschte Verhältnis bilden.The invention is based on the object of finding the correct mixing ratio the cylinder charge, d. H. the right ratio of air and fuel for the Cylinder. This is achieved according to the invention in that independently the speed of each amount of fuel injected into the "cylinder, a certain amount of air remaining in the cylinder is assigned by doing also a very specific amount of scavenging air is supplied to the cylinder as a whole, from that the correct amount of air for the mixing ratio remains in the cylinder. It it is therefore suggested to use the operating lever to control both the cylinders, Introduced amount of fuel by adjusting the control element of the fuel pump and at the same time the amount of scavenging air by adjusting a control element in the Adjust the suction or pressure line of the centrifugal fan so that each operating lever position corresponds to a certain position of the fuel control element and the purge air control element. This means that every operating lever position also corresponds to a specific engine load, d. H. a certain amount of fuel injected and a certain amount remaining in the cylinder Air volume. This ensures that the cylinder for every revolution Combustion remaining scavenging air to the fuel injected for this purpose in the desired relationship remain. This type of mixture control is new compared to that of carburettor engines usual, in which the ratio of the scavenging air weight per revolution to the fuel weight per revolution must remain approximately constant in the entire area so that the in the cylinder remaining purge air part and the fuel contained therein the desired ratio form.

Der erfindungsgemäßen, gekoppelten Betätigung der Einstellorgane für Spülluft und Kraftstoff liegen weiter folgende Gedanken zugrunde: Verwendet man zur Spülung von Zweitaktmotoren dynamische Gebläse, d. h. Schleudergebläse, so entspricht jeder Stellung des Drosselorgans, das der Einstellung der zum Zylinder strömenden Spülluftmenge dient, nahezu unabhängig von der Drehzahl auch ein bestimmter Luftaufwand. Hierbei ist unter Luftaufwand das Verhältnis des pro Umdrehung vom Gebläse angesaugten Luftvolumens (vom Druck und Temperaturzustand der Außenatmosphäre) zum Hubvolumen des Motors verstanden.The invention, coupled actuation of the adjustment elements for Purge air and fuel are also based on the following thoughts: If one uses for flushing two-stroke engines dynamic blowers, d. H. Centrifugal fan, so corresponds each position of the throttle member, that of the setting of the flow to the cylinder A certain amount of air is used, almost independently of the speed, for the purge air. In this case, the ratio of the amount sucked in by the fan per revolution is under air expenditure Air volume (from the pressure and temperature of the outside atmosphere) to the stroke volume of the engine.

Nun nimmt zwar erfahrungsgemäß bei konstantem Luftaufwand und steigender Drehzahl der Liefergrad, d. h. das im Zylinder zur Verbrennung verbleibende Luftvolumen pro Umdrehung zum aufgewendeten Gesamtluftvolumen pro Umdrehung zu, aber diese Verschiebung ist in den Grenzen des üblichen Anwendungsbereiches relativ gering, so daß es nach den Gedanken der Erfindung möglich ist, jedem Luftaufwand eine gewisse, von der Drehzahl nahezu unabhängige Kraftstoffmenge pro Umdrehung zuzuordnen. Dies wird aber praktisch durch die vorliegende Erfindung erreicht, indem das Drosselorgan der Spülluft und die Regelstange des Kraftstoffes in festem Bewegungsverhältnis zueinander stehen.Now, experience has shown that with constant air expenditure and increasing Speed of the degree of delivery, d. H. the volume of air remaining in the cylinder for combustion per revolution to the total volume of air used per revolution, but this shift is relatively small within the limits of the usual field of application, so that after the idea of the invention is possible, each air expenditure a certain, from the Allocate speed almost independent amount of fuel per revolution. this will but practically achieved by the present invention by the throttle member the purge air and the fuel control rod in a fixed movement ratio to stand by each other.

Dabei ist eine Abstimmung des Kraftstoffeinspritzsystems, sofern erwünscht, durch bekannte Mittel derart vorzunehmen, daß dadurch die Unterschiede des Luftliefergrades, also der zur Verbrennung gelangenden Luft in Abhängigkeit von der Drehzahl durch passende Drehzahlabhängigkeit der Einspritzmenge ausgeglichen werden.A coordination of the fuel injection system is, if desired, to be carried out by known means in such a way that the differences in the degree of air delivery, that is, the air that is burned through depending on the speed suitable speed dependency of the injection quantity can be compensated.

Auch die Ausbildung des Drosselorgans der Spülluft selbst gestattet in geringen Grenzen eine Korrektur des Drehzahleinflusses.The design of the throttle member of the scavenging air itself is also permitted A correction of the speed influence within small limits.

Durch die vorliegende Erfindung ist also eine Anordnung zur Regelung des Gemisches gefunden worden, die sich durch besondere Einfachheit auszeichnet.The present invention therefore provides an arrangement for regulation of the mixture has been found, which is characterized by particular simplicity.

Die Abbildung zeigt einen Querschnitt eines solchen Zweitakt-Ottomotors durch den Arbeitszylinder und das Kreiselspülgebläse. Der Arbeitszylinder ist hier mit Spül- und Auslaßkanälen versehen, die durch den Arbeitskolben gesteuert werden.The figure shows a cross section of such a two-stroke gasoline engine through the working cylinder and the centrifugal flush fan. The working cylinder is here provided with flushing and outlet channels which are controlled by the working piston.

In der Abbildung ist a der Arbeitszylinder, b der Arbeitskolben, c die Pleuelstange, d der Kurbelzapfen, e die Zündkerze, f ein Spülkanal und g ein Auslaßkanal. h ist die Kraftstoffeinspritzpumpe, i die Einspritzdruckleitung und k die Einspritzdüse. l ist das Gehäuse des Kreiselspülgebläses, m das Gebläselaufrad, n. die Gebläsewelle und o das Gebläseritzel, das hier als Kegelrad ausgebildet ist und von einem Kegelrad der Kurbelwelle mit starker Übersetzung angetrieben wird. p ist die Spülluftdruckleitung, von der aus die Spülluft zu den Spülkanälen f strömt.In the figure, a is the working cylinder, b is the working piston, c is the connecting rod, d is the crank pin, e is the spark plug, f is a scavenging duct and g is an exhaust duct. h is the fuel injection pump, i is the injection pressure line and k is the injection nozzle. l is the housing of the centrifugal flushing fan, m the fan impeller, n. the fan shaft and o the fan pinion, which is designed here as a bevel gear and is driven by a bevel gear of the crankshaft with a high gear ratio. p is the scavenging air pressure line from which the scavenging air flows to the scavenging channels f.

Der Arbeitszylinder ist hier mit Umkehrspülung ausgebildet, bei der die Spülkanäle zu beiden Seiten neben den Auslaßkanälen liegen und die Spülluft auf die den Auslaßkanälen gegenüberliegende Zylinderwand richten, wo sie als Umkehr-Spülströmung nach dem Zylinderkopf zu umgelenkt wird und zu den Auslaßkanälen strömt. Die Umkehrspülströmung ist durch einen Pfeil dargestellt.The working cylinder is designed here with reverse flushing, in which the scavenging channels are on both sides next to the outlet channels and the scavenging air at the cylinder wall opposite the outlet channels, where it acts as a reverse scavenging flow is deflected to the cylinder head and flows to the exhaust ports. The reverse flush flow is represented by an arrow.

q ist die Saugleitung des Gebläses und r eine Saugdrosselklappe. s ist das Gestänge, mit dem die Drosselklappe vom Bedienungshebel t betätigt wird. Der Bedienungshebel ist in der Stopp- bzw. Leerlaufstellung gezeichnet. x ist ein ebenfalls vom Bedienungshebel betätigtes Gestänge, das den Nocken w verdreht. u ist die Regelstange der Einspritzpumpe, die hier als Stößel ausgebildet ist. Sie wird vom Nocken w entgegen der Kraft der Stößelfeder v bewegt. q is the suction line of the blower and r is a suction throttle valve. s is the linkage with which the throttle valve is operated by operating lever t. The operating lever is shown in the stop or idle position. x is a linkage that is also operated by the operating lever and rotates the cam w. u is the control rod of the injection pump, which is designed here as a tappet. It is moved by the cam w against the force of the plunger spring v.

Bei der vollgezeichneten linken Leerlaufstellung des Bedienungshebels ist die Drosselklappe r nahezu geschlossen und die Regelstangeu in ihrer linken Leerlaufstellung. Es wird dabei für den Leerlaufbetrieb bei jeder Umdrehung des Motors nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt und nur eine geringe Spülluftmenge in den Arbeitszylinder infolge dieser Drosselung gefördert.With the fully drawn left neutral position of the control lever the throttle valve r is almost closed and the control rod in its left Idle position. It is used for idle operation with every revolution of the Engine injected only a small amount of fuel and only a small amount of scavenging air promoted in the working cylinder as a result of this throttling.

Bei der gestrichelt gezeichneten rechten Vollaststellung, des Bedienungshebels wird die Saugdrosselklappe r des Spülgebläses ganz geöffnet, so daß die volle Spülluftmenge in den Zylinder gefördert wird, und es wird der Nocken w so verdreht, daß er die Regelstange u der Einspritzpumpe in ihre rechte Vollaststellung schiebt, so daß auch eine erhöhte Kraftstoffmenge in den Zylinder eingespritzt wird. Dabei ist der Nocken so ausgelegt, daß erfindungsgemäß der Bedienungshebel, ausgehend von irgendeinem Drehmoment, bei steigendem Drehmoment ein wachsendes Verhältnis und bei fallendem Drehmoment ein abnehmendes Verhältnis des Spülluftgewichtes pro Umdrehung zum Kraftstoff einstellt.With the dashed right full load position, the operating lever the suction throttle valve r of the scavenging fan is fully opened, so that the full amount of scavenging air is promoted into the cylinder, and the cam w is rotated so that he the Control rod u pushes the injection pump into its right full load position, so that an increased amount of fuel is also injected into the cylinder. Here is the Cam designed so that according to the invention the operating lever, starting from any Torque, with increasing torque an increasing ratio and with decreasing Torque is a decreasing ratio of the scavenging air weight per revolution to the fuel adjusts.

Anstatt einer Gestängeverbindung vom Bedienungshebel zu der Regelstange und zu der Drosselklappe kann auch eine Gestängeverbindung von der Regelstange zu der Drosselklappe angeordnet werden, wobei von der Drosselklappe aus ein Gestänge zu der Regelstange der Kraftstoffeinspritzpumpe geführt wird.Instead of a linkage connection from the operating lever to the control rod and a linkage connection from the control rod to the throttle valve can also be used the throttle valve are arranged, with a linkage from the throttle valve is led to the control rod of the fuel injection pump.

An Stelle des einen Nockens zur Bewegung. der Kraftstoffregelstange kann auch ein zweiter Kokken zur Betätigung der Drosselklappe angewendet werden, oder es kann der Nocken an der Regelstange der Einspritzpumpe in Wegfall kommen und nur ein Nocken zur Betätigung der Drosselklappe angebracht werden, wobei dann der Bedienungshebel die Regelstange der Einspritzpumpe direkt betätigt.Instead of one cam for movement. the fuel control rod a second cocci can also be used to operate the throttle valve, or the cam on the control rack of the injection pump can be omitted and only one cam can be attached to actuate the throttle valve, in which case the operating lever actuates the control rod of the injection pump directly.

Statt einer Saugdrosselklappe kann auch eine Druckdrosselklappe am Kreiselspülgebläse oder eine Druckdrosselklappe in der Auspuffleitung des Motors angeordnet werden.Instead of a suction throttle valve, a pressure throttle valve can also be used on the Centrifugal flush fan or a pressure throttle valve in the exhaust line of the engine.

Anstatt der Drosselklappe kann auch ein anderes Drosselorgan, wie z. B. ein Schieber, zur Einstellung der Spülluft verwendet werden.Instead of the throttle valve, another throttle element, such as z. B. a slide can be used to adjust the purge air.

Die gesonderte Einführung des Kraftstoffes in den Zylinder und dessen Zerstäubung kann auf verschiedene Weise erfolgen, wie z. B. mit Plungereinspritzpumpen und Einspritzdüsen oder mit regelbaren Zahnradpumpen oder mit Hilfe von Druckluft, ähnlich wie bei Dieselmotoren mit Einblaseluftpumpen.The separate introduction of fuel into the cylinder and its Atomization can be done in a number of ways, such as: B. with plunger injection pumps and injection nozzles or with adjustable gear pumps or with the help of compressed air, similar to diesel engines with air injection pumps.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Regulation for two-stroke internal combustion engines in the Otto process with fuel injection and candle ignition, which the scavenging air through a centrifugal fan is supplied, characterized in that both the in The amount of fuel introduced into the cylinder by adjusting the control element of the fuel pump and at the same time the amount of scavenging air by adjusting a control element in the Suction or pressure line of the centrifugal blower is regulated so that each operating lever position corresponds to a certain position of the fuel control element and the purge air control element.

2. Control for two-stroke internal combustion engines according to claim i, characterized in that that the adjustment of the control element of the amount of fuel or the adjustment of the Control organ of the purge air quantity or both takes place via a cam, the shape of which is designed so that each operating lever position a certain position of the Fuel control element and the purge air control element corresponds.

3. Regulation for two-stroke internal combustion engines according to claims i and 2, characterized in that the operating lever for adjustment the mixing ratio of air to fuel in the cylinder, the two organs for Scavenging air and fuel setting adjusted so that when setting an increasing Engine torque a higher ratio of the scavenging air weight flowing into the cylinder per revolution to the weight of fuel introduced into the cylinder per revolution and when setting a decreasing engine torque a smaller ratio adjusts.