DE852620C - Ventillose Zweitakt-Brennkraftmaschine - Google Patents

Ventillose Zweitakt-Brennkraftmaschine

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DE852620C
DE852620C DEP52356A DEP0052356A DE852620C DE 852620 C DE852620 C DE 852620C DE P52356 A DEP52356 A DE P52356A DE P0052356 A DEP0052356 A DE P0052356A DE 852620 C DE852620 C DE 852620C
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DE
Germany
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cylinder
internal combustion
combustion engine
valveless
groups
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Expired
Application number
DEP52356A
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English (en)
Inventor
Hans Riess
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Individual
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2700/00Measures relating to the combustion process without indication of the kind of fuel or with more than one fuel
    • F02B2700/03Two stroke engines
    • F02B2700/037Scavenging or charging channels or openings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Ventillose Zweitakt-Brennkraftmaschine Im Laufe der Weiterentwicklung der ventillosen Verbrennungsmotoren hat sich die Bestrebung fast einheitlich in neuerer Zeit dahingehend ausgerichtet, daß hei Aufwand von äußerst wenig Material und damit h-laschinengewicht eine Leistung erzielt werden soll, die verhältnismäßig nahe an diie der besten Viertakt- (ventilgesteuerten) Motorerz herankommt. Bei Erreichung eines solchen Zieles ist es sofort einzusehen, daß infolge des einfachen Aufbaues eines ventillosen, z. B. Zweitaktmotors, einerseits eine ganze Reihe von Störungsquellen in Form komplizierter Ventileinrichtungen fortfällt, andererseits aber dann auch die Herstellungsweise vereinfacht und verbilligt wird.
  • Man hat durch Ausarbeitung eines geeigneten Spülsystems das gesteckte Ziel zu erreichen versucht. Im folgenden soll gezeigt werden, daB durch Beschreitung ganz neuer Wege auf Grund besonderer UTl>erlegung erfindungsgemäß noch einige Arten von Spülungen entwickelt worden sind, die durch angestellte Versuche die Richtigkeit der aus der Erfindung vermuteten ungewöhnlichen Leistungssteigerung eines z. B. Zweitaktmotors (ventillosen Verbrennungsmotors) bestätigen.
  • Dabei wurde von der Erkenntnis ausgegangen, daß nur durch ungewöhnlich hohe Strömungsgeschwindigkeiten, unter bei allen Betriebsverhält, nissen voll erhaltener Zylinderfüllung und hohen, für Verbrennungsmotoren bisher nicht üblichen Drehzahlen die Leistung gesdeigert und das Leistungsgewicht der Maschine in kg/Ps gesenkt ,verdien kann. Um die Ungleichheit des Nasenkolbens und dessen ungünstiges Gewichtsmoment wegzubringen, wurde zum Beispiel durch die bekannte Umkehrspülung eine Leistungssteigerung dadurch erzielt, daß der leicht bom#bierte Flachbodenkolben: durch sein geringes Gewicht höhere Drehzahlen ermöglichte, wobei auch .infolge der rechnerisch .besser erfaßbaren Zylinderräume, insbesondere des Verdichtungs- und Verbrennungsraumes, eine genauere Berechnungsgrundlage geschaffen wurde. Bei den Umkehrspülungen wirkt sich jedoch immer noch der Umstand ungünstig aus, daß die ganz symmetrisch in den Zylinder mündenden Kanäle die Gasströme sofort unmittelbar gegeneinander führen, um sie sich gegenseitig aufrichten und im Gegenstrom vom Zylinderkopf wieder nach unten streichen zu lassen. Ähnlich verhält es sich bei denjenigen Umkehrspülungen, die einen Einzelstrahl gegen eine der Einströmöffnung gegenüberliegende Zylinderwand treffen lassen. Bei dien der Erfindung zugrunde liegenden Spülarten wurde vor allem zuerst darauf Bedacht genommen,, die Erkenntnis der notwendigen Höehstströmungsgeschwindigkeit für die Erreichung einer Leistungssteigerung irgendwie verwirklichen zu können. Dies kann erfindungsgemäß nur dadurch erreicht werden, daß außer einem Flachbodenkolben, und zwar einem solchen, dessen Boden nicht mehr gewölbt zu sein braucht, um, die einströmenden Frischgase günstig aufeinander zuzuführen, sondern dessen Bodenebene senkrecht zu seiner Längsachse steht, also absolut flach und damit leicht und dfruckaufnahmefähig ist, eine Vielzahl von sich einander auf längere Strecke zur Vermeidlung vorzeitiger Stauungen ausweichender (im Gegensatz zu anderen Spülsystemen, wo Wert darauf gelegt wird, die Gasstrahlen richtungsmäßig möglichst unmittelbar aufeinander zuzuführen) Merströmgassrtrahlen eigene Führungen erhalten, die bei einer maximalen Strömungsgeschwindigkeit von etwa 400 m/sec bei allen Betriebsverhältnissen der Maschine weitgehend gleichbleibenden Füllungsgrad auf Grund hoher Füllungsgeschwindigkeit gewährleisten. Damit wird der Spülvorgang von den Steuerzeiten weniger beeindlußt.
  • Bei der Konstruktion für verschieden. große Motoren nach vorliegender Erfindung ergaben sich im wesentlichen zwei Gruppen neuer Spülsysteme bzw. Gasführungen der im Motor wirksamen Verbrennungsgase, die im folgenden als Wechselstrom- und Differentialspülung bezeichnet sind.
  • Es sollen an dieser Stelle die für die Erfindung nebensächlichen An-saug- und Auspuffkanäle nicht erwähnt werden, sondern nur auf die für die Leistung eines Verbrennungsmotors ausschlaggebenden Verhältnisse der Frischgaszuführung in den Verbrenvnungsraum eingegangen werden, da diese Erfindungsgegenstand sind.
  • Außer der quer,5chnittmä&igen Verhältnisgestaltung der Spülkanäle untereinander, die der Spülungsführung, also auch dein vorliegenden Erfinr diungsgegenstand, stets vorauszugehen hat, ist nun eine diesen ermittelten Querschnitters in ihrer Gesamtheit entsprechende Aufteilung der Gasströme in einzelne Strahlen mit verschiedener Strömungsrichtung nötig.
  • Während es sich, bei den Ansaug- und@ Auspuffströmungen'hauptsächlich nur um Querschnittsverhältnisse und möglichst einfache Strömungswege handelt, liegt der Leistungserfolg der Maschine in diesen den Erfindungsgegenstand bildenden Überströmführungen begründet.
  • Vor der eingehenden Beschreibung sei vorweg kurz eine Erläuterung der zahlenmäßig in ihrer Sinnfolge gekennzeichneten Spülsvstememerkmaldarstellungen in: der Zeichnung gegeben.
  • In der Zeichnung stellt Ab). i einen Längsschnitt (schematisch) durch einen Zylinder dar, in dem Winkel a die nach oben innen zeigende Richtung der einströmenden Frischgasstrahlen bestimmt, wohei A (Al, A2 usw.) einen Strömungskanaldurchgang in der Zylinderhülse, k d.ie auf der Innenseite der letzteren entstehende Durchgangshöhe, h (hl, h2 usw.) die Scheitelpunkthöhe der sich begegnenden Strahlen aus verschiedenen Richtungen über dem Mittelpunkt M der sich schneidenden Ebenen des Kanalmittels der inneren Mündung mit der Längsschnittmittelebene bedeutet. Die Schnittpunkte sind mit O (0l, 02 usw.) bezeichnet.
  • A'bb. 2, 5, 7, 8 zeigen d ie Winkel ß (8l, ß2 usw.), um welche die Richtung der einströmenden Gasstrahlern außer ihrer Steigung zur Horizontalen geneigt sein muB, um en_ tweder einander ausweichen zu können oder nach Durchströmung einer Freistrecke aufeinander zugeführt zu werden, je nachdem die Raumverhältnisse im Zylinder die eine oder andere Lösung bzw. Anwendung einer Spülart erfordern oder beide Möglichkeiten verquicken müssen..
  • Abb. 3, 6, g stellen zum leichteren Verständnis diese Anordnungen aus den Abb. i, 2, 5, 7, 8 geometrisch dar.
  • A#bb. 4 spricht hauptsächlich vom Winkel 9p (99l, 992, cp, usw.), der besagt, um wieviel Grade je nach Zahl aller Gasstrahlen die Anstichpunkte hierfür auf dem Zylinderumfang untereinander zu verteilen sind.
  • Im folgen@dien soll nun näher auf die erwähnten Spülsysteme eingegangen werden: Die Zahl der einzelnen Überströmgasstrahlen wird zunächst dadiurch ermittelt, daB sie, ausgehend von einer möglichst geraden Zahl, um eine symmetrisch um den.Zylinderumfang verteilte Anordnung zu ermöglichen, zweckmäßig aus technischen Gründen, vom Gesamtquerschnitt insofern, abhängig gemacht wird, als die Höhe der durch die Zylinderwand gehenden Kanalausschnitte eine weitestgehende Expansion der verbrannten Gase und damit verbundene langzeitige Arbeitsabgabe auf den beim Arbeitstakt nach unten laufenden Kolben bietet. Dabei entsteht, bezogen, auf den Kanalausschnitt, an der Innenseite der Zylinderwand ein Gasstromeinfallswinkel, der in der Zeichnung mit a bezeichnet ist. Unter Berücksichtigung der höchstmöglichen Schlitzhöhe im Zylinder, welche wesentlich auch für die Öffnungszeit maßgebend ist, wird eine zunächst nach oben zeigende Richtung des jeweiligen Einfallstrahles unter dien Winkel a bestimmt. Winkel a bestimmt alle Schlitzhöhen der in gleicher Zylinderebene gelegenen Einfallstrahlkanäle, gleichgültig, ob diese sich gegenüberliegen oder unregelmäßig auf dem Zylinderumfang verteilt sind. Da ein Gasstrahl immer gegen eine den Einströmöffnungen gegenüberliegendeZylinderwand gerichtet ist, stößt er dort auf, wird an der Wand nach oben geführt und im Zylinderkopf als sich verteilender Gashebel gefangen, wobei im Gegensatz zu anderen Spülsystemen ein Umkehren nicht mehr nötig ist. Der nächste aus der Zahl der nach dem vorerwähnten ermittelten Verfahren der Einströmkanäle kommende Strahl wird unter gleichem Einfallswinkel a in den Zylinder in gleicher Weise geführt, jedoch in einem solchen Abstand vom Nachbarstrahl, daß dieser Abstand der Querschnittsform bzw. Abmessung eines Strahlendurchmessers entspricht. Der zwischen zwei Strahlen liegende Raum kann durch einen aus entgegengesetzter Richtung kommenden Strahl ausgefüllt werden. Dieser Art der Strömung kann man am treffendsten die Bezeichnung Wechselstromspülung geben (s. Abb. 2, 7, 8).
  • Die Strahlen nehmen alle den durch Winkel a und Winkel ß, über «-elch letzteren anschließend: Erläuterung erfolgt, vorgezeichneten Weg und ergänzen sich im Zylinderkopf zur Zylinderfüllung.
  • Der eben erwähnte Winkel ß entsteht dadurch, daß durch die Verteilung der einzelnen Überströmkanäle auf dem Zylinderumfang jeweils eine für jeden Strahl zuständige Neigung außer dem Einiallswinkel nach dem Zylinderinnern notwendig ist, um entweder den anderen Strahlen auszuweichen oder, wo dies wegen der Baugröße des Motorzylinders und der den Querschnittsverhältnissen angepaßten Zahl der Kanäle nicht möglich ist, sich mit einem aus anderer Richtung kommenden Strahl zu treffen. Bei letzterem Umstand und wenn gar eine Vereinigung aller Strahlen erfolgt oder wegen der Bauverhältnisse erfolgen muß, entsteht eitre etwas vorzeitig, allerdings ausgangsmäßig immer in gerader Richtung nach oben oder eine Zylinderwand zeigende, zustande kommende Vorwirbelung des Frischgasgemisches, die jedoch die der Erfindung der Strahlenführung zugrunde liegende Eigenschaft, nämlich die für alle Fälle ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit. nicht so viel beeinträchtigt, daß eine bemerkliche Füllungs- und damit verbundene Leistungsminderung auftritt.
  • Diese geschilderte Strömungsart sei als Differentialspülung bezeichnet (s. Abb. 5).
  • Je nach Baugröße eines Zylinders wird es raummäßig mitunter bedingt sein, die genannten Spülsysteure in Strahlengruppierung (z. B. Abb. 8) zur Anwendung zu bringen.
  • Der Gesamtquerschnitt der Frischgaskanäle muß immer den für die Maschinengröße entsprechenden Querschnittsbedarf ausmachen..
  • Die Winkelstellungen erzeugen im Zylinderinnern jeweils relativ eine Kreuzung, Nebeneinander- oder Ausweichströmung.
  • Die Gasstrahlen bilden vor ihrer endlichen Vereinigung im Zylinderoberkörper etwa die Mantelfläche eines Kegels oder Ellipsoids mit unterschiedlichen Neigungswinkeln der vom Grundflächeninittel zur Figurenspitze bzw. zum Kamm laufenden Linie zur Horizontalen.
  • Als dritter Winkel ist der Winkel (p zu erwähnen, der eigentlich fertigungstechnische Bedeutung' hat, hauptsächlich, wenn die Überströmkanäle durch Bohren erzeugt werden, um glatte Kanalinnenflächen zu erhalten, die bekanntlich den Gasströmen den geringsten Strömungswiderstand entgegensetzen.
  • Winkel (p gibt die Teilung, d. h. die Gradzahl an, um welche der zur Bearbeitung bzw. Herstellung der Überströmkanäle aufgespannte Zylinder um seine Längsachse gedreht werden muß, um in die Anstichebene der Winkel a und ß bzw. zu den Anstrichpunkten Al, A2, A3 .wsw. zu ,gelängen (s. Abb. 3, 4, 6,9).

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ventillose Zweitakt-Brennkraftmaschine mit zwei gegenüberliegendlen Gruppen von Einlaßschlitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die am Zylinderumfang verteilten Frischgaseingtrömkanäle gegen die radiale Richtung des Zy- linders inderLängsschnitbebeneumeinen:spiitzen Winkel a und in der Querschnittsebene um einen von a verschiedenen spitzen Winkel ß geneigt sind, und daß die gegenüberliegenden Schlitzgruppen gegeneinander am Zylinderumfang so versetzt sind, -daß die Fri.schgasstrahlen der einzelnen Schlitzgruppen kammartig ineinandergreifen. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichmt, daß die gegenüberliegenden Schlitzgruppen symmetrisch am Zylinderumfang, und zwar so angeordnet sind, daß d @ie Frischgasstrahlen der einzelnen Schtitzgruppen sich in der ihnen zugehörigen Zy linderlängsschnittebene schneiden.
DEP52356A 1949-08-19 1949-08-19 Ventillose Zweitakt-Brennkraftmaschine Expired DE852620C (de)

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DEP52356A DE852620C (de) 1949-08-19 1949-08-19 Ventillose Zweitakt-Brennkraftmaschine

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DEP52356A Expired DE852620C (de) 1949-08-19 1949-08-19 Ventillose Zweitakt-Brennkraftmaschine

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015122795A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 Swengin Gmbh Freikolbenlineargenerator sowie Verfahren zum Steuern eines Freikolbenlineargenerators

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015122795A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 Swengin Gmbh Freikolbenlineargenerator sowie Verfahren zum Steuern eines Freikolbenlineargenerators

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