DE902563C

DE902563C - Two-stroke internal combustion engine with centrifugal blower

Info

Publication number: DE902563C
Application number: DESCH6690A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Elwert; Hans Krebs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-05-26
Filing date: 1951-05-26
Publication date: 1954-01-25

Description

Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Schleudergebläse Die Erfindung bezieht sich auf Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Anordnung der Arbeitszylinder in einer Reihe. Die Arbeitszylinder sind mit Spül-und Auslaßkanälen ausgebildet, insbesondere für Umkehrspülung, und werden mit Luft gespült, die von einem Schleudergebläse geliefert wird. Die Brennkraftmaschine kann als Diesel- oder Otto-Motor arbeiten und ist insbesondere als Fahrzeugmotor für den Antrieb von Straßenfahrzeugen und landwirtschaftlichen Schleppern geeignet.Two-stroke internal combustion engine with centrifugal fan The invention relates on two-stroke internal combustion engines with an arrangement of the working cylinders Line. The working cylinders are designed with flushing and outlet channels, in particular for reverse rinsing, and are purged with air supplied by a centrifugal fan will. The internal combustion engine can work as a diesel or Otto engine and is in particular as a vehicle engine for driving road vehicles and agricultural vehicles Suitable for tractors.

Die Brennkraftmaschine nach der Erfindung soll vor allem eine weitgehende Geräuschlosigkeit des Antriebes der Hilfsgeräte und insbesondere des Antriebes des Schleudergebläses aufweisen, da solche Motoren auch zum Antrieb von Personenkraftwagen vorgesehen sind.The internal combustion engine according to the invention should above all be a far-reaching one Noiselessness of the drive of the auxiliary devices and in particular of the drive of the Have centrifugal blower, as such motors are also used to drive passenger cars are provided.

Gegenstand der Erfindung ist, den Antrieb des Schleudergebläses und die übersetzung zwischen Kurbelwelle und Gebläselaufradwelle in zwei Stufen vorzunehmen. Die erste Stufe ist ein Keilriementrieb von der Kurbelwelle auf eine Vorgelegew.elle, wobei die Drehzahl der Vorgelegewelle höher ist als die Drehzahl der Kurbelwelle und die Vorgelegewelle selbst noch zum Antrieb bzw. zur Befestigung anderer Hilfsgeräte, beispielsweise eines Kühlwindflügels, dient. Von der Vorgelegewelle aus wird die Laufradwelle des Gebläses in einer weiteren Übersetzungsstufe durch ein Schraubenräderpaar angetrieben. Das Schraubenräderpaar ergibt in Verbindung mit dem Keilriementrieb des Vorgelegeantriebes, der Schwingungen und Stöße der Kurbelwelle von der Vorgelegewelle abhält, einen sehr geräuschlosen Antrieb eines Schleudergebläses mit einfachen Mitteln. Wird, wie üblich, die Vorgelegewelle, die gleichzeitig als Ventilatorwelle dient, über der Kurbelwelle in Motorlängsmitte angeordnet, so wird die Gebläsewelle zur Verringerung der Bauhöhe vorteilhafterweise unterhalb dieser Vorgelegewelle beispielsweise in horizontaler Lage angeordnet. Das Schleudergebläse wird dabei an die eine Längsseite der Zylinderreihe angebaut, wodurch sich eine schmale und kurze Bauart des Motors ergibt. Zweckmäßig «erden dabei die Auslaßkanäle der Zylinder nach der anderen Längsseite der Zylinderreihe gerichtet und dort die Auspuffsammelleitung angeordnet. Das Schleudergebläse wird vorteilhaft mit Druckspirale ausgebildet, um auch das Luftgeräusch des Schleudergebläses möglichst klein zu halten.The subject of the invention is the drive of the centrifugal fan and the transmission between the crankshaft and the blower impeller shaft is carried out in two stages. The first stage is a V-belt drive from the crankshaft to a countershaft. wherein the speed of the countershaft is higher than the speed of the crankshaft and the countershaft itself to drive or attach other auxiliary devices, for example a cooling wind blade, is used. From the countershaft the Impeller shaft of the fan in a further translation stage by a pair of helical gears driven. The pair of helical gears results in connection with the V-belt drive the countershaft drive, the vibrations and shocks of the crankshaft from the countershaft prevents a very noiseless drive of a centrifugal fan with simple means. If, as usual, the countershaft, which also serves as the fan shaft, Arranged above the crankshaft in the longitudinal center of the engine, the fan shaft becomes the Reduction of the overall height advantageously below this countershaft, for example arranged in a horizontal position. The centrifugal fan is attached to one of the long sides built on the cylinder bank, resulting in a narrow and short design of the engine results. In this case, the outlet channels of the cylinders are expediently grounded to the other longitudinal side directed towards the cylinder bank and arranged there the exhaust manifold. The centrifugal fan is advantageously designed with a pressure spiral in order to also reduce the air noise of the centrifugal fan to keep it as small as possible.

Die Einspritzpumpe kann dabei vor dem vordersten Grundlager der Kurbelwelle und unterhalb der Gebläsewelle als Einsteckpumpe angeordnet werden, wobei ihre Nocken unmittelbar auf der Kurbelwelle oder auf deren Verlängerung angeordnet sind, so daß auch hierfür ein geräuschloser Antrieb ermöglicht ist. Es ist jedoch auch möglich, eine Flanschpumpe als Einspritzpumpe vom vorderen Ende der Kurbelwelle aus anzutreiben.The injection pump can be in front of the foremost base bearing of the crankshaft and are arranged below the fan shaft as a plug-in pump, with their cams are arranged directly on the crankshaft or on its extension, so that a noiseless drive is also made possible for this. However, it is also possible to drive a flange pump as an injection pump from the front end of the crankshaft.

Die durch Schraubenräder angetriebene Gebläsewelle, die auch oberhalb der Vorgelegewelle angeordnet sein kann, kann statt einer horizontalen Lage auch eine senkrechte Lage erhalten, wobei das Schleudergebläse unmittelbar auf den Zylinderkopf der Zylinderreihe zu liegen kommt und die Luft von oben ansaugt.The fan shaft driven by helical gears, which is also above the countershaft can be arranged, instead of a horizontal position Get a vertical position, with the centrifugal fan directly on the cylinder head the cylinder bank comes to rest and the air is sucked in from above.

Die Anordnung der Schleudergebläsewelle unmittelbar vor dem vordersten Zylinder der Zylinderreihe in waagerechter oder senkrechter Richtung kann auch durch Verwendung eines Kegelradtriebes zwischen Vorgelegewelle und Gebläsewelle erreicht «-erden, wobei dieser Kegelradantrieb ebenfalls den einzigen Zahneingriff des ganzen Gebläseantriebes darstellt. Das Schleudergebläse wird auch in diesem Fall zweckmäßig an die eine Längsseite der Zylinderreihe angeschraubt.The arrangement of the blower shaft immediately in front of the foremost Cylinders of the cylinder bank in the horizontal or vertical direction can also go through Use of a bevel gear between countershaft and fan shaft achieved «-Earth, whereby this bevel gear drive is also the only gear mesh of the whole Fan drive represents. The centrifugal fan is also useful in this case screwed to one long side of the cylinder row.

Vorteilhaft wird der Drehsinn des Schleudergebläses so gemacht, daß von der unteren Gebläsehälfte die Bewegung des Laufrades bzw. der Spülluft auf die Schwungradseite zu gerichtet ist, so daß die Spülluft ohne große Richtungsänderung unmittelbar in eine Spülluftlängsleitung eintritt.The direction of rotation of the centrifugal fan is advantageously made so that from the lower fan half the movement of the impeller or the purge air to the Flywheel side is directed to, so that the scavenging air without a large change in direction enters directly into a longitudinal purge air line.

Bei Anordnung eines Kühlwindflügels auf der Vorgelegewelle wird durch dessen Schwungradwirkung in Verbindung mit der Federung des Keilrietnentriebes der Vorgelegewelle der Zahnradantrieb für das Schleudergebläse noch gleichmäßiger belastet und daher geräuschärmer.When a cooling fan is arranged on the countershaft, it is through its flywheel effect in conjunction with the suspension of the wedge-reed drive The lay shaft of the gear drive for the centrifugal fan is even more evenly loaded and therefore quieter.

Die Erfindung hat auch für Einzylindermotoren Bedeutung.The invention is also important for single-cylinder engines.

Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel eines Zweizylindermotors an Hand von Abbildungen gezeigt und beschrieben.The invention is illustrated below using the example of a two-cylinder engine shown and described on the basis of illustrations.

:ebb. i zeigt einen Längsschnitt des 1-Iotors durch die Arbeitszylinder, die Arbeitskolben, die Laufradwelle des Schleudergebläses und das Gehäuse für den Schraubenradantrieb der Gebläsewelle, das mit dem Zylinderblock hier zu einem Gußstück vereinigt ist. Unter dem Gebläseantrieb ist die Einspritzpumpe als Einsteckpumpe angeordnet.: ebb. i shows a longitudinal section of the 1-iotor through the working cylinder, the working pistons, the impeller shaft of the centrifugal fan and the housing for the Helical gear drive of the fan shaft, which here forms a casting with the cylinder block is united. The injection pump is under the fan drive as a plug-in pump arranged.

Abb. -2 zeigt einen Querschnitt des 1Iotors durch den linken :@rbeitszvlinder der Ausführung nach Abb. i : der Arbeitskolben befindet sich im unteren Totpunkt und der Zylinder im Spülvorgang. Die Auslaßkanäle sind nach der rechten Seite gerichtet. Das hier nicht sichtbare Schleudergebläse ist auf der linken Seite der Zylinderreihe angeordnet.Fig. -2 shows a cross section of the 1Iotors through the left one: @rbeitszvlinder the version according to Fig. i: the working piston is in the bottom dead center and the cylinder in the flushing process. The outlet channels are directed to the right. The centrifugal fan, not visible here, is on the left-hand side of the cylinder bank arranged.

Abb. 3 zeigt einen Querschnittdes Motors durch das Schleudergebläse mit Laufrad, Laufradwelle und Schraubenradantrieb, mit Blick auf die Riemenscheibe und die unter dem Gebläseantrieb befindliche Einspritzpumpe.Figure 3 shows a cross section of the motor through the centrifugal fan with impeller, impeller shaft and helical gear drive, with a view of the belt pulley and the injection pump located under the fan drive.

Abb. 4. zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie die Abb. 3 mit Kegelradantrieb des auf der linken Längsseite der Zylinderreihe angeordneten Schleudergebläses.Fig. 4. shows a similar embodiment as Fig. 3 with bevel gear drive of the centrifugal fan arranged on the left long side of the cylinder row.

In den Abb. i bis 4 ist i, der linke und 2 der rechte Arbeitszylinder, 3 der linke und d, der rechte Arbeitskolben. Der linke Arbeitszylinder befindet sich im Spülvorgang. 5, sind Spülkanäle und 6, Auslaßkanäle der Arbeitszylinder. Die Auslaß'kanäle sind nach der rechten Zylinderreihe gerichtet und münden in die gemeinsame Auspuffsammelleitung 7 auf der rechten Seite. 8 ist eine Spülluftlängsleitung auf der rechten und 9 eine auf der linken Seite der Zylinderreihe. io ist ein großer Verbindungskanal des Kurbelgehäuses zwischen diesen beiden Längsleitungen 8 und 9 für die Spülluft. Die rechte Längsleitung'8 kann in Wegfall kommen, wenn die Spülluft nur von der linken Längsleitung 9 zu den Spülkanälen geführt wird. z i ist eine Riemenscheibe am vorderen Ende der Kurbelwelle, 12 eine Vorgelegewelle, die eine Riemenscheibe 13, und einen Kühlwindflügel 14 trägt. 15, ist ein großes Schraubenrad auf der Vorgelegewelle 12 und 16 ein Schraubenritzel auf der Gebläsewelle 17. 18 ist ein diesen Schraubenradantrieb umschließendes Gehäuse, das hier mit dem Zylinderblock zusammengegossen ist und die Lagerung der Vorgelegewelle und der Gebläsewelle enthält. Die Gebläsewelle 17 ist in waagerechter Richtung unterhalb der Vorgelegewelle angeordnet. Das Laufrad i9 des Schleudergebläses ist dicht an die linke Längsseite der Zylinderreihe herangerückt. Das Gebläsegehäuse 20- ist als Deckel ausgebildet mit einer Druckspirale und an der Längsseite der Zylinderreihe befestigt. Die Drehrichtung des Gebläses ist hier so, daß. das Laufräd r9 auf seiner Unterseite gegen das Schwungrad zu sich bewegt, so daß die Luft aus dem Ende der Druckspirale, die unter dem Gebläse sich befindet, unmittelbar in die linke Spülluftlängsleitung 9 des Motors eintreten kann. 2,1 sind Zwischenräume zwischen den Zylinderbüchsen unterhalb der Spülkanäle, durch die die Spülluft von der linken- oder rechten Seite zu den Spülkanälen 5 der Zylinder strömt. Nach den Abb. 1 und 3 ist die Höhenlage des Schleudergebläses so, daß das Gebläsegehäuse nicht über die Höhe des Zylinderblockes hinausragt. 22 in den Abb. i und 3 ist eine hier als Einsteckpumpe ausgebildete Einspritzpumpe, die zwischen Riemenscheibe der Kurbelwelle und dem vordersten Grundlager 23 für die Kurbelwelle angeordnet ist. Ihre Nocken 24 sind unmittelbar auf der Kurbelwelle angeordnet und benötigen somit keine besonderen Zahnradantriebe. Die Ölpumpe 2-5 ist unterhalb der Einspritzpumpe angeordnet und kann ebenfalls durch diese Nocken betätigt ,-erden. Die Riemenscheibe für den Antrieb der Vorgelegewelle 12 kann auch dicht vor dem vordersten Grundlager der Kurbelwelle angeordnet werden, wobei die Einspritzpumpe als Flanschpumpe vom vorderen Ende der Kurbelwelle aus angetrieben werden kann. Es ist auch möglich, besondere Zahnräder für den Antrieb der Einspritzpumpe und der Schmierölpumpe anzuordnen, wobei die Einspritzpumpe mehr nach der einen oder anderen Längsseite des Kurbelgehäuses zu liegen kommt. Statt einer waagerechten Lage der Gebläsewelle 17 kann auch eine schräge oder senkrechte Lage dieser Gebläsewelle gewählt werden, wobei das Schleudergebläselaufrad am oberen Ende der Welle oberhalb der Zylinderreihe angeordnet wird.In Figs. I to 4 i, the left and 2 the right working cylinder, 3 the left and d, the right working piston. The left working cylinder is in the flushing process. 5, are flushing channels and 6, outlet channels of the working cylinder. The Auslaß'kanäle are directed towards the right cylinder bank and open into the common exhaust manifold 7 on the right side. 8 is a longitudinal scavenging air line on the right and 9 is one on the left side of the cylinder bank. io is a large connecting channel of the crankcase between these two longitudinal lines 8 and 9 for the scavenging air. The right longitudinal line 8 can be omitted if the scavenging air is only fed from the left longitudinal line 9 to the scavenging channels. zi is a pulley at the front end of the crankshaft, 12 is a countershaft that carries a pulley 13 and a cooling fan 14. 15, is a large helical gear on the countershaft 12 and 16 is a screw pinion on the fan shaft 17. 18 is a housing that encloses this helical gear drive, which is cast together with the cylinder block and contains the bearing of the countershaft and the fan shaft. The fan shaft 17 is arranged in the horizontal direction below the countershaft. The impeller i9 of the centrifugal fan has moved close to the left long side of the cylinder row. The fan housing 20- is designed as a cover with a pressure spiral and attached to the long side of the cylinder row. The direction of rotation of the fan is here such that. the impeller r9 moves towards you on its underside against the flywheel, so that the air from the end of the pressure spiral, which is located under the fan, can enter directly into the left longitudinal scavenging air line 9 of the engine. 2, 1 are spaces between the cylinder liners below the scavenging channels, through which the scavenging air flows from the left or right side to the scavenging channels 5 of the cylinders. According to Figs. 1 and 3, the height of the centrifugal fan is such that the fan housing does not protrude above the height of the cylinder block. 22 in Figs. I and 3 is an injection pump, designed here as a plug-in pump, which is arranged between the belt pulley of the crankshaft and the foremost base bearing 23 for the crankshaft. Their cams 24 are arranged directly on the crankshaft and therefore do not require any special gear drives. The oil pump 2-5 is arranged below the injection pump and can also be actuated and grounded by these cams. The belt pulley for driving the countershaft 12 can also be arranged just in front of the foremost base bearing of the crankshaft, wherein the injection pump can be driven as a flange pump from the front end of the crankshaft. It is also possible to arrange special gears for driving the injection pump and the lubricating oil pump, with the injection pump coming to lie more on one or the other longitudinal side of the crankcase. Instead of a horizontal position of the fan shaft 17, an inclined or vertical position of this fan shaft can also be selected, the centrifugal fan impeller being arranged at the upper end of the shaft above the cylinder row.

Die Spannung des Keilriemenantriebes erfolgt zweckmäßig durch eine Spannrolle bzw. eine beweglich gelagerte Lichtmaschine 26.The V-belt drive is expediently tensioned by a Tensioning roller or a movably mounted alternator 26.

In der Ausführung nach Abb..j, ist der Antrieb des ebenfalls auf der linken Längsseite der Zylinderreihe angeordneten Schleudergebläses 20 mit Laufradwelle 17 unmittelbar vor dem vordersten Zylinder durch ein Kegelräderpaar 27 und 28 gebildet. Durch Schräg- oder Kreisbogenverzahnung und exakte Lagerung beider Kegelräder in dem Gehäuse 29 ist in Verbindung mit der Weichheit des vorgeschalteten Keilriementriebes ebenfalls ein sehr geräuscharmer Antrieb des Schleudergebläses erzielt. Auch hier ist das Schleudergebläse 2o. auf der entgegengesetzten Seite der Auslaßleitung 7 angeordnet, damit sich Gebläsegehäuse und Auspuffleitung gegenseitig nicht behindern und eine kurze und schmale Bauform des Motors ermöglicht ist.In the version according to Fig..j, the drive is also on the left long side of the cylinder row arranged centrifugal blower 20 with impeller shaft 17 is formed by a pair of bevel gears 27 and 28 immediately in front of the foremost cylinder. Thanks to helical or circular arc gearing and precise mounting of both bevel gears in the housing 29 is in connection with the softness of the upstream V-belt drive also a very low-noise drive of the centrifugal fan is achieved. Here too is the centrifugal fan 2o. on the opposite side of the outlet pipe 7 arranged so that the fan housing and exhaust pipe do not interfere with each other and a short and narrow design of the motor is made possible.

Die gezeigten Ausführungsformen eignen sich auch für Motoren mit Luftkühlung.The embodiments shown are also suitable for engines with air cooling.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Two-stroke internal combustion engine with a working cylinder or with several working cylinders in a row, with flushing and outlet channels of the Cylinder and with purging of the cylinder by air from a centrifugal fan is delivered, marked. that the centrifugal fan with the crankshaft transverse impeller shaft is arranged on a longitudinal side of the cylinder row and through gears from a countershaft arranged parallel to the crankshaft is driven, which is mounted in front of the cylinder bank above the crankshaft and is driven by V-belt drive from the front end of the crankshaft.

2. Two-stroke internal combustion engine according to claim i, characterized in that the Impeller shaft of the blower blower through helical gears from the countershaft is driven.

3. Two-stroke internal combustion engine according to claims i and 2, thereby characterized in that the impeller shaft of the centrifugal blower is in a horizontal position Direction is arranged, advantageously below the countershaft, and that the centrifugal fan is attached to one long side of the cylinder row.

Two-stroke internal combustion engine according to claims i to 3, characterized in that the exhaust line of the The cylinder row is located on the longitudinal side of the cylinder row opposite the fan side is located.

5-. Two-stroke internal combustion engine according to claims i and 2, characterized in that that the fan shaft is arranged in an oblique or vertical direction, wherein the centrifugal fan at the top of the fan impeller shaft above the cylinder head is arranged.

6. Two-stroke internal combustion engine according to claims i to 5, characterized characterized in that the housing for the helical gear drive between the countershaft and fan shaft and for the storage of the countershaft and the fan shaft with the cylinder block is cast together.

7. Two-stroke internal combustion engine according to the Claims i to 6, characterized in that the fan housing is a pressure spiral is formed and to which one longitudinal side of the cylinder row is flanged. B. Two-stroke internal combustion engine according to claims i to 7, characterized in that that a longitudinal line for the purge air on the side of the centrifugal fan on the Row of cylinders is arranged. G. Two-stroke internal combustion engine according to the claims i to 8, characterized in that the injection pump is below the countershaft is arranged and that its camshaft coincides with the crankshaft axis. ok Two-stroke internal combustion engine according to Claims i to 9, characterized in that that the injection pump is between the pulley and the front base bearing of the crankshaft is arranged. ii. Two-stroke internal combustion engine according to claims i to 9, characterized characterized in that the injection pump is under the countershaft in front of the pulley the crankshaft is arranged. 1a. Two-stroke internal combustion engine according to the claims i to 8, characterized in that the countershaft has a higher speed than the crankshaft has. eat. Two-stroke internal combustion engine according to claim i, characterized in that that the gear drive of the fan shaft from the countershaft through bevel gears he follows. 1q .. two-stroke internal combustion engine according to claims i to q ,, thereby characterized in that the outlet channels of the cylinder bank to the one longitudinal side are directed and that the centrifugal fan on the other long side of the cylinder row is arranged.