Gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine
mit Kurbelkastenpumpe und vom Kolben gesteuert-Ein,- bzw. Auslaßöffnungen mit einer
unmittelbar vor dem Einlaß unter der Einwirkung einer Luftdrosselvorrichtung stehenden
Kraftstoffei.nspritzvorrichtung.Mixture-compressing two-stroke internal combustion engine with crankcase pump
The present invention relates to a mixture-compressing two-stroke internal combustion engine
with crankcase pump and controlled by the piston-inlet and outlet openings with one
standing under the action of an air throttle device immediately in front of the inlet
Fuel injector.
Die Erfindung besteht darin, daß als Einspritzvorrichtung eine an
sich bekannte kraftschlüssig (insbesondere mechanisch oder elektrisch) gesteuerte
Einspritzdüse vorgesehen, ist, welcher der Kraftstoff unter Gefälle oder Färderpumpendruck
zufließt und ihre Einspritzmündung unmittelbar neben einer im Luft-Überströmkanal
zwischen Kurbel- und Zylinderraum angeordneten. Luftdrossel liegt, die vorzugsweise
mit der Steuereinstellung an der Einspritzdüse derart verbunden ist, daß in an sieh
bekannter Weise bei einer Steuereinstellung für eine Brennstoffverminderung der
Luftdurchtrittsquerschnitt unmittelbar an der Einspritzdüse entsprechend gedrosselt
wird, um dort eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auch bei geringer Drehzahl der
Maschine aufrechtzuerhalten und so eine richtige Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches
zu sichern. Die Mündung der Einspritzdüse ist seitlich am Düsenkörper angeordnet.
In. Höhe der Düsenmündung ist im Luftüberströmkanal ein Absperrschieber vorgesehen,
der bei elektrisch
gesteuerter Einspritzdüse mit dem Stellhebel
für eine die Düse zu betätigende Schaltwalze gekuppelt ist. Durch die oben angeführten.,
einander sinnvoll ergänzenden Maßnahmen fällt die. bei den bekannten. Einrichtungen
durchweg als. Einspritzvorrichtung vorgesehene Vergaseranordnung fort. Die Steuerung
der Einspritzung ist in Anpassung an den jeweiligen Betrieb eine wesentlich genauere.
Es sind weiterhin Brennkraftmaschinen mit Kraftstaffeinspritzung bekannt, bei denen
der Brennstoff zuerst gegen die der Kurbelkastenpumpe zugelegene Ansaugeleitungsfläche
in der Nähe der Einspritzdüsenmündung gesaugt wird, wo, er sich. zunächst als Flüssigkeitsspiegel
ausbreitet und dann durch die in den Zylinderraum einströmende Luft mit in den Zylinder
hineingeblasen wird. Ein derart grobes Gemischaufbereitungsverfahren ist für schnelllaufende
Brennkraftmaschinen ungeeignet. Schließlich sind Maschinen mit Einspritzvorrichtungen
ohne mechanischen Abschluß bekannt, bei denen die, Einspritzung dann beginnt, wenn
der Saugzug im Überströmkanal entsprechend stark genug ist. Die Einspritzung läßt
in dem gleichen Grad wieder nach, wie die Luftströmung zum Zylinder wieder abklingt.
Bei dieser Einspritzungsweise sind Einspritzbeginn. und -ende ausschließlich durch
die Luftbewegung festgelegt, während beim Anmeldungsgegenstand die Einspritzperiode
innerhalb dieser Grenzen scharf abgestimmt werden, kann. Dies ist insbesondere für
Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Kurbelkastenspülung von Vorteil, weil damit gerechnet
werden muß, daß in dem Augenblick, in welchem der Arbeitskolben die Ein.-strömöffnungen
freizugeben beginnt, der Druck im Kurbelraum noch gering ist, im Zylinderraum aber
noch ein gewisser Überdruck der heißen Gase herrscht, die in den Überströmkanal
zurückschlagen und möglicherweise dort eine unerwünschte Vorzündung verursachen.
Beim Erfindungsgegenstand dagegen kann der Einspritzbeginn so, gesteuert werden,
daß erst dann eingespritzt wird, wenn die heißen. Abgase aus dem Überströmkanal
wieder verdrängt worden sind und die Frischluft an der Einspritzvorrichtung vorbei
in den Zylinder strömt, also die zum Spülen, benötigte Luftmenge die Düsenmündung
bereits passiert hat.The invention consists in that as an injection device on
known force-fit (in particular mechanically or electrically) controlled
Injection nozzle is provided, which the fuel under gradient or pump pressure
flows in and its injection port immediately next to one in the air transfer channel
arranged between the crank and cylinder chambers. Air throttle is located, which is preferably
is connected to the control setting on the injection nozzle in such a way that in see
known manner in a control setting for a fuel reduction of
The air passage cross-section directly at the injection nozzle is correspondingly throttled
is to there a high flow rate even at low speed of the
Machine to maintain and so a correct composition of the fuel-air mixture
to secure. The mouth of the injection nozzle is arranged on the side of the nozzle body.
In. At the height of the nozzle orifice, a gate valve is provided in the air overflow duct,
the one with electric
controlled injection nozzle with the adjusting lever
is coupled for a switching drum to be actuated for the nozzle. Through the above.,
measures that complement each other sensibly. with the known. Facilities
consistently as. Injection device provided carburetor assembly. The control
the injection is much more precise in adaptation to the respective operation.
There are also known internal combustion engines with fuel injection in which
the fuel first against the suction line surface facing the crankcase pump
near the injector mouth is sucked where, he is. initially as a liquid level
spreads and then through the air flowing into the cylinder space into the cylinder
is blown into it. Such a coarse mixture preparation process is for high-speed vehicles
Internal combustion engines unsuitable. Finally, there are machines with injectors
known without mechanical closure, in which the, injection begins when
the induced draft in the overflow duct is correspondingly strong enough. The injection leaves
in the same degree as the air flow to the cylinder decays again.
With this type of injection, injection begins. and end exclusively through
the air movement determined, while the subject of the application the injection period
can be sharply tuned within these limits. This is especially for
Two-stroke internal combustion engines with crankcase flushing are advantageous because they are expected
must be that at the moment in which the working piston opens the Ein.-flow openings
begins to release, the pressure in the crank chamber is still low, but in the cylinder chamber
there is still a certain overpressure of the hot gases entering the overflow duct
strike back and possibly cause an undesired pre-ignition there.
In the subject matter of the invention, however, the start of injection can be controlled in such a way that
that is only then injected when the hot. Exhaust gases from the overflow duct
have been displaced again and the fresh air past the injection device
flows into the cylinder, i.e. the amount of air required for purging, through the nozzle orifice
has already happened.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar' zeigt schematisch Abb, i einen Längsschnitt durch eine luftgekühlte Zweitakt-Brennkraftmaschine
mit Kurbelkastenpumpe, Querstromspülung, Fremdzündung und Brennstoffeinspritzung
in den Einlaßkanal, Abb,.2 und 3 die Brennstoffeinspritzdüse mit ihrer elektromagnetischen
Steuervorrichtung im Längsschnitt, Abb. 4 eine Einzelheit zur Abb. 2, Abb% 5 die
elektromagnetische Steuervorrichtung nach Abb, 3 in Gestängeverbindung mit einem
Luftdrosselschieber nach Abb. i.In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment,
namely 'shows schematically Fig, i a longitudinal section through an air-cooled two-stroke internal combustion engine
with crankcase pump, cross-flow purging, spark ignition and fuel injection
in the inlet channel, Fig. 2 and 3 the fuel injector with its electromagnetic
Control device in longitudinal section, Fig. 4 a detail of Fig. 2, Fig% 5 the
electromagnetic control device according to Fig, 3 in linkage connection with a
Air throttle slide according to Fig. I.
Wie die Abb, i zeigt, gleitet in dem mit äußeren Kühlrippen versehenen
Arbeitszylinder i ein Arbeitskolben 2, der bei seiner Aufwärtsbewegung durch ein
federbelastetes Rückschlagventil 3 im Kurbelgehäuse q. Frischluft in diesem einsaugt.
Diese wird bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 2 über einen, Kanal 5 durch einen
vom Kolben überlaufenen Einlaßschlitz 6 in den Arbeitszylinder eingeschoben. Dem
Einlaßschlitz 6 gegenüber liegen ein oder mehrere Auslaßschlitze 7. In die Decke
des Zylinderraumes ist eine Zündkerze 8 eingeschraubt.As Fig, i shows, slides in the one provided with external cooling fins
Working cylinder i a working piston 2, which during its upward movement by a
spring-loaded check valve 3 in the crankcase q. Fresh air is sucked into this.
This is during the downward movement of the piston 2 via a channel 5 through a
The inlet slot 6 overflowed by the piston is pushed into the working cylinder. To the
Inlet slot 6 opposite are one or more outlet slots 7 in the ceiling
A spark plug 8 is screwed into the cylinder space.
Gemäß der Erfindung ist in den Einlaßkanal 5, und zwar in der Nähe
des Einlaßschlitzes 6 am Zylinder i, eine Brenns.toffeinspritzdüse g angeordnet,
wie sie in Abb,. 2 in einem größeren Maßstab dargestellt ist. Der Düsenkörper 9
ist als zylindrischer Schraubkörper ausgebildet und weist als Düsenmündung eine
Stirnbohrung io auf, die durch eine unter dem Schließdruck einer Feder ii stehenden
Düsennadel 12 abgeschlossen ist. Der Düsennadelschaft 13 liegt mit axialem Spiel
vor einem verstellbaren Anschlag 14 und weist einen innerhalb der Solenoidspule
15 liegenden Tauchkernabschnitt 16 auf. Der Brennstoffzulauf zum Düsenkörper 9 erfolgt
über radiale Bohrungen 17, die innerhalb eines Rohranschlusses 18 am Ende einer
Brennstoffzuleitung i9 liegen. Der Brennstoff fließt durch den Druck einer einfachen
Förderpumpe oder durch natürliches- Gefälle zu. Der Rohranschluß 18 liegt unter
dem Einschraubdruck der Einspritzdüse 9 zwischen. zwei Dichtungen 2o; 2o eingespannt.
Das eine Ende der Sodenoidspule 15 ist an die Masse gelegt, während ihr anderes
Ende über eine Drahtleitung 21 mit einem Kontakt 22 (Abb, 3) verbunden ist. Der
Kontakt 22 steht über eine Feder 23 mit Einem Schleifkontakt 24 in stromschlüssiger
Berührung. Der Schleifkontakt gleitet auf einer Schaltwalze 25, die über eine Keilstiftkupplung
26 axial verschiebbar mit einem umlaufenden hohlen Wellenstück 27 gekuppelt ist.
Die Schaltwalze 25 steht einerseits unter- dem Einfluß einer Rückführfeder 28 und
andererseits unter dem Einfluß eines Stellhebels 29 (Abb. i und 3). Außerdem weist
die Schaltwalze; 25 .einen. stromleitenden Ring 30 auf, der an einer Seite
in .eine Zunge 3 i übergeht. Der Antrieb der Welle 27 -erfolgt von der Motorwelle
her oder durch sonstige beliebige umlaufende Teile des Motors oder einer Motorzubehöreinrichtung.
Die Stromquelle für die elektrische Steuerung liegt entweder in der Leitung 21 oder
an sonst einer geeigneten Stelle.According to the invention, a fuel injection nozzle g is arranged in the inlet channel 5, specifically in the vicinity of the inlet slot 6 on the cylinder i, as shown in FIG. 2 is shown on a larger scale. The nozzle body 9 is designed as a cylindrical screw body and, as the nozzle opening, has an end bore io which is closed by a nozzle needle 12 which is under the closing pressure of a spring ii. The nozzle needle shaft 13 lies with axial play in front of an adjustable stop 14 and has a plunger core section 16 located within the solenoid coil 15. The fuel supply to the nozzle body 9 takes place via radial bores 17 which are located within a pipe connection 18 at the end of a fuel supply line i9. The fuel flows in through the pressure of a simple feed pump or through a natural gradient. The pipe connection 18 is below the screw-in pressure of the injection nozzle 9 between. two seals 2o; 2o clamped. One end of the sodenoid coil 15 is connected to ground, while its other end is connected to a contact 22 (FIG. 3) via a wire line 21. The contact 22 is in electrical contact with a sliding contact 24 via a spring 23. The sliding contact slides on a shift drum 25 which is coupled to a circumferential hollow shaft piece 27 via a wedge pin coupling 26 so that it can be moved axially. The shift drum 25 is on the one hand under the influence of a return spring 28 and on the other hand under the influence of an adjusting lever 29 (FIGS. 1 and 3). In addition, the shift drum; 25. conductive ring 30 , which merges into .eine tongue 3 i on one side. The drive of the shaft 27 takes place from the motor shaft or by any other rotating parts of the motor or a motor accessory device. The power source for the electrical control is either in the line 21 or at some other suitable point.
Die Handhabung und Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Die Einspritzung
erfolgt bei der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens, sobald die: ser den Einlaßschlitz
5 freigegeben hat, und die Verbrennungsluft aus dem Kurbelgehäuse 4 durch den Kanal
5 und den Schlitz 6 in den Zylinderraum -i überströmt. Die Brennstoffdosierung erfolgt
jedoch nicht durch eine Einspritzpumpe, und auch nicht unter dem Einfluß des Saugzuges
in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehzahl,-sondern es bleibt die Düsenöffnung
9 nur so lange offen, solange der Gleitkontakt 24 den stromleitenden Belag 30,
3 1 der Schaltwalze überläuft. Je weiter man also mit Hilfe des Hebels 29
die Schaltwalze 25 nach rechts verschiebt, desto länger ist der Weg,
den
der Schleifkontakt 24 auf dem Beleg 30, 31 zurücklegt, und desto länger steht auch
die Spule 15 unter Strom.The handling and operation of the invention is as follows: The injection takes place during the downward movement of the working piston as soon as the: ser has released the inlet slot 5, and the combustion air flows over from the crankcase 4 through the channel 5 and the slot 6 into the cylinder chamber -i. The fuel is not metered by an injection pump, and not under the influence of the induced draft as a function of the crankshaft speed, but the nozzle opening 9 only remains open as long as the sliding contact 24 overflows the conductive coating 30, 3 1 of the shift drum. The further you move the shift drum 25 to the right with the aid of the lever 29, the longer the path that the sliding contact 24 covers on the document 30, 31, and the longer the coil 15 is energized.
Man. kann also mit dem Erfindungsgegenstand durch Verstellen des Hebels
29 die Brennstoffmenge, welche die in den Zylinder einströmende Luft mitreißt, beliebig
fein, dosieren, ohne daß man: hierzu eine baulich komplizierte Einspritzpumpe benötigt,
und ohne die Nachteile eines Vergasers (großer Brennstoffverbrauch) mit in Kauf
nehmen zu müssen. Man kann einer bessere Zerstäubungswirkung an der Düsenmündung
erzielen, wenn man die Düsenöffnung ioa seitlich anbringt, wie die Abb, 4 zeigt.
Außerdem erzielt man einer Gemischregelung dadurch., daß man im Druckkana15, in
Höhe der Brennstoffdüse einen Absperrschieber 32 anordnet, dessen Stellhebel entweder
willkürlich verstellbar ist, oder der mit dem Verstellgestänge des Schaltwalzensteuerhebels.29
gekuppelt ist, und zwar z. B. nach Abb. 5 derart, daß bei Leerlauf der Maschine
die Schaltwalze bzw. Einspritzdüse: auf eine Lieferung von weniger Brennstoff eingestellt
und gleichzeitig auch der Luftdurchlaßquerschnitt an der Düse kleiner eingestellt
wird, so, daß bei kleiner Drehzahl der Maschine unmittelbar vor der Düsenmündung
trotzdem eine hohe Stromgeschwindigkeit aufrechterhalten wird.Man. can therefore with the subject matter of the invention by adjusting the lever
29 the amount of fuel that is carried away by the air flowing into the cylinder is arbitrary
fine, metering without the need for a structurally complex injection pump,
and without the disadvantages of a carburetor (high fuel consumption)
to have to take. You can get a better atomization effect at the nozzle mouth
can be achieved by attaching the nozzle opening on the side, as shown in Fig. 4.
In addition, a mixture control is achieved by. That one in the Druckkanal15, in
Height of the fuel nozzle a gate valve 32 is arranged, the lever either
is arbitrarily adjustable, or with the adjustment linkage of the shift drum control lever. 29
is coupled, namely z. B. according to Fig. 5 such that when the machine is idling
the shift drum or injector: set to deliver less fuel
and at the same time the air passage cross-section at the nozzle is set smaller
is so that at low speed of the machine immediately in front of the nozzle orifice
a high current rate is nevertheless maintained.
Der Erfindungsgegenstand eignet sich nicht nur für Zweitaktmaschinen,
sondern für Maschinen mit beliebig vielen Arbeitstakten. Die Ventilnadel kann im
Rishmen der Erfindung auch durch jedes andere geeignete Absperrglied, z. B. auch
durch ein. Kugelventil, ersetzt werden. Auch eignet sich die Erfindung für Ventil-,
Drehschieber- und Rohrschiebermaschinen gleich gut, die mit oder ohne Verdichter
arbeiten, können,. Auch ist der Anmeldungsgegenstand an, keine bestimmte Spülweise
gebunden und eignet sich für wassergekühlte Maschinen ebenso gut wie für luftgekühlte
Motoren. Schließlich eignet sich die'Erfindung auch für gewisse Maschinen, deren
Zündung durch Einwirkung des Verdichtungsdruckes eingeleitet wird.. Es kann der
Erfindungsgegenstand auch an Stelle eines Vergasers im Ansaugerohr einer Brennkraftmaschine
vorgesehen oder eine Brennstoffdüse für einzelne Zylindergruppen vorgesehen werden.
Doch ist bei einer Vielzylindermaschine die Anordnung einer besonderen Einspritzdüse
an jedem einzelnen Zylindereinlaß bevorzugt. Entsprechend der Zylinderzahl liegen,
dann eine Anzahl Schleifkontakte über den Umfang der Schaltwalze25 verteilt. An
Stelle der elektrischen Steuerung kann. auch eine mechanische oder pneumatische
Steuerung für die Düsennadel vorgesehen werden. Die mechanische Steuerung kann z.
B. durch: einen konischen Verschiebenocken erfolgen. Man kann die elektrische Schaltwalze
auch mit dem Zündverteiler vereinigen, nachdem Zündverteiler und Schaltwalze mit
der gleichen Drehzahl umlaufen.The subject of the invention is not only suitable for two-stroke machines,
but for machines with any number of work cycles. The valve needle can be in
Rishmen of the invention also by any other suitable shut-off member, e.g. Belly
through a. Ball valve, to be replaced. The invention is also suitable for valve,
Rotary vane and tubular vane machines are equally good, with or without a compressor
can work,. The subject of the application is also on, not a specific flushing method
bound and is just as suitable for water-cooled machines as it is for air-cooled ones
Engines. Finally, the invention is also suitable for certain machines, their
Ignition is initiated by the action of the compression pressure .. The
Subject of the invention also in place of a carburetor in the intake manifold of an internal combustion engine
provided or a fuel nozzle can be provided for individual cylinder groups.
But in a multi-cylinder machine, the arrangement of a special injection nozzle
at each individual cylinder inlet preferred. According to the number of cylinders,
then a number of sliding contacts distributed over the circumference of the shift drum 25. At
Position of the electrical control can. also a mechanical or pneumatic one
Control for the nozzle needle can be provided. The mechanical control can e.g.
B. by: a conical shift cam. You can use the electric shift drum
also unite with the ignition distributor after ignition distributor and shift drum with
rotate at the same speed.