NL8004183A - Tweeslagsmotor met tegenovergestelde zuiger, beweegbaar in cilinders met verschillende boringen. - Google Patents

Description

VO 0TT2

Titel : Tweeslagsmotor met. tegenovergestelde zuiger, beweegbaar in cilin-'dérs mét verschillende 'boringen._

De uitvinding heeft betrekking op een constructieve verbetering van een tveeslagsmotor, voorzien van tegenovergestelde zuigers, die beweegbaar zijn in coaxiale cilinders met verschillende boringen, welke cilinders door middel van. hun eigen carterpompen afzonderlijk worden ge-5 voed met spoellucht of een verdund verbrandingsmengsel of met een rijk verbrandingsmengsel met als doel het verbeteren van de motorwerking, uitgedrukt. in het bepaalde brandstofverbruik en de imosferische verontreiniging, geproduceerd door het uitlaatgas, maar zonder het bepaalde vermogen nadelig te beïnvloeden.

10 Motoren, van de hiervoor beschreven soort zijn reeds enige tijd bekend, hoewel niet wijd verbreid, waarschijnlijk omdat de verwachte verbeteringen niet zijn verkregen of op grond van bovenmatige vervaar-digingskosten. Een motor van deze soort is recentelijk voorgesteld, waarbij een verbrandingskamer is verschaft, gevormd door een middenge-15 deelte met een bolvormige gedaante, welk gedeelte direkt in verbinding staat met de cilinder, die wordt gevoed met een rijk mengsel, welke cilinder is voorzien van een boring met een kleinere diameter dan de boring van de bolvormige kamer, en via een passende vernauwde, korte doorgang in verbinding staat met de cilinder met de grotere· boring^ 20 (hoofdcilinder} , gevoed met lucht of een verdund mengsel.

In deze motor worden de essentiële eigenschappen gezien in de bolvormige gedaante van de kamer, de verhouding van de volumen van de verbrandingsruimten met betrekking tot de bolvormige kamer ten opzichte van die met betrekking tot de naburige cilinders, en de verhouding 25 van de dwarsdoorsnede van de kamer tot die van de vernauwde doorgang.

De bolvormige gedaante is verdedigd door de veronderstelling, dat deze gedaante gedurende, de faze van het verdichten van de lading de vorming daarin bevordert van een werveling met een torusgedaante, veroorzaakt door de stroming van een rijk mengsel, die vanaf de cilin-30 der met de kleinere boring stroomt, en van spoellucht, die in de tegenovergestelde richting stroomt vanuit de vernauwde middendoorgang, die in verbinding staat met de andere cilinder. Het gevolg van de werveling is het verhogen van de verbrandingssnelheid van het nog betrekkelijk rijke mengsel, dat zich vormt in de kamer, waarin de ontstekings-35 bougies zijn aangebracht.

8004183 2

Bij het deelnemen aan de vorming van de holvormige kamer en de vorming van de verveling, heeft het vernauwen van de dwarsdoorsnede van de doorgang tussen de kamer en de hoofdcilinder tevens als gevolg het belemmeren van de diffusie van de spoellucht naar de holvormige kamer 5 gedurende de spoelfaze, waardoor de· lucht dus in beginsel wordt gebruikt voor het helpen naar buiten stromen van het uitlaatgas uit de uitlaat-poort, en heir gelijktijdig belemmeren van de diffusie van het rijke mengsel in de hoofdcilinder en het ontsnappen daarvan naar de uitlaatpoort, waardoor dus het brandstofverbruik wordt verhoogd, evenals de hoeveelheid .1 o niet-verbrande koolwaterstoffen in de uitlaat.

Aan het einde van het verdichten, is er een gelaagde lading van een rijker verbrandingsmengsel aanwezig in de bolvormige kamer in de in de kleinere eilinder overblijvende ruimte, en van een verdund mengsel in de in de hoofdcilinder overblijvende ruimte, met een daaruit voortvloeien- 15. de vergrote mogelijkheid van het bereiken van een volledige brandstof-verbranding. In werkelijkheid heeft deze motor een laag gehalte onverbrand gas vertoond in de uit laat, maar tevens het gebrek van een laag bepaald vermogen.

Het doel van de uitvinding is het in aanzienlijke mate verminde-20 ren van dit gebrek en tegelijkertijd verlies van vers mengsel naar de uitlaat te handhaven of verder te verminderen, en dus het bepaalde brandstofverbruik en het koolwaterstof- en CO-gehalte van de uitlaat, welk resultaat proefondervindelijk is vastgesteld.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door een tweeslags-25 motor met tegenovergestelde zuigers, die beweegbaar zijn in cilinders met verschillende boringen, welke cilinders afzonderlijk door een bijbehorende carterpomp worden gevoed, waarbij de cilinder met de kleinere boring wordt gevoed met een rijker brandstof-luchtmengsel en de cilinder met de grotere boring wordt gevoed met een minder rijk mengsel, welke 30 twee cilinders in verbinding staan voor het vormen van een verbrandings-kamer, en zijn verbonden door een klokvormig gedeelte, dat de verbrand-dingskamer vormt, waarbij de overbrengkanalen voor het rijkere mengsel in de cilinder met de kleinere boring bij de zijwand daarvan volgens een raaklijn uitmonden.

35 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin : fig. 1 een schematische doorsnede is van de onderhavige motor 8004183 3 V- * volgens een vlak, dat. door de cilinderhartlijn gaat en loodrecht staat op de krukassen van de tegenovergestelde zuigers; 'fig. 2 een doorsnede toont van een gemeenschappelijke cilinder-verhrandingskamer van een andere uitvoeringsvorm van de motor, waarbij 5 de zuigers zich op hun kleinste onderlinge afstand bevinden; fig. 3 een doorsnede is volgens de lijn III-III in fig. 1; en fig. 4 een doorsnede is volgens de lijn 17-17 in fig. 1.

Zoals is te zien in fig. 1, omvat de motor de cilinders 1 en 2, waarvan de eerste (voeder) een kleinere boring heeft dan de tweede 10. . (hoofd) , maar- dezelfde hartlijn x-x, en waarin respectievelijk de zuigers 3 en k verschuifbaar zijn. De zuigers zijn. door verbindingsstangen ' 5 en 6 verbonden met de krukken 7 en 8 van de drijfassen 9 en 10, die met elkaar zijn verbonden door een riemoverbrenging, schematisch weergegeven door de onderbroken cirkels 11 en 12 van de betrokken schijven 15’ en door de hartlijn 13 van de riem.

De drijfassen 9 en 10 zijn opgenomen in de carterpompen ik en 15.

De motor wordt gevoed met een rijk brandstof-luchtmengsel via de carburator 16, de inlaatpoort 1T, de carterpamp en de overbrengingskanalen 18 en 19, en met een zwak mengsel of met lucht via de inlaat-20 poort 20, de carterpomp 15’ en het overbrengingskanaal of de -kanalen 21 en 22.

De iverbrengingskanalen 18 en 19 monden volgens een raaklijn uit aan het binnenoppervlak 23 van de cilinder 1 met de kleinere boring via diametraal tegenovergestelde poorten 2k en 25, zoals weergegeven in fig.

25 3, op zodanige wijze, dat een draaibeweging rond de hartlijn x-x wordt tegeven aan het rijke mengsel gedurende het overbrengen daarvan.

De luchtoverbrengingskanalen 21 en 22 monden uit in de cilinder met de grotere boring via de poorten 26 en 27, die ongeveer aan weerszijden van de uitlaatpoort 28 liggen, zoals weergegeven in fig. U, voor 30 het produceren van een Schuurle-spoeling.

Zoals is te zien in fig. 2, zijn de cilinders 1 en 2 met elkaar verbonden door een kromming c, die zodanig is ontworpen, dat aan de rer-brandingskamer 29, die tussen de vlakken en Pg - Pg, loodrecht op de cilinders, ligt, een kenmerkende klokgedaante wordt gegeven, be-35 paald door de hellingshoeken(X en j3 van de raaklijnen aan de einden van de kromming ten opzichte van respectievelijk de cilinderhartlijn x-x en het vlak Pg - Pg, dat loodrecht daarop staat, en door de stra- 8004183 k len R.| en R^.

Het zijdelingse oppervlak van de verbrandingskamer wordt voltooid door de cilindrische oppervlaken, die tussen de vlakken en Pg - Pg en de koppen van de zuigers 3 en 4 liggen. De hoogte van 5 deze oppervlakken kan veranderlijk zijn van nul, indien de zuigers gelijktijdig kan bovenste dode punt bereiken, tot vaarden, aangegeven door ÊLj, hg, die toch nog zeer klein zijn, indien de zuigers niet in faze werkzaam zijn. In het algemeen is het voordelig, dat de zuiger 3 .naijlt op de zuiger ^ Ih dit geval, zoals weergegeven in fig. 2, heeft de zuiger 3 nog: i niet zi'ja bovenste dode punt bereikt, en bevindt de zuiger zich op een afstand, daarvan met een lengte van h^, waarbij de zuiger U reeds is begonnen: aan zijn terugslag in de mate van de afstand hg.

De ©ntstekingsbougies 30 en 31 zijn diametraal tegenover elkaar . 15 ' aangebraeht in. de verbrandingskamer 29. De werking van de motor gedurende de spoelfaze is als volgt. Wanneer de zuiger h beweegt naar zijn onderste dode punt, opent de zuiger de uitlaatpoort 28 teneinde het uitlaatgas,. dat in de cilinders 1 en 2 is uitgezet, te laten verdwijnen.

Een tel later opent de zuiger b ee overbrengingspoorten 26 en 27 ten-20 einde de vooraf door de zuiger in de carterpamp 15 verdichte lucht in de cilinders te laten gaan en het overblijvende uitlaatgas naar de uitlaatpoort 28 te laten stuwen.

Gelijktijdig beweegt tevens de zuiger 3 naar beneden naar zijn onderste dode punt voor het openen van de overbrengingspoorten 2b en 25 25, waaruit het rijke mengsel, dat vooraf is verdicht door de zuiger 3 in de carterpomp 1^, de cilinder 1 met een draaibeweging binnengaat. Dit draagt bij aan het verwijderen van het in de cilinder 2 zich bevindende uitlaatgas.

De zuiger U beweegt dan naar boven naar zijn bovenste dode punt 30 voor het sluiten van de uitlaatpoort 28 en vervolgens de overbrengingspoorten 26 en 27. Een tel later of gelijktijdig sluit de zuiger 3, die eveneens naar boven beweegt, de overbrengingspoorten 2b en 25·

De verdichtingsfaze voor het gas, dat achterblijft in de cilinders, begint dan, waarbij de inlaatfaze voor het rijke mengsel en lucht 35 of het zwakke mengsel in de carterpompen 1U en 15 tevens begint.

De werveling van het rijke mengsel, gevoed in de cilinder 1 en lopende volgens de hartlijn x-x, wordt door de zuiger 3 in de verbran- 800 4 1 83 C : 5 -:- dingskamer 29 gestuwd, waarbij de zuiger ^ de spoellucht,. die in de cilinder 2 achterblijft·, in dezelfde kamer stuwt. Een radiale gelaagdheid yan yerdi'cht mengsel met yerschïllende gehaltepercentages "brandstof wordt dus· yerschaft in de verbrandingskamer 29.

5 Eet rijkere mengsel, dat sneller kan verbranden, verzamelt zich door centrifugaalkracht .verder vanaf het midden nabij de bougie-elektro-den, waarbij lucht met een kleiner brandstof gehalte samen met de kleine hoeveelheid onverbrand gas,, die niet op tijd uit de uitlaatpoort is kunnen gaan, in het midden blijft.

\ 10. Dit mengsel kan eveneens verbranden op grond van de temperatuurs- yerhoging, geproduceerd door het rijkere mengsel, en draagt derhalve bij aan het werk van het uitzetten.

De verhouding van lichtgewicht tot benzindegewicht kan dus in zijn algemeenheid op een hogere waarde worden gehouden dan.de stoichiome-15'. trisehe verbrandingswaarde (verdund mengsel).

De voordelen van de gedaante van de· verbrandingskamer, samen met de raaklijnopstelling van de betrokken overbrengingskanalen bij de voe-dencilinder en het verschaffen van meer dan één ontstekingsbougxe in een motor van de onderhavige soort, zijn uit de voorgaande uiteenzetting 20 duidelijk.

De optimumwaarde van de verhouding van de boring van de voeder-eilinder tot de boring van de hoofdcilinder is 1/2, hetgeen echter veranderlijk kan zijn in afhankelijkheid van de afmetingen van de motor en van andere constructie-elementen.

25 Met betrekking tot de waarden van de hoeken en β en de stralen R.j en Rg van de verbrandingskamer, moeten deze zodanig zijn, dat de rijke mengselstroming aan de wanden gehecht wordt gehouden gedurende het verdichten, waarbij een voldoende verbinding wordt verzekerd tussen de cilinders in overeenstemming met een passend volume van de verbrandings-30 kamer.

800 4 1 83

Claims (3)

1. Tweeslagsmotor met tegenevergestelde zuigers, beweegbaar in cilinders met verschillende beringen, welke cilinders elk door een bijbehorende carterpomp afzonderlijk worden gevoed, waarbij de cilinder met de kleinere boring wordt gevoed met een rijkerbrandstof-luchtmengsel, 5 de cilinder met de grotere boring wordt gevoed met een minder rijk mengsel, en .de twee cilinders in verbinding staan voor het vormen van een verbrandingskamer, met het kenmerk, dat de twee cilinders zijn verbonden door· een blokvormig gedeelte, dat de verbrandingskamer vormt, waarbij de overbrengingskanalen voor het rijkere mengsel in de cilinder met de klei-10 nere boring volgens een raaklijn aan de zijdelingse wand daarvan uitmonden.

2. Motor volgens conelusie 1 met. het .kenmerk, dat de verhouding van de diameter van de- dwarsdoorsnede van een einde van de kamer en. de diameter van de dwarsdoorsnede van het andere einde tussen 1,5 en 3 ligt. 15"

3. Motor volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het zijdelingse oppervlak van de verbrandingskamer een omwentelingsoppervlak is, waarvan de beschrijvende kromme in hoofdzaak wordt gevormd door cirkelbogen, die volgens een raaklijn aan elkaar lopen, welke beschrijvende lijn helt Q ten opzichte, van de cilinderhartlijn over een hoek van ongeveer 3-7 Λ ' » 20 aan het einde, dat is verbonden met de kleine cilinder, welke hoek ongeveer TO - 80° is aan het einde, dat is verbonden met de andere cilinder. 800 4 1 83