DE2208200A1 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents
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Description
Zweitaktbrennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.Two-stroke internal combustion engine.
Die Erfindung betrifft eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit elektrischer Zündung und innerer Verbrennung. Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Inneren des Zylinderkopfes eine bestimmte Aussparung vorgesehen ist, die die Brennkammer bildet und eine Einrichtung zum Steuern der Menge des in den Zylinder eingebrachten Brennstoffes sowie eine Einrichtung, die den Auslaß der Brenngase steuert, wobei beide Einrichtungen in Abhängigkeit voneinander derart gesteuert sind, daß der Auslaß der Brenngase mit der Zufuhr des Brennstoffs in den Zylinder zu- bzw. abnimmt.The invention relates to a two-stroke internal combustion engine electrical ignition and internal combustion. A feature of the invention is that inside the cylinder head a certain recess is provided which forms the combustion chamber and means for controlling the amount of fuel introduced into the cylinder and a device which controls the outlet of the fuel gases, both of which Devices are controlled in dependence on each other so that the outlet of the fuel gases with the supply of fuel increases or decreases in the cylinder.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausbildung, bei der dasThe invention relates to a training in which the
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von dem Vergaser oder der Einspritzpumpe gelieferte Luft-Brennstoff gemisch in dem Zylinder verdichtet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit innerer Verbrennung und mit Schleif- oder Kreuzspülsystem.air-fuel supplied by the carburetor or the injection pump mixture is compressed in the cylinder. The invention relates in particular to a two-stroke internal combustion engine with internal Incineration and with a grinding or cross-flush system.
Die üblichen Zwektaktbrennkraftmaschinen mit Schleif- oder Kreuzspülung, insbesondere diejenigen mit einer Kurbelverdichtung, sind einfach im Aufbau und lassen sich mit geringen Kosten herstellen. Sie haben aber auch gewisse Nachteile. Sie neigen zu Fehlzündungen, und zwar insbesondere dannf wenn sie mit einem leich entzündlichen Brennstoff bei hohem Luftanteil im Leerlauf oder unter Teilbelastung arbeiten. Es ergibt sich dann eine umgleichmäßige Verbrennung, die zu starker Vibration und einem lauten Auspuffgeräusch führt. Außerdem steigt der spezifische Brennstoffverbrauch an und der Anteil an schädlichen Bestandteilen in den Auspuffgasen wird gesteigert. Zur Verbesserung des Belastungs-Wirkungsgrades hat man bereits vorgeschlagen, die Auslaßleitung hinsichtlich der Größenabmessungen so zu wählen, daß sich in der Auslaßleitung negative Druckwellen ergeben, wobei sich die Fließrichtung der Abgase in der Auslaßleitung umkehrt und die Abgase in den Zylinder zurückgebracht werden. Diese Maßnahme hat bei voller Belastung der Maschine Erfolg, führt aber zu Fehlzündungen bei geringer Belastung, wenn nur wenig Brennstoff-Luftgemisch benötigt wird und das in dem Zylinder verbleibende Restgemisch unzulässig hoch mit Restgasen gemischt wird.The usual two-stroke internal combustion engines with grinding or cross-flushing, in particular those with a crank compression, are simple in construction and can be manufactured at low cost. But they also have certain disadvantages. They tend to misfire, and applies especially for when they work with a facilitated inflammatory fuel at high air content at idle or under partial load. The result is an uneven combustion, which leads to strong vibration and a loud exhaust noise. In addition, the specific fuel consumption increases and the proportion of harmful components in the exhaust gases is increased. In order to improve the load efficiency, it has already been proposed to choose the size of the exhaust pipe so that negative pressure waves result in the exhaust pipe, the direction of flow of the exhaust gases in the exhaust pipe being reversed and the exhaust gases being returned to the cylinder. This measure is successful when the engine is under full load, but it leads to misfiring at low loads if only a small amount of fuel-air mixture is required and the residual mixture remaining in the cylinder is mixed with residual gases to an inadmissible degree.
Unter Berücksichtigung dieser Darlegungen betrifft die Erfindung nunmehr in erster Linie die Schaffung einer verbessertenWith this in mind, the invention is now primarily concerned with providing an improved one
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Zweitaktbrennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die bei jedem Arbeitstakt mit hoher Yerbrennungsausnutzung selbst bei eie nem niedrigen Mischverhältnis arbeitet und bei der Fehlzündungen unabhängig von den jeweiligen Arbeitsbedingungen vermieden werden, der Geräuschpegel und die Vibrationen klein gehalten sind, sowie der spezifische Brennstoffverbrauch niedrig ist, und der thermische Wirkungsgrad bei verhältnismäßig reinen Abgasen hoch ist.Two-stroke combustion engine with internal combustion, which with every work cycle with high combustion utilization even with eie A low mix ratio works and misfires be avoided regardless of the respective working conditions, the noise level and vibrations are kept low, and the specific fuel consumption is low, and the thermal efficiency is high with relatively pure exhaust gases is.
Unter Berücksichtigung dieser Erfindungsaufgabe besteht die
erfindungsgemäße Lösung darin, daß bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine
mit innerer Verbrennung in dem Zylinderkopf eine Aussparung vorgesehen ist, die die Brennkammer bildet und daß in
der Auslaßleitung ein Steuerglied für die Abgase und ein Steuerglied für den Brennstoffeinlaß vorgesehen sind, wobei die beiden
Glieder in Abhängigkeit voneinander stehen und daß bei Teilbelastung der Maschine der Gemischeihlaß in den Zylinder entsprechend
verzögert und unter Schichtung sicher in die Ausnahmung
eingespeist wird, wobei eine statische Verbrennung bei jedem
Arbeitstakt selbst bei einem mageren Brennstoff-Luftgemisch gewährleistet
ist unter gleichzeitiger Vermeidung von Fehlzündungen und Reinigung der Abgase von schädlichen Bestandteilen.Taking this inventive task into account, there is the
The solution according to the invention is that in a two-stroke internal combustion engine with internal combustion, a recess is provided in the cylinder head, which forms the combustion chamber and that in
the outlet line a control member for the exhaust gases and a control member for the fuel inlet are provided, the two members are dependent on each other and that with partial load of the engine, the mixture flow into the cylinder is delayed accordingly and stratified safely into the recess
is fed, with a static combustion at each
The work cycle is guaranteed even with a lean fuel-air mixture, while at the same time avoiding misfires and cleaning the exhaust gases from harmful components.
Üach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Durchwirbelung des Gemischs im Bereich des oberen Kolben-Totpunktes, was eine bessere Zündfähigkeit und eine Beschleunigung der Verbrennung zur Folge hat.According to a further feature of the invention, the turbulence takes place of the mixture in the area of the top dead center of the piston, which improves ignitability and accelerates combustion has the consequence.
Auch ist nach der Erfindung die Zündkerze in der Aussparung soAccording to the invention, the spark plug in the recess is also like that
angeordnet, daß die Zündung begünstigt wird.arranged that the ignition is favored.
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Die neue Ausbildung ist nachstehend an Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Ss zeigen in schematisch gehaltener Darstellung:The new training is shown below on the basis of the drawing illustrated embodiment explained in more detail. Ss show in a schematic representation:
Fig. 1 einen Achsenschnitt durch einen Zylinder mit Kurbelgehäuse und dem Kolben,
Pig. 2 in größerem Maßstab einen Achsenschnitt durch einen1 shows an axial section through a cylinder with crankcase and the piston,
Pig. 2 shows an axial section through a on a larger scale
Zylinder, wobei die Verteilung der Brennstoffteilchen
des eingespritzten Brennstoff-Luftgemisches angedeutet ist,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Zylinder nach LinieCylinder, the distribution of the fuel particles of the injected fuel-air mixture being indicated,
3 shows a cross section through a cylinder along the line
I - I der Fig. 2,
Fig. 4 und 5 weitere Achsenschnitte durch einen ZylinderI - I of Fig. 2,
4 and 5 further axial sections through a cylinder
nach den Linien II - II bzw. III - III dec Fig. 3 und Fig. 6 eine graphische Darstellung des Verhältnisses der Stellung des Auslaßsteuerventils zu der Stellung der Drosselklappe des Einlaßventils.according to the lines II - II and III - III dec Fig. 3 and 6 is a graph showing the relationship of the position of the exhaust control valve to the position of the Intake valve throttle.
Die Fig. 1 zeigt im Schema einen Zylinder einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit dem Kurbelgehäuse und mit einer Schnürlespülung, wobei der Spülauslaß 3 und der Auslaß 4 in Abhängigkeit von der Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 in dem Zylinder 1 freigegeben oder geschlossen werden. Das Auslaßventil 6 ist in der Auslaßleitung 5 vorgesehen, die sich an den Auslaß 4 an-, schließt. Der Auslaß 5 ist in geringem Abstand von der Auslaßleitung 5 vorgesehen, so daß sich eine Vorkammer 20 vor dem Ventil 6 ergibt.Fig. 1 shows a schematic of a cylinder of a two-stroke internal combustion engine with the crankcase and with a cord flush, the scavenging outlet 3 and the outlet 4 depending on the reciprocating movement of the piston 2 in the cylinder 1 released or closed. The outlet valve 6 is provided in the outlet line 5, which adjoins the outlet 4, closes. The outlet 5 is provided at a small distance from the outlet line 5, so that an antechamber 20 is in front of the Valve 6 results.
In der Einlaßleitung 7 liegt der Vergaser 26„ Die Einlaßleitung 7 mündet in das Kurbelgehäuse 12. Die Drosselklappe 8 des Vergasers 26 ist durch ein Gestänge 9, 10, 11 mit der Drosselklap-In the inlet line 7 is the carburetor 26 “The inlet line 7 opens into the crankcase 12. The throttle valve 8 of the carburetor 26 is connected to the throttle valve by a linkage 9, 10, 11
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pe 6 in der Auslaßleitung 5 gekuppelt. Die Drosselklappe 8 des Vergasers 26 wird dabei mit der Drossel in der Auslaßleitung 5 geöffnet "bzw. geschlossen.pe 6 coupled in the outlet line 5. The throttle valve 8 of the carburetor 26 is connected to the throttle in the outlet line 5 open "or closed.
Ein nicht dargestelltes Blattventil verhindert den Rückfluß aus dem Kurbelgehäuse 12. Dieses Ventil liegt in der Einmündung der Einlaßleitung 19 in das Kurbelgehäuse 12. Das in dem Kurbelgehäuse 12 durch die Bewegung des Kolbens 2 verdichtete Brennstoff-Luftgemisch gelangt in der unteren Totpunktlage des Kolbens 2 durch die Spülöffnung 3 und den Spülkanal 13 in den Zylinder 1. Es sind zwei einander gegenüberliegende Kanäle 13 vorgesehen. A reed valve, not shown, prevents backflow from the crankcase 12. This valve is located in the confluence of the Inlet line 19 into the crankcase 12. The fuel-air mixture compressed in the crankcase 12 by the movement of the piston 2 reaches the cylinder in the bottom dead center position of the piston 2 through the scavenging opening 3 and the scavenging channel 13 1. Two opposite channels 13 are provided.
Der Zylinderkopf 14 hat nach den Fig. 2 und 3 eine innere Aussparung 15. Diese Aussparung 15 nimmt in der Tiefe nach der Zylindermitte hin zu, und zwar in Richtung des Gemischstromes. Der Gemischstrom kehrt dann seine Strömungsrichtung in der Aussparung in der Nähe des Zylinderkopfes nach unten um. Die Aussparung 15 hat die größte Tiefe im Bereich der Vorderseite in der Pließrichtung des Gemischstromes. .Die Breite 15 der Aussparung ist ausreichend bemessen, damit der Gemischstrom in Achsrichtung des Zylinders wirbeln kann. Die Breite der Aussparung 15 ist dabei am inneren Ende nicht größer als am Anfang, so daß keine Verengung vorliegt.According to FIGS. 2 and 3, the cylinder head 14 has an inner recess 15. This recess 15 increases in depth towards the center of the cylinder, specifically in the direction of the mixture flow. The mixed flow then reverses its direction of flow in the recess down near the cylinder head. The recess 15 has the greatest depth in the area of the front in the positive direction of the mixed flow. The width 15 of the recess is dimensioned sufficiently so that the mixture flow can swirl in the axial direction of the cylinder. The width of the recess 15 is not larger at the inner end than at the beginning, so that there is no constriction.
Abgesehen von der Aussparung 15 folgt die Innenwand 17 des Zylinderkopfes 14 der Oberfläche des Kolbens, wobei dann das Gemisch zwischen der Wand 17 und dem Zylinderkopf beim Verdichten in der Nähe des oberen Totpunktes des Kolbens durchwirbelt wird. Die Durchwirbelung kann dabei durch Ändern des VerhältnissesApart from the recess 15, the inner wall 17 of the cylinder head follows 14 of the surface of the piston, with the mixture then between the wall 17 and the cylinder head during compression is swirled near the top dead center of the piston. The vortex can be done by changing the ratio
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zwischen der Wand 17 und der Überfläche 18 des Kolbens bemessen werden. So kann insbesondere durch Änderung des Ahstandes zwischen der Oberfläche 18 des Kolbens und der Wand 17 des Zylinderkopf es 14 die Stärke der Durchwirbelung bestimmt werden. Weiter ist es möglich, die Durchwirbelung durch die obere Totpunktlage des Kolbens zu bestimmen sowie durch die Form der Fläche 17 und 18.be measured between the wall 17 and the surface 18 of the piston. In particular, by changing the Ahstand between the surface 18 of the piston and the wall 17 of the cylinder head 14 the strength of the turbulence can be determined. Further it is possible to determine the turbulence through the top dead center position of the piston and through the shape of the surface 17 and 18.
Die vorbeschriebene Maschinenausbildung arbeitet wie nachstehend beschrieben:The machine training described above works as described below:
Durch den Hin- und Hergang des Kolbens 2 in dem Kurbelgehäuse ■wird das durch die Drosselklappe 8 des Vergasers 26 in das Ansaugrohr 7 gesaugte Gemisch durch die Auf- und Abbewegung des Kolbens 2 in dem Kurbelgehäuse 12 verdichtet.As the piston 2 moves back and forth in the crankcase, this is passed through the throttle valve 8 of the carburetor 26 into the intake pipe 7 sucked mixture is compressed by the up and down movement of the piston 2 in the crankcase 12.
Das in dem Zylinder verdichtete und dann gezündete Gemisch kann durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 2 expandieren. Bei offenem Auslaß 4 gelangen die Abgase zunächst in die vor der Drosselklappe 6 liegende Vorkammer 20 und dann hinter der Drosselklappe 6 über das Auslaßventil 5 ins Freie. Bei geringer Maschinenbelastung ist die angesaugte Luft durch die Drosselklappe 8 gedrosselt, wobei auch das Auslaßventil 6 durch das Gestänge 9» 11, 10 gedrosselt und nahezu geschlossen ist. Zufolge dessen unterliegen die Abgase einem Widerstand an dem Auslaßventil 6, und der !Druck in der Vorkammer 20 steigt an, so daß der Druck in dem Zylinder 1 nicht plötzlich abfallen kann. Der Spülstrom in dem Zylinder, der durch die Freigabe der Öffnung 3 bestimmt ist, wird verlangsamt. Das anschließend in den Zylinder 1 gelangende Gasgemisch wird somit nur in geringem Ausmaß mit denThe mixture compressed and then ignited in the cylinder can expand by the downward movement of the piston 2. When the outlet 4 is open, the exhaust gases first enter the prechamber 20 located in front of the throttle valve 6 and then behind the throttle valve 6 via the outlet valve 5 into the open. When the engine load is low, the air sucked in is throttled by the throttle valve 8, the outlet valve 6 also being throttled and almost closed by the linkage 9 »11, 10. As a result, the exhaust gases are subject to resistance at the exhaust valve 6, and the pressure in the antechamber 20 rises so that the pressure in the cylinder 1 cannot suddenly drop. The flushing flow in the cylinder, which is determined by the opening of the opening 3, is slowed down. The gas mixture then entering the cylinder 1 is thus only to a small extent with the
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restlichen Abgasen gemischt und durch diese verdünnt. Dem zufolge wird das in die Aussparung 15 des Zylinderkopfes 1 gelangende Gemisch in der Brennbarkeit nicht beeinträchtigt, und zwar auch dann nicht, wenn das Verhältnis Luft/Brennstoff den stöciti-ome tr i sehen Wert übersteigt. Dies besagt, daß der eingespritzte Brennstoff in der Form eines Bogens in dem Zyiind.e:r 1 geschichtet gelagert wird (Punkte in der I1Ig. 2). Diese geschichtete Lagerung tritt ein, bevor sich der Brennstoff mit den restlichen Gasen mischt und in einem langsamen Strom in die Aussparung 15 gelangt. Das Auslaßventil 6 hat bei nahezu geschlossener Stellung die Aufgabe, die Welle zu reflektieren, die sich umgekehrt beeinflußt von dem Auslaß 5 fortpflanzt, der hinter dem Ventil 6 liegt und nach dem Zylinder 1 gerichtet ist, dabei die Strömung in dem Zylinder vor peeler Störung bewahrt und jeden störenden Einfluß auf die Strömung in dem Zylinder vor der Auslaßleitung herabmindert. Diese Funktion trägt dabei in weitem Ausmaß zur Schichtbildung bei.mixed with the remaining exhaust gases and diluted by them. Accordingly, the flammability of the mixture entering the recess 15 of the cylinder head 1 is not impaired, even if the air / fuel ratio exceeds the stöciti-ome tr i see value. This means that the injected fuel in the form of an arc in the Zyii n d. e : r 1 is stored in layers (points in I 1 Ig. 2). This layered storage occurs before the fuel mixes with the remaining gases and enters the recess 15 in a slow flow. The function of the exhaust valve 6 in the almost closed position is to reflect the wave which is inversely influenced and propagates from the outlet 5, which is located behind the valve 6 and is directed towards the cylinder 1, thereby protecting the flow in the cylinder from peeling disturbance and reduces any disturbing influence on the flow in the cylinder upstream of the exhaust pipe. This function contributes to the formation of layers to a large extent.
Versuche haben ergeben, daß es schwierig ist, einen stabilen Betrieb unter teilweiser Belastung aufrechtzuerhalten, wenn der Raum der Vorkammer 20 zu klein gehalten ist. Wenn der Druckabfall in dem Zylinder verlangsamt wird, werden die Abgase durch den Kanal 13 zurückfließen, sobald die Spülöffnung 3 geöffnet wird. Der Zylinder 1 wird dabei mit Brennstoff angefüllt, der einen hohen Gehalt an Abgasen aufweist. Dabei ergeben sich bei dem folgenden Arbeitstakt Fehlzündungen. Wenn das den dkuslaß steuernde Ventil 6 weiter geöffnet wird, um diesen Mangel zu beheben, kommt dies einem Entfernen des Ventils 6 gleich.Tests have shown that it is difficult to maintain stable operation under partial load when the Space of the antechamber 20 is kept too small. When the pressure drop in the cylinder is slowed down, the exhaust gases will pass through the channel 13 flow back as soon as the flushing opening 3 is opened. The cylinder 1 is filled with fuel, the has a high content of exhaust gases. This results in misfires in the following work cycle. If that's the word controlling valve 6 is opened further in order to remedy this deficiency, this is equivalent to removing the valve 6.
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Bei zu großem Abstand des Stellgliedes 6 von dem Auslaß 4 wird die Vorkammer 20 zu groß. Der Druckabfall in dem Zylinder 1 ist dann so, als sei das Ventil 6 nicht vorhanden. Die Druckwelle des eingespritzten Brennstoffs wird als Druckwelle eines positiven Druckes in den Zylinder 1 in gewissem Abstand reflektiert. Dann hat auch das Auslaß-Steuerventil 6 keine Bedeutung. Ss wurde ferner durch Versuche festgestellt, daß eine erwünschte Verbrennung ohne jede Fehlzündung erhalten wird, wenn die Vorkam-If the distance between the actuator 6 and the outlet 4 is too great the antechamber 20 too big. The pressure drop in the cylinder 1 is then as if the valve 6 were not present. The blast wave of the injected fuel is reflected as a pressure wave of a positive pressure in the cylinder 1 at a certain distance. Then the outlet control valve 6 is also irrelevant. It was also found through experiments that a desirable combustion is obtained without any misfire if the pre-
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mer 20 eine Größe hat, die zwischen 10 und 10 des Maschinenhubes liegt. In Bezug auf die Verbrennung hat sich ergeben, daß eine gewisse Beziehung zwischen dem Drosselventil 8 und dem Auslaßventil 6 hinsichtlich der Öffnung eingehalten werden soll. So nimmt beispielsweise der mittlere wirksame Druck ab, während das Drosselventil 8 in einer bestimmten Öffnungsstellung gehalten ist und dabei die Kuppelstange 11 gelöst und die Öffnung des Auslaßventils 6 langsam von der vollen Öffnungsstellung zurückgenommen wird. Ein gleiches Ergebnis wird erhalten, wenn das Auslaßventil 6 in einer bestimmten Öffnungsstellung gehalten und das Drosselventil 8 aus der vollen Öffnungsstellung zurückgenommen wird.mer 20 has a size between 10 and 10 of the machine stroke lies. With regard to the combustion, it has been found that a certain relationship between the throttle valve 8 and the exhaust valve 6 should be adhered to with regard to the opening. For example, the mean effective pressure decreases while the Throttle valve 8 is held in a certain open position while the coupling rod 11 is released and the opening of the Outlet valve 6 is slowly withdrawn from the fully open position. A same result is obtained when the exhaust valve 6 held in a certain open position and the throttle valve 8 withdrawn from the fully open position will.
Zur Verbrennung unter Verringerung des spezifischen Brennstoffverbrauchs ohne Fehlzündung wird vorteilhaft das in der Fig..6 eingezeichnete Öffnungsverhältnis der beiden Ventile 6, 8 zueinander aufrechterhalten. Die in der Fig. 6 eingezeichneten Verhältnisse haben sich aus Versuchen ergeben. Nach der Fig. 6' ist das Auslaßventil 6 im Verhältnis zu dem Drosselventil 8 zunächst nur wenig geöffnet. Es wird dann schnell in die volle Öffnungsstellung verbracht, sobald das Drosselventil 8 einenFor combustion while reducing the specific fuel consumption without misfire, the opening ratio of the two valves 6, 8 to one another shown in FIG. 6 is advantageous maintain. The relationships shown in FIG. 6 have resulted from experiments. According to Fig. 6 ' the outlet valve 6 is initially only slightly open in relation to the throttle valve 8. It then quickly becomes full Open position spent as soon as the throttle valve 8 a
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- 9 bestimmten Offnungsgrad erreicht hat.- 9 has reached a certain degree of opening.
Der in den Zylinder 1 verhältnismäßig langsam eingebrachte Brennstoff wird in der gepunkteten Form in der Aussparung 15 des Zylinderkopfes rings um einen Mittelbereich 22 gepresst.,Der Brennstoff-Fluß unterliegt in dem Zylinderbereich des Zylinders einer Zentrifugalkraft. Dabei wird das eingeführte Gemisch, dessen spezifisches Gewicht größer ist als das spezifische Gewicht der Abgase in den äußeren Bereich verbracht, da die in dem Gemisch enthaltenen Brennstoffteilchen ein größeres spezifisches Gewicht haben. Folglich gelangen die Brennstoffteilchen nach ganz außen und das Brennstoff-Luft-Verhältnis wird in der Außenlage dichter. Dieses Verhältnis in dem Zylinder 1 ist schematisch durch die Punkteverteilung in der Fig. 2 angedeutet. Y/ie die Fig. 1 zeigt, nimmt die Tiefe der Aussparung 15 nach der Mitte des Zylinderkopfes hin langsam zu, so daß das in sie verdrängte Gemisch langsam hinfließt. Die Tiefe der Aussparung 15 nimmt dabei in der Strömungsrichtung des Gemischs zu. An der tiefsten Stelle der Aussparung 15 wird der Gemischstrom angehalten und vorübergehend gespeichert. An dieser tiefsten Stelle 21 der Aussparung 15 ist eine Zündkerze 16 vorgesehenl Die Zündkerze 16 liegt dabei an einer Stelle, an der der Gemischstrom sich praktisch nicht bewegt, so daß also die Zündkerze von keiner Strömung beeinflußt ist. Hierdurch wird die Zündung und die Ausbreitung des Zündfunkens begünstigt. The fuel introduced into the cylinder 1 relatively slowly is pressed in the dotted shape in the recess 15 of the cylinder head around a central region 22. The fuel flow is subject to a centrifugal force in the cylinder region of the cylinder. The introduced mixture, the specific gravity of which is greater than the specific gravity of the exhaust gases, is brought into the outer region because the fuel particles contained in the mixture have a greater specific gravity. As a result, the fuel particles get to the very outside and the fuel-air ratio becomes denser in the outer layer. This relationship in the cylinder 1 is indicated schematically by the point distribution in FIG. 2. 1 shows, the depth of the recess 15 slowly increases towards the center of the cylinder head, so that the mixture displaced into it slowly flows towards it. The depth of the recess 15 increases in the direction of flow of the mixture. At the lowest point of the recess 15, the mixture flow is stopped and temporarily stored. At this lowest point 21 of the recess 15 a spark plug 16 is provided. The spark plug 16 is located at a point where the mixture flow practically does not move, so that the spark plug is not influenced by any flow. This promotes ignition and the spread of the ignition spark.
Zufolge dieser Ausbildung ergibt sich nach dem Zünden nahe der Kuppe des Zylinderkopfes an der Oberfläche 18 des Kolbens 2 in der Totpunktlage an dem inneren Sand 17 des Zylinderkopfes ein »Wirbelstrom (Fig. 3-5). Dabei strömt der Wirbelstrom 23As a result of this design, after ignition near the tip of the cylinder head on the surface 18 of the piston 2 in the dead-center position on the inner sand 17 of the cylinder head, an "eddy current" results (FIGS. 3-5). The eddy current 23 flows in the process
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(Pig. 4) an dem oberen Rand der Aussparung 15 nach dem flacheren Teil der Aussparung. Er dient dazu, das Gemisch in den tiefsten Teil der Aussparung 15 zu treiben. Der dem Wirbelstrom 25 entgegengerichtete Teilstrom 23 bewahrt dabei das Gemisch vor dem Verlassen der Aussparung 15. Die beiden einander entgegen gerichteten Wirbelströme 23 und 25 sorgen für eine Ausbreitung des Gemischs über den ganzen Raum der Aussparung 15. Dabei kommt das Gemisch im Bereich 27 der Aussparung 15 eher zur Ruhe als in deren sonstigem Bereich. Da die Zündkerze 16 exzentrisch zu der tiefsten Stelle der Aussparung 15 (Fig. 3) angeordnet ist, ergibt sich eine sichere Zündung. Diese Tatsache ist durch eine Reihe von Versuchen unter Beweis gestellt worden. Es ergibt sich selbst dann eine sichere Zündung, wenn in der Aussparung 15 noch eine Y/irbelbewegung um die Zylinderachse verbleibt.(Pig. 4) at the upper edge of the recess 15 after the shallower part of the recess. It serves to keep the mixture in the to drive deepest part of the recess 15. The eddy current 25 opposing partial flow 23 preserves the mixture from leaving the recess 15. The two opposite one another directed eddy currents 23 and 25 ensure a spread of the mixture over the entire space of the recess 15. It comes the mixture in the area 27 of the recess 15 more to rest than in the rest of the area. Since the spark plug 16 is eccentric to the The lowest point of the recess 15 (Fig. 3) is arranged, there is a reliable ignition. That fact is by one Number of attempts have been demonstrated. Reliable ignition is obtained even if the recess 15 is still a Y / vortex movement remains around the cylinder axis.
Wie zuvor beschrieben, kann die Brennkraftmaschine nach der Erfindung mit einem Brennstoff-Luft-Verhältnis 15-18 betrieben werien, wenn das Verhältnis des Auslaßventils 6 zu der Aussparung 15 entsprechend bemessen ist. Insbesondere unter Teillast und im Leerlauf wird bei der neuen Ausbildung jede Fehlaündung sowie ein ungleichmäßiger Lauf der Maschine ausgeschlossen oder weitgehend verhütet. Hierdurch ist es möglich, die Drehzahl im Leerlauf herabzusetzen und den Brennstoffverbrauch im Leerlauf zu verringern.As described above, the internal combustion engine according to the invention operated with a fuel-air ratio of 15-18 when the ratio of the exhaust valve 6 to the recess 15 is dimensioned accordingly. Especially under partial load and idling, the new training will cause any misfire and uneven running of the machine is excluded or largely prevented. This makes it possible to adjust the speed in Reduce idling and reduce fuel consumption when idling.
Auoh wird nach der Erfindung eine stabile Verbrennung in einem weiten Brennstoff-Luft-Verhältnis aufrechterhalten. Dies gibt die Möglichkeit zu einer weitgehenden Reinhaltung der Abgase.Also, according to the invention, there is a stable combustion in one maintain a wide fuel-air ratio. This enables the exhaust gases to be largely kept clean.
Die Konzentration des Kohlenmonoxyds (CO) kann gegenüber den be-The concentration of carbon monoxide (CO) can be compared to the
1
kannten Ausbildungen auf TO" gesenkt werden. Gleichzeitig wird1
Known training courses are reduced to TO ". At the same time,
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der Anteil an unverbranntem Kohlenwasserstoff gegenüber den bekannten Ausbildungen durch die Anordnung des Auslaßventils 6 auf die Hälfte verringert, wodurch deren Anteil in der Nebenluft ebenfalls herabgesetzt wird. Zweitaktbrennkraftmaschinen haben in der Eegel einen größeren Anteil von ßestgasen, die als inaktive Gase dienen. Daraus ergibt sich auch der geringe Anteil an Stickoxyden (M)X) in den Abgasen.the proportion of unburned hydrocarbon compared to the known Training by the arrangement of the exhaust valve 6 reduced by half, whereby their share in the secondary air is also reduced. Two-stroke internal combustion engines usually have a larger proportion of ßestgasen than inactive Serve gases. This also results in the low proportion of nitrogen oxides (M) X) in the exhaust gases.
Die Brennbarkeit über einen weiten Bereich des Brennstoff-Luft-Verhältnisses und die Verringerung der Nebenverluste führen zu einer Verbesserung des spezifischen Brennstoffverbrauchs und damit des thermischen Wirkungsgrades. Es ergibt sich eine stabile Verbrennung bei geringem Auspuffgeräusch am Ende des Auspuff topf es und somit ein ruhiger Lauf der Maschine.The flammability over a wide range of the fuel-air ratio and the reduction in secondary losses lead to an improvement in the specific fuel consumption and thus the thermal efficiency. The result is stable combustion with little exhaust noise at the end of the exhaust pot it and thus a quiet run of the machine.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Verwendung eines Vergasers beschrieben. Für die Brennstoffversorgung kann jedoch auch ein iiinspritzsystem verwendet werden, etwa eine Ansaugeinsjritzung, eine Kurbelgehäuse-Einspritzung oder eine Zylindereins jjritzung durch den Spülauslaß; eine Einspritzung in den Zylinder oder den Zylinderkopf können ebenfalls vorgesehen .sein. Auch lassen sich Brennstoffe der verschiedensten Arten verwenden, etwa gasförmige Brennstoffe und geringwertige Brennstoffe, wie raffiniertes Petroleum.In the described embodiment, the use of a Carburetor. For the fuel supply, however, an injection system can also be used, such as an intake injection, crankcase injection or cylinder injection through the purge outlet; an injection in the cylinder or the cylinder head can also be provided .be. A wide variety of fuels can also be used, gaseous fuels and low-value fuels such as refined petroleum.
Nach der Erfindung wind die Einrichtungen zum Steuern der Brennstoffzufuhr in den Zylinder, zum Steuern des Auslasses der Abgase in einem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis zueinander gehalten, wobei der Durchfluß der Abgase je nach der Verstellung des Brennstoffeinlasses mehr oder weniger geöffnet bzw. ge-According to the invention, the means for controlling the fuel supply wind in the cylinder, to control the outlet of the exhaust gases kept in a certain dependent relationship to one another, the flow rate of the exhaust gases depending on the adjustment the fuel inlet is more or less open or closed
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schlossen wird. Auch läßt sich die erfindungsgemäße Ausbildung bei Druckzündungseinrichtungen von Dieselmaschinen verwenden. Dabei wird im Leerlauf oder unter Teillast mit entsprechend geringem Brennstoffbedarf das Auslaßtentil gedrosselt, damit ein der vorliegenden Belastung entsprechender Betrag an Luft der Brennkammer in geschichteter Form zugeführt wird. Es ist dann nicht nur möglich, den Pumpenverlust zu verringern, sondern auch eine größere Menge an Restgasen bereitzuhalten. Die Verdichtungs-Äusgangstemperatur und auch die Verdichtungs-Endtemperatur können dabei erhöht werden. Es steht dann ein ausreichender Temperaturanstieg zur Verfügung. Die neue Maschine kann bei niedrigem Druckverhältnis betrieben werden, wobei auch die Entzündung verzögert werden kann. Versuche haben gezeigt, daß das sogenannte KDcpfen oder Klingeln beinahe völlig vermieden werden kann, da es möglich ist, die Verbrennung auch bei niedrigem Verdichtungsverhältnis aufrechtzuerhalten und ausreichende Restgase zurückzuhalten. Der Anteil an Stickoxyd in den Abgasen, ein für Dieselkraftbrennkraftmaschinen typisches Problem, kann dabei weitgehend bis auf 200 ppm bei voller Last herabgedrückt werden. Die neue Ausbildung ist insbesondere für Dieselmaschinen geeignet.is closed. The design according to the invention can also be used in pressure ignition devices of diesel engines. The outlet valve is throttled in idle or under partial load with a correspondingly low fuel requirement, so that it is switched on The amount of air corresponding to the present load is supplied to the combustion chamber in stratified form. It is then not only possible to reduce the pump loss, but also to have a larger amount of residual gases available. The discharge outlet temperature and the final compression temperature can also be increased. There is then a sufficient one Temperature rise available. The new machine can operated at a low pressure ratio, whereby the ignition can also be delayed. Tests have shown that the so-called knocking or ringing almost completely avoided since it is possible to maintain combustion even at a low compression ratio and sufficient Retain residual gases. The proportion of nitrogen oxide in the exhaust gases, a problem typical of diesel engines, can largely be reduced to 200 ppm at full load. The new training is particularly for diesel engines suitable.
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