DE2300407A1

DE2300407A1 - COMBUSTION MACHINE WITH AT LEAST TWO PISTONS EACH INTO A COMMON CYLINDER

Info

Publication number: DE2300407A1
Application number: DE19732300407
Authority: DE
Inventors: Guenter Elsbett; Ludwig Elsbett
Original assignee: Elsbett Geb GmbH
Current assignee: Elsbett Geb GmbH
Priority date: 1973-01-05
Filing date: 1973-01-05
Publication date: 1974-07-11

Description

Zustellungsbevollmächtigter: siehe Vertreter T i t e 1 : "Brennkraftmaschine mit mindestens zwei jeweils in einem gemeinsamen Zylinder gegenläufig bewegbaren Kolben" Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei jeweils in einem gemeinsamen Zylinder gegenläufig bewegbaren Kolben sowie am Zylinder tJO].5-gesehenen Ein- und Auslaßöffnungen für Frischluft und .tXbgase, wobei die Mündungen der Öffnungen zum Zylinder durch die Kolben selbst auf- und zusteuerbar sind und die Einspritzung des Kraftsboffes in den Zylinder in einer Guerebene des Zylinders zwischen den Kolben erfolgt.Authorized recipient: see representative T i t e 1: "Internal combustion engine with at least two movable in opposite directions, each in a common cylinder Pistons" The invention relates to an internal combustion engine at least two pistons, each movable in opposite directions in a common cylinder as well as on the cylinder tJO] .5-seen inlet and outlet openings for fresh air and .tXbgases, the mouths of the openings to the cylinder through the piston itself and are controllable and the injection of the fuel into the cylinder in one Guerebene of the cylinder between the pistons takes place.

Uni die Leistung einer Brannkraftmaschine zu erhöhen ist es bekannt, der Brennkraftmaschine entweder mehrere Zylinker zuzuordnen oder die Drehzahl der Brennkrci:tmaschine zu erhöhen. Trotz erhöhter Drehzahl ist es wiederum notwendig, die Verbrennungsluft in dem je.reiligen Zylinder schnell einzubringen, den Mischvorgang von Luft und Wraftstoff durchzuführen, den Kraftstoff in der entsprechenden Zündphase in Zylinder bzw. Brennraum einzuspritzen und nach erfolgter Verbrennung von Luft und Kraftstoff die Abgase aus dem jeweiligen Zylinder zu entfernen.Uni to increase the performance of an internal combustion engine is known assign the internal combustion engine either several cylinders or the speed of the Brennkrci: t machine to increase. Despite the increased speed, it is again necessary Bringing in the combustion air quickly in each three-row cylinder, the mixing process of air and fuel carry out the fuel in the appropriate ignition phase to be injected into the cylinder or combustion chamber and after the combustion of air and fuel to remove the exhaust gases from the respective cylinder.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine mit in einem Zylinder gegenläufig arbeitenden Kolben sind am Zylinder Ein-und Auslaßöffnungen vorgesehen, und es sind diese Öffnungen derart am Zylinder angebracht, daß die Verbrennungsluft beim Aufsteuern der Einlaßöffnung durch den Kolben selbst in den Zylinder einstramen bzw. nach Aufsteuern der Ausfaßöffnung wieder als verbranntes Abgas aus dem Zylinder ausströmen kann. Die Rinspritzung des Krafistoffes in den Zylinder erfolgt bei dieser Ausführung in der oberen Totpunktlage der Kolben und zwar in einem für beide Kolben gemeinsamen Brennraum. Da der Zugang zum Brennraum für die Einspritzung des Kraftstoffes freibleiben muß, muß entweder der Abstand der Kolben im oberen Totpunkt groß gehalten werden oder es müssen die Kolben mit Ausfräsungen ausgestattet sein, durch die der Kraftstoff in den Zylinder bzw. Trennraum eingespritzt werden kann. Durch diesen nutzlosen Verbrauch von Brennraumvolumen ergibt sich eine für die Verbrennung cies Kraftstoftes ungünstigere Brennraumform (vgl. DT-PS 512 362).In a known internal combustion engine with counter-rotating in a cylinder working pistons are provided on the cylinder inlet and outlet ports, and there are these openings are attached to the cylinder in such a way that the combustion air when open the inlet opening flowed through the piston itself into the cylinder or after opening the outlet opening can flow out of the cylinder again as burned exhaust gas. In this version, the fuel is injected into the cylinder in the top dead center position of the piston in a common for both pistons Combustion chamber. Since the access to the combustion chamber remains free for the injection of the fuel must, either the distance between the pistons at top dead center must be kept large or the pistons must be equipped with cutouts through which the fuel in the cylinder or separation space can be injected. Through this useless consumption of combustion chamber volume results in a for the combustion cies Fuels less favorable combustion chamber shape (see DT-PS 512 362).

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Brennraum derart auszubilden, daß eine für die Verbrennung gidnstige Brannraumform geschaften wird, ohne die Kolben mit einer drallhindernden Ausnehmung bzw. Ausfräsung versehen zu l1üssen. Unter einer günstigen Brennraumform wird ein Brennraum verstanden, der den überwiegenden -nteil der Luft in dessen Zentrum konzentriert, wie dies beispielsweise bei einem linsenförmigen Brennraum der Fall ist.In contrast, the invention is based on the object of the combustion chamber to be designed in such a way that a combustion chamber shape is created that is favorable for combustion is provided with a swirl-preventing recess or cutout without the pistons to be drawn. A favorable combustion chamber shape is understood to mean a combustion chamber which the predominant part of the air is concentrated in its center, as is the case for example is the case with a lenticular combustion chamber.

Gemäß der erfindung wird diese Aufgabe bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Ilittelachse des Zylinders zwecks Ausbildung eines Zuganges von der Düse zum Brennraum, am oberen Totpunkt der Kolben einen Knick aufweist, und daß ein durch die Ausklaffung der Kolben am oberen Totpunkt vorhandsnerSpalt, d.h. Zugang, einen von einer Düsenstelle zum Brennraum führenden Durchlaß für die Einspritzung des .raftstoffes bildet sowie zu beiden Seiten der Knickstelle jeweils die Ein- bzw. Auslaßkanäle vorgesehen sind.According to the invention, this task is in an internal combustion engine of the type mentioned above solved in that the central axis of the cylinder for the purpose Formation of access from the nozzle to the combustion chamber, at the top dead center of the pistons has a kink, and that one by the gaping of the pistons at top dead center existing gap, i.e. access, one leading from a nozzle point to the combustion chamber Passage for the injection of the fuel forms as well as on both sides of the Kink in each of the inlet and outlet channels are provided.

Durch diese Maßnahmen ist es möglich, nicht nur die Anfräsungen on den Kolben zu vermeiden7 sondern auch im Zylinder um dessen Längsmittelachse rotierende Kolben zu verwenden, die zudem das hbdichtproblem insbesondere bei einem Zweitakter erheblich vereinfachen. Außerdem werden durch die Knickstelle am Zylinder die Kolben so aufeinander bewegt, daß stets der Zugang zum Einspritien des Kraftstoffes in deren Brennraum frei bleibt. Auf diese Weise lassen sich insbesondere unterklüftete Brennräume, wie sie bei sehr hohen Motordrehzahlen erforderlich werden, verwenden. Mittels dieser Maßnahmen wird ferner das Zweitakt-Prinzip so verbessert, daß die dort angestrebte innere Auskühlung (InnenkWllung mittels Spülluft) des itotors durch besonders große Zeitquerschnitte für die Spülung erreicht wird.With these measures it is possible not only to cut the millings on to avoid the piston7 but also rotating in the cylinder around its longitudinal center axis To use pistons, which also the hbdichtproblem especially with a two-stroke greatly simplify. In addition, the kink on the cylinder causes the pistons so moved towards each other that there is always access to injecting the fuel into whose combustion chamber remains free. In this way, especially sub-fissured Use combustion chambers as required at very high engine speeds. These measures also improve the two-stroke principle so that that the desired internal cooling (internal cooling by means of purging air) of the itotor is achieved through particularly large time cross-sections for the flushing.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine extrem stark geknickte Längsmittelachse nebst Zylinder mit zwei im Zylinder gegenläufig bewegbaren Kolben und Fig. 2 eine ausführliche konstruktive Gestaltung der gegenläufigen Kolben mit dem geknickten Zylinder nebst Kurbelwellen und Einspritzdüse.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown. It shows: FIG. 1 an extremely strongly kinked longitudinal center axis together with Cylinder with two pistons movable in opposite directions in the cylinder and FIG. 2 shows a detailed constructive design of the opposing pistons with the kinked cylinder as well Crankshafts and injectors.

Die Längsmittelachse x eines Zylinders 1 für zwei gegenläufig darin bewegbaren Kolben 2 und 3 hat in der Zylindermitte eine Knickstelle y, und zwar derart, daß die beiden Kolbenstirnflächen 4, 5 in ihrem oberen Totpunkt einen keilförmigen Durchlaß bzw. Spalt 6 zur Düse 7 hin für die Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum 8 ergeben.The longitudinal center axis x of a cylinder 1 for two in opposite directions therein movable piston 2 and 3 has a kink y in the middle of the cylinder, namely such that the two piston faces 4, 5 have a wedge-shaped at their top dead center Passage or gap 6 to the nozzle 7 for the injection of the fuel into the Combustion chamber 8 result.

Damit wird erreicht, daß der Kraftstoff auch in der oberen TotpunIlage der beiden Kolben 2, 3 noch durch den keilförmigen Spalt 6 in den hier vorzugsweise linsenförmig ausgeführten Brennraum 8 eingespritzt werden kann. Die leicht geknickte Längsmittelachse x verhindert außerdem das schlagartige Öffnen der Ein- und Auslaßöffnungen 9, 10 dadurch, daß die eine Kolbenkante (Kolben 2) etwas voreilt. Die Totpunktlage des Einlaßkolbens, d.h. des Kolbens 3 läuft um ca. 120 Kurbelwinkel (Kr) hinter dem Totpunlct des Ausleßkolbens 2 nach. Die Kolben 2, 3 nähern und entfernen sich dadurch im Brennzeitpunkt wesentlich langsamer, Wodurch mehr Zeit für eine angenäherte isochore (= Gleichraum-) Verbrennung bleibt. Dem gleichen Ziel dienen verschieden lang gewählte Kolbenhübe a, b von Ein- und Auslaßkolben 2,3.This ensures that the fuel is also in the top dead center of the two pistons 2, 3 through the wedge-shaped gap 6 in the here preferably Lenticular combustion chamber 8 can be injected. The slightly kinked one The longitudinal center axis x also prevents the inlet and outlet openings from suddenly opening 9, 10 in that the one edge of the piston (piston 2) leads somewhat. The dead center position of the inlet piston, i.e. the piston 3 runs behind by approx. 120 crank angle (Kr) after the dead point of the discharge piston 2. Pistons 2, 3 approach and retreat thus at the focal point much slower, which means more time for an approximate isochore (= constant space) combustion remains. Serving the same goal differently Long selected piston strokes a, b of inlet and outlet piston 2,3.

Um den Verschleiß der Kolben 2, 3 zu mindern, sind diese vorzugsweise über ein allseitig nachgebendes Gelenk 11 an deren Pleuel 12 angelenkt, wobei die Anlenkung des jeweiligen Kolbens 2 bzw. 3 über dessen Kolbenträger 12, 13 an einem kugelförmigen Kopf 14 des jeweiligen Pleuels 12 vorgesehen ist. Die Kolben 2, 3 selbst können an ihren zur Brennstelle bzw. Brennraum 8 weisenden1 Stirnseiten Brennraumeinsätze 15, 16 aufweisen, wobei diese Einsatze als Feuerplatten, sogenannte Glühteile, ausgeführt sein kömlen. Die dem Zuführen der Verbrennungsluft und dem hbführen der Verbrennungsgase dienenden Ein- und AuslaBöffzungen 9, 10 am Zylinder 1 sind vorzugsweise als steglose Ringöffrningen ausgeführt, die von den auf- und abgehenden Kolben 2, 3 schlitzgesteuert werden. Als Kolbenmantel kann hierbei vorzugsweise ein Hemd vorgesehen sein, wel-ches vom Kolbenkopf, d.h. Brennraumeinsatz 15 bzw. 16 bis annähernd zum gelenkigen Anschluß 11 des Kolbens 2 bzw. 3 an dessen Pleuel 12 reicht. Dieses Hemd 17 ist vorzugsweise als ein elastischer Dichtmantel ausgeführt, der ohne Kolbenringe an der Zylinderrand entlang geführt werden kann. Zum Abstreifen des an die Zylinderwände gespritzten Öls kann dieser Dichtmantel an seiner dem Pleuel 12 zugewandten Ende eine AbstreiSkante 18 aufweisen, mittels der auch ein Ölfilm an der Zylinderfand aufrechterhalten werden kann. Die Einspritzdüse 19, die an der Knickstelle y des Zylinders 1 an diesem vorgesehen ist, ist so angeordnet, daß sie ihren Strahl aus der größten Ausklaffung der Kolben 2, 3 heraus in deren Brennraum 8 einspritzt. Für den Fall, daß diese Einspritzdüse 19 gekühlt werden soll, können zu beiden Seiten derselben besondere Kühlkanäle 20, 21 vorgesehen sein, die sich wiederum ebenfalls der besseren Abkühlung der Abgaskanäle 22 wegen auch dort. sich wiederfinden können. Für das Einführen der Verbrennungsluft und erhöhte Spülen des Zylinders 1 kann den Einlaßkanälen 23 ein Auflader 24 vorgeschaltet sein, mit den eine genügend große Luftmenge in den Zylinder eingeführt werden kann.In order to reduce the wear on the pistons 2, 3, these are preferred Articulated via an all-round yielding joint 11 to the connecting rod 12, the Articulation of the respective piston 2 or 3 via its piston carrier 12, 13 on one spherical head 14 of the respective connecting rod 12 is provided. The pistons 2, 3 combustion chamber inserts can even be provided on their end faces facing the combustion point or combustion chamber 8 15, 16, these inserts being designed as fire plates, so-called glow parts be kömlen. The supply of the combustion air and the discharge of the combustion gases Serving inlet and outlet tongues 9, 10 on the cylinder 1 are preferably as seamless Ringöffrningen executed, which are slot-controlled by the ascending and descending pistons 2, 3 will. A shirt can preferably be provided as the piston skirt, which from the piston head, i.e. combustion chamber insert 15 or 16 to approximately the articulated connection 11 of the piston 2 or 3 on the connecting rod 12 is sufficient. This shirt 17 is preferable designed as an elastic sealing jacket without piston rings on the cylinder edge can be guided along. For stripping off the sprayed onto the cylinder walls This sealing jacket can have a stripping edge at its end facing the connecting rod 12 18 have, by means of which an oil film can also be maintained on the cylinder base can. The injection nozzle 19, which is provided at the kink y of the cylinder 1 on this is, is arranged so that its jet from the largest gap in the piston 2, 3 is injected into the combustion chamber 8 thereof. In the event that this injector 19 is to be cooled, the same special cooling channels 20, 21 may be provided, which in turn also allows for better cooling of the exhaust ducts 22 because of there too. can find yourself again. For the introduction of the combustion air and increased flushing of the cylinder 1, a supercharger 24 can be connected upstream of the inlet channels 23 be, with which a sufficiently large amount of air can be introduced into the cylinder.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

Brenniraftrnaschine with at least two each in a common Cylinder pistons movable in opposite directions as well as inlet and outlet openings provided on the cylinder for fresh air and exhaust gases, the mouths of the openings to the cylinder through the pistons themselves can be opened and closed and the injection of the fuel in the cylinder in a transverse plane of the cylinder between the piston takes place, thereby characterized in that the longitudinal center axis (x) of the cylinder (1) is at top dead center the piston (2, 3) has a kink (y), and that one through the gap the piston at top dead center a gap (6) from a nozzle point (injection nozzle 19) to the combustion chamber (8) leading passage for the Injection of the Fuel forms as well as the entry and exit points on both sides of the kink. Outlet openings (9, 10) are provided.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the nozzle point (injection nozzle 19) at the largest gap in the pistons (2, 3) is provided on the cylinder (1).

3. Internal combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that that especially when using -of around the longitudinal center axis (x) of the cylinder (1) rotating pistons (2, 3) in the cylinder, which are exclusively internally cooled, the inlet opening (9) for the purpose of building up a variable swirl, i.e. one with increasing purging, increasing swirl, seamlessly designed for the intake air and can be opened and closed by the pistons themselves.