DE3012022A1 - Reciprocating piston IC engine - has second combustion chamber in piston connected by restriction to cylinder combustion space - Google Patents
Reciprocating piston IC engine - has second combustion chamber in piston connected by restriction to cylinder combustion spaceInfo
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Abstract
Description
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Unsere Akten-Nr. :1716/13 Bad Gandersheim2 7. MRZ. 1980 Karl BURGSKÜLLEROur file no. : 1716/13 Bad Gandersheim2 7th MAR. 1980 Karl BURGSKÜLLER
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungs-Kolbenkraftmaschine mit wenigstens einem jeweils wenigstens einen Kolben aufnehmenden Zylinder, wobei jeder Kolben über wenigstens eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle, gelenkig verbunden ist, und mit je Zylinder einem Verbrennungsraum, der in einen ersten Verbrennungsraum von sich während des Betriebs der Maschine änderndem Volumen und wenigstens einen innerhalb einer Außenkontur des zugehörigen Kolbens angeordneten zweiten Verbrennungsraum von während des Betriebs der Maschine gleichbleibendem Volumen unterteilt ist, wobei der erste Verbrennungsraum mit dem zweiten Verbrennungsraum über wenigstens eine durch den Kolben bestimmte Verbindungsöffnung in ständiger Verbindung steht.The invention relates to an internal combustion piston engine with at least one cylinder receiving at least one piston, each piston over at least one connecting rod with a crankshaft, is articulated, and with a combustion chamber for each cylinder, the volume in a first combustion chamber that changes during operation of the engine and at least one second combustion chamber of, arranged within an outer contour of the associated piston During the operation of the engine constant volume is divided, the first combustion chamber with the second combustion chamber in constant communication via at least one connection opening determined by the piston stands.
Bei bekannten Dieselmaschinen dieser Art("HÜTTE, des Ingenieurs Taschenbuch", Band II A, 28. Auflage 1954, Verlag Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin, Seite 779 und 780, Bild 93 und 94), nämlich dem "Saurer-Verbrennungsraum" und dem MMAN-Kugelbrennraum", wird der Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt. Der zweite Verbrennungsraum im Kolben hat entweder eine herzähnliche Querschnittsfläche oder die Gestalt eines Kugelteils und dient jeweils der Unterstützung der Gemischbildung durch zusätzliche Luftbewegung im Verbrennungsraum. Die Verbindungsöffnung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbrennungsraum ist jeweils verhältnismäßig groß.In known diesel machines of this type ("HÜTTE, des Ingenieurs Taschenbuch", Volume II A, 28th edition 1954, Verlag Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin, pages 779 and 780, Fig. 93 and 94), namely the "Saurer combustion chamber" and the M MAN spherical combustion chamber ", the fuel is injected directly into the cylinder. The second combustion chamber in the piston has either a heart-like cross-sectional area or the shape of a spherical part and serves to support the mixture formation through additional air movement in the combustion chamber the second combustion chamber is relatively large in each case.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber bekannten Maschinen bei gleichbleibender Leistung denThe invention is based on the object, compared to known machines with the same performance
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ORlQlNAL INSPECTED ™-/HU ORIGINAL INSPECTED ™ - / HU
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. 01 Kraftstoffverbrauch zu senken.. 01 reduce fuel consumption.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die wenigstens eine VerbindungsÖffnung zumindest teilweise als DUsenöffnung ausgebildet ist. Während des Verdldnfcungstakts strömt unter Druckerhöhung Luft oder Gemisch durch die wenigstens eine DUsenöffnung in den zweiten Verbrennungsraum. Durch die wenigstens eine Düsenöffnung hindurch kann auch Kraftstoff oder Wasser direkt in den zweiten Verbrennungsraum hinein eingespritzt werden.This object is achieved according to the invention in that the at least one connection opening is at least partially is designed as a nozzle opening. During the compression cycle air or mixture flows through the at least one nozzle opening into the second with an increase in pressure Combustion chamber. Fuel or water can also be injected directly through the at least one nozzle opening injected into the second combustion chamber.
In jsdem Fall wird das zündfähige Gemisch praktisch gleichzeitig in dem ersten und dem zweiten Verbrennungsraum gezündet. Das Gemisch in dem zweiten Verbrennungsraum dehnt sich unter Steigerung von Temperatur und Druck aus und tritt bei entsprechender Kolbengeschwindigkeit strahlartig durch die wenigstens eine Düsenöffnung mit sehr grosser Geschwindigkeit in den ersten Verbrennungsraum aus. Der Reaktionsimpuls übt einen erheblichen zusätzlichen Energieimpuls oder Schub auf den Kolben und damit auf das Triebwerk aus und ergänzt die Antriebsenergie aufgrund der Verbrennung im ersten Verbrennungsraum. Dadurch reduziert sich der spezifische Kraftstoffverbrauch gegenüber herkömmlichen Verbrennungs-Kolbenkraftmaschinen.In each case, the ignitable mixture is practically simultaneously ignited in the first and second combustion chambers. The mixture in the second combustion chamber expands with an increase in temperature and pressure and occurs like a jet at the corresponding piston speed through the at least one nozzle opening at very high speed into the first combustion chamber. The reaction impulse exerts a considerable additional energy impulse or thrust on the piston and thus on the Engine and supplements the drive energy due to the combustion in the first combustion chamber. This reduced the specific fuel consumption compared to conventional internal combustion piston engines.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Düsenöffnung durch einen in. den Kolben eingesetzten Düsenkörper gebildet. Der Düsenkörper kann z. B. in eine Gewindebohrung des Kolbens eingeschraubt sein und zur Verschleißminderung aus hochtemperaturbeständigem Werkstoff, z. B. aus Keramik, bestehen.According to one embodiment of the invention, the at least one nozzle opening formed by a nozzle body inserted into the piston. The nozzle body can z. B. be screwed into a threaded hole of the piston and to reduce wear from high temperature resistant Material, e.g. B. made of ceramic.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung fluchtet der Düsenkörper zumindest in der oberen Totpunktstellung des Kolbens mit einer die Hindurchführung des DUsenkörpers zu Montagezwecken gestattenden, von außen zugänglichen Durchbrechung, z. B. Gewindebohrung, in einem Zylinderkopf. In die Gewindebohrung kann z. B.According to another embodiment of the invention, the nozzle body is aligned at least in the top dead center position of the piston with a passage of the DUsenkörpers for assembly purposes, from the outside accessible opening, e.g. B. threaded hole in a cylinder head. In the threaded hole z. B.
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eine Zündkerze oder Einspritzdüse eingeschraubt werden. So läßt sich der Düsenkörper mit nur geringem Montageaufwand ohne große Zerlegung der Maschine entweder bei Verschleiß oder zu Einstellzwecken austauschen.a spark plug or injector can be screwed in. In this way, the nozzle body can be installed with little effort Replace the machine either when it is worn or for adjustment purposes without having to dismantle the machine.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Düsenöffnung in dem Kolben mit ihrer Längsachse in einer rechtwinklig zu einer Längsachse eines Kolbenbolzens verlaufenden Ebene und gegenüber einer Längsachse des Kolbens in Richtung einer beim Arbeitshub des Kolbens vergleichsweise stark belasteten seitlichen Schaftfläche des Kolbens versetzt angeordnet. Dies mindert die Belastung der seitlichen Schaftfläche und damit einen sonst zu erwartenden höheren Verschleiß von Zylinder und Kolben, Das gilt insbesondere für herkömmliche Maschinen, die nachträglich gemäß der Erfindung ausgerüstet wurden.According to a further embodiment of the invention is the nozzle opening in the piston with its longitudinal axis at a right angle to a longitudinal axis of a piston pin extending plane and compared to a longitudinal axis of the piston in the direction of a working stroke of the piston heavily loaded lateral skirt surface of the piston arranged offset. This reduces the burden the lateral surface of the shaft and thus an otherwise expected higher wear of the cylinder and piston, Das applies in particular to conventional machines that have been retrofitted according to the invention.
Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn nach der Erfindung die Ebene durch die Längsachse des Kolbens verläuft.Particularly favorable conditions arise when, according to the invention, the plane through the longitudinal axis of the Piston runs.
Kippmomente können vermieden werden, wenn nach der Erfindung die Längsachse der Düsenöffnung die Längsachse des Kolbenbolzens schneidet.Tilting moments can be avoided if, according to the invention, the longitudinal axis of the nozzle opening is the longitudinal axis of the piston pin cuts.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Düsenöffnung in dem Kolben koaxial mit einer Längsachse des Kolbens angeordnet.According to one embodiment of the invention, the nozzle opening in the piston is coaxial with a longitudinal axis of the piston arranged.
Nach einer anderen Auoführungsform der Erfindung ist die Düsenöffnung in einem Kolbenboden vorgesehen, der haubenförmig ausgebildet ist und an seinem Umfang mit dem Kolben über ein Gewinde gasdicht verbunden ist. So läßt sich auf verhältnismäßig kostengünstige und einfach Weise der gewünschte Effekt erzielen.According to another embodiment of the invention the nozzle opening is provided in a piston head, which is dome-shaped is formed and is connected gas-tight on its circumference with the piston via a thread. So lets achieve the desired effect in a relatively inexpensive and simple manner.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind der erste und jeder zweite Verbrennungsraum durch wenigstens einen Füllkanal miteinander verbindbar, wobei eine Einmündung jedes Füllkanals in den zweiten Verbrennungsraum durch eine federnd an einer Innenwand des zweiten Verbrennungsraums anliegende Venti.lzunge verschließbar ist. -A- According to one embodiment of the invention, the first and every second combustion chamber can be connected to one another by at least one filling channel, with a confluence of each filling channel in the second combustion chamber being closable by a valve tongue resting resiliently on an inner wall of the second combustion chamber. -A-
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Auf diese Weise wird die Füllung des zweiten Verbrennungsraums mit Luft oder zündfähigem Gemisch erleichtert. Die Ventilzungen öffnon beim Verdichtungshub des Kolbona und sorgen für eine sichere Füllung des zweiten Verbrennungsraums bei geringerem Aufwand an Energie.This makes it easier to fill the second combustion chamber with air or an ignitable mixture. the Valve tongues open on the compression stroke of the Kolbona and ensure that the second combustion chamber is safely filled with less energy.
Fertigungstechnische Vorteile ergeben sich, wenn erfindungsgemäß mehrere Ventilzungen Bestandteile einer an dem Kolben befestigten Ventilkappe sind.Manufacturing advantages result if according to the invention a plurality of valve tongues are part of a valve cap attached to the piston.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind der wenigstens eine zweite Verbrennungsraum als Umfangsnut in dem Kolben und die Düsenöffnung als Ringspalt zwischen einem Kolbenboden und einer Innenfläche des Zylinders ausgebildet. Die Ausbildungen gemäß den Ansprüchen 12 und 13 gestatten eine einfache Änderung der Größe der Düsenöffnung. Dabei kann erfindungsgemäß ein Umfangsbereich des Koibenbodens mit einer hochtemperaturbeständigen und verschleißfesten Panzerung versehen sein. Dies schützt den Kolbenboden vor Beeinträchtigung durch das verbrennende und mit hoher Geschwindigkeit durch die Düsenöffnung strömende Gemisch.According to another embodiment of the invention are the at least one second combustion chamber as a circumferential groove in the piston and the nozzle opening as an annular gap between a piston head and an inner surface of the cylinder. The configurations according to claims 12 and 13 allow a simple change in the size of the nozzle opening. According to the invention, a peripheral area of the Koibenbodens with a high temperature and wear resistant Be provided with armor. This protects the piston crown from being impaired by the burning and mixture flowing through the nozzle opening at high speed.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Innenfläche des Zylinders oder des Zylinderkopfes eine den Ringspalt im Bereich der oberen Totpunktstellung des Kolbens vergrößende ringförmige Ausnehmung vorgesehen. Die Ausnehmung erleichtert und verbessert die Füllung des zweiten Verbrennungsraums mit Luft oder zündfähigem Genisch und ermöglicht praktisch gleichzeitiges Zünden in beiden Verbrennungsräumen.According to a further embodiment of the invention is in the inner surface of the cylinder or the cylinder head an the annular gap in the area of the top dead center position of the piston enlarging annular recess is provided. The recess facilitates and improves the filling of the second combustion chamber with air or ignitable Genisch and allows practically simultaneous ignition in both combustion chambers.
Günstigen Einfluß auf die Strömungsverhältnisse und damit den Wirkungsgrad der Maschine hat es, wenn erfindungsgemäß ein Umfangsbereich des Kolbenbodens, ausgehend von einem nittleren Bereich, eine sich nach oben und innen erstreckende erste Schrägfläche und eine sichIt has a favorable influence on the flow conditions and thus the efficiency of the machine if, according to the invention a circumferential area of the piston crown, starting from a central area, one extending upwards and inwardly extending first inclined surface and one
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nach unten und innen erstreckende zweite Schrägfläche aufweist.has downwardly and inwardly extending second inclined surface.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung 1st der wenigstens eine zweite Verbrennungsraum als Umfangsnut in °5 dem Kolben ausgebildet, während die wenigstens eine Düsenöffnung in einem mittleren Bereich eines Kolbenbodens verläuft. According to one embodiment of the invention, the at least one second combustion chamber designed as a circumferential groove in ° 5 of the piston, while the at least one nozzle opening runs in a central region of a piston crown.
Dabei kann erfindungsgemäß die DUsenöffnung zu dem Kolben koaxial angeordnet und durch über den Umfang ver- ^O teilte Zweigkanäle mit der Umfangsnut verbunden sein. So ist ein schneller und vollständiger Strömungsaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Verbrennungsraum möglich.In this case, according to the invention, the nozzle opening to the Pistons arranged coaxially and connected to the circumferential groove by branch channels distributed over the circumference. So is a quick and complete flow exchange possible between the first and the second combustion chamber.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem ersten und dem zweiten Verbrennungsraum ein Kolbenboden mit einem mit einer Innenfläche des Zylinders zusammenwirkenden Kolbenring angeordnet. Der Kolbenring kann zur Verbesserung seiner Funktion schräg geschlitzt sein. Erfindungsgemäß kann der Kolbenring oben eine im Abstand von der Innenfläche des Zylinders befindliche Fase aufweisen. Auf diese Weise kann zwar Luft oder zündfähiges Gemisch aus dem ersten Verbrennungsraum an dem Kolbenring vorbei in den zweiten Verbrennungsraum strömen, jedoch nicht umgekehrt. Dies dient einer guten und im Wi rkunpsgrad günstigen Füllung des zweiten Verbrennungsraums.According to one embodiment of the invention is between the first and second combustion chambers have a piston head with a piston head cooperating with an inner surface of the cylinder Piston ring arranged. The piston ring can be slotted at an angle to improve its function be. According to the invention, the piston ring can be located at a distance from the inner surface of the cylinder at the top Have bevel. In this way, air or an ignitable mixture from the first combustion chamber can be sent to the Flow past the piston ring into the second combustion chamber, but not the other way around. This serves a good and in the degree of proficiency favorable filling of the second combustion chamber.
Zur Verringerung seiner Masse unter Beibehaltung hoher Festigkeit und guter Elastizität kann erfindungsgemäß der Kolbenring hohl ausgebildet sein.To reduce its mass while maintaining high strength and good elasticity, according to the invention the piston ring can be made hollow.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Kolbenring von kreis- oder kreisringförmiger Querschnittsfläche, wobei der Kolbenring in eine nach außen V-förmig erweiterte Umfangsnut des Kolbens hinein-According to a particular embodiment of the invention is the piston ring of circular or circular ring-shaped cross-sectional area, the piston ring in an after outer V-shaped extended circumferential groove of the piston into
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rngt und eine untere schräge Begrenzungsfläehe der Umfangsnut mit im Abstand voneinander über den Umfang verteilten, den Kolbenring stützenden Konsolen versehen iet.rngt and a lower inclined boundary surface of the circumferential groove provided with brackets that support the piston ring and are spaced from one another over the circumference.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Innenfläche des Zylinders im Bereich, der oberen Totpunktstellung des Kolbens wenigstens eine sich nur über einen Teil des Zylinderumfangs erstreckende taschenförmige Ausnehmung vorgesehen. Dies gestattet eine im Wirkungsgrad günstige Füllung des zweiten Verbrennungsräume unter Aufrechterhaltung der Führung des Kolbenrings.According to one embodiment of the invention is in the Inner surface of the cylinder in the area of the top dead center position of the piston at least one over only one Pocket-shaped recess extending part of the cylinder circumference intended. This allows the efficiency of the second combustion chamber to be filled while maintaining this the guide of the piston ring.
Fertigungstechnisch günstig ist es, wenn erfingunsgemäß der Kolbenboden mittels eines mittigen Gewindefortsatzes in eine Gewindebohrung eines Kolbenzwischenbodens eingeschraubt ist.From a manufacturing point of view, it is favorable if in accordance with the invention the piston head by means of a central threaded extension into a threaded hole in an intermediate piston head is screwed in.
Günstige Strömungs- und Verb-rehnungsverhältnisse ergeben sich, wenn erfindungsgemäß die den zweiten Verbrennungsraum bildende.Umgangsnut in dem Kolben sich von ■ außen nach innen zunächst erweitert und dann verengt.Favorable flow and connection conditions result when, according to the invention, the circumferential groove in the piston which forms the second combustion chamber moves away from ■ expanded from the outside inwards and then narrowed.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist gegenüber jeder Düsenöffnung ein Strahlenreflektor in einem Zylinderkopf angeordnet. Der Strahlenreflektor kann aus hochtemperaturbeständigem und verschleißfestem Werkstoff, z.B. Keramik, bestehen und schützt den Zylinderkopf vor nachteiligen Einwirkungen des aus der .Düsenöffnung austretenden heißen Hochgeschwindigkeitsgasstrahles.According to a further embodiment of the invention a beam reflector is arranged in a cylinder head opposite each nozzle opening. The radiation reflector can made of high temperature and wear resistant material, e.g. ceramic, and protects the cylinder head against the adverse effects of the hot high-speed gas jet emerging from the nozzle opening.
Zur Anhebung der Masse des Strahles und damit dessen Reaktionsimpulses kann erfindungsgemäß in dem Zylinder eine Wassereinspritzdüse wirksam werden. Die Wassereinspritzdüse kann erfindungsgemäß koaxial mit der Düsenöffnung angeordnet sein, um auch, direkt in den zweiten Verbrennungsraum Wasser einspritzen zu können. Die Wassereinspritzdüse kann aus diesem Grund erfindungsgemäß auch konzentrisch mit einem Strahlreflektor angeordnet sein.To increase the mass of the beam and thus its reaction pulse, according to the invention, in the cylinder a water injection nozzle to take effect. According to the invention, the water injection nozzle can be coaxial with the nozzle opening be arranged so that water can also be injected directly into the second combustion chamber. The water injection nozzle For this reason, according to the invention, it can also be arranged concentrically with a beam reflector.
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Eine besondere Ausführungform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zweitaktmotor ein erster Kolben in dem Zylinder geführt und mit zwei an diametral gegenüberliegenden Stellen eines ersten Kolbenschaftes angeordneten ersten Kolbenbolzenzapfen jeweils an einer ersten Pleuelstange angelenkt ist, daß konzentrisch in dem ersten Kolbenschaft ein zweiter Kolben geführt und mit einem zweiten Kolbenbolzen an einer zwischen den beiden ersten Pleuelstangen angeordneten zweiten Pleuelstange angelenkt ist, wobei die Kurbelwelle miteinander fluchtende erste Kurbelzapfen für die beiden ersten Pleuelstangen und einen gegenüber den ersten Kurbelzapfen 180 versetzten zweiten Kurbelzapfen für die zweite Pleuelstange aufweist, und daß der erste Verbrennungsraum zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben angeordnet ist und der erste und zweite Kolben jeweils einen zweiten Verbrennungsraum aufweisen. Dadurch ergibt sich eine vergleichsweise kompakte Maschine mit nur geringem Hub jedes Kolbens und einer außerordentlich hohen Frequenz der Arbeitchübe.A special embodiment of the invention is characterized in that a two-stroke engine first piston guided in the cylinder and with two at diametrically opposite points of a first piston shaft arranged first piston pin pin is hinged to a first connecting rod that concentrically guided in the first piston skirt and a second piston with a second piston pin on one between the two first connecting rods arranged second connecting rod is articulated, the crankshaft with each other aligned first crank pins for the first two connecting rods and one opposite the first crank pin 180 offset second crank pin for the second connecting rod, and that the first combustion chamber between the first and the second piston is arranged and the first and second piston each have a second combustion chamber exhibit. This results in a comparatively compact machine with only a small stroke of each piston and an extraordinarily high frequency of work strokes.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens einer der beiden ersten Kolbenbolzenzapfen eine einerseits ständig mit einem Vorkompressionsraum des Zylinders verbundene und andererseits durch den zweiten Kolben mit dem ersten Verbrennungsraum verbindbare Spülöffnung auf. So ist bei Einsparung weiterer die Wand des Zylinders schwächender Ausnehmungen der Ladungswechsel gewährleistet.According to one embodiment of the invention, at least one of the first two piston pin journals on the one hand constantly connected to a pre-compression chamber of the cylinder and on the other hand through the second piston with the first combustion chamber connectable scavenging opening. So is the wall of the cylinder while saving more Weakening recesses of the charge exchange guaranteed.
Zur Vereinfachung des Spülens der Verbrennungsräume mit Luft oder zündfähigem Gemisch kann erfindungsgemäß jeder Vorkompressionsraum ständig mit einem Hohlraum eines Kurbelgehäuses verbunden sein.To simplify the flushing of the combustion chambers With air or an ignitable mixture, according to the invention, each precompression chamber can always be equipped with a cavity Be connected to the crankcase.
Zur Unterstützung des Ladungswechsels ist nach einer Ausführungsform der Erfindung der Zylinder durch einenTo support the gas exchange, according to one embodiment of the invention, the cylinder is by a
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Zylinderkopf geschlossen, wobei ein Pumpraum zwischen dem Zylinderkopf und dem ersten Kolben über wenigstens einenCylinder head closed, with a pump chamber between the cylinder head and the first piston via at least one
Vor k ompre s s Ions
Pumpkanal ständig mit dem \raum verbunden ist. Dabei
kann erfindungsgemäß der wenigstens eine Pumpkanal eine Nut in einer Innenwand des Zylinders aufweisen. Der wenigstens
eine Pumpkanal kann aber auch erfindungsgemäß innerhalb einer Wand des Zylinders oder außerhalb des Zylinders
verlegt sein.Before k omp re ss Ions
Pump channel is constantly connected to the \ room. According to the invention, the at least one pump channel can have a groove in an inner wall of the cylinder. However, according to the invention, the at least one pump channel can also be laid inside a wall of the cylinder or outside the cylinder.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung fluchtet ■\ ο die wenigstens eine Spülöffnung im Bereich der oberen Totpunktstellung des ersten Kolbens mit einer Längsachse einer in einer Wand des Zylinders montierten Einspritzdüse. Es kann z.B. auf diese Weise eine Einspritzdüse für Kraftstoff und/oder eine Einspritzdüse für Wasser vorgesehen sein.According to one embodiment of the invention aligned ■ \ ο the at least one irrigation port in the upper dead center position of the first piston with a longitudinal axis of a mounted in a wall of the cylinder injection nozzle. In this way, for example, an injection nozzle for fuel and / or an injection nozzle for water can be provided.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verläuft.die Verlängerung der Längsachse der wenigstens einen Einspritzdüse im Abstand von einer Längsachse des ersten Kolbens. Dadurch lassen sich im ersten und mittelfrar auch in den beiden zweiten Verbrennungsräumen günstige Strömungs- und Verbrennungsverhältnisse erzielen.According to a further embodiment of the invention The extension of the longitudinal axis of the at least an injection nozzle spaced from a longitudinal axis of the first piston. This can be used in the first and mid-infrared achieve favorable flow and combustion conditions also in the two second combustion chambers.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Längsachse der wenigstens einen Einspritzdüse bezüglich des Zylinders von außen und unten nach innen und oben geneigt. Auch dadurch lassen sich günstige Strömungsund Verbrennungsverhältnisse erreichen.According to one embodiment of the invention, the Longitudinal axis of the at least one injection nozzle with respect to the cylinder from the outside and bottom to the inside and top inclined. This also enables favorable flow and combustion conditions to be achieved.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind Je wenigstens eine Auslaßöffnung in dem ersten Kolbenschaft und in einer Wand des Zylinders vorgesehen. Zweckmäßigerweise sind erfindungsgemäß die Auslaßöffnungen in Umfangsrichtung um 90° gegenüber den ersten Kolbenb'olzenzapf en versetzt. Damit ist den verbrannten Gasen ein günstiger Abströmweg eröffnet und gleichzeitig gewährleistet, daßAccording to one embodiment of the invention, Je at least one outlet opening is provided in the first piston shaft and in a wall of the cylinder. Appropriately are according to the invention the outlet openings in the circumferential direction offset by 90 ° with respect to the first piston pin pin. This opens up a favorable discharge path for the burnt gases and at the same time ensures that
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frische Ladung möglichst nicht aus den Auslaßöffnungen austreten kann.if possible, fresh cargo cannot escape from the outlet openings.
Nach einer Ausführungsforra der Erfindung sind in einem Kolbenzwischenboden des ersten Kolbens und/oder in einem Kolbenboden des zweiten Kolbens jeweils wenigstens zwei Düsenöffnungen gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Dadurch sind Kippmomente aufgrund der Strahlimpulse an den Kolben vermieden.According to one embodiment of the invention, the first piston and / or in an intermediate piston bottom a piston head of the second piston in each case at least two nozzle openings evenly distributed in the circumferential direction arranged. This avoids tilting moments due to the jet impulses on the piston.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind in dem Kolbenzwischenboden und/oder in dem Kolbenboden im Wechsel mit den Düsenöffnungen Strahlenreflektoren derart angeordnet, daß mit jeder Düsenöffnung des Kolbenzwischenbodens ein Strahlreflektor des Kolbenbodens fluchtet und umgekehrt. Diese Maßnahme dient der Betriebssicherheit und der Erhöhung des Wirkungsgrades und der Lebensdauer der Maschine durch Vermeidung etwaiger Kavitation.According to another embodiment of the invention, there are in the piston crown and / or in the piston crown In alternation with the nozzle openings, beam reflectors are arranged in such a way that with each nozzle opening of the piston bottom a beam reflector of the piston crown is aligned and vice versa. This measure serves the operational safety and increasing the efficiency and service life of the machine by avoiding any cavitation.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verjüngt sich jeder erste Kolbenbolzenzapfen nach außen gestuft kegelig, während jede erste Pleuelstange mit einer komplementär gestuft kegeligen Durchbrechung auf dem zugehörigen ersten Kolbenbolzenzapfen mittels eines Sicherungsringes gehalten ist« Diese Lagerung sorgt für eine definierte Betriebsstellung der beiden ersten Pleuelstangen zueinander und bietet Vorteile in der Festigkeit der aus der Wand des ersten Kolbenschaftes herausgezogenen Kolbenbolzenzapfen,According to a further embodiment of the invention, each first piston pin pin tapers outwards stepped conical, while each first connecting rod with a complementary stepped conical opening on the associated first piston pin pin by means of a locking ring “This bearing ensures that the first two connecting rods are in a defined operating position to each other and offers advantages in the strength of the pulled out of the wall of the first piston skirt Piston pin journal,
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mündet in den Zylinder ein Zuführstutzen für Spülluft oder ein Luft-Kraftstoff-Spülgemisch mit einer rechtwinklig zu einer Längsachse der Kurbelwelle angeordneten Mündungsplanfläche, wobei an einer der ersten Pleuelstangen ein mit der Mündungsplanfläche zusammenwirkender Steuerschieber befestigt ist. So läßt sich auf einfache Weise undAccording to another embodiment of the invention a feed nozzle for scavenging air or an air-fuel scavenging mixture opens into the cylinder with a right angle a longitudinal axis of the crankshaft arranged mouth plane surface, wherein on one of the first connecting rods is attached to the muzzle plane cooperating control slide. So can be in a simple way and
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definiert das Spülmedium — ihm einen größeren, optimalen
Einlaßzeitraum als etwa bei dem bekannten Dreikanalsystem und eine vollständigere Füllung ermöglichend - in das
Kurbelgehäuse einbringen.defines the flushing medium - giving it a larger, optimal one
Admission period than for example with the known three-channel system and a more complete filling possible - in the
Insert crankcase.
Eine sichere Betriebsweise läßt sich erreichen, wenn erfindungsgeniäß der Zuführstutzen in der Mündungsplanfläche eine Labyrithdichtungsanordnung aufweist.A safe mode of operation can be achieved if, according to the invention, the feed nozzle is in the flat surface of the mouth has a labyrith seal arrangement.
Vorteilhafte Betriebsverhältnisse ergeben sich, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung der Steuerschieber
im wesentlichen C-förmig ausgebildet ist und mit einer Ausnehmung eine Auslaßöffnung in der Mündungsplanfläche
des Zuführstutzens während des Verdichtungstaktes in
dem Bereich von kurz nach der oberen lot^unktstellung
bis kurz vor der unteren Totpunktstellung des ersten KoI-bens zunehmend bis zum vollen Querschnitt und dann wieder
abnehmend öffnet.Advantageous operating conditions are obtained if, according to one embodiment of the invention, the control slide is essentially C-shaped and has an outlet opening with a recess in the mouth plane surface of the feed connector during the compression stroke in
the area shortly after the upper perpendicular position
until shortly before the bottom dead center position of the first KoI-ben increasingly opens up to the full cross-section and then decreases again.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Ea zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Ea show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Verbrennungs-Kolbenkraftmaschine mit zentralem Düsenkörper,Fig. 1 is a longitudinal section through a first embodiment the internal combustion piston engine with a central nozzle body,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform mit außermittigem Düsenkörper,2 shows a longitudinal section through another embodiment with an eccentric nozzle body,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform mit haubenförmigem Kolbenboden,3 shows a longitudinal section through a further embodiment with a hood-shaped piston head,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform mit Füllkanälen und Ventilkappe,4 shows a longitudinal section through another embodiment with filling channels and valve cap,
und 5A jeweils/and 5A in each case /
Fig. 5 feinen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform mit als Ringspalt ausgebildeter Düsen-Öffnung, 5 fine longitudinal section through a further embodiment with a nozzle opening designed as an annular gap,
Fig. 6 die Einzelheit VI in Fig. 5 in vergrößerter Darstellung,6 shows the detail VI in FIG. 5 in an enlarged illustration,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform mit einem Kolbenring im Kolbenboden,7 shows a longitudinal section through another embodiment with a piston ring in the piston head,
Fig. 8 die Einzelheit VIII in Fig. 7 in vergrößerter Darstellung,8 shows the detail VIII in FIG. 7 in an enlarged representation,
Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Schnittansicht mit anders ausgebildetem Kolbenring,9 shows a sectional view corresponding to FIG. 8 with a differently designed piston ring,
Fig. 10 eine Seitenansicht der Stoßstelle des Kolbenringes gemäß Fig. 9,FIG. 10 is a side view of the joint of the piston ring according to FIG. 9,
Fig. 11 die Schnittansicht gemäß Linie XI-XI in Fig. 7, Jedoch ohne Kolben,11 shows the sectional view along line XI-XI in FIG. 7, but without the piston,
Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform mit Kolbenring und Wassereinspritzdüse,12 shows a longitudinal section through a further embodiment with a piston ring and water injection nozzle,
Fig. 13 einen Längsschnitt durch eine besondere Ausführungsform der Verbrennungs- Kolbenkraftmaschine mit zwei Kolben je Zylinder,13 shows a longitudinal section through a particular embodiment of the internal combustion piston engine two pistons per cylinder,
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Fig. 14 die Schnittansicht gemäß Linie XIV-XIV in Fig. 13,14 shows the sectional view along line XIV-XIV in Fig. 13,
Fig. 15 die Schnittansicht gemäß Linie XV-XV in Fig. 13.15 shows the sectional view along line XV-XV in FIG. 13.
Fig. 1 zeigt eine Zweitakt-Verbrennungs-Kolbenkraftmaschine 1 mit einer in einem Kurbelgehäuse 2 in Richtung eines Pfeiles 3 umlaufenden Kurbelwelle 4, an der eine mit einem Kolbenbolzen 5 verbundene Pleuelstange 6 angelenkt ist. Der Kolbenbolzen 5 ist Bestandteil eines Kolbens 7, der innerhalb eines in das Kurbelgehäuse 2 eingesetzten Zylinders 8 verschiebbar und mit Kolbenringen 9 versehen ist. Der Zylinder 8 weist eine Einlaßöffnung 10 für zündfähiges Zweitaktgemisch, die sogenannte frische Ladung, und eine Auslaßöffnung 11 für die verbrannten Gase auf, die beide durch den Kolben 7 gesteuert werden. Der Zylinder 8 der luftgekühlten Maschine 1 ist mit Kühlrippen 12 und einem ebenfalls Kühlrippen 13 aufweisenden Zylinderkopf 14 versehen. In eine Gewindebohrung 15 des Zylinderkopfes 14 ist eine Zündkerze 16 eingeschraubt.Fig. 1 shows a two-stroke internal combustion piston engine 1 with a crankshaft 4 rotating in a crankcase 2 in the direction of an arrow 3 on which a connecting rod 6 connected to a piston pin 5 is articulated. The piston pin 5 is part of a Piston 7, which is slidable within a cylinder 8 inserted into the crankcase 2 and with piston rings 9 is provided. The cylinder 8 has an inlet port 10 for an ignitable two-stroke mixture, the so-called fresh charge, and an outlet opening 11 for the burnt gases, both controlled by the piston 7 will. The cylinder 8 of the air-cooled machine 1 is provided with cooling fins 12 and one also with cooling fins 13 having cylinder head 14 is provided. A spark plug 16 is inserted into a threaded bore 15 of the cylinder head 14 screwed in.
In einen Kolbenboden 17 des Kolbens 7 ist in eine mittige Gewindebohrung ein Düsenkörper 18 mit einer Düsenöffnung 19 eingeschraubt. Die Düsenöffnung 19 bildet eine ständige Verbindung zwischen einem ersten Verbrennungsraum 20 von sich während des Betriebs der Maschine 1 änderndem Volumen und einem innerhalb des Kolbens 7 ausgebildeten zweiten Verbrennungsraum 21 von während des Betriebs der Maschine 1 gleichbleibendem Volumen. Der Düsenkörper 18 fluchtet mit der Gewinde-In a piston head 17 of the piston 7, a nozzle body 18 is in a central threaded bore with a Nozzle opening 19 screwed in. The nozzle opening 19 forms a permanent connection between a first combustion chamber 20 of itself during operation of the engine 1 changing volume and a second combustion chamber 21 formed within the piston 7 of during the operation of the machine 1 constant volume. The nozzle body 18 is aligned with the thread
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bohrung 15 kann durch diese Hindurch ausgebaut und eingesetzt werden. Der zweite Verbrennungsraum 21 ist größer als der erste Verbrennungsraum 20 in der maximal verdichtenden obersten Totpunkt st ellung des Kolbens 7, die in Pig.Bore 15 can be expanded and used through this passage. The second combustion chamber 21 is larger than the first combustion chamber 20 in the maximum compression top dead center position of the piston 7, which in Pig.
1 noch nicht ganz erreicht ist.1 has not yet been fully reached.
Während des Verdichtungshubs des Kolbens 7, der bei dem in Fig. 1 gezeichneten Zustand gerade stattfindet,wird zündfähiges Zweitaktgemisch durch den sich nach oben bewegenden Kolben 7 zunehmend verdichtet und strömt von dem immer kleiner werdenden ersten Verbrennungsraum 20 durch die Düsenöffnung 19 in den zweiten Verbrennungsraum 21. Bei Zündung durch die Zündkerze 16 pflanzt sich die Flammenfront nicht nur in dem ersten Verbrennungsraum 20 sondern durch die Düsenöffnung 19 hindurch auch praktisch verzögerungsfrei in dem zweiten Verbrennungsraum 21 fort. Die Ladung in dem ersten Verbrennungsraum 20 dehnt sich unter Erwärmung aus und treibt den Kolben 7 nach unten. Auch die Ladung in dem zweiten Verbrennungsraum 21 dehnt sich unter. Erwärmung aus. Die heißen Gase strömen mit hoher Geschwindigkeit durch die Düsenöffnung 19 hindurch in den ersten Verbrennungsraum 20 und erteilen dabei dem Kolben 7 einen zusätzlichen erheblichen Impuls aufgrund des Massenausstoßes durch die Düsenöffnung 19 hindurch. Dieser Impuls, der sich aufgrund des "gezügelten" Strahls erst mit der Abwärtsbewegung des Kurbelzapfens aus der oberen Totpunktstellung zu bilden beginnt und im Bereich der waagerechten Stellung des Kurbelzapfens seine größte Intensität entwickelt, und die aus der Verbrennung in dem ersten Verbrennungsraum 20 gewonnene Kraftkomponente ergänzen sich bei höchstens gleichem Arbeitsdruck wie in herkömmlichen Maschinen und gelangen über den Kolbenbolzen 5 und die Pleuelstange 6 an die Kurbelwelle 4, Durch den vorerwähntai Impuls reduziert sich der spezifische Kraftstoffverbrauch gegenüber herkömmlichen Maschinen, die nur über den ersten Verbrennungsraum 20 verfugen.During the compression stroke of the piston 7, which is just taking place in the state shown in FIG ignitable two-stroke mixture is increasingly compressed by the piston 7 moving upwards and flows from the The first combustion chamber 20, which is becoming smaller and smaller, through the nozzle opening 19 into the second combustion chamber 21. When ignited by the spark plug 16, the flame front is not only planted in the first combustion chamber 20, but rather through the nozzle opening 19 also practically without delay into the second combustion chamber 21. The charge in the first combustion chamber 20 expands when heated and drives the piston 7 downwards. The charge in the second combustion chamber 21 also under-expands. Warming off. The hot gases flow at a higher rate Speed through the nozzle opening 19 into the first combustion chamber 20 and thereby impart the piston 7 an additional significant impulse due to the mass ejection through the nozzle opening 19. This impulse which due to the "restrained" beam only with the downward movement of the crank pin from the top dead center position begins to form and in the area of the horizontal position of the crank pin its greatest intensity developed, and those from the combustion in the first combustion chamber 20 gained force components complement each other with at most the same working pressure as in conventional ones Machines and get over the piston pin 5 and the Connecting rod 6 to crankshaft 4, the aforementioned impulse reduces the specific fuel consumption compared to conventional machines that only have the first combustion chamber 20.
Der Düsenkörper 18 besteht zweckmäßigerweise aus hochtemperaturbeständigem Werkstoff, z.B. aus Keramik -14-The nozzle body 18 is expediently made of high temperature-resistant material, e.g. ceramic -14-
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oder Email.or E-Mail.
In den nachfolgenden FigUren sind gleiche Teile wie j η Fig. 1 mit gleichen Bezugszahlen bekennzeichnet.In the following FIGS. Ure n, the same parts as j η FIG. 1 are identified by the same reference numerals.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Zündkerze 16 und der Düsenkörper 18 außermittig angeordnet. Die Düsenöffnung 19 liegt mit ihrer Längsachse 22 in einer rechtwinklig zu einer Längsachse 23 des Kolbenbolzens 5 verlaufenden Ebene und gegenüber einer Längsachse 24 des Kolbens 7 in Richtung einer beim Arbeitshub des Kolbens vergleichsweise stark belasteten seitlichen, in Fig. 2 linken Schaftfläche 25 des Kolbens 7 versetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 verläuft diese Ebene durchIn the embodiment according to FIG. 2, the spark plug 16 and the nozzle body 18 are arranged eccentrically. The nozzle opening 19 lies with its longitudinal axis 22 at a right angle to a longitudinal axis 23 of the piston pin 5 extending plane and opposite a longitudinal axis 24 of the piston 7 in the direction of a working stroke of the piston comparatively heavily loaded lateral shaft surface 25 of the piston 7 on the left in FIG. 2 offset. In which The embodiment according to FIG. 2 runs through this plane
die Längsachse 24 des Kolbens 7. Ferner schneidet die Längsachse 22 der Düsenöffnung 19 die Längsachse 23 des Kolbenbolzens,the longitudinal axis 24 of the piston 7. Furthermore, intersects the Longitudinal axis 22 of the nozzle opening 19 is the longitudinal axis 23 of the piston pin,
Durch diese und ähnliche außermittige Anordnungen des Düsenkörpers 18 läßt sich die Richtung des nach der Zündung aus der Düsenöffnung 19 in den ersten Verbrennungsraum 20 übertretenden Gasstrahls optimieren. Es läßt sich dadurch erreichen, daß die Reaktionskraft des Gasstrahles den Kolben 7 in einem den Kolben 7 von der nun stärker beanspruchten Schaftfläche 25 abhebenden Sinne beeinflußt. Dadurch wird die in Fig. 2 linke Hälfte des Zylinders 8 und die gegenüberliegende Schaftfläche 25 entlastet, der mechanische Wirkungsgrad der Maschine erhöht und der Verschleiß gemindert.By this and similar eccentric arrangements of the nozzle body 18, the direction of the after ignition Optimize the gas jet passing from the nozzle opening 19 into the first combustion chamber 20. It can be achieve that the reaction force of the gas jet the piston 7 in one of the piston 7 of the now more stressed Shank surface 25 affects the lifting senses. As a result, the left half of the cylinder 8 in FIG. 2 becomes and the opposite shaft surface 25 is relieved, the mechanical efficiency of the machine increases and the wear diminished.
Gemäß Fig. 3 ist der Düsenkörper 18 in einen haubenförmig ausgebildeten Kolbenboden 17 eingeschraubt. Der Kolbenboden 17 ist seinerseits über ein Umfangsgewinde 26 mit dem Kolben 7 verschraubt.According to Fig. 3, the nozzle body 18 is in a hood-shaped trained piston head 17 screwed. The piston head 17 is in turn connected via a circumferential thread 26 screwed to the piston 7.
Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 4 ist in eine Gewindebohrung des Zylinderkopfes 14 ein Strahlreflektor koaxial mit dem Dünenkörper 18 eingeschraubt. Der Strahlreflektor 27 besteht vorzugsweise aus Keramik und hat die Aufgabe, den durch die Düsenöffnung 19 in den ersten Ver~In the exemplary embodiment according to FIG. 4, a beam reflector is inserted into a threaded hole in the cylinder head 14 screwed in coaxially with the dune body 18. The beam reflector 27 is preferably made of ceramic and has the Task that through the nozzle opening 19 in the first Ver ~
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brennungsraum 20 übertretenden Gasstrahl mittels einer Ringmulde 28 zu teilen und umzulenken. Dadurch wird die Beanspruchung des Zylinderkopfes 14 und die Gefahr seiner Kavitation durch den Gasstrahl herabgesetzt und andererseits der Kolben, besonders auch zeitlich, zusätzlich beaufschlagt. combustion chamber 20 passing gas jet by means of a Annular trough 28 to divide and divide. This reduces the stress on the cylinder head 14 and the risk of it Cavitation by the gas jet is reduced and, on the other hand, the piston is additionally acted upon, especially in terms of time.
In Fig. 4 sind in einem oberen Bereich des Kolbens 7 über den Umfang verteilt FUllkanäle 29 vorgesehen, durch die der erste Verbrennungsraum 20 mit dem zweiten Verbrennungsraum 21 verbindbar ist. Eine Einmündung Jedes Füllkanals 29 in den zweiten Verbrennungsraum 21 ist durch eine federnd an einer Innenwand 30 des zweiten Verbrennungsraums 21 anliegende Ventilzunge 31 verschließbar. Die Ventilzungen 31 sind Bestandteile einer durch Anker 32 an dem Kolben 7 befestigten Ventilkappe 33.In Fig. 4 FUllkanäle 29 distributed over the circumference are provided in an upper region of the piston 7 through which the first combustion chamber 20 can be connected to the second combustion chamber 21. One confluence of each filling channel 29 in the second combustion chamber 21 can be closed by a valve tongue 31 resting resiliently on an inner wall 30 of the second combustion chamber 21. The valve tongues 31 are components of a valve cap 33 fastened to piston 7 by armature 32.
Die Ausbildung des Kolbens 7 gemäß Fig. 4 ist insbesondere für hochtourige Maschinen 1 geeignet und führt zu einem energiesparenden Füllen des zweiten Verbrennungsraums 21. Während des Verdichtungshubs des Kolbens 7, der in Fig. 4 fast beendet ist, strömt das zündfähige Gemisch aus dem ersten Verbrennungsraum 20 sowohl durch die Düsenöffnung 19 als auch durch einen erweiterten Ringspalt 34 zwischen dem Zylinder 8 und dem Kolbenboden 17 durch die Füllkanäle 29. Solange der Gemischdruck in den Füllkanälen 29 größer als der Gemischdruck in dem zweiten Verbrennungsraum 21 ist, werden die Ventilzungen 31 durch den Gemischstrom von der Innenwand 30 abgehoben. Dadurch ist eine besonders schnelle Füllung des zweiten Verbrennungsraums 21 mit zündfähigem Gemisch gewährleistet. Der durch den Ringspalt 34 strömende, verhältnismäßig kühle Gemischanteil trägt im übrigen in wünschenswerter Weise zu einer Kühlung des Zylinders 8 und des Kolbenbode.ns 17 bei.The design of the piston 7 according to FIG. 4 is particularly suitable for high-speed machines 1 and leads to an energy-saving filling of the second combustion chamber 21. During the compression stroke of the piston 7, the 4 is almost complete, the ignitable mixture flows from the first combustion chamber 20 both through the nozzle opening 19 as well as through an enlarged annular gap 34 between the cylinder 8 and the piston head 17 through the Filling channels 29. As long as the mixture pressure in the filling channels 29 is greater than the mixture pressure in the second combustion chamber 21, the valve tongues 31 are lifted off the inner wall 30 by the mixture flow. This is ensures a particularly rapid filling of the second combustion chamber 21 with an ignitable mixture. The through the annular gap 34 flowing, relatively cool portion of the mixture also contributes in a desirable manner to a Cooling of the cylinder 8 and the piston crown 17 at.
Der Düsenkörper 18 kann gemäß Fig. 4 nach Ausschrauben des Strahlreflektors 27 durch dessen Gewindebohrung hindurch ein- und ausgebaut werden.The nozzle body 18 can according to FIG. 4 after unscrewing the beam reflector 27 through its threaded hole can be installed and removed through it.
Fig. 5A wird im Anschluß an Fig. 12 beschrieben.FIG. 5A will be described following FIG.
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Fig. 5 zeigt eine Viertakt-Verbrennungs-Kolbenkraftmaschine 35 mit je Zylinder 8 einem Einlaßventil und einem Auslaßventil 37 die Ventile 36,37 werden jeweils durch eine Ventilfeder 38 in Dichtberührung mit einem Ventilsitzring 39 des Zylinderkopfes 14 vorgespannt. Die Einzelheiten der Ventilsteuerung sind an sich bekannt und hier fortgelassen. Der Zylinderkopf 14 ist oben durch einen Zylinderkopfdeckel 40 verschlossen..Fig. 5 shows a four-stroke internal combustion piston engine 35 with each cylinder 8 an inlet valve and an outlet valve 37, the valves 36,37 are each biased by a valve spring 38 in sealing contact with a valve seat ring 39 of the cylinder head 14. The details of the valve control are known per se and have been omitted here. The cylinder head 14 is closed at the top by a cylinder head cover 40 ..
Der zweite Verbrennungsraum 21 ist gemäß Fig. 5 als Umfangsnut in dem Kolben 7 ausgebildet eine DUsenöffnung 41 besteht als Ringspalt zwischen dem Kolbenboden 17 und einer Innenfläche 42 des Zylinders 8. Ein Umfangsbereich des Kolbenbodens 17 ist mit einer hochtemperaturbeständigen und verschlfDgjßfesten Panzerung 43 versehen. Der Kolbenboden 17 ist mittels eines mittigen Gewindefortsatzes 44 in eine Gewindebohrung eines Kolbenzwischenbodens 45 eingeschraubt und durch einen in den Gewindefortsatz 44 eingeschraubten, spreizenden konischen Gewindestopfen 46 gesichert.According to FIG. 5, the second combustion chamber 21 is designed as a circumferential groove in the piston 7, a nozzle opening 41 exists as an annular gap between the piston head 17 and an inner surface 42 of the cylinder 8. A circumferential area The piston crown 17 is provided with a high-temperature-resistant and wear-resistant armor 43. Of the Piston head 17 is by means of a central threaded extension 44 in a threaded bore of an intermediate piston head 45 screwed in and through an expanding conical threaded plug screwed into the threaded extension 44 46 secured.
Gemäß Fig. 6 ist in der Innenfläche 42 des Zylinders 8 eine den Ringspalt 41 im BeieLoh der oberen Totpunktstellung des Kolbens 7 vergrößernde ringförmige Ausnehmung 47 vorgesehen. Der Umfangsbereich des Kü-benbodens 17 weist, ausgehend von einem mittleren Bereich 48, eine sich nach oben und innen erstreckende erste Schrägfläche 49 und eine sich nach unten und innen erstreckende zweite Schrägfläche 50 auf.According to FIG. 6, an annular gap 41 is in the inner surface 42 of the cylinder 8 in the vicinity of the top dead center position of the piston 7 enlarging annular recess 47 is provided. The perimeter of the bucket bottom 17 has, starting from a central region 48, a first one extending upward and inward Inclined surface 49 and a downwardly and inwardly extending second inclined surface 50.
Gemäß Fig. 7 ist der Düsenkörper 18 und damit die Düsenöffnung 19 konzentrisch in dem Kolbenboden 17 angeordnet und durch über den Umfang verteilte Zweigkanäle 51 mit dem als Umfangsnut in dem Kolben 7 ausgebildeten zweiten Verbrennungsraum 21 verbunden. In eine Nut des Kolbenbodens 17 ist ein mit der Innenfläche 42 des Zylinders 8 zusammenwirkender Kolbenring 52 eingesetzt.According to FIG. 7, the nozzle body 18 and thus the nozzle opening 19 are arranged concentrically in the piston head 17 and through branch channels 51 distributed over the circumference with the one formed as a circumferential groove in the piston 7 second combustion chamber 21 connected. In a groove of the piston head 17 is a with the inner surface 42 of the cylinder 8 cooperating piston ring 52 used.
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Wie Fig. 8 zeigt, ist der Kolbenring 52 hohl ausgebildet und oben mit einer im Abstand von der Innenfläche 42 des Zylinders 8 befindlichen Fase 53 versehen.As FIG. 8 shows, the piston ring 52 is hollow and is provided at the top with a bevel 53 located at a distance from the inner surface 42 of the cylinder 8.
Fig. 9 zeigt eine Abwandlung insofern, als der Kolbenring 52 von kreisringförmiger Querschnittsfläche ist und in eine sich nach außen V-förmig erweiternde Umfangsnut 54 des Kolbenbodens 17 hineinragt. Eine untere schräge Begrenzungsfläche 55 der Umfangsnut 54 weist im Abstand voneinander über den Umfang verteilte, den Kolbenring 52 stützende Konsolen 56 auf.9 shows a modification in that the piston ring 52 has an annular cross-sectional area is and into an outwardly V-shaped widening The circumferential groove 54 of the piston head 17 protrudes. A lower one inclined boundary surface 55 of the circumferential groove 54 has at a distance from one another over the circumference distributed, the Piston ring 52 supporting brackets 56.
Fig. 10 zeigt schräge Stoßflächen 57 des Kolbenrings 52. Der Kolbenring 52 gemäß Fig. 8 ist mit ähnlichen schrägen Stoßflächen ausgerüstet.Fig. 10 shows inclined abutment surfaces 57 of the piston ring 52. The piston ring 52 according to FIG. 8 is equipped with similar inclined abutment surfaces.
Beim Verdichtungshub wird der Kolbenring 52 gemäß den Fig. 8 bis 10 durch das in den zweiten Verbrennungsraum 21 strömende Gemisch federnd radial nach innen verformt, wobei sich die Stoßflächen 57 aneinander anliegen. Wenn die Füllung des zweiten Verbrennungsraums 21 beendet ist, und insbesondere während des Arbeitshubs, Hegt der Kolbenring 52 gemäß Fig. 8 und 9 federnd an der Innenfläche 42 des Zylinders 8 an.During the compression stroke, the piston ring 52 according to FIGS. 8 to 10 is pushed into the second combustion chamber 21 flowing mixture is resiliently deformed radially inward, the abutment surfaces 57 resting against one another. When the filling of the second combustion chamber 21 has ended, and in particular during the working stroke, If the piston ring 52 according to FIGS. 8 and 9 rests resiliently the inner surface 42 of the cylinder 8.
In Fig. 11 ist zur Vereinfachung der Kolben fortgelassen worden. In der Innenfläche 42 des Zylinders b sind im Bereich der oberen Totpunktstellung des Kolbens 7 sich jeweils nur über einen Teil des Zylinderumfangs erstreckende, im Abstand voneinander befindliche taschenförmige Ausnehmungen 58 vorgesehen.In Fig. 11, the pistons have been omitted for the sake of simplicity. In the inner surface 42 of the cylinder b , in the area of the top dead center position of the piston 7, pocket-shaped recesses 58 that extend only over a part of the cylinder circumference and are located at a distance from one another are provided.
Fig. 12 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Maschine 35 insofern, als koaxial mit dem Düsenkörper 18 in eine Gewindebohrung des Zylinderkopfes 14 ein Strahlreflektor 59 eingeschraubt ist. Im Zentrum des Strahlreflektors 59 erstreckt sich ein Düsenkanal 60, durch danFig. 12 shows a modified embodiment of the Machine 35 insofar as a beam reflector is coaxial with the nozzle body 18 in a threaded hole in the cylinder head 14 59 is screwed in. A nozzle channel 60 extends through the center of the beam reflector 59
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hindurch dem schon brennenden Gemisch ein nach der Temperatur der Maschine 35 selbsttätig dosiertes geringes Quantum vorgewärmten Wassers zugesetzt werden kann. Dieses Wasserquantum gelangt in den zweiten Verbrennungsraum 21 und erhöht die Masse und damit die Energie des Gasstrahles, der aus dem zweiten Verbrennungsraum 21 durch die Düsenöffnung 19 hindurchströmt. Dadurch können die Wärmewirtschaftlichkeit und der Wirkungsgrad der Maschine 35 erhöht werden.through the already burning mixture according to the temperature the machine 35 automatically dosed small amount of preheated water can be added. This water quantum reaches the second combustion chamber 21 and increases the mass and thus the energy of the gas jet, the flows from the second combustion chamber 21 through the nozzle opening 19. This allows the heat economy and the efficiency of the machine 35 can be increased.
In Fig. 5A stützt sich ein elastisch verformbarer, haubenförmiger Kolbenboden 17 mit einem gewellten unteren Rand 120 in einer Ausnehmung 121 des Kolbens 7 ab. Der Rand 120 bildet Durchlaßöffnungen 122, die in ständiger Verbindung mit der als Ringspalt ausgebildeten Düsenöffnung 41 stehen. Die ringförmige Ausnehmung 47 ist in diesem Fall gegenüber dem in der oberen Totpunktstellung befindlichen äußersten Rand im mittleren Bereich 48 des Kolbenbodens 17 in dem Zylinderkopf 14 vorgesehen.In Fig. 5A an elastically deformable, dome-shaped piston head 17 with a corrugated lower edge 120 in a recess 121 of the piston 7. Of the Edge 120 forms passage openings 122, which are in constant Are connected to the nozzle opening 41 designed as an annular gap. The annular recess 47 is in this Case in relation to the outermost edge located in the top dead center position in the central region 48 of the piston head 17 is provided in the cylinder head 14.
Zur Anpassung der Breite der Düsenöffnung an die Betriebsverhältnisse ist in eine Gewindebohrung 123 des KoI-bens 7 eine Einstellschraube124 mit an ihrem kegelstumpfförmigen Kopf 125 ausgebildetem Kerbprofil 126 eingeschraubt. Das Kerbprofil 1?6 greift in ein komplementäres Nutprofil 127 einer in dem Kolbenboden 17 vorgesehenen Aufnahmeöffnung 128 für die Einstellschraube 124 ein. Nach Ausbau der Zündkerze 16 läßt sich die Einstellschraube 124 mit einem Schraubendreher in derjenigen Richtung gegen den Widerstand der selbsthemmenden Kerbprofil 126 - Nutprofil 127 - Verbindung drehen, die unter elastischer Verformung des Kolbenbodens 17 die gewünschte Vergrößerung oder Verkleinerung der Breite der Düsenöffnung 41 bringt.To adapt the width of the nozzle opening to the operating conditions is in a threaded bore 123 of the piston 7 an adjusting screw 124 with at its frustoconical Head 125 formed notch profile 126 screwed. The notch profile 1 - 6 engages in a complementary one Groove profile 127 of a receiving opening provided in the piston head 17 128 for the adjusting screw 124. To Removal of the spark plug 16 can be the adjusting screw 124 with a screwdriver in that direction against the Resistance of the self-locking notch profile 126 - groove profile 127 - turn connection under elastic deformation of the piston head 17 brings the desired increase or decrease in the width of the nozzle opening 41.
Die Fig. 13 bis 15 zeigen eine Zweitakt-Verbrennungs-Kolbenkraftmaschine 61, bei der ein erster Kolben 62 in dem Zylinder 8 geführt und mit zwei an diametral gegenübei?- liegenden Stellen eines ersten Kolbenschaftes 63 angeordneten ersten Kolbenbolzenzapfen 64 und 65 jeweils an einer ersten Pleuelstange 66 und 67 angelenkt ist. Konzentrisch13 to 15 show a two-stroke internal combustion piston engine 61, in which a first piston 62 is guided in the cylinder 8 and with two diametrically opposite? - lying points of a first piston skirt 63 arranged first piston pin pin 64 and 65 each on a first connecting rod 66 and 67 is articulated. Concentric
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in dem ersten Kolbenschaft 63 ist ein zweiter Kolben 68 geführt und mit einem zweiten Kolbenbolzen 69 an einer zwischen den beiden ersten Pleuelstangen 66,67 angeordneten zweiten Pleuelstange 70 angelenkt. Die Kurbelwelle 4 weist miteinander fluchtende erste Kurbelzapfen 71 und 72 für die beiden ersten Pleuelstangen 66,67 und einen gegenüber den ersten Kurbelzapfen 71,72 um 180 versetzten zweiten Kurbelzapfen 73 für die zweite Pleuelstange 70 auf.In the first piston skirt 63, a second piston 68 is guided and with a second piston pin 69 on one articulated between the two first connecting rods 66, 67 arranged second connecting rod 70. The crankshaft 4 has aligned first crank pins 71 and 72 for the two first connecting rods 66,67 and one opposite the first crank pin 71, 72 offset by 180 on the second crank pin 73 for the second connecting rod 70.
Ein erster Verbrennungsraum 74 ist zwischen einem Kolbenzwischenboden 75 des ersten Kolbens 62, dem ersten Kolbenschaft 63 und einem Kolbenboden 76 des zweiten Kolbens 68 definiert. Der erste Kolben 62 ist mit einem zweiten Verbrennungsraum 77 zwischen dem Kolbenzwischenboden 75, dem ersten Kolbenschaft 63 und einem Kolbenboden 78 des ersten Kolbens 62 ausgestattet. Auch der zweite Kolben 68 vurfügt über einen solchen zweiten Verbrennungsraum 79 zwischen dem Kolbenboden 76, einem zweiten Kolbenschaft und einem Kolbenzwischenboden 81,A first combustion chamber 74 is between an intermediate piston base 75 of the first piston 62, the first Piston skirt 63 and a piston head 76 of the second piston 68 are defined. The first piston 62 is connected to a second Combustion space 77 between the intermediate piston crown 75, the first piston skirt 63 and a piston crown 78 of the first piston 62 equipped. The second piston 68 also has such a second combustion chamber 79 between the piston crown 76, a second piston skirt and an intermediate piston crown 81,
In den Kolbenzwischenboden 75 und den Kolbenboden 76 sind jeweils in Umfangsrichtung um je 90° gegeneinander versetzt zwei Düsenkörper 18 und zwei Strahlreflektoren 27 eingesetzt (vgl. auch Fig, 15). Die relative Anordnung ist so getroffen, daß mit einer Düsenöffnung 19 des Kolbenzwischenbodens 75 stets ein Strahlreflektor 27 des Kolbenbodens 76 fluchtet und umgekehrt. Den Kolbenboden 78 und den Kolbenzwischenboden 75 durchdringt konzentrisch die Zündkerze 16, deren eine Elektrode 82 axial bewegbar durch den Zylinderkopf 14 hindurchgeführt ist. Die Elektrode 82 ist außerhalb des Zylinderkopfes 14 durch eine in eine Gewindebohrung 83 des Zylinderkopfes 14 eingeschraubte Abdeckkappe 84 umgeben.In the intermediate piston base 75 and the piston base 76 are each 90 ° to each other in the circumferential direction offset two nozzle bodies 18 and two beam reflectors 27 are used (see. Also Fig. 15). The relative arrangement is taken so that with a nozzle opening 19 of the piston bottom 75 always a beam reflector 27 of the piston head 76 is aligned and vice versa. The piston crown 78 and the Piston intermediate bottom 75 penetrates concentrically through the spark plug 16, one electrode 82 of which can be moved axially through the Cylinder head 14 is passed. The electrode 82 is outside of the cylinder head 14 through a threaded hole 83 of the cylinder head 14 surrounded by screwed-in cover cap 84.
Die beiden ersten Kolbenbolzenzapfen 64,65 sind jeweils von einer Spülöffnung 85 und 86 durchdrungen. Jede Spülöffnung 85,86 ist einerseits ständig mit einem Vorkorapressionsraum 87 und 88 des Zylinders 8 verbunden und andererseits - durch den zweiten Kolben 68 steuerbar - mit dem ersten Verbrennungsraum 74 verbindbar. Die Vor- -20-The first two piston pin journals 64,65 are each penetrated by a flushing opening 85 and 86. On the one hand, each flushing opening 85, 86 is always provided with a precorapression space 87 and 88 of the cylinder 8 connected and on the other hand - controllable by the second piston 68 - with connectable to the first combustion chamber 74. The pre-20
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kompressionsraume 87f88 verlaufen mit ihrer Längsachse parallel zu einer Längsachse 89 des ersten Kolbens 62 und sind ständig rait einem Hohlraum 90 des Kurbelgehäuses 2 verbunden.compression space 87 f 88 extend with their longitudinal axis parallel to a longitudinal axis 89 of the first piston 62 and are constantly a cavity 90 of the crankcase 2 Rait connected.
Ein Pumpraum 91 zwischen dem Zylinderkopf 14, dem Zylinder 8 und dem Kolbenboden 78 steht über zu der Längsachse 89 parallele, diametral gegenüberliegende Pumpkanäle 92 und 93 in ständiger Verbindung mit den Vorkompressionsräumen 87,88. Dabei sind gemäß den Fig. 13 bis 15 dieA pump chamber 91 between the cylinder head 14, the cylinder 8 and the piston head 78 protrudes over diametrically opposed pump channels that are parallel to the longitudinal axis 89 92 and 93 in constant communication with the pre-compression chambers 87, 88. 13 to 15 are the
hierhere
Pumpkanäle 92 und 93 jeweils als eine Nut in derAEaum belasteten Innenfläche 42 des Zylinders 8 ausgebildet.Pump channels 92 and 93 respectively loaded as a groove in the A Eaum inner surface 42 of the cylinder 8 is formed.
Die Spülöffnungen 85,86 fluchten jeweils im Bereich der in den Fig. 13 und 14 gezeigten oberen Totpunktstellung des ersten Kolbens 62 mit einer Längsachse 94 und 95 einer in dem Zylinder 8 montierten Einspritzdüse 96 und Die Längsachsen 94,95 der Einspritzdüsen 96,97 sind jeweilsThe flushing openings 85, 86 are each aligned in the area of the top dead center position shown in FIGS. 13 and 14 of the first piston 62 with a longitudinal axis 94 and 95 an injection nozzle 96 mounted in the cylinder 8, and the longitudinal axes 94, 95 of the injection nozzles 96, 97 are, respectively
um einen Winkel 98 (Fig. 13) gegenüber der Waagerechten und um einen Winkel 99 (Fig. 15) gegenüber einer senkrechten Ebene geneigt. Dadurch ergibt sich eine gute Vertei— lung des einzupritzenden Mediums in dem ersten Verbrennungsraum 74. Durch die Einspritzdüse 96 kann z.B. Kraftstoff und durch die Einspritzdüse 97 Wasser in den ersten Verbrennungsraum 74 eingespritzt werden.at an angle 98 (FIG. 13) with respect to the horizontal and inclined at an angle 99 (FIG. 15) with respect to a vertical plane. This results in a good distribution distribution of the medium to be injected in the first combustion chamber 74. For example, fuel can be injected through the injection nozzle 96 and water is injected into the first combustion chamber 74 through the injection nozzle 97.
Je eine Auslaßöffnung 100 und 101 (Fig. 14) ist in dem ersten Kolbenschaft 63 und in der Wand des Zylinders 8 vorgesehen. Gemäß Fig. 13 liegt eine oberste Begrenzung der Auslaßöffnung 100 um einen Betrag 102 oberhalb der obersten Begrenzung der Spülöffnungen 85,86, um den Ladungswechsel zu verbessern.One outlet port 100 and one 101 (FIG. 14) each is in the first piston shaft 63 and in the wall of the cylinder 8 provided. According to FIG. 13, an uppermost limit of the outlet opening 100 is an amount 102 above that uppermost limit of the flushing openings 85,86 to the gas exchange to improve.
Der zweite Kolben 68 ist gegenüber dem ersten Kolbenschaft 63 lediglich durch eine Anzahl Labyrinthnuten 103 abgedichtet, da die Summe der Geschwindigkeiten des ersten und zweiten Kolbens die Wirsamkeit der Labyrinthdichtung im Arbeitstakt begünstigt. Stattdessen können auch Kolbenringe vorgesehen sein. Günstig ist, daß von den beiden Kolben 62,68 nur einer, nämlich der zweite Kolben 68, der-The second piston 68 is opposite the first piston shaft 63 only by a number of labyrinth grooves 103 sealed because the sum of the velocities of the first and second piston increases the effectiveness of the labyrinth seal favored in the work cycle. Instead, piston rings can also be provided. It is favorable that of the two Pistons 62,68 only one, namely the second piston 68, which-
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artige Dichtelemente besitzen muß. Das verringert die Reibungsverluste und den Verschleiß.must have like sealing elements. This reduces the friction losses and the wear and tear.
Jeder erste Kolbenbolzenzapfen 64,65 verjüngt sich nach außen gestuft kegelig. Jede erste Pleuelstange 66,67 ist mit einer komplementär gestuft kegeligen Durchbrechung auf dem zugehörigen ersten Kolbenbolzenzapfen 64,65 mittels eines Sicherungsringes 104 und 105 gehalten.Each first piston pin pin 64, 65 tapers outwards in a stepped conical manner. Each first connecting rod 66.67 is with a complementary stepped conical opening on the associated first piston pin pin 64,65 by means a locking ring 104 and 105 held.
In den Zylinder 8 ist ein Zuführstutzen 106 für Spülluft oder ein Luft-Kraftstoff-Spülgemisch mit einer rechtwinklig zu einer Längsachse 107 der Kurbelwelle 4 angeordneten Mündungsplanfläche 108 eingeschraubt. Der Zuführstutzen 106 ist mit einer Auslaßöffnung 109 und einer Labyrinthdichtungsanordnung 110 in der Mündungsplanfläche 108 ausgestattet,In the cylinder 8 is a feed connector 106 for scavenging air or an air-fuel scavenging mixture with a right angle to a longitudinal axis 107 of the crankshaft 4 arranged mouth plane surface 108 screwed. The feed nozzle 106 has an outlet opening 109 and a labyrinth seal arrangement 110 in the orifice plane 108 equipped,
An der ersten Pleuelstange 67 ist außen ein an der Mündungsplanfläche anliegender Steuerschieber 111 befestigt Der Steuerschieber 111 ist im wesentlichen C-förmig ausgebildet und öffnet mit einer Ausnehmung 112 (Fig. 14) die Auslaßöffnung 109 während des Verdichtungstaktes in dem Bereich von kurz nach der oberen Totpunktstellung bis kurz vor der unteren Totpunktstellung des ersten Kolbens 62 zunehmend bis zum vollen Querschnitt und dann wieder abnehmend. Während des übrigen Weges des ersten Kolbens 62 ist die Auslaßöffnung 109 durch den Steuerschieber 111 verschlossen. Is outside of the first connecting rod 67, a fitting at the mouth end face spool 111 mounted The control slide 111 is formed like C-essentially and opens with a recess 11 2 (Fig. 14) the outlet port 109 during the compression stroke in the range of from just after the top dead center position until shortly before the bottom dead center position of the first piston 62 increasing to the full cross section and then decreasing again. During the rest of the travel of the first piston 62, the outlet opening 109 is closed by the control slide 111.
In Fig. 13 sind die Düsenkörper 18 und die Strahlreflektoren 27 jeweils um 45° versetzt gezeichnet. Auf der Kurbelwelle, ist ein Schwungrad 113 montiert,In FIG. 13, the nozzle bodies 18 and the beam reflectors 27 are each drawn offset by 45 °. On the Crankshaft, a flywheel 113 is mounted,
Gemäß Fig, 14 ist die Elektrode 82 zwischen ihren freiliegenden Enden mit einer elektrischen Isolierung 114 ummantelt und mit der Isolierung 114 über einen Dichtungsring 115 der Abdeckkappe 84 abgedichtet. Im unteren Bereich der Abdeckkappe 84 ist eine mit einem Zündkabel 116 verbundene Elektrode 117 hindurchgeführt, die mit dem oberen freiliegenden Ende der Elektrode 82 eine Funkenstrecke14, the electrode 82 is electrically insulated 114 between its exposed ends encased and sealed with the insulation 114 via a sealing ring 115 of the cover cap 84. In the area below The cover cap 84 is passed through an electrode 117 connected to an ignition cable 116, which electrode is connected to the upper exposed end of electrode 82 is a spark gap
bildet und am unteren Ende der Zündkerze 16 Zündfunken veranlaßt, . . -22-forms and causes ignition sparks at the lower end of the spark plug 16,. . -22-
Die Wirkungsweise der Maschine 61 ist wie folgt:The operation of the machine 61 is as follows:
In der in den Fig. 13 und 14 gezeigten relativen Stellung haben die Kolben 62, 68 gerade ihren Arbeitshub beendet. Die verbrannten Gase sind weitestgehand durch die Auslaßöffnungen 100, 101 ausgeströmt, und Frischluft ist durch die Spülöffnungen 85, 86 in den ersten Verbrennungsraum 74 und über die Düsenöffnungen 1$|;nur teils auch in die zweiten Verbrennungsräume 77, 79 eingeströmt. Diese Strömungsvorgänge dauern an, bis der zweite Kolben 68 mittels. seiner obersten Steuerfläche die Spülöffnungen 85, und die Auslaßöffnung 100 schließt. Zuvor wird durch die Einspritzdüse 96 Kraftstoff durch die Spülöffnung 85 eingespritzt und gegebenenfalls mittels der Einspritzdüse 97 vorgewärmtes Wasser durch die Spülöffnung 86 eingespritzt.In the relative position shown in FIGS. 13 and 14, the pistons 62, 68 have just finished their working stroke. The burned gases have largely flowed out through the outlet openings 100, 101, and fresh air is through the scavenging openings 85, 86 into the first combustion chamber 74 and via the nozzle openings 1 $ | ; only partially flowed into the second combustion chambers 77, 79. These flow processes continue until the second piston 68 means. its uppermost control surface the flushing openings 85, and the outlet opening 100 closes. Before this, fuel is injected through the flushing opening 85 by the injection nozzle 96 and, if necessary, water preheated by the injection nozzle 97 is injected through the flushing opening 86.
Es folgt der auch die zweiten Verbrennungsräume 77, 79 völlig auffüllende Verdichtungshub, während dem die Kolben 62, 68 in dem Hohlraum 90, den Spülräumen 87, 88, den Pumpkanälen 92, 93 und dem Pumpraum 9I Unterdruck erzeugen und - bei durch den Steuerschieber 111 geöffneter Mündungsfläche 108 des Zifiihrstutzens 106 - Frischluft in das Innere der Maschine 61 einsaugen. Im Bereich der größten Verdichtung erfolgt die Zündung des zündfähigen Gemisches durch die ZündKerze 16. Dabei wirkt der Verbrennungsdruck in dem ersten Verbrennungsraum 74 auf beide Kolben 62, 68 und je Düsenöffnung 19 ein Reaktionsstrahlimpuls und an den Strahlreflektoren 27 je ein weiterer, jedoch geringerer Impuls zusätzlich auf den zugehörigen Kolben 62 oder 68 aufgrund der fortschreitenden Verbrennung in den zweiten Verbrennungsräumen 77, 79. Sobald die Auslaßöffnung 100 durch den zweiten Kolben 68 freigelegt wird, strömt verbranntes Gas ab. Kurz darauf werden auch die Spülöffnungen 85, 86 geöffnet, so daß die nach dem Schliessen der Mündungsfläche 108 durch den Steuerschieber 111 komprimierte Frischluft in den ersten Verbrennungsraum 74 und von dort in die zweiten Verbrennungsräume 77» 79 ein-This is followed by the compression stroke, which also completely fills the second combustion chambers 77, 79, during which the pistons 62, 68 generate negative pressure in the cavity 90, the flushing chambers 87, 88, the pump channels 92, 93 and the pump chamber 9I and - in the case of the control slide 111 open mouth surface 108 of the feed nozzle 106 - suck fresh air into the interior of the machine 61. In the area of greatest compression, the ignitable mixture is ignited by the spark plug 16. The combustion pressure in the first combustion chamber 74 acts on both pistons 62, 68 and a reaction jet pulse for each nozzle opening 19 and a further, but smaller, pulse at each of the jet reflectors 27 on the associated piston 62 or 68 due to the progressive combustion in the second combustion chambers 77, 79. As soon as the outlet opening 100 is exposed by the second piston 68, burnt gas flows off. Shortly thereafter, the flushing openings 85, 86 are also opened so that the fresh air compressed by the control slide 111 after the opening surface 108 has been closed into the first combustion chamber 74 and from there into the second combustion chambers 77 »79.
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strömen kann.can flow.
Die Maschine 61 ist in mehrerer Hinsicht vorteilhaft, Das sich nachteilig auswirkende Kräfteparallelogramm aus Pleuellänge und Kurbelradius ist bei gegenüber herkömmliehen Maschinen gleichem Hubvolumen sehr viel günsbiger, so daß einem erhöhten Reibungsverlust und dem Entstehen von Freßerscheinungen - bei den jetzt erheblich gewachsenen, den Kolben beaufschlagenden Kräften - vorgebeugt worden ist. Ferner ist bei der gleichen bisher beherrschbaren höchsten Kolbengeschwindigkeit die doppelte Drehzahl und damit die doppelte Anzahl an Arbeitstakten ,je Zeiteinheit erzielbar, sowie ein erheblich günstigeres Leistungsgewicht der Maschine 61. Kippmomente sind durch die verteilte Anordnung der DUsenkörper 18 in den Kolben 62, 68 nicht zu befürchten. Außerdem ist die Kinematik des Kurbeltriebs gegenüber vergleichbaren Einkolbenmaschinen erheblich verbessert und der Ausgleich der Massenkräfte, soweit möglich, vollendet.The machine 61 is advantageous in several respects. The negative effect of the parallelogram of forces Connecting rod length and crank radius is compared to conventional Machines with the same stroke volume are much cheaper, so that there is an increased loss of friction and the emergence of eating symptoms - in the now considerably increased, forces acting on the piston - has been prevented. Furthermore, the same is previously manageable highest piston speed twice the speed and thus twice the number of work cycles, ever Time unit achievable, as well as a significantly more favorable power-to-weight ratio of the machine 61. Tilting moments are through There is no need to fear the distributed arrangement of the nozzle bodies 18 in the pistons 62, 68. Plus the kinematics of the crankshaft drive compared to comparable single-piston machines and the balancing of the inertia forces, as far as possible, completed.
Patentanwälte Dfpl.-Ing. Horst Rose Dtpi.-I.sg. Peter Kose!Patent Attorneys Dfpl.-Ing. Horst Rose Dtpi.-I.sg. Peter Kose!
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Claims (1)
Innenfläche (42) des Zylinders (8) zusammenwirkenden Kolbenring (52) angeordnet ist.19. Machine according to claim 17 or 18, characterized in that between the first (20) and the second (21st) combustion chamber, a piston head (17) with one with a
Inner surface (42) of the cylinder (8) cooperating piston ring (52) is arranged.
Kolbens (7) wenigstens eine sich nur über einen Teil des
Zylinderumfangs erstreckende taschenförmige Ausnehmung (58) vorgesehen ist.Linders (8) in the area of the top dead center position of the
Piston (7) at least one extends over only part of the
Cylinder circumference extending pocket-shaped recess (58) is provided.
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| DE3012022C2 DE3012022C2 (en) | 1983-04-07 |
Family
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Family Applications (1)
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