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DE737284C - Two-stroke diesel engine - Google Patents

Two-stroke diesel engine

Info

Publication number
DE737284C
DE737284C DEH164292D DEH0164292D DE737284C DE 737284 C DE737284 C DE 737284C DE H164292 D DEH164292 D DE H164292D DE H0164292 D DEH0164292 D DE H0164292D DE 737284 C DE737284 C DE 737284C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
cylinder
center
diesel engine
injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEH164292D
Other languages
German (de)
Inventor
Fritz Beller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henschel and Sohn GmbH
Original Assignee
Henschel and Sohn GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henschel and Sohn GmbH filed Critical Henschel and Sohn GmbH
Priority to DEH164292D priority Critical patent/DE737284C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE737284C publication Critical patent/DE737284C/en
Expired legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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    • F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0624—Swirl flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

Zweitakt-Dieselmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine ZweitaktUeselmaschine mit kolbengesteuerten Ein- und Auslaßschlitzen in der Zylinderwandung und mit Springbrunnenspülung unter Zuführung des Spülmittels durch unterhalb des Kolbenbodens angeordnete, geschlossen ausgebildete Einlaßkanäle, die in tangentialer Richtung üi einen kegelförmig verbreiterten, in der Kolbenbodenmitte ausgesparten Hohlraum einmünden, dessen zum Zylinderraum führende Öffnung bei äußerer Kolbentotlage nahe an die in der Zylinderkopfmitte vorgesehene Brennstoffeinspritzdüse herantritt.Two-stroke diesel engine The invention relates to a two-stroke single-stroke engine with piston-controlled inlet and outlet slots in the cylinder wall and with fountain rinsing with the rinsing agent being supplied through closed inlet channels arranged below the piston crown, which in the tangential direction have a conically widened cavity recessed in the center of the piston crown open, whose opening leading to the cylinder chamber comes close to the fuel injector provided in the cylinder head center when the piston is in the outer dead position.

Dieser Kolbenhohlraum. dient somit außer zur Sammlung der aus den einzelnen Einlaßkanälen zusammenfließenden Luftströme auch als Einspritz- und Zündkammer der Maschine. Bei blekannten. Bauarten dieser Maschinengattung ist jedoch nicht genügend darauf Bedacht genommen, den Hählraum. derart zu gestalten, daß er nicht nur für den letztgenannten Sonderzweck geeignet ist, sondern gleichzeitig dazu beitragen kann, außer der allgemeinen Führung des gesammelten Spülluftstromes in Richtung der Zylinderachse vom Kolbenboden bis zum Zylinderkopf auch noch die StrahIform und den Strömungsverlauf der Luft im Zylinderinnern mit besonderen baulichen Gegehenhenen der MasAine, beispielsweise Langhubigkeit oder Kurzhäbigkeit, in Einklang zu bringen. In der Erreichung dieser beiden Ziele besteht die Aufgabe der Erfindung, deren charakteristisches Merlanal darin besteht, daß der als Einspritz- und Zündkammer dienende k-e"--elstumpfförinige Kolbenhohlraum einen Grundkreis besitzt, der wesentlich kleiner als die Zylinderbohrung ist -und die Mündungen der vom Umfang bis, zur #fitte des Kolbens sich verengenden Einlaßkanäle vollständig umschließt sowie eine dem Brennstoffstrahl derart angepaßte Höhe aufweist, daß eine Einspritzung in die Einlaßkanäle vermieden ivird tind dabei die zuni Zylinderraum führende Kreisöffnung des Kolbenhohlraumes scharfkantig ausgebildet und übler diesem eine trichterförmig sich erweiternde Ausnehmung im Kolbenboden vorgesehen ist, der eine zylin.-dereinwärts kerichtete. allseitige Wölbung deT die EinspritzdUse tragenden Zylinderkopfmitt#e entspricht. Die vollständige Ausspülun- des verhältnismäßig breiten Hubraunies wird erfindun-s,-emäß also bei kurzhubigen Maschineu dadurch gesichert, daß die zum Zylinderraum, führende KreisÖffnung des Kolbenhohlraumes scharfkantig ausgebildet und über ihr eine trichterförmig sich erweitemde Ausb nehmung, im Kolbenboden vorgesehen ist, der eine zylindereinwärts gerichtete allseitige Wölbung der die Einspritzdüse tra --enden Zylinderkopfmitte entspricht. Der 'aus der scharfkantigen Krcisöffnung austrelciidie Schraubenstrahl der Spülluft: dehnt sich auf seinem Wege nach dem Zylinderkopf nichr und mehr aus und schleudert Stromteile ab, die vorzeitig uml:ehren und somit clie Seitenteile des breiten Hubraumes erfassen. Die der äußeren Form des Kolhenbodens entsprechende Wölbun- der Innenfläche des Zylinderk-opfes dient andererseits in an sich bei Spring-brunnenspülung bekannter Weise dazu -, die Umlenkung der an den Zylinderlopf ge-]an,-enden Luftstrahlen in die Gegenrichtunzu erleichtern.This piston cavity. thus serves not only for the collection of the individual inlet channels converging air streams also as injection and ignition chambers the machine. At bleknown. However, this type of machine is not designed Taken enough care in the cave room. in such a way that he does not is only suitable for the latter special purpose, but also contributes to it can, in addition to the general guidance of the collected purge air flow in the direction of the cylinder axis from the piston crown to the cylinder head also has the shape of the jet and the flow of the air inside the cylinder with special structural features the MasAine, for example long-stroke or short-haul, to reconcile. The object of the invention is to achieve these two objectives, its characteristic Merlanal consists in the fact that the k-e "- which serves as an injection and ignition chamber - has a truncated shape Piston cavity has a base circle that is much smaller than the cylinder bore is -and the mouths of the constricting from the circumference to the #fitte of the piston Completely encloses inlet channels and one adapted to the fuel jet in this way Has height that an injection into the inlet channels is avoided the circular opening of the piston cavity leading to the cylinder space is sharp-edged and worse this a funnel-shaped widening recess in the piston crown it is provided that a cylinder-inward direction is provided. all-round curvature deT the Injector-bearing cylinder head center is equivalent to. The full Flushing out the comparatively wide stroke area is invented, ie according to short-stroke machine secured by the circular opening leading to the cylinder space of the piston cavity formed sharp-edged and a funnel-shaped itself above it expanding expansion, is provided in the piston head, the one cylinder inward Directional curvature on all sides of the center of the cylinder head supporting the injection nozzle is equivalent to. The screw beam emerges from the sharp-edged opening of the circle the scavenging air: does not expand any more on its way to the cylinder head and throws off parts of the electricity that prematurely honor and thus the side panels the wide displacement. The one corresponding to the outer shape of the piston bottom The curved inner surface of the cylinder head is used, on the other hand, for fountain flushing in a known manner for this purpose -, the deflection of the air jets ending at the cylinder knock in the opposite direction.

Bei langhtibigen Maschinen dagegen, also solchen mit verhältnismäßi- kleiner Zylinderbohrung, empfiehlt es sich, den aus dem Kolbenhohlraum austretenden Schraubenstrahl der Luft zusammenzuhalten und seine Durchschlagskraft derart zu verstärken, daß er mit Sicherheit bis zum Zylinderkopf gelan,-en und sich dort noch durch Aufprallen seitlich ausbreiten kann. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß bei einer im übrigen wie vorstehend beschrieben gebauten Maschine zwischen dem Kolbenhohlraum und der über ihm vorgesehenen trichterfürrni-en Ausnehmung des Kolbenbodens ein zylindris,cher Verbindungskanal angeordnet, dessen Länge und Durchmesser im Verein mit dem gegebenen Spüldruch. den vorliegenden Maßverhältnissen des Arl)citszylitiders nach den Regeln der Strömungstechnik. angepaßt werden.In the case of long-term machines, on the other hand, i.e. those with relatively smaller cylinder bore, it is recommended to use the one emerging from the piston cavity To hold the helical jet of air together and to increase its penetrating power reinforce the fact that it will with certainty get to the cylinder head and still be there can spread sideways by impact. For this purpose, according to the invention in a machine otherwise constructed as described above between the piston cavity and the funnel-shaped recess in the piston crown provided above it cylindris, cher connecting channel arranged, its length and diameter in the association with the given flushing pressure. the present proportions of the Arl) citszylitiders according to the rules of fluid mechanics. be adjusted.

Die Stärke der Wirbeldrehung sowohl in dem als Einspritz- und Zündkammer dienenden Kolbenhohlrauin als auch im Hubraum während der Zylinderspülung, ist noch dadurch besonders hoch, daß sich die Einlaßkanäle vom Umfan- bis zur Mitte des Kolbens verengen, so daß sich die Geschwindigkeit der Spülluft bis zur tangentialen Einströmun-- in den Kolbenholilraum stet!- erhöht.The strength of the vortex rotation in both the injection and ignition chambers serving piston hollow roughness as well as in the displacement during cylinder flushing is still particularly high because the inlet channels extend from the circumference to the center of the piston narrow so that the speed of the purge air up to the tangential inflow steadily in the piston cavity! - increased.

Eine Zweitakt-Dieselmaschine mit den Merkmalen gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dar-estellt.A two-stroke diesel engine with the features according to the invention is shown in the drawing, for example.

Die Abb. i veranschaulicht ini Hauptlän-sschnitt den Arbeitszylinder einer Zweita kt-Dieselmaschine bei äußerer, die Abb.2 bei innerer Kolbentotla-e, während die Abb.3 einen Querschnitt durch den Zylinder mit Draufsicht auf den Kolbenboden wiedürgibt. Die Abb.4 zeigt einen Län-Issclinitt des Arbeitskolbens allein, dessen Draufsicht aus der Abb. 5 hervorgeht.Fig. 1 shows the main longitudinal section of the working cylinder of a two-stroke diesel engine with an outer piston, Fig. 2 shows an inner piston total, while Fig. 3 shows a cross-section through the cylinder with a top view of the piston crown. Fig. 4 shows the length of the working piston alone, the top view of which is shown in Fig. 5 .

In den Abbildun-e-ii bedeuten a den Arbeitszylinder, b den Arbeitskolben, c die Einlaßkanäle für die Spülluft ini Arbeitskolben, d die Zuführungskanäle für die Luft im Zy- lindermantel, e die Auslaßkanäle, i den Kolbenhohlraum, die Einspritzdiise, Ii, die trichterförmi-e Ausnehmun# im Kolbenboden, i in Abb.4 den zylindrischen #'crbiii-d-tiii-skanal zwischen den Räumen/ und li, schlief.')-]ich k die Augen des Kolbenbolzensl.In Figures e-ii, a denotes the working cylinder, b the working piston, c the inlet ducts for the scavenging air in i the working piston, d the supply ducts for the air in the cylinder jacket, e the outlet ducts, i the piston cavity, the injection nozzle, Ii, the funnel-shaped recess in the piston crown, i in Fig. 4 the cylindrical # 'crbiii-d-tiii-skanal between the spaces / and li, slept.') -] I k the eyes of the piston pinl.

Gemäß Abb. i bis 3 sind unterhalb des Bodens des Kolbensb zwei einander -e-enüberliegende Spülluftkanäle c vorges-ehen '. die bei innerer Kolbentotlage nach Abb. 2 mit den Zuführungskanälend zur Deckung kommen und nach Abb.3 unter VerengLing nach der Kolbenmitte hin tan-ential in den Kolbenhohlraum 1 einmünden.' Die Spülluftkanäle c weisen eine flach rechteckige Form auf und sind außerdem unmittelbar oberhalb und in Richtung der Augen k des Kolbenbolzens 1 an-cordnet. Die von der Außenkante düs Kolbensb -estetierten Auslaßkanälee des Zy- linders a sind nach Abb. 3 sternförmig auf den. Zylinderumfang verteilt.According to Figs. I to 3 , two scavenge air ducts c, one above the other, are provided below the bottom of the piston b. that come with the Zuführungskanälend to cover at inner Kolbentotlage according to Fig. 2 and tan-ential open out to Fig.3 under VerengLing by the piston towards the center of the piston cavity 1. 'The Spülluftkanäle c have a flat rectangular shape and are also directly above and in the direction of the eyes of the piston pin 1 k-cordnet to. The outlet channels of the cylinder a, which are fixed from the outer edge of the piston, are star-shaped as shown in Fig. 3. Distributed cylinder circumference.

Der Kolbenhohlraumi, an dessen Grundkreis die Kanäle c einmünden, ist kegelstumpfförmig aus-ebildet und somit dem Einspritzstrahl der Brennstoffdüseg vollkommen angepaßt, wie Abb. i erkennen läßt. Die Düseg tritt bei der äußeren Kolbentotla-e nach dieser Abbildung sehr nahe an den oberen Mündungskreis des Hohlraumesi heran und liegt innerhalb einer Einwölbung des Zylinderkopfes, der eine trichterförmige, über dein Raum/ vorgesehene Auszielinitiii-li des Kolbenbodens entspricht (v-l. auch Abb. 2 t. Die Kante zwischen den Räumen/ und li ist scharf ausgebildet, wodurch sich, in dem Strömun-sbild der S Ulun- nach Abb. 2 die schon gep Z, Z, schilderte, mit der Höhe zunehmende Verbreiterun- des schraubenförmi-en Mittelstrahles der Spülluft unter Ausschleuderun- von Randstrahlen ergibt, die durch Pfeile an-e#d-eu,t#et sind.The piston cavity i, at the base circle of which the channels c open, is frustoconical in shape and thus perfectly adapted to the injection jet of the fuel nozzle, as can be seen in Fig. I. The Düseg occurs at the outer Kolbentotla-e according to this figure, very close to the upper mouth circuit of Hohlraumesi zoom and is located within an indentation of the cylinder head corresponding to a funnel-shaped, about your room / deemed Auszielinitiii-li of the piston crown (vl. Also Fig. 2 t. the edge between the spaces and / li is sharply formed, thereby, in which the S-Ulun- Strömun s picture according to Fig. 2, the already gep Z, Z, described, s schraubenförmi-increasing with the height of the Verbreiterun- Central jet of the scavenging air with ejection results from edge jets indicated by arrows an-e # d-eu, t # et.

Die Kolbenausbildung nach den Abb. 4 und 5 unterscheidet sich von dem vorhergehend beschriebenen dadurch, daß zwischen dem Kolbenhohlraum. j und dem Trichterraumli der zylindrische Kanali liegt, dessen den Luftmittelstralil zusammenbaltende #Virk-ung schon erörtert und in Abb. 4 durch zwei Pfeile veranschaulicht ist, die auch eine durch den Kanal i - enüber Abb. 2 vergrößerte Steigun,- des Schraubenstrahles. erkennen lassen. Gemäß Abb. 5 sind ferner acht symmetrisch auf den Kolbenkreis verteilte ]#i11-laßkanäle c vorgesehen, die tangential in den Hohlraum j einmünden und vom Umfang bis zur Mitte des Kolbens noch verkleinernde Querschnitte aufweisen. Entsprechend muß im Zylindermantel die Zahl der Zuführun-S-kanäle gewählt werden.The piston design according to Figs. 4 and 5 differs from the one previously described in that between the piston cavity. j and the funnel space lies the cylindrical canal, the flow of which has already been discussed and is illustrated in fig. 4 by two arrows, which also shows a rise in the helical stream, enlarged by the canal i - en over fig. 2. reveal. According to Fig. 5 , eight symmetrically distributed on the piston circle] # i11 -laßkanäle c are provided, which open tangentially into the cavity j and still have reducing cross-sections from the circumference to the center of the piston. The number of feed S-channels in the cylinder jacket must be selected accordingly.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitakt-Dieselmaschine mit kolbengesteuerten Ein- und Auslaßschlitzen in der Zylindenvandung , und mit Springbrunnenspülung, -unter Zuführung des Spülmittels durch unterhalb des Kolbenbodens angeordnete, geschlossen ausgebildete Einlaßkanäle, die in tangentialer Richtun- ", in einen kegelförmig verbreiterten, in der Kolbenbodenmitte ausgespa"rten Hohlratun einmünden, dessen zum Zy- linderraum führende Öffnung bei äußerer Kolbentotlage nahe an die in der Zylinderkopfmitte vorgesehene Brennstaffeinspritzdüse herantritt, dadurch gekennzeichnet, daß der als Einspritz- und Zündkammer dienende kegelstumpfförmige Kolblenhohlraum, (f) einen Grundkreis besitzt, der wesentlich kleiner als die Zylinderbohrung ist und die Mündungen der vom Umfang bis zur Mitte des Kolbens sich verengenden Einlaßkanäle (c) vollständig umschließt sowie eine dem Brennstoffstrahl derart angepaßte Höhe aufweist, daß eine Einspritzung in die Einlaßkanäle vermieden wird und dabei die zum Zylinderraum führende Kreisöffnun- des Kolbenhohlraums (i) scharfkantig ausgebildet und über diesem eine trichterförmig sich er--weiternde Ausnehmung (h) im Kolbenboden vorgesehen ist, der eine zylind,--reinwärts gerichtete allseitigge Wölbung der die Einspritzdüse (u) tragenden Zylinderkopfmitte entspricht. PATENT CLAIMS: i. Two-stroke diesel engine with piston-controlled inlet and outlet slots in the wall of the cylinder , and with fountain flushing, with the flushing agent being supplied through closed inlet channels arranged below the piston crown, which cut out in the tangential direction in a widened conical shape in the center of the piston crown Hohlratun open up, the opening leading to the cylinder chamber, when the piston is in the outer dead position, comes close to the fuel injection nozzle provided in the middle of the cylinder head, characterized in that the frustoconical piston cavity (f) serving as the injection and ignition chamber has a base circle which is significantly smaller than the cylinder bore and completely encloses the mouths of the inlet ducts (c) narrowing from the circumference to the center of the piston and has a height adapted to the fuel jet in such a way that injection into the inlet ducts is avoided and the circular opening leading to the cylinder chamber n- of the piston cavity (i) is sharp-edged and above this a funnel-shaped widening recess (h) is provided in the piston head, which corresponds to a cylinder-inwardly directed curvature on all sides of the center of the cylinder head carrying the injection nozzle (u). 2. Zweitakt-Dieselmaschine nach Anspruch i, dadurch -ekennzeichnet, daß zivischen dem Kolhenhohlraum (i) und der trichterförmiggen Ausnehmung (Ii) ein zylindrischer Verbindun-skanal (i) angeordnet ist.2. Two-stroke diesel engine according to claim i, characterized in that zivischen the piston cavity (i) and the funnel-shaped recess (Ii) a cylindrical Connection channel (i) is arranged.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015192816A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Zdenek Novotny A two-stroke combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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