DE292030C

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Publication number: DE292030C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Es sind bereits Verfahren und Verbrennungskraftmaschinen bekannt, bei denen entweder durch Einführung von Druckluft oder einer Mischung solcher mit Brennstoff die Ladung im Arbeitszylinder vermehrt und die Verbrennungsgase aus letzterem ausgetrieben werden sollen. Der dadurch angestrebte Endzweck, nämlich bessere Ausnutzung des Brennstoffes und höherer Nutzeffekt, wurde jedoch nichtThere are already methods and internal combustion engines known in which either by introducing compressed air or a mixture of such with fuel, the charge increased in the working cylinder and the combustion gases expelled from the latter should. The end goal sought thereby, namely better utilization of the fuel and higher efficiency, however, was not

ίο oder nur in geringem Grade erreicht, da das bisherige Vorhandensein eines Kompressionsraumes im Arbeitszylinder und die bisherige Art der Einführung der Druckluft in letzteren nicht geeignet war, das angestrebte Ziel zu erreichen. Auch durch die Anwendung einer Ladungskammer im Arbeitskolben konnte das Ziel nicht erreicht werden, da die verbrannten Gase aus letzterer während des Auspuffhubes nur in den Zylinder gedrückt ^wurden, so daß die Rückstände im Zylinder dadurch nur vermehrt wurden, während ein vollständiges Auspuffen der verbrannten Gase die erste Vorbedingung für ein reines und voll wirksames Ladungsgemisch sind. Außerdem waren damit komplizierte Einrichtungen der Maschine verbunden, wodurch die Betriebssicherheit derselben beeinträchtigt wurde.ίο or achieved only to a small extent, since that previous presence of a compression space in the working cylinder and the previous one Kind of introduction of the compressed air in the latter was not suitable to the intended goal reach. This was also possible through the use of a charge chamber in the working piston Objective cannot be achieved because the burned gases from the latter during the exhaust stroke were only pressed into the cylinder, so that the residues in the cylinder only increased became the first precondition during a complete exhaust of the burnt gases are for a pure and fully effective mixture of charges. Also were with it complicated equipment connected to the machine, thereby increasing the operational safety of the same was impaired.

Demgegenüber, wird durch das die Erfindung bildende Verfahren zur Luftzuführung bei Verbrennungskraftmaschinen mit im Kolben liegender Kompressionskammer ein vollständiger, Auspuff der verbrannten Gase und durch die weiterhin zugeführte Luft eine Vermehrung der Verbrennungsluft erzielt, wodurch eine bessere Ausnutzung des Brennstoffes und eine dementsprechend höhere Arbeitsleistung der Verbrennungskraftmaschine erreicht wird.In contrast, the method forming the invention for supplying air in internal combustion engines with a compression chamber located in the piston, a complete, Exhaust of the burnt gases and an increase due to the air that is still supplied of the combustion air, which means better utilization of the fuel and a correspondingly higher work performance the internal combustion engine is achieved.

Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß am Ende des Saughubes und im Beginn des Kompressionshubes durch Eintrittsöffnungen in der Zylinderwandung Frischluft unter entsprechendem Druck in die Kolbenkammer eingeführt wird, so daß die in letzterer befindlichen, restlichen Gase durch die den Eintrittsöffnungen gegenüberliegenden Austrittsöffnungen in der Zylinderwandung ausgetrieben werden, wobei die in der Kolbenkammer verbleibende Luft sich während der Kompression mit der Ladung mischt und als Verbrennungsluft dient, während die am Ende des Expansionshubes und im Beginn des Auspuffhubes in die Kolbenkammer eingeführte Frischluft nur zum Austreiben der Verbrennungsgase dient.The process consists essentially in that at the end of the suction stroke and at the beginning of the compression stroke through inlet openings in the cylinder wall appropriate pressure is introduced into the piston chamber, so that the in the latter, The remaining gases are driven out through the outlet openings in the cylinder wall opposite the inlet openings The air remaining in the piston chamber differs during compression mixes with the load and serves as combustion air during the end of the expansion stroke and fresh air introduced into the piston chamber at the beginning of the exhaust stroke only to expel the combustion gases serves.

Das Verfahren ist insbesondere für im Viertakt arbeitende Verbrennungskraftmaschinen geeignet, deren Arbeitskolben mit einer Kammer zur Aufnahme des komprimierten Gasluftgemisches bzw. von verbrannten GasenThe method is particularly useful for four-stroke internal combustion engines suitable, the working piston with a chamber for receiving the compressed gas-air mixture or burned gases

dient, wobei ein die äußere Wandung der Kolbenkammer bildender Ring in der Endstellung des Kolbenniederganges einen Zwischenraum zwischen Ring und Kolbenboden 5, läßt, durch welchen Zwischenraum die Luft in die Kammer eingeblasen bzw. wieder ausgeblasen werden kann. serves, with a ring forming the outer wall of the piston chamber in the end position of the piston lower passage leaves a space between the ring and the piston crown 5, through which space the air can be blown into the chamber or blown out again.

Eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Viertaktmaschine ist in der ZeichnungA four-stroke machine used to carry out the method is shown in the drawing

ίο im Vertikalschnitt dargestellt.ίο shown in vertical section.

Mit α ist der Zylinder und mit β der Arbeitskolben bezeichnet. Die Kammer j des Arbeitskolbens wird einerseits durch den Kolbenboden und andererseits durch ein mit diesem starr verbundenes Ventil k und den lose, jedoch gasdicht ah die Zylinderwandung anschließenden Ring ο gebildet. Der Ring ο hat zwischen dem Kolbenboden und dem Ventil k einen gewissen Spielraum, so daß bei der in der Zeichnung dargestellten Endstellung des Kolbens zwischen dem Ring ο und dem Kolbenboden ein Zwischenraum verbleibt, so daß durch diesen Zwischenraum die bei I eintretende Frischluft durch den Kanal P- in die Kolbenkammer eintreten kann. Ein gegenüberliegender Austrittskanal I² in der Zylinderwandung ist in der veranschaulichten Kolbenendstellung ebenfalls mit dem Zwischenraum zwischen Ring 0 und Kolbenboden verbunden.The cylinder is designated with α and the working piston with β. The chamber j of the working piston is formed on the one hand by the piston head and on the other hand by a valve k rigidly connected to the latter and the ring o adjoining the cylinder wall loosely but in a gas-tight manner. The ring o has a certain clearance between the piston head and the valve k , so that in the end position of the piston shown in the drawing, a gap remains between the ring o and the piston head, so that the fresh air entering at I through the channel through this gap P- can enter the piston chamber. In the illustrated piston end position, an opposite outlet channel I ² in the cylinder wall is also connected to the space between ring 0 and piston head.

In diesem Austrittskanal I² befindet sich ein Austrittsventil υ, dessen Ventilstange m unter Vermittlung eines Hebels von einem Daumen d zwangläuüg geöffnet und geschlossen wird, und zwar bei jeder Endstellung des Kolbens.In this outlet channel I ² there is an outlet valve υ, the valve rod m of which is inevitably opened and closed by a thumb d by means of a lever, specifically in each end position of the piston.

Ein dritter Kanal I^s mündet unterhalb des Austrittsventils ν in dem Kanal q und von diesem in das mit Öffnungen versehene Kurbelgehäuse g. Im oberen Teile des Zylinders ist ein Auspuffventil w vorgesehen zum zeit-A third channel I ^s opens below the outlet valve ν in the channel q and from there into the crankcase g, which is provided with openings. An exhaust valve w is provided in the upper part of the cylinder for

weisen Öffnen und Verschließen des Auspuffkanals f, wobei das Ventil w unter Vermittlung des Gestänges η und eines Hebels von einem Daumen d¹ nur während des Auspuffhubes geöffnet wird, s ist das Ansaugventil und ζ die Zündkerze.show opening and closing of the exhaust duct f, the valve w being opened by means of the linkage η and a lever by a thumb d ¹ only during the exhaust stroke, s is the intake valve and ζ the spark plug.

Die ununterbrochen durch die Leitung / zugeführte Frischluft tritt durch den Kanal l^x am Ende des Saughubes zwischen dem Ring 0 und Kolbenboden in die Kammer j und treibt aus dieser die vom vorhergehenden Auspuffhub übriggebliebenen Gase heraus und durch den Kanal I² und das in diesem Augenblick geöffnete Ventil ν und den Kanal q in das Kurbelgehäuse, aus welchem das hineingetriebene Auspuff- und Luftgemisch nach und nach entweicht, und zwar durch die Löcher h des Kurbelgehäuses.The uninterrupted through the line / fresh air supplied passes through the channel l ^x at the end of the suction stroke between the ring 0 and piston head in the chamber j and drives the gases left over from the previous exhaust stroke out and through the channel I ² and that at this moment open valve ν and the channel q into the crankcase, from which the exhaust and air mixture driven in gradually escapes, through the holes h in the crankcase.

Da nicht nur am Ende des Saughubes, sondern auch im ersten Beginn des Kompressionshubes die Verbindung zwischen Luftkanal I¹ und Kolbenkammer noch besteht, so wird weitere Frischluft in die Kolbenkammer gedrückt, die in dieser verbleibt, da das Ventil ν sich bereits wieder geschlossen hat. Beim weiteren Aufwärtsgang des Kolbens , wird der Ring 0 gegen den Kolbenboden gedrückt und eine Verbindung zwischen Kolbenkammer und dem Arbeitsraum des Zylinders hergestellt, so daß bei dem darauffolgenden Explosionshub die in der Kammer inzwischen mit La- dungsgemisch vermengte Luft als Verbrennungsluft dient. Since the connection between the air channel I ¹ and the piston chamber still exists not only at the end of the suction stroke but also in the first beginning of the compression stroke, more fresh air is pressed into the piston chamber, which remains in it, since the valve ν has already closed again. During the further upward movement of the piston, the ring 0 is pressed against the piston crown and a connection is established between the piston chamber and the working space of the cylinder, so that the air that has meanwhile been mixed with the charge mixture in the chamber serves as combustion air during the subsequent explosion stroke.

Während des Explosionshubes wird der Ring 0 gegen den Kolbenboden so lange gedrückt, bis Druckausgleich zwischen Zylinderraum und Kolbenkammer eintritt, worauf gegen Ende des Explosionshubes der Ring 0 infolge seiner Reibung an der Zylinderwandung gegen die Kolbenbewegung zurückbleibt und die Luftkanäle I¹,1² mit der Kolbenkammer in Verbindung kommen, so daß die in der Kolbenkammer befindlichen verbrannten Gase herausgeblasen werden, da während dieser kurzen Zeitperiode das Austrittsventil ν geöffnet ist. Die im Arbeitsraum des Zylinders befindlichen expandierten Gase werden beim darauffolgenden Auspuffhub durch das während dieses Hubes geöffnete Auspuffventil w durch den Kanal p ausgepufft. Die etwa noch zurückbleibenden Reste von verbrannten Gasen in der Kolbenkammer werden am Ende des Saughubes von der zugeführten Luft durch den Kanal I² und das in diesem Augenblick geöffnete Ventil ν ausgeblasen, worauf sich die Vorgänge wiederholen.During the explosion stroke, the ring 0 is pressed against the piston head until pressure equalization occurs between the cylinder space and the piston chamber, whereupon, towards the end of the explosion stroke, the ring 0 remains due to its friction on the cylinder wall against the piston movement and the air channels I ¹ , 1 ² with the Coming piston chamber in connection, so that the burnt gases located in the piston chamber are blown out, since the outlet valve ν is open during this short period of time. The expanded gases located in the working space of the cylinder are exhausted during the subsequent exhaust stroke through the exhaust valve w opened during this stroke through the channel p. Any residues of burnt gases still remaining in the piston chamber are blown out at the end of the suction stroke by the air supplied through the channel I ² and the valve ν which is open at that moment, whereupon the processes are repeated.

Naturgemäß kann das die Erfindung bildende Verfahren bei allen Verbrennungskraft- maschinen in Anwendung gebracht werden, deren Konstruktion die Anbringung von Lufteintritts- und -austrittsöffnungen und gesteuerter Auspuff ventile zuläßt, was in den meisten Fällen ohne Schwierigkeiten durchzuführen sein wird.Naturally, the method forming the invention can be used in all internal combustion machines are brought into use, the construction of which the attachment of air inlet and outlet openings and controlled exhaust valves allows what is in the in most cases it will be easy to perform.

Durch die ununterbrochene Zuführung von Frischluft wird außerdem noch eine wirksame Kühlung des Kolbens und eines Teiles der Zylinderwandung bewirkt, da bei allen Kolbenstellungen, außer den beiden Endstellungen, die Luft den Kolben teilweise von außen und bei hochstehendem Kolben auch von innen kühlt, wobei die Luft zum Teil unmittelbar und zum Teil mittelbar durch den Kanal 1^Ά in das Kurbelgehäuse abfließt.The uninterrupted supply of fresh air also provides effective cooling of the piston and part of the cylinder wall, since in all piston positions, apart from the two end positions, the air partially cools the piston from the outside and, when the piston is upright, also from the inside, whereby the air flows partly directly and partly indirectly through channel 1 ^Ά into the crankcase.

Claims

Patent claim:

Method for air supply in internal combustion engines with in the working piston lying chamber, characterized in that at the end of the suction stroke and during loading

start of the compression stroke through inlet openings in the cylinder wall Fresh air is introduced into the piston chamber under appropriate pressure, whereby the burnt gases in the piston chamber through the inlet openings opposite outlet openings are driven out in the cylinder wall and the piston chamber with Air is filled, which alternates between increasing the charge and expelling it is used for the burned gases.

For this purpose ι sheet of drawings.