AT503127A4 - TWO STROKE COMBUSTION ENGINE - Google Patents

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AT503127A4
AT503127A4 AT0047006A AT4702006A AT503127A4 AT 503127 A4 AT503127 A4 AT 503127A4 AT 0047006 A AT0047006 A AT 0047006A AT 4702006 A AT4702006 A AT 4702006A AT 503127 A4 AT503127 A4 AT 503127A4
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    • F02B2720/23Two stroke engines
    • F02B2720/236Two stroke engines scavenging or charging channels or openings

Description

       

  (34 363) II
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweitakt-Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Zylinder, mit einem über zumindest einen Überströmkanal mit dem Zylinder strömungsverbundenen, mit einer Luftansaugleitung versehenen Kurbelgehäuse und mit wenigstens einer in den Zylinder mündenden, in Abhängigkeit von der Hublage des Kolbens ansteuerbaren Einspritzdüse zum Eintragen von Kraftstoff in den Zylinder und/oder in das Kurbelgehäuse durch eine Mantelöffnung des Kolbens.
Um die Spülverluste von Zweitakt-Verbrennungsmotoren mit einer Gemischbildung durch ein Einspritzen von Kraftstoff in die in das Kurbelgehäuse angesaugte Frischluft zu verringern, kann der Kraftstoff entweder beim Überströmen der in das Kurbelgehäuse angesaugten Luft in den Zylinder im Bereich des Überströmkanals oder unmittelbar in den Zylinder eingespritzt werden.

   In beiden Fällen ist eine zeitverzögerte Kraftstoffeinspritzung zur Verringerung der Spülverluste möglich. Mit der verzögerten Kraftstoffeinspritzung geht allerdings eine unvollkommene Gemischbildung einher, was zu einer verringerten Drehzahlfestigkeit und einer unvollständigen Verbrennung führt. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen (US 47 79 581 A), den Kraftstoff in Abhängigkeit von der Belastung des Motors bzw. von der Motordrehzahl entweder in die in das Kurbelgehäuse angesaugte Luft oder im Ausströmbereich des Überströmkanals durch diesen in den Zylinder einzuspritzen. Zu diesem Zweck wird je eine Einspritzdüse in der Luftansaugleitung des Kurbelgehäuses und im Mündungsbereich des Überströmkanals angeordnet.

   Um den damit verbundenen Konstruktionsaufwand zu vermeiden, ist es bereits bekannt (EP 0 980 969 A2), eine einzige im Zylinder mündende Einspritzdüse vorzusehen, die während des Warmlaufens des Zweitakt-Verbrennungsmotors Kraftstoff durch eine Mantelöffnung des Kolbens in das Kurbelgehäuse einträgt, um das sich im Kurbel -  -
gehäuse bildende Kraftstoff-Luftgemisch über den Überströmkanal in den Verbrennungsraum zu fördern. Mit steigender Betriebstemperatur wird Kraftstoff zunehmend auch oberhalb des Kolbens direkt in den Verbrennungsraum des Zylinders gespritzt, bis nach dem Erreichen der Betriebstemperatur die Einspritzdüse bezüglich ihrer Einspritzintervalle so angesteuert wird, dass der gesamte Kraftstoffbedarf direkt in den Verbrennungsraum gelangt.

   Es ist darüber hinaus bei einer ähnlichen Konstruktion bekannt (WO 2006/007614 A1), die Gemischbildung innerhalb oder ausserhalb des Kurbelgehäuses in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bzw. der Motorbelastung vorzunehmen, um einerseits die Spülverluste klein zu halten und anderseits eine gute Drehzahlfestigkeit sicherzustellen.

   Untersuchungen haben allerdings gezeigt, dass die angestrebten Ergebnisse hinsichtlich der Spülverluste und der Drehzahlfestigkeit nicht erreicht werden konnten und auch die Emissionswerte unter den Erwartungen zurückblieben.
Schliesslich ist es bekannt (FR 2 545 157 A1), bei einem Zweitakt-Verbrennungsmotor mit einer Kraftstoffansaugung über den Einlasskanal des Kurbelgehäuses im Kolben auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten zwei sich über die volle Mantelhöhe erstreckende Mantelöffnungen vorzusehen, die im Umfangsbereich der Überströmkanäle vorgesehen sind,

   so dass beim Arbeitshub des Kolbens zunächst das über den Kolbenboden erhitzte Kraftstoff-Luftgemisch aus dem Bereich des Kolbenbodens durch die Mantelöffnungen in die gegenüber dem Verbrennungsraum durch den Kolben geschlossenen Überströmkanäle und durch diese zurück in das Kurbelgehäuse verdrängt wird, bevor nach dem Öffnen der Überströmkanäle das Kraftstoff-Luftgemisch durch die Überströmkanäle und den Kolben in den Verbrennungsraum gelangt. Eine solche Kolbenspülung kann zwar dazu beitragen, die Wärmebelastung des Kolbenbodens zu verringern, doch ist die Anordnung von einander gegenüberliegenden Überströmkanälen hinsichtlich der Spülverluste ungünstig.

   Ausserdem ist diese bekannte Konstruktion auf eine Kraftstoffansaugung in das Kurbelgehäuse beschränkt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Zweitakt-Verbrennungsmotor der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass das Betriebsverhalten hin 9   - _  (c) (c) (c) (c) sichtlich der Spülverluste, der Drehzahlfestigkeit und der Emissionswerte erheblich verbessert werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Überströmkanal von einer im Zylinder vorgesehenen Einströmöffnung ausgeht, die im Hublagenbereich des Kolbens für den geöffneten Überströmkanal der Mantelöffnung des Kolbens gegenüberliegt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Einspritzen von Kraftstoff in den Kolben sich im Bereich des Kolbenbodens über mehrere Umdrehungen ein kraftstoffreicheres Gemisch ansammelt,

   das zeitverzögert und ungleichmässig über den Überströmkanal in den Verbrennungsraum des Zylinders gelangt, was zu einem ungleichmässigen Lauf und vergleichsweise hohen Spülverlusten sowie einem Ausstoss von unverbrannten Kohlenwasserstoffen führt. Wird daher das Kraftstoff-Luftgemisch aus dem Kurbelgehäuse über die Mantelöffnung des Kolbens in den Verbrennungsraum des Zylinders gespült, so stellt sich innerhalb des Kolbens eine erhöhte Gasströmung mit der Wirkung ein, dass sich im Kolbenbereich keine höhere Kraftstoffkonzentration aufbauen kann. Damit entfallen alle mit einer Kraftstoffanreicherung im Kolbenbereich verbundenen Nachteile.

   Das Überströmen des Kraftstoff-Luftgemisches aus dem Kurbelgehäuse durch den Kolben in den Verbrennungsraum kann in einfacher Weise durch einen Überströmkanal sichergestellt werden, dessen Einströmöffnung im Bereich der unteren Totpunktlage des Kolbens dessen Mantelöffnung gegenüberliegt, so dass im Bereich der Kolbenhublagen, in denen der Überströmkanal zum Verbrennungsraum des Zylinders geöffnet ist, eine Strömungsverbindung vom Kolbeninneren zum Verbrennungsraum besteht.

   Dieser Überströmkanal kann ausserdem hinsichtlich seiner Austrittsströmung so gestaltet werden, dass sich im Verbrennungsraum Strömungsverhältnisse einstellen, die eine zusätzliche Verringerung der Spülverluste ermöglichen.
Dazu kommt, dass durch die vermehrte Strömung im Bereich des Kolbenbodens in Verbindung mit in diesem Bereich verdampfendem Kraftstoff eine Kühlwirkung auf der Kolbenunterseite erreicht wird, was insbesondere bei Hochleistungsmotoren von Bedeutung ist.

   Ausserdem wird die Schmierung des Kolbens verbessert, weil einerseits bei jedem Überströmvorgang kraftstoffreiches Gemisch aus dem Kolben in den Zylinder gespült wird, wodurch die Gefahr einer Verdünnung des Schmierfilms durch eingespritzten Kraftstoff minimiert werden kann, und anderseits ölhaltige Luft aus dem Kurbelgehäuse in den Kolben gelangt.
Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Mantelöffnung des Kolbens in der den Überströmkanal freigebenden Totpunktlage über die Einströmöffnung des Überströmkanals gegen das Kurbelgehäuse hin erweitert ist. In diesem Falle wird nämlich nicht nur für eine frühzeitige Öffnung der Einströmöffnung des Überströmkanals gesorgt, sondern auch das mögliche Einspritzintervall der Einspritzdüse für einen Kraftstoffeintrag in das Kurbelgehäuse verlängert.

   Voraussetzung hiefür ist, dass die Mündungsöffnung im Zylinder für die Einspritzdüse gegen die untere Totpunktlage des Kolbens hin verlagert wird. Liegt die Mündungsöffnung im Zylinder für die Einspritzdüse höchstens um die Höhe der Ausströmöffnung des Überstromkanals über dem oberen Rand des Auspuffkanals, so wird den üblichen Anforderungen vorteilhaft Rechnung getragen, zumal in diesem Fall der Verdichtungsdruck beim Einspritzen von Kraftstoff unmittelbar in den Verbrennungsraum des Zylinders noch ausreichend beschränkt ist.
Beim Vorsehen mehrerer Überströmkanäle muss davon ausgegangen werden, dass sich im Hinblick auf die Spülverluste unterschiedliche Strömungsbedingungen im Bereich der einzelnen Überströmkanäle ergeben, so dass es vorteilhaft ist, von den Überströmkanälen für die Kraftstoffvorlage jene mit den geringsten Spülverlusten auszuwählen.

   Beim Vorsehen mehreren Überströmkanälen kann daher vorteilhaft für das Überströmen des Kraftstoff-Luftgemisches aus dem Kurbelgehäuse in den Verbrennungsraum des Zylinders nur eine Gruppe aus wenigstens einem Überströmkanal über die Mantelöffnung des Kolbens freigegeben werden. Die übrigen Überströmkanäle dienen somit nur für die Luftvorlage.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

   Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Zweitakt-Verbrennungsmotor ausschnittsweise in einem vereinfachten Axialschnitt mit einer Kolbenhublage für einen Kraftstoffeintrag in das Kurbelgehäuse, Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung des Zweitakt-Verbrennungsmotors mit einer Kolbenhublage für eine unmittelbare Kraftstoffeinspritzung in den
Verbrennungsraum und Fig. 3 den Zweitakt-Verbrennungsmotor nach den Fig. 1 und 2 mit dem Kolben in der unteren Totpunktlage.
Der dargstellte Zweitakt-Verbrennungsmotor weist wenigstens einen Zylinder 1 auf, dessen Zylinderkopf 2 mit einer Gewindebohrung 3 zur Aufnahme einer Zündkerze versehen ist. Der Zylinder 1 ist mit einem Kurbelgehäuse 4 zu einem Motorblock verbunden.

   Zwischen dem Kurbelgehäuse 4 und dem Verbrennungsraum 5 des Zylinders 1 sind Überströmkanäle 6, 7 vorgesehen, die über den Kolben 8 bei einer Umdrehung der Kurbelwelle 9 in Abhängigkeit von der Hublage des Kolbens 8 geöffnet und geschlossen werden. Von den Überströmkanälen 6, 7 weist der dem Auslasskanal 10 des Zylinders 1 gegenüberliegende Überströmkanal 6 einen besonderen Verlauf auf, weil er von einer vom Zylinder 1 vorgesehenen Einströmöffnung 11 ausgeht, die in einem Kolbenhublagenbereich, in dem die Ausströmöffnung 12 des Überströmkanals 6 vom Kolben 8 freigegeben wird, einer Mantelöffnung 13 des Kolbens 8 gegenüberliegt, wie dies insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann.

   Aus der Fig. 3, die den Kolben 8 in seiner unteren Totpunktlage zeigt, wird ausserdem ersichtlich, dass die Mantelöffnung 13 des Kolbens 8 über die Einströmöffnung 11 des Überströmkanals 6 gegen das Kurbelgehäuse 4 hin erweitert ist, und zwar in einem Ausmass, das angenähert der in Richtung der Zylinderachse gemessenen Höhe der Ausströmöffnung 12 des Überströmkanals 6 entspricht.
Zum Einspritzen von Kraftstoff dient eine Einspritzdüse 14, die über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung angesteuert wird.

   Der Zylinder 1 bildet für die Einspritzdüse 14 eine Mündungsöffnung 15, die im Ausführungsbeispiel unmittelbar über der Ausströmöffnung 12 des Überströmkanals 6 liegt, aber nicht höher als der um die Höhe der Ausströmöffnung 12 in Richtung der Zylinderachse verlängerte obere Rand des Auslasskanals 10 liegen soll, um die zum Einspritzen des Kraftstoffes zu überwindenden Drücke im Verbrennungsraum beschränkt zu halten. Dies bedeutet, dass in einem vergleichsweise grossen oberen Hublagenbereich des Kolbens 5 Kraftstoff durch die Mantelöffnung 13 in den Kolben 8 eingetragen werden kann, wie dies aus der Fig. 1 erkennbar ist.

   Aufgrund der eingezeichneten Drehrichtung der Kurbelwelle 9 ist das Einlassventil 16 in der Luftansaugleitung 17 des Kurbelgehäuses 4 geöffnet, so dass durch die sich durch den Kolben 8 ergebende Kurbelgehäusepumpe Frischluft in das Gehäuse 4 angesaugt wird, die mit dem eingespritzten Kraftstoff gemischt wird, so dass während des anschliessenden Arbeitshubes des Kolbens 8 das Kraftstoff-Luftgemisch bei geschlossenem Einlassventil 16 verdichtet wird, um im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens 8 aus dem Kurbelgehäuse 4 in den Verbrennungsraum 5 des Zylinders 1 gespült zu werden. Entsprechend der Fig. 3 erfolgt diese Gemischförderung durch den Überströmkanal 6 der zu diesem Zweck über die Mantelöffnung 13 des Kolbens 8 freigegeben wird.

   Durch die schematischen Strömungspfeile der Fig. 3 wird veranschaulicht, dass zufolge dieser Massnahmen auch im Bereich des Kolbenbodens eine verstärkte Gasbewegung während des Überströmvorgangs auftritt, so dass kraftstoffreicheres Gemisch auf der Unterseite des Kolbens 8 bei jedem Überströmvorgang aus dem Kolben in den Verbrennungsraum 5 des Zylinders 1 gespült wird. Dies bedeutet, dass keine Kraftstoffanreicherung über mehrere Umdrehungen in diesem Kolbenbereich auftreten kann, so dass die mit einer solchen Kraftstoffanreicherung verbundenen Nachteile vermieden werden, was sich insbesondere auf die Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe vorteilhaft auswirkt.

   Ausserdem wird aufgrund des Verlaufs des Überströmkanals 6 im Zusammenwirken mit den zeitlichen Einspritzintervallen der Einspritzdüse 14 eine Ladung des Zylinders 1 ermöglicht, die Spülverluste minimiert, zumal über die übrigen Überströmkanäle kein Kraftstoff-Luftgemisch in den Verbrennungsraum 5 gelangt.
Der dargestellte Zweitakt-Verbrennungsmotor kann aber auch entsprechend der Fig. 2 mit einer unmittelbaren Kraftstoffeinspritzung betrieben werden, wenn das Einspritzintervall der Einspritzdüse 14 so gewählt wird, dass der Kraftstoff gegen die Oberseite des Kolbens 8 gespritzt wird. Da die Einspritzdüse 14 gegen den Aus >      m

strömbereich des Überströmkanals 6 gerichtet ist, können wiederum die durch diesen Überströmkanal 6 bedingten Strömungsverhältnisse für eine Minimierung der Spülverluste genützt werden.

   Ein erfindungsgemässer Zweitakt-Verbrennungsmotor kann somit in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. von der Motorbelastung mit einer Gemischbildung innerhalb und/oder ausserhalb des Kurbelgehäuses 4 betrieben werden, um eine Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen zu erreichen.
 <EMI ID=7.1> 




  (34 363) II
The invention relates to a two-stroke internal combustion engine having at least one cylinder, with a flow-connected via at least one overflow channel with the cylinder, provided with an air intake crankcase and with at least one opening into the cylinder, in response to the stroke position of the piston controllable injector for entering of fuel in the cylinder and / or in the crankcase through a shell opening of the piston.
In order to reduce the flushing losses of two-stroke internal combustion engines with a mixture formation by injecting fuel into the fresh air sucked into the crankcase, the fuel can either be injected into the cylinder in the region of the overflow channel or directly into the cylinder when the air drawn into the crankcase flows over become.

   In both cases, delayed fuel injection is possible to reduce flushing losses. With the delayed fuel injection, however, is accompanied by an imperfect mixture formation, which leads to a reduced speed stability and incomplete combustion. To avoid these disadvantages has been proposed (US 47 79 581 A) to inject the fuel depending on the load of the engine or the engine speed either in the sucked into the crankcase air or in the outflow of the overflow through this in the cylinder. For this purpose, an injection nozzle is arranged in each case in the air intake line of the crankcase and in the mouth region of the overflow channel.

   In order to avoid the associated design effort, it is already known (EP 0 980 969 A2) to provide a single opening in the cylinder injection nozzle, which enters during warm-up of the two-stroke internal combustion engine fuel through a shell opening of the piston in the crankcase to the in the crank - -
Housing forming fuel-air mixture through the overflow into the combustion chamber to promote. As the operating temperature rises, fuel is also increasingly injected directly above the piston into the combustion chamber of the cylinder until, after reaching the operating temperature, the injection nozzle is controlled with respect to its injection intervals in such a way that the entire fuel requirement reaches the combustion chamber directly.

   It is also known in a similar construction (WO 2006/007614 A1) to make the mixture formation inside or outside of the crankcase depending on the engine speed and the engine load, on the one hand to keep the flushing losses small and on the other hand, to ensure a good speed stability.

   Investigations have shown, however, that the desired results in terms of flushing losses and speed stability could not be achieved and that the emission values also fell short of expectations.
Finally, it is known (FR 2 545 157 A1) to provide in a two-stroke internal combustion engine with a fuel intake via the inlet channel of the crankcase in the piston on diametrically opposite sides two over the full shell height extending shell openings provided in the peripheral region of the transfer channels,

   so that during the working stroke of the piston initially heated over the piston head fuel-air mixture from the region of the piston crown through the shell openings in the opposite of the combustion chamber closed by the piston overflow channels and through this back into the crankcase is displaced before after opening the overflow Fuel-air mixture passes through the overflow and the piston into the combustion chamber. Although such a piston flushing can help to reduce the heat load on the piston head, but the arrangement of opposing overflow channels in terms of flushing losses is unfavorable.

   In addition, this known construction is limited to a fuel intake in the crankcase.
The invention is thus based on the object, a two-stroke internal combustion engine of the type described in such a way that the performance towards 9 - _ (c) (c) (c) (c) visibly the flushing losses, the speed stability and the emission values are significantly improved can.
The invention solves this problem by the fact that the overflow from an inlet opening provided in the cylinder, which is opposite in the stroke position range of the piston for the open overflow of the jacket opening of the piston.
The invention is based on the finding that by injecting fuel into the piston, a fuel-rich mixture accumulates in the region of the piston crown over several revolutions,

   the time-delayed and unevenly passes through the overflow into the combustion chamber of the cylinder, resulting in a non-uniform running and relatively high flushing losses and an emission of unburned hydrocarbons. Therefore, if the fuel-air mixture is purged from the crankcase via the shell opening of the piston into the combustion chamber of the cylinder, then an increased gas flow within the piston with the effect that no higher fuel concentration can build up in the piston area. This eliminates all associated with a fuel enrichment in the piston area disadvantages.

   The overflow of the fuel-air mixture from the crankcase through the piston into the combustion chamber can be ensured in a simple manner by an overflow, the inflow opening in the region of the bottom dead center of the piston opposite the shell opening, so that in the region of the piston lifts, in which the overflow to Combustion chamber of the cylinder is open, there is a flow connection from the piston interior to the combustion chamber.

   This overflow channel can also be designed in terms of its outlet flow so that set in the combustion chamber flow conditions that allow additional reduction of flushing losses.
In addition, due to the increased flow in the region of the piston crown in conjunction with fuel evaporating in this region, a cooling effect is achieved on the underside of the piston, which is particularly important in high-performance engines.

   In addition, the lubrication of the piston is improved because, on the one hand at each overflow rich fuel mixture from the piston is flushed into the cylinder, whereby the risk of dilution of the lubricating film can be minimized by injected fuel, and on the other hand, oil-containing air from the crankcase enters the piston.
Particularly advantageous construction conditions arise when the shell opening of the piston in the overflow channel releasing dead center is extended over the inflow opening of the overflow against the crankcase out. In this case, not only is provided for an early opening of the inflow opening of the overflow channel, but also extends the possible injection interval of the injector for a fuel entry into the crankcase.

   The prerequisite for this is that the opening in the cylinder for the injection nozzle is displaced towards the bottom dead center position of the piston. If the opening in the cylinder for the injection nozzle at most by the height of the outflow of the overflow channel above the upper edge of the exhaust channel, the usual requirements are advantageously taken into account, especially in this case, the compression pressure when injecting fuel directly into the combustion chamber of the cylinder still sufficient is limited.
When providing several overflow channels, it must be assumed that with regard to the flushing losses, different flow conditions result in the region of the individual overflow channels, so that it is advantageous to select those with the lowest flushing losses from the overflow channels for the fuel delivery.

   When providing a plurality of overflow channels can therefore be released for the overflow of the fuel-air mixture from the crankcase into the combustion chamber of the cylinder advantageously only a group of at least one overflow via the shell opening of the piston. The remaining transfer channels thus serve only for the air template.
In the drawing, the subject invention is shown in one embodiment.

   1 shows an inventive two-stroke internal combustion engine fragmentary in a simplified axial section with a piston stroke for fuel entry into the crankcase, Fig. 2 a of FIG. 1 corresponding representation of the two-stroke internal combustion engine with a piston stroke for direct fuel injection in the
Combustion chamber and Fig. 3 shows the two-stroke internal combustion engine according to FIGS. 1 and 2 with the piston in the bottom dead center position.
The dargstellte two-stroke internal combustion engine has at least one cylinder 1, the cylinder head 2 is provided with a threaded bore 3 for receiving a spark plug. The cylinder 1 is connected to a crankcase 4 to an engine block.

   Overflow channels 6, 7 are provided between the crankcase 4 and the combustion chamber 5 of the cylinder 1, which are opened and closed via the piston 8 in one revolution of the crankshaft 9 as a function of the stroke position of the piston 8. Of the overflow channels 6, 7 of the outlet channel 10 of the cylinder 1 opposite overflow 6 has a special profile, because it starts from an opening provided by the cylinder 1 inflow 11 in a Kolbenhublagenbereich in which the outflow opening 12 of the overflow 6 from the piston. 8 is released, a jacket opening 13 of the piston 8 is opposite, as can be seen in particular in FIG. 3.

   From Fig. 3, which shows the piston 8 in its bottom dead center, it will also be seen that the shell opening 13 of the piston 8 is extended over the inflow opening 11 of the overflow 6 against the crankcase 4 out, in an extent that approximates the measured in the direction of the cylinder axis height of the outflow opening 12 of the overflow channel 6 corresponds.
For injecting fuel is an injection nozzle 14, which is controlled by a control device, not shown.

   The cylinder 1 forms for the injection nozzle 14 a mouth opening 15, which is in the embodiment directly above the outflow opening 12 of the overflow 6, but not higher than the extended by the height of the outflow opening 12 in the direction of the cylinder axis upper edge of the outlet channel 10 to to keep restricted for the injection of fuel to be overcome pressures in the combustion chamber. This means that fuel can be introduced through the jacket opening 13 into the piston 8 in a comparatively large upper stroke position range of the piston 5, as can be seen from FIG.

   Due to the marked direction of rotation of the crankshaft 9, the inlet valve 16 is opened in the air intake line 17 of the crankcase 4, so that is sucked by the resultant by the piston 8 crankcase pump fresh air into the housing 4, which is mixed with the injected fuel, so that during the subsequent working stroke of the piston 8, the fuel-air mixture is compressed with the intake valve 16 closed to be flushed in the region of the bottom dead center of the piston 8 from the crankcase 4 into the combustion chamber 5 of the cylinder 1. According to FIG. 3, this mixture is conveyed through the overflow channel 6 which is released for this purpose via the jacket opening 13 of the piston 8.

   By the schematic flow arrows of Fig. 3 it is illustrated that as a result of these measures in the region of the piston bottom increased gas movement during the overflow occurs, so that fuel-rich mixture on the underside of the piston 8 at each overflow from the piston into the combustion chamber 5 of the cylinder 1 is rinsed. This means that no fuel enrichment can occur over several revolutions in this piston area, so that the disadvantages associated with such fuel enrichment are avoided, which has an advantageous effect in particular on the emission of unburned hydrocarbons.

   In addition, due to the course of the overflow channel 6 in cooperation with the temporal injection intervals of the injection nozzle 14, a charge of the cylinder 1 allows the flushing losses minimized, especially as no fuel-air mixture passes into the combustion chamber 5 via the remaining overflow channels.
The illustrated two-stroke internal combustion engine can also be operated according to the Fig. 2 with an immediate fuel injection when the injection interval of the injector 14 is selected so that the fuel is injected against the top of the piston 8. Since the injection nozzle 14 against the Aus> m

strömbereich of the overflow channel 6 is directed, in turn, the conditional by this overflow 6 flow conditions for minimizing the flushing losses can be availed.

   An inventive two-stroke internal combustion engine can thus be operated advantageously in dependence on the speed or of the engine load with a mixture formation within and / or outside of the crankcase 4 in order to achieve an adaptation to the respective operating conditions.
 <EMI ID = 7.1>



    

Claims (4)

Patentanwalt Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Spittelwiese 7, A-4020 Linz (34 363) II P a t e n t a n s p r ü c h e :Patent Attorney Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Spittelwiese 7, A-4020 Linz (34 363) II P a te n t a n c e r p o rt: 1. Zweitakt-Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Zylinder, mit einem über zumindest einen Überström kanal mit dem Zylinder strömungsverbundenen, mit einer Luftansaugleitung versehenen Kurbelgehäuse und mit wenigstens einer in den Zylinder mündenden, in Abhängigkeit von der Hublage des Kolbens ansteuerbaren Einspritzdüse zum Eintragen von Kraftstoff in den Zylinder und/oder in das Kurbelgehäuse durch eine Mantelöffnung des Kolbens, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmkanal (6) von einer im Zylinder (1) vorgesehenen Einströmöffnung (11) ausgeht, die im Hublagenbereich des Kolbens (8) für den geöffneten Überströmkanal (6) der Mantelöffnung (13) des Kolbens (8) gegenüberliegt. 1. two-stroke internal combustion engine with at least one cylinder, with a channel via at least one overflow flow-connected, provided with an air intake crankcase and with at least one opening into the cylinder, in response to the stroke position of the piston controllable injector for introducing fuel in the cylinder and / or in the crankcase through a jacket opening of the piston, characterized in that the overflow channel (6) from a cylinder (1) provided in the inlet opening (11), in the stroke position range of the piston (8) for the open overflow channel ( 6) of the jacket opening (13) of the piston (8) opposite. 2. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelöffnung (13) des Kolbens (8) in der den Überströmkanal (6) freigebenden Totpunktlage über die Einströmöffnung (11) des Überströmkanals (6) gegen das Kurbelgehäuse (4) hin erweitert ist. 2. Two-stroke internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the jacket opening (13) of the piston (8) in the overflow channel (6) releasing dead center via the inflow opening (11) of the overflow channel (6) against the crankcase (4) is extended. 3. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungsöffnung (15) im Zylinder (1) für die Einspritzdüse (14) höchstens um die Höhe der Ausströmöffnung (12) des Überströmkanals (6) über dem oberen Rand des Auslasskanals (10) liegt. 3. two-stroke internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the orifice (15) in the cylinder (1) for the injection nozzle (14) at most by the height of the outflow opening (12) of the overflow channel (6) over the upper edge of the Exhaust duct (10) is located. 4. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Überströmkanälen für das Überströmen des Kraftstoff-Luftgemisches aus dem Kurbelgehäuse (4) in den Verbrennungsraum (5) des Zylinders (1) nur eine Gruppe aus wenigstens einem Überströmkanal (6) über die Mantelöffnung (13) des Kolbens (8) freigebbar ist. 4. two-stroke internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that at several overflow channels for the overflow of the fuel-air mixture from the crankcase (4) into the combustion chamber (5) of the cylinder (1) only one group of at least one Overflow channel (6) via the shell opening (13) of the piston (8) is releasable. Linz, am 20. März 2006 Dipl. Ing. Dr. techn. Roland Kirchberger durch: / , Linz, March 20, 2006 Dipl. Ing. techn. Roland Kirchberger by: /,
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1215330B (en) * 1987-01-09 1990-02-08 Piaggio & C Spa LOW PRESSURE FUEL INJECTION APPARATUS IN A TWO STROKE ENGINE.
JPH02108815A (en) * 1988-10-17 1990-04-20 Kioritz Corp Two-cycle/uniflow spark ignition engine
JP2000064933A (en) * 1998-08-19 2000-03-03 Yamaha Motor Co Ltd Method for starting two-cycle direct injection engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017152200A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 Roland Kirchberger Two-stroke internal combustion engine
US11384723B2 (en) 2016-03-10 2022-07-12 Roland Kirchberger Two-stroke internal combustion engine

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