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Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Aus der
DE 102 23 071 A1 ist ein Zweitaktmotor bekannt, bei dem in den Überströmkanälen Verbrennungsluft vorgelagert wird, die die im Brennraum angeordneten Abgase von dem aus dem Kurbelgehäuse nachströmenden Frischgemisch trennen. Die Luft wird über einen Luftkanal zugeführt, der an der Zylinderbohrung mündet. Im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens ist der Luftkanal über eine im Kolben ausgebildete Kolbentasche mit zwei benachbart zueinander angeordneten Überströmkanälen verbunden. Über die Kolbentasche kann die Luft in die Überströmkanäle einströmen. Der Luftkanal und der dem Zweitaktmotor Gemisch zuführende Gemischkanal sind auf einer Seite des Zylinders gegenüberliegend zum Auslaß aus dem Brennraum angeordnet. Der Luftkanal mündet annähernd horizontal an der Zylinderbohrung. Die Strömungsrichtung der einströmenden Luft wird beim Einströmen in den auslaßnahen Überströmkanal weniger umgelenkt als beim Einströmen in den auslaßfernen, benachbart zum Luftkanal angeordneten Überströmkanal. Dies führt dazu, daß ein Großteil der vorgelagerten Luft den auslaßnahen Überströmkanälen zugeführt wird, so daß die Spülvorlagenluft durch den auslaßnahen Überströmkanal ins Kurbelgehäuse übertreten kann. Gleichzeitig wird bei den auslaßfernen Überströmkanälen keine vollständige Füllung mit Luft erreicht. Dadurch kann eine Verschlechterung der Abgaswerte eintreten.
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Die
DE 203 13 567 U1 zeigt einen Zweitaktmotor, bei dem ein Luftkanal im oberen Totpunkt des Kolbens über eine Kolbentasche mit Überströmfenstern verbunden sind. Auch die
DE 103 21 571 A1 zeigt einen Zweitaktmotor, bei dem die Verbindung eines Luftkanals mit den Überströmfenstern über eine Kolbentasche erfolgt. Im oberen Totpunkt des Kolbens sind die Überströmfenster vollständig zur Kolbentasche geöffnet.
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Die
US 6,718,917 B2 zeigt einen Zweitaktmotor, bei dem die dem auslaßnahen Überströmkanal zugeführte Luftmenge erhöht sein soll. Im oberen Totpunkt des Kolbens ist das auslaßnahe Überströmfenster vollständig zur Kolbentasche geöffnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweitaktmotor der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und geringe Abgaswerte erreicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die gleichmäßige Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle kann eine gute Spülung des Brennraums und eine gute Trennung der Abgase von dem aus dem Kurbelgehäuse nachströmenden Frischgemisch erreicht werden. Durch die konstruktive Ausgestaltung des Luftpfads kann sichergestellt werden, daß in jedem Betriebszustand eine gute, gleichmäßige Füllung der Überströmkanäle erreicht werden kann.
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Vorteilhaft strömt die Luft so in die Kolbentasche ein, daß sich eine Aufteilung der einströmenden Luft auf die Überströmkanäle in einem Verhältnis zwischen 60% zu 40% und 40% zu 60% ergibt. Bei einer derartigen Aufteilung kann eine gute Spülung der Überströmkanäle und damit eine gute Trennung der aus dem Brennraum ausströmenden Abgase vom nachströmenden Gemisch erreicht werden, so daß sich geringe Abgaswerte ergeben. Es ist vorgesehen, daß der Luftkanal so an der Zylinderbohrung mündet, daß die aus dem Luftkanal in die Kolbentasche strömende Luft im Wesentlichen das Dach der Kolbentasche anströmt. Durch die Anströmung des Dachs der Kolbentasche kann erreicht werden, daß die Komponente der Strömungsrichtung, die in Richtung auf den auslaßnahen Überströmkanal weist, verringert wird. Dadurch wird dem auslaßfernen Überströmkanal mehr und dem auslaßnahen Überströmkanal weniger Luft gegenüber einer waagerechten Anströmung zugeführt. Dies führt zu einer gleichmäßigen Aufteilung der Luft auf die auslaßnahen und die auslaßfernen Überströmkanäle.
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Es ist vorgesehen, daß die aus dem Luftkanal strömende Luft in Hochrichtung des Zylinders unter einem Winkel von weniger als 90°, insbesondere zwischen 30° und 60°, in die Kolbentasche einströmt. Es hat sich gezeigt, daß bei einem derartigen Einströmwinkel eine gleichmäßige Verteilung der Luft auf die Überströmkanäle erreicht werden kann.
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Vorteilhaft sind Mittel zur Aufteilung der Luft im Zylinder ausgebildet. Aufgrund der Relativbewegung von Zylinder und Kolben wirken Mittel zur Aufteilung der Luft an der Kolbentasche nur in vorgegebenen Kolbenstellungen oder müssen sich über die gesamte Höhe der Kolbentasche erstrecken. Demgegenüber wirken Mittel zur Aufteilung der Luft im Zylinder, also im Luftkanal und den Überströmkanälen, in jeder Kolbenstellung. Es ist vorgesehen, daß im Luftkanal stromauf des Luftkanalfensters Mittel zur Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle angeordnet sind. Durch die Anordnung von Mitteln zur Aufteilung der Luft im Luftkanal kann die Strömungsrichtung der in die Kolbentasche einströmenden Luft beeinflußt werden. Dadurch werden die Strömungsverhältnisse in der Kolbentasche und damit die Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle beeinflußt. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, daß mindestens ein Überströmkanal Mittel zur Beeinflussung der Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle besitzt. Das Mittel zur Aufteilung der Luft ist insbesondere im auslaßnahen Überströmkanal angeordnet und als Drossel ausgebildet. Die Drossel im auslaßnahen Überströmkanal, insbesondere im Bereich des auslaßnahen Überströmfensters, bewirkt eine Erhöhung des Strömungswiderstands im auslaßnahen Überströmkanal und damit eine Verringerung der dem auslaßnahen Überströmkanal zugeführten Luftmenge. Vorteilhaft besitzt die Kolbentasche Mittel zur Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle. Um die dem auslaßnahen Überströmkanal zugeführte Luftmenge zu verringern, ist vorgesehen, daß in mindestens einer Kolbenstellung das auslaßnahe Überströmfenster mindestens teilweise verschlossen ist, während das auslaßferne Überströmfenster zur Kolbentasche vollständig geöffnet ist. Durch die Verringerung des freien Strömungsquerschnitts in den auslaßfernen Überströmkanälen kann die sich einstellende Verteilung der Luft auf die Überströmkanäle auf einfache Weise zusätzlich beeinflußt werden. Zweckmäßig ist eine Kolbenstellung, in der das auslaßnahe Überströmfenster mindestens teilweise verschlossen ist, während das auslaßferne Überströmfenster zur Kolbentasche vollständig geöffnet ist, der obere Totpunkt des Kolbens.
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Ein teilweises Verschließen des auslaßnahen Überströmkanals läßt sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß das Kolbenhemd einen in Umfangsrichtung des Kolbens liegenden Abschnitt des auslaßnahen Überströmfensters verschließt. Dies kann durch entsprechende Anpassung der Form der Kolbentasche erreicht werden. Hierzu ist vorgesehen, daß mindestens ein Abschnitt der auslaßnahen Hochkante der Kolbentasche gegenüber dem Überströmfenster des auslaßnahen Überströmkanals ins Innere der Kolbentasche versetzt ist. Durch den Versatz der Kante der Kolbentasche wird das Überströmfenster teilweise oder vollständig verschlossen, so daß sich eine Reduzierung der zugeführten Luftmenge ergibt und die weiter aus dem Luftkanal einströmende Luft vollständig in den auslaßfernen Überströmkanal einströmt. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, daß das Kolbenhemd einen in Hochrichtung des Zylinders liegenden Abschnitt des auslaßnahen Überströmfensters verschließt. Bei einem Verschließen eines in Hochrichtung liegenden Abschnitts des Überströmfensters kann trotz teilweise verschlossenem Überströmfenster eine annähernd ebene Luftfront im Überströmkanal erreicht werden. Dies stellt sicher, daß der Überströmkanal vollständig ausgespült wird, so daß das Gemisch aus dem Kurbelgehäuse von den Abgasen im Brennraum vollständig durch Verbrennungsluft getrennt ist.
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Das Verschließen des Überströmfensters läßt sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß die Unterkante der Kolbentasche im Bereich des auslaßnahen Überströmfensters gegenüber der Unterkante im Bereich des auslaßfernen Überströmfensters in Richtung auf die Kolbenoberseite versetzt ist. Zweckmäßig ist der zwischen Kolbentasche und Kolbenunterseite gebildete Steg im Bereich des auslaßnahen Überströmfensters breiter als im Bereich des auslaßfernen Überströmfensters. Dadurch kann gewährleistet werden, daß das auslaßnahe Überströmfenster teilweise oder sogar vollständig vom Kolbenhemd verschlossen ist. Ein Öffnen des Überströmfensters ins Kurbelgehäuse wird durch den verbreiterten Steg vermieden.
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Zur Verkürzung des Zeitraums, in dem das auslaßferne Überströmfenster über die Kolbentasche mit dem Luftkanal verbunden ist, kann auch vorgesehen sein, daß das Dach der Kolbentasche im Bereich des auslaßnahen Überströmfensters gegenüber dem Dach im Bereich des auslaßfernen Überströmfensters in Richtung auf das Kurbelgehäuse versetzt ist. Dadurch ergibt sich ein späteres Öffnen und ein früheres Schließen des auslaßnahen Überströmfensters.
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Zweckmäßig ist das Pleuel über einen Kolbenbolzen am Kolben festgelegt, der etwa auf der Höhe des Dachs der Kolbentasche angeordnet ist und der an einem Kolbenbolzenauge auf die Kolbenaußenseite ragt. Dadurch, daß sich die Kolbentasche bis in den Bereich des Kolbenbolzens erstreckt, kann eine vergleichsweise lange Verbindung zwischen Luftkanal und den Überströmkanälen sichergestellt werden, so daß eine ausreichende Luftmenge in die Überströmkanäle einströmen kann. Vorteilhaft ist das Kolbenbolzenauge in der Kolbentasche angeordnet. Dadurch kann die Kolbentasche groß ausgebildet werden, so daß den Überströmkanälen eine große Luftmenge zugeführt werden kann. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, daß das Kolbenbolzenauge durch einen Steg von der Kolbentasche getrennt ist. In diesem Fall wird die Fläche der Kolbentasche durch das Kolbenbolzenauge verringert. Vorteilhaft verschließt der Steg das auslaßnahe Überstromfenster in mindestens einer Kolbenstellung mindestens teilweise. Dadurch kann auch der Bereich des Kolbenbolzenauges dazu genutzt werden, die dem auslaßnahen Überströmkanal zugeführte Luftmenge zu verringern. Zweckmäßig besitzt die Kolbentasche eine Rampe zur Umlenkung der Strömung in der Kolbentasche in das auslaßferne Überströmfenster. Eine Rampe kann in der Kolbentasche einfach angeordnet werden. Über die Gestalt der Rampe kann die Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle auf einfache Weise beeinflußt werden. Die Rampe kann dabei in der Rückwand der Kolbentasche angeordnet sein oder sich vom Dach oder von der Unterkante der Kolbentasche in die Kolbentasche hinein erstrecken.
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Es ist vorgesehen, daß am Zylinder ein Gemischkanal zur Zufuhr von Kraftstoff/Luft-Gemisch zum Kurbelgehäuse mündet. Vorteilhaft verläuft der Luftkanal auf mindestens einem Abschnitt seiner Länge auf der dem Kurbelgehäuse zugewandten Seite des Gemischkanals. Dadurch kann eine Anströmung des Dachs der Kolbentasche auf einfache Weise erreicht werden. Es ist vorgesehen, daß der Luftkanal mit einem Luftkanalfenster an der Zylinderbohrung mündet und das Luftkanalfenster auf der dem Kurbelgehäuse zugewandten Seite des auslaßfernen Überströmfensters angeordnet ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch einen Zweitaktmotor,
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2 einen schematischen Schnitt durch einen Zweitaktmotor auf der Höhe der Überströmfenster mit im Bereich des oberen Totpunkts angeordnetem Kolben,
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3 eine schematische Darstellung eines Kolbens mit an den Kolbentaschen mündenden Kanälen,
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4 eine schematische, perspektivische Darstellung von Luftkanal, Kolbentasche und Überströmkanälen,
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5 bis 8 Abwicklungen der halben Zylinderbohrung und des darin angeordneten Kolbens in unterschiedlichen Kolbenstellungen,
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9 ein Diagramm, das die Fläche der Überströmfenster über dem Kurbelwinkel zeigt,
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10 und 11 Abwicklungen der Zylinderbohrung und des Kolbens weiterer Ausführungsbeispiele,
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12 und 13 schematische, perspektivische Darstellungen von Luftkanal, Kolbentasche und Überströmkanälen von weiteren Ausführungsbeispielen.
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Der in 1 gezeigte Zweitaktmotor 1 besitzt einen Zylinder 2, in dem ein Brennraum 3 ausgebildet ist. In den Brennraum 3 ragt eine Zündkerze 8. Der Brennraum 3 ist von einem Kolben 5 begrenzt, der im Zylinder 2 hin und hergehend gelagert ist. Der Kolben 5 treibt über ein Pleuel 6 eine Kurbelwelle 7 an, die in einem Kurbelgehäuse 4 drehbar gelagert ist. Der Kolben 5 ist mit dem Pleuel 6 über einen Kolbenbolzen 25 verbunden. Der Kolben 5 bewegt sich im Zylinder 2 in Richtung der Zylinderlängsachse 17. Der Zweitaktmotor 1 besitzt einen Einlaß 9, über den dem Kurbelgehäuse 4 Kraftstoff/Luft-Gemisch zugeführt wird. Der Einlaß 9 ist über einen Gemischkanal 41 mit einem Luftfilter 42 verbunden, über den Umgebungsluft angesaugt wird. Ein Teil des Gemischkanals 41 ist in einem Vergaser 43 ausgebildet, in dem der Verbrennungsluft Kraftstoff zugeführt wird. Aus dem Brennraum 3 führt ein Auslaß 10, durch den Abgase aus dem Brennraum 3 entweichen können.
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Der Zweitaktmotor 1 besitzt zwei auslaßnahe Überströmkanäle 11 und zwei auslaßferne Überströmkanäle 13 (siehe auch 2), die mit Überstromfenstern 12 und 14 in den Brennraum 3 münden und die im Bereich des in 1 gezeigten unteren Totpunkts des Kolbens 5 den Brennraum 3 mit dem Kurbelgehäuse 4 verbinden. Jeweils ein auslaßnaher Überströmkanal 11 und ein auslaßferner Überströmkanal 13 sind benachbart zueinander auf einer Seite einer Auslaß 10 und Einlaß 9 teilenden Mittelebene angeordnet. Unterhalb des auslaßfernen Überströmfensters 14 mündet an der Zylinderbohrung 39 ein Luftkanal 15 mit einem Luftkanalfenster 16. Der Luftkanal 15 ist mit dem Luftfilter 42 verbunden. Außerhalb des Zylinders 2 verläuft der Luftkanal 15 auf der dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Seite des Gemischkanals 41. Der Luftkanal 15 verläuft im Bereich des Zylinders 2 in zwei Ästen. Vorteilhaft teilt sich der Luftkanal 15 zwischen dem Luftfilter 42 und dem Zylinder 2 oder in der Zylinderwandung des Zylinders 2 in die beiden Äste.
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Wie 2 zeigt, besitzt der Kolben 5 zwei symmetrisch zueinander angeordnete Kolbentaschen 18, die als Vertiefungen im Kolbenhemd 33 ausgebildet sind. Über die beiden Kolbentaschen 18 sind die Überströmfenster 12 und 14 mit dem Luftkanalfenster 16 verbunden. In dem in 2 gezeigten Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens 5 strömt die Luft im Luftkanal 15 in der Strömungsrichtung 20 in die Kolbentasche 18 und von dort in die Überströmkanäle 11 und 13 ein. Jede Kolbentasche 18 verbindet einen auslaßnahen Überströmkanal 11 und einen auslaßfernen Überströmkanal 13 mit einem Ast des Luftkanals 15.
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Im Betrieb des Zweitaktmotors 1 wird im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 durch den Einlaß 9 Kraftstoff/Luft-Gemisch ins Kurbelgehäuse 4 angesaugt. In dieser Stellung des Kolbens 5 sind die Überströmkanäle 11 und 13 über die Kolbentaschen 18 mit dem Luftkanal 15 verbunden, so daß weitgehend kraftstofffreie Luft aus dem Luftkanal 15 in die Überströmkanäle 11, 13 strömen kann. Dadurch wird Kraftstoff/Luft-Gemisch, das in den Überströmkanälen 11 und 13 angeordnet ist, ins Kurbelgehäuse 4 gespült. Beim Abwärtshub des Kolbens 5 wird das Gemisch im Kurbelgehäuse 4 verdichtet. Sobald die Überströmfenster 12 und 14 zum Brennraum 3 hin öffnen, strömt zunächst die in den Überströmkanälen 11 und 13 vorgelagerte Luft in den Brennraum 3. Die vorgelagerte Luft spült die Abgase aus dem vorhergehenden Zyklus aus dem Brennraum 3 durch den Auslaß 10 aus. Aus dem Kurbelgehäuse 4 strömt Kraftstoff/Luft-Gemisch nach. Beim Aufwärtshub des Kolbens 5 wird das Gemisch im Brennraum 3 verdichtet und im Bereich des oberen Totpunkts von der Zündkerze 8 gezündet. Aufgrund der Verbrennung wird der Kolben 5 zum Kurbelgehäuse 4 hin beschleunigt. Sobald der Auslaß 10 öffnet, strömen die Abgase aus dem Brennraum 3 aus und werden von der aus den Überströmkanälen einströmenden Luft ausgespült.
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Um ein gutes Spülergebnis zu erreichen, sollen die Überströmkanäle 11 und 13 weitgehend oder vollständig mit weitgehend kraftstofffreier Luft aus dem Luftkanal 15 gefüllt sein. Wie 2 zeigt, strömt die Luft aus dem Luftkanal 15 im Schnitt des Zylinders 2 gesehen in Richtung auf die Überströmfenster 12 der auslaßnahen Überströmkanäle 11. Dies führt dazu, daß bei einem annähernd horizontalen Einströmen der Luft in die Kolbentasche 18 ein Großteil der Spülvorlagenluft in die auslaßnahen Überströmkanäle 11 strömt. Dadurch kann eine vollständige Spülung der auslaßfernen Überströmkanäle 13 nicht sichergestellt werden. Um zu erreichen, daß auch die auslaßfernen Überströmkanäle 13 ausreichend mit weitgehend kraftstofffreier Luft gespült werden, ist vorgesehen, daß die Luft aus dem Luftkanal gegen das Dach 19 der Kolbentaschen 18 strömt.
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In 3 sind die Strömungsrichtungen schematisch dargestellt. Dabei sind die beiden Äste des Luftkanals 15 zur Verdeutlichung in die Ebene der auslaßfernen Überströmkanäle 13 gedreht. Wie 3 zeigt, strömt die Luft aus dem Luftkanal 15 in einer Strömungsrichtung 20 in die Kolbentasche 18 ein, die mit der Zylinderbohrung 39 einen Winkel α einschließt, der kleiner als 90° ist. Der Winkel α liegt vorteilhaft in einem Bereich von 30° bis 60°. Dadurch strömt die in die Kolbentasche 18 einströmende Luft im Wesentlichen gegen das der Kolbenoberseite 34 zugewandte Dach 19 der Kolbentasche 18. Am Dach 19 prallt die Luftströmung ab und wird in die Überströmfenster 14 der auslaßfernen Überströmkanale 13 und in die in 3 nicht gezeigten Überströmfenster 12 der auslaßnahen Überströmkanäle 11 gelenkt. Dadurch, daß der Luftkanal 15 an der Zylinderbohrung 39 unter einem Winkel von weniger als 90° mündet, wird erreicht, daß der in Richtung auf den auslaßnahen Überströmkanal 11 gerichtete Anteil der Strömungsrichtung 20 verringert wird. Dadurch kann eine gleichmäßige Aufteilung der Spülvorlagenluft auf beide Überströmkanäle 11 und 13 erreicht werden. Der Winkel α, unter dem der Luftkanal 15 in der Zylinderbohrung 39 mündet, wird dabei vorteilhaft so gewählt, daß sich die Luft in einem Verhältnis von 40% zu 60% bis 60% zu 40% auf den auslaßfernen Überströmkanal 13 und den auslaßnahen Überströmkanal 11 verteilt. Diese gleichmäßige Verteilung gewährleistet eine gute Spülung des Brennraums 3.
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In 4 sind die Überströmkanäle 11 und 13, die Kolbentasche 18 und der Luftkanal 15 perspektivisch gezeigt. Dabei sind nur die die Kanäle begrenzenden Wände dargestellt. Die Kolbentasche 18 ist bei einer Stellung des Kolbens gezeigt, bei der die Überströmkanäle noch vom Kolbenhemd verschlossen sind und keine Verbindung zum Luftkanal 15 besteht. Wie 4 zeigt, ist das Kolbenbolzenauge 26, an dem der Kolbenbolzen 25 auf die Außenseite des Kolbens 5 ragt, auf der Höhe des Dachs 19 der Kolbentasche 18 angeordnet. Zwischen dem Kolbenbolzenauge 26 und der Kolbentasche 18 ist ein Steg 40 angeordnet, der das Kolbenbolzenauge 26 von der Kolbentasche 18 trennt. Wie 4 zeigt, ist das Kolbenbolzenauge 26 im Bereich des Überströmfensters 12 des auslaßnahen Überströmkanals 11 angeordnet. Im Bereich des Kolbenbolzenauges 26 besitzt die Kolbentasche 18 eine Aussparung 27. Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 wird dadurch zunächst ein kleiner Abschnitt, nämlich die dem auslaßfernen Überströmkanal 13 abgewandte Hälfte des Überströmfensters 12, von der Kolbentasche 18 geöffnet. Die andere Hälfte des Überströmfensters 12 ist vom Kolbenbolzenauge 26 und dem Steg 40 abgedeckt. Das Überströmfenster 14 des auslaßfernen Überströmkanals 13 wird vom Kolbenbolzenauge 26 und dem Steg 40 nur geringfügig abgedeckt. Dadurch kann die dem auslaßfernen Überströmkanal 13 zugeführte Luftmenge erhöht und die dem auslaßnahen Überströmkanal 11 zugeführte Luftmenge verringert werden. Wie 4 zeigt, mündet der Luftkanal 15 an der Kolbentasche 18 unter einem Winkel von weniger als 90°, so daß die in die Kolbentasche 18 einströmende Luft im Wesentlichen gegen das Dach 19 der Kolbentasche 18 strömt.
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Auch dadurch kann eine Erhöhung der dem auslaßfernen Überströmkanal 13 zugeführten Luftmenge erreicht werden.
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In den 5 bis 8 ist die Abwicklung des Kolbenhemds 33 in der Zylinderbohrung 39 gezeigt. Der in den 5 bis 8 gezeigte Kolben 5 besitzt eine Kolbentasche 28, deren Dach 19 eine Ausbuchtung 30 für ein in 5 gestrichelt angedeutetes Kolbenbolzenauge 29 besitzt. Das Kolbenbolzenauge 29 ist demnach in der Kolbentasche 28 angeordnet, so daß das Kolbenbolzenauge 29 die Überströmfenster 12 und 14 nicht abdeckt. Im Bereich des auslaßfernen Überströmfensters 14 ist eine Unterkante 22 der Kolbentasche 28 durch einen Rand 24 von der Kolbenunterseite 35 getrennt. Der Rand 24 besitzt eine Breite b. Im Bereich des auslaßnahen Überströmfensters 12 ist an einer Unterkante 21 der Kolbentasche 28 ein Rand 23 mit einer Breite a vorgesehen. Die Breite a ist wesentlich größer als die Breite b. Die Unterkante 21 ist gegenüber der Unterkante 22 um einen Versatz f in Richtung auf die Kolbenoberseite 34 versetzt. Dies führt dazu, daß das auslaßnahe Überströmfenster 12 von der Unterkante 21 verschlossen wird, während das auslaßferne Überströmfenster 14 noch vollständig zur Kolbentasche 28 geöffnet ist. Durch die Breite a ist sichergestellt, daß das Überströmfenster 12 vom Kolbenhemd 33 verschlossen ist und nicht ins Kurbelgehäuse 4 öffnen kann.
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In 5 ist der Kolben 5 im Bereich des unteren Totpunkts gezeigt. Die Kolbentasche 28 ist unterhalb des Luftkanalfensters 16 und der Überströmfenster 12 und 14 angeordnet. Bei der in 6 gezeigten Stellung befindet sich der Kolben 5 vor seinem oberen Totpunkt. Die Überströmfenster 12 und 14 und das Luftkanalfenster 16 befinden sich im Bereich der Kolbentasche 28, so daß Luft aus dem Luftkanalfenster 16 über die Kolbentasche 28 in die Überströmfenster 12 und 14 einströmen kann. Wie 6 zeigt, ist das Dach 19 im Bereich des auslaßnahen Überströmfensters 12 in Richtung auf die Kolbenunterseite um einen Versatz e versetzt. Dies führt dazu, daß das auslaßnahe Überströmfenster 12 später als das auslaßferne Überströmfenster 14 vollständig geöffnet ist. Beim Abwärtshub des Kolbens 5 wird das auslaßnahe Überströmfenster 12 vor dem auslaßfernen Überströmfenster 14 geschlossen. Die Höhe c der Kolbentasche 28 im Bereich des auslaßnahen Überströmfensters 12 ist nur geringfügig größer als die in Richtung der Zylinderlängsachse 17 gemessene Höhe des Überströmfensters 12. Dadurch ist das auslaßnahe Überströmfenster 12 nur kurz vollständig geöffnet. Die Höhe d der Kolbentasche 28 im Bereich des auslaßfernen Überströmfensters 14 ist wesentlich größer als die Höhe c.
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Wie 7 zeigt, wird bei weiterer Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 das auslaßnahe Überströmfenster 12 von der Unterkante 21 überdeckt, so daß das Überströmfenster 12 vom Kolbenhemd 33 teilweise verschlossen ist.
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Wie 8 zeigt, ist das auslaßnahe Überströmfenster 12 im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 fast vollständig vom Kolbenhemd 33 verschlossen. Das auslaßnahe Überströmfenster 12 ist im Bereich des Rands 23 angeordnet und von diesem überdeckt.
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In 9 ist die zur Kolbentasche 28 offene Fläche A des Überströmfensters 12 des auslaßnahen Überströmkanals 11 über dem Kurbelwellenwinkel aufgetragen. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 wird das Überströmfenster 12 zunächst geöffnet, bis es bei einem Kurbelwellenwinkel von etwa 315° vollständig geöffnet ist. Diese Situation zeigt 6. Bei weiterer Aufwärtsbewegung beginnt das Überströmfenster 12 ab einem Kurbelwellenwinkel von etwa 330° wieder zu schließen, wie durch die Linie 45 in 9 angedeutet ist. Das erneute Schließen des Überströmfensters 12 entspricht den Darstellungen in den 7 und 8. Die Verringerung des Strömungsquerschnitts vom auslaßnahen Überströmkanal 11 in die Kolbentasche 28 wird durch die in Richtung auf die Kolbenoberseite 34 versetzte Unterkante 21 der Kolbentasche 28 bewirkt. In 9 ist durch die Linie 44 der Verlauf des Strömungsquerschnitts ohne die versetzte Unterkante 21, also bei einem im unteren Totpunkt des Kolbens vollständig geöffneten Überströmfenster, gezeigt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in 10 anhand einer Abwicklung eines Kolbenhemds 33 gezeigt. Im Kolbenhemd 33 ist eine Kolbentasche 38 angeordnet. Die auslaßnahe Hochkante 36 der Kolbentasche 38 besitzt an ihrer der Kolbenunterseite 35 zugewandten Seite einen Abschnitt 37, der in Richtung auf das Innere der Kolbentasche 38 gegenüber der Hochkante 36 versetzt ist. Im Bereich des Abschnitts 37 ist das auslaßnahe Überströmfenster 12 im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 vom Kolbenhemd 33 verschlossen. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt in den auslaßnahen Überströmkanal 11 verringert.
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Bei dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt die Kolbentasche 48 eine Rampe 49, die sich vom Dach 19 der Kolbentasche 49 ins Innere der Kolbentasche 49 erstreckt. Die Rampe 49 ist benachbart zur Ausbuchtung 30 im Bereich des Kolbenbolzenauges 29 angeordnet. Damit erstreckt sich die Rampe 49 in einem Bereich des Umfangs des Kolbens 5, der im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 an der dem Überströmfenster 12 zugewandten Seite des Überströmfensters 14 angeordnet ist. Die Rampe 49 bewirkt eine Umlenkung der Strömung in der Kolbentasche 48 in das Überströmfenster 12 und damit eine Verringerung der dem Überströmfenster 12 und damit dem auslaßnahen Überströmkanal 11 zugeführten Luftmenge. Es kann vorteilhaft sein, daß zusätzlich oder anstatt der Rampe 49 eine Rampe in der Rückwand der Kolbentasche 48 oder im Bereich der Unterkante 22 der Kolbentasche 48 angeordnet ist.
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Die schematische Darstellung in 12 zeigt die Anordnung eines auslaßnahen Überströmkanals 31 an der Kolbentasche 18. Der auslaßnahe Überströmkanal 31 besitzt stromauf seines Überströmfensters 12 eine Stufe 32. Die Stufe 32 ist an der dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Wand des Überströmkanals 31 angeordnet und bewirkt eine Verringerung des Strömungsquerschnitts im Überströmfenster 12. Damit stellt die Stufe 32 eine Drossel des Überströmkanals 31 dar. Durch die Bedrosselung des Überströmkanals 31 wird die dem Überströmkanal 31 zugeführte Luftmenge verringert und die dem auslaßfernen Überströmkanal 13 zugeführte Luftmenge erhöht. Zusätzlich ist der Luftkanal 15 so ausgebildet, daß die in die Kolbentasche 18 einströmende Luft im Wesentlichen gegen das Dach 19 der Kolbentasche 18 strömt. Der Luftkanal 15 kann jedoch bei einer Bedrosselung des auslaßnahen Überströmkanals 31 auch annähernd waagerecht an der Kolbentasche 18 münden.
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Bei dem in 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Luftkanal 55 vorgesehen, der stromauf seines Luftkanalfensters 56 eine Rampe 57 besitzt. Die Rampe 57 ist an der dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Seite des Luftkanals 55 angeordnet und bewirkt eine Veränderung der Strömungsrichtung der in die Kolbentasche 18 einströmenden Luft in Richtung auf das Dach 19 der Kolbentasche 18. Dadurch kann der Luftkanal 55 unter einem großen Winkel gegenüber der Zylinderlängsachse 17 an der Zylinderbohrung 39 münden. Der Luftkanal 55 kann unter einem Winkel von annähernd 90° an der Zylinderbohrung 39 münden. Durch die Rampe 57 kann die Strömung in die Kolbentasche 18 so gelenkt werden, daß sich eine gleichmäßige Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle 11 und 13 ergibt. Die Rampe 57 kann auch an den in Umfangsrichtung der Zylinderbohrung 39 liegenden Wänden des Luftkanals 55 oder an der dem Brennraum 3 zugewandten Wand des Luftkanals 55 angeordnet sein. Auch durch die Strömungsrichtung im Luftkanal 55 im Bereich des Luftkanalfensters 56 kann die Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle 11 und 13 so beeinflußt werden, daß sich eine gleichmäßige Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle ergibt.
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Es können auch andere Mittel zur Beeinflussung der Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle vorgesehen sein. Die Mittel können im Luftkanal, in der Kolbentasche und in den Überströmkanälen vorgesehen sein. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, daß nur einzelne Mittel zur Aufteilung der Luft vorgesehen sind. Anstatt einer Rampe im Luftkanal oder einer Stufe im Überströmkanal können auch andere Mittel zur Aufteilung der Luft vorteilhaft sein. Auch über die Einströmrichtung in die Überströmkanäle läßt sich eine Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle beeinflussen. Eine Aufteilung der Luft auf die Überströmkanäle kann auch dadurch erreicht werden, daß der Strömungswiderstand in einem der Überströmkanäle, insbesondere im auslaßfernen Überströmkanal, verringert wird. Insbesondere sind die Mittel zur Aufteilung der Luft im Zylinder ausgebildet.
