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Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors.
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Aus der
US 2002/0043227 A1 ist ein Verbrennungsmotor, nämlich ein Zweitaktmotor bekannt, der einen Kanal zur Zufuhr von Gemisch sowie einen separaten Kanal zur Zufuhr von Luft besitzt. Der Luftkanal mündet an der Zylinderbohrung und ist im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens mit einem Überströmkanal verbunden, in dem Spülvorlagenluft vorgelagert wird.
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Aus der
US 6 497 204 B1 ist ebenfalls ein Spülvorlagenmotor bekannt. Die Verbindung des Zuführkanaleinlasses mit den Überströmkanälen erfolgt über eine Kolbentasche, die beim Aufwärtshub des Kolbens zuerst mit dem Zuführkanaleinlass und anschließend mit den Überströmkanälen verbunden ist. Einen entsprechenden Spülvorlagenmotor zeigt auch die
DE 10 2005 002 013 A1 .
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Es hat sich gezeigt, dass bei derartigen Spülvorlagenmotoren die Spülung des Brennraums nicht nur mit reiner Luft erfolgt, sondern dass auch Gemisch beim Spülvorgang in den Brennraum gelangen kann, das dann durch den Auslass entweicht. Dies verschlechtert die Abgaswerte des Verbrennungsmotors.
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Aus der
DE 26 50 834 A1 ist ein Zweitaktmotor bekannt, bei dem ein auslassferner Überströmkanal als Speicherraum genutzt wird. In den auslassfernen Überströmkanal wird im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens fettes Kraftstoff/Luft-Gemisch zugeführt. Ins Kurbelgehäuse wird Luft oder mageres Gemisch angesaugt, das durch auslassnahe Überströmkanäle in den Brennraum zugeführt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der verbesserte Abgaswerte aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors anzugeben, mit dem geringe Abgaswerte erreicht werden können.
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Diese Aufgabe wird bezüglich des Verbrennungsmotors durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Es hat sich gezeigt, dass ein Teil der Spülverluste bei einem derartigen Verbrennungsmotor daher rührt, dass im Abwärtshub des Kolbens Kraftstoff/Luft-Gemisch aus dem Überströmkanal in die Kolbentasche strömt. Dieses Gemisch kann in den Zuführkanal, der weitgehend kraftstofffreie Verbrennungsluft zuführt, eintreten und führt zu einer Verschmutzung des Zuführkanals mit Kraftstoff. Beim Aufwärtshub des Kolbens wird dieser Kraftstoff zusammen mit der Spülvorlagenluft in den Überströmkanal angesaugt. Dadurch enthält die im Überströmkanal vorgelagerte Spülvorlagenluft ebenfalls Kraftstoff.
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Es hat sich gezeigt, dass diese Verschmutzung des Zuführkanals mit Kraftstoff dadurch verringert und weitgehend vermieden werden kann, dass die Kolbentasche im unteren Totpunkt des Kolbens zu einer Unterkante des Überströmfensters einen parallel zur Zylinderlängsachse gemessenen Abstand besitzt, der kleiner als der parallel zur Zylinderlängsachse gemessene Abstand zu einer Unterkante des Zuführkanaleinlasses ist. Durch diese Gestaltung des Verbrennungsmotors wird beim Aufwärtshub des Kolbens die Kolbentasche zuerst mit dem Überströmkanal verbunden. Kraftstoff/Luft-Gemisch, das beim Abwärtshub des Kolbens in die Kolbentasche gelangt ist, kann dadurch beim Aufwärtshub des Kolbens, bei dem im Kurbelgehäuse ein Unterdruck entsteht, über den Überströmkanal ins Kurbelgehäuse angesaugt werden. Dadurch ist ein Einströmen von Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Zuführkanal weitgehend vermieden. Die über den Zuführkanal zugeführte Spülvorlagenluft ist weitgehend kraftstofffrei und nicht durch Kraftstoff/LuftGemisch aus der Kolbentasche verunreinigt. Dadurch kann der Brennraum mit weitgehend kraftstofffreiem Kraftstoff/Luft-Gemisch gespült werden. Die Spülverluste sind verringert und die Abgaswerte des Verbrennungsmotors verbessert.
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Der Abstand ist dabei immer der kleinste Abstand zwischen der jeweiligen Unterkante und der Kolbentasche. Der Abstand gibt an, welchen Hub der Kolben zurücklegen muss, bis das Überströmfenster bzw. der Zuführkanal mit der Kolbentasche verbunden werden. Hier ist der kleinste parallel zur Zylinderlängsachse gemessene Abstand maßgeblich.
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Vorteilhaft beträgt die Differenz zwischen dem Abstand der Kolbentasche zur Unterkante des Zuführkanaleinlasses und dem Abstand der Kolbentasche zur Unterkante des Überströmfensters 5% bis 50% des Kolbenhubs. Vorteilhaft beträgt die Differenz 20% bis 35% des Kolbenhubs. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kolbentasche ausreichend lang mit dem Überströmkanal verbunden war, bevor die Kolbentasche zum Zuführkanal öffnet. Dadurch kann Gemisch aus der Kolbentasche weitgehend in den Überströmkanal einströmen, bevor der Zuführkanal zur Kolbentasche öffnet.
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Es ist vorgesehen, dass die Kolbentasche in dem Bereich, der beim Hub des Kolbens das Überströmfenster überstreicht, eine größere axiale Länge aufweist, als in dem Bereich, der beim Hub des Kolbens den Zuführkanaleinlass überstreicht. Dadurch ist der Überströmkanal zur Kolbentasche länger geöffnet als der Zuführkanal.
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Vorteilhaft besitzen das Überströmfenster und der Zuführkanaleinlass in Zylinderumfangsrichtung einen Abstand zueinander. Das Überströmfenster und der Zuführkanaleinlass besitzen in Zylinderumfangsrichtung keine Überdeckung. Dadurch werden der Zuführkanaleinlass und das Überströmfenster von unterschiedlichen Bereichen des Kolbenumfangs gesteuert. Dadurch können unterschiedliche Steuerzeiten für die Verbindung der Kanäle mit der Kolbentasche realisiert werden. Bei einem Verbrennungsmotor, bei dem ein Überströmfenster in Zylinderumfangsrichtung in Überdeckung zu dem Zuführkanaleinlass liegt, ist dies nicht möglich, da das Überströmfenster auf der dem Brennraum zugewandten Seite des Zuführkanals angeordnet sein muss.
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Um eine möglichst geringe Bauhöhe des Verbrennungsmotors zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Überströmfenster und der Zuführkanaleinlass in Richtung der Zylinderlängsachse eine Überdeckung aufweisen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberseite des Kolbens, die den Brennraum begrenzt, eben ausgebildet ist und senkrecht zur Zylinderlängsachse verläuft. Die Überdeckung beträgt vorteilhaft weniger als 5% des Kolbenhubs.
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Insbesondere ist der Verbrennungsmotor ein gemischgeschmierter Verbrennungsmotor, der eine Einrichtung zur Zufuhr von Kraftstoff ins Kurbelgehäuse besitzt. Bei gemischgeschmierten Verbrennungsmotoren tritt über die Überströmkanäle Kraftstoff/Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuse in den Brennraum ein. Hier ist eine Vorlagerung von Luft in den Überströmkanälen zweckmäßig, um geringe Abgaswerte zu erreichen. Vorteilhaft besitzt der Zylinder einen Auslass aus dem Brennraum und eine Mittelebene, die die Zylinderlängsachse enthält und die den Auslass teilt. Vorteilhaft ist auf jeder Seite der Mittelebene genau ein Überströmkanal angeordnet. Der Verbrennungsmotor besitzt damit insgesamt zwei Überströmkanäle, die vorteilhaft symmetrisch zur Mittelebene angeordnet sind. Es ist vorgesehen, dass auf jeder Seite der Mittelebene ein Zuführkanaleinlass an der Zylinderbohrung mündet, und dass sich der Zuführkanal in zwei Äste aufteilt, die jeweils an einem Zuführkanaleinlass münden. Dadurch, dass jeder Überströmkanal von einem Ast des Zuführkanals mit Spülvorlagenluft versorgt wird, kann eine gute und vollständige Spülung der Überströmkanäle erreicht werden. Es ergibt sich durch die Aufteilung eines Zuführkanals in zwei Äste eine einfache konstruktive Gestaltung.
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Vorteilhaft weist der Kolben ein Kolbenbolzenauge auf. Das Kolbenbolzenauge liegt dabei insbesondere außerhalb der Kolbentasche. Dadurch ergeben sich gute Strömungsverhältnisse in der Kolbentasche. Das Volumen der Kolbentasche kann vergleichsweise klein sein.
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Für ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors, der einen Zylinder besitzt, in dem ein Brennraum ausgebildet ist, der von einem hin- und hergehend gelagerten Kolben begrenzt ist, wobei der Kolben eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle rotierend antreibt, mit mindestens einem Überströmkanal, der das Kurbelgehäuse in mindestens einer Stellung des Kolbens mit dem Brennraum verbindet, wobei der Überströmkanal über mindestens einen Teil seiner Länge vom Zylinderinnenraum getrennt ist und über mindestens ein Überströmfenster in den Brennraum mündet, mit einem Zuführkanal, der mit einem Zuführkanaleinlass an der Zylinderbohrung mündet, wobei der Zuführkanal in mindestens einer Stellung des Kolbens über mindestens eine Kolbentasche mit mindestens einem Überströmkanal verbunden ist, ist vorgesehen, dass die Kolbentasche beim Aufwärtshubs des Kolbens zuerst mit dem Überströmfenster und dann mit dem Zuführkanaleinlass verbunden wird.
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Dadurch, dass die Kolbentasche zunächst über den Überströmkanal mit dem Kurbelgehäuse verbunden wird und Kraftstoff/Luft-Gemisch aus der Kolbentasche ins Kurbelgehäuse angesaugt wird und beim weiteren Aufwärtshub des Kolbens die Kolbentasche mit dem Zuführkanal verbunden wird, kann Verbrennungsluft, insbesondere weitgehend kraftstofffreie Verbrennungsluft, über die Kolbentasche aus dem Zuführkanal in den Überströmkanal und ins Kurbelgehäuse angesaugt werden. Dadurch, dass das Kraftstoff/Luft-Gemisch aus der Kolbentasche im Wesentlichen in den Überströmkanal angesaugt wurde, ist eine Verunreinigung des Zuführkanals mit Kraftstoff aus der Kolbentasche nicht gegeben. Der in der Kolbentasche herrschende Druck konnte sich aufgrund der Öffnung der Kolbentasche zum Überströmkanal bereits abbauen. In der Kolbentasche herrscht nur ein geringer Druck, so dass ein Zurückströmen von Kraftstoff/Luft-Gemisch aus der Kolbentasche in den Zuführkanal nicht erfolgt. Dadurch ergeben sich geringe Abgaswerte des Verbrennungsmotors.
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Vorteilhaft wird der Zuführkanaleinlass 10° Kurbelwellenwinkel bis 50° Kurbelwellenwinkel später mit der Kolbentasche verbunden als das Überströmfenster. Es ist vorgesehen, dass nach der Verbindung des Zuführkanaleinlasses mit der Kolbentasche über die Kolbentasche Verbrennungsluft aus dem Zuführkanal in den Überströmkanal angesaugt wird. Die angesaugte Verbrennungsluft aus dem Zuführkanal dient als Spülvorlagenluft im Überströmkanal. Diese Spülvorlagenluft trennt beim Abwärtshub des Kolbens beim Eintritt in den Brennraum die Abgase von dem aus dem Kurbelgehäuse nachströmenden Frischgemisch. Dadurch wird verhindert, dass Frischgemisch aus dem Kurbelgehäuse direkt in den Auslass übertreten kann.
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Vorteilhaft ist das Überströmfenster beim Aufwärtshub des Kolbens länger geöffnet als der Zuführkanaleinlass. Insbesondere wird dem Verbrennungsmotor Kraftstoff/Luft-Gemisch ins Kurbelgehäuse zugeführt. Bei einem derartigen gemischgeschmierten Verbrennungsmotor ist eine Trennung des Kraftstoff/Luft-Gemisches, das aus dem Kurbelgehäuse in den Brennraum einströmt, von den Abgasen im Brennraum durch Spülvorlagenluft vorteilhaft.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines Verbrennungsmotors,
- 2 einen schematischen Schnitt durch den Verbrennungsmotor aus 1,
- 3 bis 8 Abwicklungen des Kolbens und des Zylinders aus den 1 und 2 in unterschiedlichen Stellungen des Kolbens,
- 9 eine Abwicklung eines Ausführungsbeispiels eines Kolbens.
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Der in 1 gezeigte Verbrennungsmotor ist ein gemischgeschmierter Zweitaktmotor 1. Der Zweitaktmotor 1 dient insbesondere zum Antrieb des Werkzeugs eines handgeführten Arbeitsgeräts wie einer Motorsäge, eines Trennschleifers, eines Freischneiders oder dgl.. Der Zweitaktmotor 1 besitzt einen Zylinder 2, dessen Zylinderbohrung 34 einen Brennraum 3 begrenzt. Der Brennraum 3 ist im Zylinderinnenraum 32 des Zylinders 2 angeordnet. Aus dem Brennraum 3 führt ein Auslass 9. Im Zylinder 2 ist ein Kolben 5 hin- und hergehend gelagert, dessen Kolbenoberseite 36 den Brennraum 3 begrenzt. Die Kolbenoberseite 36 ist eben und senkrecht zu einer Zylinderlängsachse 23 ausgebildet. Der Kolben 5 treibt über ein Pleuel 6 eine in einem Kurbelgehäuse 4 drehbar gelagerte Kurbelwelle 7 an. Die Kurbelwelle 7 wird um eine Drehachse 8 rotierend angetrieben. In 1 ist der Kolben 5 im unteren Totpunkt gezeigt. Dies entspricht einem Kurbelwellenwinkel α von 180°.
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Der Zweitaktmotor 1 besitzt als Kraftstoffzuführeinrichtung einen Vergaser 16. Der Vergaser 16 ist über einen Gemischkanal 12 mit dem Zweitaktmotor 1 verbunden und mündet über einen Gemischeinlass 10, der vom Kolben 5 schlitzgesteuert ist, ins Kurbelgehäuse 4. Im Vergaser 16 sind eine Drosselklappe 17 und stromauf der Drosselklappe 17 eine Chokeklappe 18 schwenkbar gelagert. Der Vergaser 16 ist mit einem Luftfilter 21 verbunden, über den Verbrennungsluft angesaugt wird.
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Der Zweitaktmotor 1 besitzt einen Zuführkanal 13 zur Zufuhr von kraftstoffarmer oder weitgehend kraftstofffreier Verbrennungsluft. Der Zuführkanal 13 mündet mit einem Zuführkanaleinlass 11 an der Zylinderbohrung 34. Wie die Schnittdarstellung in 2 zeigt, teilt sich der Zuführkanal 13 im Bereich des Zylinders 2 in zwei Äste 13', 13'', die jeweils mit einem Zuführkanaleinlass 11 an der Zylinderbohrung 34 münden.
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Am Vergaser 16 ist ein Zuführkanalabschnitt 20 gehalten, in dem eine Steuerklappe 19 schwenkbar gelagert ist. Die Steuerklappe 19 steuert die über den Zuführkanal 13 zugeführte Verbrennungsluftmenge. Die Stellung der Steuerklappe 19 ist vorteilhaft an die Stellung der Drosselklappe 17 im Gemischkanal gekoppelt.
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Wie die 1 und 2 zeigen, besitzt der Zweitaktmotor 1 zwei Überströmkanäle 14, die das Kurbelgehäuse 4 im Bereich des in 1 gezeigten unteren Totpunkts des Kolbens 5 mit dem Brennraum 3 verbinden. Die Überströmkanäle 14 münden mit Überströmfenstern 15 in den Brennraum 3, die vom Kolben 5 schlitzgesteuert sind. Die Überströmkanäle 14 sind zwischen den Überströmfenstern 15 und ihrer Mündung ins Kurbelgehäuse 4 über die in 2 gezeigten Wandabschnitte 37 vom Zylinderinnenraum 32 getrennt.
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Der Kolben 5 besitzt eine Kolbentasche 22, die den Zuführkanaleinlass 11 im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 mit dem Überströmfenster 15 verbindet. Wie 2 zeigt, besitzt der Zweitaktmotor 1 eine Mittelebene 33. Die Mittelebene 33 teilt den Auslass 9 mittig und enthält die Zylinderlängsachse 23. Die beiden Überströmkanäle 14 sind symmetrisch zur Mittelebene 33 angeordnet. Entsprechend besitzt der Kolben 5 zwei symmetrisch zur Mittelebene 33 angeordnete Kolbentaschen 22. Die Kolbentaschen 22 stellen eine Verbindung zwischen den jeweiligen Ästen 13', 13'' des Zuführkanals 13 mit den Überströmfenstern 15 der Überströmkanäle 14 her. Der Kolben 5 besitzt zur Verbindung mit dem Pleuel 6 ein Kolbenbolzenauge 35, das beim Ausführungsbeispiel nach 1 in der Kolbentasche 22 angeordnet ist.
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In dem in 1 gezeigten unteren Totpunkt des Kolbens 5 ist der Zuführkanaleinlass 11 vom Kolben 5 verschlossen. Das Überströmfenster 15 ist zum Brennraum 3 geöffnet. In dem Bereich, der bei der Auf-und-ab-Bewegung des Kolbens 5 das Überströmfenster 15 überstreicht, besitzt die Kolbentasche 22 eine Steuerkante 25. Die Steuerkante 25 ist die Oberkante der Kolbentasche 22 in diesem Bereich, also die dem Brennraum 3 zugewandt liegende Kante. In dem Bereich, der bei der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 5 den Zuführkanaleinlass 11 überstreicht, besitzt die Kolbentasche 22 eine Steuerkante 24, die ebenfalls die Oberkante der Kolbentasche 22 in diesem Bereich darstellt. Die beiden Steuerkanten 24 und 25 besitzen einen parallel zur Zylinderlängsachse 23 gemessenen Abstand g. Dabei ist die Steuerkante 24 näher am Kurbelgehäuse 4 angeordnet und die Steuerkante 25 näher am Brennraum 3.
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Der Betrieb des Zweitaktmotors 1 wird im Folgenden anhand von 1 in Verbindung mit den 3 bis 8 erläutert. In 3 ist der Kolben 5 wie auch in 1 im unteren Totpunkt gezeigt. Der Auslass 9 aus dem Brennraum 3 ist vom Kolben 5 weitgehend geöffnet. Auch die beiden Überströmfenster 15 sind zum Brennraum 3 hin offen. Die Überströmfenster 15 besitzen eine dem Kurbelgehäuse 4 zugewandte Unterkante 27, die zur Steuerkante 25 im unteren Totpunkt des Kolbens 5 einen Abstand a besitzt. Der Zuführkanaleinlass 11 besitzt eine Unterkante 26, die dem Kurbelgehäuse 4 zugewandt liegt und die zur Steuerkante 24 einen Abstand b besitzt. Wie 3 zeigt, ist der Abstand a erheblich kleiner als der Abstand b. Die Differenz zwischen den Abständen a und b beträgt vorteilhaft 5% bis 50% des Kolbenhubs h. Insbesondere beträgt die Differenz der Abstände b und a 20% bis 35% des Kolbenhubs h. Der Kolbenhub h ist dabei der Abstand der Kolbenoberseite 36 in dem in 3 gezeigten unteren Totpunkt zur Kolbenoberseite 36 in dem in 8 gezeigten oberen Totpunkt des Kolbens 5. Die Lage der Kolbenoberseite 36 im oberen Totpunkt ist in 3 gestrichelt dargestellt. Die Abstände geben dabei jeweils den kleinsten parallel zur Zylinderlängsachse 23 gemessenen Abstand an, also den Abstand, der für die Steuerzeiten maßgeblich ist.
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Der Zuführkanaleinlass 11 besitzt eine Oberkante 30, die dem Brennraum 3 zugewandt liegt und die oberhalb der Unterkante 27 des Überströmfensters 15 angeordnet ist. Der Zuführkanaleinlass 11 und das Überströmfenster 15 besitzen dadurch eine Überdeckung c. Die Unterkante 27 des Überströmfensters 15 liegt damit näher am Kurbelgehäuse als die Oberkante 30 des Zuführkanaleinlasses 11. Die Überdeckung c ist gering und beträgt vorteilhaft weniger als 5% des Kolbenhubs h.
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Wie 3 zeigt, sind der Zuführkanaleinlass 11 und das zugeordnete Überströmfenster 15 in Zylinderumfangsrichtung gesehen nebeneinander angeordnet. Hier ist keine Überdeckung gegeben. Zwischen dem Zuführkanaleinlass 11 und dem Überströmfenster 15 ist ein Abstand f in Zylinderumfangsrichtung gegeben. Der Abstand f kann dabei gering sein.
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Wird der Kolben 5 aus der in 3 gezeigten Stellung im unteren Totpunkt in Richtung des Pfeils 28 zum Brennraum 3 bewegt, führt der Kolben 5 also einen Aufwärtshub aus, werden zunächst die Überströmfenster 15 und der Auslass 9 geschlossen. In 4 ist der Kolben 5 beim Schließen der Überströmfenster 15 gezeigt. Dies kann beispielsweise bei einem Kurbelwellenwinkel α von 230° bis 240° erfolgen.
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Beim weiteren Aufwärtshub wird der Auslass 9 ebenfalls vollständig geschlossen. Anschließend gelangt die Steuerkante 25 im Bereich des Überströmfensters 15 mit der Unterkante 27 des Überströmfensters 15 in Überdeckung. Dies ist in 5 gezeigt. Dies kann beispielsweise bei 250° bis 260° Kurbelwellenwinkel α erfolgen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kolbentaschen 22 jeweils mit einem Überströmfenster 15 verbunden. Beim Aufwärtshub des Kolbens 5 herrscht im Kurbelgehäuse 4 ein Unterdruck. Aufgrund dieses Unterdrucks wird bei der Verbindung der Kolbentaschen 22 mit den Überströmkanälen 14 Kraftstoff/Luft-Gemisch aus den Kolbentaschen 22 in die Überströmkanäle 14 und ggf. ins Kurbelgehäuse 4 angesaugt. Beim weiteren Abwärtshub des Kolbens 5 werden die Überströmfenster 15 vollständig geöffnet. Die Zuführkanaleinlässe 11 sind zunächst noch geschlossen.
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6 zeigt den Kolben 5 beim Öffnen der Zuführkanaleinlässe 11. In der in 6 gezeigten Kolbenstellung, beispielsweise bei einem Kurbelwellenwinkel α von 285° bis 295°, gelangen die Steuerkanten 24 in Überdeckung mit den Unterkanten 26 der Zuführkanaleinlässe 11. Dadurch wird jeder Zuführkanaleinlass 11 mit einer Kolbentasche 22 verbunden. Dadurch kann weitgehend kraftstofffreie Verbrennungsluft aus dem Zuführkanal 13 über den Zuführkanaleinlass 11 in die Kolbentaschen 22 und von dort durch die Überströmfenster 15 in die Überströmkanäle 14 einströmen. Das Einströmen erfolgt aufgrund des im Kurbelgehäuse 4 durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 erzeugten Unterdrucks.
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In 7 ist die Verbindung zwischen den Zuführkanaleinlässen 11 und den Überströmfenstern 15 gezeigt. Bei der in 7 gezeigten Stellung des Kolbens 5 öffnet außerdem der Gemischeinlass 10 zum Kurbelgehäuse 4. Dies kann beispielsweise bei einem Kurbelwellenwinkel α von 295° bis 305° erfolgen.
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8 zeigt den Kolben 5 im oberen Totpunkt. Die Zuführkanaleinlässe 11 und die Überströmfenster 15 sind im unteren Bereich der Kolbentaschen 22 angeordnet. Wie 8 zeigt, besitzen die Kolbentaschen 22 an ihrer Unterseite eine Schräge 31, die die Unterkante 26 der Zuführkanaleinlässe 11 mit der Unterkante 27 der Überströmfenster 15 verbindet und so eine gute Strömungsführung bewirkt.
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Beim Abwärtshub des Kolbens 5 wird zunächst der Gemischeinlass 10 verschlossen. Anschließend werden die Zuführkanaleinlässe 11 vom Kolbenhemd des Kolbens 5 verschlossen. Aus den Überströmkanälen 15 kann jedoch noch Kraftstoff/Luft-Gemisch in die Kolbentaschen 22 strömen. Anschließend werden auch die Überströmkanäle 15 von den Kolbentaschen 22 getrennt. In den Kolbentaschen 22 ist dadurch Kraftstoff/Luft-Gemisch angeordnet, das beim folgenden Aufwärtshub des Kolbens in die Überströmkanäle 14 angesaugt wird.
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Wie die 3 bis 8 zeigen, sind die Überströmfenster 15 länger mit den Kolbentaschen 22 verbunden als die Zuführkanaleinlässe 11. Dies resultiert aus unterschiedlichen axialen Längen der Kolbentasche 22 im Bereich der Überströmfenster 15 und der Zuführkanaleinlässe 11. Wie 3 zeigt, besitzt die Kolbentasche 22 in dem Bereich, der einen Zuführkanaleinlass 11 steuert, eine axiale Länge e. Die Kolbentasche 22 besitzt in dem Bereich, der die Verbindung zu einem Überströmfenster 15 steuert, eine wirksame axiale Länge d, die erheblich größer als die axiale Länge e im Bereich des Zuführkanaleinlasses 11 ist. Die wirksame axiale Länge ist dabei die Länge des Bereichs, in dem das zugeordnete Fenster auch tatsächlich angeordnet ist. Wie 8 zeigt, ist im Bereich der Schräge 31 kein Überströmfenster angeordnet. Die wirksame axiale Länge wird deshalb nicht im Bereich der Schräge 31 gemessen, sondern in dem benachbarten Bereich, in dem das Überströmfenster 15 im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 tatsächlich angeordnet ist. Wie 3 zeigt, besitzt die Unterkante 26 des Zuführkanaleinlasses 11 von der Unterkante 27 des Überströmfensters 15 einen Abstand e. Die Unterkante 26 des Zuführkanaleinlasses 11 ist dabei näher am Kurbelgehäuse 4 angeordnet als die Unterkante 27 des Überströmfensters 15.
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In 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen dabei gleiche Bauteile. Der in 9 gezeigte Kolben unterscheidet sich von dem Kolben aus den 1 bis 8 im Wesentlichen durch die Gestaltung der Kolbentasche 42. Bei dem in 9 gezeigten Kolben 5 ist das Kolbenbolzenauge 35 außerhalb und oberhalb der Kolbentasche 42 angeordnet. Das Kolbenbolzenauge 35 ist von der Kolbentasche 42 durch einen Steg 46 getrennt. Dadurch, dass das Kolbenbolzenauge 35 außerhalb der Kolbentasche 42 angeordnet ist, ergeben sich günstige Strömungsverhältnisse in der Kolbentasche 42. Die Kolbentasche 42 kann eine gut ausspülbare Kontur aufweisen. Turbulenzen der Strömung können durch entsprechende Gestaltung der Kolbentasche 42 vermieden werden. Die Steuerkante 45 der Kolbentasche 42 besitzt im Bereich des in 9 gestrichelt gezeichneten unteren Totpunkts des Kolbens 5 zur Unterkante 27 des Überströmfensters 15 einen parallel zur Zylinderlängsachse 23 gemessenen Abstand a'. Die Steuerkante 45 ist dabei der Bereich der Kolbentasche 42, der beim Aufwärtshub des Kolbens 5 zuerst die Unterkante 27 des Überströmfensters 15 überstreicht. Die Unterkante 26 des Zuführkanaleinlasses 11 besitzt zur Steuerkante 44 der Kolbentasche 22, also zu der Steuerkante der Kolbentasche 42, die den Zuführkanaleinlass 11 bei der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 5 überstreicht, einen axialen Abstand b', der größer als der Abstand a' ist. Wie 9 zeigt, ist der Abstand b' nur geringfügig größer als der Abstand a'. Dies bedeutet, dass die Kolbentasche 42 nur kurze Zeit zum Überströmfenster 15 geöffnet ist, bevor die Kolbentasche 42 auch zum Zuführkanaleinlass 11 öffnet.
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In 1 besitzt der Zweitaktmotor 1 einen Vergaser und einen vollständig getrennt hiervon geführten Zuführkanal 13. Anstatt eines getrennt geführten Zuführkanals 13 kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Ansaugkanal über mindestens einen Abschnitt seiner Länge geteilt ist. Insbesondere ist hierzu eine Trennwand in einem Abschnitt des Ansaugkanals vorgesehen. Es kann vorgesehen sein, dass der Gemischkanal 12 und der Zuführkanal 13 an einem gemeinsamen Vergaser münden, dessen Drosselklappe sowohl den Gemischkanal als auch den Zuführkanal steuert.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Volumen der Kolbentasche 22, 42 möglichst klein gewählt wird. Dies kann insbesondere erreicht werden, wenn das Kolbenbolzenauge 35 außerhalb der Kolbentasche 42 angeordnet wird. Um eine ausreichende Füllung der Überströmkanäle 14 zu erreichen, weist die Kolbentasche 22, 42 eine gut ausspülbare Kontur auf, die vorteilhaft strömungsoptimiert ist.
