DE1194635B

DE1194635B - Zweitaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1194635B
Application number: DEF30258A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Steinlein; Edgar Hehn
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1960-01-09
Filing date: 1960-01-09
Publication date: 1965-06-10
Also published as: CH389320A; GB911264A; FR1274280A

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurbelgehäusepumpe und einem überströmkanal zwischen Kurbelgehäuse und Zylinder, welcher innerhalb des Zylinderkörpers verläuft und dessen brennraumseitige öffnungen durch den Arbeitskolben gesteuert werden, und mit einem Frischgaskanal, der vom Vergaser in den überströmkanal führt und zwischen dem überströmkanal und dem Vergaser ein Rückschlagventil aufweist.
Die bekannten Zweitaktbrennkraftmaschinen der genannten Art weisen jeweils nur einen innerhalb des Zylinderkörpers verlaufenden überströmkanal auf, wobei der Frischgaskanal außerhalb des Zylinderkörpers angeordnet ist. Durch einen außenliegenden Frischgaskanal wird sehr viel Bauraum beansprucht, was dazu führt, daß diese Konstruktionen bei den meist gedrängten Einbauverhältnissen nicht anwendbar sind. Durch den außenliegenden Frischgaskanal wird die Anordnung außerdem kompliziert und erfordert viel mechanische Bearbeitung und große Montagearbeit. Dies gilt im besonderen Maße dann, wenn neben dem Frischgaskanal auch der überströmkanal außerhalb des Zylinderkörpers verläuft.
Es sind Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen das zwischen dem überströmkanal und dem Vergaser angeordnete Rückschlagventil entweder direkt in den überströmkanal einmündet oder direkt in die Wand des überströmkanals eingesetzt ist. Das Frischgas gelangt bei diesen Brennkraftmaschinen also direkt vom Frischgaskanal über ein als Membranventil ausgebildetes Rückschlagventil in den überströmkanal. Eine solche Anordnung hat erhebliche Nachteile. Die rechtwinklige Umlenkung des Gasstromes unmittelbar am Membranventil und die Wirbelbildung an den Einzelteilen des Membranventils, die sich bei überströmen des Frischgases vom Kurbelgehäuse zum Verbrennungsraum einstellt, ergibt hohe Strömungsverluste. Die Einströmquerschnitte an den Membranventilen sind von der Größe der Überströmkanäle abhängig und es kann besonders bei kleinen Motoren sein, daß dadurch einer Leistungssteigerung Grenzen gezogen sind. Diese Nachteile schließen die Verwendung solcher Anordnungen für Motoren besonders bei solchen mit hoher spezifischer Leistung aus. Außerdem ist die Verwendung dieser bekannten Anordnungen bei Zweitaktbrennkraftmaschinen, deren Zylinder mehrere Überströmkanäle aufweist, nicht möglich, da in diesem Fall die Verwendung von mehreren Vergasern nötig wäre. Eine derartige Lösung verbietet sich wegen des großen Aufwandes und der Einregulierungsschwierigkeiten. Bekannt ist es ferner bei Brennkraftmschinen mit außenliegendem überströmkanal, das Rückschlagventil im überströmkanal anzuordnen. Hierdurch wird nicht nur der Bauaufwand wesentlich erhöht, sondern auch zusätzlich der Strömungswiderstand im überströmkanal vergrößert. Weiterhin macht sich dieses Ventil im Betrieb sehr störend bemerkbar, da besonders bei geringen Drehzahlen, durch das Venteil bedingt, die Spülung des Zylinders, bezogen auf die Stellung des Kolbens, sehr spät einsetzt, wodurch die Innenkühlung verschlechtert wird und eine überhitzung des Motors auftreten kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zweitaktbrennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Konstruktionen vermeidet und sich somit durch eine einfache und billige Herstellung, durch eine kompakte Bauweise und durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise mehrere überströmkanäle vorhanden sind, und daß der Frischgaskanal, innerhalb des Zylinderkörpers verlaufend, sich verzweigt und die Zweigkanäle in die überströmkanäle einmünden.
Brennkraftmaschinen, bei denen mehrere im Zylinder verlaufende überströmkanäle vorhanden sind, sind bekannt, doch handelt es sich bei diesen bekannten Konstruktionen ausschließlich um Brennkraftmaschinen, deren Frischgaszuführung über einen einzigen, direkt mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehenden Kanal erfolgt. Die zum Stand der Technik in Betracht gezogenen Konstuktionen -aber zeigen, daß es bei den Zweitaktbrennkraftmaschinen, von denen die Erfindung ausgeht, jahrzehntelang als zu aufwandreich und daher technisch wenig sinnvoll galt, mehrere Überströmkanäle und Frischgaskanäle innerhalb des Zylinderkörpers anzuordnen, da hierdurch der Zylinderkörper ein kompliziertes Gußteil werden würde. Die Erfindung bricht mit dieser Erkenntnis und zeigt, daß sich durch die erfindungsgemäße Anordnung gegenüber den bekannten Konstruktionen wesentliche technische Vorteile erzielen lassen, die eine Verlegung aller Kanäle in das Innere des Zylinderkörpers rechtfertigen. Diese Vorteile sind: 1. Eine wesentliche Vereinfachung von Bearbeitung und Montage, 2. sehr kurze Kanäle, die einen geringen Strömungswiderstand bieten und daher den Bau von Hochleistungsmotoren zulassen, 3. die Erhöhung der Formbeständigkeit des Zylinders, wodurch Zylinderverzug im Betrieb weitgehend vermieden wird.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der überström- und Zweigkanäle ergibt sich eine räumliche Trennung zwischen den Überströmkanälen und dem Rückschlagventil, so daß alle Gaswege hinsichtlich ihres Strömungswiderstandes optimal gestaltet werden können. Auch ist die Ventilgröße von der Form und Größe der Überströmkanäle unabhängig. Da in an sich bekannter Weise mehrere überströmkanäle vorgesehen sind, in die die Zweigkanäle des Frischgaskanals einmünden, ist die erfindungsgemäße Anordnung auch für Gegenstrom- und Umkehrspülung verwendbar. Da sowohl die überströmkanäle als auch der sich verzweigende Frischgaskanal innerhalb des Zylinderkörpers verlaufen, läßt sich eine sehr kompakte Bauweise für die Brennkraftmaschine erreichen.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das in an sich bekannter Weise als Membranventil ausgebildete Rückschlagventil unmittelbar an der Verzweigungsstelle des Frischgaskanals anzuordnen, da hierbei für alle Zweigkanäle nur ein Rückschlagventü erforderlich ist.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind die Ventilplättchen des Membranventils auf einer in an sich bekannter Weise deckelförmig ausgebildeten Platte angeordnet, die gemeinsam mit dem Ansaugrohrflansch bzw. dem Vergaserflansch direkt über der entsprechenden Öffnung des Zylinders befestigt ist. Hierbei erübrigen sich besondere Befestigungsschrauben für die Ventilplatte.
Zur Erzielung einer optimalen Führung des Frischgasstromes kann es auch vorteilhaft sein, die Ventilplättchen des Membranventils auf einem in den Frischgaskanal hineinragenden Ventilkörper anzuordnen, der in die Öffnung des Zylinders hineingesteckt und gemeinsam mit dem Ansaugrohr- bzw. dem Vergaserflansch befestigt wird.
In den Zeichnungen, die drei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung zeigen, ist F i g. 1 ein Längsschnitt durch den Zylinderkörper mit Ansaugrohr und Membranventil und einem Teil des Kurbelgehäuses, F i g. 2 ein Querschnitt durch den Zylinderkörper in Höhe des Frischgaseintrittes, F i g. 3 und 4 sind F i g. 2 entsprechende Querschnitte, die verschiedene Ausführungsvarianten darstellen.
Bei der Zweitaktbrennkraftmaschine nach der Erfindung sind sowohl die überströmkanäle 1 als auch der sich verzweigende Frischgaskanal 4 innerhalb des Zylinderkörpers 9 angeordnet. Die beiden mit 3 bezeichneten Zweigkanäle des Frischgaskanals 4 münden in die überströmkanäle 1 ein. An der Verzweigungsstelle des Frischgaskanals ist ein als Membranventil ausgebildetes Rückschlagventil angeordnet. Das Membranventil besteht aus dem Ventilträger 8 und den Federzungen 6, deren maximale Öffnung durch einen festen Anschlag 7 begrenzt wird. Während in den F i g. 1 und 2 der Ventilträger 8 als ebene Platte ausgebildet ist, wird bei den Ausbildungsvarianten nach F i g. 3 und 4 als Ventilträger ein in den Frischgaskanal4 hineinragender Ventilkörper verwendet.
Die brennraumseitigen öffnungen des Zylinders, d. h., die überströmschlitze 12 und der nicht näher bezeichnete Auslaßschlitz werden durch die Oberkante des Arbeitskolbens 10 gesteuert. Die überströmkanäle 1 verbinden den Verbrennungsraum 11 mit dem Kurbelgehäuse 2, wenn der Arbeitskolben 10 die Überströmschlitze 12 freigibt.
Die in den Figuren dargestellte Zweitaktbrennkraftmaschine arbeitet folgendermaßen: Bewegt sich der Arbeitskolben 10 nach oben, so wird durch das Ansaugrohr 5 über den Frischgaskanal4, das Membranventil6 bis 8, die Zweigkanäle 3 und die überströmkanäle 1 infolge des Unterdrucks im Kurbelgehäuse 2 Frischgas ins Kurbelgehäuse gesaugt. Bewegt sich der Kolben nach unten, wird das Membranventil geschlossen und das im Kurbelgehäuse 2, in den überströmkanälen 1 und den Zweigkanälen 3 befindliche Frischgas vbrkomprimiert. Gibt die Kolbenoberkante die Überströmschlitze 12 frei, so wird durch den entstandenen Überdruck das Frischgas aus dem Kurbelgehäuse 2 durch die überströmkanäle 1 in den Brennraum 11 befördert. Bewegt sich der Arbeitskolben 10 wieder nach oben, wird das im Brennraum befindliche Frischgas verdichtet, und an der Unterseite des Kolbens wiederholt sich der schon beschriebene Ansaugvorgang.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellte Ausführungsform, insbesondere die Führung der Gaswege kann weitgehend variiert werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Zweitaktbrennkraftmaschine mit Kurbelgehäusepumpe und einem überströmkanal zwischen Kurbelgehäuse und Zylinder, welcher innerhalb des Zylinderkörpers verläuft und dessen brennraumseitige öffnungen durch den Arbeitskolben gesteuert werden, und mit einem Frischgaskanal, der vom Vergaser in den Überströmkanal führt und zwischen dem überströmkanal und dem Vergaser ein Rückschlagventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mehrere überströmkanäle vorgesehen sind und daß der Frischgaskanal, innerhalb des Zylinderkörpers verlaufend, sich verzweigt und die Zweigkanäle in die Überströmkanäle einmünden.
2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein als Membranventil ausgebildetes Rückschlagv entil an der Verzweigungsstelle des Frischgaskanals angeordnet ist.
3. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen des Membranventils auf einer in an sich bekannter Weise deckelförmig ausgebildeten Platte angeordnet sind, die gemeinsam mit dem Ansaugrohr- bzw. dem Vergaserflansch über der entsprechenden Öffnung des Zylinders befestigt ist.
4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen des Membranventils auf einem in den Frischgaskanal hineinragenden Ventilkörper angeordnet sind, der, in die Öffnung des Zylinders hineingesteckt, gemeinsam mit dem Ansaugrohr- bzw. dem Vergaserflansch befestigt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 170 607, 488 057; französische Patentschriften Nr. 327 068, 538 054, 973 713; USA: Patentschrift Nr. 2 443 838.