DE19549188A1 - Viertaktmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Viertaktmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Eine tragbare Arbeitsmaschine, wie beispielsweise eine Mähmaschine, ist üblicherwei­ se mit einem Zweitaktmotor als Kraftquelle ausgerüstet, der eine Mischung aus Kraft­ stoff und Schmieröl verwendet, so daß die Arbeitsmaschine in verschiedenen Kipprichtungen oder in allen möglichen Betriebspositionen betrieben werden kann.

Da es in den letzten Jahren jedoch notwendig geworden ist, die Abgase einer solchen tragbaren Arbeitsmaschine in verstärktem Maße zu säubern, wird die Verwendung ei­ nes Viertaktmotors in Betracht gezogen, der den Vorteil aufweist, daß die Abgase nur in geringem Maße unverbrannte Komponenten aufweisen. In diesem Fall liegt jedoch ein Problem im Gewicht und in der Größe des Viertaktmotors. Das heißt, daß der Vier­ taktmotor, da er einen Ventilmechanismus als wesentliche Komponente benötigt, einen komplizierten Aufbau aufweist und schwer und groß ist, erheblich schwerer und größer als der Zweitaktmotor. Dieses Problem vergrößert sich noch dadurch, wenn eine Abgasreinigungsvorrichtung zum Motor hinzugefügt wird. Beispielsweise ist es möglich, ein Abgasreaktorsystem oder ein Oxydationskatalysatorsystem für die Entfernung von unverbrannten Komponenten aus dem Abgas, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde, zu verwenden. Das Abgasreaktorsystem und das Oxydationskatalysatorsystem sind bekanntermaßen Abgasreinigungsvor­ richtungen, bei denen ein Sekundärluftstrom einem Abgasführungsabschnitt wie bei­ spielsweise einem Auspuffkanal zugeleitet wird und die die Abgase in ungefährliches Wasser und Kohlendioxyd durch eine Oxydationsreaktion bei hohen Temperaturen umwandeln. Wenn daher eine solche Abgasreinigungsvorrichtung verwendet wird, ist es notwendig, darüber hinaus eine spezielle Sekundärluftpumpe für die Versor­ gung mit dem Sekundärluftstrom, ein Getriebe und einen Riemen für die Übertragung der Kraft einer Kurbelwelle auf die Sekundärluftpumpe und weiterhin Leitungen für den Sekundärluftstrom zu verwenden, wodurch jedoch die Größe und das Gewicht des Motors vergrößert werden. Bei einer tragbaren Arbeitsmaschine, dessen Gewicht von einem Benutzer getragen werden muß, wird, unter der Voraussetzung, daß das Gewicht des Motors durch die Verwendung einer Sekundärluftpumpe ansteigt, die Last des Benutzers vergrößert, wodurch die Handlichkeit der tragbaren Arbeitsma­ schine verringert wird.

Ein anderes Problem bei der Verwendung eines Viertaktmotors bei einer tragbaren Arbeitsmaschine liegt darin, daß die Wahrscheinlichkeit eines Lecks des Öls, das für die Schmierung der beweglichen Teile des Motors verwendet wird, relativ groß ist. Das resultiert daraus, daß bei einem Viertaktmotor das Schmierungssystem eine Öl­ wanne unterhalb des Kurbelgehäuses aufweist und daß in dieser Ölwanne ein Ölre­ servoir ausgebildet ist. Die Ölwanne ist ein wesentliches Teil des Schmierungssystems unabhängig davon, ob das Schmierungssystem als Trockensumpftyp, als Naßsumpf­ typ, als Zwangsumlauftyp oder als Spritzverteilertyp ausgebildet ist. Wenn nun ein Viertaktmotor mit aus dem Stand der Technik bekanntem Aufbau bei einer tragbaren Arbeitsmaschine verwendet wird, wird dann ein Ölleck auftreten, wenn die tragbare Arbeitsmaschine gekippt wird. Während der Betriebsweise der tragbaren Arbeitsma­ schine wird jedoch das Maschinengehäuse oft sehr stark gekippt. Daher ist es nicht geeignet, den mit einer Ölwanne bekannten Aufbaus versehenen Viertaktmotor bei einer tragbaren Arbeitsmaschine zu verwenden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den bekannten Viertaktmotor der­ art auszugestalten und weiterzubilden, daß bei einer Verwendung mit einer tragbaren Arbeitsmaschine weder das Gewicht noch die Größe erhöht werden, wenn er mit ei­ nem Abgasreinigungssystem ausgestattet wird.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils von Patentanspruch 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Vier­ taktmotor variiert der Druck im Kurbelgehäuse kontinuierlich zwischen einem nega­ tiven Druck und einem positiven Druck entsprechend der Hin- und Herbewegung des Kolbens. Wenn ein negativer Druck in dem Kurbelgehäuse vorliegt, wird daher Luft in das Kurbelgehäuse über den Einlaßdurchgang eingezogen. Diese Luft wird mit dem durchblasenden Gas vermischt, das in dem Kurbelgehäuse erzeugt wird. Wenn dagegen ein positiver Druck im Kurbelgehäuse aufgebaut ist, wird die Mi­ schung aus der Luft und dem durchblasenden Gas zum Abgasablaßabschnitt durch den Führungsdurchgang geleitet. Das in dieser Weise aus der Verbrennungskammer abgelassene Abgas, das die Sekundärluft aufweist, kann durch die erneute Verbren­ nung gereinigt werden.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Aufbau des Vier­ taktmotors auch dann kein Ölleck auftritt, wenn der Viertaktmotor gekippt wird. Zu­ dem weist der Viertaktmotor einen einfachen Aufbau auf, obwohl eine Abgasreini­ gung durchgeführt wird.

In der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsbeispiels eines Viertaktmotors,

Fig. 2 im Längsschnitt eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Viertakt­ motors und

Fig. 3 in einem horizontalen Querschnitt die Anordnung eines Ventilmecha­ nismus und eines zweiten Ventils.

In Fig. 1 ist der allgemeine Aufbau eines Viertaktmotors mit obenliegenden Ventilen dargestellt, der bei einer tragbaren Arbeitsmaschine oder anderen Maschinen ver­ wendet wird. Wie aus den Fig. 1 und 2 deutlich wird, weist der erfindungsgemäße Viertaktmotor einen grundlegenden Aufbau auf, der notwendig ist, um in üblicher Weise in Serie den Mischungsansaughub, den Kompressionshub, den Arbeitshub und den Auspuffhub in einer Verbrennungskammer 101 durchzuführen, um die Hin- und Herbewegung eines Kolbens 18, die durch eine Serie dieser Hübe erzeugt wird, in eine Drehbewegung umzuwandeln und um die Drehbewegung auf eine Kurbelwelle zu übertragen. Der erfindungsgemäße Viertaktmotor weist außerdem eine Abgasreini­ gungsvorrichtung für die Versorgung des Abgases mit einem Sekundärluftstrom auf, um die Abgase erneut zu verbrennen. Im folgenden wird nun eine detaillierte Be­ schreibung des erfindungsgemäßen Viertaktmotors gegeben.

Mit dem oberen Teil des Kurbelgehäuses 1 ist ein Zylinderblock 2 verbunden. Ein Zylinderkopf 3 ist auf dem oberen Teil des Zylinderblockes 2 befestigt und eine Kipphebelabdeckung 4 ist auf dem oberen Teil des Zylinderkopfes 3 befestigt. Zwi­ schen dem Kurbelgehäuse 1 und dem Zylinderblock 2 ist eine erste Dichtung 5 einge­ fügt, zwischen dem Zylinderblock 2 und dem Zylinderkopf 3 ist eine zweite Dich­ tung 6 eingefügt und zwischen dem Zylinderkopf 3 und der Kipphebelabdeckung 4 ist eine dritte Dichtung 7 eingefügt. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine Kurbelgehäu­ seabdeckung 8 seitlich am Kurbelgehäuse 1 befestigt, wodurch eine Kurbelkammer 9 durch das Kurbelgehäuse 1 und die Kurbelgehäuseabdeckung 8 gebildet wird. Diese Kurbelkammer 9 ist als geschlossener Raum innerhalb des Viertaktmotors ausgebildet.

In der Kurbelkammer 9 sind die Kurbelwelle 12, die an beiden Enden von Lagern 10 und 11 getragen wird, und eine Nockenwelle 13, die mit nicht dargestellten Lagern an beiden Enden getragen wird, angeordnet, wobei deren Drehachsen parallel verlaufen. An einem Ende der Kurbelwelle 12 ist ein Kurbelgetriebe 14 befestigt und an einem Ende der Nockenwelle 13 ist ein Nockengetriebe 15 befestigt. Das Kurbelgetriebe 14 und das Nockengetriebe 15 stehen kämmend im Eingriff. Ein Ende einer Verbin­ dungsstange 16 ist mit der Kurbelwelle 12 verbunden. Das andere Ende der Verbin­ dungsstange 16 ist mit dem Kolben 18 verbunden, der hin- und herbewegbar in einem im Zylinderblock 2 ausgebildeten Zylinder 17 eingefügt ist. An der Nockenwelle 13 sind ein Einlaßnocken 20, der ein Einlaßventil 19 öffnet und schließt, und ein nicht dargestellter Auslaßnocken befestigt, der ein Auslaßventil 21 öffnet und schließt.

Der Raum, der durch die Kipphebelabdeckung 4 oberhalb des Zylinderkopfes 3 aus­ gebildet ist, dient als Ventilmechanismuskammer 22, in der ein Ventilmechanismus 23 angeordnet ist, der das Einlaßventil 19 und das Auslaßventil 20 betätigt. Der Ventil­ mechanismus 23 weist Federn 24a und 24b auf, die das Einlaßventil 19 und das Aus­ laßventil 21 in Richtung einer geschlossenen Position drücken. Weiterhin weist der Ventilmechanismus 23 Kipphebel 26a und 26b auf, die hin- und herschwenkbar mit zwei Einstellschrauben 25a und 25b befestigt sind und die mit den Spitzen des Ein­ laßventils 19 und des Auslaßventils 21 in Verbindung stehen. Schließlich weist der Ventilmechanismus 23 Schiebestangen 27a und 27b auf, die an einem Ende jeweils mit dem Kipphebel 26a bzw. 26b in Verbindung stehen. Die anderen Enden der Schiebestangen 27a und 27b stehen mit der äußeren Oberfläche des Einlaßnockens 20 und des Auslaßnockens über einen Ventilstößel 28 in Verbindung. Der Zylinder­ kopf 3 und die Kipphebelabdeckung 4 sind mit Trennplatten 29 und 30 versehen, die das Innere der Ventilmechanismuskammer 22 in eine Seite mit dem Einlaßventil 19 und in eine andere Seite mit dem Auslaßventil 21 aufteilen.

Im Zylinderkopf 3 sind ein Einlaßdurchgang 31 für ein Ansaugen des Luft-Kraftstoff­ gemisches in die Verbrennungskammer 101 und ein Auslaßdurchgang 32 ausgebildet, der einen Abgasablaßabschnitt für das Ablassen des Abgases nach außen bildet, das in der Verbrennungskammer 101 erzeugt wird. Der Einlaßdurchgang 31 ist am vorde­ ren Ende mit einem Vergaser 34 über einen Isolator 33 verbunden, wobei der Verga­ ser 34 als Kraftstoffversorgungsvorrichtung dient. Der Vergaser 34 ist mit einem Luftfilter 35 verbunden. Der Ablaßdurchgang 32 ist am vorderen Ende mit einem Abgasreinigungsabschnitt 36 verbunden, der zudem als Schalldämpfer dient. Für die­ sen Abgasreinigungsabschnitt 36 wird ein Abgasreaktor oder ein Oxydationskataly­ sator verwendet.

Der erfindungsgemäße Viertaktmotor ist mit einer Lufteinlaßleitung 38 versehen, die an einem Ende mit einem Verbindungsloch 37 verbunden ist, das in der Kurbelkam­ mer 9 ausgebildet ist, und die am anderen Ende min dem Luftfilter 35 verbunden ist. Das Innere dieser Lufteinlaßleitung 38 dient als Einlaßdurchgang 39. In der Luftein­ laßleitung 38 ist ein erstes Ventil 40 eingefügt, das innerhalb des Einlaßdurchganges 39 angeordnet ist, um einen Fluß von äußerer Luft (Sekundärluft) von dem Verbin­ dungsloch 37 in die Kurbelkammer 9 in Abhängigkeit von der Druckveränderung in der Kurbelkammer 9 zu erlauben, die durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 18 erzeugt wird. Das heißt, daß das erste Ventil 40 so ausgebildet ist, daß es nur dann öffnet, wenn ein negativer Druck in der Kurbelkammer 9 vorliegt.

Ein Schmierungssystem für die Schmierung jedes Teils des Viertaktmotors der vorlie­ genden Erfindung wird im folgenden erläutert. Das Schmierungssystem weist einen solchen Aufbau auf, daß die beweglichen Teile wie beispielsweise die Kurbelwelle 12 für eine Schmierung mit Öl in Form feiner Partikel versorgt werden, die durch eine Öl­ versorgungseinrichtung erzeugt werden, und daß eine Mischung der feinen Öltröpf­ chen mit einem in der Kurbelkammer 9 erzeugten durchblasenden Gas zum Ventilme­ chanismus 23 in der Kurbelkammer 9 geleitet wird. Dieses bedeutet, daß ein Öltank 41 für die Bevorratung des Schmieröls vorgesehen ist, mit dem jedes der Teile in der Kurbelkammer 9 und der Ventilmechanismus 23 versorgt werden sollen. In einer Kappe 45 des Öltanks 41 ist ein nicht dargestelltes Rückschlagventil vorgesehen, das einen Druckabfall im Öltank 41 bei Absinken des Ölstandes in dem Öltank 41 verhin­ dert. Der Öltank 41 ist mit dem Einlaßdurchgang 39 über eine Ölleitung 42 verbun­ den, die im Inneren einen Öldurchgang 43 aufweist, wobei eine Ölpumpe 44 im Öl­ durchgang 43 vorgesehen ist. Daher sind der Einlaßdurchgang 39 und der Öldurch­ gang 43 zu einer Einheit miteinander verbunden, bevor sie mit der Kurbelkammer 9 verbunden sind. Das Verbindungsloch 37 des Einlaßdurchganges 39, der mit dem Öl­ durchgang 43 zu einer Einheit verbunden ist, ist so ausgebildet, daß es unabhängig davon, wie der Viertaktmotor in beliebiger Richtung gekippt worden ist, oberhalb ei­ nes der beweglichen Teile angeordnet ist, wie beispielsweise der Kurbelwelle 12, der Verbindungsstange 16 und der Kolben 18. Daher ist die Ölversorgungseinrichtung als eine Vorrichtung ausgebildet, die feine Ölpartikel erzeugt, indem das im Einlaßdurch­ gang 39 vorhandene Öl mit der Luft, die durch den Einlaßdurchgang 39 fließt, her­ ausgeblasen wird und indem das Öl gegen die sich bewegenden Teile in der Kurbel­ kammer 9 gespritzt wird, so daß das Öl in Form noch kleinerer Partikel verstreut wird, die dann für die Schmierung dieser Teile verwendet wird. Bei dem Schmierungssy­ stem wird die Versorgung des Ventilmechanismus 23 mit dem Öl aus der Kurbelkam­ mer 9 durch eine Verbindung der Kurbelkammer 9 mit dem Ventilmechanismus 23 durchgeführt. Die Details dieses Aufbaus des Schmierungssystems werden später er­ läutert.

Der Zylinderblock 2 und der Zylinderkopf 3 weisen Hohlräume 46a und 46b auf, die für die Aufnahme der Schiebestangen 27a und 27b ausgebildet sind. Diese Hohlräu­ me 46a und 46b stehen in Verbindung mit der Kurbelkammer 9 und der Ventilme­ chanismuskammer 22. Weiterhin ist ein Führungsdurchgang 47 ausgebildet, um die Sekundärluft, die in die Kurbelkammer 9 eingetreten ist, über die Hohlräume 46a und 46b und die Ventilmechanismuskammer 22 zum Auslaßdurchgang 32 zu leiten.

Der Zylinderkopf 3 weist eine Ventilkammer 49 auf, die im Führungsdurchgang 47 angeordnet ist und in der ein zweites Ventil 48 befestigt ist. Das zweite Ventil 48 ist so ausgebildet, daß es öffnet, wenn sich ein positiver Druck in der Kurbelkammer 9 ausgebildet hat, so daß nur ein Ablaß der Sekundärluft in den Auslaßdurchgang 32 möglich ist, die in die Ventilmechanismuskammer 22 geleitet worden ist. Im Füh­ rungsdurchgang 47 sind die Ventilkammer 49 und die Ventilmechanismuskammer 22 über ein Durchgangsloch 50 miteinander verbunden und die Ventilkammer 49 ist mit dem Auslaßdurchgang 32 über ein Verbindungsloch 51 verbunden. Das zweite Ventil 48 ist an einer Stelle angeordnet, in der das Durchgangsloch 50 geöffnet und ge­ schlossen wird, wobei die maximale Öffnung durch einen Ventilstopper 48a begrenzt ist.

Der erfindungsgemäße Viertaktmotor ist weiterhin mit einer Zündungsvorrichtung versehen, die nicht dargestellt ist. Das bedeutet, daß im Zylinderkopf 3 eine nicht dar­ gestellte Zündkerze entnehmbar installiert ist, wobei ein Zündungsabschnitt inner­ halb der Verbrennungskammer angeordnet ist. Weiterhin ist in jedem Teil ein elektri­ sches System angeordnet, um eine Hochspannung in Synchronisation mit der Öff­ nung des Einlaßventils 19 und des Auslaßventiles 21 an die Zündkerzen anzulegen.

Während des Betriebes des zuvor erläuterten Viertaktmotors wird im Vergaser 34 ein Luft-Kraftstoffgemisch durch Mischen der Luft, die durch den Luftfilter 35 geflossen ist, mit zerstäubtem Kraftstoff erzeugt. Das Luft-Kraftstoffgemisch wird dann in die Verbrennungskammer 101 durch den Einlaßdurchgang 31 angesaugt. Weiterhin tre­ ten eine Serie von Mischungsansaug-, Kompressions- Arbeits- und Auspuffhüben nacheinander in der Verbrennungskammer auf, so daß der Kolben 18 nach oben und unten bewegt wird. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 18 wird über die Ver­ bindungsstange 16 auf die Kurbelwelle 12 übertragen, wodurch die Kurbelwelle 12 gedreht wird. Gleichzeitig wird die Ausgangsleistung der Kurbelwelle 12 teilweise erwendet, um die Ölpumpe 44 des Schmierungssystems anzutreiben, um in dieser Weise das Schmieröl auf alle Abschnitte der sich bewegenden Teile zu verteilen.

Beim Aufwärtshub des Kolbens 18 (Kompressions- und Auspuffhub) wird in der Kur­ belkammer 9 ein negativer Druck aufgebaut, so daß das erste Ventil 40 öffnet, und gleichzeitig fließt die durch den Luftfilter 35 gesäuberte Luft in den Einlaßdurchgang 39 und durch das Verbindungsloch 37 weiter in die Kurbelkammer 9. Die in die Kur­ belkammer 9 geflossene Luft kühlt jedes Teil in der Kurbelkammer 9. Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 18 wird das zweite Ventil 48 geschlossen gehalten. Da zwischenzeitlich die Ölpumpe 44 angetrieben wird, fließt aus dem Öltank 41 Öl in den Öldurchgang 43, um von da aus in den Einlaßdurchgang 39 zu fließen. Das in dieser Weise in den Einlaßdurchgang 39 eingelassene Öl wird durch die Sekundärluft, die im Einlaßdurchgang 39 fließt, herausgeblasen, so daß feine Ölpartikel entstehen, die zusammen mit der Sekundärluft in die Kurbelkammer 9 gelangen. Die Menge des in dieser Weise geförderten Öls beträgt ungefähr 10 ccm/h bei einem Viertaktmotor mit einem Hubraum von 20 bis 30 ccm. Da das Verbindungsloch 37 so ausgebildet ist, daß es in einer Position oberhalb eines der sich bewegenden Teile wie der Kurbelwel­ le 12, der Verbindungsstange 16 und des Kolbens 18 unabhängig davon angeordnet ist, in welcher Richtung der Viertaktmotor gekippt ist, trifft das in die Kurbelkammer 9 geleitete Öl auf das Kurbelgegengewicht und den Kurbelarm der Kurbelwelle 12, das große Ende der Verbindungsstange 16 und des Mantelabschnittes des Kolbens 18, wodurch es in Form feiner Ölpartikel verstreut wird. Die in dieser Weise verstreuten feinen Ölpartikel belegen die sich hin- und herbewegenden und im Eingriff befinden­ den Abschnitte der sich bewegenden Teile in der Kurbellkammer 9, wodurch eine ausreichende Schmierung aller beweglichen Teile sichergestellt wird.

Wenn sich als nächstes der Kolben 18 in der Abwärtsbewegung befindet (Ansaug- und Arbeitshub) steigt der Druck in der Kurbelkammer 9 an, um das erste Ventil 40 in einer geschlossenen Position zu halten. Dann fließt die Luft, die in die Kurbelkammer 9 eingetreten ist und die das verstreute Öl und das durchblasende Gas enthält, das in der Kurbelkammer 9 erzeugt worden ist, in die Hohlräume 46a und 46b in Richtung der Ventilmechanismuskammer 22. In diesem Fall nimmt der Druck in der Ventil­ mechanismuskammer 22 mit dem Druckanstieg in der Kurbelkammer 9 zu, so daß sich das zweite Ventil 48 öffnet, während die Luft durch die Durchgangslöcher 50 und 51 fließt, die somit als Sekundärluft in den Auslaßdurchgang 32 abgelassen wird. Die in dieser Weise in den Auslaßdurchgang 32 abgelassene Sekundärluft fließt in den Ab­ gasreinigungsabschnitt 36, wo sie mit den heißen Abgasen vermischt wird, um somit schädliche Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde im Abgas in ungefährliches Wasser und Kohlendioxyd umzuwandeln. Das in der Sekundärluft enthaltene Öl und das durchblasende Gas werden ebenso in Abgasreinigungsabschnitt 36 verbrannt (oxydiert) und somit in Form von Wasser und Kohlendioxyd abgelassen.

Ein Teil des Öls, das zusammen mit der Sekundärluft in die Ventilmechanismuskammer 22 fließt, fließt zwischen dem Einlaßventil 19 und der Ventilführung 19a in den Ein­ laßdurchgang 31 oder zwischen dem Auslaßventil 21 und der Ventilführung 21 a in den Auslaßdurchgang 32. Das Öl, das in den Einlaßdurchgang 31 eingetreten ist, fließt zusammen mit dem Luft-Kraftstoffgemisch für die Verbrennung in die Verbren­ nungskammer 101, während das Öl, das in den Auslaßdurchgang 32 eingetreten ist, zusammen mit den Abgasen in den Abgasreinigungsabschnitt 36 für eine Verbren­ nung fließt.

Das Einfließen der Sekundärluft zusammen mit dem Öl in die Ventilmechanismuskam­ mer 22 ermöglicht eine Versorgung des Ventilmechanismusses 23 mit Öl, ohne daß ein spezieller Schmierungsmechanismus notwendig ist, um den Ventilmechanismus 23 zu schmieren. Da die Ventilmechanismuskammer 22 durch die Trennplatten 29 und 30 in eine Seite mit dem Einlaßventil 19 und in eine Seite mit dem Auslaßventil 21 aufgeteilt ist, fließt die das Öl aufweisende Sekundärluft so wie es in Fig. 3 mit Pfeilen darge­ stellt ist. Dadurch wird sowohl die Seite mit dem Einlaßventil 19 als auch die Seite mit dem Auslaßventil 21 in ausreichendem Maße geschmiert. Weiterhin wird das Öl, das in die Kurbelkammer 9 eingeleitet worden ist, teilweise zusammen mit der Sekundärluft in den Auslaßdurchgang 32 geleitet, nachdem es jedes Teil in der Kurbelkammer 9 und in der Ventilmechanismuskammer 23 geschmiert hat, wodurch das Öl keine Chance hat, sich in der Kurbelkammer 9 anzusammeln. Entsprechend wird kein Lecken von Öl aus der Kurbelkammer 9 auftreten, wenn der Viertaktmotor in eine be­ liebige Richtung gekippt ist.

Weiterhin erhitzt sich die in die Ventilmechanismuskammer 22 eingetretende Sekun­ därluft durch die Kühlung sämtlicher Teile in der Kurbelkammer 9. Da jedoch die Ventilmechanismuskammer 22 in der Nähe der Verbrennungskammer 101 und des Auslaßdurchganges 32 angeordnet ist und somit eine höhere Temperatur als die Kur­ belkammer 9 aufweist, kann die Sekundärluft auch den Ventilmechanismus 23 küh­ len. Dementsprechend kann durch die Kühlung sämtlicher Teile des Viertaktmotors durch die Sekundärluft die Beständigkeit und die Einlaßeffizienz des Viertaktmotors verbessert werden.

Während zwischenzeitlich die Sekundärluft sämtliche Teile in der Kurbelkammer 9 und den Ventilmechanismus 23 gekühlt hat, weist die Sekundärluft eine sehr hohe Temperatur auf, so daß sie die Temperatur der Abgase nicht stark verringert, wenn die Sekundärluft in den Auslaßdurchgang 32 abgelassen worden ist. Daher ist es mög­ lich, die Oxydationsreaktion mit Hilfe der Sekundärluft bei hohen Temperaturen zu beschleunigen.

Wie zuvor beschrieben worden ist, wird die in die Kurbelkammer 9 angesaugte Luft als Sekundärluft in den Auslaßdurchgang 32 geleitet, wodurch in einfacher Weise eine Versorgung der Abgase mit Sekundärluft realisiert wird, die für die Abgasreini­ gungsvorrichtung des Abgasreaktorsystems oder des Oxydationskatalysatorsystems notwendig ist, ohne ein zusätzliches Teil wie eine Sekundärluftpumpe zu verwenden. Daher ist es möglich, die Gesamtgröße und das Gewicht des Viertaktmotors zu verrin­ gern, wodurch ein Viertaktmotor erhalten wird, der geeignet ist, um bei einer tragba­ ren Arbeitsmaschine verwendet zu werden, deren Gewicht ein Benutzer tragen muß. Zusätzlich versorgt das Schmierungssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiel die beweglichen Teile in der Kurbelkammer 9 mit feinen Ölpartikeln und versorgt ebenso den Ventilmechanismus 23 zusammen mit dem durchblasenden Gas mit feinen Ölpartikeln, während das verbleibende Öl in der Verbrennungskammer 101 und in dem Abgasreinigungsabschnitt 36 verbrannt wird. Da bei diesem Motortyp keine Ölwanne notwendig ist, tritt kein Ölleck auf, wenn die tragbare Arbeitsmaschine sehr stark gekippt wird. Dementsprechend ist es möglich, einen Viertaktmotor zu erhalten, der für eine Verwendung mit einer tragbaren Arbeitsmaschine geeignet ist, wenn die Maschine während des Betriebes sehr stark gekippt wird.

Claims (11)

1. Viertaktmotor mit einer Abgasreinigungseinrichtung für die Versorgung des Abga­ ses mit Sekundärluft für eine Nachverbrennung der Abgase
mit einem hin- und herbewegbar in einem Zylinder (17) eingefügten und über eine Verbindungsstange (16) mit einer Kurbelwelle (12) verbundenen Kolben (18),
mit einer hermetisch den Kopf des Kolbens (18) umgebenden Verbrennungskammer (101),
mit einem Ventilmechanismus (23), der ein Einlaßventil (19) und ein Auslaßventil (21) antreibt, die einen mit der Verbrennungskammer (101) verbundenen Einlaßdurchgang (31) bzw. einen Auslaßdurchgang (32) öffnen und schließen,
mit einer Kraftstoffversorgungseinrichtung, die ein Luft-Kraftstoffgemisch durch Mi­ schen des Kraftstoffes mit der durch den Einlaßdurchgang (31) in die Verbrennungs­ kammer (101) eingesaugten Luft erzeugt,
mit einer Zündungsvorrichtung für die Zündung des Luft-Kraftstoffgemisches, das in die Verbrennungskammer (101) eingesaugt und dort komprimiert worden ist, und
mit einem Schmierungssystem für die Versorgung aller beweglichen Teile mit Schmieröl,
wobei der Ventilmechanismus (23), die Kraftstoffversorgungseinrichtung und die Zündungsvorrichtung mit einer bestimmten Synchronisation betrieben werden, um kontinuierlich eine Serie von Mischungs-, Kompressions-, Arbeits- und Auspuffhüben in der Verbrennungskammer (101) zu erzeugen, und
wobei die durch die Serie von Hüben erzeugte Hin- und Herbewegung des Kolbens (18) über die Verbindungsstange (16) in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle (12) übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein den Auslaßdurchgang (32) aufweisender Abgasauslaßabschnitt vorgesehen ist,
daß ein Abgasreinigungsabschnitt für die Nachverbrennung der in den Abgasauslaß­ abschnitt abgelassen und mit der Sekundärluft vermischten Abgase vorgesehen ist,
daß eine hermetisch abgeschlossene Kurbelkammer (9) für die Aufnahme der Kurbel­ welle (12) vorgesehen ist,
daß ein die Kurbelkammer (9) mit der Atmosphäre verbindender Einlaßdurchgang (39) vorgesehen ist,
daß in dem Einlaßdurchgang (39) ein erstes Ventil (40) vorgesehen ist, das während der Hin- und Herbewegung des Kolbens (18) dann öffnet, wenn in der Kurbelkammer (9) ein negativer Druck aufgebaut worden ist,
daß ein die Kurbelkammer (9) und den Abgasauslaßabschnitt verbindender Füh­ rungsdurchgang (47) vorgesehen ist, um die Luft als Sekundärluft von der Kurbel­ kammer (9) zum Abgasauslaßabschnitt zu führen und
daß in dem Führungsdurchgang (47) ein zweites Ventil (48) vorgesehen ist, das wäh­ rend der Hin- und Herbewegung des Kolbens (18) dann öffnet, wenn in der Kurbel­ kammer (9) ein positiver Druck aufgebaut worden ist.

2. Viertaktmotor nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einlaßöffnung des Einlaßdurchgangs (39) ein Luftfilter angeordnet ist.

3. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein mit einem Vergaser (34) versehener Luftfilter (35) als Luftfilter vor­ gesehen ist.

4. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungsdurchgang (47) mit dem Auslaßdurchgang (32) verbun­ den ist.

5. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schmierungssystem aufweist
einen Öltank (41) zur Bevorratung von Schmieröl,
einen mit dem Öltank (41) und der Kurbelkammer (9) verbundenen Öldurchgang (43) und
eine Ölversorgungseinrichtung für die Versorgung der beweglichen Teile in der Kur­ belkammer (9) mit feinen Ölpartikeln über den Öldurchgang (43).

6. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Ventilmechanismuskammer (22) für die Aufnahme des Ventilme­ chanismus (23) als ein geschlossener Raum ausgebildet ist, daß der Führungsdurch­ gang (47) über die Ventilmechanismuskammer (22) mit dem Abgasauslaßabschnitt verbunden ist und daß das zweite Ventil (48) zwischen der Ventilmechanismuskam­ mer (22) und dem Abgasauslaßabschnitt angeordnet ist.

7. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilmechanismus oben angeordnete Ventile (19, 21) und eine in der Kurbelkammer (9) angeordnete Nockenwelle (13) aufweist, wobei der Führungs­ durchgang (47) integral mit jedem Block des Motors ausgebildet ist und wobei eine Schiebestange (27a, 27b) des Ventilmechanismus (23) im Führungsdurchgang (47) angeordnet ist.

8. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölversorgungseinrichtung eine Vorrichtung für ein Mischen des flüssigen Öls mit den in die Kurbelkammer (9) fließenden Gasen aufweist und die Öl­ versorgung in Form kleiner Ölpartikel durchführt.

9. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einlaßdurchgang (39) und der Öldurchgang (43) in einem Punkt zusammengeführt sind, bevor sie mit der Kurbelkammer (9) verbunden sind und daß die Luft durch das Verbindungsloch (37) des Einlaßdurchganges (39) in die Kurbel­ kammer (9) eingeführt wird.

10. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Abgasreinigungsabschnitt ein Abgasreaktor verwendet wird.

11. Viertaktmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Abgasreinigungsabschnitt ein Oxidationskatalysator verwendet wird.