DE19624227A1

DE19624227A1 - Einrichtung zur Verbesserung der Spülung bei schlitzgesteuerten Zweitaktmotoren

Info

Publication number: DE19624227A1
Application number: DE19624227A
Authority: DE
Inventors: Juergen Berger
Original assignee: SUHLER FAHRZEUGWERK GmbH
Current assignee: SUHLER FAHRZEUGWERK GmbH
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung der Spülung bei schlitzgesteuerten Zweitaktmotoren mit Kurbelkastenspülung, die vornehmlich bei Teillast betrieben werden, durch eine veränderte Gestaltung des Kolbens und des Zylinderraumes.

Es ist bei der Umkehrspülung eine allgemein bekannte Tatsache, daß zwei oder mehrere Spülströme zur Verdrängung der Abgase aus dem Zylinderraum verwendet werden. Die beidseitig vom Auslaßschlitz aus den Spülkanalöffnungen in den Zylinder einströmenden Frischgase richten sich an der jeweils gegenüberliegenden Zylinderwand aneinander auf und verdrängen die Abgase aus dem Zylinderraum. Ein geringer Teil der Frischgase strömt direkt zum Auslaßschlitz und wird unverbrannt von den Altgasen mitgenommen. Es bleibt auch meist in der Nähe der Zylindermittelachse ein Altgaskern zurück, der den Füllungsgrad des Zylinders und den Kraftstoffverbrauch negativ beeinflußt. Bedingt durch das Verfahren der Kurbelkastenspülung bei schlitzgesteuerten Zweitaktmotoren herrscht bei Teillast und Leerlauf ein geringer Spüldruck. Dadurch bedingt, werden die o.g. Mängel verstärkt und zudem gelangt nur unvollkommen Frischgas an die Zündkerze, was einen unruhigen Lauf zur Folge hat und außerdem die Menge unverbrannten Frischgases im Abgas erhöht. Zur Beseitigung dieser bekannten Nachteile wurden zusätzliche Kolbenkanäle in verschiedenen Formen vorgeschlagen. Auch Kolben mit Ansätzen und Nasen wurden zu diesem Zweck bekannt. So ist die DE 31 44 921 bekannt, die ein teilweises Spülen ermöglicht, d. h. nur ein Teil des Brennraumes wird mit Frischgas gespült. Der komplizierte Aufbau des Kolbens bedingt eine technologisch aufwendige Herstellung. Außerdem kommt es zur unterschiedlichen Ausdehnung des Kolbens durch die größere Erwärmung an der brennraumseitigen Wand des Kolbenkanals und es sind dadurch Kolbenklemmungen möglich. In der DE 25 57 262 ist ein Teil des Brennraumes im Kolben integriert, jedoch die Richtung der Spülströme garantiert nicht die vollkommene Spülung des Brennraumes. Selbst in der DD 1 39 440 ist der Brennraum bzgl. der Richtungen der Spülströme in seiner Lage nicht eindeutig definiert.

Die vorgenannten Lösungen brachten keine wesentlichen Verbesserungen dieser Nachteile und sind meist mit mehr Aufwand verbunden, außerdem neigen die vorstehenden Kanten am Kolben zur Überhitzung mit bekannten negativen Folgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung des Spülverfahrens für den Teillastbetrieb ohne Auswanderhöhung zu erreichen. Es soll eine Absenkung des Kraftstoffverbrauches, eine Verringerung der Schadstoffkomponente im Abgas sowie ein gleichförmiger Lauf erreicht werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht weiter darin, die Abgase nicht vollständig aus dem Zylinder zu entfernen, damit die Spülverluste an Frischgas zu beseitigen oder zu verringern und bei jedem Arbeitsspiel ein hinreichendes Quantum Frischgas für den Teillastbetrieb an der Zündkerze zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brennraum im Kolben gegenüber der Auslaßöffnung angeordnet ist und aus einer kugelsektor- oder v-förmigen Mulde - geeigneten Volumens - besteht, die von den Spülströmen beaufschlagt wird. Die tiefste Stelle des Brennraumes sollte an der Schnittstelle der Mittelachsen der Spülströme angeordnet sein. Dabei sollten die Spülströme in einem Winkel von 45°-80° zur Zylinderachse vom Zylinderkopf aus gemessen durch zwei oder mehrere Spülkanäle links und rechts vom Auslaßschlitz eintreten und dabei einen horizontalen Winkel von 100°-140° bilden. Der Zylinderdeckel kann einen ebenen oder im Bereich der tiefsten Stelle des Brennraumes im Kolben einen nach innen gekrümmten Abschluß des Zylinders aufweisen. Die Zündkerze ist über dem Ort des tiefsten Punktes des Brennraumes im Kolben angeordnet. Durch die Anordnung der Spülkanäle wird erreicht, daß auch bei kleinen Frischgasmengen der Brennraum im Kolben mit Frischgas gefüllt ist. Der Kolben transportiert dann die eingebrachte Frischgasmenge an die Zündkerze. Mengen, die über das Volumen des Brennraumes hinausgehen, werden wie bisher an der, der Auslaßöffnung gegenüberliegenden Zylinderwand, aufgerichtet und strömen an dieser in Richtung Zylinderdeckel. Durch den ebenen Abschluß am Zylinderdeckel wird dort eine vorteilhafte Verdrängung der Abgase erreicht und ein Abströmen zum Auslaßschlitz vermieden.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Zylinder in perspektivischer Ansicht mit angedeuteten Strömungsrichtungen und beispielsweise ebenen Zylinderdeckel während die Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben mit Brennraum und beispielsweise nach innen gekrümmten Zylinderdeckel zeigt.

Durch die Spülkanäle 2 strömt das Frischgas nach unten in den Zylinder 6 und erreicht den aus einer kugelsektor- oder v-förmigen Mulde bestehenden Brenn raum 3 im Kolben 5. Nach Füllen des Brennraumes 3 strömt Frischgas an der dem Auslaßschlitz 1 gegenüberliegenden Zylinderwand in Richtung Zylinderdeckel 7 und Zündkerze 8. Der Brennraum 3 kann eine Vertiefung 4 aufweisen, die halbkugelförmig im Kolben 5 angeordnet ist. Der vertikale Spülwinkel α beträgt 45°-80° zur Zylinderachse vom Zylinderkopf aus gemessen und der horizontale Spülwinkel β beträgt 100°-140°. Die tiefste Stelle des Brennraumes 3 oder der Vertiefung 4 liegt an der Schnittstelle der Mittelachsen der aus den Spülkanälen 2 austretenden Spülströme.

Bezugszeichenliste

1 Auslaßschlitz
2 Spülkanäle
3 Brennraum
4 Vertiefung
5 Kolben
6 Zylinder
7 Zylinderdeckel
8 Zündkerze

Claims

1. Einrichtung zur Verbesserung der Spülung bei schlitzgesteuerten Zweitaktmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum (3) im Kolben (5) aus einer kugelsektor- oder v-förmigen Mulde oder aus einer kugelsektor- oder v-förmigen Mulde mit zusätzlicher kugelförmiger Vertiefung (4) besteht, wobei die tiefste Stelle des Brennraumes (3) am Schnittpunkt der Mittelachsen der Spülströme liegt.

2. Einrichtung zur Verbesserung der Spülung bei schlitzgesteuerten Zweitaktmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderdeckel (7) einen ebenen oder im Bereich der tiefsten Stelle des Brennraumes (3) im Kolben (5) einen nach innen gekrümmten Abschluß des Zylinders (6) aufweist.

3. Einrichtung zur Verbesserung der Spülung bei schlitzgesteuerten Zweitaktmotoren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (8) über dem Ort des tiefsten Punktes des Brennraumes (3) im Zylinderdeckel (7) angeordnet ist.

4. Einrichtung zur Verbesserung der Spülung bei schlitzgesteuerten Zweitaktmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkanäle (2) in einem Winkeln α von 45°-80° zur Zylinderachse, vom Zylinderkopf aus gemessen, links und rechts vom Auslaßschlitz in den Zylinder (6) münden und dabei einen horizontalen Winkel β von 100°-140° bilden.