DE19715947A1 - Zweitaktverbrennungsmotor - Google Patents
ZweitaktverbrennungsmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen kleinen luftgekühlten Zweitaktbenzinmotor mit einem
Hubraum von etwa 15 ccm bis etwa 35 ccm, bevorzugt zur Verwendung in
einer kleinen handgehaltenen Arbeitsmaschine, wie etwa einer Motorsense oder
einer Kettensäge. Insbesondere betrifft die Erfindung einen kleinen luftgekühlten
Zweitaktbenzinmotor, der ausgestaltet ist, um schädliche Abgasschadstoffe,
insbesondere Gesamt-HC (THC), zu reduzieren, ohne die Charakteristik der Aus
gangsleistung zu verschlechtern.
Wegen des zunehmenden Umweltbewußtseins besteht auch bei einem kleinen
luftgekühlten Zweitaktbenzinmotor zur Verwendung in einer handgehaltenen
Arbeitsmaschine, wie etwa einer Motorsense oder Kettensäge, der Wunsch,
Abgase der Maschine weniger umweltbelastend zu machen, indem Schadstoffe,
wie etwa HC, CO und NOx im Abgas reduziert werden. Beispielsweise ist es
nach der Abgasverordnung des Staats von Kalifornien, der sog. CARB 1999, ab
1999 erforderlich, die CO-, Gesamt-HC(THC)- und NOx-Bestandteile von Abgas
auf nicht höher als 130 g/bhp-h, 50 g/bhp-h bzw. 4 g/bhp-h zu reduzieren.
Fig. 8 und 9 zeigen ein Beispiel eines herkömmlichen kleinen luftgekühlten
Zweitaktbenzinmotors, dessen Schadstoffe im Abgas reduziert werden sollen.
Der dargestellte Verbrennungsmotor 1′ ist ein kleiner luftgekühlter Zweitaktben
zinmotor mit Schnürlespülung, der als Antriebsquelle in einer handgehaltenen
Arbeitsmaschine, wie etwa einer Motorsense oder Kettensäge, enthalten ist und
dessen Hubraum etwa 23 ccm beträgt. Der Verbrennungsmotor 1′ umfaßt einen
Zylinder 2′, dessen Brennkammer 5, mit einer Zündkerze 15 versehen ist, ein mit
dem Boden des Zylinders 2′ verbundenes Kurbelgehäuse 3 sowie einen in den
Zylinder 2′ verschiebbar eingesetzten Kolben 4′. In dem Zylinder 2′ sind ein mit
einem Vergaser (nicht gezeigt) verbundener Einlaßdurchgang 7 sowie ein Aus
laßdurchgang 10′ derart ausgebildet, daß sie sich in unterschiedlichen Höhen
öffnen, und ein Paar von Spüldurchgängen 9′, 9′ sind relativ zu einer den Aus
laßdurchgang 10′ und den Einlaßdurchgang 7 halbierenden Längsschnittebene
symmetrisch ausgebildet. Durch Hin- und Herbewegung des Kolbens 4′ werden
diese Durchgänge 10′, 7 und 9′, 9′ geöffnet und geschlossen.
Wie bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor wird die Hin- und Herbewe
gung des Kolbens 4′ über eine Pleuelstange 11 in Drehbewegung einer Kurbel
welle 12 gewandelt, an der ein Ausgleichsgewicht 14 angebracht ist. Die Aus
gangskraft von der Kurbelwelle 12 wird als Antriebskraft der handgehaltenen
Arbeitsmaschine genutzt.
In dem Verbrennungsmotor 1′ erfolgen bei einer vertikalen Hin- und Herbewe
gung des Kolbens 4′, d. h. während zwei Hüben des Kolbens 4′, die Schritte
Kompression, Verbrennung, Einlaß, Spülung, Expansion und Auslaß. Wie bei
spielsweise im schematischen Diagramm von Fig. 6(B) gezeigt, sind in dem her
kömmlichen Motor 1′ die Öffnungs- und Schließzeiten des Auslaßdurchgangs
10′ und der Spüldurchgänge 9′, 9′ durch den des Kolbens 4′ hauptsächlich im
Hinblick auf die Ausgangsleistung derart, daß der Auslaßdurchgang 10′ und die
Spüldurchgänge 9′, 9′ offen sind, wenn sich die Kurbelwelle 12 in Bereichen
befindet, die einen Winkel von 140° bzw. einen Winkel von 107° ihres Kurbel
winkels abdecken, von denen jeder in der Mitte einen unteren Totpunkt (UT)
enthält. Anders gesagt, der Auslaßdurchgang 10′ und die Spüldurchgänge 9′, 9′
sind geschlossen, wenn sich der Kurbelwinkel der Kurbelwelle 12 außerhalb der
oben genannten jeweiligen Bereiche befindet.
Wie in Fig. 5(B) gezeigt, welche eine vergrößerte Ansicht der Brennkammer 5′
und ihrer Umgebung ist, ist die Brennkammer 5′ eine Quetschkuppel- oder
Quetschkopf-Brennkammer, die eine im wesentlichen konische Hauptfläche 5a′
und ein ringförmiges einfassungsartiges Quetschband 5b′ aufweist, das leicht
ansteigt und eine relativ große Bandbreite a′ aufweist (Maximalbreite 8 mm,
Minimalbreite 3 mm). Die Brennkammer 5′ ist in der dem Auslaßdurchgang 10′
gegenüberliegenden konischen Fläche mit einer Zündkerze 15, versehen, derart,
daß die Funkenstelle SP′ der Zündkerze 15′ näher an dem Auslaßdurchgang 10′
angeordnet ist als an der Mittellinie C der Brennkammer 5′.
Wie ferner in Fig. 5(B) zu sehen, beträgt ein Abstand L′ zwischen der Deckfläche
4a′ des Kolbens 4′ und dem Oberrand 4b′ einer Nut zur Aufnahme des oberen
Kolbenrings 21′ von Kolbenringen etwa 2,5 mm, und jeder der Kolbenringe 21′, 22′
hat eine Dicke d′ von etwa 2,0 mm.
In dem oben beschriebenen herkömmlichen kleinen luftgekühlten Zweitaktben
zinmotor 1′ zur Verwendung in einer handgehaltenen Arbeitsmaschine sind in
einem Umfangsabschnitt des Bodens der Brennkammer 5, relativ große Spalten
ausgebildet. Insbesondere ist zwischen dem Quetschband 5b′ und dem Kolben
4′ am oberen Totpunkt (OT) ein Durchgangsspalt D′ festgelegt. Durch den Kol
ben 4′ im oberen Totpunkt (OT), der Innenumfangswand des Zylinders 2′ und
dem oberen Kolbenring 21′ ist ein Spalt E′ festgelegt. Es ist unwahrscheinlich,
daß darin befindliches unverbranntes Gasgemisch der Verbrennung zugänglich
ist, wodurch der THC-Gehalt von Abgas zunimmt.
Ziel der Erfindung ist es daher, einen Zweitaktverbrennungsmotor anzugeben,
bei dem die Menge von unverbranntem Gasgemisch in einem Umfangsteil am
Boden der Brennkammer, wo es kaum der Verbrennung zugänglich ist, reduziert
ist, um den THC-Gehalt wirkungsvoll zu reduzieren, ohne die Ausgangsleistungs
charakteristiken zu senken und ohne die Struktur wesentlich zu ändern.
Um das Ziel zu erreichen, ist in einem Zweitaktverbrennungsmotor mit Schnürle
spülung, der mit einer Brennkammer vom Quetschkuppeltyp versehen ist, die
Erfindung auf eine Verbesserung des Umfangsteils des Bodens der Brennkammer
gerichtet. Die Brennkammer umfaßt eine halbkugelige Hauptfläche und ein ring
förmiges einfassungsartiges Quetschband und ist mit einer Zündkerze ausgestat
tet, derart, daß eine Funkenstelle der Zündkerze im wesentlichen in der Mitte der
Brennkammer angeordnet ist und das Quetschband eine minimierte Bandbreite
aufweist.
Dank der halbkugeligen Konfiguration der Hauptfläche der Brennkammer und der
Lage der Funkenstelle (Mittelelektrode) der Zündkerze im wesentlichen in der
Mitte der Brennkammer erhält man einen idealen Verbrennungsmodus, wobei,
daß sich die Flamme im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Brennkam
mer fortpflanzt. Demzufolge erhält man einen erhöhten Explosionsdruck, und
somit steigt die Ausgangsleistung.
Die minimierte Bandbreite kann die Menge von unverbranntem Gasgemisch redu
zieren, dessen Verbrennung unwahrscheinlich ist. Infolgedessen ist der THC-
Gehalt des Abgases reduziert. Das herkömmliche Quetschband drückt das Gas
gemisch kräftig zu einem Mittelteil der Brennkammer und bewirkt somit eine
Zunahme der Verbrennungsgeschwindigkeit. Jedoch hat ein solches Quetsch
band einen relativ großen S/V-Wert (Oberfläche/Volumen-Verhältnis einer Brenn
kammer) und ist somit empfindlich auf Wärmeverlust. Dies erhöht die Menge
von unverbranntem Gasgemisch in dem Abgas.
Andererseits beträgt bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor, dessen
Hubraum im Bereich von 15 ccm bis 35 ccm liegen kann, bevorzugt ein Abstand
L zwischen einer Deckfläche eines Kolbens und einem Oberrand einer Nut zur
Aufnahme eines oberen Kolben rings von Kolbenringen 2,0 mm oder weniger,
und jeder der Kolbenringe hat eine Dicke d von 1,5 mm oder weniger.
Bei dem herkömmlichen Motor 1′ dieses Typs beträgt der Abstand L′ zwischen
der Deckfläche 4a′ des Kolbens 4′ und dem Oberrand 4b′ einer Nut zur Auf
nahme des oberen Kolbenrings 21′ etwa 2,5 mm, und der Kolbenring 21′ hat
eine Dicke d′ von etwa 2,0 mm. Im Gegensatz hierzu ist erfindungsgemäß der
Abstand L auf 2,0 mm oder weniger reduziert, um hierdurch das Volumen des
Spalts (der durch die Innenumfangswand des Zylinders, die Umfangsseitenfläche
des Kolbens am oberen Totpunkt (OT) und den oberen Ring festgelegt ist) zu
reduzieren, in dem sich unverbranntes Gasgemisch ansammelt. Demzufolge ist
der THC-Gehalt von Abgas reduziert. Ferner ist die Dicke d des Kolbenrings 21
auf 1 ,5 mm oder weniger reduziert, so daß Reibverlust durch Reibung zwischen
dem Kolbenring und der Innenwand des Zylinders reduziert ist. Demzufolge
nimmt die Ausgangsleistung zu.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Halbschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführung des Zweit
aktverbrennungsmotors quer zur Kurbelwelle;
Fig. 2 ist ein Halbschnitt der Ausführung des in Fig. 1 gezeigten Zweitakt
verbrennungsmotors entlang der Kurbelwelle;
Fig. 3 ist ein Schnitt entlang Linie III-III in Richtung der Pfeile in Fig. 1;
Fig. 4 zeigt einen Auslaßdurchgang der in Fig. 1 gezeigten Ausführung
des erfindungsgemäßen Zweitaktverbrennungsmotors im Vergleich zu jenem des
in Fig. 8 gezeigten herkömmlichen Verbrennungsmotors;
Fig. 5(A) zeigt vergrößert eine Brennkammer und deren Umgebung des in
Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors;
Fig. 5(B) zeigt vergrößert eine Brennkammer und deren Umgebung des in
Fig. 8 gezeigten herkömmlichen Verbrennungsmotors;
Fig. 6(A) zeigt im Diagramm die Öffnungs- und Schließzeiten eines Aus
laßdurchgangs und von Spüldurchgängen der in Fig. 1 gezeigten Ausführung des
erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors (Zur Erläuterung ist der Spüldurchgang
in der Position in Horizontalrichtung um einen Winkelbetrag von 90 Grad verla
gert. Das gleiche gilt für Fig. 6(B).);
Fig. 6(B) zeigt schematisch die Öffnungs- und Schließzeiten eines Auslaß
durchgangs und von Spüldurchgängen des in Fig. 8 gezeigten herkömmlichen
Verbrennungsmotors;
Fig. 7 zeigt im Diagramm Ausgangscharakteristiken der in Fig. 1 gezeigten
Ausführung des Verbrennungsmotors und des in Fig. 8 gezeigten herkömmlichen
Verbrennungsmotors;
Fig. 8 ist ein Halbschnitt eines herkömmlichen Zweitaktverbrennungsmo
tors quer zur Kurbelwelle;
Fig. 9 ist ein Halbschnitt des in Fig. 8 gezeigten herkömmlichen Zweitakt
verbrennungsmotors entlang der Kurbelwelle; und
Fig. 10 zeigt grafisch Ergebnisse von Vergleichsexperimenten zur Reduk
tion von Abgasschadstoffen der in Fig. 1 gezeigten Ausführung des erfindungs
gemäßen Zweitaktverbrennungsmotors und des in Fig. 8 gezeigten herkömm
lichen Verbrennungsmotors.
Im folgenden wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand der bei
gefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen einen kleinen luftgekühlten Zweitaktbenzinmotor (nachfol
gend einfach als Verbrennungsmotor bezeichnet) einer erfindungsgemäßen Aus
führung. Der dargestellte Verbrennungsmotor 1 ist ein Verbrennungsmotor mit
Schnürlespülung als Antriebsquelle in einer handgehaltenen Arbeitsmaschine,
wie etwa einer Heckenschere oder einer Kettensäge mit einem Hubraum von
etwa 23 ccm.
Wie bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Verbrennungsmotor 1′ umfaßt
der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 1 einen Zylinder 2, eine mit einer
Zündkerze 15 versehene Brennkammer 5, ein mit dem Boden des Zylinders 2
verbundenes Kurbelgehäuse 3 sowie einen Kolben 4, der verschiebbar in dem
Zylinder 2 eingesetzt ist. In dem Zylinder 2 sind ein mit einem Vergaser (nicht
gezeigt) verbundener Einlaßdurchgang 7 und ein Auslaßdurchgang 10 so ausge
bildet, daß sie sich in unterschiedlichen Höhen gegenüberliegend öffnen. Wie in
Fig. 3 gezeigt, sind relativ zu einer Längsschnittebene F, welche den Auslaß
durchgang 10 und den Einlaßdurchgang 7 halbiert, ein Paar von Spüldurchgän
gen 9, 9 symmetrisch ausgebildet. Das Öffnen und Schließen dieser Durchgänge
10, 7 und 9, 9 geschieht durch Hin- und Herbewegung des Kolbens 4.
Wie beim herkömmlichen Verbrennungsmotor 1′ wird die Hin- und Herbewegung
des Kolbens 4 durch eine Pleuelsange 11 in Drehbewegung einer Kurbelwelle 12
gewandelt, an der ein Ausgleichsgewicht 4 angebracht ist. Die Ausgangskraft
der Kurbelwelle 12 dient als Antriebskraft für die handgehaltene Arbeitsmaschi
ne.
Bei dem Verbrennungsmotor 1 finden während einer Hin- und Herbewegung,
d. h. zwei Hüben des Kolbens 4, in an sich bekannter Weise die Schritte statt:
Kompression, Verbrennung, Einlaß, Spülung, Expansion und Auslaß. In dem
Verbrennungsmotor 1 sind, wie im Diagramm von Fig. 6(A) gezeigt, die Öff
nungs- und Schließzeiten des Auslaßdurchgangs 10 und der Spüldurchgänge 9,
9 mittels des Kolbens 4 derart gewählt, daß der Auslaßdurchgang 10 und die
Spüldurchgänge 9, 9 offen sind, wenn sich die Kurbelwelle 12 in Kurbelwinkel
bereichen befindet, welche einen Winkel von 110° bzw. einen Winkel von 94°
abdecken, von denen jeder mittig den unteren Totpunkt (UT) enthält. Anders
gesagt, der Auslaßdurchgang 10 und die Spüldurchgänge 9, 9 werden geschlos
sen, wenn sich die Kurbelwelle 12 außerhalb ihrer obigen Kurbelwinkelbereiche
befindet.
In dieser Ausführung ergeben sich diese Öffnungs- und Schließzeiten des Aus
laßdurchgangs 10 und der Spüldurchgänge 9, 9 mittels der abgesenkten Positio
nen der Oberenden 10a und 9a, 9a des Auslaßdurchgangs 10 bzw. der Spül
durchgänge 9, 9, und des reduzierten Abstands zwischen dem Oberende 10a
des Auslaßdurchgangs 10 und dem Oberende 9a jeder der Spüldurchgänge 9, 9
in Vertikalrichtung. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 4 überlagert den Auslaß
durchgang 10 (durchgehende Linie) dieser Ausführung und den Auslaßdurch
gang 10′ (strichpunktiert) des herkömmlichen Motors. Wie gezeigt, ist die Posi
tion des Oberendes 10a des Auslaßdurchgangs 10 dieser Ausführung wesentlich
niedriger als jene des Oberendes 10a′ des herkömmlichen Auslaßdurchgangs
10′.
In dem herkömmlichen Verbrennungsmotor 1′ sind die Öffnungs- und Schließ
zeiten des Auslaßdurchgangs 10′ und der Spüldurchgänge 9′, 9′ derart gewählt,
daß der Auslaßdurchgang 10′ und die Spüldurchgänge 9′, 9′ offen sind, wenn
sich die Kurbelwelle 12 in Kurbelwinkelbereichen befindet, die einen Winkel von
140° bzw. einen Winkel von 107° abdecken, wie oben beschrieben, wohinge
gen in dieser Ausführung die jeweiligen Bereiche einen Winkel von 110° bzw.
einen Winkel von 94° abdecken. Demzufolge öffnen sich der Auslaßdurchgang
10 und die Spüldurchgänge 9, 9 in einem Abwärtshub des Kolbens 4 später und
schließen sich in einem Aufwärtshub des Kolbens 4 früher im Vergleich zu dem
herkömmlichen Verbrennungsmotor 1′.
Demzufolge wird die Explosionsenergie ausreichend bis Auslaßbeginn in Kraft
gewandelt, die den Kolben 4 nach unten drückt, wenn sich der Auslaßdurch
gang 10 zu öffnen beginnt. Dies ergibt einen geringeren Abgasdruck. Demzufol
ge unterliegt der Spülgasstrom keinem Gegendruck, und die Strömungs
geschwindigkeit des Spülgasstroms nimmt im Vergleich zum herkömmlichen
Motor 1′ stark zu, wie in den Fig. 6(A) und 6(B) mit konturierten Pfeilen ge
zeigt. Demzufolge ist die Spülung besonders wirkungsvoll.
Diese wirkungsvolle Spülung ergibt eine reduzierte Durchblasmenge und einen
reduzierten THC-Gehalt des Abgases, was zu einer Erhöhung der Ausgangslei
stung führt. Fig. 7 zeigt ein PV-Diagramm (Druck-Volumen-Diagramm) für den
Motor 1 dieser Ausführung (durchgehende Linie) sowie ein PV-Diagramm für den
herkömmlichen Motor 1′ (strichpunktiert). Es zeigt, daß die Ausgangsleistung
des Motors 1 dieser Ausführung im Vergleich zu dem herkömmlichen Motor 1′
mit einer Zunahme ansteigt, die der schraffierten Fläche K in Fig. 7 entspricht.
Dies beruht auf den verengten Bereichen, die einen Winkel von 110° bzw. einen
Winkel von 94° zum Öffnen des Auslaßdurchgangs 10 bzw. der Spüldurchgän
ge 9, 9 abdecken.
Diese Effekte erhält man lediglich durch Ändern der Formen und Positionen des
Auslaßdurchgangs 10 und der Spüldurchgänge 9, 9. Dies führt nicht zu erhöh
ten Kosten.
Wie in Fig. 5(A) gezeigt, die eine vergrößerte Ansicht der Brennkammer 5 und
deren Umgebung ist, ist die Brennkammer 5 eine Quetschkuppel- oder Quetsch
kopf-Brennkammer mit einer zum Zylinder 2 konzentrischen glocken- oder kup
pelbodenartigen halbkugeligen Hauptfläche 5a und einem ringförmigen einfas
sungsartigen Quetschband 5b, das leicht ansteigt und eine wesentlich kleinere
Bandbreite a (2 mm) hat als die Bandbreite a′ des herkömmlichen Quetschbands
5b′. Entlang der Mittellinie C der Brennkammer 5 ist aufrecht an der Brennkam
mer 5 eine Zündkerze 15 angebracht, derart, daß eine Funkenstelle SP (Mittel
elektrode) der Zündkerze 15 im wesentlichen in der Mitte der Brennkammer 5
angeordnet ist.
Mittels der halbkugeligen Konfiguration der Hauptfläche 5a der Brennkammer 5
und dem Ort der Funkenstelle SP der Zündkerze 15 im wesentlichen in der Mitte
der Hauptfläche 5a der Brennkammer 5, wie oben beschrieben, erhält man einen
idealen Verbrennungsmodus, so daß eine Flamme sich im wesentlichen gleich
zeitig über die gesamte Brennkammer 5 fortpflanzt. Demzufolge erhält man einen
erhöhten Explosionsdruck und somit eine höhere Ausgangsleistung. Insbesonde
re steigt die Ausgangsleistung des Motors 1 dieser Ausführung im Vergleich zu
dem herkömmlichen Motor 1 ′um einen Betrag, der der schraffierten Fläche J in
den überlagerten PV-Diagrammen in Fig. 7 entspricht.
Weil ferner die Bandbreite a des Quetschbands 5b wesentlich kleiner ist als die
Bandbreite a′ in dem herkömmlichen Verbrennungsmotor 1′, ist ein zwischen
dem Quetschband 5b und dem Kolben 4 am oberen Totpunkt (OT) festgelegter
Durchgangsspalt (D) wesentlich kleiner als ein Durchgangsspalt D′ in dem her
kömmlichen Verbrennungsmotor. Demzufolge ist die Menge von unverbranntem
Gasgemisch, das die Flammenfortpflanzung kaum erreicht, klein. Demzufolge ist
der THC-Gehalt von Abgas reduziert.
Ferner ist in dieser Ausführung ein Abstand L zwischen einer Deckfläche 4a des
Kolbens 4 und einem Oberrand 4b einer Nut zur Aufnahme eines oberen Kolben
rings 21 von Kolbenringen so klein wie etwa 1,5 mm, und jeder der Kolbenringe
21, 22 hat eine geringe Dicke d von etwa 1,2 mm.
Im Gegensatz hierzu beträgt in dem herkömmlichen Motor 1′ ein Abstand L′
zwischen der Deckfläche 4a′ des Kolbens 4′ und einem Oberrand 4b′ einer Nut
zur Aufnahme eines oberen Kolbenrings 21′ etwa 2,5 mm, und jeder der Kolben
ringe hat eine Dicke d′ von etwa 2,0 mm.
Durch Verkleinern des Abstands L auf 2,0 mm oder kleiner wie in dieser Aus
führung ist ein Spalt E (wo sich unverbranntes Gasgemisch sammelt) kleiner.
Der Spalt E ist durch die Innenwandfläche des Zylinders 2, die Umfangsseiten
fläche des Kolbens 4 am oberen Totpunkt (OT) und den Kolbenring 21 festge
legt, wie in Fig. 5(A) gezeigt. Demzufolge ist der THC-Gehalt von Abgas redu
ziert. Durch Verkleinern der Dicke d jedes der Kolbenringe 21, 22 auf 1,5 mm
oder kleiner, ist der Reibverlust durch Reibung zwischen den Kolbenringen 21,
22 und der Innenfläche des Zylinders 2 reduziert. Demzufolge nimmt die Aus
gangsleistung zu.
Ferner kann die halbkugelige Brennkammer 5 und die reduzierte Bandbreite a des
Quetschbands 5b dafür sorgen, daß die Kontaktfläche für Brenngase minimiert
ist, um hierdurch den Wärmeverlust zu steuern, um eine vollständige Verbren
nung zu erleichtern.
Um die oben beschriebenen Effekte zu demonstrieren, wurden Vergleichsexperi
mente durchgeführt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 1 nach der
erfindungsgemäßen Ausführung und des herkömmlichen Verbrennungsmotors 1′
unter gleichen Bedingungen. Die Ergebnisse der Experimente sind in Fig. 10
gezeigt.
Fig. 10 zeigt, daß im Vergleich zu dem herkömmlichen Motor 1 bei dem erfin
dungsgemäßen Verbrennungsmotor 1 dieser Ausführung das THC im Abgas
stark reduziert ist.
Als Variante können die Öffnungs- und Schließzeiten des Auslaßdurchgangs und
der Spüldurchgänge durch den Kolben derart gewählt sein, daß der Auslaßdurch
gang und die Spüldurchgänge offen sind, wenn der Kurbelwellenwinkel in Berei
chen liegt, welche einen Winkel von 100-120° bzw. einen Winkel von 85-
100° abdecken, von denen jeder mittig den unteren Totpunkt (UT) enthält. Je
doch können diese Bereiche zum Erhalt zufriedenstellender Effekte auch Winkel
abdecken, die 130° bzw. 100° nicht überschreiten.
Mit dem erfindungsgemäßen Zweitaktmotor erhält man somit ohne wesentliche
strukturelle Änderungen ausgezeichnete Wirkungen darin, daß die Ausgangs
leistung zunimmt und das THC im Abgas wesentlich reduziert ist.
In einem Zweitaktverbrennungsmotor wird der Gesamtkohlenwasserstoff (THC)-
Ausstoß durch kleine strukturelle Änderungen ohne Verlust der Ausgangslei
stung gesenkt. Eine Brennkammer eines Motors mit Schnürlespülung hat eine
halbkugelige Hauptfläche und ein ringförmiges einfassungsartiges Quetschband,
und eine Zündkerze ist so angeordnet, daß ihre Funkenstelle im wesentlichen in
der Mitte der Brennkammer liegt. Das Quetschband hat eine minimierte Breite.
Claims (2)
1. Zweitaktverbrennungsmotor (1) mit Schnürlespülung, umfassend:
einen Zylinder (2) mit einer Quetschkuppel-Brennkammer (5), die eine glockenbodenartige halbkugelige Hauptfläche (5a) sowie ein ringförmiges einfassungsartiges Quetschband (5b) aufweist, dessen Breite (α) zur Mini mierung des THC-Ausstoßes aus dem Motor (1) gewählt ist;
eine Zündkerze (15), die zur Zündung von brennbarem Gemisch in der Brennkammer (5) angeordnet ist und eine Funkenstelle (SP) aufweist, die im wesentlichen in der Mitte der Brennkammer (5) angeordnet ist; und
einen Kolben (4), der in dem Zylinder (5) verschiebbar angeordnet ist und eine Mehrzahl von Kolbenringen (21, 22) aufweist, die in Nuten in dem Kolben (4) aufgenommen sind.
einen Zylinder (2) mit einer Quetschkuppel-Brennkammer (5), die eine glockenbodenartige halbkugelige Hauptfläche (5a) sowie ein ringförmiges einfassungsartiges Quetschband (5b) aufweist, dessen Breite (α) zur Mini mierung des THC-Ausstoßes aus dem Motor (1) gewählt ist;
eine Zündkerze (15), die zur Zündung von brennbarem Gemisch in der Brennkammer (5) angeordnet ist und eine Funkenstelle (SP) aufweist, die im wesentlichen in der Mitte der Brennkammer (5) angeordnet ist; und
einen Kolben (4), der in dem Zylinder (5) verschiebbar angeordnet ist und eine Mehrzahl von Kolbenringen (21, 22) aufweist, die in Nuten in dem Kolben (4) aufgenommen sind.
2. Zweitaktverbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (1) einen Hubraum im Bereich von 15 ccm bis 35 ccm hat
und
daß eine Deckfläche (4a) des Kolbens (4) und ein Oberrand der Nut, die den der Deckfläche (4a) nächsten Kolbenring (21) aufnimmt, nicht mehr als 2,0 mm voneinander entfernt sind; und
daß jeder Kolbenring (21, 22) eine Dicke hat, die 1,5 mm nicht über schreitet.
daß eine Deckfläche (4a) des Kolbens (4) und ein Oberrand der Nut, die den der Deckfläche (4a) nächsten Kolbenring (21) aufnimmt, nicht mehr als 2,0 mm voneinander entfernt sind; und
daß jeder Kolbenring (21, 22) eine Dicke hat, die 1,5 mm nicht über schreitet.
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