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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät, mit einem in einem Zylinder ausgebildeten Brennraum, an welchen ein hubbeweglich in dem Zylinder geführter Kolben angrenzt, der über ein Pleuel eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle antreibt, und mit mindestens einem Überströmkanal, welcher in vorgegebenen Stellungen des Kolbens einen Innenraum des Kurbelgehäuses mit dem Brennraum fluidisch verbindet, wobei der Überströmkanal mindestens einen brennraumseitigen Mündungsabschnitt, einen Steigabschnitt und einen kurbelgehäuseraumseitigen Einlassabschnitt aufweist, wobei der Mündungsabschnitt über den Steigabschnitt mit dem Einlassabschnitt verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät, wie beispielsweise eine Motorsäge, einen Trennschleifer oder ein Grünanlagenpflegegerät, mit einem derartigen Verbrennungsmotor.
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Stand der Technik
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Ein derartiger, als Zweitaktmotor ausgebildeter Verbrennungsmotor, weist einen in einem Zylinder ausgebildeten Brennraum auf, der von einem auf und ab gehenden Kolben begrenzt ist. Über einen oder mehrere Überströmkanäle ist das Kurbelgehäuse mit dem Brennraum verbunden, wobei ein dem Zylinder zugewandtes erste Ende des Überströmkanals, der brennraumseitige Mündungsabschnitt, über ein in der Zylinderwand liegendes Eintrittsfenster in den Brennraum mündet und das andere, untere Ende des Überströmkanals, der kurbelgehäuseraumseitige Einlassabschnitt, über ein Einlassfenster mit dem Innenraum des Kurbelgehäuses verbunden ist. Das in der Zylinderwand liegende Eintrittsfenster des Überströmkanals im Bereich des brennraumseitigen Mündungsabschnitts wird nach Art einer Schlitzsteuerung vom Kolben gesteuert, d. h. in Abhängigkeit von der Hublage des Kolbens geöffnet oder geschlossen.
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Das zum Betrieb des Verbrennungsmotors notwendige Kraftstoff/Luft-Gemisch wird über eine Gemischaufbereitungseinrichtung und einen Einlass in das Kurbelgehäuse angesaugt und – bei sich abwärts bewegendem Kolben – über die einen oder mehreren Überströmkanäle in den Brennraum verdrängt. Zur Senkung der Abgasemission ist vorgesehen, in den rechts und links des Auslasses angeordneten Überströmkanälen kraftstofffreies Gas, insbesondere Luft oder Abgas oder ein Gemisch hieraus, vorzulagern, welches über je einen Gaskanal einem Überströmkanal zugeführt wird.
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Im Ansaugtakt wird bei sich aufwärts in Richtung des oberen Totpunktes bewegendem Kolben einerseits über den Einlass aus der Gemischaufbereitungseinrichtung Gemisch in das Kurbelgehäuse angesaugt; andererseits strömt über die Überströmkanäle aus dem Gaskanal kraftstofffreies Gas dem Kurbelgehäuse zu. Bei sich abwärts in Richtung des unteren Totpunktes bewegendem Kolben wird das Gemisch aus dem Kurbelgehäuse über die Überströmkanäle in den Brennraum verdrängt, wobei – bei einem Betrieb als Spülvorlagemotor – aufgrund der Füllung der Überströmkanäle mit Luft zeitlich vor dem Kraftstoff/Luft-Gemisch zunächst kraftstofffreies Gas in den Brennraum einströmt, wodurch die Spülverluste gesenkt werden können. Bei einem folgenden Aufwärtstakt stehen im Überströmkanal noch Reste des Kraftstoff/Luft-Gemisches aus einem vorherigen Takt an, welche in einem folgenden Ansaugtakt mit kraftstofffreiem Gas, insbesondere Luft oder Abgas, auszuspülen sind. In der Praxis hat sich gezeigt, dass der zuströmende Gasstrom kraftstofffreien Gases eine vollständige Spülung des Überströmkanals nicht immer gewährleisten kann, so dass Reste des Kraftstoff/Luft-Gemisches eines vorherigen Taktes in einem Folgetakt zusammen mit dem kraftstofffreien Gas in den Brennraum eintreten, weshalb die Spülverluste ansteigen können. Bei einer unvollständigen Spülung der Überströmkanäle mit kraftstofffreiem Gas können die gewünschten niedrigen Abgasemissionen oft nicht eingehalten werden.
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Eine Verbesserung der Spülung kann durch eine Reduzierung der Vermischung des Kraftstoff/Luft-Gemisches und des kraftstofffreien Gases erreicht werden. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, die Überströmkanäle schlauchartig auszubilden. Deren geringe Querschnitte, sanfte Umlenkungen und große Längen können für eine gute Trennung zwischen dem Kraftstoff/Luft-Gemisch und dem kraftstofffreien Gas sorgen. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch kann im schlauchartigen Überströmkanal das kraftstofffreie Gas vor sich her bis zu einer Umkehrung schieben und anschließend kann das kraftstofffreie Gas wiederum das Kraftstoff/Luft-Gemisch vor sich her als Spülvorlage schieben. Durch die große Länge eines derartigen schlauchartigen Überströmkanals kann es zu Schwingungen kommen, was in Abhängigkeit der Drehzahl zu unerwünschten Effekten führen kann. Zudem erfordert ein derart lang ausgebildeter schlauchartiger Überströmkanal einen größeren Platzbedarf.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbrennungsmotor sowie ein tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät zur Verfügung zu stellen, bei welchen eine kompaktere Ausbildung eines Überströmkanals bei gleichzeitig guten Trenneigenschaften zwischen dem Kraftstoff/Luft-Gemisch und dem kraftstofffreien Gas ähnlich wie bei einem schlauchartigen Überströmkanal erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Überströmkanal ein Zellenkörper angeordnet ist, welcher eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Durchströmkanälen aufweist.
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Das durch den Überströmkanal strömende Kraftstoff/Luft-Gemisch und das durch den Überströmkanal strömende kraftstofffreie Gas werden durch den Zellenkörper hindurchgeführt, indem diese durch die Durchströmkanäle des Zellenkörpers hindurch strömen. Die einzelnen Durchströmkanäle des Zellenkörpers weisen im Gegensatz zu dem Überströmkanal eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche auf. Der Zellenkörper mit der Vielzahl von Durchströmkanälen kann dadurch ähnlich einem Comprexlader, auch Druckzellenlader genannt, wirken. Die Durchströmkanäle bilden die einzelnen Zellen des Zellenkörpers aus. Durch das Einströmen des Kraftstoff/Luft-Gemisches und des kraftstofffreien Gases in die gegenüber dem Überströmkanal einen sehr reduzierten Querschnitt aufweisenden Durchströmkanäle kann eine Vergleichmäßigung der Strömung erreicht werden, bis hin zu der Ausbildung einer laminaren Strömung innerhalb des Zellenkörpers. Verwirbelungen innerhalb der Strömung des Kraftstoff/Luft-Gemisches und des kraftstofffreien Gases können dadurch reduziert oder sogar vollständig verhindert werden. Eine Trennung zwischen dem Kraftstoff/Luft-Gemisch und dem kraftstofffreien Gas kann dadurch vereinfacht werden, was wiederum zu einer Verbesserung des Spülvorganges und damit einer Reduzierung der Emissionen, insbesondere der Kohlenwasserstoffemissionen, des Verbrennungsmotors führen kann. Mit dem Einsatz eines eine Vielzahl von Durchströmkanäle aufweisenden Zellenkörpers in dem Überströmkanal kann somit in Bezug auf die Trennung zwischen dem Kraftstoff/Luft-Gemisch und dem kraftstofffreien Gas die Wirkung ähnlich einem schlauchartigen Überströmkanal erreicht werden, bei einer gleichzeitig wesentlich kompakteren Ausbildung des Überströmkanals. Insbesondere die Länge des Überströmkanals kann gegenüber einem schlauchartigen Überströmkanal wesentlich reduziert werden, wodurch sowohl Vibrationen verhindert, als auch der notwendige Platzbedarf wesentlich reduziert werden kann. Der Verbrennungsmotor kann einen oder auch mehr als einen Überströmkanal aufweisen, wobei bei mehr als einem Überströmkanal ein entsprechender Zellenkörper in jedem der Überströmkanale angeordnet sein kann.
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Der Zellenkörper erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Querschnittsfläche des Überströmkanals. Dadurch kann eine Aufteilung des Kraftstoff/Luft-Gemisches und des kraftstofffreien Gases in die Vielzahl von Durchströmkanälen über die gesamte Querschnittsfläche des Überströmkanals erfolgen, so dass über den gesamten Querschnitt der Strömung eine Vergleichmäßigung der Strömung und damit eine gute Trennung des Kraftstoff/Luft-Gemisches von dem kraftstofffreien Gas erfolgen kann. Erstreckt sich der Zellenkörper über die gesamte Querschnittsfläche des Überströmkanals, kann zudem die Länge des Überströmkanals reduziert werden, bei Erzielung einer mindestens gleich guten Trennwirkung.
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Angeordnet ist der Zellenkörper bevorzugt im Steigabschnitt des Überströmkanals. Der Steigabschnitt erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Führung des Kolbens in dem Zylinder. Insbesondere, wenn der Steigabschnitt eine größere Querschnittsfläche aufweist als der Mündungsabschnitt und/oder der Einlassabschnitt, ist eine Anordnung des Zellenkörpers in dem Steigabschnitt vorteilhaft, da aufgrund der großen Querschnittsfläche des Steigabschnitts und damit auch des Zellenkörpers eine besonders gute Wirkung bei der Reduzierung der Emissionen mittels des Zellenkörpers erreicht werden kann.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Mündungsabschnitt über einen Umlenkbereich in den Steigabschnitt übergeht, wobei der Zellenkörper vorzugsweise unmittelbar angrenzend zu dem Umlenkbereich in dem Steigabschnitt angeordnet ist. Durch die Anordnung des Zellenkörpers unmittelbar angrenzend zu dem Umlenkbereich kann ein ausreichend großer Querschnitt des Zellenkörpers realisiert werden.
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Um die Positionierung des Zellenkörpers in dem Überströmkanal vereinfachen zu können, ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Zellenkörper über eine in dem Überströmkanal ausgebildete Öffnung einsetzbar ist, wobei im Bereich der Öffnung vorzugsweise ein Deckelelement anordbar ist. Das Deckelelement kann als Verschlusselement zum Verschließen der Öffnung dienen, über welche der Zellenkörper in den Überströmkanal, insbesondere den Innenraum des Überströmkanals einsetzbar ist. Hierfür kann das Deckelelement im Bereich der Öffnung an einer Wandung des Überströmkanals angeordnet, insbesondere befestigt werden. Die Befestigung kann beispielsweise mittels Schraubelementen erfolgen.
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Zur Vereinfachung der Montage des Zellenkörpers in dem Überströmkanal kann der Zellenkörper an dem Deckelelement angeordnet sein. Eine zusätzliche Befestigung des Zellenkörpers in dem Überströmkanal ist dann nicht mehr notwendig. Das Einsetzen des Zellenkörpers in den Überströmkanal kann dadurch unmittelbar durch ein Anordnen des Deckelelements im Bereich der Öffnung des Überströmkanals erfolgen.
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Es ist aber auch möglich, dass der Zellenkörper separat zu dem Deckelelement ausgebildet ist und diese unabhängig voneinander in bzw. an dem Überströmkanal bzw. dem Zylinder montierbar sind.
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Ist der Zellenkörper an dem Deckelelement angeordnet, kann dieser derart an dem Deckelelement angeordnet sein, dass sich die Durchströmkanäle parallel zu dem Deckelelement erstrecken. Die Öffnung des Überströmkanals, im Bereich welcher das Deckelelement anordbar ist, erstreckt sich dann vorzugsweise an einer Seitenwand des Überströmkanals in Strömungsrichtung des Kraftstoff/Luft-Gemisches bzw. des kraftstofffreien Gases.
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Alternativ ist es auch möglich, dass das Deckelelement eine Öffnung aufweist, wobei im Bereich der Öffnung der Zellenkörper derart an dem Deckelelement angeordnet ist, dass sich die Durchströmkanäle senkrecht zu dem Deckelelement erstrecken. Die Öffnung, im Bereich welcher das Deckelelement anordbar ist, kann hier unmittelbar durch den Überströmkanal selbst ausgebildet sein und das Deckelelement kann an einer Unterseite des Zylinders angeordnet bzw. befestigt werden. Das Deckelelement ist dann vorzugsweise derart an der Unterseite des Zylinders angeordnet, dass die Öffnung des Deckelelements fluchtend zu der Öffnung des Überströmkanals angeordnet ist. Das Deckelelement ist damit dann quer zur Strömungsrichtung des Kraftstoff/Luft-Gemisches bzw. des kraftstofffreien Gases angeordnet, so dass das Kraftstoff/Luft-Gemisch bzw. das kraftstofffreie Gas durch die Öffnung in dem Deckelelement und den im Bereich der Öffnung des Deckelelements angeordneten Zellenkörper hindurch strömen können.
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Um die Trennung zwischen dem Kraftstoff/Luft-Gemisch und dem kraftstofffreien Gas weiter verbessern zu können und damit die unerwünschten Emissionen weiter reduzieren zu können, kann es weiter bevorzugt vorgesehen sein, dass im Bereich des Mündungsabschnitts der Überströmkanal in einen ersten Teilkanal und in mindestens einen zweiten Teilkanal aufgeteilt ist. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch und das kraftstofffreie Gas können dadurch über die beiden Teilkanäle, welche jeweils eine geringe Querschnittsfläche aufweisen als der übrige Überströmkanal, in den Brennraum einströmen. Durch die beiden Teilkanäle wird die Querschnittsfläche beim Einströmen des Kraftstoff/Luft-Gemischs und des kraftstofffreien Gases von dem Mündungsabschnitt in den Brennraum des Zylinders reduziert, so dass hohe Einströmgeschwindigkeiten mit definierter Richtung des Kraftstoff/Luft-Gemischs und des kraftstofffreien Gases in den Brennraum des Zylinders erreicht werden können. Dadurch kann eine effiziente Spülung mit geringer Vermischung erreicht werden.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor einen zweiten Überströmkanal aufweist, in welchem ein wie zuvor beschriebener Zellenkörper, welcher eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Durchströmkanälen aufweist, angeordnet ist.
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Die aufgezeigten Vorteile und erfindungsgemäßen Eigenschaften und Effekte sind bei tragbaren, handgeführten Arbeitsgeräten besonders wesentlich. Daher ist es bevorzugterweise vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor für ein tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät geeignet ausgebildet ist.
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Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mittels eines tragbaren, handgeführten Arbeitsgerätes, welches einen wie vorstehend beschriebenen, aus- und weitergebildeten Verbrennungsmotor aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung in einer teilweisen Schnittdarstellung,
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2 eine weitere, perspektivische schematische Darstellung des in 1 gezeigten Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung,
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3 eine schematische Explosionsdarstellung eines Zylinders des in 1 und 2 gezeigten Verbrennungsmotors mit seitlich in die beiden Überströmkanäle einzusetzenden Zellenkörpern,
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4 eine schematische Darstellung des in 3 gezeigten Zylinders mit den seitlich in die beiden Überströmkanäle eingesetzten Zellenkörpern,
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5 eine schematische Explosionsdarstellung eines Zylinders des in 1 und 2 gezeigten Verbrennungsmotors mit über eine Unterseite des Zylinders in die beiden Überströmkanäle einzusetzenden Zellenkörpern,
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6 eine schematische Darstellung des in 5 gezeigten Zylinders mit den über die Unterseite des Zylinders in die beiden Überströmkanäle eingesetzten Zellenkörpern,
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7 eine schematische Darstellung eines Zellenkörpers mit einer Vielzahl von wabenförmig ausgebildeten Durchströmkanälen,
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8 eine schematische Darstellung eines Zellenkörpers mit einer Vielzahl von rechteckförmig ausgebildeten Durchströmkanälen, und
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9 eine schematische Darstellung eines Zellenkörpers mit einer Vielzahl von größeren, rechteckförmig ausgebildeten Durchströmkanälen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 und 2 ist ein Verbrennungsmotor 100 eines tragbaren, handgeführten Arbeitsgerätes, wie beispielsweise eine Motorsäge, schematisch gezeigt.
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Der als Zweitaktmotor ausgebildete Verbrennungsmotor 100 weist einen Zylinder 10 und einen innerhalb des Zylinders 10 auf und ab bewegbaren Kolben 11 auf, der über ein Pleuel 12 eine in einem Kurbelgehäuse 13 angeordnete Kurbelwelle 14 drehend antreibt.
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Im Zylinder 10 ist ein Brennraum 15 ausgebildet, der von einer Seitenwand 16 des Kolbens 11 begrenzt ist. Der Brennraum 15 weist einen Auslass auf, über den nach einem Arbeitstakt die Verbrennungsgase abgeführt werden. Das zum Betrieb des Verbrennungsmotors 100 notwendige Kraftstoff/Luft-Gemisch wird dem Kurbelgehäuse 13 aus einer Gemischaufbereitungseinrichtung, insbesondere einem Vergaser, über einen Einlass 17 zugeführt.
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Der Einlass 17 kann entsprechend der Position des Kolbens 11 verschlossen oder geöffnet sein. In der in 1 und 2 gezeigten Hublage des Kolbens 11 ist der Einlass 17 vom Kolben 11, insbesondere von der Außenumfangsfläche des Kolbens 11, vollständig verschlossen. Das in das Kurbelgehäuse 13 angesaugte Kraftstoff/Luft-Gemisch wird daher bei weiterer Abwärtsbewegung des Kolbens 11 in Richtung auf den unteren Totpunkt verdichtet und über einen Überströmkanal 18 bzw. über ein Eintrittsfenster 19 des Überströmkanals 18 in der Zylinderwand 30 in den Brennraum 15 überströmen.
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Wie insbesondere in den 4–6 zu erkennen ist, weist der Verbrennungsmotor 100 zwei sich gegenüberliegend angeordnete Überströmkanäle 18 auf. Es ist aber auch möglich, dass der Verbrennungsmotor 100 nur einen oder aber mehr als zwei Überströmkanäle 18 aufweist.
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Jeder Überströmkanal 18 weist einen brennraumseitigen Mündungsabschnitt 20, einen Steigabschnitt 21 und einen kurbelgehäuseraumseitigen Einlassabschnitt 22 auf. Der Mündungsabschnitt 20 ist über den Steigabschnitt 21 mit dem Einlassabschnitt 22 verbunden. Somit ist eine fluidische Verbindung zwischen einem Innenraum des Kurbelgehäuses 13 und dem Brennraum 15 durch die Überströmkanäle 18 geschaffen. Der Steigabschnitt 21 verläuft im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des in dem Zylinder 10 geführten Kolbens 11. Der Mündungsabschnitt 20 und der Einlassabschnitt 21 verlaufen im Wesentlichen vertikal zu dem Steigabschnitt 21, so dass der Umlenkbereich 25 zwischen dem Steigabschnitt 21 und dem Mündungsabschnitt 20 und auch der Umlenkbereich zwischen dem Steigabschnitt 21 und dem Einlassabschnitt 21 im Wesentlichen eine 90°-Biegung aufweisen.
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Die Überströmkanäle 18 bilden jeweils einen einflutigen Strömungskanal im Einlassabschnitt 22 aus und gehen einflutig in den Steigabschnitt 21 über. Der Mündungsabschnitt 20 ist hingegen geteilt in einen ersten Teilkanal 23 und in einen zweiten Teilkanal 24, so dass der Mündungsabschnitt 20 zweiflutig ausgebildet ist. Die Teilung des Mündungsabschnittes 20 ist in Strömungsrichtung 32 hinter dem Umlenkbereich 25, wo der Steigabschnitt 21 in den Mündungsabschnitt 20 übergeht, ausgebildet. Die Teilung des Mündungsabschnittes 20 kann über einen in dem Mündungsabschnitt 20 angeordneten Steg erfolgen. Durch die Teilung des Mündungsabschnittes 20 ist auch das Eintrittsfenster 19 zweigeteilt, wie insbesondere in 2 zu erkennen ist.
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Innerhalb der Überströmkanäle 18 ist jeweils ein Zellenkörper 26 angeordnet, welcher eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Durchströmkanälen 27 aufweist. Der Zellenkörper 26 ist im Steigabschnitt 21 eines Überströmkanals 18 angeordnet. Die Durchströmkanäle 27 erstrecken sich parallel zu der Wandung des Steigabschnittes 21 und damit parallel zu der Bewegungsrichtung des Kolbens 11 und damit in Strömungsrichtung 32 des Kraftstoff/Luft-Gemischs und des kraftstofffreien Gases. Das durch die Überströmkanäle 18 strömende Kraftstoff/Luft-Gemisch und das durch die Überströmkanäle 18 strömende kraftstofffreie Gas werden durch den Zellenkörper 26 hindurch geführt, indem diese durch die Durchströmkanäle 27 des Zellenkörpers 26 hindurch strömen. Die einzelnen Durchströmkanäle 27 des Zellenkörpers 26 weisen im Gegensatz zu dem jeweiligen Überströmkanal 18 eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche auf. Die Durchströmkanäle 27 bilden die einzelnen Zellen des Zellenkörpers 26 aus. Durch das Einströmen des Kraftstoff/Luft-Gemisches und des kraftstofffreien Gases in die, einen sehr reduzierten Querschnitt aufweisenden Durchströmkanäle 27 kann eine Vergleichmäßigung der Strömung erreicht werden bis hin zu der Ausbildung einer laminaren Strömung innerhalb des Zellenkörpers 26 und damit im Steigabschnitt 21 des Überströmkanals 18. Verwirbelungen innerhalb der Strömung des Kraftstoff/Luft-Gemisches und des kraftstofffreien Gases können dadurch reduziert oder sogar vollständig verhindert werden, so dass das Kraftstoff/Luft-Gemisch und das kraftstofffreie Gas als laminare Strömung in den Mündungsabschnitt 20 und damit auch in den Brennraum 15 eintreten können. Eine Trennung zwischen dem Kraftstoff/Luft-Gemisch und dem kraftstofffreien Gas kann dadurch vereinfacht werden, was wiederum zu einer Verbesserung des Spülvorgangs und damit einer Reduzierung der Emissionen führen kann. Der Zellenkörper 26 erstreckt sich dabei über die gesamte Querschnittsfläche des jeweiligen Überströmkanals 18, insbesondere des Steigabschnitts 21 des Überströmkanals 18. Der Zellenkörper 26 ist innerhalb des Steigabschnitts 21 näher an dem Mündungsabschnitt 20 als an dem Einlassabschnitt 22 angeordnet, wobei der Zellenkörper 26 vorzugsweise unmittelbar angrenzend zu dem Umlenkbereich 25 zwischen dem Steigabschnitt 21 und dem Mündungsabschnitt 20 in dem Steigabschnitt 21 angeordnet ist.
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Durch die Position eines Zellenkörpers 26 in dem einflutig ausgebildeten Steigabschnitt 21 und nicht in dem zweiflutig ausgebildeten Mündungsabschnitt 20 kann der Zellenkörper 26, um einen guten Wirkungsgrad des Zellenkörpers 26 zu erreichen, eine ausreichend große Querschnittsfläche aufweisen, wobei die Querschnittsfläche des Zellenkörpers 26 vorzugsweise 1,5 bis 4 mal größer ist als die Querschnittsfläche eines der Teilkanäle 23, 24. Besonders vorteilhaft ist ein Querschnittsflächenverhältnis der Querschnittsfläche eines Teilkanals 23, 24 zu der Querschnittsfläche des Zellenkörpers 26 von zwei bis drei.
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Um den Zellenkörper 26 in dem Überströmkanal 18 montieren zu können, weist der Überströmkanal 18 jeweils eine Öffnung 28 auf, wie insbesondere in den 3 und 5 zu erkennen ist. Über diese Öffnung 28 kann der Zellenkörper 26 in den Überströmkanal 18 eingeführt werden. Diese Öffnung 28 ist im Bereich des Steigabschnitts 21 des Überströmkanals 18 ausgebildet.
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Jeder Zellenkörper 26 ist jeweils an einem Deckelelement 29 angeordnet, welches, wenn der Zellenkörper 26 in den Überströmkanal 18 eingeführt ist, zum Verschließen der Öffnung 28 dient. Im montierten Zustand des Zellenkörpers 26 innerhalb des Überströmkanals 18 schließt das Deckelelement 29 flächig oder auch bündig mit der Zylinderwand 30 ab, wie in 1, 2, 4 und 6 zu erkennen ist. Das Deckelelement 29 ist bei der hier gezeigten Ausgestaltung plattenförmig ausgebildet.
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Bei der in 1–4 gezeigten Ausgestaltung ist der Zellenkörper 26 derart an dem Deckelelement 29 angeordnet, dass sich die Durchströmkanäle 27 parallel zu der Fläche des Deckelelements 29 erstrecken. Die Öffnung 28 des Überströmkanals 18, über welche der Zellenkörper 26 in den Überströmkanal 18 eingeführt wird und im Bereich welcher das Deckelelement 29 anordbar ist, ist dann vorzugsweise an einer Seitenwand des Überströmkanals 18 bzw. an einer Seitenfläche 31 der Zylinderwand 30 in Strömungsrichtung 32 des Kraftstoff/Luft-Gemisches bzw. des kraftstofffreien Gases ausgebildet.
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Alternativ zu dieser seitlichen Anordnung der Öffnung 28 kann die Öffnung 28 auch, wie in den 5 und 6 gezeigt ist, an einer Unterseite 33 des Zylinders 10, mit welcher der Zylinder 10 an das Kurbelgehäuse 13 angrenzt, ausgebildet sein. Die Öffnung 28 entspricht dann dem Überströmkanal 18 bzw. der Querschnittsfläche des Überströmkanals 18, so dass keine zusätzliche Aussparung in die Zylinderwand 30 zur Ausbildung der Öffnung 28 eingebracht werden muss. Im montierten Zustand befindet sich dann das Deckelelement 29 zwischen dem Zylinder 10 und dem Kurbelgehäuse 13. Der Zellenkörper 26 ist bei dieser Ausgestaltung derart an dem Deckelelement 29 angeordnet, dass sich die Durchströmkanäle 27 senkrecht zu der Fläche des Deckelelements 29 erstrecken. Im Bereich des Zellenkörpers 26 weist das Deckelelement 29 eine Öffnung 34 auf, so dass das Kraftstoff/Luft-Gemisch bzw. das kraftstofffreie Gas über diese Öffnung 34 ungehindert in die Durchströmkanäle 27 des Zellenkörpers 26 einströmen können. Die Öffnung 34 entspricht von ihrer Größe dem Durchmesser des Steigabschnitts 21 des Überströmkanals 18, wobei die Öffnung 34 fluchtend mit dem Steigabschnitt 21 ausgebildet ist.
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Bei der in 5 und 6 gezeigten Ausgestaltung erstreckt sich das Deckelelement 29 über die gesamte Fläche der Unterseite 33 des Zylinders 10, so dass das Deckelelement 29 beide Überströmkanäle 18 des Verbrennungsmotors 100 überspannt. An dem Deckelelement 29 sind daher zwei sich gegenüberliegende Öffnungen 34 ausgebildet, im Bereich welcher jeweils ein Zellenkörper 26 mit seinen Durchströmkanälen 27 angeordnet ist. Das Deckelelement 29 ist auch bei dieser Ausgestaltung plattenförmig ausgebildet, wobei das Deckelelement 29 im Bereich der Führung des Kolbens 11 eine Aussparung 35 aufweist.
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Die Montage des Deckelelements 29 an dem Zylinder 10 kann bei beiden gezeigten Ausgestaltungen über eine lösbare Verbindung, insbesondere eine Schraubenverbindung, erfolgen.
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In den 7–9 sind verschiedene Ausgestaltungen der Durchströmkanäle 27 eines Zellenkörpers 26 gezeigt.
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Bei der in 7 gezeigten Ausgestaltung weisen die Durchströmkanäle 27 in ihrem Querschnitt jeweils eine Sechseckform auf, so dass die Vielzahl von Durchströmkanälen 27 eine Wabenform ausbilden.
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Bei der in 8 und 9 gezeigten Ausgestaltung weisen die Durchströmkanäle 27 in ihrem Querschnitt jeweils eine Viereckform, insbesondere eine quadratische Form, auf, wobei die in 9 gezeigten Durchströmkanäle 27 jeweils eine größere Querschnittsfläche und damit eine größere Viereckform ausbilden als die in 8 gezeigten Durchströmkanäle 27.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verbrennungsmotor
- 10
- Zylinder
- 11
- Kolben
- 12
- Pleuel
- 13
- Kurbelgehäuse
- 14
- Kurbelwelle
- 15
- Brennraum
- 16
- Seitenwand
- 17
- Einlass
- 18
- Überströmkanal
- 19
- Eintrittsfenster
- 20
- Mündungsabschnitt
- 21
- Steigabschnitt
- 22
- Einlassabschnitt
- 23
- Erster Teilkanal
- 24
- Zweiter Teilkanal
- 25
- Umlenkbereich
- 26
- Zellenkörper
- 27
- Durchströmkanal
- 28
- Öffnung
- 29
- Deckelelement
- 30
- Zylinderwand
- 31
- Seitenfläche
- 32
- Strömungsrichtung
- 33
- Unterseite
- 34
- Öffnung
- 35
- Aussparung
