DE2034956A1 - Zweitakt-Verbrennungskraftmashine mit Vorkompressio im Kurbelgehäuse - Google Patents

Zweitakt-Verbrennungskraftmashine mit Vorkompressio im Kurbelgehäuse

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DE2034956A1 DE19702034956 DE2034956A DE2034956A1 DE 2034956 A1 DE2034956 A1 DE 2034956A1 DE 19702034956 DE19702034956 DE 19702034956 DE 2034956 A DE2034956 A DE 2034956A DE 2034956 A1 DE2034956 A1 DE 2034956A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit Vorkompression im Kurbelgehäuse.
O IO OO O CO
Bei Zweitaktmotoren mit Vo-rkomprossion im Kurbelgehäuse ist es bekannt, in der direkt mit dem Kurbelgehäuse verbundenen Ansaugleitung ein PJa tterventil anzuordnen, welches in Jti chtung zu dein Kurbelgehäuse .strömendes Gas durchläßt, boi in Gegenrichtung strömendem Gas jedoch sperrt. In den gebraucht Lehen Zweitnktmotoron dor genannten Art mit durch den im ZyLindßr hin- und hergehenden Kolben gesteuerter Einlaßöffnung beginnt der Kolben bei etwa rtO , zumindest jsber boi woniger als 100 vor dom oberen Totpunkt die Ein-JUi Π öffnung v.M öffnen· iJemgegonilbnr, liegt bei'Motoren mit dem angeführten Kl nt tor* ventil der Zeitpunkt, »η dom das Offnen dee Einlasses eiriHn^tzt, bei otwn J.6O bis 200 vor
dem qberen Totpunkt. Demgemäß weisen mit solchen Fintterventilon versehene Zweitaktmotoren den Vorteil einer im normalen Betrieb erhöhten Leistung auf, dn sie eine verlängerte Ansaugzeit haben. Andererseits hoben sie jedoch den Nachteil, daß sie schwierig zu starten sind, do die Ansaugströmung bei der Anlaßgeschwindigkeit des Motors relativ schwach ist.
Die Erfindung soll diesen Nachteil bei mit einem Flatterventil in der Ansaugleitung versehenen Zweitaktmotoren mit Vorkompression im Kurbelgehäuse vermeiden.
Zur Erreichung dieses Zieles schafft die Erfindung eine Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art, die einen Zylinder mit einem darin hin- und hergehenden Kolben aufweist, ferner eine im Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle, eine den Kolben mit letzterer verbindende Pleuelstange, wenigstens einen das Kurbelgehäuse über einen mittels des Kolbens öffnend und schließend steuerbaren Spülschlitz in der Zylinderwanderung mit dem Zylinder verbindenden Überströmkanal, eine über einen mittels des Kolbens öffnend und schließend steuerbaren Einlaß mit dem Kurbelgehäuse verbundenen Ansaugleitung, eine mit dem Inneren des Zylinders verbundene Auspuffleitung und ein in der Ansaugleitung angeordnetes Rückschlagventil, welches die Strömung eines Gases zu dem Kurbelgehäuse freigibt, in Gegenrichtung jedoch sperrt, wobei der Öffnungsbeginn der Einlaßöffnung im Dereich zwischen l4O° und 100° vor dem oberen Totpunkt gewählt ist.
Bei einer solchen erfindungsgemäßen Ausführung eines Zweitaktmotors ist die leistungssteigernde Wirkung des in der Ansaugleitung vorgesehenen Flatterventils in genügendem Maße erzielbar, während der Ansaug-Luftstrom beim Anlassen des Motors ausreichend stark und das Anlassen des Motors dadurch erleichtert
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ist. Wen« niiiiilidi der Öffnungsbegjmi des Einlasses mehr als \hii vor dem oberen Totpunkt liegt ι ist beim Anlassen dos Outers bekanntlich kein genügend starker Ansaug-Luft-Pt rom-, vorhanden und das Anlassen dos Motors daher schwierig. U'enn nnderorsei t f? der Of fmmgsbegiim weniger als 1ÜÜ vor dem oberen Totpunkt liegt, ist die 1 ei stungs.st eigemde Wirkung dos Fiatterventils nicht erreichbor.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ansaugleitung an einem lVinkt stromabwärts von dem als Flntterv ent i 1 au sgebi 1 dft en ltiickschl ngvcivt vl über einen Hilfs-L'berstrbmkannl und einen eigenen Einströmpchlitz mit dem Innenraum des ?,ylinders verbunden, wobei der Einströnischlitz d-es . HiI f R-rberstriii'nknnals im wesentlichen gleichzeitig mit dem 'Spül echl-i tz dos Uaupt-lberströmkanal s öffnend und schliespoiul steuerbar ist. Mit dieser erfindungsgeia.'iiien Anordnung l.-ißt sich die Wirksamkeit* der Zylinderspülung drastisch verbessern, so daß die Verbrennungsgase vollständig aus dem Zylinder gespült werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Hi 1 f süberst römkiinal mit einer Brennstof f-Einspritzdüse verseilen ist und daß an einem Punkt, wo der Hilfs-Über.strömkanal in dir Ansaugleitung mündet, ein nur in Richtung auf den Zylinder öffnendes Flatterventil vorgesehen ist. Bei dieser Ausführung ist der Öffnungszeitpunkt des Hilfs-Spülschlitzes gegenüber dem des Haupt-Spülschlitzes geringfügig vei zögert, so daß der Zylinder zunächst nur mit Luft gespült wird, bevor ein Brennstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder geleitet wird. Somit läßt sich durch diese Anordnung der Brennstoffverbrauch günstiger gestalten.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfiihrungsbeispielen anhand der Zeichnung.
. In dieser ist:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemnßen Ausführungsform eines Zweitaktmotors,
Fig. 2 ein Diagramm der Ansaug-Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel.,
Fig. 3 eine Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Zweitaktmotors,
Fig. li eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3,
Fig. 5 eine Teil-Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsf orm eines Motors ähnlich Fig. 3 und
Fig. 6 eine Schnittansicht noch einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zweitaktmotors.
Der in Fig. 1 dargestellte Motor 1 hat einen Zylinder 2 und einen darin hin und her beweglichen Kolben 3· Unterhalb des Zylinders bildet ein Kurbelgehäuse 11 eine Kurbelkammer Über einen mittels des Kolbens 3 öffnend und schließend steuerbaren Einlaß h ist mit der Kurbelkammer 8 eine mit einem Vergaser 5 versehene Ansaugleitung 6 strömungsverbunden. Zwischen dem Einlaß k und dem Vergaser 5 ist in der Ansaugleitung 6 ein Flatterventil 7 angeordnet, welches einen Gasstrom in Richtung auf die Kurbelkammer 8 zuläßt, in Gegenrichtung jedoch sperrt. Der Zylinder 2 weist einen Auslaß-
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schlitz 9 auf. Der Kolben 3 ist über eine Pleuelstange 10 mit einer Kurbelwelle 13 verbunden. Der Motor 1 weist einen herkömmlichen Überströmkanal 12 auf.
Erfindungsgemäß ist der Punkt, an dem der Kolben 3 den Einlaß k zu öffnen beginnt, im Bereich zwischen lOO bis l40 vor dem oberen Totpunkt gewählt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt er bei lOO vor dem oberen Totpunkt
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einlaßanordnung ist aus.Fig. 2 ersichtlich. Darin zeigt eine Kurve a die Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel und der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einem bekannten Motor mit in der Ansaugleitung angeordnetem Flatterventil. Eine Kurve b zeigt den entsprechenden Verlauf bei einem erfindungsgemäßen Motor entsprechend der Beschreibung. Wie sich aus dem Schaubild ergibt, beginnt das Ansaugen bei einem· herkömmlichen Motor an einem Punkt etwa l60 vor dem oberen Totpunkt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft langsam zu- und darauf* langsam wieder abnimmt. Demgegenüber nimmt die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft beim erfindungsgemäßen Motor an einem Punkt etwas jenseits von 100° vor dem oberen Totpunkt sehr schnell zu, so daß das Brennstoff-Luft-Gemisch kräftig verwirbelt wird. Die mit den unterhalb der Kurven a und b liegenden Flächen dargestellten, durch die verschiedenen Motoren angesaugten Luftmengen sind im wesentlichen gleich.
Daraus ist zu entnehmen, daß mit dem erfindungsgemäßen Motor die gleiche Leistung erzielbar ist, wie mit bekannten, lediglich ein Flatterventil aufweisenden Motoren, daß das Anlaßverhalten des Motors jedoch zusätzlich wegen der höheren
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Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft erheblich verbessert ist.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der entsprechende Teile mit den gleichen Uezug'szahlen bezeichnet sind wie in Fig. 1. Bei dieser Ausfiihrungsform besitzt ein die Strömung des Brennstoff-Luft-Gemisches vom Vergaser 5 zum Einlaß 1I freigebendes, in Gegenrichtung jedoch sperrendes Flatterventil 7 einen Ventilsitz 7a von V-förmiger Querschnittsform und mit Öffnungen 7b, am Ventilsitz 7a befestigte Ventilklappen 7c zum Offnen und Schließen der Ventilöffnungen 7b sowie Anschläge 7d zum Begrenzen der Bewegung der Ventilklappen 7c. Diese Ausführungsform ist außerdem mit einem Hilfs-Überströmkannl 15 versehen, der an einem Punkt zwischen dem Flatterventil 7 und dem Einlaß kt also stromabwärts vom Flatterventil 7, in die Ansaugleitung 6 mündet und am anderen Ende über einen Hilfs-Spülschlitz lk mit dem Zylinder 2 strömungsverbunden ist. Der Hilfs-Spülschlitz ΐΛ ist im wesentlichen genau über dem Einlaß lh angeordnet und zweckmäßig so eingerichtet, daß er kurz vor dem völligen Schließen des Einlasses h zu öffnen beginnt. Diese zeitliche Einstellung ist darum nötig, weil aufgrund der Massenträgheit der Ansaugluft in der Ansaugleitung ein Druckanstieg stattfindet.
Wenn bei dieser Ausführungsform der Einlaß h durch die Seitenwandung des Kolbens 3 freigegeben wird, strömt dasrBrennstoff-Luft-Gemisch vom Vergaser 5 über den Einlaß h in die Kurbelkammer 8 und hebt beim Durchströmen der Ansaugleitung die Ventilklappen 7c des Flatterventils 7 an. Das in der Kurbelkammer 8 befindliche Brennstoff-Luft-Gemisch wird an der Unterseite des Kolbens 3 vorverdichtet und anschließend nach der Freigabe des Ilaupt-Spülschlitzes durch die Wandung des
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KoI lions 3 und don Überströmkanal 12 aus dor Kurbe!kammer 8 in don 7ylind-er 2 . eingeh! äsen .- Daneben wrd tier HiI f "s-Spül-. schlit/. 1Ί gleichzeitig li<? igegeben, so daß das in der Kurbel kammer tt .ent Ίί.-·1 t cue Br enn s to ff-Lu ft -Gemisch durch den Einlaß h in die Ansaugleitung 6 und aus dieser über den Iii 1 f P-t'licrs t rönik.mal l5 in den Zylinder 2 gelangt. Dabei vermar. d:\y~ in --die Ansaugleitung 6 strömende Brennstoff-' Luft--(iemisch nicht zum Vergaser D zurückzuströmen, da die Öffnungen 7b des Γ1 «-itt erventils γ durch die Ventil kl appen 7c verschlossen sind.
I).»s in dieser Weise über den Hnupt-Uberströmkanal 12 und den Hi 1 fs-i'berströmknnal 15 in den Zylinder 2 eingeblasene Mrennsto-fl'-l.uf t-Gemi sch .«,pult die im Zylinder vorhandenen Verbrennungsgas« in einen Auspuff 9t wobei der lnnenratim des Zylinders 2 nahezu voll st ä'ndig mit dem frischen Gasgemisch gefüllt wird.
IHe iii Fig. 5 gezeigte Ausfiihrungsform der Erfindung i.st eine Abwandlung der in Fig. 3 und 1I dargestellten. Hierbei ist in der Sei tenvrnndung des Zylinders 2 eine längliche Aussparung vorgesehen, die mit der Seitenwandung des Kolbens 13 und ihrer eigenen Wandung einen Hilfs-L*berstrür.jkanal 15 bildet. !Kirch, diese Ausbildung ist die Herstellung des Hilfp-iborströmkasials und dadurch des erfindungsgemäßen Motors lediglich durch Abänderung gegenwärtig gebräuchlicher Motoren erleichtert. Im übrigen entspricht der Aufbau des Motors, nach Fig. 5 dem in Fig. 3 und Vi dargestellten.
Der AuiTbiui des Motors nach Fig. 6 entspricht im wesentlichen dem der in Fig. 3 und k dargestellten >iotox"en, mit dem Unterschied, daß bei dieser Ausführung der Vergaser an der
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Ansaugleitung 6 fehlt und im Hilfs-Uberströmkanal 15 eine Einspritzdüse l6 sowie an dem Punkt, wo der Hilfs-Überströntknncil 15 in die Ansaugleitung 6 mündet, ein weiteres, nur zum Zylinder 2 hin öffnendes Flatterventil 17 vorgesehen ist. Iiei dieser Anordnung sind jegliche nachteiligen Hiickwirkungen auf die Funktion des Flntterventils 7 vertneidbnr, da Druck Schwankungen im Zylinder keine direkte Wirkung nuf den Druck in der Ansaugleitung 6 haben. Darüber hinaus läßt sich der Brennstoffverbrauch durch geringfügiges Verzögern des Öffnungsbeginns des Hilfs-Spülschlitzes gegenüber dem des Ilnupt-Spül Schlitzes erheblich günstiger gestalten.
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Claims (6)

Patentansprüche
1. j Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit Vorkompression im Kurbelgehäuse, dadurch gekennzeichnet , daß ein Zylinder mit einem darin hin- und hergehenden Kolben vorhanden ist, ferner eine im Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Krubelwelle, eine den Kolben mit letzterer verbindende Pleuelstange, wenigstens ein das Kurbelgehäuse über einen mittels des Kolbens öffnend und schließend steuerbaren Spülschlitz in der Zylinderwandung mit dem Zylinder verbindender Überströmkanal, eine über einen mittels des Kolbens öffnend und schließend steuerbaren Einlaß mit dem Kurbelgehäuse verbundenen Ansaugleitung, eine mit dem Inneren des Zylinders verbundene Auspuffleitung und ein in der Ansaugleitung angeordnetes Rückschlagventil, welches die Strömung eines Gases zu dem Kurbelgehäuse freigibt, in Gegenrichtung jedoch sperrt, wobei der Offnungsbeginn der Einlaßöffnung (4) im Bereich zwischen lAO und 100° vor dem oberen Totpunkt des Kolbens (3) gewählt ist.
2. Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch g ek e η η ζ e i chne t, daß das Rückschlagventil ein einen Ventilsitz (7a) mit V-förmigem Querschnittsprofil sowie wenigstens einer Öffnung (7b) und wenigstens eine an dem Ventilsitz (7a) befestigte, die Öffnung (7b) verschliessende Ventilklappe (7c) aufweisendes Flatterventil (7) ist, desen Ventilklappe (7c) zum Öffnen durch einen in der einen ' Richtung durch die Öffnung (7b) im Ventilsitz (7a) hindurch darauf ausgeübten Druck eingerichtet ist.
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3. 'Zweitakt-Verbrei.inungskraftinaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ e i c Ii 11 e t, daß die Ansaugleitung (6) an einem Punkt an der Abströmseite des Rückschlagventils (7) über einen mit.einem durch den Kolben (3) Öffnend und schließend steuerbaren Hilfs-Spülschlitz (l'l) im Zylinder (2) mündenden Hilfs-Überströmkanal (15) mit dem Zylinder verbunden ist.
4. Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach einem der An-Sprüche 1 bis 3t. dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfs-Überströmkanal (l5) mit einem einen "Gasstrom in Richtung zum Zylinder zulassenden, in Gegenrichtung jedoch sperrenden Rückschlagventil (17) versehen ist.
5. Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfs-Überströmkanal aus einer in der Wandung des Zylinders (2) gebildeten Aussparung (l5) besteht.
6. Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach wenigsten einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugleitung (6) ein Vergaser (5) angeordnet ist und das in das Kurbelgehäuse oder die Kurbelkammer (0) strömende Gas ein Brennstoff-Luftgemisch ist.
7· Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine nach wenigsten einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfs-Überströmkanal (l5) mit einer Brennstoff-Einspritzdüse (16) versehen ist und daß an der der Ansaugleitung (6) zugekehrten Seite der Einspritzdüse (l6) ein einen Gasstrom in Richtung zum Zylinder (2) zulassendes, in Gegenrichtung jedoch sperrendes Rückschlagventil (17) angeordnet ist.
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ft. Zwni i akt-Verbreimuiigskrof tinnschinc mich Anspruch 7» dadurch κ c* k e η η ζ c -i c h η c t, dali dns Öffnen des Hi 1 f s-Sptil srhl i izes (i'l) gegcniil»«?r dem dos Jlnupt-Spul-8chlilz<*s geringfügig verzögert ist»
ORIGINAL 109809/1357
Leerseite
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