DE2557262A1 - Kolben und zylinder fuer zweitakt- brennkraftmaschinen - Google Patents
Kolben und zylinder fuer zweitakt- brennkraftmaschinenInfo
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Description
KARL SCHMIDT GMBH 6 Ffm., 17.12.1975
7107 Neckarsulm DrQ/GKp
Chri stian-Schmidt-Straße 8/12
Prov. Nr. 7807 KS ' 3 ·
Kolben und Zylinder für Zweitakt-Brennkraftmaschinen
Kolben und Zylinder für Zweitek t-Br ermkraf Maschinen mit
Vorverdi chtung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Kurbelgehäuse und Überströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches
durch in der Zylinderwand angeordnete Überströmkanäle in den Brennraum unter Steuerung durch die Kolbenbewegungr
wobei der Kolbenschaft fensterartige Öffnungen im Bereich
der Stirnseiten des Kolbenbolzens, der in den Bolzenaugen von am Kolbenboden hängenden Lagerböcken gelagert ist,
aufweist, die im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens sich mit den Öffnungen der Überströnikanäle derart
deckenj daß das vorverdichtete Brennstoff-Luft-Gern sch
durch das Innere des Kolbensf durch die fensir.rart.igen
Öffnungen des Kolbenschafts und die Überströiakanale .In
den mit Brennraummulden versehenen Brennraum strömt«
Zur Verminderung des Überströmwiderstanc3es und zur Vereinfachung des Aufbaus bei Zweitakt-Brennkraftmasohineia
mit vom Kolben gesteuerten Ein- und Auslaßschli.tzem für
das Brennstoff-Luft-Gemisch bzw« Abgase ist es bekannt
(DT-PS 571 548j FR-PS 1 092 282)f am Kolben selbst
Anordnungen vorzusehen, die ein Strömen der Gase entlang
des Kolbens ermöglichenc Durch diese Anordnungen wird
es möglich^ auch bei relativ kurzhubigen Brennkraftmaschinen
einen langen Kolbenmantel mit den bekannten Vorteilen vorzusehenc Bei diesen bekannten Kolben
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- a —
sind entlang den durch die Enden des Kolbenbolzens gehen-*
den Mantellinien nutartige Vertiefungen vom freien Ende des Kolbenmantels bis unter die Ringzone vorgesehen«
Es ist ferner bekannt (DT-PS 692 211), im Kolbenmantel
in den zwischen den Kolbenbolzenlagern liegenden Abschnitten eine oder mehrere fensterartige öffnungen
vorzusehen so daß das Gemisch durch das Innere des
Kolbens strömte
Diese bekannten Anordnungen ergeben zwar einerseits einen
relativ kurzen Überströmweg, der nicht wie bei üblichen Kolben die ganze Höhe des Kolbens, sondern nur die Höhe
der Ringzone betragen mußs andererseits jedoch ergeben
sich durch die Kühlwirkung der Gemischströmung und der großen Wärmeaufnahme des Kolbens, insbesondere bei
schnell drehenden Brennkraftmaschinen mit großer Verdichtung, Wärme spannungen im Kolben.
Um dies zu vermeiden, ist bei der zuletzt genannten
bekannten Anordnung durch entsprechende Trennwände ein Zwangsstromungsweg entlang dem Kolbenboden vorgesehen.
Dadurch werden zwar die Wärmespermungen vermieden und
der Kolben gekühlt, jedoch andererseits der Strömungswiderstand erheblich vergrößert und dadurch die
Sptilzeit verlängert. Außerdem ist insbesondere bei kleinen Kolben mit hoher Leistung und damit entsprechend
umfangreicher Kolbenbolzenlagerung der mögliche Querschnitt beschränkt.
Zur Beseitigung dieser Nachteile ist ein Kolben für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Vorverdichtung des
Brennstoff-Luft-Gemisches im Kurbelgehäuse und Überleitung
- 3 709826/0453
dieses Gemisches durch den in der Zylinderwand angeordneten Überströmkanal unter Steuerung durch die Kolbenbewegung vorgesehen, wobei der Kolben fensterartige
Öffnungen aufweist, welche im Bereich des unteren Totpunktes mit den Überströmkanälen in der Zylinderwand
sich derart decken, daß das verdichtete Brennstoff-Luft-Gemisch durch das Innere des Kolbens am Kolbenbolzen
vorbei, durch die fensterartigen Öffnungen im Kolbenmantel und die Überströmkanäle zu den Spüischlitze»
am Ende dieser Überströmkanäle strömt. Bei diesen Kolben ist der Kolbenbolzen in am Kolbenboden auf ge-»
hängten Lagerböcken gelagert und die fensterartigen Öffnungen sind gegenüber den Stirnseiten des Kolbenbolzens
angebracht* (DT-AS 14 76 085)
Ein wesentlicher Nachteil dieses Kolbens besteht darin, daß das Innere des Kolbens nicht ausreichend vom
Gaswechsel erfaßt wird, was zu lokalen Überhitzungen
und den damit verbundenen Folgeerscheinungen führt. Der Zylinder besitzt in seinem Kopf eine kompakte
Brennraummulde t die, je nach Anordnung der Zündkerze s
oftmals gar nicht oder nur sehr unvollständig von dem in den Brennraum einströmenden Brennstoff-Luft-Gemisch
gespült wird, so daß auch hier kein bzw. nur ein unvollkommener Gaswechsel stattfinden kann und ein schlechtes
Startverhalten wegen der der Zündkerze vorgelagerten verbrannten Restgase, insbesondere bei noch warmen
Maschinen, die Folge ist. Aus diesem Grund wird dann nicht nur die Leistung beeinträchtigt, sondern auch die
Zusammensetzung der Abgase negativ beeinflußt,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, Kolben und Zylinder bei einer eingangs beschriebenen
- 4 709826/0463
Zweitaktbrennkraftmaschine so zu gestalten.» daß ein
verbesserter Gaswechsel f. eine vollständige Verbrennung
der Brennstoff-Luft-Gemische und eine Verbesserung des
Startverhaltens und damit eine befriedigende Leistung sowie Zusammensetzung der Abgase erreicht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe beste)")! darin, daß die Größe
der im Kolbenschaft angeordneten fensterartigen. Öffnungen
etwa der Große der im unteren Totpunkt des Kolbens gegenüberliegenden Öffnungen der Überströmkanäle entspricht und der Abstand zwischen den eine strömungsgünstige Gestalt aufweisenden mit dem unteren Rahmen
der fenster artigen Öffnungen verbundenen BoI Kennaben
so klein wie möglich und die Br-ennraummulde weitgehend
im Kolbenboden angeordnet ist.
Durch die Kombination dieser Maßnahmen wird ein großer axialer Strömungsquerschnitt füi'- das überströmende
Brennstoff-Luft-Gemisch im Kolbeninnern erreicht,
wodurch der volumetrische Wirkungsgrad deutlich verbessert
wird» Das überströmende Brennstoff«Luft- Qomi sch
bestreicht nicht nur alle Bereiche des KoXbeninneren
und bewirkt dabei eine Kühlungf Bondern schmiert auch
die Lagerung der Kolbenbolzen* Darüberhinaus bildet
die im Kolbenboden angeordnete BrennraumrauXde einen
kompakten Brennraum, der die nach dem Stand dex* Technik
im angegossenen Zylinderkopf angeordnete schlecht durchspülbare Brennraummulde ganz oder zum überwiegenden
Teil ersetzt, wodurch eine verbesserte Spülung erzielt wird, die eine zu starke Aufhellung
des Kolbenbodens in relativ engbegrenzten Bereichen verhindert.
709826/0453
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die im Zylinder angeordneten Überströmkanäle so auszu-Di!denf
daß die in den Brennraum eintretenden Brennstoff-Luft-Gemisch-Ströme
mit ihren Innenseiten jeweils eine Tangente an den Randbereichen der im Kolbenboden ■befindlichen
Brennraummulde bilden« Auf diese Weise werden sie in ihrer Wirkung auf den Aufschub d€;r Abgase nicht
beeinträchtigt, Ferner liegt die Zündkerze durch aie
er£jridungsgemäße Anordnung der 35rennrauinrmi.'lde ,Im
Sti'ömungsbereich des eintretenden Brennstoff-Luft-Gemisches,
wodurch nicht nur die Lebensdauer der Zündkerze verbessert wird, sondern auch der Zündkerze
stets frisches Brenngas vorgelagert ist, auch wenn die im Kolbenboden angeordnete Brennraummulde nicht vollständig
durchspült werden sollte« Dadurch ist eine einwandfreie Zündeiniei tang den gesamten Brennstoff-Luft-Gemisches
gewährleistet und es wird ein ausgezeichnetes Startverhalten der Brennkraftmaschine
erzielt.
Im Rahmen der vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung
ist die Brenni'aummulde ganz oder doch zu wenigstens
60 % im Kolbenboden angebr-achtf wobei im letzteren Fall
sich der andere Brennraummuldenteil in Gestalt einer
vergleichsweise flachen. Mulde im Zylinderkopf befindet».
Zweckmäßigerweise ist der äußere Abstand zvö sehen den
Bolz-enaugen so gewählt, daß er weniger als 40 % des
Kolbendurchmessers beträgt«.
Die Erfindung ist in der im folgenden näher erläuterten Zeichnung beispielhaft dargestellte
709826/0453
Es zeigern * * %
Fig,. Λ einen Längsschnitt durch den Zylinder senkrecht
zur Bolzenebene und eine Seitenansicht des in der unteren Totpunktlage "befindlichen Kolbens
auf die Stirnseite des Kolbenbolzens.
Fig.. 2 einen Längsschnitt durch den. in der unteren
Totpunktlage "befindlichen Kolben und d,en Zylinder entlang der Kolbenbolzenebene.
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 1 - I
der Fig. 2.
In dem mit Kühlrippen versehenen Zylinder 1 befindet sich
der Kolben 2 in seiher unteren Totpunktlage« Am Boden 3 des Kolbens 2 sind zwei Lagerbocke k angebracht, in deren
Naben 5 der Kolbenbolzen 6 gelagert ist* Gegenüber den
Stirnflächen des Kolbenbolzens 6 sind im Kolbenschaft 7 fensterartige Öffnungen 8, deren Größe der Größe der
Öffnungen der Überströmkanäle 9f 10 für das Brennstoff-Luft-
Gemisch in den Brennraum 11 entsprechen und die sich
in der unteren Totpunktlage des Kolbens 2 miteinander
deckenr angebrachte Senkrecht zur Ebene des Kolbenbolzens 6 sind die Ansaugöffnungen 12 für das Brennstoff-Luft-Gemisch
und die Auslaßöffnungen 13 für die Abgase
angebrachte Im Kolbenboden 3 befinden sich ca. 65 % der
Brennraummulde 14, während ihr restliches'· Teil 15 als
flach ausgebildete Mulde im Zylinderkopf, in die die
Zündkerze 16 hineinragt, liegt. In Figc. 3 sind die
seitlichen Begrenzungslinien der über den Überströmkanal in den Brennraum 11 eintretenden Brenngase strichpunktiert
eingezeichnet.
Patentansprüche
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Claims (5)
1) Kolben und. Zylinder für Zweitakt-Brennkra.ftmascbl.J3.en,
κ^/ mit Vorverdichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches im
Kurbelgehäuse und Überströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches
durch in der Zylinderwand angeordnete Überströmkanäle in den Brennraum unter Steuerung durch
die Kolbenbewegung j wobei der KoIb en schaft fensterartige Öffnungen im Bereich der Stirnseiten des Kolben
bolzens, der in den Bolzenaugen von am Kolbenboden hängenden Lagerböcken gelagert ist, aufweist, d.i.© im
Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens sich mit den Öffnungen der Überströmkanäle derart decken, daß
das vorverdichtete Brennstoff-Luft-Gemisch durch das
Innere des Kolbens, durch die fensterartigen Öffnungen des Kolbenschafts und die Überströmkanäle in den mit
Brennraummulden versehenen Brennraum strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der im Kolbenschaft (7)
angebrachten fensterartigen Öffnungen (8) etwa der
Größe der in der unteren Totpunktlage gegenüberliegenden Öffnungen der Überströmkanäle (9, 10)
entspricht und der Abstand zwischen den eine strömungs günstige Gestalt aufweisenden mit dem unteren Rahmen
der fensterartigen öffnungen verbundenen Bolzennaben so klein wie möglich und die Brennrauramulde (14) weitgehend
im Kolbenboden (3) angeordnet ist.
2) Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1» dadurch
gekennzeiohnet, daß die Brennraummulde (14) ganz im
Kolbenboden (3) angeordnet ist.
3) Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennraummulde (14) zu
wenigstens 60 % im Kolbenboden und der andere Teil (15) in Gestalt einer vergleichsweise flachen Mulde im
Zylinderkopf angeordnet ist.
709826/0453 " 8 "
QRiGJNAL INSPECTED
25572G2
■ %■
4) Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 Ms 3S
dadurch gekennzeichnet, daß der- äußere Abstand, zwischen
den Bolzennaben (5) weniger als 40 % des Korbendurchmessers ist.
5) Zweitaktbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 "bis 4,
dadurch gekennzeichnet s daß die Austrittsöffnungen der
Überströmkanäle (9? 10) im Brennraum (11) so gestaltet
sind j daß die innere Begrenzung der in den Brennraum
eintretenden Brennstoft«Lu£t-Gemisch«Ströme j eweil s
eine Tangente an den Randbereich der im Kolbenboden (3)
befindlichen Brennraummulde (14) bilden«
709826 /04 B3
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752557262 DE2557262A1 (de) | 1975-12-19 | 1975-12-19 | Kolben und zylinder fuer zweitakt- brennkraftmaschinen |
Publications (1)
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ID=5964846
Family Applications (1)
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DE19752557262 Withdrawn DE2557262A1 (de) | 1975-12-19 | 1975-12-19 | Kolben und zylinder fuer zweitakt- brennkraftmaschinen |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |