DE2926391A1

DE2926391A1 - Zweitakt-motor in hubkolben-bauart

Info

Publication number: DE2926391A1
Application number: DE19792926391
Authority: DE
Inventors: Hermann Vogt
Original assignee: Ficht GmbH
Current assignee: Ficht GmbH
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1981-01-15
Also published as: DE2926391C2

Description

HEINZ H. PUSCHMANN · PATENT AN V/ALT D 8000 MÖNCHEN 22 THOMAS- WlMMtK-KlN'Z 14

TELEFON 089/227887

Ficht GmbH München, 19.06.1979

Spannleitenberg 1 P 673/79

8011 Kirchseeon Pu/rei

Zweitakt-Motor in Hubkolben-Bauart

Die Erfindung besieht sich auf einen Zweitakt-Kotor in Hubkolben-Bauart, insbesondere Zweizylinder-Vergasermotor, mit auf einer Achse liegenden, gegeneinander angeordneten Zylindern und Kolben, deren geradlinig hin- und hergehende Kolbenstangen über einen mittig angeordneten umlaufenden Kurbelschleifentrieb gekoppelt sind, mit Ansaugung des Kraftetoff-Luftgemisches beim Aufwärtshüb und Verdichten desselben beim Abwärtshub des Kolbens durch dessen untere Kolbenstirnfläche, wobei über Fenster im Kolbenschaft und Uberströmkanäle im Zylindergehäuse das Kraftstoff-Luftgemisch zur oberen Kolbenstirnfläche hin in den Brennraum gefördert wird, aus dem es den Sest der Abgase hinausspült.

Zweitakt-Vergasermotoren in Hubkolbenbauart zeichnen eich dadurch aus, daß bei jedem Hin- und Hergang des Hubkolbens bzw. bei jeder Kurbelwellenumdrehung ein Arbeitstakt erfolgt. Im Verlauf seiner Entwicklungsgeschichte ist der Zweitakt-Vergasermotor im Hinblick auf seinen Ladungswechsel in vielen Varianten gebaut und in der

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Literatur dargestellt worden. Dem großen Vorteil seiner doppelten Anzahl von Arbeitstakten gegenüber dem Viertakt-Motor stehen Mangel entgegen, die bis heute nicht behoben werden konnten. So ist es noch nicht gelungen, den Ladungswechsel für den Brennraum zu idealisieren, das heißt, auch noch den letzten Eest der Verbrennungsgase bzw. Abgase des vorhergehenden Arbeitsspieles auszutreiben, ohne einen kleinsten Anteil des frischen Kraftstoff-Luftgemisches durch die Auspufföffnung zu verlieren. Es muß daher im praktischen Motorbetrieb entweder eine geringe Menge Hestgae im Brennraum in Kauf genommen werden, wodurch die Literleistung verschlechtert wird, oder aber es wird die Spülung des Verbrennungsräumes mit Frischgas zeitlich verlängert und dadurch intensiviert, was aber den motorischen Wirkungsgrad herabsetzt und, was noch schlimmer ist, die Abgase zusätzlich vergiftet. Dieser mangelhafte Zustand im Zusammenhang mit einem nicht idealen Ladungswechsel verschlechtert sich noch mehr bei extrem hohen Drehzahlen. Auch die raffiniertesten ßpülmethoden, wie Querstromspülung, Umkehrspülung, Dreistromspülung, kreiselnde Spülung usw., schaffen in dieser Hinsicht keine restlose Beseitigung dieses Problems. Hinzu kommt, daß diese Spülarten den Bauaufwand erhöhen und die Motorherstellung verteuern, so daß der Hauptvorteil des Zweitakt-Vergasermotors gegenüber dem Viertakt-Vergasermotor, nämlich die Einfachheit der Konzeption, zumindest zum Teil wieder aufgehoben wird.

Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, einen Zweitakt-Vergasermotor mit hohem Leistungsgewicht, das beißt, einem günstigen Verhältnis zwischen erzeugter Leistung und Baugewicht, zu schaffen, der hinsichtlich seiner Ladungswechselkonzeption konstruktiv einfach ist und strömungsdynamisch trotzdem einen guten Wirkungsgrad aufweist und daß höchste Drehzahlen möglich, sind.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß im Kolbenschaft zwei diametral gegenüberliegende Überströmfenster unter der oberen Kolbenringzone und im Kolbenboden über den Überströafenstern an der Kolbenkante Einbuchtungen vorgesehen sied und daß

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oben im Kolbenboden eine radial nach außen abgesenkte, rechtwinkelig zu den beiden vorgenannten Einbuchtungen gerichtete Ausströmmulde für die Abgase angeordnet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Breite der Ausströmmulde radial nach außen hin zu.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im Zylindergehäuse, diametral gegenüberliegend, als Ausströmkanäle Taschen, insbesondere jeweils drei nebeneinanderliegende Taschen vorgesehen.

Die Erfindung bringt folgende Vorteile mit sich: Durch die Anordnung der Überströmfenster im Kolbenschaft unmittelbar unterhalb der oberen Kolbenringzone sind kürzeste Überströmwege für das von der unteren Kolbenstirnfläche verdichtete Kraftstoff-Luftgemisch zum Verbrennungsraum hin gegeben. Ferner schaffen die beiden diametral gegenüberliegenden Einbuchtungen am Kolbenboden günstige Spülbedingungen insofern, als am Ende des Arbeitstaktes im Bereich des unteren Totpunktes nach erfolgtem Vorauspuff, der die Hauptmenge der Verbrennungs- bzw. Abgase ins Freie fordert, durch die aufrichtende Wirkung der beiden Einbuchtungen das einströmende Kraftstoff-Luftgemisch zuerst in den oberen Bereich des Verbrennungsraumes geleitet wird, wo es umkehrt und dort die restlichen Abgase nach unten drückt, um dann beim weiteren Abwärtsgang des Kolbens mit zunehmendem öffnungsquerschnitt der Uberströmtaschen im verstärkten Maße querzuströmen, wobei sich die beiden Teilströme in der Mitte des Verbrennungsraumes treffen und den letzten Sest der Abgase durch die Auspufföffnung ins Freie schieben. Gegen Ende des Spülvorganges, zu Beginn des Aufwärtshubes des Kolbens, wird wiederum durch die beiden Einbuchtungen ein steileres Aufrichten der einströmenden Kraftstoff-Luftgemisch-Ströme erzwungen, wodurch ein schädlicher "Spülkurzschluß" und damit Frischgasverlust vermieden wird. Hinzu kommt, daß durch diese Ladungsmaßnahmen eine gleichmäßige Frischgasverteilung im Verbrennungsraum gefördert und die gegenseitige Durchmischung von Kraftstoff und Luft intensiviert wird.

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Die Ausströmmulde an der oberen Stirnfläche des Kolbenbodens bewirkt strömungsmäßig ein schnelleres Abziehen der Abgase aus dem Verbrennungsraum während des Vorauspuffes und des Spülvorganges.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen Zweizylinder-Zweitakt-Vergasermotor in Ansicht, wobei die linke Zylinderkolbeneinheit längs geschnitten ist,

Figur 2 den gleichen Motor in Draufsicht und

Figur 3 einen Arbeitskolben in perspektivischer Darstellung.

Der mechanische Aufbau dee gezeigten, nach Art eines sogenannten Boxermotors aufgebauten Motors besteht im wesentlichen aus zwei gegenüberliegenden, gleichachsig angeordneten Zylindern 1 und 1', in denen sich Arbeitskolben 2 geradlinig hin- und herbewegen. Die Arbeitskolben sind mit den Kolbenstangen 3 verbunden, die ebenfalls nur geradlinige Hin- und Herbewegungen ausführen. Die Kolbenstangen 3 sind mit ihren inneren Enden an einem mittig gelegenen, umlaufenden Kurbelschleifentrieb 4 angelenkt, der die geradlinigen Bewegungen in drehende Bewegungen umwandelt. Der Kurbelschleifentrieb befindet sich in einem Kurbelschleifengehäuse KG, an dem über Trennwände 15 die Zylinder 1 und 1' befestigt sind.

Im bzw. am Zylindergehäuse sind diametral gegenüberliegende Überströmkanäle bzw. Überströmtaschen 5a und 5b vorgesehen, jeweils drei einzelne Überströmtaschen 5a und 5b diametral gegenüber. Ferner sind am Zylindergehäuse eine Auspuff öffnung 6 und eine Einlaß-Öffnung 7 vorgesehen. Im Kolben 2 sind zwei Überströmfenster 8a und 8b ausgespart, die diametral gegenüberliegen und unmittelbar unter der oberen Kolbenringzone 9 vorgesehen sind. Darüber sind im Kolbenboden 10 Einbuchtungen 11a und 11b an der Kolbenkante 12 angeordnet.

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Außerdem ist an der Oberseite des Kolbenbodens 10 eine Ausströmmulde 13 für die abströmenden Abgase vorgesehen· Die Abströmmulde 13 vertieft sich radial nach außen und nimmt gleichzeitig in ihrer Breite zu.

Der Ladungswechsel funktioniert erfindungsgemäß wie folgt: Wie aus Figur 2 ersichtlich, befindet sich der Kolben 2 im oberen Totpunkt. An der Zündkerze 14 ist bereits der elektrische Funke übergesprungen, der das verdichtete Kraftstoff-Luftgemisch gezündet hat. Der Druck steigt im Verbrennungsraum vind treibt den Kolben 2 nach unten. Beim Abwärtshub (Arbeitstakt) des Kolbens 2 wird das beim vorhergehenden Aufwärtshub über die Einlaßöffnung 7 angesaugte Kraftstoff-Luftgemisch verdichtet und zwar, sobald der untere Kolbenring 17 die Einlaßöffnung 7 abgeschlossen hat. Der Vorauspuff erfolgt dann, wenn die laufende Steuerkante a am Kolben 2 die feststehende obere Steuerkante a' an der Auspufföffnung 6 überfährt. Der Spülvorgang setzt dann ein, wenn die laufenden Steuerkanten b am Kolben 2 die feststehenden oberen Steuerkanten b* der ttberströmtaschen 5a und 5b überfahren. Solange die Spültaschen 5* und 5b offen bleiben, findet der Spülvorgang in der Weise statt, wie in der Beschreibungseinleitung beschrieben. Nach dem unteren Totpunkt werden zu Beginn des Aufwärtshubes zuerst die Überströmtaechen 5a und 5b und gleich darauf die Auspufföffnung 6 geschlossen, worauf das im Verbrennungsraum befindliche Kraftstoff-Luftgemisch verdichtet wird. Gleichzeitig wird eine weitere Ladung durch die Einlaßöffnung 7 von der unteren Kolbenstirnfläche angesaugt.

Das Arbeitsbeispiel wiederholt sich in beschriebener Weise.

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Leerseite

Claims

HEINZ H. PUSCHMA.VN · PATENTANWALT

D KOOO MÜNCHEN 22 THCMAS- WIMMEP.-RINC 14 TELEFON 089/2278 87

2826391

Picht GmbH München, 19.06.1979

SpanrJLeitenberg 1 P 673/79

Kirchseeon Fu/rei

PAOJENTAIISPEÜCHE

Zweitakt-Motor in Hubkolbenbauart, insbesondere Zweizylinder-Vergasermotor, mit auf einer Achse liegenden, gegeneinander angeordneten Zylindern und Kolben, deren geradlinig hin- und hergehende Kolbenstangen über einen mittig angeordneten umlaufenden Kurbelschleifentrieb gekoppelt sind, mit Ansaugung des Kraftstoff-Luftgemisches beim Aufwärtshub und Verdichten desselben beim Abwärtshub des Kolbens durch dessen untere Kolbenstirnfläche, wobei über Fenster im Kolbenschaft und Uberströmkanäle im Zylindergehäuse das Kraftstoff-Luftgemisch zur oberen Kolbenstirnfläche hin in den Brennraum gefördert wird, aus dem es den Eest der Abgase hinausspült, dadurch gekennzeichnet , daß im Kolbenschaft zwei diametral gegenüberliegende tJberströmfenster (8a und 8b) unmittelbar unter der oberen Kolbenringzone (9) und im Kolbenboden (10) über den Überströmfenstern (8a und 8b) an der Kol— benkante Einbuchtungen (11a und 11b) vorgesehen sind und daß oben im Kolbenboden (10) eine radial nach außen abgesenkte, rechtwinkelig zu den beiden vorgenannten Einbuchtungen (11a und 11b) gerichtete Ausströmmulde (13) für die Abgase ange ordnet ist.
2. Zweitakt-Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der Ausstrommulde (13) radial nach außen hin in bezug auf ihre Breite zunimmt.

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3. Zweitakt-Motor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Uberströakanäle la Zylindergehäuse diametral gegenüberliegende Taschen (5a und 5b), insbesondere Jeweils drei nebeneinanderliegende Taschen vorgesehen sind.

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