DE3331367A1

DE3331367A1 - Zweitaktmehrzylindermotor

Info

Publication number: DE3331367A1
Application number: DE19833331367
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ing.(grad.) 7921 Gerstetten Hübscher; Siegfried Miadowitz
Original assignee: Miadowitz Siegfried 7921 Gerstetten
Current assignee: Miadowitz Gerda 89547 Gerstetten De
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1985-03-14
Anticipated expiration: 2003-09-01
Also published as: DE3331367C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmehrzylindermotor mit einem Kurbelgehäuse, das mit einer Eintritt.söffnung für Kraftstoff-Luftgemisch und mit zu den Zylindern führenden Überströmkanälen versehen ist und in dem die Kurbelwelle gelagert ist.

Bei derartigen, sogenannten kurbelkastengespülten Zwei-· taktmotoren wird das Kurbelgehäuse luftdicht abgeschlossen, so daß es mit dem Kolben zusammen als Pumpe arbeiten kann.

Beim Auf wärtsgang des Kolbens entsteht irn Kurbelgehäuse
Unterdruck, und zwar so lange bis die Unterkante des
Kolbens einen Einlaßschlitz oder eine Einlaßöffnung und damit den Weg für das frische Kraftstoff-Luft-Gemisch
ins Kurbelgehäuse freigibt. Beim Abwärtsgang des Kolbens wird dann das im Kurbelgehäuse befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch etwas verdichtet. Sobald die Oberkante des Kolbens die öffnungen der Überströmkanäle und damit die Verbindung vom Kurbelgehäuse zum Zylinder freigibt, kann das Gemisch in den Zylinder gelangen.

Bei Zweitaktmehrzylindermotoren mußte jedoch bisher das Kurbelgehäuse mit druckdichten Zwischenwänden versehen
werden, denn es konnte nur für jeden Zylinder gesondert eine Vorverdichtung vorgenommen werden. Dies bedeutete, man hatte' praktisch bei z.B. einem Dreizylindermotor drei getrennte Motore mit einem Kurbelgehäuse, das in drei
getrennte Kammern aufgeteilt war. Lediglich eine gemeinsame Kurbelwelle war vorhanden.

Nachteilig bei dieser Bauart war, daß neben der aufwendigen Bauweise der Motor auch schlechte Laufeigenschaften, insbesondere im unteren Drehzahlbereich, besaß.

Bekannt sind auch bereits Zweitaktmotore, wobei ein Gebläse frisches Kraftstoff-Luft-Gemisch jeweils direkt in die Zylinder drückt. Durch diese Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, das Kurbelgehäuse entsprechend der Zahl der Zylinder abzutrennen, aber das gesonderte Gebläse verteuert einen derartigen Motor.

Beide Konstruktionsarten besitzen darüberhinaus den Nachteil, daß diese zusätzlichen Teile das Gewicht des Motores entsprechend erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zweitaktmehrzylindermotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der bei einfachem Aufbau und geringem Gewicht eine hohe Leistung bringt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kurbelgehäuse einen gemeinsamen Innenraum aufweist, der über die Überströmkanäle mit allen Zylindern in Verbindung steht, und daß vor der Eintrittsöffnung in das Kurbelgehäuse eine Pumpe oder ein Gebläse in einem Gehäuse mit einer Ansaugöffnung für das Kraftstoff-Luft-Gemisch mit einer mit der Eintrittsöffnung in das Kurbelgehäuse verbundenen Auslaßöffnung und mit einer Pumpenantriebswelle angeordnet ist.

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Erfindungsgemäß sind nunmehr keine Zwischenwände in dem Kurbelgehäuse notwendig. Vielmehr kann für alle Zylinder ein gemeinsames Kurbelgehäuse vorgesehen werden, wobei die Vorverdichtung durch die Pumpe oder das Gebläse vorgenommen wird. Durch diese Maßnahme wird die gesamte Konstruktion einfacher, denn das Gemisch wird zwangsweise durch die Pumpe oder das Gebläse in das Kurbelgehäuse eingebracht. Darüberhinaus findet eine gute Verwirbelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in der Pumpe statt, wodurch der Kraftstoffverbrauch erniedrigt wird und/oder eine entsprechende Leistungserhöhung auftritt.

Durch die Reduzierung der Teile wird der Motor auch leichter. Ein weiterer Vorteil durch das gemeinsame Kurbelgehäuse besteht darin, daß im Bedarfsfalle nur ein einziger Kurbelzapfen für alle Pleuel erforderlich ist, wobei der Kurbelzapfen mit Kurbelwangen, welche Serienteile sein können, verbunden werden kann. Durch diese Ausgestaltung kann der Motor in einem großen Umfang aus einfachen und damit billigen Serienteilen zusammengesetzt werden. So können z.B. alle Pleuel, Zylinder und

Kolben gleich sein. Lediglich entsprechend der Anzahl der Zylinder ist die Länge des Kurbelzapfens zu wählen.

Durch die gleichmäßige Anordnung der Massen, insbesondere durch die massearme Kurbelwelle, wird als weiterer Vorteil eine· hohe Laufruhe erreicht. Durch das nunmehrige gleichbleibende Ansaugen über die Pumpe erreicht man auch ein niederes Ansauggeräusch.

Der erfindungsgemäße Motor ist damit als Leichtmotor insbesondere für Flugmotore, Drachenflieger, Hilfsmotore für Segelflugzeuge, kleinere Motorboote und für den Modellflugzeugbau, z.B. für militärische Zwecke, geeignet.

Von Vorteil ist es, wenn die Pumpenantriebswelle mit der Kurbelwelle verbunden ist, wobei diese koaxial zur Kurbelwelle liegen kann.

Durch diese Ausgestaltung wird die Pumpenantriebswelle in einfacher Weise direkt von dem Motor angetrieben.

Das Gehäuse der Pumpe kann an das Kurbelgehäuse angeflanscht sein, wobei beide Teile als Einheit ausgebildet sein können.

Als Pumpe lassen sich verschiedene Arten verwenden.

In vorteilhafter Weise ist sie als Flügelzellenpumpe
mit einem Läufer, in dem in über den Umfang verteilten radialen Schlitzen Flügel verschiebbar sind, ausgebildet· Durch die Rotation des Läufers werden die Flügel
nach außen gegen die Innenwand eines den Läufer umgebenden Kurvenringes oder der Innenwand des Pumpengehäuses gedrückt. Durch eine exzentrische Lage des Mittelpunktes des Läufers zu dem Kurvenring bzw. dem Pumpengehäuse werden unterschiedliche Füllkammern für den Transport des Gemisches geschaffen.

Aufgrund der hohen Drehzahl tritt eine hohe Reibung an den äußeren Enden der Flügel auf, welche zu einem Verschleiß führen kann.

Aus diesem Grunde wird in vorteilhafter Weiterbildung
der Erfindung vorgeschlagen, daß die Flügel jeweils an beiden Stirnseiten mit Zapfen versehen sind, welche in Ringnuten in Gehäuseteilen der Pumpe geführt sind.

Durch diese Ausgestaltung läßt sich eine definierte Anpreßkraft der Flügel an ihren äußeren Stirnseiten an die sie umgebende Innenwand einstellen, bzw. ggf. sogar ein geringer Spalt einhalten. Die in den Ringnuten geführte Zapfen übernehmen nämlich damit zwangsweise die Führung der Flügel. Die Zapfen können dabei als Gleitlager ausgebildet sein oder sie sind mit Kugel- oder Nadellager versehen, welche dann in den Ringnuten laufen .

Für einen guten Transport des Gemisches wird es im allgemeinen ausreichend sein, wenn die Ringnuten ungefähr 5 bis 20 mm, vorzugsweise ungefähr 10 mm, exzentrisch zum Mittelpunkt der Pumpenantriebswelle liegen. Dabei liegen die Mittelpunkte der Ringnuten koaxial zu der den Läufer umgebenden Innenwand des Gehäuses.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Dreizylindersternmotor nach der Linie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 eine Ansicht aus Richtung A nach der Fig. 1

ohne Pumpendeckel und vorderer Kurvenscheibe,

Fig. 3 eine Ansicht aus Richtung B der Fig. 1 ,

Fig. 4 eine Ansicht eines Flügels (vergrößert dargestellt ) .

In der Zeichnung ist ein Dreizylindersternmotor prinzipmäßig dargestellt.-Ein Motor dieser Art ist allgemein bekannt, weshalb nachfolgend nur die für die Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben werden. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht nur auf den Dreizylindersternmotor beschränkt, vielmehr sind auch andere Zylinderanordnungen und Zahlen möglich.

Der Motor weist drei Zylinder mit drei Zylinderköpfen 1 auf. Die drei Zylinder besitzen ein gemeinsames Kurbelgehäuse 2, welches zweiteilig ausgebildet ist und durch Schrauben 3 eine Einheit bildet. In dem Kurbelgehäuse ist eine Kurbelwelle 4 in Wellenlagern gelagert. Die Kurbelwelle 4 weist einen Kurbelzapfen 5 auf, der an beiden Enden in Kurbelwangen 6 befestigt ist und auf welchem Pleuel 7 für die nichtdargestellten Kolben der Zylinder sitzen. Auf einem Ende der Kurbelwelle 4 ist ein Polrad 8 für die Zün-

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dung der Zündkerzen angeordnet. Die Zündung erfolgt über kontaktlose Elektronikzündungssteuerungen 9 und Zündspulen 10 für jeden Zylinder. Hierzu führen von den Zündspulen. 10 jeweils entsprechende Leitungen 11 zu Zündkerzenstecker 12.

An dem dem Polrad 8 gegenüberliegenden Ende ist die Kurbelwelle 4 mit einer Verlängerung 13 versehen, welche die Pumpenantriebswelle bildet. Die dargestellte Flügelzellenpumpe weist einen Läufer 14 auf, in dem in radialen Schlitzen über den Umfang verteilt drei Flügel 15 in radialer Richtung verschiebbar angeordnet sind. Selbstverständlich können statt drei Flügel im Bedarfsfalle auch noch mehr Flügel verwendet werden.

Der Läufer 14 ist von dem Pumpengehäuse, welches einstückig mit dem Kurbelgehäuse 2 ist, umgeben und stellt damit in einfacher Weise gleichzeitig auch den Kurvenring der Flügelzellenpumpe dar. Hierzu sind die Mittelpunkte der Pumpenantriebswelle 13 und des kreisförmigen Innenraumes des Pumpengehäuses in diesem Bereich exzentrisch zueinander angeordnet. Dies ist insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich.

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An beiden Stirnseiten des Läufers 14 befinden sich Kurvenscheiben 16, welche mit Ringnuten 17 auf ihren dem Läufer -14 zugewandten Seiten versehen sind. Die Mittelpunkte der beiden Ringnuten 17 sind um ca. 10 mm exzentrisch zu dem Mittelpunkt der Pumpenantriebswelle 13.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Flügel 15 an den seitlichen Stirnseiten jeweils mit einem Zapfen 18 versehen. Auf den Zapfen 18 sind Kugellager 19 angeordnet. Die Kugellager 19 sind mit ihren Durchmessern der Breite der Ringnuten 17 angepaßt und laufen in diesen Ringnuten 17 um. Auf diese Weise sind die Flügel 15 zwangsweise geführt und es kann nicht zu einer übermäßigen Reibung und einem damit verbundenen Verschleiß an den Außenseiten der Flügel 15 kommen. Im allgemeinen wird man sogar einen geringen Spalt zwischen den äußeren Enden der Flügel 15 und der Innenwand des diese umgebenden Pümpengehäuses vorsehen.

Die Flügel selbst sind sehr einfach hergestellt, wobei die Zapfen 18 aus dem gleichen Material wie die Flügel bestehen. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß die Flügel 15 selbst an beiden Seiten entsprechend abgeschnitten sind, wonach die Zapfen rundgedreht werden.

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Aus diesem Grunde wird man auch die Zapfen zur Vereinfachung am hinteren Ende der Flügel 15 anordnen.

Selbstverständlich können die Zapfen jedoch im Bedarfsfalle auch an die Flügel angeschweißt oder angelötet werden.

Das von einem - nicht dargestellten - Vergaser kommende Kraftstoff-Luft-Gemisch gelangt über eine Ansaugöffnung

20 in das innere der Flügelzellenpumpe, wobei es während der Rotation des Läufers 14 entsprechend vorverdichtet zu einer Auslaßöffnung 21 gelangt. Von der Auslaßöffnung

21 führen ein Schlitz 22 und· eine axiale Durchgangsbohrung 23 als Eintrittsöffnung in dem Kurbelgehäuse 2 in dessen Innenraum 24. Der Innenraum 24 des Kurbelgehäuses ist für alle drei Zylinder gemeinsam. Über nicht näher dargestellte Überströmkanäle 25, wobei für jeden Zylinder zwei Stück vorgesehen sind, gelangt das vorverdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch in üblicher Weise entsprechend der Kolbenstellung in den jeweiligen Zylinder.

Neben der Einleitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches über die Eintri ttsöf f'nung 23 kann es zusätzlich auch noch durch das Kugellager 26 für die Kurbelwelle 4 auf dieser Seite in den Innenraum 24 einströmen.

Claims

Patentansprüche;

f 1./Zweitaktmehrzylindermotor mit einem Kurbelgehäuse, das mit einer Eintrittsöffnung für Kraftstoff-Luft-Gemisch und mit zu den Zylinder führenden Überströmkanälen versehen ist und in dem die Kurbelwelle gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (2) einen gemeinsamen Innenraum (24) aufweist, der über die Überströmkanäle (25) mit allen Zylindern (1 ) in Verbindung steht, und daß vor der Eintrittsöffnung (23) in das Kurbelgehäuse (2) eine

Pumpe oder ein Gebläse (14, 15) in einem Gehäuse mit einer Ansaugöffnung (20) für das Kraftstoff-Luft-Gemisch, mit einer mit der Eintrittsöffnung (23) in das Kurbelgehäuse (24) verbundenen AuslaGöffnung (21) und mit einer Pumpenantriebswelle (13) angeordnet ist.
2. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenantriebswelle (13) mit der Kurbelwelle (4) verbunden ist.
3. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Pumpenantriebswelle (13) koaxial zu der Kurbelwelle (4) angeordnet ist.
4. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (4) auf einer Seite mit einer Verlängerung versehen ist, welche die Pumpenantriebswelle (13) bildet.
5. Zweitaktmehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Pumpe an das Kurbelgehäuse (2) angeflanscht ist.
6. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Pumpe und das Kurbelgehäuse (2) einstückig sind.
7. Zweitaktmehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als Flügelzellenpumpe mit einem Läufer (14), in dem in über den Umfang verteilten radialen Schlitzen Flügel (15) verschiebbar sind, ausgebildet ist.
8. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß die Flügel (15) jeweils an beiden Stirnseiten mit Zapfen (18) versehen sind, welche in Ringnuten (17) in Gehäuseteilen der Pumpe geführt sind.
9. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (18) mit Kugel- oder Nadellager (19) versehen sind, die in den Ringnuten (17) laufen.
10. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (17) ungefähr 5 - 20 mm exzentrisch zum Mittelpunkt der Pumpenantriebswelle (13) liegen.
11. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (17) ungefähr 10 mm exzentrisch zum Mittelpunkt der Pumpenantriebswelle (13) liegen.
12. Zweitaktmehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (18) jeweils mit den Flügeln (15) einstückig sind.
13. Zweitaktmehrzylindermotor nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (18) jeweils am hinteren Ende der Flügel (15) liegen.
14. Zweitaktmehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des Läufers (14) gleichmäßig verteilt insgesamt drei Flügel (15) angeordnet sind.
15. Zweitaktmehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er als Dreizylindersternmotor ausgebildet ist.