DE3903493A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine und befaßt
sich insbesondere mit einer gegenläufigen Zweizylinder-Zwei
takt-Brennkraftmaschine sowie einer Maschine, die sich ins
besondere zur Verwendung bei Schiffsantriebsvorrichtungen
wie beispielsweise als Außenbordmotor eignet.
Die Erfindung befaßt sich mit der Kraftstoffversorgung einer
derartigen Maschine und insbesondere mit einer Kraftstoff
einspritzanlage für eine derartige Maschine.
Durch die Erfindung sollen Kraftstoffverluste aufgrund einer
Überspülung des Luftkraftstoffgemisches in einer Zweitakt
maschine verringert oder ausgeschlossen werden. Um das zu
erreichen, sind eine gute Zerstäubung des eingespritzten
Kraftstoffes sowie eine angemessene zeitliche Steuerung und
Dauer der Kraftstoffabgabe notwendig.
In diesem Zusammenhang wird auf die US PS 13 94 850, 18 60 784,
19 21 510, 25 28 263, 40 33 302, 41 31 090, 43 07 687 und
44 22 430 verwiesen.
Es wird gleichfalls auf die DE PS 3 72 807 hingewiesen.
Durch die Erfindung wird eine Brennkraftmaschine geschaffen,
die einen ersten und einen zweiten Zylinder, die jeweils Kopf
enden aufweisen, einen ersten und einen zweiten Kolben, die
jeweils im ersten und im zweiten Zylinder zwischen dem oberen
Totpunkt und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegbar und
gegeneinander phasenverschoben sind, ein Kraftstoffversorgungs-
Venturi, das zwischen den Zylindern verläuft und eine Engstelle
aufweist, und einen Kraftstoffeinspritzer umfaßt, der neben
den Kopfenden des ersten und zweiten Zylinders angeordnet ist,
mit der Engstelle in Verbindung steht und ein Ventil auf
weist, das zwischen einer geschlossenen und einer geöffne
ten Stellung bewegbar ist, in der Kraftstoff in die Eng
stelle strömen kann.
Durch die Erfindung wird gleichfalls eine Brennkraftmaschine
geschaffen, die einen Zylinderblock mit einer ersten und
einer zweiten Seitenwand, die jeweils einen ersten und einen
zweiten Zylinder bilden, einen Zylinderkopf, der am Zylinder
block befestigt ist und das erste und das zweite Zylinder
kopfende jeweils begrenzt, das zum ersten und zweiten Zylinder
gehört, einen ersten und einen zweiten Kolben, die jeweils
im ersten und im zweiten Zylinder zwischen dem oberen Tot
punkt und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegbar und ge
geneinander phasenverschoben sind, eine Gasleitung, die zwi
schen dem ersten und dem zweiten Zylinder verläuft und einen
mittleren Abschnitt und gegenüberliegende erste und zweite
Endabschnitte aufweist, die mit dem mittleren Abschnitt und
jeweils mit dem ersten und dem zweiten Zylinder in deren Be
reichen über den Kolben verbunden sind, wenn sich die Kolben
am oberen Totpunkt befinden, wobei die Endabschnitte im Zy
linderblock oder im Zylinderkopf angeordnet sind, und einen
Kraftstoffeinspritzer umfaßt, der neben den Kopfenden des er
sten und zweiten Zylinders angeordnet ist, mit dem mittleren
Abschnitt der Gasleitung in Verbindung steht und ein Ventil
enthält, das zwischen einer geschlossenen Stellung und einer
geöffneten Stellung bewegbar ist, in der Kraftstoff in den
mittleren Abschnitt der Gasleitung strömen kann.
Durch die Erfindung wird weiterhin eine Brennkraftmaschine
geschaffen, die einen Zylinderblock mit einer ersten und einer
zweiten Seitenwand, die jeweils einen ersten und einen zweiten
Zylinder bilden, einen Zylinderkopf, der am Zylinderblock be
festigt ist und ein erstes und ein zweites Zylinderkopfende
bildet, der jeweils dem ersten und dem zweiten Zylinder zuge
ordnet sind, einen ersten und einen zweiten Kolben, die je
weils zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Tot
punkt im ersten und zweiten Zylinder hin- und herbewegbar
sind, wobei einer der beiden Kolben sich nahe am oberen Tot
punkt befindet, wenn der andere Kolben sich nahe am unteren
Totpunkt befindet, eine Gas-Venturi-Leitung, die zwischen dem
ersten und dem zweiten Zylinder verläuft und eine Engstelle
mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden aufweist,
wobei die Gas-Venturi-Leitung auch einen ersten und einen
zweiten Kanal aufweist, die jeweils vom ersten und vom zwei
ten Ende der Engstelle ausgehen und jeweils mit dem ersten
und dem zweiten Zylinder im Bereich über den Kolben verbunden
sind, wenn sich die Kolben am oberen Totpunkt befinden, jeder
der beiden Kanäle einen Endabschnitt, der sich im Zylinder
block oder im Zylinderkopf befindet, eine im wesentlichen
gleichmäßige Querschnittsfläche hat und mit dem zugehörigen
ersten oder zweiten Zylinder verbunden ist, und einen diver
genten Abschnitt mit einem kleineren Ende, das mit dem zugehö
rigen ersten oder zweiten Ende der Engstelle verbunden ist,
und mit einem größeren Ende aufweist, das mit dem zugehörigen
Endabschnitt verbunden ist, und einen Kraftstoffeinspritzer
umfaßt, der sich im Zylinderkopf oder im Zylinderblock befin
det, mit der Engstelle der Gas-Venturi-Leitung verbunden ist
und ein Ventil enthält, das zwischen einer geschlossenen und
einer geöffneten Stellung bewegbar ist, in der Kraftstoff in
die Engstelle der Gas-Venturi-Leitung strömen kann.
Durch die Erfindung wird weiterhin eine Brennkraftmaschine
geschaffen, die einen ersten und einen zweiten Zylinder, einen
ersten und einen zweiten Kolben, die jeweils im ersten und im
zweiten Zylinder zwischen einem oberen Totpunkt und einem un
teren Totpunkt hin- und herbewegbar und zueinander phasenver
schoben sind, einen Gaskanal, der zwischen den Zylindern ver
läuft und eine Engstelle enthält, und einen Kraftstoffein
spritzer umfaßt, der einen Kraftstoffversorgungskanal, der mit
der Engstelle verbunden ist und ein Ventil aufweist, das
zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Gasstrom
durch den Gaskanal zwischen den Zylindern und ein Kraftstoff
strom vom Kraftstoffversorgungskanal in die Engstelle verhin
dert ist, und einer geöffneten Stellung bewegbar ist, in der
ein Gasstrom durch den Gaskanal zwischen den Zylindern und
ein Kraftstoffstrom vom Kraftstoffversorgungskanal in die
Engstelle möglich ist.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein beson
ders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher be
schrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schiffsantriebsvorrichtung
in Form eines Außenbordmotors mit einem Ausführungs
beispiel der erfindungsgemäßen Zweitakt-Brennkraft
maschine,
Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht längs der Linie
2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Kraftstoffversorgungs
anordnung in dem Bereich, der in Fig. 2 von einem
gestrichelten Kreis umgeben ist,
Fig. 4 eine Ansicht nach oben auf die Unterseite der Dar
stellung von Fig. 2, wobei eine Abwandlungsform
dargestellt ist,
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer abgewandelten Form
der Kraftstoffversorgungsanordnung,
Fig. 6 eine Ansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 5,
Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht einer weiteren abgewandelten
Form der Kraftstoffversorgungsanordnung, und
Fig. 8 eine Ansicht längs der Linie 8-8 in Fig. 7.
In der Zeichnung ist eine Schiffsantriebsvorrichtung 10
mit einer Brennkraftmaschine 11 dargestellt, die einen Zy
linderblock 13 umfaßt, der zwei Zylinder 15 und 17 mit Sei
tenwänden 25 und 27 enthält. Zur Bildung eines Zylinder
blockaufbaus 31 ist am Zylinderblock 13 ein Zylinderkopf 33
befestigt, der die jeweiligen Zylinderkopfenden 35 und 37
liefert.
Im ersten und im zweiten Zylinder 15 und 17 sind ein erster
und ein zweiter Kolben 45 und 47 jeweils angeordnet, die zwi
schen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt nahe
an den Zylinderkopfenden 35 und 37 hin- und herbewegbar sind.
Die Kolben 45 und 47 sind so miteinander verbunden, daß sie
gegenläufig arbeiten, d.h. daß sich einer der Kolben 45 oder
47 nahe am oberen Totpunkt befindet, wenn sich der andere Kol
ben 47 oder 45 nahe am unteren Totpunkt befindet.
Der erste und der zweite Zylinder 15 und 17 werden mit Kraft
stoff über eine Kraftstoffversorgungsanordnung versorgt, die
einen einzigen Kraftstoffeinspritzer 51 aufweist, der mit
einem Kraftstoffversorgungskanal oder einer Kraftstoffversor
gungsleitung 61 verbindbar ist, die die Form eines Venturis
hat, zwischen den Zylindern 15 und 17 verläuft und mit den Zy
lindern 15 und 17 entweder über die Kopfenden 35 und 37
(wie es in der Zeichnung dargestellt ist) oder über die Seiten
wände 25 und 27 im Bereich über den Kolben 45 und 47 verbunden
ist, wenn sich die Kolben am oberen Totpunkt befinden. Der
Kraftstoffeinspritzer 51 wird vorzugsweise elektronisch be
trieben, um den Kraftstoff zuzumessen und den Einspritzzeit
punkt und die Einspritzdauer zu steuern. Die Anordnung des
Kraftstoffeinspritzers im Zylinderkopf 33 ist aufgrund der
Kompaktheit und der Problemlosigkeit der Herstellung und Mon
tage bevorzugt.
Es kann irgendein geeigneter elektromechanischer Einspritzer
vorzugsweise ein Niederdruckeinspritzer verwandt werden, um
Kraftstoff dem Kraftstoffversorgungsventuri 61 zu liefern.
Der Kraftstoffversorgungskanal 61 enthält insbesondere eine
Engstelle oder einen mittleren Abschnitt 63, der verglichen
mit dem Rest des Kraftstoffversorgungskanals 61 die kleinste
Querschnittsfläche hat.
Mit der Engstelle 63 ist eine Kraftstoffversorgungs- oder
Kraftstoffeinlaßmündung 65 verbunden, die einen Teil einer
Kraftstoffversorgungsbohrung oder eines Kraftstoffversorgungs
kanals 69 im Kraftstoffeinspritzer 51 bildet und mit einem
konischen Ventilsitz 67 verbunden ist, der in eine Richtung
von der Engstelle 63 weg zusammenläuft und gleichfalls einen
Teil der Kraftstoffversorgungsbohrung 69 bildet.
In der Kraftstoffversorgungsbohrung 69 befindet sich ein
Ventilelement 71, das nach oben in die geschlossene Stellung
durch eine geeignete Feder 72 vorgespannt ist und nach unten
in eine geöffnete Stellung durch die Wirkung einer Solenoid-
Spule 74 bewegbar ist. Das Ventilelement 71 enthält einen
Stössel 73, der durch die Kraftstoffversorgungsbohrung 69
bewegbar ist, und einen konischen Ventilkopf 75, der auf eine
Hin- und Herbewegung in Richtung des Stössels 73 ansprechend
zwischen einer geöffneten Stellung, in der der Ventilkopf 75
vom Ventilsitz 67 beabstandet ist, und einer geschlossenen
Stellung bewegbar ist, in der der Ventilkopf 75 mit dem Ven
tilsitz 67 in Eingriff steht, um die Kraftstoffversorgungs
mündung 65 zu schließen.
Kraftstoff unter Druck wird dem Bereich in der Kraftstoff
versorgungsbohrung 67 geliefert, der den Stössel 73 umgibt,
um über die Einlaßmündung 65 in die Engstelle 63 eingespritzt
zu werden, wenn das Ventilelement 71 in die geöffnete Stellung
bewegt wird. Das hat zur Folge, daß der Kraftstoff in Form
eines konisch auseinandergehenden Sprühnebels in die Eng
stelle 63 eintritt.
Obwohl auch andere Konstruktionen verwandt werden können,
ist bei dem dargestellten Aufbau die Engstelle 63 im wesent
lichen ein kurzer Durchlaß mit im wesentlichen gleichmäßiger
Querschnittsfläche, deren Breite größer als der Durchmesser
der Einlaßmündung 65 ist, deren Länge größer als die Breite
ist und der eine relativ kleine Höhe hat. Die Venturieng
stelle 63 weist gegenüberliegende Enden 85 und 87 auf, die
mit einem ersten und einem zweiten Kraftstoffkanal 95 und 97
verbunden sind, die zum ersten und zweiten Zylinder 15 und 17
entweder durch die Zylinderkopfenden 35 und 37 oder durch die
Zylinderseitenwände 25 und 27 an Stellen über der Lage der
Kolben 45 und 47, wenn sich diese am oberen Totpunkt befinden,
verlaufen und mit den Zylindern 15 und 17 verbunden sind.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau verlaufen die Kraft
stoffkanäle 95 und 97 entlang jeweiliger Achsen 105 und 107
und weisen die Kanäle 95 und 97 jeweils zylindrische Endab
schnitte 115 und 117 auf, die jeweils entlang der Achsen 105
und 107 verlaufen und mit den zugehörigen Zylindern 15 und 17
verbunden sind, und jeweils konisch auseinanderlaufende Ab
schnitte 125 und 127 auf, die jeweils entlang der Achsen 105
und 107 verlaufen und die an ihrem inneren oder schmaleren
Ende jeweils mit den gegenüberliegenden Enden 85 und 87 der
Engstelle 63 verbunden sind, und die an ihren äußeren größe
ren Enden jeweils mit den zylindrischen Abschnitten 115 und
117 verbunden sind. Die Enden der zylindrischen Abschnitte 115
und 117, die mit den Zylindern 15 und 17 verbunden sind, bilden
jeweils Düsen 135 und 137.
Das Kraftstoffversorgungsventuri 61 ist vorzugsweise so aus
gebildet, daß sich eine Schalldüse ergibt. Eine
derartige Düse wird im Kraftstoffversorgungsventuri 61 dann
erhalten, wenn der Druckunterschied oder das Druckverhält
nis zwischen den Düsen 135 und 137 über zwei zu eins liegt,
d.h. wenn der Druck an einem Ende der Venturiengstelle 63
zweimal so groß wie der Druck am anderen Ende ist. Ein der
artiges Druckverhältnis kann dann erhalten werden, wenn ein
Flächenverhältnis von 4:1 zwischen der Engstelle 63 des Kraft
stoffversorgungskanals 61 und den Düsen 135 und 137 jeweils
verwandt wird, die mit den Zylindern 15 und 17 verbunden sind.
Darüberhinaus können zwei Zylinder, die bei einem anderen
Kurbelwellendrehwinkel als 180° gegeneinander phasenverscho
ben sind, so lange verwandt werden, solange ein ausreichender
Druckunterschied zwischen den Zylindern besteht.
Während der in Fig. 3 dargestellte Aufbau einen einzigen
Kanal zwischen jedem Zylinder 15 und 17 und der Engstelle 63
aufweist, ist es bevorzugt, in der in Fig. 4 dargestellten
Weise drei oder vier Hilfskanäle oder kleinere Kanäle 95 a, b
und c und 97 a, b und c zu verwenden, deren Gesamtströmungs
fläche gleich der des einzelnen Kanals in Fig. 3 ist.
Die Hilfskanäle weisen zylindrische und konische Kanalabschnit
te auf, die in einer Addition eine Strömungsfläche haben, die
mit dem einzelnen Gaskanal 61 vergleichbar ist, der in Fig. 3
dargestellt ist,und das oben angegebene Flächenverhältnis von
4:1 haben.
Vorzugsweise sind die Hilfskanäle 95 a, b und c und 97 a, b und c
in der in Fig. 4 dargestellten Weise in einer Winkelanordnung
angeordnet, um einen fächerförmigen Sprühnebel in den Zylindern
15 und 17 zu bilden.
Um den oben beschriebenen Aufbau zu erzielen, weist der Zylin
derkopf 33 eine zylindrische Aussparung 141 auf, die an ihrem
inneren Ende mit einer ersten Gegenbohrung 143 versehen ist,
und innen davon eine Pilotbohrung 145 aufweist. Der Kraftstoff
einspritzer 51 ist in der Aussparung 141 aufgenommen und kann
über irgendeine geeignete Einrichtung am Zylinderkopf 33
befestigt sein. Obwohl auch andere Konstruktionen verwandt
werden können, weist bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel der Kraftstoffeinspritzer 51 ein Grundelement oder
eine Ventilscheibe 151 auf, die an ihrer Unterfläche 153
mit einer Aussparung oder einer Tasche 155 versehen ist,
die zylindrisch ausgebildet ist und die in der Mitte eine
Öffnung aufweist, die einen Teil der Kraftstoffversorgungs
bohrung 69 bildet,und die den oben erwähnten Ventilsitz 67
enthält, der über die Einlaßmündung 65 in die Aussparung oder
die Tasche 155 mündet. Die Unterfläche 153 begrenzt eine
Seite oder eine Wand der Engstelle 63.
In der Aussparung oder der Tasche 155 befindet sich eine Ven
tilplatte 161, die die anderen drei Seiten der Venturieng
stelle 63 begrenzt und in der die auseinanderlaufenden Ab
schnitte 125 und 127 der Kraftstoffkanäle 95 und 97 vorge
sehen sind.
Die Ventilplatte 161 ist mit einem Pilotzapfen 163 ver
sehen, der in der Pilotbohrung 145 aufgenommen ist, um eine
Ausrichtung zu liefern. Darüberhinaus können die Ventilplatte
161 und die Ventilscheibe 151 über einen oder mehrere Stifte
165 miteinander verkeilt oder in anderer geeigneter Weise
aneinander befestigt sein.
Geeignete Dichtungen 171 können in der dargestellten Weise
verwandt werden.
Die zylindrischen Abschnitte 115 und 117 der Kraftstoffkanäle
95 und 97 werden von zylindrischen Bohrungen im Zylinderkopf
33 oder von zylindrischen Bohrungen im Zylinderblock 13 ge
bildet. Wenn die zylindrischen Kanalabschnitte 115 und 117
im Zylinderblock 13 vorgesehen sind, dann kann die Ausspa
rung, die den Kraftstoffeinspritzer 51 aufnimmt, statt in der
Außenfläche des Zylinderkopfes 33 auf der Seite des Zylinder
blockes 13 angeordnet sein.
Bei dem beschriebenen Aufbau wird der hohe Druck in einem
der Zylinder 15 und 17 dazu benutzt, Kraftstoff von der Eng
stelle 63 in den anderen Zylinder 15 oder 17 zu liefern. Das
oben erwähnte Druckverhältnis und das Flächenverhältnis be
wirken in Verbindung mit dem Kraftstoffversorgungsventuri 61
und mit der Kraftstoffversorgung zur Engstelle 63, daß sich
eine Schalldüse ergibt, die eine Stromaufteilung
verhindert und zu einem stabilen gut verteilten feinen Sprüh
nebel führt. Der hohe Druck in einem Zylinder nach der Kom
pression oder Verbrennung zwingt den Kraftstoff durch die Eng
stelle 63, wobei der Kraftstoff in fein zerstäubte Kraftstoff
tropfen aufgebrochen wird und dem anderen Zylinder in Form
eines gleichmäßigen Kraftstoffgassprühnebels geliefert wird.
Wenn sich bei dem Aufbau, der in Fig. 3 dargestellt ist, das
Ventilelement 71 in der geöffneten Stellung befindet, die in
Fig. 3 dargestellt ist, dann verläuft der Gasstrom zwischen
den Zylindern 15 und 17 unterhalb des Ventilkopfes 75.
In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffversorgungsanordnung dargestellt, die Bauteile
aufweist, die denjenigen Bauteilen ähnlich sind, die in Ver
bindung mit dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau beschrieben
wurden, und die die gleichen Bezugszeichen tragen. Der in
Fig. 5 und 6 dargestellte Aufbau umfaßt insbesondere einen
Gaskanal 61, der zwischen den beiden Zylindern 15 und 17
verläuft und eine Engstelle 63 enthält sowie einen Kraft
stoffeinspritzer 51, der einen Kraftstoffversorgungskanal
oder eine Kraftstoffversorgungsbohrung 69, die mit der Eng
stelle 63 verbunden ist, und ein Ventilelement 71 aufweist,
das zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Kraft
stoffstrom vom Kraftstoffeinspritzer 51 in die Engstelle 63
unmöglich ist, und einer geöffneten Stellung bewegbar ist,
die einen derartigen Strom zuläßt. Die in Fig. 5 und 6
dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 3
dargestellten Anordnung dadurch, daß das Ventilelement 71
in der geschlossenen Stellung auch dazu dient, einen Gasstrom
durch den Gaskanal 61 zwischen den Zylindern 15 und 17 un
möglich zu machen, und in der geöffneten Stellung einen der
artigen Gasstrom zuzulassen.
Obwohl auch andere Konstruktionen verwandt werden können,
weist bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Konstruktion
der Kraftstoffeinspritzer 51 eine Einrichtung in Form einer
geeigneten Feder 72, die das Ventilelement 71 nach oben in
die geschlossene Stellung vorspannt, und eine Solenoidspule
74 auf, die dann, wenn sie elektrisch erregt wird, das Ven
tilelement 71 nach unten in die geöffnete Stellung versetzt.
Diesbezüglich sind die Ventilscheibe 151 und das Ventilele
ment 71 im wesentlichen genauso aufgebaut, wie es anhand
von Fig. 3 beschrieben wurde, allerdings mit der Ausnahme,
daß das Ventilelement 71 zusätzlich einen nach unten vorstehen
den zylindrischen Vorsprung oder zylindrischen Teil 201 auf
weist, der quer über die Engstelle 63 verlaufen kann, um die
Engstelle 63 zu schließen, wenn sich das Ventilelement 71 in
der geschlossenen Stellung befindet. Darüberhinaus unterschei
det sich der Aufbau der Ventilplatte 161 in Fig. 5 und 6 von
dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau dadurch, daß die konischen
auseinandergehenden Kanalabschnitte 125 und 127 des Gaskanals
61 in der Ventilplatte 161 in Fig. 3 in fächerförmige Kanalab
schnitte 125 und 127 vereinigt sind. Wie es in den Fig. 5
und 6 dargestellt ist, hat insbesondere der mittlere Abschnitt
oder die Engstelle 63 des Gaskanals 61 eine Kreisform, in der
der zylindrische Teil 201 des Ventilelementes 71 in dichter
Ineingriffnahme aufgenommen ist, wenn sich das Ventilelement
in der geschlossenen Stellung befindet, und die mit einer ähn
lich geformten Aussparung oder Senke 203 verbunden ist, die
den zylindrischen Teil 201 des Ventilelementes 71 aufnimmt,
wenn sich das Ventilelement 71 in der geöffneten Stellung
befindet. Es kann irgendeine geeignete Einrichtung vorgesehen
sein, die die Senke 203 darauf ansprechend belüftet, daß sich
der zylindrische Teil 201 in die Senke hinein bewegt.
Der Gaskanal 61 in der Ventilplatte 161 weist gleichfalls auf
jeder Seite des zylindrischen Teils oder der Engstelle 63
die fächerförmigen Kanalabschnitte 125 und 127 auf, die an
ihren inneren Enden über jeweilige Halsteile 205 und 207
mit der Engstelle 63 verbunden sind, und die an ihren äußeren
Enden jeweils mit den jeweiligen Reihen von winkelbeabstande
ten zylindrischen Kanalabschnitten 115 und 117 im Zylinder
block 13 verbunden sind.
Wenn sich bei dem in Fig. 5 und 6 dargestellten Aufbau das
Ventilelement 71 in der geöffneten Stellung befindet, verläuft
der Gasstrom zwischen den Zylindern 15 und 17 um den konischen
Teil des Ventilkopfes 75.
In den Fig. 7 und 8 ist noch ein Ausführungsbeispiel einer
Kraftstoffversorgungsanordnung dargestellt, bei der das Ventil
element 71 zwischen einer geschlossenen Stellung, die einen
Kraftstoffstrom vom Einspritzer 51 und darüberhinaus einen
Gasstrom durch den Gaskanal 61 zwischen den Zylindern 15 und
17 verhindert und einer geöffneten Stellung bewegbar
ist, wobei in der geöffneten Stellung das Ventilelement 71
einen Kraftstoffstrom vom Kraftstoffeinspritzer 51 in die
Engstelle 63 und einen Gasstrom durch den Gaskanal 61 zwischen
den Zylindern 15 und 17 zuläßt. Diesbezüglich sind die Bauteile
der Anordnung in den Fig. 7 und 8, die Bauteilen in Fig. 3,
5 und 6 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen,
die bei den Ausführungsbeispielen benutzt wurden, die in den
Fig. 3, 5 und 6 dargestellt sind.
Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Aufbau ist
das Ventilelement 71 nach unten in die geschlossene Stel
lung durch eine geeignete Feder 72 vorgespannt und nach
oben in die offene Stellung durch die Wirkung einer Solenoid
spule 74 auf deren Erregung hin verschiebbar. Das Ventilele
ment 71, die Ventilscheibe 151 und die Ventilplatte 161 sind
so abgewandelt, daß die gewünschte Funktion erzielt wird.
Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Aufbau weist
insbesondere die Kraftstoffversorgungsbohrung oder der Kraft
stoffversorgungskanal 69 in der Ventilscheibe 151 einen
konischen Ventilsitz 67 auf, der zur Kraftstoffversorgungs
und Einlaßmündung 65 zusammenläuft.
Darüberhinaus weist die Ventilplatte fächerförmige innere
Enden auf, die in den konischen Ventilsitz 211 enden oder
münden, der nach unten zusammenläuft und zum konischen Ven
tilsitz 67 in der Ventilscheibe 151 ausgerichtet ist und
dessen Fortsetzung bildet. An ihren äußeren Enden sind die
fächerförmigen Kanalabschnitte 125 und 127 jeweils mit den
entsprechenden Gruppen von winkelbeabstandeten zylindrischen
Kanalabschnitten 115 und 117 im Zylinderblock 13 verbunden.
Darüberhinaus weist der Ventilkopf 75 einen unteren konisch
geformten Teil mit einer nach unten zusammenlaufenden Ventil
fläche 213 auf, die dann, wenn sich das Ventilelement 71 in
der geschlossenen Stellung befindet, die konischen Ventil
sitze 67 und 211 erfaßt, um jeweils die Kraftstoffversorgungs
bohrung oder den Kraftstoffversorgungskanal 69 sowie den Gas
kanal 61 zu schließen.
Bei den Konstruktionen, die in den Fig. 5 bis 8 dargestellt
sind, ist der Druck des vom Kraftstoffeinspritzer 51 in den
Gaskanal 61 abgegebenen Kraftstoffes größer als der Druck des
Gases, das durch den Gaskanal 61 strömt. Diesbezüglich kann
eine Herabsetzung des Druckes im Gaskanal 61 dadurch erzielt
werden, daß die Gruppe von Kanalabschnitten verwandt wird,
die in den Fig. 6 und 8 dargestellt ist, und die effektiv
einen größeren Gaskanal 61 liefert. Es sei jedoch darauf
hingewiesen, daß der Flächenbereich der Gaskanäle auf jeder
Seite der Engstelle 63 ein kleiner prozentualer Anteil des
Versetzungsvolumens der Zylinder 25 und 27 ist und die Aus
gangsleistung der Maschine nicht erheblich beeinflußt.
Wenn bei dem Aufbau, der in den Fig. 7 und 8 dargestellt
ist, sich das Ventilelement 71 in der geöffneten Stellung
befindet, verläuft der Gasstrom zwischen den Zylindern 15
und 17 um den unteren konischen Teil des Ventilkopfes 75.
Bei den Konstruktionen, die in den Fig. 5 und 8 darge
stellt sind, steuert das Ventilelement 71 den Zeitpunkt und
die Dauer des Gasstromes zwischen den Zylindern 15 und 17
und der Kraftstoffeinspritzung. Bei diesen Ausführungsbei
spielen hat der Kraftstoff zum Zeitpunkt der Kraftstoffein
spritzung einen höheren Druck als er in der Engstelle 63
herrscht.
Es ist daran gedacht, daß das Gas, das im Kanal 61 strömt,
entweder Verbrennungsluft oder Verbrennungsprodukte oder
Kombinationen daraus ist.
Als Folge der Verwendung einer elektromechanischen Kraftstoff
abgabe und der Verwendung des Kraftstoffversorgungsventuri 63,
wie es oben beschrieben wurde, dienen die beschriebenen Anord
nungen dazu, den Kraftstoffverbrauch und die Kohlenwasser
stoffabgabe bei einer Zweitaktmaschine auf Werte herabzu
setzen, die dem Kraftstoffverbrauch und der Kohlenwasserstoff
abgabe bei ungeregelten Viertaktmaschinen nahekommen.
Claims (26)
1. Brennkraftmaschine gekennzeichnet
durch einen ersten und einen zweiten Zylinder (15, 17) je
weils mit Kopfenden (35, 37), einen ersten und einen zweiten
Kolben (45, 47), die jeweils im ersten und zweiten Zylinder
(15, 17) zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Tot
punkt hin- und herbewegbar und zueinander phasenverschoben
sind, ein Kraftstoffversorgungsventuri (61), das zwischen
den Zylindern (15, 17) verläuft und eine Engstelle (63)
aufweist,und einen Kraftstoffeinspritzer (61), der neben den
Kopfenden (35, 37) des ersten und zweiten Zylinders (15, 17)
angeordnet ist, mit der Engstelle (63) in Verbindung steht
und ein Ventil (71) aufweist, das zwischen einer geschlossenen
Stellung und einer offenen Stellung bewegbar ist, in der
ein Kraftstoffstrom in die Engstelle (63) möglich ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Engstelle (63)
gegenüberliegende erste und zweite Enden (85, 87) aufweist
und das Kraftstoffversorgungsventuri (61) einen ersten und
einen zweiten Kanal (95, 97) aufweist, die jeweils vom ersten
und zweiten Ende der Engstelle (63) ausgehen und mit
dem ersten und dem zweiten Zylinder (15, 17) verbunden sind,
wobei jeder erste und zweite Kanal (95, 97) einen Endabschnitt
(115, 117), der eine im wesentlichen gleichmäßige Querschnitts
fläche hat und mit dem zugehörigen ersten oder zweiten Zylin
der (15, 17) in Verbindung steht, und einen divergenten Ab
schnitt (125, 127) mit einem kleineren Ende, das mit dem zu
gehörigen ersten oder zweiten Ende (85, 87) der Engstelle
(63) in Verbindung steht, und mit einem größeren Ende auf
weist, das mit dem zugehörigen Abschnitt (115, 117) mit gleich
mäßiger Querschnittsfläche verbunden ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, gekenn
zeichnet durch einen Zylinderkopf (33), der die
Zylinderkopfenden (35, 37) aufweist, und einen Zylinderblock
(13), der die Zylinderseitenwände (25, 27) aufweist, wobei
der Zylinderkopf (33) und der Zylinderblock (13) aneinander
befestigt sind, um eine Zylinderblockanordnung zu bilden,
und wobei sich die Endabschnitte (115, 117) in der Zylinder
blockanordnung befinden.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (115, 117)
entweder im Zylinderkopf (33) oder im Zylinderblock (13) an
geordnet sind.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zylinderblockanordnung
eine Aussparung (141) aufweist, und daß der Kraftstoffein
spritzer (51) in der Aussparung (141) angeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Quer
schnittsflächen der Endabschnitte (115, 117) zur Quer
schnittsfläche der Engstelle (63) wenigstens etwa 4:1
beträgt.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kraftstoffversorgungsbohrung (69) mit einem koni
schen Ventilsitz (67), der zur Engstelle (63) auseinander
läuft, und ein Ventilelement (71) aufweist, das in der Kraft
stoffversorgungsbohrung (69) verläuft und einen konischen
Ventilkopf (75) aufweist, der eine divergente Fläche hat,
die mit dem Ventilsitz (67) in Eingriff kommen kann.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kapsel mit einem Grundelement (151) umfaßt, in
dem eine Tasche (155) mit einer quer zur Kraftstoffbohrung
(69) verlaufenden Fläche vorgesehen ist, und daß die Kraft
stoffversorgungsbohrung (69) mit der Tasche (155) über diese
Fläche in Verbindung steht, wobei weiterhin eine Ventilplat
te (161) in der Tasche (155) aufgenommen ist, die mit der
quer verlaufenden Fläche zusammenarbeitet, um die Engstelle
(63) zu begrenzen, und die Ventilplatte (161) die auseinan
derlaufenden Kraftstoffkanalabschnitte (125, 127) enthält.
9. Brennkraftmaschine gekennzeichnet
durch einen Zylinderblock (13) mit einer ersten und einer
zweiten Seitenwand (25, 27), die jeweils einen ersten und
einen zweiten Zylinder (15, 17) begrenzen, einen Zylinder
kopf (33), der am Zylinderblock (13) befestigt ist und
ein erstes und ein zweites Zylinderkopfende (35, 37) jeweils
begrenzt, die zum ersten und zum zweiten Zylinder (15, 17)
gehören, einen ersten und einen zweiten Kolben (45, 47) ,
die jeweils im ersten und zweiten Zylinder (15, 17) zwischen
einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin- und
herbewegbar und zueinander phasenverschoben sind, eine Gas
leitung (61), die zwischen dem ersten und dem zweiten Zylin
der (15, 17) verläuft und einen mittleren Abschnitt und gegen
überliegende erste und zweite Endabschnitte aufweist, die mit
dem mittleren Abschnitt und dem ersten und dem zweiten Zylin
der (15, 17) in einem Bereich über den Kolben (45, 47) verbun
den sind, wenn sich die Kolben (45, 47) am oberen Totpunkt be
finden, wobei die Endabschnitte im Zylinderblock (13) oder im
Zylinderkopf (33) angeordnet sind, und einen Kraftstoffein
spritzer (51), der sich neben den Kopfenden (35, 37) des ersten
und zweiten Zylinders (15, 17) befindet, mit dem mittleren
Abschnitt der Gasleitung (61) verbunden ist und ein Ventil
(71) aufweist, das zwischen einer geschlossenen Stellung und
einer geöffneten Stellung bewegbar ist, in der ein Kraftstoff
strom in den mittleren Abschnitt der Gasleitung (61) möglich
ist.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) im Zylinderkopf (33) oder im Zylinderblock (13) ange
ordnet ist.
11. Brennkraftmaschine gekennzeichnet
durch einen Zylinderblock (13) mit einer ersten und einer
zweiten Seitenwand (25, 27), die jeweils einen ersten und
einen zweiten Zylinder (15, 17) begrenzen, einen Zylinderkopf
(33), der am Zylinderblock (13) befestigt ist und ein erstes
und ein zweites Zylinderkopfende (35, 37) begrenzt, die je
weils zum ersten und zum zweiten Zylinder (15, 17) gehören,
einen ersten und einen zweiten Kolben (45, 47), die jeweils
im ersten und im zweiten Zylinder (15, 17) zwischen einem
oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin- und herbeweg
bar sind, wobei sich einer der beiden Kolben (45, 47) neben
dem oberen Totpunkt befindet, wenn sich der andere Kolben
(47, 45) neben dem unteren Totpunkt befindet, eine Gasventuri-
Leitung (61), die zwischen dem ersten und dem zweiten Zylin
der (15, 17) verläuft und eine Engstelle (63) mit gegenüber
liegenden ersten und zweiten Enden (85, 87) aufweist, wobei
die Gasventuri-Leitung (63) einen ersten und einen zweiten
Kanal (95, 97) aufweist, die vom ersten und zweiten Ende
(85, 87) der Drosselstelle (63) ausgehen und jeweils mit dem
ersten und dem zweiten Zylinder (15, 17) im Bereich über den
Kolben (45, 47) verbunden sind, wenn sich die Kolben (45, 47)
am oberen Totpunkt befinden, jeder erste und zweite Kanal
(95, 97) einen Endabschnitt (115, 117), der im Zylinderblock
(13) oder im Zylinderkopf (33) angeordnet ist, eine im wesent
lichen gleichmäßige Querschnittsfläche hat und mit dem zuge
hörigen ersten und zweiten Zylinder (15, 17) verbunden ist,
und einen auseinanderlaufenden Abschnitt (125, 127) mit einem
kleineren Ende, das mit dem zugehörigen ersten oder zweiten
Ende (85, 87) der Drosselstelle (63) verbunden ist, und einem
größeren Ende aufweist, das mit dem zugehörigen Endabschnitt
(115, 117) verbunden ist, und einen Kraftstoffeinspritzer (51),
der sich im Zylinderkopf (33) oder im Zylinderblock (13) be
findet, mit der Drosselstelle (63) der Gasventuri-Leitung
(61) verbunden ist und ein Ventil (71) aufweist, das zwischen
einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung
bewegbar ist, in der ein Kraftstoffstrom in die Drosselstelle
(63) der Gasventuri-Leitung (61) möglich ist.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zylinderblock (13)
und der Zylinderkopf (33) eine Zylinderblockanordnung bilden,
und daß die Zylinderblockanordnung eine Aussparung (141) auf
weist, wobei der Kraftstoffeinspritzer (51) in der Aussparung
(141) angeordnet ist.
13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kraftstoffversorgungsbohrung (69) mit einem koni
schen Ventilsitz (67), der zur Engstelle (63) auseinander
läuft und ein Ventilelement (71) aufweist, das in der Kraft
stoffversorgungsbohrung (69) verläuft und einen konischen
Ventilkopf (75) aufweist, der eine divergente Fläche hat,
die mit dem Ventilsitz (67) in Eingriff bringbar ist.
14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kapsel mit einem Grundelement umfaßt, in dem eine
Tasche (155) mit einer zur Kraftstoffbohrung (69) quer ver
laufenden Fläche ausgebildet ist, und daß die Kraftstoffver
sorgungsbohrung (69) mit der Tasche (155) über diese Fläche
in Verbindung steht, wobei weiterhin eine Ventilplatte (161)
vorgesehen ist, die in der Tasche (155) aufgenommen ist und
mit der quer verlaufenden Fläche zusammenarbeitet, um die
Engstelle (63) zu begrenzen, und die Ventilplatte (161)
die auseinanderlaufenden Kraftstoffkanalabschnitte (125, 127)
enthält.
15. Brennkraftmaschine gekennzeichnet
durch einen ersten und einen zweiten Zylinder (15, 17), einen
ersten und einen zweiten Kolben (45, 47), die jeweils im
ersten und im zweiten Zylinder (15, 17) zwischen einem oberen
Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin- und herbewegbar und
zueinander phasenverschoben sind, einen Gaskanal (61), der
zwischen den Zylindern (15, 17) verläuft und eine Engstelle
(63) aufweist, und einen Kraftstoffeinspritzer (51), der
einen Kraftstoffversorgungskanal (69), der mit der Engstelle
(63) verbunden ist, und ein Ventil (71) aufweist, das zwischen
einer geschlossenen Stellung, in der ein Gasstrom durch den
Gaskanal (61) zwischen den Zylindern (15, 17) und ein Kraft
stoffstrom von dem Kraftstoffversorgungskanal (69) in die
Engstelle (63) unmöglich ist, und einer offenen Stellung
bewegbar ist, die einen Gasstrom durch den Gaskanal (61)
zwischen den Zylindern (15, 17) und einen Kraftstoffstrom
vom Kraftstoffversorgungskanal (69) in die Engstelle (63)
zuläßt.
16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) einen Kraftstoffversorgungskanal (69) mit einem koni
schen Ventilsitz (67) aufweist, der zur Engstelle (63) aus
einanderläuft, die Engstelle (63) einen zylindrischen Ven
tilsitz aufweist, und der Kraftstoffeinspritzer (51) ein
Ventilelement (71) aufweist, das in der Kraftstoffversor
gungsbohrung (69) verläuft und einen Ventilkopf (75) ein
schließt, der eine auseinanderlaufende konische Fläche
hat, die mit den Ventilsitzen des Kraftstoffversorgungska
nals (69) und der Engstelle (63) in Eingriff kommen kann.
17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kapsel mit einem Grundelement umfaßt, in dem eine
Tasche (155) mit einer quer zur Kraftstoffbohrung (69) ver
laufenden Fläche ausgebildet ist, und daß der Kraftstoffver
sorgungskanal (69) mit der Tasche (155) über diese Fläche
in Verbindung steht, wobei weiterhin eine Ventilplatte (161)
vorgesehen ist, die in der Tasche (155) aufgenommen ist und
mit der quer verlaufenden Fläche zusammenarbeitet, um die
Engstelle (63) zu begrenzen, und die Ventilplatte (161) auch
die auseinanderlaufenden Kraftstoffkanalabschnitte (125, 127)
enthält, die mit der Engstelle (63) verbunden sind.
18. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) einen Kraftstoffversorgungskanal (69) mit einem koni
schen Ventilsitz (67) aufweist, der zur Engstelle (63) aus
einanderläuft, die Engstelle (63) einen konischen Ventil
sitz aufweist, der in eine Richtung vom Ventilsitz (67) im
Kraftstoffversorgungskanal (69) weg auseinanderläuft, und
der Kraftstoffeinspritzer (51) ein Ventilelement (71) auf
weist, das im Kraftstoffversorgungskanal (69) verläuft und
einen Ventilkopf (75) mit einer konischen Ventilfläche auf
weist, die mit den Ventilsitzen des Kraftstoffversorgungs
kanals (69) und der Engstelle (63) in Eingriff bringbar ist.
19. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kapsel mit einem Grundelement umfaßt, in dem eine
Tasche (155) mit einer quer zur Kraftstoffbohrung (69) ver
laufenden Fläche ausgebildet ist, und daß der Kraftstoffver
sorgungskanal (69) mit der Tasche (155) über diese Fläche
in Verbindung steht, wobei weiterhin eine Ventilplatte (161)
vorgesehen ist, die in der Tasche (155) aufgenommen ist und
mit der quer verlaufenden Fläche zusammenarbeitet, um die
Engstelle (63) zu begrenzen,und die Ventilplatte (161) auch
die auseinanderlaufenden Kraftstoffkanalabschnitte (125, 127)
enthält, die mit der Engstelle (63) verbunden sind.
20. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Engstelle (63) gegen
überliegende erste und zweite Enden (85, 87) aufweist und der
Kraftstoffversorgungskanal (69) einen ersten und einen zwei
ten Kanal (95, 97) aufweist, die jeweils vom ersten und zwei
ten Ende (85, 87) der Engstelle (63) ausgehen und mit dem
ersten und dem zweiten Zylinder (15, 17) verbunden sind, wobei
beide Kanäle (95, 97) einen Endabschnitt (115, 117), der eine
im wesentlichen gleichmäßige Querschnittsfläche hat und
mit dem zugehörigen ersten und zweiten Zylinder (15, 17)
verbunden ist, und einen auseinanderlaufenden Abschnitt
(125, 127) mit einem kleineren Ende, das mit dem zugehöri
gen ersten oder zweiten Ende (85, 87) der Engstelle (63)
verbunden ist, und mit einem größeren Ende aufweist, das
mit dem zugehörigen einen Abschnitt (115, 117) mit gleich
mäßiger Querschnittsfläche verbunden ist.
21. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, gekenn
zeichnet durch einen Zylinderkopf (33), der die
Zylinderkopfenden (35, 37) aufweist, und einen Zylinderblock
(13), der die Zylinderseitenwände (25, 27) aufweist, wobei
der Zylinderkopf (33) und der Zylinderblock (13) zur Bil
dung einer Zylinderblockanordnung aneinander befestigt sind,
und die Endabschnitte (115, 117) in der Zylinderblockanord
nung angeordnet sind.
22. Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (115, 117)
im Zylinderkopf (33) oder im Zylinderblock (13) angeordnet
sind.
23. Brennkraftmaschine nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zylinderblockanordnung
eine Aussparung (141) aufweist und der Kraftstoffeinspritzer
(51) in der Aussparung (141) angeordnet ist.
24. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Quer
schnittsfläche der Engstelle (63) zu den Querschnittsflächen
der Endabschnitte (115, 117) wenigstens etwa 4:1 beträgt.
25. Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kraftstoffversorgungsbohrung (69) mit einem koni
schen Ventilsitz (67), der zur Engstelle (63) auseinander
läuft, und ein Ventilelement (71) aufweist, das in der Kraft
stoffversorgungsbohrung (69) verläuft und mit einem konischen
Ventilkopf (75) versehen ist, der eine auseinanderlaufende
Fläche aufweist, die mit dem Ventilsitz (67) in Eingriff
bringbar ist.
26. Brennkraftmaschine nach Anspruch 25, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinspritzer
(51) eine Kapsel mit einem Grundelement umfaßt, in dem eine
Tasche (155) mit einer quer zur Kraftstoffbohrung (69) ver
laufenden Fläche ausgebildet ist, und daß die Kraftstoffver
sorgungsbohrung (69) mit der Tasche (155) über diese Fläche
in Verbindung steht, wobei weiterhin eine Ventilplatte (161)
vorgesehen ist, die in der Tasche (155) aufgenommen ist und
mit der quer verlaufenden Fläche zusammenarbeitet, um die
Engstelle (63) zu begrenzen, und die Ventilplatte (61) auch
die auseinanderlaufenden Kraftstoffkanalabschnitte (125, 127)
enthält.
Applications Claiming Priority (1)
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