DE4025556A1 - Otto-zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Otto-Zweitaktbrennkraftmaschinen mit von der Kurbelwelle über Exzenter oder Kurbeln angetriebenen, in Teilzylindern angeordneten, zur Frischgasladung dienenden Schwingkolben, deren parallel zur Kurbelwellenmittenachse an­ geordnete zylindrische Schwenkachsen in Zusammenwirken mit im Arbeitszylinder angebrachten Einlaßkanälen den Ladungsbe­ ginn steuern, während Beginn und Ende des Auslasses durch Öff­ nen und Schließen der Auslaßkanäle von der Kolbenoberkante gesteuert werden.

Um eine Schichtladung mit Frischgas zu erreichen, ist bereits vorgeschlagen worden, eine voreilende Schwingkolben-Ladeein­ richtung für die Spülung und eine nacheilende Ladeeinrichtung für die Zuführung von überstöchiometrischem Brennstoff-Luft­ gemisch zu verwenden.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, beim Verdichtungs­ vorgang eine Luftbewegung im Zylinderkopf zu erzeugen, durch welche eine intensive Durchmischung von Spülluft und Brennstoff­ luftgemisch vorgenommen und bei allen Betriebszuständen in Zündkerzennähe ein brennbares Gemisch bereitgestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Als Beispiel wurde ein Motor mit im Querschnitt viereckigen Kolben gewählt, dessen Arbeitsräume durch Gehäuse­ scheiben gebildet werden. Das Oberteil des Zweizylindermotors mit den Ladeeinrichtungen einer Hubraumeinheit ist in Teil­ schnitten in Fig. 1 im Vertikallängs-, in Fig. 2 im Horizontal­ schnitt durch die Stoffwechselkanäle und in Fig. 3 vertikalen, senkrecht zum Schnitt von Fig. 1 gelegten Mittenquerschnitt durch Verbrennungsraum und Zündkerze dargestellt. Fig. 4 zeigt vergrößert die Dichtstegabdichtung des Kolbens an einer Kolben­ ecke und schließlich Fig. 5 das Stoffwechseldiagramm des Motors.

In den Abbildungen sind mit 1 und 6 die Motorgehäuse gekennzeich­ net. Zusammen mit Abschlußdeckel 2, Zwischendeckel 3 und Recht­ eckkolben 5 bildet das Motorgehäuse 1 den vorderen Hubraum 4 des Doppelhubraummotors. An den Deckel 3 schließt sich das Motor­ gehäuse 6 an, in welchem sich der Kolben 7 im Hubraum 8 bewegt. Der Kolben 5 treibt über die Pleuelstange 9 die nicht mit dar­ gestellte Kurbelwelle an. Im Deckel 2, in welchem die Zündkerze 10 sitzt, sind die Auslaßkanäle 11 untergebracht, die vom Kol­ ben 5 geöffnet und geschlossen werden. Das Öffnen der unter­ schiedlich ausgebildeten Einlaßkanäle 16 und 17 werden durch die Schwenkzylinderfortsätze 12 und 13 der beiden Schwingkolben 14 und 15 gesteuert. Die Schwingkolben werden von der Kurbel­ welle durch nicht mit dargestellte Pleuelstangen angetrieben.

In dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt, welcher in Fig. 1 mit A-B gekennzeichnet ist, wird der gegenüber zylindrischen Ar­ beitskolben bestehende Vorteil der rechteckigen Kolbenausbildung des auf ein Minimum reduzierten Überströmvolumens zwischen Hubraum 4 und Schwingkolben-Teilzylindern 14 und 15 verdeutlicht.

Die Steuerpunkte der Brennkraftmaschine, bezogen auf die Kurbel­ welle, sind in Fig. 5 angegeben. Die Frischgaszufuhr erfolgt gestuft. Nachdem bei Aö durch die Kolbenoberkante die Auslaß­ kanäle geöffnet sind, beginnt bei E₁ö die Spülung mit Luft durch den Schwingkolben 14. Kurz bevor die Auslaßkanäle durch die Kolbenoberkante bei As und zugleich die Spülkanäle 16 geschlossen werden, öffnet die Steuerkante des Schwenkzylinderfortsatzes 13 des Lade-Schwingkolbens 15 und führt dem Hubraum 4 übersättigtes Brennstoff-Luftvolumen ab E₂ö zu. Bei E₂s wird dieser Vorgang durch Abschluß des Einlaßkanals 17 von der Kolbenoberkante abge­ schlossen.

In Fig. 2 und 3 ist die Form der Einlaßkanäle verdeutlicht. Um die Frischgase in der mit Pfeilen 20 und 21 gekennzeichneten Rich­ tung entlang der nicht mit Auslaßkanälen ausgerüsteten Wand des Deckels 3 in den, den Auslaßkanälen gegenüberliegenden Teil des den Auslaßkanälen gegenüberliegenden Teil des Hubraumes 4 zu führen, weisen die Kanäle 16 und 17 schräge Wände auf.

Beim Verdichten erzeugen die flachen Flächen 27 und 28 des Kolben­ bodens zusammen mit den flachen Dachflächen 22 und 23 des Motorge­ häuses 1 eine Quetschwirkung, welche die Spülluft auf der Seite der Flächen 22, 27 Brennstoff-Luft-Gemisch auf der Seite der Flächen 23, 28 auf den Verbrennungsraum 29 zu preßt. Um eine gleichgerichtete Wirbelung sowie eine stets zündfähige Gemisch­ schichtungdes Frischgases zu erzielen, ist auf dem Kolbenboden eine Rippe 24 angeordnet, welche auf beiden, durch die Gase ange­ strömten Seiten mit entsprechenden Radien in die Kolbenbodenflä­ chen übergehen. Rippe und Radien bewirken, daß Spülluft und Brennstoff-Luftgemisch die durch Pfeile 25 und 26 gekennzeichnete gleichgerichtete Wirbelbewegung durchführen, wobei der Brennstoff- Luftgemisch-Wirbel 25 vom Spülluftwirbel 26 umfaßt wird. Dies bedeutet, daß der Zündkerze 10 auch bei geringster Motorbelastung, beispielsweise im Leerlauf stets zündfähiges Gemisch zugeführt wird.

Die Druckraum-Abdichtung des Kolbens erfolgt durch Dichtstege 30, welche durch Wellmetallfedern 31 an die Laufflächen angelegt werden. Die Dichtstege sind in Abschnitte aufgeteilt, welche durch Über­ lappungsstufen verbunden sind. In Fig. 4 ist in vergrößertem Maßstab eine Eckabdichtung wiedergegeben. Dort sind zwei über Eck eingebaute Dichtstege 30 ₁ und 30 ₂ durch Stufen 30 ₃ und 30 ₄ mit­ einander verbunden und durch die Wellmetallfeder 31 gegen die ab­ zudichtende Lauffläche gedrückt. Um eine einwandfreie Eckabdich­ tung zu gewährleisten, sind an den, die Ein- und Auslaßkanäle jeweils trennenden Stegen die Überlappungen an den Dichtungen verbreitert. In diese Verbreiterungen fassen Federbügel-Verlängerun­ gen 31 ₁, welche einen Längsdruck auf die Dichtstege ausüben, um die Eckabdichtungen zu gewährleisten. Auch am unteren Kolbenrand ist eine ebenso aufgebaute Stegabdichtung 32 angeordnet.

Für die Abdichtung zwischen den Spülkanälen 16, den Ladekanä­ len 17 und den Auslaßkanälen 11 sind, in Hubrichtung zwischen den 30 und 32 sitzende Dichtstege 33 und 34 angeordnet, welche Gas- und Schmiermittel-Übertritte verhindern.

Claims (1)

1. Otto-Zweitaktbrennkraftmaschine mit von der Kurbelwelle über Exzenter oder Kurbeln angetriebenen, in Teilzylindern angeordneten, zur Frischgasladung dienenden Schwingkolben, deren parallel zur Kurbelwellenmittenachse angeordnete zylindrische Schwenkachsen in Zusammenwirken mit im Arbeits­ zylinder angebrachten Einlaßkanälen den Ladungsbeginn steuern, während Beginn und Ende des Auslasses durch Öffnen und Schließen der Auslaßkanäle von der Kolbenoberkante gesteuert werden und eine Schichtladung dadurch erzielt wird, daß die Luftladeeinrichtung für die Spülung der Ladeeinrich­ tung zur Zuführung von überstöchiometrischem Brennstoff- Luftgemisch voreilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylin­ derkopfoberfläche und der Kolbenboden überwiegend ebene Flä­ chen (22, 23; 27, 28) aufweisen, welche beim Verdichten Quetschströmungen in Richtung auf den halbzylindrisch oder -kugelig ausgebildeten Verbrennungsraum (29) erzeugen, wobei der Kolben (5) mit Hilfe einer derart seitenversetzt auf dem Kolbenboden angebrachten Rippe (24) in den Verbrennungsraum (29) eindringt, daß beide Quetschströmungen eine gleichge­ richtete Wirbelströmung erzeugen.