DE69414321T2

DE69414321T2 - Eine Zweitaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69414321T2
Application number: DE69414321T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Iwata-Shi Shizuoka-Ken 438 Hirano
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2014-07-27
Also published as: DE69414321D1; EP0636773A1; JPH0734876A; EP0636773B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem Zylinderblock, der zumindest eine Zylinderbohrung aufweist, die zumindest einen Auslaßkanal und zumindest eine Spülöffnung dem Auslaßkanal gegenüberliegend für jeden Zylinder besitzt, der durch den oberen Bereich des Zylinderblocks ausgebildet ist, einem Zylinderkopf mit einem ersten Bereich, der eine Dichtoberfläche aufweist, die dazu ausgelegt ist, den zugeordneten Zylinderblock und die Zylinderbohrung abdichtend zu ergreifen, um zumindest zum Teil eine Brennkammer auszubilden, die von einer Brennkammer-Oberfläche des Zylinderkopfs festgelegt ist, welche von dieser Abdichtoberfläche umgeben ist, wobei diese Brennkammer-Oberfläche des Zylinderkopfs mit einer Aussparung ausgebildet ist, ein Einführungsstück bzw. Einsatzstück zumindest teilweise innerhalb dieser Aussparung enthalten und an diesem Zylinderkopf befestigt ist und wobei dieses Einführungsstück zumindest zum Teil eine Vorkammer ausbildet, und mit Mitteln, die einen Kehlenabschnitt bilden, der diese Vorkammer mit dieser Brennkammer verbindet.
Es ist bekannt, daß in bestimmten Typen von Maschinen erwünscht ist, eine Unter- oder Vorbrennkammer vorzusehen, in der eine Verbrennung initiiert wird, bevor eine Verbrennung in der Hauptbrennkammer beginnt. Wenn einmal eine Verbrennung in der Vorkammer initiiert ist, treten die Verbrennungsgase in die Hauptkammer durch eine Kehle hinein und stellen ein vollständiges Verbrennen in der Hauptkammer sicher. Dieser Typ eines Aufbaus wird häufig in Dieselmaschinen eingesetzt, bei denen der Kraftstoff in die Vorkammer eingespritzt wird und eine Verbrennung dort initiiert und dann in die Hauptkammer hinein für eine fortgeführte Verbrennung ausströmt.
Mit diesem Typ einer Anordnung ist es allgemein die Praxis, die Vorkammer zumindest in einem Teil von einem Einführungsstück zu bilden, das an dem Rest des Zylinderkopfs befestigt ist. Normalerweise ist der Zylinderkopf mit einem wärmeleitfähigeren Material mit leichterem Gewicht als das Einführungsstück gebildet. Das Einführungsstück ist, da es den höheren Temperaturen und Drücken in der Vorkammer unterworfen werden muß, normalerweise aus einem wärmebeständigeren Material gebildet, wie beispielsweise ein Stahl ähnlich SUH 3. Mit den normalen Befestigungsverfahren steht der wärmebeständige Einsatz in direktem Kontakt über einen wesentlichen Flächenbereich mit dem Rest des Materials des Zylinderkopfs.
Es ist allerdings wünschenswert, sicherzustellen, daß die Oberflächen der Vorkammer bei einer relativ hohen Temperatur gehalten werden, um so eine gute Initiierung einer Verbrennung sicherzustellen. Allerdings wird, da das Einführungsstück in direkter Wärmeeingriffsbeziehung zu dem Rest des Zylinderkopfs steht, der, wie angemerkt wurde, eine hohe, thermische Leitfähigkeit besitzt, dann das Einführungsstück schnell zwischen Zündzyklen gekühlt werden und es ist schwierig, die erwünschte Temperatur in der Vorkammer beizubehalten.
Wie zuvor angemerkt worden ist, ist es herkömmliche Praxis, einen Kehlenabschnitt vorzusehen, der die Vorkammer mit der Hauptbrennkammer verbindet. Es ist herausgefunden worden, daß die Form dieser Kehle und deren Konfiguration einen großen Effekt auf die Verbrennungseigenschaft besitzt. Ein Merkmal, das besonders wichtig ist, ist die Beziehung der Kehlenöffnung zu dem zugeordneten Kopf des Kolbens und der umgebenden Brennkammer.
Es ist deshalb seither die Praxis gewesen, das Einführungsstück in den Zylinderkopf in einer solchen Art und Weise einzusetzen, daß die äußere Oberfläche des Zylinderkopfs, die die Brennkammer bildet, und die entsprechende Oberfläche des Einführungsstücks zueinander fluchten. Tatsächlich wird manchmal ein spanabhebender Vorgang durchgeführt, um diese fluchtende Oberfläche sicherzustellen. Allerdings ist durch Vorsehen einer fluchtenden Oberfläche die Kommunikation zwischen der Kehle und der Brennkammer relativ festgelegt. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, einen schmaleren Freiraum zwischen dem Ende der Kehle und dem Kopf des Kolbens vorzusehen. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, das Ende der Kehle in einer Aussparung, die in der Zylinderkopfoberfläche gebildet ist, auszunehmen, um so eine Turbulenz zu unterstützen.
Weiterhin offenbart die GB-A-371 025 (Dl) einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, deren Kopf einen ersten Bereich, der eine Dichtoberfläche besitzt, die dichtend einen zugeordneten Zylinderblock um eine Zylinderbohrung herum ergreift, um mindestens teilweise eine Brennkammer zu bilden, die durch eine Brennkammer- Oberfläche eines Zylinderkopfs, die durch die Dichtoberfläche umgeben ist, festgelegt ist, wobei die Brennkammer-Oberfläche des Zylinderkopfs mit einer Aussparung ausgebildet ist, ein Einführungsstück, das zumindest teilweise innerhalb der Aussparung aufgenommen und an dem Zylinderkopf befestigt ist, wobei das Einführungsstück mindestens teilweise eine Vorkammer bildet, Mittel, die einen Kehlenabschnitt festlegen, der mit der Vorkammer kommuniziert, und wobei das Einführungsstück gegen einen ersten Abschnitt des Zylinderkopfs zum Reduzieren einer Wärmeübertragung dazwischen isoliert ist, aufweist. Allerdings ist die offenbarte Brennkraftmaschine keine Zweitaktbrennkraftmaschine.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Zweitaktbrennkraftmaschine, wie sie vorstehend angegeben ist, zu schaffen, wobei die Temperatur der Vorkammer beibehalten werden kann, gerade obwohl das umgebende Zylinderkopfmaterial hoch wärmeleitfähig ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe für eine Zweitaktbrennkraftmaschine, wie sie vorstehend angegeben ist, dadurch gelöst, daß Wärmeisolationseinrichtungen vorgesehen sind zur Isolation dieses Einführungsstücks von dem ersten Abschnitt des Zylinderkopfs zum Reduzieren einer Wärmeübertragung zwischen diesen, und daß dieses Einführungsstück in Richtung auf die Seite der Zylinderbohrung von der entgegengesetzten Spülöffnung weg und oberhalb des Auslaßkanals versetzt angeordnet ist, wenn entlang einer zur Zylinderachse parallelen Linie gesehen wird.
Vorzugsweise ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials des Einführungsstücks niedriger als dasjenige des Materials des umgebenden Zylinderkopfabschnitts.
Gemäß dieser und anderer bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen die Mittel zum Isolieren des Einführungsstücks einen Luftspalt auf, der zumindest zum Teil zwischen dem Einführungsstück und dem umgebenden Zylinderkopfabschnitt gebildet ist.
Gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Strömungsbedingungen von der Vorkammer zu der Hauptbrennkammer durch einen Kehlenabschnitt berücksichtigt, ist eine Endoberfläche des Einführungsstücks vorgesehen, auf dem sich der Kehlenabschnitt öffnet, um so von der angrenzenden, umgebenden Oberfläche der Brennkammeroberfläche des Zylinderkopfabschnitts so beabstandet zu sein, um unter einem unterschiedlichen Abstand von dem Kopf eines zugeordneten Kolbens in der Zylinderbohrung positioniert zu sein als die umgebende Zylinderkopf-Oberfläche, die die Brennkammer-Oberfläche umgibt. Andere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail anhand verschiedener Ausführungsformen davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
Fig. 1 zeigt eine Vorderaufrißansicht einer Kraftfahrzeug-Dieselmaschine, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Maschine;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang einer Ebene senkrecht zu der Kurbelwelle und im wesentlichen entlang der Linie 3-3 der Fig. 4 vorgenommen ist;
Fig. 4 zeigt eine Seitenaufrißansicht, in einem Maßstab, der gegenüber demjenigen der Fig. 3 verringert ist, mit einem Abschnitt der Maschine aufgebrochen und im Schnitt dargestellt;
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 5-5 der Fig. 3 vorgenommen ist;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 6-6 der Fig. 3 vorgenommen ist;
Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die entlang der Linie 7-7 der Fig. 4 vorgenommen ist;
Fig. 8 zeigt eine weitere, vergrößerte Querschnittsansicht, die entlang einer Ebene parallel zu der Ebene der Fig. 3 vorgenommen ist und die in weiterem Detail die Art und Weise darstellt, in der die Vorbrennkammer gebildet ist;
Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 9-9 der Fig. 8 vorgenommen ist;
Fig. 10 zeigt eine Seitenaufrißansicht eines Kolbens, der nicht durch die Anspüche erfaßt ist;
Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht des Kolbens, der in Fig. 10 dargestellt ist, und entlang einer Ebene senkrecht zu der Ebene der Fig. 10 vorgenommen;
Fig. 12 zeigt eine Seitenaufrißansicht des Kolbens, betrachtet an der Seite gegenüberliegend derjenigen, die in Fig. 10 dargestellt ist;
Fig. 13 zeigt eine Querschnittsansicht des Kolbens, dargestellt in Fig. 12, teilweise ähnlich zu Fig. 11 und entlang einer Ebene senkrecht zu der Ebene der Fig. 12 vorgenommen;
Fig. 14 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die durch eines der Kurbelwellenlager der Maschine vorgenommen ist und die Art und Weise einer Schmierung darstellt, die nicht durch die Ansprüche umfaßt ist;
Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, teilweise ähnlich zu Fig. 8, und stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung dar;
Fig. 16 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 16-16 der Fig. 15 vorgenommen ist;
Fig. 17 zeigt eine Querschnittsansicht, teilweise ähnlich zu den Fig. 8 und 15, und stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung dar;
Fig. 18 zeigt eine Querschnittsansicht, teilweise ähnlich zu den Fig. 8, 15 und 17, und stellt eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung dar.
Unter Bezugnahme nun im Detail auf die Zeichnungen und zu Anfang auf die Ausführungsform der Fig. 1-4 ist eine Brennkraftmaschine, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Maschine 1 ist so dargestellt, daß sie ein Drei-Zylinder-Reihen-Typ ist, allerdings wird leicht für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, wie die Erfindung in Verbindung mit Maschinen praktiziert werden kann, die andere Zylinderzahlen und andere Zylinderkonfigurationen besitzen. In der dargestellten Ausführungsform arbeitet die Maschine 1 auf einem Zweitakt-Kurbelgehäuse-Kompressions-Diesel-Prinzip. Wiederum wird allerdings für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, wie die Erfindung in Verbindung mit Maschinen eingesetzt werden kann, die mit unterschiedlichen Verbrennungstechniken (Diesel- oder Zündkerzenzündung) arbeiten. Allerdings hat die Erfindung besonderen Nutzen in Verbindung mit Zweitaktmaschinen, die Vorbrennkammern besitzen, wie beispielsweise Dieselmaschinen.
Die Maschine 1 umfaßt eine Zylinderblockanordnung 2, die, wie angemerkt wurde, eine Reihen-Konfiguration in der dargestellten Ausführungsform besitzt. Der Zylinderblock 2 ist so angeordnet, daß er gegen die Vertikale und in einer Vorwärts-Richtung, wie in Fig. 1 dargestellt ist, geneigt ist. Diese Orientierung ist besonders vorteilhaft, wenn sie in Verbindung mit einem Fahrzeug mit Frontmotor eingesetzt wird, das eine quer ausgerichtete Maschinenorientierung besitzt, wobei der Zylinderblock 2 leicht nach vorne geneigt wird.
Unter Bezugnahme nun im Detail primär auf Fig. 3 ist der Zylinderblock 2 aus einem leichten Legierungsmaterial, wie beispielsweise Aluminium, gebildet, und ist mit Zylinderbohrungen 2c versehen, die durch Buchsen (nicht dargestellt) gebildet sein können. Die Zylinderbohrungen 2c besitzen alle ihre Achsen in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet, das bedeutet, wie angemerkt wurde, zu der Vertikalen und in der Vorwärtsrichtung geneigt, wenn der Motorraum quer betrachtet wird. Eine Zylinderkopfanordnung 5 ist in einer geeigneten Art und Weise an dem Zylinderblock 2 an seinem oberen Ende befestigt. Ein Kurbelgehäuseteil, das allgemein mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet ist, ist an einem Randbereich an dem unteren Ende des Zylinderblocks 2 befestigt.
Eine Einlaßluftbeladung wird zu einer Vielzahl von Kurbelgehäusekammern 4 über ein Ansaugsystem, angezeigt allgemein mit dem Bezugszeichen 16, zugeführt. Dieses Ansaugsystem umfaßt einen Ansaugverteiler 16a, der eine Luftbeladung durch eine Lufteinlaßvorrichtung (nicht dargestellt) anzieht und der sie zu jedem einer Vielzahl von Einlaßkanälen 15a, gebildet an dem unteren Ende des Zylinderblocks 2, zuführt und der mit den Kurbelgehäusekammern 4 kommuniziert. Der Zylinderblock 2 besitzt drei Sätze von Einlaßkanälen 15a, die durch den unteren Bereich davon gebildet sind, wobei jeder für eine Kommunikation mit einer Kurbelkammer 4 dient. Der Einlaßverteiler 16a ist demzufolge für alle Zylinder gemeinsam. Jede Kurbelkammer 4 kommuniziert mit dem Einlaßverteiler 16a über ein Rückführloch 51, das sich zu dem Boden jeder Kurbelkammer öffnet und zu einem Schlauch 52 führt. Dieser Rückführpfad stellt sicher, daß das Schmieröl, das in der Kurbelkammer 4 gesammelt ist, in den Einlaßverteiler 16a zurückgeführt werden kann. Ventilanordnungen 17 vom Reed-Typ sind in den Einlaßkanälen 15a vorgesehen, um so die Strömung der Einlaßbeladung in die Kurbelgehäusekammern 4 hinein zu ermöglichen, wenn sich die Kolben 7 nach oben in den Zylinderbohrungen 2c bewegen, und zum Verhindern einer Rückwärtsströmung, wenn sich die Kolben nach unten bewegen, um so die Beladung in den Kurbelgehäusekammern zu komprimieren. Jedes Reed-Ventil 17 weist einen Ventilkorb 17a auf, der Öffnungen 17b besitzt, die alternierend durch Ventilplatten 17c geöffnet und geschlossen werden. Der Schmierölpfad durch das Loch 51 und den Schlauch 52 endet demzufolge an einer Stelle in der Nähe der Ventilplatten 17c, um Schmiermittel als ein Geräuschdämpfungsmedium zu liefern.
Die Beladung, die in die Kurbelgehäusekammern 4 hineingezogen und darin komprimiert ist, wird dann zu einer Hauptbrennkammer überführt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet ist und die durch die Zylinderbohrung 2c, den Kolben 7 und durch eine Zylinderkopfanordnung 5, die an dem Zylinderblock 2 mit Schrauben 6 zum Beispiel befestigt ist, gebildet ist. Der Randbereich des Zylinderblocks 2, der den oberen Bereich der Kurbelgehäusekammer 4 bildet, ist mit drei individuellen Öffnungen 15b ausgebildet, eine für jede Kurbelgehäusekammer. Ein Ausgleichskanal, der einen Verteiler 16b bildet, ist an dem Zylinderblock 2 über mit Gewinde versehene Befestigungseinrichtungen (nicht dargestellt) durch anstoßende Flansche gebildet. Der Verteiler 16b definiert einen sich längs erstreckenden Ausgleichskanal und ein Spülsteuerventil 16c ist zwischen jeder individuellen Öffnung 15b und dem gemeinsamen Ausgleichskanal 16b angeordnet. Wenn das Spülsteuerventil 16c geöffnet wird, befindet sich die Kurbelkammer 4, die mit der bestimmten Öffnung 15b verbunden ist, in Kommunikation mit dem Ausgleichskanal 16b, was wesentlich das Kurbelkammervolumen vergrößert und die Spülströmung erniedrigt. Auf diese Art und Weise erhöht sich das innere EGR-Gas und die Verbrennungstemperatur fällt ab. Wenn das Spülsteuerventil 16c geschlossen ist, kehrt das Kurbelkammervolumen zu einem normalen Zustand zurück.
Wie in den Fig. 3 und 5 zu sehen ist, ist ein Satz von Auslaßkanälen 18 für jeden Zylinder durch den oberen Abschnitt des Zylinderblocks 2 gebildet. Die Auslaßkanäle 18 weisen einen Hauptauslaßkanal 18b zwischen der Hauptauslaßöffnung 18a und einer äußeren Zylinderverbindungsöffnung auf. Ein Unterauslaßkanal 18d führt zu einem Paar Unterauslaßöffnungen 18c, geöffnet oberhalb der Hauptauslaßöffnung 18a. Die Auslaßkanäle 18b und 18d verbinden sich an einem mittleren Bereich durch den Zylinderblock 2 hindurch. Jeder Unterauslaßkanal 18d wird unter Steuerung durch ein Auslaßsteuersystem 19 geöffnet oder geschlossen. Das Steuersystem 19 wird zum Variieren der Auslaßzeitabstimmung und des Kompressionsverhältnisses verwendet und ist so eingesetzt und angeordnet, um den Unterauslaßkanal 18d zu kreuzen.
Das Steuersystem 19 ist mit drei Steuerventilkörpern 19a über jeden Unterauslaßkanal 18d und einem Antriebsmechanismus 19b zum Öffnen und Schließen der Ventilkörper versehen. Jedes Auslaßsteuerventil 19a weist einen runden Stab auf, der einen gebogenen Ventilbereich, der darauf gebildet ist, besitzt. Die Steuerventile sind miteinander durch Eingriffsbereiche verbunden, wie schematisch in Fig. 6 angezeigt ist. Der Antriebsmechanismus 19b umfaßt eine Antriebswelle, die mit einem äußeren Ende der Auslaßsteuerventilkörper 19a verbunden ist, und ein Antriebsmotor ist mit der Antriebswelle über einen Zahnradzug verbunden.
Ein Paar Seitenhauptspülöffnungen 18e ist auf beiden Seiten der Hauptauslaßöffnung 18a gebildet. Weiterhin ist eine gegenüberliegende Mittenspülöffnung 18f gegenüberliegend zu der Hauptauslaßöffnung 18a gebildet. Die drei Spülöffnungen 18e und 18f kommunizieren mit jeder Kurbelkammer 4 für den bestimmten Zylinder. Die verschiedenen Auslaßöffnungen und Auslaßkanäle können deutlicher in Fig. 5 gesehen werden. Wenn der Kolben 7 nach unten angetrieben wird, werden sich eventuell die verschiedenen Auslaßöffnungen, die in dem Zylinderblock gebildet sind und mit den Auslaßkanälen kommunizieren, öffnen und die Abgase können an die Atmosphäre zu einem Auslaßverteiler 47 abgegeben werden.
Wie nun anhand der Fig. 3 und 4 zu sehen ist, wird eine Ausgleichswelle, allgemein mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet, drehbar innerhalb einer Ausgleichswellenkammer 27, die unterhalb der Kurbelgehäusekammern 4 gebildet ist und durch das Kurbelgehäuseteil 3b und ein Abdeckteil 26 definiert ist, das daran befestigt ist, drehbar gelagert. Die Ausgleichswelle 28 ist drehbar in einem Paar von voneinander beabstandeten Lagern 29 gelagert und dreht sich um eine Achse, die parallel zu der Achse der Kurbelwelle 12 liegt, und zwar unter derselben Geschwindigkeit, allerdings in der entgegengesetzten Richtung, wie am besten in Fig. 7 zu sehen ist. Aufgrund der Tatsache, daß die Maschine 1 ein Zweitakt-Kurbelgehäuse-Kompressions-Typ ist, ist es möglich, die Ausgleichswelle 28 im wesentlichen unterhalb der Kurbelwelle 12, ohne wesentlich die Höhe der Maschine zu vergrößern, zu legen. Dies kommt daher, daß die Maschine 1 kein Kurbelgehäuse erfordert, das ein Volumen an Schmiermittel hält, was bei herkömmlichen 4-Takt-Maschinen der Fall ist.
Unter spezifischer Bezugnahme auf die Fig. 4 und 7 wird die Ausgleichswelle 28 von der Kurbelwelle 12 so angetrieben, um sich unter der Kurbelwellengeschwindigkeit, allerdings in einer entgegengesetzten Richtung, zu drehen. Die Übertragung umfaßt ein Antriebszahnrad 30b, das an dem Ende der Kurbelwelle 12 gegenüberliegend zu dem Schwungrad 12a befestigt ist und das sich in einem ineinandergreifenden Eingriff mit einem Antriebszahnrad 30a befindet, das mit der Ausgleichswelle 28 verkeilt ist. Die Ausgleichswelle 28 besitzt integral damit ausgebildet drei exzentrische Massen, eine für jeden Zylinder 2c der zugeordneten Maschine. Wie ausreichend bekannt ist, wird die Drehung der exzentrischen Massen den Ausgleich bestimmter Kräfte an der Maschine bewirken.
Die Zahnräder 30a und 30b sind in einer Zahnradkammer 32a angeordnet, die durch die Endoberflächen des Zylinderblocks 2, das Kurbelgehäuse 3, die Ausgleichseinrichtungsabdeckung 26, zusammen mit einer Zahnradabdeckung 31, gebildet ist. Die Zahnradkammer 32 kommuniziert mit der Ausgleichseinrichtungskammer 27 über obere und untere Kommunikationslöcher 27a und 27b jeweils, wie in Fig. 4 zu sehen ist. Fig. 7 stellt die Zahnradkammer 32 dar, die ein erstes und ein zweites Ölreservoir 32b und 32c jeweils besitzt, wobei das erste Ölreservoir größer als das zweite ist. Eine krummlinige Wand oder Unterteilung 32a ist angrenzend an das Antriebszahnrad 30a und über die Zahnradkammer 32 entlang der Achse der Ausgleichseinrichtungswelle 28 gebildet. Das erste und das zweite Ölreservoir 32b, 32c kommunizieren miteinander durch Schwerkraft über einen begrenzten Kommunikationskanal 32d, der durch die untere Kante der Unterteilungswand 32a gebildet ist.
Mit der Maschine gestoppt ist das Schmiermittel-Öl-Niveau L1 in sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ölreservoir 32b, 32c. Während eines Betriebs der Maschine 1 werden die Öl-Niveaus in dem ersten und dem zweiten Ölreservoir 32b, 32c L2 und L3 jeweils. Dies kommt daher, daß Schmieröl zu den Außenseitenabschnitten der Zahnradkammer 32 während des schnelldrehenden Betriebs der Zahnräder 30a und 30b geschleudert wird. Die Schmierung in dem zweiten Ölreservoir 32c wird graduell zurück in das erste Ölreservoir 32b aufgrund des Begrenzungskanals 32d sickern. Das Endergebnis ist dasjenige, daß das Zahnrad 30a im wesentlichen in die Schmierung zu dem Zeitpunkt eines Startens der Maschine 1 eingetaucht wird (entsprechend dem Schmier-Niveau L1), während sich im Betrieb das Öl-Niveau innerhalb des ersten Ölreservoirs32b auf L2 reduziert, was den Kontakt zwischen dem angetriebenen Zahnrad 30a und dem Schmiermittel reduziert. Demzufolge ist ein geringerer reibungsmäßiger Temperaturanstieg des Schmiermittelöls und ein geringerer Laufwiderstand in Bezug auf eine Drehung des Zahnrads 30a vorhanden. Weiterhin wird aufgrund des reduzierten Niveaus L2 des Schmiermittels innerhalb des ersten Ölreservoirs 32b während eines Betriebs das Problem von "Schaumwellen" des Schmiermittels aufgrund eines reibungsmäßigen Kontakts mit dem angetriebenen Zahnrad 30a reduziert.
Ein anderer Vorteil dieser Sumpf Anordnung ist derjenige, daß ein überwiegender Anteil des Schmieröls in dem zweiten Ölreservoir 32c während eines Betriebs der Maschine 1 vorhanden ist. Das Schmiermittel steht demzufolge in innigem Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Zahnradabdeckung 31 und dem Kurbelgehäuse 3, was einen Wärmeabfluß dort hindurch erhöht und effektiver die Temperatur des Schmiermittels kühlt.
Da die Maschine 1 in einer bevorzugten Ausführungsform eine Zweitakt-Dieselmaschine ist, ist der negative Einlaßdruck für den Bremsverstärker-Vakuummotor 35 oftmals unzureichend. Wie weiterhin die Fig. 4 und 7 zeigen, ist die Maschine 1 mit einer einen negativen Druck erzeugenden Drehkolbenpumpe oder einem Luftkompressor 34b koaxial zu einer Drehstromlichtmaschine 34a, die durch die Kurbelwelle 2 angetrieben ist, ausgestattet. Schmieröl wird zu dem Luftkompressor 34b über eine Ölpumpe 36 zugeführt. Die Zuführung von Schmieröl wird durch einen Ölkanal 38 von der Zahnradkammer 32 gezogen. Darauffolgend wird dann die Auslaßluft- und Schmiermittel-Mischung von dem Luftkompressor 34b zurück zu einem oberen Abschnitt der Zahnradkammer 32 durch einen Mischkanal 37 kanalisiert. Ein Hauptteil des Öls wird mit der Luft von dem Luftkompressor 34b ausgegeben, kondensiert dann und trifft dann auf das Öl in dem ersten und dem zweiten Ölreservoir 32b und 32c. Die dampfförmige Mischung, die noch Schmiermittel besitzt, das darin verbleibt, fließt in die Ausgleichseinrichtungskammer 27 über den oberen Kommunikationskanal 27a. Das meiste des verbleibenden Schmieröls kondensiert dann und wird separiert und kehrt zu den Ölreservoiren 32b, 32c über den unteren Kommunikationskanal 27b zurück. Die Luft, die im wesentlichen von dem Schmieröl separiert ist, wird dann von einer Luftauslaßöffnung 27c (Fig. 3) in den Einlaßverteiler 16a über einen Belüftungsschlauch (nicht dargestellt) zugeführt. Die Ausgleichseinrichtung 27 funktioniert so als eine Belüftungskammer zum Separieren der Öl- und Luftmischung, die von dem Luftkompressor 34b ausgegeben ist.
Wie erwähnt ist, besitzt der Zylinderblock 2 drei Zylinderbohrungen 2c, die parallel ausgebildet sind, und jede Zylinderbohrung besitzt einen Kolben 7, der sich darin hin- und herbewegen kann. Der Kolben ist mit einem kleinen Ende 9a einer Pleuelstange 9 über einen Kolbenstift 10 und ein Nagellager 11 verbunden, während das große Ende 9b der Pleuelstange mit dem Kurbelstift oder der Kurbel 13 der Kurbelwelle 12 über ein Nadellager 14 verbunden ist. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, ist die Kurbelwelle 12 durch Lager 46 und 39 innerhalb des Kurbelgehäuses 3 drehbar gelagert.
Dabei ist eine Anordnung zum Schmieren der Pleuelstangenlager 14 unmittelbar beim Anlaufen der Maschine 1 vorgesehen. Genauer gesagt ist die Maschine 1 mit einem separaten Schmiersystem versehen, das eine Schmiermittelquelle und eine Schmierpumpe 45, die Schmiermittel zu verschiedenen Komponenten der Maschine zuführt, umfaßt. Diese umfaßt eine Anordnung zum Schmieren des Hauptlagers 39 und auch des Lagers 14 der Pleuelstange, was nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 14 beschrieben werden wird. Eine ECU 42 steuert die Betriebsweise der Schmierölpumpe 45 durch Zuführen eines Treibersignals zu der Pumpe, um die erforderliche Menge an Öl, bestimmt aus Maschinenparametern, wie beispielsweise Betriebszeit, Maschinenbelastung, usw., zu liefern. Die Pumpe 45 kann unter der Steuerung der ECU 42 in einer bekannten Art und Weise angetrieben werden. Unter besonderer Bezugnahme auf die detaillierte Ansicht der Fig. 14 weist jedes Lager 39, das die Kurbelwelle 12 zwischen benachbarten Zylindern 2c drehbar lagert, eine Rollenlageranordnung 39b innerhalb eines äußeren Laufrings 39a auf. Völlig unabhängige Kurbelkammern 4 sind für jeden der Zylinder 2c innerhalb des unteren Abschnitts des Zylinderblocks 2 und des Kurbelgehäuses 3 vorgesehen. Wie ausreichend nach dem Stand der Technik bekannt ist, sind die Kurbelgehäusekammem 4, die jeder der Zylinderbohrung 2c zugeordnet sind, gegeneinander gedichtet, um so den Zweitakt-Kurbelgehäuse-Kompressions-Vorgang der Maschine 1 zu erleichtern. In der dargestellten Ausführungsform verhindert ein Dichtteil 39d eine Kommunikation zwischen benachbarten Kurbelkammern 4. Ein Hauptölkorridor 2d ist in dem Kurbelgehäuse 3 gebildet und nimmt Schmiermittel unter Druck auf. Eine Vielzahl von Zufuhrkanälen 2g schneidet den Korridor 2d und führt Öl zu einer Ölzufuhröffnung 2h in dem äußeren Laufring 39a des Lagers zu. Dieses Schmiermittel fließt dann und schmiert die Rollen des Lagers 39. Schmiermittel, das aus dem Lager 39 entweicht, wird durch die Dichtung 39d nach innen gerichtet werden und wird in eine Ölrückhaltenut 13c in dem Kurbelstift 13 fließen.
Ein quer gebohrter Durchgangsweg 13a erstreckt sich durch die Kurbel 13 und ist an seinem gegenüberliegenden Ende durch einen Stopfen 40 verschlossen. Öl wird von der Rückhaltenut 13c angezogen und durch Zentrifugalkraft in den quer gebohrten Durchgangsweg 13a überführt. Ein Zufuhrkanal 13b schneidet den ersten Durchgangsweg 13a und das Lager 14, um so dieses Lager zu schmieren. Demzufolge wird überflüssiges Schmiermittel zu dem Lager 14 zugeführt werden. Der Zufuhrkanal 13b ist an einer Stelle nahe dem Stopfen 14 verzweigt und erstreckt sich schräg in Bezug auf die Achse der Pleuelstange 9, um so die Menge an Schmiermittel zu minimieren, die in dem Kanal 13a gesammelt werden muß, bevor die Zentrifugalkraft eine Strömung in den Kanal 13b hinein bewirkt, und zwar im Gegensatz zu dem Typ eines Aufbaus nach dem Stand der Technik. Diese Anordnung stellt sicher, daß Schmieröl, das von der Pumpe 45 zu dem Lager 39 zugeführt ist, so zwangsgeführt wird, um zu dem Lager 14 direkt nach einem Anlaufen der Maschine 1 aufgrund des minimalen Totvolumens des ersten Durchgangswegs 13a zwischen der Öffnung des zweiten Durchgangswegs 13b und dem Stopfen 40 zu fließen. Der Stopfen 40 kann eine Kugel aufweisen. Fig. 14 stellt auch einen herkömmlichen Verzweigungsdurchgangsweg 13b' in unterbrochenen Linien dar, der sich in der Nähe der Längsmitte der Kurbel 13 erstreckt, d. h. von einer Position von dem Stopfen 40 beabstandet, und erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Achse der Pleuelstange 9, und demzufolge besitzt der Kanal 13a einen Totraum, der mit Schmiermittel gefüllt werden muß, bevor Schmiermittel in den Kanal 13b' hineinfließen wird.
Wie nun die Fig. 3 und 6 zeigen, besitzt der Zylinderblock 2 ein Paar Querölkanäle 2e und 2f, die dort hindurch für jeden Zylinder gebildet sind, um Schmieröl zu den Gleitflächen des Kolbens 7 zuzuführen. Diese Ölkanäle 2e, 2f durchdringen den Zylinderblock 2 senkrecht zu der Kurbelwelle 12 und sind drehmäßig um die Zylinderachse A herum verschoben. Die Ölkanäle 2e und 2f enden an der Zylinderbohrung 2c zwischen den Kolbenringen des Kolbens 7, wenn die Position des Kolbens an der Bodentotmitte, dargestellt in Fig. 3, ist, und sich mit dem Rand des Kolbens 7 während im wesentlichen seines vollen Hubs ausrichten. Diese Ölkanale 2e und 2f sind mit der Schmierölpumpe 45 über Ölzufuhrkanäle 41 verbunden.
Wie nun die Fig. 10 und 12 zeigen, besitzt jeder Kolben 7 ein Paar Ölverteilungsnuten 43, 44, die in dem Randbereich gebildet sind, um gleichmäßig Öl, das von den Ölkanälen 2e und 2f zugeführt ist, über die Kolbenrandgleitoberflächen zu verteilen. Diese Verteilungsnuten 43, 44 weisen axial angeordnete Nuten 43a und 44a, versetzt umfangsmäßig um jeden Kolben 7 herum, auf, um so in Ausrichtung zu den Ölkanälen 2e und 2f in der Zylinderbohrung 2c zu verbleiben. Im wesentlichen schräg angeordnete, umfangsmäßige Nuten 43b und 44b erstrecken sich von dem oberen und dem unteren Ende der axialen Nuten 43a und 44a aus. Diese umfangsmäßigen Nuten 43b, 44b erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Kolbens 7 und stellen sicher, daß Schmiermittel im wesentlichen um den gesamten Umfang des Kolbenrands herum zugeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die schrägen Nuten 43b, 44b von entgegengesetzten Enden der axial angeordneten Nuten 43a, 44a in Richtungen um den Umfang des Kolbens 7 herum, die relativ zu der Achse A der Zylinderbohrung 2c geneigt sind. Weiterhin erstrecken sich die schrägen Nuten 43b, 44b vorzugsweise von jeder axialen Nut 43a, 44a in entgegengesetzten Richtungen um den Kolbenumfang herum, sind allerdings relativ zu der Kolbenachse A zueinander geneigt. Aufgrund dieser Orientierung wird die Hin- und Herbewegung des Kolbens 7 bewirken, daß Schmiermittel entlang der gesamten, umfangsmäßigen Erstreckung der Nuten 43a, 43b verteilt wird.
Die Vorsehung der axialen Nuten 43a und 44a, und der schrägen Nuten 43b und 44b, stellt sicher, daß die gleitenden Oberflächen des Rands des Kolbens 7 um deren Umfänge herum mit einer geringeren Anzahl von geölten Löchern in jeder Wand der Zylinderbohrung 2c geschmiert werden können. Weiterhin kann, da Öl in den Nuten 43, 44 verbleibt, gerade wenn sich die Maschine für lange Zeiträume nicht im Betrieb befindet, eine Schmierung unmittelbar nach einem erneuten Start der Maschine wieder aufgenommen werden.
Die Aufmerksamkeit des Lesers wird nun auf die Fig. 3, 8 und 9 für eine Diskussion für einen verbesserten Vorbrennkammereinsatz gerichtet.
Die Zylinderkopfanordnung 5 ist aus einem Hauptzylinderkopf Gußteil aufgebaut, das aus einem leichtgewichtigen, hoch wärmeleitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, gebildet sein kann. Der Zylinderkopf 5 besitzt eine untere Oberfläche, die in dichtender Beziehung zu dem Zylinderblock 2 um die Zylinderbohrungen 2c herum steht. Eine Zylinderkopfdichtung (nicht dargestellt) kann zwischen der Zylinderkopfoberfläche und dem Zylinderblock 2 für Dichtzwecke zwischengefügt werden, wie ausreichend nach dem Stand der Technik bekannt ist. Mit Gewinde versehene Befestigungseinrichtungen 6 befestigen die Zylinderkopfteile 5 an dem Zylinderblock 2, wie vorstehend erwähnt ist. Eine Zylinderkopfoberfläche 5a bildet mit der Zylinderbohrung 2c und Köpfen der Kolben 7 die Hauptbrennkammern 8, auf die zuvor Bezug genommen ist.
Eine Vorbrennkammer 22 ist in der Zylinderkopfanordnung 5 in einer Art und Weise gebildet, die nun beschrieben werden wird. Diese Vorbrennkammer 22 ist zu einer Seite der Zylinderbohrung 2c von der Mitte der Zylinderbohrung 2c versetzt. Gemäß der Erfindung ist diese Versetzung zu der Seite der Zylinderbohrung von den gegenüberliegenden Spülöffnungen 18f weg versetzt. Diese Vorbrennkammer 22 ist durch ein sphärisches Segment 20b integral mit dem Zylinderkopfteil 5 und an der Basis einer Gegenbohrung 20a gebildet.
Ein Einsatz- bzw Einführungsstück, das allgemein mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet ist, ist innerhalb dieser Gegenbohrung 20a positioniert und darin in einer Art und Weise befestigt, die beschrieben werden wird. Dieses Einführungsstück 21 ist vorzugsweise aus einem wärmebeständigen Stahl, zum Beispiel einem Stahl, der als SUH 3 gemäß den Japanese Industrial Standards (JIS) bezeichnet ist, gebildet. Dieses Material besitzt eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit und eine niedrigere thermische Expansion als das Aluminium des Hauptzylinderkopfteils 5.
Das Einführungsstück 21 ist mit einem ausgesparten Bereich 21a ausgebildet, der eine Oberfläche eines Segments eines Kegels besitzt, wobei der obere Durchmesser davon gleich zu dem sphärischen Durchmesser des sphärischen Bereichs 20b des Hauptzylinderkopfteils 5 ist. Der untere Durchmesser kann irgendeine erwünschte Form haben und demzufolge bilden die Aussparung 32a des Einführungsstücks und der sphärische Zylinderkopfabschnitt 20b das Vorbrennkammervolumen 22, das zuvor beschrieben ist.
Eine sich quer erstreckende Kehle 21b ist in dem unteren Ende des Einführungsstücks 21 gebildet und kommuniziert das Vorkammervolumen 22 mit der Hauptbrennkammer 8. Diese Kehle 21b ist so gerichtet, daß sie im wesentlichen an der Mitte der Zylinderbohrung 2c enden wird, und wird die Ladung, die davon abgegeben wird, nach unten in die Zylinderbohrung hinein zu der gegenüberliegenden Spülöffnung 18f richten. Die Kehle 21b ist so geneigt, daß heiße Gase direkt in den Einlaß eines Oberseitenoberflächenhohlraums 7a, gebildet in dem Kolben 7, hinein gerichtet werden können. Die Bodenoberfläche 21c des Einführungsstücks 21 steht nach unten von der Zylinderkopfoberfläche 5a um einen kleinen Abstand a für einen Zweck, der beschrieben werden wird, vor.
Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 25a ist in dem Zylinderkopfteil 5 befestigt und spritzt in die Vorkammeraussparung 22 und durch die Kehle 21b in die Hauptkammer 8 hinein ein. Um bei der Initiierung eines Startens und einer Verbrennung zu unterstützen, kann eine Glühkerze 25b mit der Spitze in der Vorkammeraussparung 22 positioniert werden.
Wenn sich der Kolben 7 der oberen Totmittenposition nähert und wenn der Druck in sowohl der Vorkammer 22 als auch der Hauptkammer 8 ansteigt, wird Kraftstoff, der durch die Einspritzeinrichtung 25a eingespritzt ist, und zwar aufgrund der hohen Temperatur der Vorkammer, zünden, verbrennen und expandieren. Diese Expansion tritt auch durch die Kehle 21b hindurch auf, um so die Ladung in der Hauptkammer 8 zu zünden und die Verbrennung und den Antrieb des Kolbens 7 nach unten abzuschließen. Während Kraftstoff nahe des oberen Totmittenpunkts in einem Kompressionshub eingespritzt wird, bläst die Flamme aus der Kehle 21b heraus. Da die Bodenoberfläche 21c des Einführungsstücks 21 nach unten in die Hauptbrennkammer 8 vorsteht, wird der Spalt zwischen der Oberseitenoberfläche des Kolbens 7 und der passenden Oberfläche des Zylinderkopfs 5 schmaler um den Abstand a. Demzufolge funktioniert dieser vorstehende Bereich als eine Maskierung und Luft wird so reguliert, um in den Oberseitenoberflächenhohlraum 7a des Kolbens 7 hineinzufließen. Vorzugsweise wird der Vorsprungs-Abstand a zwischen 0,1 und 1,0 mm eingestellt.
Das Einführungsstück 21 ist in der Gegenbohrung 20a über Befestigungsschrauben 23, die in den Zylinderkopf 5 einer nach außen gerichteten Richtung von der Seite 8 der Hauptbrennkammer eingesetzt sind, befestigt. Die Schrauben 23 sind mit Hutmuttern 23 und Dichtscheiben 53 dazwischen gesichert. Innere Flanschbereiche 23a der Schrauben 23 tragen abgestufte Bereiche 21d des Einführungsstücks 21, während ausgeschnittene Abschnitte 23b in den Flanschabschnitten eine Drehung der Schrauben verhindern. Weiterhin schaffen die Abschnitte 23c mit größerem Durchmesser der Befestigungsschrauben 23 einen Kontakt zwischen der Gegenbohrung 20a und der äußeren Wand des Einführungsstücks 21, wie am besten in Fig. 9 zu sehen ist. Ein ringförmiger Wärmeisolationsspalt a1 und ein kreisförmiger Wärmeisolationsspalt a2 eliminieren nahezu eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung zwischen dem Einführungsstück 21 und der umgebenden Gegenbohrung 20a und dem Zylinderkopf 5. Die Wärmeisolationsspalte a1 und a sind vorzugsweise jeweils ungefähr 0,5 und 1,0 mm. Die Vorsehung der Wärmeisolationsspalte a1 und a2 ermöglicht höhere Temperaturen innerhalb der Vorverbrennungskammer 22 für eine effektivere Zündung und Verbrennung. Das nach unten vorstehende Einführungsstück 21 in den Zylinderhohlraum 8 hinein erhöht weiterhin die Effektivität einer Verbrennung durch Richten von Luft von der Vorbrennkammer in den Oberseitenhohlraum 7a des Kolbens 7 hinein. Weiterhin ist, da das Einführungsstück 21 innerhalb der Brennkammer 8 über die Befestigungsschrauben 23 befestigt ist, die Stelle des Einführungsstücks nicht spezifisch eingeschränkt.
Die Fig. 15-18 beschreiben alternative Ausführungsformen zum Sichern des Einführungsstücks 21 in den Zylinderkopf 5 hinein. Genauer gesagt stellen die Fig. 15 und 16 eine Ausführungsform dar, in der ein Flansch 21e des Einführungsstücks 21 durch Verschrauben eines Fixierrings 48, der ein Schraubengewinde darauf besitzt, in ein Muttergewinde der Gegenbohrung 20a hinein gehalten wird. Wiederum sind Wärmeisolationsspalte a1 und a2 zwischen dem Einführungsstück 1 und dem Zylinderkopf 5 vorgesehen. Weiterhin steht die untere Oberfläche 21c des Einführungsstücks 21 nach unten von der passenden Oberfläche des Zylinderkopfs 5 um einen Abstand a vor. Ein eine Drehung verhindernder Stift 49 ist zwischen der äußeren, peripheren Oberfläche des Einführungsstücks 21 und der Gegenbohrung 20a eingesetzt.
Fig. 17 stellt eine Ausführungsform dar, in der das Einführungsstück 21 in der Gegenbohrung 20a über einen Sicherungsbügel 50 befestigt ist. Ein eine Drehung verhindernder Stift 49 ist auch vorgesehen. Die Wärmeisolationsspalte a1 und a2 zwischen den äußeren Oberflächen des Einführungsstücks 21 und den inneren Oberflächen des Zylinderkopfs 5 sind wiederum vorhanden. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die Bodenoberfläche 21c des Einführungsstücks 21 nach oben um eine Tiefe b von der passenden Oberfläche 5a des Zylinderkopfs 5 ausgespart. Durch diese Anordnung bläst Kraftstoff, der durch die Kehle 21b eingespritzt ist, in die Hauptbrennkammer 8 hinein und wird effektiv mit der Luft in der Brennkammer vermischt, was zu einer höheren Luftnutzungsrate in der Hauptbrennkammer führt.
Fig. 18 stellt eine Ausführungsform dar, in der das Einführungsstück 21 unter Verwendung einer Fixierplatte 51, die einen größeren Durchmesser als die Zylinderbohrung 2c besitzt, befestigt und gehalten ist. Wiederum ist ein eine Drehung verhindernder Stift 49 vorgesehen. Auch sind die Wärmeisolationsspalte a1 und a2 zwischen dem Einführungsstück 21 und dem Zylinderkopf 5 ähnlich vorgesehen. Die untere Oberfläche 21c des Einführungsstücks 21 ist nach oben um eine Tiefe b von der passenden Oberfläche 51a der Fixierplatte 51 ausgenommen. In dieser Ausführungsform ist ein gewisser Kontakt zwischen dem Einführungsstück 21 und dem Zylinderkopf 5 vorhanden. Obwohl die Wärmeisolationsspalte a1 und a2 im wesentlichen über die gegenüberliegenden Oberflächen des Einführungsstücks 21 und den Zylinderkopf 5 vorgesehen sind, müssen die Isolationsspalte nicht vollständig zwischen den zwei Komponenten vorgesehen werden, um ein vorteilhaftes Ergebnis zu erzielen. In einem solchen Fall reduziert der teilweise Kontakt zwischen dem Einführungsstück 21 und dem Zylinderkopf 5 stark die Wärme, die dazwischen übertragen ist.
Alle Ausführungsformen sind bis hier mit dem Einführungsstück 21 beschrieben worden, das in dem Zylinderkopf 5 von der Seite der Hauptbrennkammer 8 aus vorgesehen ist. Alternativ kann die bevorzugte Erfindung auch bei Konfigurationen angewandt werden, bei denen der Zylinderkopf 5 in eine obere und eine untere Unterteilung unterteilt ist und das Einführungsstück 21 von der Außenseite in die untere Unterteilung eingesetzt ist.
In einer Alternativen zu der Aussparung 7a, die in der Oberseite des Kolbens 7 gebildet ist, wie in Fig. 8 zu sehen ist, kann eine keramische Schicht 7b, die eine hohe Wärmeisolationsfähigkeit besitzt, auf die Oberseitenoberfläche des Kolbens aufgesprüht werden, wie in Fig. 11 zu sehen ist. In ähnlicher Weise kann eine Schicht aus Keramik 7c direkt in den Kolben 7 eingegossen werden, wie in Fig. 13 zu sehen ist. Mit diesen isolierenden Schichten kann die Temperatur der Oberseite des Kolbens 7 niederiger sein, was ermöglicht, daß die Kolbenringe näher zu der Oberseite des Kolbens plaziert werden. Demzufolge kann das Kompressionsverhältnis erhöht werden, während ein Ringklemmen aufgrund übermäßiger Temperaturen vermieden wird.
Es sollte leicht aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich werden, daß die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sehr effektiv beim Erzielen eines Aufbaus sind, bei dem die Vorbrennkammer gebildet werden kann, und wobei das Einführungsstück, das die Vorbrennkammer bildet, effektiv isoliert wird, um so dessen Temperatur während eines Maschinenbetriebs beizubehalten. Zusätzlich ermöglichen die dargestellten Ausführungsformen, daß der Abstand zwischen der unteren Oberfläche des Zylinderkopf-Einführungsstücks und der verbleibenden Oberfläche des Zylinderkopfs zum Ändern der Strömungscharakteristika von der Vorbrennkammer zu der Hauptbrennkammer durch die Kehle variiert werden kann, um entweder eine drosselnde oder eine unterstützende Turbulenz zu erreichen. Natürlich ist die vorstehende Beschreibung diejenige bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung und verschiedene Änderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne die Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem Zylinderblock (2), der zumindest eine Zylinderbohrung (2c) aufweist, die zumindest einen Auslaßkanal (18) und zumindest eine Spülöffnung (18f) dem Auslaßkanal (18) gegenüberliegend für jeden Zylinder aufhält, der durch den oberen Bereich des Zylinderblocks (2) ausgebildet ist, einem Zylinderkopf (5) mit einem ersten Bereich, der eine Dichtoberfläche aufweist, die dazu ausgelegt ist, den zugeordneten Zylinderblock (2) um die Zylinderbohrung (2c) abdichtend zu ergreifen, um zumindest zum Teil eine Brennkammer (8) auszubilden, die von einer Brennkammer-Oberfläche (5a) des Zylinderkopfs festgelegt ist, welche von dieser Abdichtoberfläche umgeben ist, wobei diese Brennkammer-Oberfläche (5a) des Zylinderkopfs (5) mit einer Aussparung ausgebildet ist, ein Einführungsstück (21) zumindest teilweise innerhalb dieser Aussparung enthalten und an diesem Zylinderkopf (5) befestigt ist und wobei dieses Einführungsstück (21) zumindest zum Teil eine Vorkammer (22) ausbildet, und mit Mitteln, die einen Kehlenabschnitt (21b) bilden, der diese Vorkammer (22) mit dieser Brennkammer (8) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeisolationseinrichtungen (a1, a2) vorgesehen sind zur Isolation dieses Einführungsstückes (21) gegenüber diesem ersten Bereich des Zylinderkopfes, um eine Wärmeübertragung zwischen diesen zu reduzieren, und daß dieses Einführungsstück (21) in Richtung auf die Seite der Zylinderbohrung (2c) von der entgegengesetzten Spülöffnung (18f) weg und oberhalb des Auslaßkanals (18) versetzt angeordnet ist, wenn entlang einer zur Zylinderachse parallelen Linie geschaut wird.

2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, worin der erste Bereich des Zylinderkopfes und das Einführungsstück (21) aus verschiedenen Materialien ausgebildet sind.

3. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, worin der erste Bereich des Zylinderkopfes aus einem höher wärmeleitfähigen Material als das Einsatzstück (21) hergestellt und mit Mitteln zur Kühlung dieses ersten Bereiches des Zylinderkopfes versehen ist.

4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, worin die Einrichtungen zur Isolation des Einführungsstückes (21) einen Luftspalt (a1, a2) umfassen, der zumindest zum Teil zwischen dem Einführungsstück (21) und dem ersten Bereich des Zylinderkopfes ausgebildet ist.

5. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 4, worin der Luftspalt (a1, a2) zwischen dem äußeren peripheren Bereich des Einführungsstückes (21) und zumindest dem Teil des ersten Bereiches des Zylindekopfes (5) ausgebildet ist, der die Aussparung festlegt.

6. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 4, worin der Luftspalt (a2) zwischen einer Basis des Einführungsstückes (21) der Brennkammer (8) entgegengesetzt und einer darauf zuweisenden Oberfläche des ersten Bereiches des Zylinderkofpes ausgebildet ist, der die Aussparung festlegt.

7. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, worin der Kehlenbereich (21b) in dem Einsatzstück (21) ausgeformt ist und sich durch eine Oberfläche des Einsatzstückes (21) hindurch erstreckt, die zu einem Kolben (7) weist, der in der Zylinderbohrung (2c) gleitend aufgenommen ist und der zur Brennkammer (8) weist.

8. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 7, worin eine Oberfläche (21c) des Einsatzstückes (21), in welchem der Kehlenbereich (21b) ausgebildet ist, sich in engerer Annäherung an den Kolben (7) erstreckt, als die umgebende Oberfläche (5a) der Brennkammer des ersten Bereichs des Zylinderkopfes.

9. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 7, worin eine Oberfläche (21c) des Einsatzstückes (21), durch welches sich der Kehlenbereich (21b) erstreckt, in die Aus sparung hinein derart ausgespart ist, daß die Oberfläche (21c) von dem Kolben (7) weiter beabstandet ist als die umgebende Oberfläche (5a) der Brennkammer des ersten Bereichs des Zylinderkopfes.

10. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 4, worin die Aussparung des ersten Bereiches des Zylinderkopfes eine zylinderförmige Aussparung ist und das Einsatzstück (21) eine äußere Randoberfläche aufweist, die zylindrisch ausgebildet ist, aber einen geringeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der Aussparung, wobei dieser zylinderförmige Bereich des Einsatzstückes (21) an einem Ende von einer ebenen Oberfläche begrenzt wird, in welcher eine Aussparung (21a) des Einsatzstückes ausgesbildet ist und welche zumindest zum Teil die Vorbrennkammer (22) bildet, und worin die Aussparung des Zylinderkopfes eine Oberfläche (20a) aufweist, die zu der äußeren Randoberfläche des Einsatzstückes (21) weist, aber von diesem beabstandet ist, und eine weitere Aussparung (20b) enthält, die mit der Aussparung (21a) des Einsatzstückes kooperiert, um die Vorbrennkammer (22) auszubilden, und worin Einrichtungen (23a; 48; 50; 51) vorhanden sind zur Befestigung des Einsatzstückes (21) an den Zylinderkopf (5) in einem davon beabstandeten Verhältnis.

11. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 4, worin die Aussparung in dem ersten Bereich des Zylinderkopfes eine gestufte zylinderförmige Aussparung (20a) ist, die einen Bereich größeren Durchmessers aufweist, der sich von der Oberfläche (5a) der Brennkammer aus erstreckt, und einen Bereich kleineren Durchmessers aufweist, der eine Schulter dazwischen bildet, und worin das Einsatzstück (21) eine erste äußere Randoberfläche aufweist, die zylinderförmig ausgebildet ist, aber einen geringeren Durchmesser aufweist als der Bereich geringeren Durchmessers der Aussparung, wobei der zylinderförmige Bereich des Einsatzstückes (21) an einem Ende von einer ebenen Oberfläche begrenzt wird, in welcher eine Aussparung (21a) des Einsatzstückes ausgebildet ist und welche zumindest zum Teil die Vorbrennkammer (22) bildet, und worin die Aussparung des Zylinderkopfes eine Oberfläche (20a) aufweist, die zur äußeren Randoberfläche des Einsatzstückes (21) weist, aber davon beabstandet ist, und eine weitere Aussparung (20b) aufweist, die mit der Aussparung (21a) des Einsatzstückes kooperiert, um die Vorbrennkammer (22) auszuformen, wobei dieses Einsatz stück (21) eine Schulter (21e) aufweist, die sich mit der Aussparungsschulter des Zylinderkopfes in Eingriff befindet, und worin Einrichtungen (48; 51) vorhanden sind zur Befestigung des Einsatzstückes (21) an den Zylinderkopf (5).

12. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 11, worin die Einrichtungen zur Befestigung des Einsatzstückes (21) an den Zylinderkopf (5) mit einem davon beabstandeten Verhältnis einen Haltering (48) aufweisen, der in dem Bereich mit dem größeren Durchmesser der Aussparung des Zylinderkopfes aufgenommen ist.

13. Zweitaktbrennkraftmaschine nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kehlenbereich (21b) ausgehend von dieser Vorkammer (22) sich durch eine Endoberfläche des Einsatzstückes (21) erstreckt, um diese Vorkammer (22) mit dieser Brennkammer (8) zu verbinden, wobei diese Endoberfläche dieses Einsatzstückes (21) von der angrenzenden umgebenden Oberfläche der Brennkammeroberfläche des ersten Bereiches des Zylinderkopfes beabstandet ist, um mit einer unterschiedlichen Distanz (a; b) von einem Kopf (7a) eines zugeordneten Kolbens (7) in der Zylinderbohrung (2c) positioniert zu sein, als diese umgebende Brennkammeroberfläche (5a) des Zylinderkopfes.

14. Zweitaktbrennkraftmaschine nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsstück (21) innerhalb dieses Zylinderkopfes (5) derart angeordnet ist, daß die Oberfläche des Einsatzstückes (21), die dieser Vorkammer (22) entgegengesetzt angeordnet ist, vollständig zu dieser Zylinderbohrung (2c) weist, aber an einer inneren Wandung dieser Zylinderbohrung (2c) angrenzt.