DEP0042677DA - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zweitakt-Benzin- oder Zweitakt-Dieselmotoren, die zwei Reihen von Arbeitszylindern in V-Form haben, die insbesondere unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind und mit Luft gespült werden. Solche Motoren sind insbesondere für Fahrzeuge geeignet.

Ein Vierzylinder-Fahrzeugmotor als Beispiel mit 90° V-Winkel hat den Gleichförmigkeitsgrad eines Achtzylinder-Viertaktmotors, einen vollen Ausgleich der Massenkräfte erster Ordnung und eine kurze, drehschwingungsfreie Kurbelwelle. Der Kurbeltrieb des Motors eignet sich daher für hohe Drehzahlen, wie sie bei Fahrzeugmotoren benötigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt eine Ausführung und Anordnung der Arbeitszylinder zugrunde, die auch die Spülung der Zylinder und ihre Füllung mit Luft bei hohen Drehzahlen und hohen Belastungen ermöglicht.

Die Zylinder werden zweckmässig mit Umkehrspülung ausgebildet, bei der die Spülkanäle zu beiden Seiten neben den Auslasskanälen liegen und die Spülluft auf die den

Auslasskanälen gegenüberliegende Zylinderwand richten, wo sie auch dem Zylinderkopf zu umgelenkt wird. Dort kehrt sie um, strömt als Umkehrspülströmung zu den Auspuffschlitzen und durch diese in die Auspuffleitung. Dabei wird nahezu der ganze Zylinderumfang für das Unterbringen möglichst grosser Spül- und Auslasskanäle herangezogen. Die Führung der Spülluft durch die Wände des Zylinders, des Zylinderkopfes und des Kolbenbodens macht neben den grossen Strömungsquerschnitten diese Umkehrspülung für hohe Drehzahlen geeignet.

Es ist bei Fahrzeugmotoren wichtig, den Zylinderabstand klein zu halten, damit ein kurzer, leichter und billiger Motor ermöglicht wird. Ein kleiner Zylinderabstand ergibt sich bei Zweitaktmotoren erfindungsgemäss dadurch, dass die Zylinder einzeln gegossen, mit einem angegossenen Kühlwassermantel versehen und in das bis an die Zylinderköpfe hochgezogene Motorgehäuse von aussen eingeschoben werden. Zur weiteren Verkürzung des Zylinderabstandes erhält das Motorgehäuse zwischen zwei solchen benachbarten Zylinderbüchsen keine Querwand und die Spülkanäle zweier solcher benachbarter Zylinder gegenseitig keine Trennwände, sodass der zwischen beiden Zylindern verbleibende Zwischenraum für die Zuströmung der Spülluft aus dem Spülluftaufnehmer, der im Motorgehäuse zwischen den beiden Zylinderreihen untergebracht ist, zu den Spülkanälen sowohl des einen als auch des anderen Zylinders mit vollem Querschnitt zur Verfügung steht. Bei der beschriebenen Umkehrspülung und Reihenanordnung der Zylinder befinden sich die Spülkanäle in der Längsrichtung der Zylinderreihen demnach auch zwischen zwei Zylindern. Der Durchmesser des Wassermantels der Zylinder wird aus Gewichts- und Raumgründen so klein wie möglich gemacht. Ein solcher eingeschobener Einzelzylinder ergibt jedoch eine nur kurze Länge der Spül- kanäle, die für die alleinige Führung der Spülluft nicht ausreicht. Die vorliegende Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Führung der Spülluft nicht nur den kurzen Spülkanälen der einzelnen Zylinder zu überlassen, sondern die Spülluft auch durch das Motorgehäuse schon vor ihrem Eintritt in die Spülkanäle in die gewünschte Strömungsrichtung zu bringen.

Dies wird dadurch erreicht, dass die Zylinder so in dem Motorgehäuse angeordnet sind, dass die Auslasskanäle nach dem Raum zwischen beiden Zylinderreihen, also nach innen gerichtet sind. Dadurch hat die von dem Spülluftaufnehmer des Motorgehäuses seitlich zu den Spülkanälen der einzelnen Zylinder strömende Spülluft bereits die für den Eintritt in die Spülkanäle und für die Ausbildung der Umkehrspülströmung richtige Richtung, und strömt daher ohne nennenswerte Richtungsänderung aus dem Spülluftaufnehmer in die Spülkanäle und durch diese auf die den Auslasskanälen gegenüberliegende hier aussen liegende Zylinderwand und ergibt dadurch zwanglos die gewünschte Umkehrspülströmung. Die Umkehrspülströmung selbst weist dabei die einzige Umlenkung der Spülluft auf ihrem Wege vom Spülluftaufnehmer bis zur Auslassleitung auf. Eine solche Spülluftführung ergibt geringe Strömungswiderstände und damit geringe Spüldrücke und Leistungsverbräuche des Spülgebläses und eine wirksame Ausspülung der Zylinder.

Es ist erfindungsgemäss vorteilhaft, den Zündabstand benachbarter Zylinder grösser zu machen als die Spüldauer, damit eine gegenseitige Störung der Spülung der beiden Zylinder durch in die Spülkanäle zurückschlagende durch den Vorauslass noch nicht voll entspannte Verbrennungsgase vermieden wird. Dies ist insbesondere beim Vierzylinder-V-Motor mit einem Zündabstand von 180° zwei benachbarten

Zylindern der Fall. Die Anordnung von Rückschlagventilen oder Rückschlagklappen in abgetrennten Spülkanälen ist dabei nicht nur unnötig, sondern wäre wegen der Behinderung der gerichteten Spülluftzuströmung sogar nachteilig.

Die Zuströmung der Spülluft aus dem längs liegenden Spülluftaufnehmer zu den Spülkanälen der beiden Zylinderreihen des V-Motors wird erfindungsgemäss dadurch noch weiter verbessert, dass Führungswände im Motorgehäuse in Verbindung mit den Kühlwassermänteln benachbarter Zylinder Seitenkanäle bilden und die Richtung der Zuströmung der Spülluft zu den Spülkanälen bestimmen.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von mehreren Abbildungen beschrieben.

Es zeigen:

Abb. 1 einen Querschnitt eines V-Motors durch die Arbeitszylinder,

Abb. 2 einen abgewickelten Querschnitt eines Vierzylinder-V-Motors durch beide Zylinderreihen und den Spülluftaufnehmer,

Abb. 3 einen Längsschnitt durch zwei benachbarte Zylinder einer Zylinderreihe,

Abb. 4 einen Querschnitt des Motors zwischen den Arbeitszylindern durch die Seitenkanäle und den Spülluftaufnehmer.

Bei dem Motor nach den Abb. 1 bis 4 sind 1 die Arbeitszylinder der linken und 2 die der rechten Zylinderreihe. 3 ist das bis an die Zylinderköpfe hochgezogene Motorgehäuse, 4 die inneren tragenden Längswände, die zwischen den Zylindern unterbrochen sind, und 5 ein um den Auslasskanal des Motorgehäuses angeordneter Kühlwassermantel. 6 ist der mit dem Zylinder aus einem Stück gegossene Kühlwassermantel, 7 sind die beiderseitigen Einlasskanäle, 8 die

Auslasskanäle der Zylinder und 9 die der Auslassöffnung gegenüberliegende Wand des Zylinders. 10 ist ein linker Arbeitskolben, dargestellt in der unteren Totpunktstellung und 11 ein im Verdichtungshub befindlicher rechter Arbeitskolben. 12 ist der Kurbelzapfen und 13 die vorteilhaft auf dem Spülluftaufnehmer 14 des Motors angeordnete Einspritzpumpe.

Wie aus den Abb. 1 bis 4 ersichtlich ist, strömt die Spülluft von dem durch das Motorgehäuse gebildeten Spülluftaufnehmer 14 durch die seitlich zunächst von den Tragwänden 4 des Motorgehäuses (vgl. Abb. 2) dann von den Kühlwassermänteln 6 der Arbeitszylinder begrenzten Seitenkanäle 15. Diese werden aussen sowie oben und unten durch die Wände 16 des Motorgehäuses (vgl. Abb. 2 und 4) begrenzt. Von diesen Seitenkanälen 15 strömt die Spülluft ohne grössere Umlenkung in die Spülkanäle 7 der Zylinder ein und durch diese gegen die der Auslassöffnung gegenüberliegende Zylinder-Innenwand 9, von dort als Umkehrspülströmung zu dem Zylinderkopf und dann zu den Auslasskanälen 8 und durch diese in die Auspuffleitung 17 weiter. Der Weg der Spülluft vom Spülluftaufnehmer bis zu den Auspuffleitungen ist in den Abb. 1 bis 4 durch Pfeile dargestellt.

Abb. 1 zeigt insbesondere die Luftführung vom Spülluftaufnehmer in den Zylinder und vom Zylinder bis zum Austritt aus dem Zylinder.

Abb. 2 bis 4 zeigen insbesondere die konstruktive Ausbildung der Seitenkanäle 15 und lassen in Abb. 2 und 3 die Luftführung von dem Spülluftaufnehmer in den Zylinder und den kleinen Zylinderabstand der einzelnen Zylinder jeder Reihe erkennen.

Der Vierzylinder-V-Motor benötigt einen Gabelwinkel von 90° zur Erzielung gleicher Zündabstände. Es ist auch möglich, bei Erhöhung der Zylinderzahl kleinere Winkel als 90° zu verwenden.

Claims (4)

1. Zweitakt-Brennkraftmaschine mit zwei Reihen von Arbeitszylindern in V-Form, die durch Luft gespült werden, und mit einem zwischen den beiden Zylinderreihen im Motorgehäuse untergebrachten Spülluftaufnehmer, insbesondere Vierzylinder-Fahrzeugmotor mit Umkehrspülung, bei der die Spülkanäle zu beiden Seiten neben den Auslasskanälen liegen und die Spülluft auf die den Auslasskanälen gegenüberliegende Zylinderwand geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen mit seitlichen Spülkanälen versehenen Zylinder einen durchgehenden, angegossenen Kühlwassermantel besitzen und in das bis zum Zylinderkopf hochgezogene Motorgehäuse so eingesetzt sind, dass die Auslasskanäle sämtlicher Zylinder nach dem Raum zwischen den beiden Zylinderreihen gerichtet sind und die Spülkanäle benachbarter Zylinder einer Reihe nur durch einen Zwischenraum zur Zuführung der Spülluft aus dem Spülluftaufnehmer voneinander getrennt sind, und das Motorgehäuse und die Zylinder so ausgebildet sind, dass zwischen den Spülkanälen benachbarter Zylinder einer Reihe sich keine Quer- oder Trennwände befinden.

2. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuströmung der Spülluft aus dem Spülluftaufnehmer zu den Spülkanälen der einzelnen Zylinder durch Seitenkanäle erfolgt, die von den Kühlwassermänteln der Zylinder und von Wänden des Motorgehäuses gebildet werden und von denen jeder Seitenkanal der einander zugekehrten Spülkanäle zweier benachbarter Zylinder mit Spülluft versieht.

3. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelversetzungen der Kurbelwelle so gewählt sind, dass sich die Spülvorgänge zweier benachbarter Zylinder gegenseitig seitlich nicht überschneiden.

4. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung des Motorgehäuses entsprechend den Ansprüchen 1 bis 3 bei einem Vierzylinder-V-Motor mit 90° Gabelwinkel und mit 180° Zündabstand benachbarter Zylinder verwendet wird.