EP1899592A1 - Zweitaktmotor, insbesondere für modelle von land-, wasser oder luftfahrzeugen - Google Patents

Zweitaktmotor, insbesondere für modelle von land-, wasser oder luftfahrzeugen

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Publication number
EP1899592A1
EP1899592A1 EP06741661A EP06741661A EP1899592A1 EP 1899592 A1 EP1899592 A1 EP 1899592A1 EP 06741661 A EP06741661 A EP 06741661A EP 06741661 A EP06741661 A EP 06741661A EP 1899592 A1 EP1899592 A1 EP 1899592A1
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EP
European Patent Office
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bushing
stroke engine
bush
piston
engine according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06741661A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabrice Ramella
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Team Orion Europe SA
Original Assignee
Team Orion Europe SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP1899592A1 publication Critical patent/EP1899592A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16—Cylinder liners of wet type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/34—Ultra-small engines, e.g. for driving models
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
    • F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging

Definitions

  • the present invention relates to the field of internal combustion engines. It relates to a two-stroke engine, in particular for models of land, water or aircraft, according to the preamble of claim 1.
  • a two-stroke engine is e.g. from the publication EP-A1-0 059 872 known.
  • Two-stroke engines for vehicle models are usually designed as single-cylinder engines and have a running in a cylinder piston which is connected via a connecting rod with a rotatably mounted in a crankcase crankshaft.
  • the piston is at the upper end of the connecting rod pivotally mounted by means of a piston pin.
  • the connecting rod transmits the movement of the piston to a crankshaft.
  • a fuel-air mixture is sucked into the crankcase, compressed and transported via an overflow into the combustion chamber.
  • Opposite the overflow channel is an outlet through which the combustion gases are forced outwards.
  • a bushing is used, which limits the combustion chamber and in which the piston is slidably mounted.
  • Such a two-stroke engine is disclosed in the aforementioned publication (Fig. 1, 5).
  • the bushing is provided there with the reference numeral 30, the cylinder with the reference numeral 18th
  • the piston and the cylinder with the inserted liner, in which the piston is running, are very exposed to heat.
  • the piston, cylinder and liner are still cold and the material is not expanded. From the standstill temperature to the operating temperature, the cylinder and the piston expand.
  • the operating temperature is above, in the area of the combustion chamber, higher than the operating temperature in the lower part of the cylinder, the liner and the piston.
  • the lower portion of the liner is located in the crankcase, away from the combustion chamber, so in a less hot spot.
  • Bush and piston are usually made of different materials. The materials therefore generally do not have the same thermal expansion coefficient.
  • the cylinder with the bushing has a smaller diameter at standstill temperature than at the bottom; he is so conical.
  • the bushing is much warmer at the top, in the area of the combustion chamber, than at the bottom, in the area of the crankcase. It therefore expands more at the top than below.
  • the liner is then almost cylindrical, ie it has the same diameter at the top and bottom.
  • the conical barrel shape has the disadvantage that the piston is stuck at standstill temperature above.
  • the starting of the engine is made more difficult. Each time the cold engine is started, the high friction causes undesirable wear of the piston and sleeve at the point where the piston is jammed. Are the parts worn, seal the piston and liner no longer. The starting of the engine is very difficult.
  • the object is solved by the entirety of the features of claim 1. It is essential for the invention that the bushing at the lower end adjacent to the crankcase has means which reinforce the thermally induced radial expansion of the bushing. As a result, the unequal expansion bushing at the hot upper and relatively cold lower end can be at least partially compensated.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in that the bushing has at least one slot running in the axial direction at the lower end.
  • the bushing distributed over the circumference on a plurality of slots extending in the axial direction, but in particular four each offset by 90 ° slots arranged.
  • the bushing can be provided in each case with a chamfer in the region of the slots, such that the wall thickness of the bushing is reduced downwards.
  • Figure 1 is a perspective side view of an embodiment of a bushing according to the invention with four slots in bevelled surfaces at the bottom of the bushing.
  • FIGs. 1 and 2 is a perspective side view and sectional view of a bushing for a two-stroke engine according to a preferred
  • the liner 10 has a substantially circular cylindrical shape, but may be slightly conical upwards rejuvenate.
  • the liner is inserted into a cylinder, as shown by way of example in the cited document.
  • the liner 10 has a plurality of circumferentially spaced openings 17, 18 which serve to supply the fresh gas and the outlet of the combustion gases.
  • the bush 10 encloses a cylinder chamber 11 in which the piston, not shown, is slidably mounted.
  • the piston slides along the bushing wall 12 along.
  • Piston and bushing 10 expand differently depending on the temperature (standstill temperature or operating temperature). In addition, there are temperature differences between the (hotter) upper part of the liner 10 and the (colder) lower part.
  • the novel bushing is separated at least once in the axial direction by a slot, so that the lower bushing part can fan out petal-like.
  • four slots 15, 16 are arranged distributed on the circumference, which are each offset by 90 °. Of the four slots, only the two front ones are visible.
  • the narrow slots 15, 16 terminate below the openings 17, 18th
  • the expansion of the lower parts of the liner 10 is influenced by the temperature. It is to be noted in particular that the inner lower part of the bushing 10 is hotter than the lower outer part of the bushing. Inside, inter alia, friction occurs through the piston and heating by the hot combustion gases. Outside, the bushing parts are cooled by the colder and cooling engine housing, by the cold fresh gas mixture, etc. The result is a deformation outwards of the lower bushing parts.
  • the taper of the bushing 10 can be kept small, the seal between the piston and cylinder is improved, the friction is reduced, the terminals in the upper part is fixed or at least reduced, the wear is reduced. The starting of the engine is facilitated.
  • the motor gains in performance and acceleration.
  • the bush 10 may be provided with milled bevels 13, 14 in the region of the slots in order to increase the expansion effect.

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Abstract

Ein Zweitaktmotor, insbesondere für Modelle von Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugen, umfasst einen in einer Laufbuchse (10) auf- und abwärts bewegbaren Kolben, der nach oben hin einen Verbrennungsraum begrenzt und nach unten hin über einen Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden ist, die in einem unterhalb der Laufbuchse (10) angeordneten Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Bei einem solchen Zweitaktmotor wird eine verminderte Reibung des Kolbens in der Laufbuchse dadurch erreicht, das die Laufbuchse (10) am unteren, dem Kurbelgehäuse benachbarten Ende Mittel (15, 16) aufweist, welche die thermisch bedingte radiale Ausdehnung der Laufbuchse (10) verstärken.

Description

BESCHREIBUNG
ZWEITAKTMOTOR, INSBESONDERE FÜR MODELLE VON LAND-, WASSERODER LUFTFAHRZEUGEN
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungsmotoren. Sie betrifft einen Zweitaktmotor, insbesondere für Modelle von Land-, Wasseroder Luftfahrzeugen, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Zweitaktmotor ist z.B. aus der Druckschrift EP-A1-0 059 872 bekannt.
STAND DER TECHNIK
Zweitaktmotoren für Fahrzeugmodelle (Modellmotoren) sind meist als Einzylindermotoren ausgebildet und haben einen in einem Zylinder laufenden Kolben, der über einen Pleuel mit einer in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerten Kurbelwelle verbunden ist. Der Kolben ist am oberen Ende des Pleuels mittels eines Kolbenbolzens schwenkbar gelagert. Der Pleuel überträgt die Bewegung des Kolbens auf eine Kurbelwelle. Über die hohle Kurbelwelle wird ein Brennstoff-Luftgemisch in das Kurbelgehäuse eingesaugt, verdichtet und über einen Überströmkanal in den Verbrennungsraum befördert. Dem Überströmkanal gegenüber ist ein Auslass angeordnet, durch den die Verbrennungsgase nach aussen gedrückt werden. In den Zylinder ist eine Laufbuchse eingesetzt, die den Verbrennungsraum begrenzt und in welcher der Kolben verschiebbar gelagert ist. Ein solcher Zweitaktmotor ist in der eingangs genannten Druckschrift (Fig. 1 , 5) offenbart. Die Laufbuchse ist dort mit dem Bezugszeichen 30 versehen, der Zylinder mit dem Bezugszeichen 18.
Der Kolben und der Zylinder mit der eingesetzten Laufbuchse, in welcher der Kolben läuft, sind sehr stark der Hitze ausgesetzt. Im Stillstand und beim Anlaufen des Motors sind Kolben, Zylinder und Laufbuchse noch kalt und das Material ist nicht ausgedehnt. Von der Stillstandtemperatur bis zur Betriebstemperatur dehnen sich der Zylinder und der Kolben aus. Die Betriebstemperatur ist oben, im Bereich des Verbrennungsraumes, höher als die Betriebstemperatur im unteren Bereich des Zylinders, der Laufbuchse und des Kolbens. Der untere Bereich der Laufbuchse liegt im Kurbelwellengehäuse, vom Verbrennungsraum entfernt, also in einer weniger heissen Stelle.
Laufbuchse und Kolben sind in der Regel aus verschiedenem Material hergestellt. Die Materialien haben daher in der Regel nicht denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
Bei vielen Leistungsmotoren hat der Zylinder mit der Laufbuchse bei Stillstandstemperatur oben einen kleineren Durchmesser als unten; er ist also konisch. Bei der Betriebstemperatur wird die Laufbuchse oben, im Bereich des Verbrennungsraumes, viel wärmer als unten, im Bereich des Kurbelgehäuses. Sie dehnt sich daher oben mehr aus als unten. Die Laufbuchse wird dann nahezu zylindrisch, d.h. sie hat oben und unten demselben Durchmesser. Die konische Laufbuchsenform hat den Nachteil, dass der Kolben bei Stillstandstemperatur oben klemmt. Das Anwerfen des Motors ist dadurch erschwert. Bei jedem Anwerfen des kalten Motors bewirkt die grosse Reibung eine unerwünschte Abnützung des Kolbens und der Laufbuchse an der Stelle an welcher der Kolben klemmt. Sind die Teile abgenutzt, dichten Kolben und Laufbuchse nicht mehr. Das Anwerfen des Motors ist dadurch sehr erschwert.
Wenn die Konizität der Laufbuchse kleiner ist als das Übliche, erhöht sich bei jeder Bewegung des Kolbens nach unten die Reibung des heissen Kolbens an der weniger heissen unteren Laufbuchsenwand. Der Motor wird dann dadurch gebremst. Es sind auch bereits Laufbuchsen eingesetzt worden mit zweistufiger Konizität, die jedoch sehr aufwändig in der Auslegung und Herstellung sind.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Zweitaktmotor zu schaffen, der sich durch eine deutliche Verringerung der thermisch bedingten Reibung zwischen Kolben und Laufbuchsenwand auszeichnet.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Für die Erfindung wesentlich ist, dass die Laufbuchse am unteren, dem Kurbelgehäuse benachbarten Ende Mittel aufweist, welche die thermisch bedingte radiale Ausdehnung der Laufbuchse verstärken. Hierdurch kann die ungleiche Ausdehnung Laufbuchse am heissen oberen und vergleichsweise kalten unteren Ende zumindest teilweise kompensiert werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse am unteren Ende wenigstens einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz aufweist. Vorzugsweise weist die Laufbuchse über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von in axialer Richtung verlaufenden Schlitzen auf, insbesondere aber vier jeweils um 90° versetzt angeordnete Schlitze.
Zusätzlich kann die Laufbuchse im Bereich der Schlitze jeweils mit einer Anschrägung versehen sein, derart, dass sich die Wanddicke der Laufbuchse nach unten verringert.
Darüber hinaus ist es denkbar und von Vorteil, dass sich die Laufbuchse nach oben hin leicht konisch verengt.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 in perspektivischer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer Laufbuchse nach der Erfindung mit vier Schlitzen in angeschrägten Flächen am unteren Rand der Laufbuchse; und
Fig. 2 die Laufbuchse aus Fig. 1 in einer perspektivischen
Schnittansicht.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In den Fig. 1 und 2 ist in perspektivischer Seitenansicht bzw. Schnittansicht eine Laufbuchse für einen Zweitaktmotor gemäss einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Die Laufbuchse 10 hat eine im wesentlichen kreiszylindrische Form, kann sich aber nach oben zu leicht konisch verjüngen. Die Laufbuchse ist in einen Zylinder eingesetzt, wie dies beispielhaft in der eingangs genannten Druckschrift gezeigt ist. Die Laufbuchse 10 hat mehrere am Umfang verteilt angeordnete Öffnungen 17, 18, die der Zufuhr des Frischgases und dem Auslass der Verbrennungsgase dienen.
Die Laufbuchse 10 umschliesst einen Zylinderraum 11 , in dem der nicht dargestellte Kolben gleitend verschiebbar gelagert ist. Der Kolben gleitet dabei an der Laufbuchsenwand 12 entlang. Kolben und Laufbuchse 10 dehnen sich je nach Temperatur (Stillstandstemperatur oder Betriebstemperatur) unterschiedlich aus. Zusätzlich ergeben sich Temperaturunterschiede zwischen dem (heisseren) oberen Teil der Laufbuchse 10 und dem (kälteren) unteren Teil.
Die neuartige Laufbuchse ist unten in der axialen Richtung mindestens einmal durch einen Schlitz aufgetrennt, sodass sich der untere Laufbuchsenteil blumenblattartig ausfächern kann. Im Beispiel der Fig. 1 und 2 sind am Umfang verteilt vier Schlitze 15, 16 angeordnet, die jeweils um 90° versetzt sind. Von den vier Schlitzen sind nur die zwei vorderen sichtbar. Die schmalen Schlitze 15, 16 enden unterhalb der Öffnungen 17, 18.
Das Ausdehnen der unteren Teile der Laufbuchse 10 ist von der Temperatur beeinflusst. Es ist insbesondere zu bemerken, dass der innere untere Teil der Laufbuchse 10 heisser ist als der untere äussere Teil der Laufbuchse. Innen findet unter anderem Reibung durch den Kolben sowie Erhitzung durch die heissen Verbrennungsgase statt. Aussen werden die Laufbuchsenteile durch das kältere und kühlende Motorengehäuse, durch das kalte frische Gasgemisch, usw. gekühlt. Das Resultat ist eine Verformung nach aussen der unteren Laufbuchsenteile.
Mit dieser Zylinderausführung kann die Konizität der Laufbuchse 10 klein gehalten werden, die Dichtung zwischen Kolben und Zylinder ist verbessert, die Reibung ist verkleinert, das Klemmen im oberen Teil ist behoben oder mindestens verkleinert, die Abnutzung ist verkleinert. Das Anwerfen des Motors ist erleichtert. Der Motor gewinnt an Leistung und an Beschleunigungsvermögen. Zusätzlich kann die Laufbuchse 10 im Bereich der Schlitze mit gefrästen Anschrägungen 13, 14 versehen sein, um den Ausdehnungseffekt zu verstärken.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Laufbuchse
11 Zylinderraum
12 Laufbuchsenwand
13,14 Anschrägung
15,16 Schlitz
17,18 Öffnung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Zweitaktmotor, insbesondere für Modelle von Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugen, umfassend einen in einer Laufbuchse (10) auf- und abwärts bewegbaren Kolben, der nach oben hin einen Verbrennungsraum begrenzt und nach unten hin über einen Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden ist, die in einem unterhalb der Laufbuchse (10) angeordneten Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, das die Laufbuchse (10) am unteren, dem Kurbelgehäuse benachbarten Ende Mittel (15, 16) aufweist, welche die thermisch bedingte radiale Ausdehnung der Laufbuchse (10) verstärken.
2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (10) am unteren Ende wenigstens einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz (15, 16) aufweist.
3. Zweitaktmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (10) über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von in axialer Richtung verlaufenden Schlitzen (15, 16) aufweist.
4. Zweitaktmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (10) vier jeweils um 90° versetzt angeordnete Schlitze (15, 16) aufweist.
5. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (10) im Bereich der Schlitze (15, 16) jeweils mit einer Anschrägung (13, 14) versehen ist, derart, dass sich die Wanddicke der Laufbuchse (10) nach unten zu verringert.
6. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Laufbuchse (10) nach oben hin leicht konisch verengt.
EP06741661A 2005-07-06 2006-06-22 Zweitaktmotor, insbesondere für modelle von land-, wasser oder luftfahrzeugen Withdrawn EP1899592A1 (de)

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