SE508624C2 - Tvåtaktsmotor - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 508 624 2 sin väg uppåt stängt avgasporten. Emellertid leder denna lös- ning till att man måste förse motorn med elektronik för att styra insprutningsmunstycket och förse motorn med en kompres- sor för att kunna inmata förbränningsluft.

Föreliggande uppfinning löser problemet att erhålla hög för- bränningsgrad vid en tvåtaktsmotor utan att införa ytterliga- re rörliga delar eller annan styrutrustning för inmatning av bränsleblandning.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en tvàtakts förbränningsmotor innefattande en cylinder, en kolv och en vevstake ansluten mellan en vevaxel och kolven, ett inlopp till ett vevhus för bränsleblandning från en förgasare och en kanal mellan vevhus och en ingasport i cylinderns vägg samt en avgasport i cylinderns vägg, vilken avgasport står i för- bindelse med omgivningen, där en cylinder förefinns vilken är gemensam för två mot och från varandra löpande kolvar, där ett vevhus förefinns i cylinderns båda ändar, där i vardera vevhuset en vevaxel förefinns som via en kolvstång är förbun- den med respektive kolv, och där vevaxlarna är mekaniskt för- bundna med varandra så att båda kolvarna samtidigt rör sig .mot det övre dödläget och samtidigt rör sig mot det nedre dödläget samt där en förgasare finns ansluten till det första vevhuset, och utmärkes av, kombinationen att endast ett andra av vevhusen via en kanal är förbundet med nämnda ingasport samt att nämnda avgasport är placerad för samverkan med den kolv som tillhör det första av vevhusen och att ett rör löper mellan det första vevhuset och det andra vevhuset för trans- port av bränsleblandning från det första vevhuset till det andra vevhuset samt att en backventil förefinns mellan det första vevhuset och rörets inloppsände.

Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband med pà bifogade ritningar visade utföringsexempel av uppfinningen, där - figur 1 visar ett längdsnitt genom en motor enligt uppfin- 10 15 20 25 30 35 508 624 ningen - figur 2 visar ett motsvarande, men mer schematiskt, längd- snitt som figur 1 men vridet 90° - figur 3a - 3e visar en arbetscykel när motorns vevaxlar roterar ät motsatt häll - figur 4a - 4e visar en arbetscykel när motorns vevaxlar roterar àt samma hàll - figur 5 visar ett schematisk snitt motsvarande det i figur 1 visade snittet med en alternativ förbindning mellan vevax- larna - figur 6 visar ett schematiskt snitt motsvarande det i figur 1 visade snittet med en ytterligare alternativ förbindning mellan vevaxlarna.

I figur 1 och 2 visas en tvàtakts förbränningsmotor innefat- tande en cylinder 1, en kolv 2 och en vevstake 3 ansluten mellan en vevaxel 4 och kolven 2. Vidare förefinns ett inlopp 5, med en bladfjäder 35 eller motsvarande ventil, till ett vevhus 6 för bränsleblandning fràn en konventionell förgasare 32. Luft tillföres via ett inlopp 36.

Cylindern 1 är gemensam för tvà mot och fràn varandra löpande kolvar 2, 12. Förutom nämnda vevhus 6 förefinns ett ytterli- gare vevhus 10 i cylinderns andra ände. I vardera vevhuset 6, 10 förefinns en vevaxel 4, ll som via en respektive kolvstàng 3, 13 är förbunden med respektive kolv 2, 12. Vevaxlarna 4, 11 är mekaniskt förbundna med varandra sà att bàda kolvarna 2, 12 samtidigt rör sig mot det övre dödläget och samtidigt rör sig mot det nedre dödläget. I figur 1 är vevaxlarna för- bundna medelst en kuggrem 14 med tillhörande kuggremshjul 15, 16 pà vardera vevaxeln. I stället kan förbindningen på mot- svarande sätt bestå av en kedja och ett kedjehjul pà vardera vevaxeln.

Genom detta utförande kommer sàledes kolvarnas respektive översida i kolvarnas övre dödläge och cylinderväggen att bil- da föbrànningsrummet 17, såsom schematiskt visas i figur 4a. 10 l5 20 25 30 35 508 624 4 En kanal 7 finns mellan vevhuset 10 och en ingasport 8 i cy- linderns 1 vägg. En avgasport 9 förefinns i cylinderns vägg, vilken avgasport har förbindelse med omgivningen.

Ett tändstiftshäl 18 förefinns genom cylindern, vilket är placerat vid det av de båda kolvarnas översida samt cylinder- väggen vid kolvarnas respektive övre dödläge bildade förbrän- ningsrummet. Hålet är anordnat för att uppbära ett icke visat konventionellt tändstift. Tvà motstàende tändstiftshál kan förefinnas vilket ger en säkrare tändning i det av kolvarna bildade förbränningsrummet.

I figur 1 visas ett svänghjul 37 monterat på den första vev- axeln 4.

Uppfinningen utgöres av kombinationen att endast ett andra av vevhusen 10 via en kanal 7 är förbundet med nämnda ingasport 8 samt att nämnda avgasport 9 är placerad för samverkan med den kolv 2 som tillhör det första av vevhusen 6 och att ett rör 33 löper mellan det första vevhuset 6 och det andra vev- huset 10 för transport av bränsleblandning frän det första vevhuset till det andra vevhuset samt att en backventil 34 förefinns mellan det första vevhuset 6 och rörets 33 inlopps- ände.

I figur 4a - 4e visas en arbetscykel i det utförande där vev- axlarna har samma rotationsriktning. I figur 4a visas det öv- re dödläget, där bränslet tänds. Kolvarna förskjutes därefter i riktning fràn varandra, se figur 4b, till dess de när det nedre dödläget visat i figur 4c. Under den första kolvens 2 transport trycker den ut bränsleblandning i röret 33 genom backventilen 34. Bränsleblandningen i röret 33 trycks därvid in i det andra vevhuset 10.

I det nedre dödläget friläggs såväl ingasporten 8 som avgas- porten 9. 10 15 20 25 30 35 508 624 5 Färsk bränsleblandning strömmar därvid pà känt sätt fràn vevhuset 10 genom kanalen 7 in genom ingasporten 8 till cy- lindern samtidigt som avgaserna strömmar ut ur avgasporten 9 under inverkan av den inströmmande bränsleblandningen.

Därefter rör sig kolvarna i riktning mot varandra, se figur 4d, under inverkan av ett svänghjul 20, 21; 37 pà den ena eller båda vevaxlarna, till dess det övre dödläget åter upp- nàs, se figur 4e, varefter cykeln upprepas. I figur 4b - 4e har för tydlighets skull referenssiffror inte angivits.

Detta utförande har visat sig ge mycket làga emissioner av CO och HC. Orsaken till de låga emissionerna är inte helt kart- lagda men torde vara flera samverkande faktorer. En faktor är att det första vevhuset en gäng per varv trycker ut bränsle- blandning i röret samtidigt som backventilen 34 hindrar att ett undertryck skapas i röret 33 när den första kolven rör sig mot sitt övre dödläge. Detta medför att det andra vevhu- set, när den andra kolven rör sig mot sitt övre dödläge, för- ses med bränsleblandning med ett högre tryck än om backventi- len inte fanns. När sedan den andra kolven rör sig mot sit: nedre dödläge och därvid både ingasöppningen 8 och avgaspor- ten 9 öppnar antas det högre trycket medföra en effektivare spolning av cylindern.

En annan faktor är att genom att bränsleblandningen som bil- das i förgasaren 36 genomlöper inte bara det första vevhuset utan även röret 33 kommer det andra vevhuset att erhàlla en mycket homogen bränsle/luftblandning.

Enligt en föredragen utföringsform förefinns en tilluftskanal 39 utmed rörets 33 längd för tillsättande av luft med överat- mosfäriskt tryck till bränsleblandningen i röret 33. Lämpli- gen finns en ventil 40 för reglerande av lufttrycket i till- luftskanalen 39.

Det är föredraget att nämnda tryckluft har ett tryck av om- lO l5 20 25 30 35 508 624 kring 1.05 till 1.5 bar.

Enligt ett ytterligare föredraget utförande förefinns en kompressor 38, eller ett fläkthjul, anordnad att alstra nämnda tryckluft, vilken kompressor är driven av förbrän- ningsmotorn. Lämpligen är kompressorn 38 monterad vid motorns svänghjul. En utloppskanal 41 från kompressorn är förbunden med eninloppskanal 42 till nämnda ventil 40.

Det har visat sig att när tryckluft tillföres röret 33 in- nehållande bränsleblandning minskar emissionerna ytterligare högst påtagligt. Detta torde ha samma förklaring som ovan, nämligen att spolningen av cylindern förbättras.

Enligt en föredragen utföringsform är nämnda ingasport 8, eller ingasportar, så placerad att den öppnar helt när den första kolven 2 tillhörig det nämnda första vevhuset 6 är nära eller vid dess nedre dödläge.

Enligt en annan föredragen utföringsform är nämnda avgasport 9, eller avgasportar, så placerad att den öppnar helt när den andra kolven 12 tillhörig det nämnda andra vevhuset 10 är nä- ra eller vid dess nedre dödläge.

Genom att vevaxlarna är förbundna med varandra kan ett utfö- rande vara att det förefinns ett svänghjul 37 på endast en av vevaxlarna 4.

I ett utförande kan en av nämnda vevaxlar utgöra drivaxel.

Ett alternativt utförande avseende förbindningen mellan vev- axlarna visas i figur 5. Härvid förefinns två kuggremmar 22, 23 vilka vardera samverkar med en vevaxel och ett kuggrems- hjul 24, 25 som är fast förbundna med en utgående drivaxel 26. I detta utförande roterar vevaxlarna åt samma håll.

Ytterligare ett utförande avseende vevaxlarnas förbindning 10 15 20 25 30 35 508 624 7 visas i figur 6. I figur 6 är nämnda vevaxlar mekaniskt för- bundna medelst kugghjul 27, 28 respektive kugghjul 29, 30 och en gemensam axel 31 mellan kugghjulen 28, 29. Med detta utfö- rande, där kugghjulen är snedskurna, kommer vevaxlarna att ha motsatt rotationsriktning.

Beroende pà utförande kan det tänkas att det finns ett kugg- hjul pà vardera vevaxeln som stàr i direkt ingrepp med var- andra. Ocksä i ett sàdant utförande kommer vevaxlarna att ha motsatt rotationsriktning.

I figur 3a - 3e visas en motsvarande cykel som i figur 4a - 4e med den enda skillnaden att vevaxlarna har motsatt rota- tionsriktning. Inte heller i dessa figurer har för tydlighet: skull referenssiffror angivits.

Genom uppfinningen uppnås att avståndet mellan ingasport c"' avgasport är mycket längt jämfört med en konventionell två taktsmotor samt att en homogen bränsleblandning med ett ::_ som är högre än vid konventionella tvàtaktsmotorer tillfíw cylindern.

Detta innebär att utsläppet av icke förbränd bränsleblandym liksom utsläpp av CO och HC blir mycket litet eller helt »__ minerat.

Detta innebär i sin tur att med sedvanliga optimeringar av fackmannen avseende utformning av ingasport och avgasport, form hos kolvens översida, tändstiftsplaceringar, eventuell tillsats av tryckluft etc. kan en tvàtaktsmotor ge en i allf väsentligt fullständig förbränning.

Dessutom ernäs fördelen att motorn är enklare i sin uppbygg- nad jämfört med en konventionell tvàtaktsmotor med tvà cy- lindrar. Förutom detta är motorn genom kolvarnas rörelse mot och fràn varandra utbalanserad. 10 508 624 8 Genom att bränsleblandning innehållande tvàtaktsolja inström- mar genom det första vevhuset 6 från förgasaren och därifrån via ledningen till det andra vevhuset 10, för att därifrån tillföras cylindern, erhålles smörjning i bàda vevhusen.

Ovan har ett antal utföranden visats, där motorns uppbyggnad visats schematiskt. Det är uppenbart att många modifikationer kan göras av fackmannen utan att det grungläggande i uppfin- ningen fràngäs.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 508 624 Patentkrav

1. Tvàtakts förbränningsmotor innefattande en cylinder, en kolv och en vevstake ansluten mellan en vevaxel och kolven, ett inlopp (5) till ett vevhus (6) för bränsleblandning fràn en förgasare och en kanal mellan vevhus och en ingasport i cylinderns vägg samt en avgasport i cylinderns vägg, vilken avgasport stàr i förbindelse med omgivningen, där en cylinder (1) förefinns vilken är gemensam för tvà mot och från varand- ra löpande kolvar (2,l2), där ett vevhus (6,lO) förefinns i cylinderns (1) bàda ändar, där i vardera vevhuset (6,lO) en vevaxel (4,11) förefinns som via en kolvstàng (3,l3) är för- bunden med respektive kolv (2,l2), och där vevaxlarna (4,11) är mekaniskt förbundna med varandra så att bàda kolvarna (2, 12) samtidigt rör sig mot det övre dödläget och samtidigt rör sig mot det nedre dödläget samt där en förgasare (32) finns ansluten till det första vevhuset (6), k ä n n e t e c k - n a d a v, kombinationen att endast ett andra av vevhusen (10) via en kanal (7) är förbundet med nämnda ingasport (8) samt att nämnda avgasport (9) är placerad för samverkan med den kolv (2) som tillhör det första av vevhusen (6) och att ett rör (33) löper mellan det första vevhuset (6) och det andra vevhuset (10) för transport av bränsleblandning fràn det första vevhuset till det andra vevhuset samt att en backventil (34) förefinns mellan det första vevhuset (6) och rörets (33) inloppsände.

2. Förbränningsmotor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att utmed rörets (33) längd förefinns en tilluftskanal (39) för tillsättande av luft med överatmosfäriskt tryck till bränsleblandningen i röret.

3. Förbränningsmotor enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda tryckluft har ett tryck av omkring 1.05 till 1.5 bar.

4. Förbränningsmotor enligt krav 2 eller 3, k ä n n e - 10 15 20 25 508 624 t e c k n a d hjul , förefinns anordnad att alstra nämnda tryckluft, a v, att en kompressor 10 (38), kompressor är driven av förbränningsmotorn.

5. Förbränningsmotor enligt krav 1, 2, n e t e c k n a d aV, att nämnda ingasport 3 eller 4, eller ett fläkt- vilken k ä n - (8), eller in- gasportar, är så placerad att den öppnar helt när den andra kolven (12) tillhörig det nämnda andra vevhuset eller vid dess nedre dödläge.

6. Förbränningsmotor enligt krav 1, 2, 3, n e t e c k n a d av, att nämnda avgasport 4 eller 5, (10) är nära k ä n (9), eller av- gasportar, är så placerad att den öppnar helt när den första kolven (2) tillhörig det nämnda första vevhuset eller vid dess nedre dödläge.

7. k ä n n e t e c k n a d Förbränningsmotor enligt krav 1, 2, 3, 4, aV, att nämnda vevaxlar mekaniskt förbundna medelst en kuggrem (14)

8. k ä n n e t e c k n a d mekaniskt förbundna medelst kugghjul axel är nära (4) 5 eller 6, (4,ll) äx eller kedja. Förbränningsmotor enligt krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, (31). aV, att nämnda vevaxlar (27-30) (4,ll) är och en eventuf__