AT403084B

AT403084B - Aufgeladene zweitakt-brennkraftmaschine mit selbstzündung

Info

Publication number: AT403084B
Application number: AT130095A
Authority: AT
Inventors: Michael Gayer
Original assignee: Michael Gayer
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-11-25
Also published as: ATA130095A

Description


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   Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, bestehend aus mindestens einem Zylinder, aus einem Kolben, der In dem Zylinder beweglich ist, aus mehreren Einlassöffnungen, die von einem Einlassraum ausgehen und   Auslassoffnungen   im Zylinder, die jeweils durch den Kolben gesteuert werden, und aus einer Einspritzvorrichtung zum Einspntzen von Kraftstoff in den Zylinder, wobei die Einlassöffnungen an der Umfangsfläche des Zylinders verteilt angeordnet sind und wobei der Kolben eine Umlenknase aufweist, die Im unteren Totpunkt des Kolbens den Einlassöffnungen gegenüberliegt und die nach oben hin vorsteht. 



   Insbesonders betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, die mit einem Abgasturbolader versehen 
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   Aus der FR 942 935 A ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren Einlassöffnungen und einem Kolben bekannt, der nach oben hin im wesentlichen durch eine konvexe Fläche In der Form eines Kugelabschnitts begrenzt ist. Seitlich versetzt zu den Einlassöffnungen und den Auslassöffnungen gegenüberliegend ist eine Ausnehmung im Kolben vorgesehen, die im wesentlichen die Form eines Rotationsellipsoids aufweist. Dies lenkt die Abgase in gewisser Welse zu den Ausströmschlitzen hin. Für eine gute Verwirbelung des einströmenden Luft-Kraftstoff-Gemisches wird dabei jedoch keine Vorsorge getroffen. Weiters ist aus der US 1 122 965 A eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Kolben einem einzelnen Einlassschlitz gegenüberliegend eine halbzylindrische Umlenkfläche aufweist.

   Dadurch wird die Richtung des einströmenden Luft-Kraftstoff-Gemisches geändert, es wird jedoch keine Verwirbelung erzeugt. 



   Ähnliches gilt auch für die Lösungen, die aus der AT 326 417 B und aus der DE 419 501 C bekannt sind. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, solche Brennkraftmaschinen weiterzubilden, wobei Höchstleistungen erzielt werden sollen. Wesentlich ist dabei eine saubere und vollständige Verbrennung des Kraftstoff-LuftGemisches. Ein niedriger Kraftstoffverbrauch und   Schadstoffemissionswerte,   die den Vorschriften entsprechen, sollen dabei erreicht werden. 



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Umlenknase eine Umlenkkante aufweist, die im wesentlichen halbkreisförmig und konzentrisch zum Umfang des Zylinders ist und dass sie unterhalb der Umlenkkante einen unterschnittenen Bereich aufweist, der im unteren Totpunkt des Kolbens den Einlassöffnungen gegenüberliegt, und der einen im wesentlichen torusförmigen Raum bildet. 



   Durch die möglichst vielen   Einlass- und Auslassquerschnitte   kann auch bei höchsten Drehzahlen ein Gaswechsel erreicht werden, der zur Erzielung einer vollständigen Verbrennung notwendig ist. Wesentlich an der Erfindung ist, dass sich beim Einströmen der Luft durch die etwa   halbkreisförmig   angeordneten Einströmöffnungen an der Umlenknase eine im wesentlichen   walzenförmige   Strömung bildet, die während der Verdichtung mit der nach oben strömenden Luft zusammenstösst und einen Wirbelstrom bildet. 



   Der Gaswechsel wird besonders begünstigt, und es werden besonders geringe Strömungsverluste erreicht, wenn die Umlenknase Im Axialschnitt des Kolbens unterhalb der Umlenkkante im wesentlichen in der Form eines Kreisbogens ausgebildet ist, der sich im Bereich des Kolbenumfanges tangential einer Ebene annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse ist. Dadurch wird die Luft-Treibstoff-Mischung an die Zylinderwand gedrückt, um eine Tropfenbildung zu verhindern. Weiters soll der den Einlassöffnungen gegenüberliegende Abschnitt der Umlenknase zu den Auslassöffnungen abfallend ausgebildet sein, wobei er sich im Bereich des Kolbenumfanges tangential einer Ebene annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse ist. 



   Die Ausströmung der verbrannten Gase kann dadurch verbessert werden, dass der den Einlassöffnungen gegenüberliegende Abschnitt der Umlenknase in an sich bekannter Weise zu den Auslassöffnungen hin abfallend ausgebildet ist, wobei er sich im Bereich des Kolbenumfanges tangential einer Ebene annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse ist. 



   Besonders vorzugsweise ist der Zylinderkopf an seiner Unterseite der Form der Umlenknase entsprechend ausgebildet. Bei hochverdichtenden Dieselmotoren besteht vielfach das Problem der Darstellung der erforderlichen Kompression, da Im oberen Totpunkt des Kolbens der Gasraum relativ klein sein muss. Aus den oben angeführten Dokumenten sind zwar Lösungen bekannt, es ist jedoch kein Hinweis auf die spezielle Ausbildung gegeben. 



   Eine weitere Leistungssteigerung kann dadurch erreicht werden, dass bei mehrzylindnger Ausgestaltung jeweils zwei Zylinder einen gemeinsamen Einlassraum aufweisen. Insbesonders ist es vorteilhaft, und es kann eine sanftere Verbrennung, die zu einer geringeren Geräuschemission führt und die auch bei höchsten Drehzahlen ausreichend schnell abläuft, erreicht werden, indem   eine Einnchtung   zur   Voreinsprit-   zung von Kraftstoff in den Einlassraum vorgesehen ist. Die dort eingespritzte Kraftstoffmenge Ist zwar zur Zündung und Verbrennung des Gemisches   nicht ausreichend, begünstigt   aber die Verbrennung im Zuge der Haupteinspritzung, die in normaler Weise direkt In den Zylinder erfolgt. 

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   Es ist ersichtlich, dass die Rücklauföffnung 34 einen deutlich kleineren Durchmesser aufweist als die erste und die zweite Kühlbohrung 32 bzw. 33. 



   Die vorliegende Erfindung erlaubt es, aufgeladene Zweitakt-Dieselmaschinen mit höchster Leistung zu schaffen, bel denen einerseits eine saubere Verbrennung erreicht wird und andererseits ein Durchbrennen des Kolbens verhindert werden kann.

Claims

Patentansprüche 1. Aufgeladene Zweltakt-Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, bestehend aus mindestens einem Zylin- der (1), aus einem Kolben (2), der in dem Zylinder (1) beweglich ist, aus mehreren Einlassöffnungen (4), die von einem Einlassraum ausgehen, und Auslassöffnungen (5) im Zylinder (1), die jeweils durch den Kolben (2) gesteuert werden, und aus einer Einspritzvorrichtung (6) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder (1), wobei die Einlassöffnungen (4) an der Umfangsfläche des Zylinders (1) verteilt angeordnet sind und wobei der Kolben (2) eine Umlenknase (20) aufweist, die im unteren Totpunkt des Kolbens (2) den Einlassöffnungen (4) gegenüberliegt und die nach oben hin vorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenknase (20) eine Umlenkkante (21) aufweist, die im wesentlichen halbkreisförmig und konzentrisch zum Umfang des Zylinders (1) ist und dass sie unterhalb der Umlenkkante (21) einen unterschnittenen Bereich (22) aufweist, der Im unteren Totpunkt des Kolbens (2) den Einlassöffnungen (4) gegenüberliegt, und der einen Im wesentlichen torusförmigen Raum (25) bildet.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenknase (20) im Axi- aischnitt des Kolbens (2) unterhalb der Umlenkkante (21) im wesentlichen in der Form eines Kreisbo- gens ausgebildet ist, der sich Im Bereich des Kolbenumfanges tangential einer Ebene (23) annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse (A) ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Einlassnöffnungen (4) gegenüberliegende Abschnitt (24) der Umlenknase (20) in an sich bekannter Weise zu den Auslassöffnungen (5) hin abfallend ausgebildet ist, wobei er sich im Bereich des Koibenumfanges tangential einer Ebene (23) annähert, die rechtwinkelig auf die Zylinderachse ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder- kopf an seiner Unterseite der Form der Umlenknase (20) entsprechend ausgebildet ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrzylin- dnger Ausgestaltung jeweils zwei Zylinder (1) einen gemeinsamen Einlassraum (9) aufweisen.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrich- tung (8) zur Voreinspritzung von Kraftstoff in den Einlassraum vorgesehen ist.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Im Kolben (2) eine erste und eine zweite Kühlbohrung (32,33) vorgesehen sind, wobei die erste und die zweite Kühlbohrung (32, 33) einen spitzen Winkel (a) einschliessen.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kühlbohrung (32) im wesentlichen unterhalb der Umlenknase (20) vorgesehen ist.