DE2831426A1 - TWO-STROKE ENGINE WITH MIXED FLOW THROUGH THE PISTON - Google Patents

Description

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^ PATENTANWÄLTE OR.-ING. HOGER DIPUNG. STELLRECHTM Se^ PATENT AGENCIES OR.-ING. HOGER DIPUNG. JOB RIGHT Se

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i'irma PIAGGIO i G. S.p.A., Genua (Italien).i'irma PIAGGIO i G. S.p.A., Genoa (Italy).

"Zweitaktmotor mit durch den Kolben erfolgendem Gemischeinströmen". "Two-stroke engine with mixture flowing in through the piston".

Die kragen der Umweltverschmutzung und der sich erschöpfenden Energiequellen haben auch dem Zweitaktmotor die zweifaohe Forderung gestellt, die eigene Erzeugung unverbrannter Kohlenwasserstoffe sowie den eigenen Kraftstoffverbrauch einzuschränken, ohne dabei die Wirtschaftlichkeit seiner Herstellung und dit Fahrfreundlichkeit der Fahrzeuge allzusehr au beeintr&ohtigta, in die der Zweitaktmotor bis heute mit Vorteil gegenüber den anderen hotorarten eingebaut wird·The collar of pollution and the exhaustion Energy sources also have a twofold requirement for the two-stroke engine asked to limit their own production of unburned hydrocarbons as well as their own fuel consumption, without affecting the profitability of its production and the driving-friendliness of the vehicles too much, In which the two-stroke engine is still installed today with an advantage over the other types of motors

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Eine große fieihe .äntwicklungs Studien und Versuche befassten sich insbesondere mit dem Iroblem der opülung, indera verschiedene Formen des Motors und zahlreiche Konstruktionsverfahren vorgeschlagen wurden, ohne jedoch damit zu erreichen, daß der Verlust an Frischladung beim Auspuffvorgang wesentlich verringert wird, und daß die Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches die restlose Ausnutzung des in den Zylindern zurückgebliebenen Kraftstoffes sicherstellt.A large number of development studies and trials have been carried out in particular with the problem of opülung, indera different Shapes of the engine and numerous methods of construction have been suggested without actually accomplishing the Loss of fresh charge during the exhaust process is significantly reduced, and that the composition of the air-fuel mixture ensures complete utilization of the fuel remaining in the cylinders.

Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Bauart eines Zweitaktmotors, die dazu geeignet ist, die oben gestellten Aufgaben größtenteils zu lösen und dadurch gekennzeichnet ist, daß die überströmung des im Kurbelgehäuse vorverdichteten Luft-Kraft st off gemisches durch den Kopf des Kolbens erfolgt.The subject of the invention is a special type of two-stroke engine, which is suitable for largely solving the above tasks and is characterized in that the air / fuel mixture, which is pre-compressed in the crankcase, flows over through the head of the piston.

Die Erfindung wird in den Figuren der beigefügten Zeichnung als Beispiel schematisch dargestellt, .as zeigt:The invention is illustrated schematically in the figures of the accompanying drawings as an example, .as shows:

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Einzylindermotor nach der durch die Antriebswelle gehenden Axialebene des Zylinders, und 1 shows the longitudinal section through a single-cylinder engine according to the axial plane of the cylinder passing through the drive shaft, and

Fig. 2 den zu dem Längsschnitt von Fig. 1 senkrechten Längsschnitt durch denselben Motor. FIG. 2 shows the longitudinal section through the same motor, perpendicular to the longitudinal section of FIG. 1.

Wie daraus ersichtlich, weist der Kolbeniin der Mitte seines Köpfteiles 2 eine Bohrung 3 auf, in die die in demselben Kolben ausgesparten Kanäle 4- münden. Diese Kanäle befinden sich -wenn der Kolben den unteren Totpunkt erreicht - mit Kanälen 5 in Verbindung, welche im Zylinder 6 und im Kurbelgehäuse 7·ausgespart sind, um das Überströmen des im Hohlraum 8 des Kurbelgehäuses 7 vorverdichteten Gemisches zu ermöglichen. In dieser As can be seen from this, the piston has a bore 3 in the middle of its head part 2, into which the channels 4 - 4 cut out in the same piston open. When the piston reaches bottom dead center, these channels are in connection with channels 5 which are recessed in the cylinder 6 and in the crankcase 7 in order to enable the mixture which has been precompressed in the cavity 8 of the crankcase 7 to flow over. In this

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stellung läßt der Kolben Λ auch die Auslaßschlitze 9 frei. Gestalt und Abmessungen der Bohrung 3 und der entsprechenden überströmkanal, die zur Bohrung 3 führen, sowie auch das Inhaltsvermögen des Hohlraumes 8 des Kurbelgehäuses 7 sind so aufeinander abgestimmt, daß das Gemisch beim Einströmen einen möglichst geschlossenen Strahl bildet, der in der Lage ist, durch die Lasse der Abgase bis zum Zylinderkopf zu dringen, von wo er dann als otrömung nach unten geht und die Abgase, die am Zylinderbohrungsumfang wie ein Ring stehen, restlos durch die Auslaßöffnungen herausdrängt, ohne daß eine Vermischung zwischen ]?rischladung und Abgasen zustande kommen kann.position, the piston Λ also leaves the outlet slots 9 free. The shape and dimensions of the bore 3 and the corresponding overflow duct leading to the bore 3, as well as the capacity of the cavity 8 of the crankcase 7 are coordinated so that the mixture when flowing in forms a jet that is as closed as possible and is able to pass through to allow the exhaust gases to penetrate to the cylinder head, from where it then goes down as an otrömung and the exhaust gases, which stand like a ring on the circumference of the cylinder bore, are completely forced out through the outlet openings without any mixing between the gas and the exhaust gases .

oomit lassen sich die Verluste an der Frischladung durch den Aualaii vermeiden, die sonst durch Kurzschluß mit den tlberströmkanälen oder durch Vermischen der Frischladung mit den Abgasen verursacht werden, so daß die Außenluftverunreinigung durch unverbrannte Kohlenwasserstoffe und der Kraftstoffverbrauch herabgesetzt werden.oomit can be used to reduce the losses of the fresh charge caused by the Avoid aualaii that would otherwise be caused by a short circuit with the overflow channels or by mixing the fresh charge with the exhaust gases, so that the outside air pollution by unburned Hydrocarbons and fuel consumption are reduced.

weitere Verminderung des Kraftstoffverbrauches durch einefurther reduction in fuel consumption through a

s-·; des Verhältnisses Luft/Kraftstoff wird durch eine bchichtbildung der Frischladung, die gegen den Zylinderkopf, wo die Zündkerze sitzt, reicher ist, sowie durch eine bessere Ver— ,.iengune und Verdampfung der in der Gemischluft schwebenden Kraftstoff tropf en erreicht, was durch das Auftreffen des Gemischstrahles auf den heißen Zylinderkopf und das Strömen der Frischladung durch die im Kolben ausgesparten heißen ifoerströmkanäle unter-s- ·; of the air / fuel ratio is achieved through a layering of the fresh charge, which is richer against the cylinder head, where the spark plug is located, as well as through better Ver— , of the mixture jet on the hot cylinder head and the flow of the fresh charge through the hot ifoer flow channels recessed in the piston.

Zi- ; i^nie diüse i.vii^ere Vermischung der Zi- ; i ^ never diüse i.vii ^ ere mixing of the

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Bestandteile des Gemisches - neben der besonderen Ausgestaltung des Verbrennungsraumes, der sich in den Kanälen des Kolbens fortsetzt - eine der Ursachen der erheblichen Erweiterung des Leistungsbereiches des Motors gegen die niedrigeren Drehzahlen hin sowie seines außergewöhnlichen Beschleunigungsvermögens unter Belastung besonders bei den unteren Grenzen, bildet, wie man beim Motor nach dieser Bauart versuchsmäßig feststellen konnte·Components of the mixture - in addition to the special design of the combustion chamber, which is in the channels of the piston continues - one of the causes of the considerable expansion of the power range of the engine towards the lower speeds as well as its extraordinary ability to accelerate under load, especially at the lower limits, forms how one could determine experimentally with the engine of this type

Die Möglichkeit einer stabilen Leistungsfähigkeit bei den niedrigen Drehzahlen ist eine von den Kraftradfahrern, besonders im Stadtverkehr, sehr geschätzte Eigenschaft, die jedoch bei anderen Verfahren für die Verminderung des spezifischen Verbrauches nachteilig beeinflußt wird.The possibility of stable performance at the low RPM is one of the most valued properties of motorcyclists, especially in city traffic, but it is also important for other processes for the reduction of the specific consumption is adversely affected.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die wirksamere Abkühlung des Kolbens, was die Gefahr eines Festfressens des Kolbens am Zylinder herabsetzt.Another advantage of the invention is the more effective cooling of the piston, which reduces the risk of the piston seizing Cylinder lowers.

In den figuren der beigefügten Zeichnung sind das Zusammenflies- een bei 10 der Endabschnitte der Überströmkanäle 4-, das zur Ge schlossenheit des Gemischstrahles beiträgt, den weiten Krümmungsradius der Überströmkanäle im Kolben und im Zylinder, der -■·" den gaadynanischen Widerstand herabsetzt, die hohlkugelige Ausbildung des Zylinderkopfes und die zwei symmetrisch einander entgegengesetzt angeordneten Auslaßschlitze 9 besonders hervorzuheben* In the figures of the accompanying drawing, the Zusammenflies- are een at 10 of the end portions of the transfer ducts 4, the mindedness for Ge of the mixture jet contributes to the wide radius of curvature of the transfer ducts in the piston and the cylinder, the - ■ · "reduces the gaadynanischen resistance, hollow spherical design of the cylinder head and the two symmetrically opposite to each other disposed exhaust ports 9 emphasized particularly *

- Ea versteht sich von selbst, daß die Erfindung auch andere Aus- «' fühntafsforaen annehaen kann, als die hier beschriebene und in der feeigtftgten Zeichnung dargestellte, ohne dadurch den ein- - Ea is to be understood that the invention can annehaen other training "'fühntafsforaen, illustrated as described herein and feeigtftgten in the drawing, without thereby the switch

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leitend dargelegten iSrfindungsgedanken aufzugeben. Z.B. kann die bberströmung aus dem Kurbelgehäuse auch durch einen einzigen Kanal erfolgen, was mit herstellungs- und betriebsmäßigen Vorteilen verbunden sein kann; die Auslaßschlitze können auch mehr als zwei an der Zahl vorgesehen und in gleicher oder nahezu gleicher Entfernung voneinander angeordnet werden; die Querschnittform des überStrömungskanals kann auch anders als kreisrund gewählt werden, z.B. elliptisch oder dgl., wobei die iiauptachse des Querschnittes in der spiegelbildlichen Symmetrieebene des während der Spülung entstehenden Stromes liegt, falls die Auslaßschlitze zwei an der Zahl oder in entgegengesetzt liegenden Kreisbögen gesammelt sind, damit die Spülung der von den Auslaßschlitzen weiter entfernt liegenden Zylinderraumtei-Ie verbessert wird.to abandon the idea of the invention. For example, the overflow from the crankcase can also take place through a single channel, which can be associated with manufacturing and operational advantages; the outlet slots can also be provided in number more than two and arranged at the same or almost the same distance from one another; the cross-sectional shape of the overflow channel can also be chosen other than circular, e.g. elliptical or the like, the main axis of the cross-section lying in the mirror-image plane of symmetry of the flow created during flushing, if the outlet slots are two in number or in opposing circular arcs, so that the flushing of the cylinder space parts located further away from the outlet slots is improved.

Claims (7)

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS DR.-ING. HÖGER DIPL-ING. STELURECHT M. Sc. DIPL-PHYS^ORiaRIESSBACKDIPL.-PHYS.HAECKERDR.-ING. HÖGER DIPL-ING. STELURECHT M. Sc. DIPL-PHYS ^ ORiaRIESSBACKDIPL.-PHYS.HAECKER 7 δτυττβ'ΑRT-I-.7 δτυττβ'ΑRT-I-. P A '£ E N 'J? A M ο P R J C H EPA '£ E N' J? AM ο PRJ C HE J Kolbenverbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß das überströmen des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern vollständig oder auch nur teilweise durch im Kopf der einzelnen Kolben ausgesparte Kanäle erfolgt.J Piston internal combustion engine, characterized in that that the overflow of the air-fuel mixture in the cylinders completely or only partially through in the head the individual pistons recessed channels takes place. 2. Verbrennungsmotor nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das hinströmen durch eine einzige Öffnung erfolgt, die aus einer in der Kitte des Kolbenkopfes ausgesparten Bohrung besteht.2. Internal combustion engine according to the preceding claim, characterized in that that the flow takes place through a single opening, which consists of a hole recessed in the cement of the piston head. 3. Verbrennungsmotor nach dem Vorhergehanden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der im Zylinderkopf ausgesparte überströmkanal einen sich entlang der eigenen Achse zweckmäßig verändernden Querschnitt aufweist.3. Internal combustion engine according to the preceding claim, characterized in that that the overflow channel recessed in the cylinder head is expediently changing along its own axis Has cross section. 4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überströmkanal einen querschnitt von beliebiger, z.ß. elliptischer Form oder dgl aufweist, deren Hauptachse in der Längsebene des Zylinders liegt, der die Auslaßschlitze gegenüber stehen. 4. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the overflow channel has a cross section of any, z.ß. more elliptical Has shape or the like, the main axis of which lies in the longitudinal plane of the cylinder to which the outlet slots are opposite. 5. Verbrennungsmotor nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmbohrung sowohl über einen im Kolben ausgesparten Kanal als auch über zwei oder mehrere Kanäle mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehen kann.5. Internal combustion engine according to the preceding claims, characterized in that the inflow bore has both an im Piston recessed channel and can be connected to the crankcase via two or more channels. 6. Verbrennungsmotor nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmbohrung am JSnde des Überströmkanal in einem am Kolbenkopf angeschraubten oder sonstwie befestigten ieil ausgespart ist. (03885/0905 6. Internal combustion engine according to the preceding claims, characterized in that the inflow bore is recessed at the end of the overflow duct in a ieil screwed or otherwise fastened to the piston head. (03885/0905 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED