DE2858090C2

DE2858090C2 - Zweitakt-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2858090C2
Application number: DE2858090A
Authority: DE
Inventors: Sigeru Kanazawa Ishikawa Onishi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1984-10-31
Also published as: SE7813162L; GB2012867B; DE2855445A1; SE442231B; FR2412695A1; GB2012867A; FR2412695B1; JPS5486017A; JPS5638767B2; US4204488A; CA1089767A; DE2855445C2

Description

Als eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, die einen beachtlichen herabgesetzten Kraftstoffverbrauch und Schadstoff-Anteil in den Abgasen aufweist und auch einen ruhigen Lauf ermöglicht, hat der Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes bereits eine Zweitaktbrennkraftmaschine vom sogenannten aktiven thermoatmosphärischen Verbrennungstyp vorgeschlagen. Bei dieser Brennkraftmaschine weist der Überströmkanal, der die Brennkammer mit der Kurbelkammer verbindet, einen langen, ersten Teilbereich mit relativ kleinem Querschnitt, der mit der Kurbelkammer verbunden ist, und einen kurzen, zweiten Teilbereich von relativ großem Querschnitt auf. Dieser zweite Teilbereich ist einerseits mit dem ersten Teilbereich und andererseits mit dem Einlaß verbunden, der sich in die Brennkammer öffnet. Bei dieser Zweitaktbrennkraftmaschine wird das frische Brenngasgemisch, das aus der Kurbelkammer in den Überströmkanal hineingedrückt wird, gezwungen, im ersten Teilbereich mit hoher Geschwindigkeit zu strömen, was zur Folge hat, daß dort die Verdampfung der Flüssiganteile im Brenngasgemisch gefördert wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des frischen Brenngasgemisches wird im zweiten Teilbereich des Überströmkanal vermindert. Das so abgebremste Brenngasgemisch fließt dann mit niedriger Geschwindigkeit in die Brennkammer ein. Auf diese Weise wird in der Brennkammer eine aktive Thermoatmosphärc erzeugt. Diese wird während des Verdichtungstaktes aufrechterhalten, bis am Ende des Verdichtungstaktes eine Selbstzündung des frischen Brenngasgemisches hervorgerufen wird. Diese, den Ausgangspunkt der Erfindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildende Brennkraftmaschine ist in der DE-OS 27 38 391 beschrieben.

Bei dieser Zweitakt-Brennkraftmaschine ist, wie erwähnt, zur Erzielung des Verdampfungseffektes durch hohe Strömungsgeschwindigkeit ein Teil des Überströmkanals, hier der erste Teilbereich so gestaltet, daß er einen kleinen Querschnitt aufweist. Das frische Brenngasgemisch ist daher einem relativ hohen Strömungswiderstand unterworfen, wenn es in diesem Teilbereich fließt. Als Folge davon wäre es unmöglich, das frische Brenngasgcmisch der Brennkammer in einer Menge zuzuführen, die ausreichend ist, um ein hohes

Drehmoment an der Kurbelwelle zu erzeugen. Das Überströmkanalsystem der Brennkraftmaschine weist daher ein Bypasskanalsystem mit lastabhängig betätigtem Ventil auf", mit dessen Hilfe es möglich ist, den langen Teilbereich geringen Querschnitts aus dem Strömungsweg herauszuschalten, wenn die Maschine mit hoher Last betrieben wird.

Bei der in der DE-OS 27 38 391 beschriebenen Maschine ist der Teilt ireich engen Querschnitts des Überströmkanalsystems durch eine Rohrschlange gebildet, die im Oberbereich der Kurbelkammer von dem dort wie ein konventioneller Überströmkanal beginnenden Teilbereich weiten Querschnitts abzweigt und etwas weiter stromabwärts in diesen wieder einmündet Das Ventil ist ein Umschaltventil und sperrt im Schwachlastbetrieb der Maschine den Strömuagsweg in den Eingang des weiten Querschnitts.

Die beschriebene Ausführung weist einige Nachteile in Konstruktion und Betrieb auf. Sie ist relativ aufwendig zu realisieren und verlangt Anbauten an den Motorblock der Maschine. Im Betrieb stellt sie nicht sicher, daß der gesamte Kraftstoffanteil im angesaugten Brenngasgemisch der Verbrennung zugeführt wird. Das angesaugte Brenngasgemisch enthält nämlich in der Regel einen hohen Anteil noch flüssigen Kraftstoffs. Dieser kann sich am Boden der Kurbelkammer niederschlagen und wird von dort nur verzögert wieder aufgenommen. Dies gilt besonders für den Kaltstart Es ist bekannt, daß Zweitaktmaschinen mitunter Kaltstartschwierigkeiten haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweitakt-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die konstruktiv einfach zu realisieren ist und eine ausreichende Gemischkonzentration auch beim Kaltstart der Maschine sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Aufgrund der Tatsache, daß das Überströmkanalsystem am Boden der Kurbelkammer der Maschine in diese mündet, ist es unschwierig möglich, dessen Teilbereich engen Querschnitts in den Motorblock zu integrieren. Er kann in Form von Rillen zwischen den einzelnen Teilen des Motorblocks realisiert werden und ist somit beim Gießvorgang mit ausbildbar. Die Mündung am Boden der Kurbelkammer stellt sicher, daß sich dort niederschlagender Kraftstoff sofort in das Überströmkanalsystem abgesaugt und der Brennkammer zugeführt werden kann.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausfiihrungsformen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt von der Seite durch eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 einen Längsschnitt der Maschine nach Fig. 1 von vorn;

F i g. 3 eine Seitenansicht des Kurbelgehäuseteils 1 c;

F i g. 4 eine Seitenansicht des Kurbelgehäuseteils la;

F i g, 5 eine Draufsicht auf ein Kurbelgehäuse;

F i g. 6 eine Bodenansicht eines Kurbelgehäuses;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII von Fig. 2;

Fig.8 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung von der Seite;

F i g. 9 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach F i g. 8 längs der Linie X-X von F i g. 8;

F i g. 10 eine Seitenansicht des Kurbelgehäuseteils Ic von Fig. 8.und

Fi g. 11 eine Seitenansicht durch das Kurbelgehäuseleil lain Fig.8.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Kurbelgehäuse bezeichnet, auf welchem ein Zylinderblock 2 befestigt ist, der von einem Zylinderkopf 3 verschlossen ist. In der Zylinderbohrung des Zylinderblocks 2 ist ein Kolben 4 mit flachem Kolbenboden hin- und herverschiebbar angeordnet, der zwischen sich und dem Zylinderkopf 3

ίο eine Brennkammer 6 im Zylinderblock einschließt An der höchsten Stelle der Brennkammer 6 ist eine Zündkerze 7 angeordnet. Im Kurbelgehäuse 1 ist eine Kurbelkammer 8 ausgebildet, in welcher die mit Gegengewichten 9 ausgerüstete Kurbelwelle umläuft Eine Pleuelstangc 10 verbindet die Kurbelwelle mit dem Kolben. In den Zylinderblock 2 ist eine Zylinderlaufbuchse 5 eingepaßt, die, ebenso wie der Zylinderblock 2, von einem Ansaugkanal 12 durchdrungen ist, der sich in der Ansaugöffnunp 11 in die Zylinderbohrung öffnet Im

Ansaugkanal 12 ist ein Vergaser 13 mit drosselklappe 14 angeordnet, in der Zylinderlaufbuchse"^ sind zwei Überströmöffnungen 15 ausgebildet sowie weiterhin eine Abgasöffnung 16, von der aus ein Abgaskanal 18 nach außen verläuft, von dem auch noch das Abgasrohr

17 in Fig. 1 erkennbar ist. Die vorliegende Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 ist eine Schnürle-Zweitaktmaschine mit einem effektiven Verdichtungsverhältnis von 6.5 :1. Wie die Fig. 2, 5 und 6 zeigen, besteht das Kurbelgehäuse 1 aus drei Kurbelgehäuse-

teilen la, Xb und Ic. Zwei Überströmkanäle 19, die sich an den öffnungen 15 in die Brennkammer 6 öffnen, erstrecken sich vertikal längs der Außenwand der Zylinderlaufbüchse 5 im Zylinderblock 2 und sind mit entsprechenden, im oberen Bereich des Kurbelgehäuses 1 ausgebildeten Kanälen 20 vsrbunden. Die Kanäle 20 und 19 bilden zusammen den zweiten Teilbereich des Überströmkanalsystems.

F i g. 3 zeigt die Innenwand des Kurbelgehäuseteils \.c und F i g. 4 zeigt die Innenwand des Kurbelgehäuseteils la. Wie die F i g. 3 und 4 zeigen, sind an den Innenwänden dieser Kurbelgehäuseteile la und lczwei Rillen 21a und 21 b nahe dem Umfang ausgebildet. Eine flache ringförmige Rille 22 mit einer vorgegebenen Breite L ist jeweils an der Innenwand der Kurbelgehäuseteile la und Ic radial innerhalb der Rollen 21a und 21Z? ausgebildet. Zusätzlich erstreckt sich eine Rille 23 längs der Rille 22 im mittleren Bereich des Bodens der Rille 22. Die Rillen 21a und 21 b vereinigen sich jeweils an den am weitesten unten liegenden Stellen 24. Das eine Ende 25

so der Rille 23 steht mit dem untersten Bereich 24 der Rillen 21a und 216 über ein Loch 26 in Verbindung, das jeweils in den Kurbelgehäu:eteilen la und Ic ausgebildet irt. C.is andere Ende 27 der Rüle 23 ist jeweils mit einer kurzen vertikal verlaufenden Rille 28 verbunden.

die sich nach unten eistreckt. Wie Fig.2 zeig!, sind Ringscheiben 29 in die ringförmigen Rillen 22 eingepaßt und werden vom mittleren Kurbelgehäuseteil 16 gegen die äußeren Kurbe'gehäuseteile la und Ic gedrückt, wenn das Kurbelgehäuse zusammengesetzt ist, wie es

F i g. 2 zeigt. Wie man aus den Einzelheiten der F i g. 2,3 und 4 ersieht, werden im zusammengebauten Zustand der Kurbelgehäuseteile 1 a, 1 b und 1 c von den Rillen 21 a, 21 b, 23 und 28 Kanäle ausgebildet. Aus den F i g. 2 und 6 ersieht man weiterhin, c*aß die Tiefe der Rillen 21a und 21 Zj größer ist als jene der Rille 23. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, bildet eine Rille 30 den schon zuvor erwähnten Kanal 20 am oberen Endbereich der Innenwand der Kurbelgehäuseteile la und Ic. Diese Rille 30

ist ebenso tief wie die Rillen 21a und 21 ώ, die sich am Boden der Rille 30 in diese öffnen.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist im unteren Endbereich des Kurbelgehäuseteils Ib ein Querloch 31 ausgebildet, das mit den beiden vertikalen kurzen Rillen 28 an den Innenwänden der Kurbelgehäuseteile la und Ic fluchtet. Dieses Querloch 31 ist mit der Kurbelkammer 8 über eine Vertikalbohrung 32 verbunden, die in die Bodenwand der Kurbelkammer 8 eingebracht ist.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist jeder Kanal 20 mit der Kurbelkammer 8 über die Rillen 21a, 21 b. das Loch 26, die Rillen 23 und 28. das Querloch 31 und die Vertikalbohrung 32 verbunden. Der Kanal, der aus den Rillen 21a, 216, dem Loch 26, den Rillen 23 und 28, dem Querloch 31 und der Vertikalbohrung 32 besteht, wird nachfolgend als erster Teilbereich des Überströmkanalsystems bezeichnet. Man sieht daher, daß die Kurbelkammer 8 mit der Brennkammer 6 über den zuletzt erwähnten ersten Teilbereich und den früher erwähnten zweiten Teilbereich des Überströmkanalstems verbunden ist.

Gemäß den Fig. 1, 2, 6 und 7 ist eine weitere Querbohrung 33 im unteren Endbereich des Kurbelgehäuseteils 16 unterhalb der Querbohrung 31 ausgebildet und verbindet die Rillen 216 der beiden Kurbelgehäuseteile la und Ic miteinander. In dieser Querbohrung 33 ist ein Ventil 34 angeordnet. Dieses Ventil 34 besteht aus einer Hülse 36 mit zwei Queröffnungen 35 darin. Die Hülse 36 ist in eine Vertiefung 39 eingepaßt, die von außen in das Kurbelgehäuseteil \b eingebracht ist. Sie wird am Kurbelgehäuseteil Ib mit Hilfe einer Mutter 40 in einer Lage gesichert, in welcher ihre Öffnungen 35 mit der Querbohrung 33 fluchten. In die Hülse 36 ist ein hohlzylindrischer drehbarer Ventilkörper 38 mit zwei Queröffnungen 37 darin eingesetzt. In diesem Ventilkörper 38 ist eine Ventilkammer 41 ausgebildet, die über die Vertikaiöohrung 32 und ein darauf ausgerichtetes vertikales Loch 42 immer mit der Kurbelkammer 8 in Verbindung steht. An der Bodenwand des Ventilkörpers 38 ist ein Zapfen 43 befestigt, an dessen freiem Ende ein Stellhebel 44 drehfest angebracht ist. Das Ende dieses Stellhebels 44 ist über einen Drahtzug 45 mit einem Gaspedal 46 verbunden. Weiterhin ist ein Stellhebel 47, der mit der Drosselklappe 14 des Vergasers 13 fest verbunden ist, über einen Drahtzug 48 mit dem Gaspedal 46 verbunden.

F i g. 7 zeigt einen Zustand, in weichem der Öffnungsgrad der Drosselklappe 14 klein ist, d. h. die Brennkraftmaschine unter geringer Belastung arbeitet. Zu diesem Zeitpunkt sind, wie F i g. 7 zeigt, die öffnungen 35 der Hülse 36 vom drehbaren Ventilkörper 38 verschlossen und die Kurbelkammer 8 ist mit dem zweiten Teilbereich 20 des Überströmkanals über den ersten Teilbereich, d. h. über die Querbohrung 31, die Rillen 28 und 23, das Loch 26 und die Rillen 21a und 21 6 verbunden. Wenn das Gaspedal 46 niedergedrückt wird, dann werden die Drosselklappe 14 und der Ventilkörper 38 gedreht und die Ventilkammer 41 des Ventilkörpers 38 wird, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe ungefähr 75% der vollen öffnung beträgt, über die Öffnungen 37 und 35 mit der Querbohrung 33 verbunden.

Als Folge davon wird zu diesem Zeitpunkt, wie nachfolgend noch beschrieben, das frische Brenngasgemisch im Kurbelgehäuse 8 über die Vertikalbohrung 32, das Loch 42, die Öffnungen 37 und 33, die Querbohrurig 33 und die Rillen 21a und 21 b zum zweiten Teilbereich 20 geleitet Die Querbohrung 33 bildet somit einen Bypasskanal zur Zuführung frischen Brenngasgemisches in die Rillen 21a und 216, ohne daß dieses durch die Rille 23 laufen muß, wenn die Maschine unter starker Belastung arbeitet.

Wenn die Maschine unter Teillast arbeitet, d. h. wenn ■> die öffnungen 35 der Hülse 36 von dem drehbaren Ventilkörper 38 verschlossen sind, dann wird das frische Brenngasgemisch, das in die Kurbelkammer 8 vom Einlaßkanal 11 eingeleitet wurde, allmählich mit der Abwärtsbewegung des Kolbens 4 verdichtet und daher

to über die Vertikalbohrung 32 in das Querloch 31 gedrückt. Das frische Brenngasgemisch fließt dann über die vertikale Rille 28, die Rille 23 und das Loch 26 in die Rillen 21a und 216. Wie man anhand der Fig. 1 und 6 erkennt, fließt das frische Brenngasgemisch in der Rille 23 mit sehr hoher Geschwindigkeit, da diese einen extrem kleinen Querschnitt hat, und ergießt sich dann in die Rillen 21a und 216. Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit in der Rille 23 vermittelt sich dem Brenngasgemisch eine Strömungsenergie, als deren Foi ge die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffanteils im Brenngasgemisch gefördert wird. Da der Querschnitt der Rillen 21a und 216 größer ist als jener der Rille 23 und da die aus der Rille 23 austretende Strömung in zwei Teilströme aufgeteilt wird, setzt sich die Strö mungsgeschwindigkeit des frischen Brenngasgemisches in den Rillen 21a und 216 herab. Die Strömungsgeschwindigkeit ist beim Eintritt in die Rillen 21a und 216 relativ hoch, so daß flüssige Kraftstoffanteile, die in der Rille 23 noch nicht verdampft worden sind, in den Rillen 21a und 216 ausreichend verdampft werden.

Danach fließt das frische Brenngasgemisch aus dem ersten Teilbereich des Überströmkanalsystems in dessen zweiten Teilbereich. Da die beiden Teilströme des Brenngasgemisches, die aus den Rillen 21a und 216 aus

js treten, im Kanal 20 in Gegenrichtung aufeinandertreffen, verlieren sie dort kinetische Energie. Außerdem weist der Kanai 20 einen Querschnitt auf, der beträchtlich größer ist als der der von den Rillen 21a und 216 gebildeten Kanäle, so daß die Geschwindigkeit des in den Kanal 20 eintretenden Gasgemisches abrupt herabgesetzt wird. Danach bewegt sich das frische Brenngasgemisch mit niedriger Geschwindigkeit in die Brenn kammer 6 ein, wenn der Kolben 4 die Öffnungen 15 freigibt. Obwohl der Druck in der Kurbelkammer 8 zu diesem Zeitpunkt erheblich höher ist als der in der Brennkammer 6, kann das frische Brenngasgemisch nicht mit hoher Geschwindigkeit in die Brennkammer 6 einfließen, da die Rille 23 aufgrund ihres kleinen Querschnitts eine Drossel bildet. Wenn das frische Brenngas auf diese Weise langsam in die Brennkammer 6 eintru dann ist die Bewegung der ausgebrannten Restgase in der Brennkammer 6 extrem gering und als Folge davon wird ein Wärmeverlust an den ausgebrannten Restgasen verhindert Diese bleiben daher auf hoher Tempera- tür. Am Beginn des Verdichtungstaktes ist unter Teiliastbetrieb der Maschine ein großer Anteil von ausgebrannten Restgasen noch in der Brennkammer 6 anwesend. Aufgrund dieses hohen Restgasanteils und aufgrund der hohen Temperatur desselben wird das frische

Brenngasgemisch so aufgeheizt bis Radikale darin erzeugt werden und als Folge davon eine aktive Therma atmosphäre in der Brennkraftkammer 6. Eine Atmo Sphäre, in der Radikale, wie oben erwähnt erzeugt wer den, wird nachfolgend als aktive Thermoatmosphän bezeichnet Da die Bewegung des Gases in der Brenn· kammer 6 während des Verdichtungstaktes extrerr klein ist, werden Turbulenzen und Wärmeverluste durcf die Innenwand der Brennkammer 6 hindurch auf eir

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Minimum begrenzt. Die Temperatur des Gases in der unteren Endbereich des Kurbelgehäuseteils 16 eine Brennkammer 6 wird während des Verdichtungstaktes Querbohrung 61 ausgebildet, die die unteren Enden der weiter gesteigert, was den Anteil der erzeugten Radika- Rillen 60a und 606 miteinander verbindet. Diese Quer-Ie in der Brennkammer 6 weiter steigen läßt. Wenn diese bohrung 61 ist mit der Kurbelkammer 8 über eine Verti-Radikale erzeugt werden, dann wird ein« Verbrennung 5 kalbohpjng 62 verbunden, die in die Bodenwand der gestartet, die Vorflamn-Reaktion genannt wird. Wenn Kurbelkammer 8 eingebracht ist. Wie die F i g. 10 und 11 die Temperatur des Gases in der Brennkammer 6 da- zeigen, ist jeweils im oberen Endbereich der Innenwand nach am Ende des Verdichtungstaktes sehr hoch wird, der Kurbelgehäuseteile la und Ic eine Rille 63 ausgebilentsteht eine heiße Flamme, die eine Selbstzündung her- det, die den zweiten Teilbereich 20 des Überströmkanalvorruft, die nicht durch die Zündkerze 7 bewirkt wird. 10 systems bildet und eine Tiefe aufweist, die etwa so groß Es entwickelt sich dann eine sanfte Verbrennung, die ist wie jene der Rillen 60a und 606. Die beiden Rillen 60a durch die verbrannter; Restgase gesteuert wird. Wenn und 606 öffnen sich jeweils in den oberen Innenraum sich der Kolben 4 nach unten bewegt und die Auslaßöff- der Rille 63. Die unteren Enden 20a und 206 des Kanals nung 16 öffnet, dann werden die verbrannten Gase aus 20 öffnen sich außerdem in den oberen Innenraum der der Brennkammer 6 in den Abgaskanal Ilfl abgegeben. 15 Kurbelkammer 8 an Öffnungen 64a und 64b. In den Wenn die Maschine unter starker Belastung läuft, d. h. Kanälen 20 sind außerdem zwischen den Öffnungen 64a wenn die Drosselklapp« 14 weit geöffnet ist, dann ist die und 64b und den oberen offenen Enden der Rillen 60a Kurbelkammer 8 über die Öffnungen 37 und 35 und die und 606 Drehklappenventile 65a und 656 angeordnet. Querbohrung 33, d. h. über den Bypasskanal, mit den An die äußeren Enden der Achsellen 66a und 666 der Rillen 21a und 216 verbunden. Die Rillen 21a und 216 20 Drehklappen 65a und 656 sind Arme 67a und 676 angestehen über die Rille 21 und die Querbohrung 31 mit der bracht, die über Drahtzüge 68a und 686 so mit dem Kurbelkammer 8 in Verbindung. Da der Querschnitt der Gaspedal 46 verbunden sind, daß, wenn der Öffnungs-Rille 23 jedoch extrem klein ist, ist deren Strömungswi- grad der Drosselklappe 14 klein ist, d. h. die Maschine derstand groß und als Folge davon fließt ein großer unter geringer Last betrieben wird, die Drehklappen-Anteil des frischen Brnnngasgemisches aus der Kurbel- 25 ventile 65a und 656 völlig geschlossen bleiben, sie hingekammer 8 über die Vertikalbohrungen 32 und 42, die gen voll geöffnet sind, wenn der Öffnungsgrad der Dros-Ventiikammer 41, die Öffnungen 37 und 35 und die selklappe 14 etwa 75% der vollen Öffnung beträgt. Querbohrung 33 in die Rillen 21a und 21 .fr. Da, wie zuvor Wenn daher die Maschine unter Teillast betrieben wird, erwähnt, der Querschnitt der Rillen 21a und 216 größer und die Klappenventile 65a und 656 völlig geschlossen ist als ^;?ner der Rille 23 und da außerdem das frische 30 sind, dann wird das in der Kurbelkammer 8 befindliche Brenngasgemisch in zwei Teilströme aufgeteilt wird, die frische Brenngasgemisch über die Vertikalbohrung 62, durch die Rillen 21a und 216 fließe», ist das frische die Querbohrung 61 und die Rillen 60a und 606 in den Brenngasgemisch in den Rillen 21a und 216 einem Strö- Kanal 20 geleitet Wenn hingegen die Maschine unter mungswiderstand unturworfen, der geringer ist als im starker Belastung betrieben wird, bei welcher die Klap-FaIl, in dem es durch die Rille 23 fließt. Als Folge davon 35 penventile 65a und 656 völlig geöffnet sind, dann wird fließt eine große Menge frischen Brenngasgemisches das frische Brenngasgemisch aus der Kurbelkammer 8 mit relativ hoher Geschwindigkeit in dein Rillen 21a und direkt über die Öffnungen 64a und 646 in die Kanäle 2G 216. Diese Strömungsenergie wird dem frischen Brenn- übertragen. Die unteren Enden 20a und 206 der Kanäle gasgemisch in den Rillen 21a und 216 hinzugeführt, wo- 20 bilden auf diese Weise Bypasskanäle für die Übertradurch die Verdampfung flüssiger Gemischanteile geför- 40 gung des frischen Brenngasgemisches aus der Kurbeldert wird. Danach bewegt sich das frische Brenngasge- kammer 8 in die Kanäle 20, ohne daß dieses die von den misch mit relativ hoher Geschwindigkeit nach oben in Rillen 60a und 606 gebildeten ersten Teilbereich des die Kanäle 20 und 19 und fließt dann in die Brennkam- Überströmkanalsystems muß.

mer 6. Da das frische Brenngasgemisch in die Brenn- Es ist oben erwähnt, daß, wenn die Maschine unter

kammer 6 mit relativ hoher Geschwindigkeit eintritt, 45 Teillast betrieben wird, das frische Brenngasgemisch wird in den dort vorhandenen ausgebrannten Restgasen aus der Kurbelkammer 8 durch die von den Rillen 60a Turbulenz und Bewegung hervorgerufen. Als Folge da- und 606 gebildeten Kanäle in die Kanäle 20 fließt Wie von kann keine vollständige aktive thermoatmosphäri- aus den Fig. 9 und 10 hervorgeht verlaufen die Rillen sehe Verbrennung durchgeführt werden, und das frische 60a und 606 nur halbkreisförmig, d. h. für jeden der Ka-Brenngasgemisch muß von der Zündkerze 7 gezündet 50 näle 20 steht nur eine einzige Zuführungsrille 60a bzw. werden. Obgleich keine vollständige aktive thermoat- 606 *ur Verfügung. Da darüber hinaus der Querschnitt mosphärische Verbrennung durchgeführt wird, ergibt der Rillen 60a und 606 extrem klein ist, strömt das frisich doch eine beachtliche Verringerung des Kraftstoff- sehe Brenngasgemisch durch die Rillen 60a und 606 mit Verbrauchs und der Anteile der Schadstoffe im Abgas, einer hohen Geschwindigkeit, die eine gute Verdampda die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffes beacht- 55 fung flüssiger Anteile im Brenngasgemisch in den Rillen lieh verbessert worden ist und der Wärmeverlust der 60a und 606 fördert Wenn danach das frische Brenngas-Restgase im Vergleich zu einer üblichen Zweitaktma- gemisch in die Kanäle 20 fließt dann wird die Ströschine verringert ist mungsgeschwindigkeit wie bei der Maschine nach

Die F ig. 8 bis 11 zeigen eine zweite Ausführungs- F i g. 1 herabgesetzt Das frische Brenngasgemisch fließt form der Erfindung. F i g. 10 zeigt dabei die Innenwand 60 dann mit niedriger Geschwindigkeit in die Brennkamdes Kurbelgehäuseteils ic und F i g. 11 zeigt die Innen- mer 6 ein. Als Folge davon ergeben sich die gleichen wand des Kurbelgehäuseteils la. Wie die F i g. 10 und 11 Effekte wie bei der eingangs beschriebenen Maschine, erkennen lassen, ist jeweils an der Innenwand der Kur- d. h. es findet eine Selbstzündung des frischen Brenngasbelgehäuseteile la und Ic eine einzige Rille 60a bzw. 606 gemisches ohne Zuhilfenahme der Zündkerze 7 statt längs des Umfangsbereichs ausgebildet Wenn die Kur- 65 d. h. eine aktive thermoatmosphärische Verbrennung, be'gehäuseteile la, 16 und ic zusammengesetzt sind, Wenn andererseits die Maschine unter starker BeIa-

wie es F i g. 9 zeigt, dann bilden die Rillen 6Qa und 606 stung betrieben wird, dann bleiben die Klappenventile jeweils einen Kanal Wie die F i g. 8 uRd 9 zeigen, ist im 65a und 656 voll geöffnet Als Folge davon wird das in

der Kurbelkammer 8 befindliche frische Brenngasgemisch durch die öffnungen 64a und 64b in die Kanäle 20, von dort in die Brennkammer geleitet und wird von der Zündkerze 7 wie bei einer gewöhnlichen Zweitakt-Brennkraftmaschine gezündet. s

Wenn eine Mascnine unter Teillast betrieben wird, dann findet eine aktive thermoatmosphärische Verbrennung statt. Wenn andererseits die Maschine unter starker Belastung betrieben wird, dann fließt das frische Brenngasgemisch über einen kurzen Überströmkanal mit großem Querschnitt in die Brennkammer ein, d. h. es ist auf diese Weise möglich, eine große Menge frischen Brenngasgemisches in die Brennkammer einzuführen und daher ein hohes Drehmoment zu erhalten. Selbst wenn die Maschine unter starker Belastung betrieben wird, wird die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffanteils im Brenngasgemisch verbessert und der Wärmeverlust im Vergleich zu bekannten Zweitakt-Brennkraftmaschinen verringert, gleichfalls wird der Kraftstoffverbrauch verringert und gleichzeitig der Anteil der Schadstoffe in den Abgasen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Zweitakt-Brennkraftmaschine, bei der bei geringer Last eine Selbstzündung des Frischgemisches unter Wechselwirkung mit heißen Abgasresten, bei hoher Last jedoch eine Zündung mittels einer in der Brennkammer angeordneten Zündkerze vorgenommen wird, bestehend aus einem Motorblock mit einer Zylinderbohrung und einer Kurbelkammer, einem in der Zylinderbohrung eine Brennkammer begrenzenden, hin- und herbeweglichen Kolben, einem in die Kurbelkammer mündenden Ansaugkanal mit Gemischbildungsvorrichtung, einem in der Brennkammerwand beginnenden Auslaßkanal und einem die Kurbelkammer mit der Brennkammer verbindenden Überströmkanalsystem aus einem der Kurbelkammer zugewandten, ersten Teilbereich kleineren Querschnitts, einem der Brennkammer zugewandten, zwejten Teilbereich größeren Querschnitts und einem Bypasskanalsystem mit Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß die kurbelkammerseitige öffnung (32) des Überströmkanalsystems (19—28) in der Bodenwand der Kurbelkammer (8) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilbereich einen kurbelkammerseitig gelegenen ersten Abschnitt (23—28) engeren Querschnitts und einen sich an ihn anschließenden zweiten Abschnitt (21a, 216,) weiteren Querschnitts aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach A'ispruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt aus zwei strömungsmäßig parallel liegend ;i Zweigkanälen (21a, 2Ib) besteht, die sich an gegenüberliegenden Stellen in den zweiten Teilbereich (19,20) öffnen und diesen mit einem gemeinsamen Kanal (23—28) des ersten Abschnitts des ersten Teilbereichs des Überströmkanalsystems verbinden.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (21a, 2Ii), 60b) des ersten Teilbereichs sich in den Kanal (20) des zweiten Teilbereichs im rechten Winkel in bezug auf dessen Längsachse öffnet.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypasskanalsystem einen Bypasskanal (42) aufweist, der unterhalb der Kurbelkammer (8) angeordnet ist, die kurbelkammerseitige öffnung (32) des Überströmkanalsystems mit einem in jenem Bereich beginnenden zweiten Abschnitt (21a, 2ib) des erste/i Teilbereichs des Überströmkanalsystems verbindet und das Ventil (34) enthält.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei dem das ventilgesteuerte Bypasskanalsystem aus dem oberen Bereich der Kurbelkammer in den zweiten Teilbereich des Überströmkanalsystems führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (65a, 65b) im Bypasskanalsystem (63) gelegen ist und ausschließlich dessen Querschnitt beeinflußt.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch w> gekennzeichnet, daß das Bypasskanalsystem (63) einen Querschnitt aufweist, der ebenso groß ist wie der des zweiten Teilbereichs (19,20) des Überströmkanalsystems.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, ti dadurch gekennzeichnet, daß das Bypasskanalsystem (€3) zwei Zweige und die Ventilanordnung zwei in den Zweigen angeordnete Ventile (65;/. 65b)

aufweist

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilbereich (20, 19) des Überströmkanalsystems einen ersten, mit der Brennkammer (6) verbundenen Abschnitt (19) und einen zweiten, mit dem ersten Teilbereich (60a, eOb) verbundenen Abschnitt (20) aufweist, dessen Querschnitt kleiner als der des ersten Abschnitts (60a, 60f>; ist, und daß der Bypasskanal (63) einen Querschnitt aufweist, der etwa ebenso groß ist wie der des zweiten Abschnitts (20).

10. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmkanalsystem aus zwei paarig zu beiden Seiten der Kurbelkammer angeordneten Einzelkanalsystemen besteht.

11. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Einzelkanalsysteme ein gemeinsamer Bypasskanai (33) mit nur einem Ventil (34) vorhanden ist.