DE3934277C2

DE3934277C2 - Kolben für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3934277C2
Application number: DE3934277A
Authority: DE
Inventors: Satoru Kikuchi
Original assignee: Kioritz Corp
Current assignee: Kioritz Corp
Priority date: 1988-10-19
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2009-10-14
Also published as: DE3934277A1; JPH02108836A; SE501075C2; SE8903433D0; SE8903433L; US4964382A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für eine Zwei taktbrennkraftmaschine, die insbesondere zum Antrieb handge führter Arbeitsmaschinen dient und demgemäß eine geringe Lei stung und einen entsprechend geringen Hubraum benötigt. Der untere Steuerrand des Kolbenschaftes öffnet die Einlaßöffnung im Zylinder und läßt das Brennstoffluftgemisch in das Kurbel gehäuse unter dem Kolben eintreten, das nach einer Vorverdich tung im Kurbelgehäuse in den Brennraum des Zylinders einge führt wird.

Das Schließen und Öffnen der Einlaßöffnung durch den Steuer rand erfolgt sehr schnell, was eine abrupte Druckänderung mit hohen Druckwellen zur Folge hat, die Ursache für eine beträchtliche Lärmabstrahlung sind. Um den Einlaßgeräuschpe gel zu verringern und einen gewissen Druckausgleich herbeizu führen und abrupte Druckänderungen zu vermeiden, ist es be kannt, am Kolbenschaft Ausnehmungen vorzusehen, die mit der Einlaßöffnung im Sinne eines Druckausgleichs zusammenwirken. Derartige Kolben sind beispielsweise aus der japanischen Ge brauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 60-55753 und der US 4 458 636 bekannt.

Die Erfindung geht aus von einem derartigen Kolben für eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem Kolbenschaft und einer darin vorgesehenen Ausnehmung, die eine im Zylinder angeord nete Einlaßöffnung für das Brennstoff-Luftgemisch steuert, wobei eine allmähliche Druckänderung erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Kolben für eine Zweitaktbrennkraftmaschine derart auszubilden, daß im Betrieb eine möglichst geringe Geräuschbildung erzeugt wird, die auf eine allmähliche Druckänderung im Kurbelgehäuse zurückzuführen ist, wobei diese Druckänderung durch eine ein fache Herstellung des die Einlaßsteuerung bewirkenden Kolben schaftes erreicht werden soll.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß beim Überstreichen der Einlaßöffnung durch den Steuerrand des Kolbenschaftes zu nächst das im Schaft vorhandene Durchgangsloch einen relativ engen Querschnitt öffnet, der dann durch den unteren Steuer rand allmählich weiter vergrößert wird. Für diese Funktion ist es wesentlich, daß das Durchgangsloch gegenüber der Ein laßöffnung einen sehr viel kleineren Durchmesser besitzt. Durch die Erfindung wird weiter gewährleistet, daß keine Schwächung des Kolbenschaftes auftritt, so daß ein unerwartet früher Bruch des Kolbens mit Sicherheit verhindert ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Kolbens für eine Zweitaktbrennkraftmaschine;

Fig. 2 einen Teilschnitt des in einem Zylinder an geordneten Kolbens gemäß Fig. 1, wobei das Durchgangsloch des Kolbenschaftes in Deckung mit der Einlaßöffnung im Zylinder steht;

Fig. 3 ein Diagramm, welches den Druckverlauf in Abhängigkeit von der Zeit in der Nähe der Einlaßöffnung bei einem den Stand der Technik bildenden Kolben (Kurve B) und einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kolben (Kurve A) zeigt.

Fig. 1 zeigt einen Kolben 1 für eine Zweitaktbrennkraftmaschi ne, dessen Kolbenkopf 3 eine Umfangsnut 2 aufweist, in die ein nicht dargestellter Kolbenring einpaßt. An den unteren Ab schnitt des Kolbenkopfes 3 schließt sich nach unten der Kol benschaft 4 an. Das obere Ende 5 des Kolbenkopfes 3 ist ge schlossen und das untere Ende des Kolbenschaftes 4 ist nach dem Kurbelgehäuse hin offen und definiert einen Steuerrand 6. Der Kolben 1 ist mit einem kreisförmigen Durchgangsloch 7 versehen, welches radial durch den Kolbenschaft 4 an einer Stelle hindurchgeführt ist, die im Abstand zum Steuerrand 6 des offenen Kolbenschaftes 4 liegt. Es ist zweckmäßig, das Durchgangsloch 7 mit einem Durchmesser d von 4 mm herzustel len, wobei der Abstand s vom Steuerrand 6 nach der Lochmitte beispielsweise 8 mm beträgt, und zwar bei einer Zweitaktbrenn kraftmaschine mit einem Hubraum von etwa 40 cm³.

Der Kolben 1 ist in einem Zylinder 8 in der aus Fig. 2 er sichtlichen Weise derart eingesetzt, daß das Durchgangsloch 7 an einer Stelle liegt, die der Lage der Einlaßöffnung 9 im Zylinder 8 entspricht. Der Kolben 1 bewegt sich während des Laufs der Maschine innerhalb des Zylinders 8 nach oben und nach unten, wobei das Durchgangsloch 7 sich über die Einlaß öffnung 9 nach oben und unten bewegt. Wenn sich der Kolben 1 vom unteren Totpunkt nach oben bewegt, dann beginnt sich das Durchgangs loch 7, dessen Querschnittsfläche kleiner ist als jene der Ein laßöffnung 9, über die Einlaßöffnung 9 von der unteren Seite nach der oberen Seite dieser Einlaßöffnung 9 zu bewegen, wäh rend die Einlaßöffnung 9 mit dem Innenraum 10 des Kolbenschaftes 4 des Kolbens 1 über das Durchgangsloch 7 in Verbindung steht, so daß eine Druckdifferenz zwischen der Einlaßöffnung 9 und dem Innenraum 10 des Kolbenschaftes 4 kontinuierlich vermindert wird. Unter diesen Bedingungen bewegt sich der Steuerrand 6 des Kolbenschaftes 4 über die Einlaßöffnung 9 in die volle Öffnungsstellung, wodurch es möglich wird, genügend Brennstoff- Luftgemisch aus der Einlaßöffnung 9 in das Kurbelgehäuse ein zulassen. Die Einlaßöffnung 9 wird durch das Durchgangsloch 7 graduell geöffnet, wodurch eine abrupte Druckänderung im Öff nungsbereich abgemildert und die Druckwelle geschwächt wird, so daß der Einlaßlärm vermindert und der Leistungsabfall in folge des Rückströmens des Brennstoff-Luftgemischs auf ein Minimum vermindert werden kann.

Wenn sich der Kolben 1 demgegenüber nach unten bewegt, dann wird die Einlaßöffnung 9 graduell geschlossen, und dadurch werden abrupte Druckänderungen gemildert.

Im folgenden wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Diese veranschau licht des Ergebnis einer tatsächlichen Messung einer Druck wellenform in der Nähe der Einlaßöffnung 9 in Fällen, wo der Kolben 1 in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel benutzt wird, und im Vergleich hierzu einen herkömmlichen Kolben, der kein Durchgangsloch 7 aufweist und von herkömmlicher Bauart ist. In Fig. 3 kennzeichnet die strichlierte Kurve A eine Druckwellenform, die sich ergibt, wenn der Kolben 1 mit dem Durchgangsloch 7 gemäß der Erfindung benutzt wird, während die voll ausgezogene Kurve B eine Druckwellenform kennzeich net, die sich ergibt, wenn ein herkömmlicher Kolben ohne Durchgangsloch benutzt wird. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Druckänderung bei dem erfindungsgemäßen Kolben sehr viel kleiner ist als bei einem herkömmlichen Kolben, und es wird erreicht, daß der Lärm um 2 db (A) gegenüber der herkömmlichen Bauart abfällt. Außerdem können der Durchmesser d des Durch gangsloches 7 und der Abstand s in geeigneter Weise jeweils so angeordnet werden, wie dies für die Arbeitsweise des je weiligen Motors zweckmäßig ist.

Claims

Kolben (1) für eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem Kolbenschaft (4) und einer darin vorgesehenen Ausnehmung, die eine im Zylinder (8) angeordnete Einlaßöffnung (9) für das Brennstoff-Luftgemisch steuert, wobei eine allmähliche Druckänderung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als Durchgangsloch (7) ausgebildet ist, dessen Durchmesser (d) klein ist gegenüber dem Durchmesser der Einlaßöffnung (9) und das in einem Abstand (s) zu dem unteren Steuerrand (6) des Kolbenschaftes (4) liegt, wobei der Durchmesser (d) des Durchgangsloches (7) etwa halb so groß ist wie der Abstand (s) zwischen der Lochmitte und dem unteren Steuerrand (6) des Kolbenschaftes (4) und der Steuerrand (6) in einer Ebene mit der umlaufenden kurbelseitigen Begrenzung des Kolbenschaftes (4) liegt.