DE68908027T2

DE68908027T2 - Dekompressionsvorrichtung für Zweitaktbrennkraftmaschine.

Info

Publication number: DE68908027T2
Application number: DE89109670T
Authority: DE
Inventors: Takafumi Nagoya Techn Nakahara; Yoshihide Nagoya Mach Nakatani; Shigeichi Nagoya Mach Wo Okada; Makoto Nagoya Mach Work Takata; Eiji Nagoya Mach Works Yaezawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-05-30
Also published as: US5054441A; CA1323309C; EP0346675A2; EP0346675B1; AU3588889A; DE68908027D1; AU605984B2; DE346675T1; EP0346675A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dekompressionsvorrichtung bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, welche Vorrichtung ein Anlaßdrehmoment beim Anlassen der Brennkraftmaschine zu verringern vermag.

Beschreibung des Stands der Technik:

Ein Beispiel einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer Dekompressionseinrichtung nach dem Stand der Technik ist in Fig. 7 dargestellt. Die dargestellte Maschine ist eine funkengezündete Kolbenschieber-Zweitaktbrennkraftmaschine. In dieser Figur bezeichnen die Ziffern 1 einen Zylinder, 2 eine eine Innenwand des Zylinders 1 bildende Zylinder-Laufbüchse, 3 einen Kolben, 4 einen Zylinderkopf, 5 einen Brennraum und 6 eine Auslaßöffnung bzw. einen Auslaßschlitz, wobei eine Öffnung 6a des Auslaßschlitzes 6 an der Seite der Zylinder-Innenwand bei den Verschiebe- bzw. Hubbewegungen des Kolbens 3 geöffnet und geschlossen wird.
In der Innenwand des Zylinders 1 ist in dem bei den Verschiebe- bzw. Hubbewegungen des Kolbens 3 zu öffnenden und zu schließenden Bereich eine Kompressiongas-Leck- oder -Umströmrille 7 ausgespart, die sich von der Oberkante der Öffnung 6a des Auslaßschlitzes 6 an der Seite der Zylinder-Innenwand in Richtung auf den obersten Totpunkt erstreckt, wie dies aus Fig. 8 hervorgeht.
Diese Kompressionsgas-Umströmrille 7 ist in Draufsicht in Form eines umgekehrten gleichschenkeligen Trapezes ausgebildet, dessen Verbindungsabschnitt 7a mit der Auslaßschlitz-Öffnung 6a an der Seite der Zylinder-Innenwand im Vergleich zu ihrem oberen Anfangskantenabschnitt 7b gemäß Fig. 9 zu einer schmäleren Breite gedrosselt bzw. verengt ist.
Es ist darauf hinzuweisen, daß als Abwandlungsbeispiele der beschriebenen Kompressionsgas-Umströmrille 7 einer umgekehrten gleichschenkeligen Trapezform in manchen Fällen eine Kompressionsgas-Umströmrille 8 einer in Draufsicht ovalen Form gemäß Fig. 10, eine Kompressionsgas-Umströmrille 9 einer T-förmigen Ausgestaltung gemäß Fig. 11, eine Kompressionsgas-Umströmrille 10 einer schräggestellten Schlüssellochform gemäß Fig. 12 und eine Kompressionsgas-Umströmrille 11 einer "Tannenbaumform" gemäß Fig. 13 vorgesehen werden, wobei deren Endabschnitte 8a, 9a, 10a bzw. 11a, die mit der Öffnung 6a des Auslaßschlitzes 6 an der Seite der Innenwand des Zylinders kommunizieren, jeweils in ihrer Breite verschmälert sind.
In manchen Fällen sind die genannten Kompressionsgas-Umströmrillen 7 - 11 auch mehrfach und verteilt anstatt in Einzelform längs der Öffnung 6a des Auslaßschlitzes 6 an der Seite der Innenwand des Zylinders vorgesehen. Außerdem ist der obere Anfangspunktabschnitt der genannten Kompressionsgas-Umströmrille 7 - 11 vorzugsweise in einer Stellung entsprechend einem Kurbelwellenwinkel von 40º oder weniger angeordnet.
Darüber hinaus ist vorzugsweise diese Kompressionsgas-Umströmrille 7 (oder 8 - 11) in der Weise ausgebildet, daß die Tiefe der Rille am oberen Anfangspunktabschnitt 7b vergleichsweise flach, die Tiefe am Verbindungsabschnitt 7a aber groß ist, woraus sich der Vorteil ergibt, daß die Strömung des die Kompressionsgas-Umströmrille 7 durchströmenden Abgases vergleichmäßigt ist. Mit der Bezugsziffer 13 ist außerdem ein Lufteinlaßschlitz bezeichnet.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Dekompressionsvorrichtung bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine kommuniziert der Dekompressionskanal (Kompressionsgas-Umströmrille) 7 mit dem Auslaßschlitz 6 und dem Brennraum 5.
Unvollständig verbranntes Verbrennungsgas, das bei einer Zweitakt(brennkraft)maschine unweigerlich entsteht, strömt demzufolge durch die Kompressionsgas- Umströmrille 7 und entweicht über den Auslaßschlitz 6. Dabei kann Ruß bzw. Kohle den Dekompressionskanal 7 blockieren bzw. zusetzen, so daß dadurch die Funktion dieses Kanals beeinträchtigt wird.
Um ferner bei der Herstellung der Maschine die herkömmliche Rille 7 vorzusehen, muß eine Innenform eines Zylinders in einer zur Zündkerze (plug) entgegengesetzten Richtung herausgezogen werden. Demzufolge muß zuerst eine Form zum Formen der Rille 7 zum mittleren Abschnitt verschoben werden, und im nächsten Schritt des Verfahrens (Arbeitsgang) muß die Innenform nach unten herausgezogen werden, wodurch sich der Arbeitszeitaufwand für die Herstellung vergrößert.
Wenn die Rille auf die oben beschriebene Weise vorgesehen wird, ergibt sich ferner der Nachteil, daß eine Minderung der Ausgangsleistung aufgrund einer Herabsetzung des Verdichtungsdrucks der Maschine sowie aufgrund einer Gasleckage (eines Spülverlusts) durch eine Ausströmrille in einem Arbeitstakt nach der Zündung auftritt.
Die GB-A-1 386 177 offenbart eine Dekompressionsvorrichtung bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer in einer Zylinderwand der Maschine ausgebildeten Dekompressionsrille, die mit einem Auslaßschlitz kommuniziert.
Die FR-A-2 525 687 offenbart eine bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine vorgesehene Dekompressionsrille oder nut, die mit einem Ende eines zum Kompressionsraum gerichteten Spülkanals kommuniziert.

ABRISS DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit die Schaffung einer verbesserten Dekompressionsvorrichtung bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine, bei welcher ein Blockieren oder Zusetzen eines Dekompressionskanals durch Ruß bzw. Kohlenablagerung vermieden werden kann, der Herstellungsvorgang der Maschine vereinfacht ist und eine durch die Dekompressionseinrichtung hervorgerufene Minderung der Ausgangsleistung ausgeschaltet sein kann.
Diese Aufgabe wird durch eine im Anspruch 1 beanspruchte Dekompressionsvorrichtung gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist, genauer gesagt, eine Dekompressionsrille oder auch -nut, um ein Kraftstoff/Luftgemisch innerhalb eines Zylinderraums beim Anlassen der Maschine in ein Kurbelgehäuse entweichen zu lassen, im oberen Endabschnitt eines Spülkanals, in Axialrichtung gerichtet, ausgespart. Damit diese Dekompressionsrille durch Ruß bzw. Kohlenablagerung kaum blockiert oder zugesetzt wird, ist die Dekompressions rille außerdem im Spülkanal an der Stromaufseite eines Zylinder-Kühlluftstroms vorgesehen.
Andererseits ist die Form der Dekompressionsrille so ausgelegt, daß sie kaum blockiert oder zugesetzt wird, wobei eine Diskontinuität des Querschnitts zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt der Dekompressionsrille vorgesehen ist.
Im Betrieb kommuniziert die Dekompressionsrille über den Spülkanal mit dem Kurbelgehäuse; wenn sich daher ein Kolben vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt, durchströmt Verbrennungsgas die Dekompressionsrille, um in das Kurbelgehäuse einzutreten. Da jedoch Frischluft aus dem Kurbelgehäuse über den Spülkanal und die Dekompressionsrille wieder in den Zylinder einströmt, wird die Dekompressionsrille kaum durch Ruß bzw. Kohlenablagerung zugesetzt.
Die Dekompressionsrille kann zudem nach dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik geformt werden; damit wird eine Kostenerhöhung aufgrund der Konstruktion einer (eines) Form(teils) vermieden.
Da im Betrieb beim Arbeitshub Temperatur und Druck des Gases hoch sind, erreicht die Gasströmungsgeschwindigkeit beim Hindurchtreten des Gases durch eine Ausströmrille die Schallgeschwindigkeit. Der Gasstrom wird jedoch durch die Querschnittsdiskontinuität gedämmt oder gestaut, so daß die Gasleckage (Spülverlust) verringert ist und eine Minderung der Ausgangsleistung vermieden wird.
Die obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1(A) eine Längsschnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die Dekompressionsrille lediglich schematisch dargestellt ist,
Fig. 1(B) eine allgemeine Schnittansicht eines Zylinders bei der Anordnung nach Fig. 1(A),
Fig. 1(C) einen schematischen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1(B), in Richtung der Pfeile gesehen,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht (zur Darstellung) eines Spülkanals und seines Umgebungsbereichs, einschließlich eines Kolbens, wobei die Dekompressionsrille lediglich schematisch dargestellt ist,
Fig. 3(A) und 3(B) eine Schnittansicht bzw. eine Seitenansicht einer Form der Dekompressionsrille,
Fig. 4(A) und 4(B) eine Schnittansicht bzw. eine Seitenansicht einer anderen Form der Dekompressionsrille,
Fig. 5(A) eine Längsschnittansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5(B) eine Draufsicht auf die Unterseite der Anordnung nach Fig. 5(A),
Fig. 6 eine andere Längsschnittansicht der Anordnung nach Fig. 5(A) längs der Linie B-B in Fig. 5(A) und in Richtung der Pfeile gesehen,
Fig. 7 eine Längsschnittansicht einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer Dekompressionseinrichrichtung nach dem Stand der Technik,
Fig. 8 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht einer Verdichtungsgas-Leck- oder -Umströmrille und
Fig. 9 bis 13 in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansichten verschiedener Verdichtungsgas-Umströmrillen nach dem Stand der Technik, im Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 7 und in Richtung der Pfeile gesehen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Fig. 1 und 2 ist eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer Dekompressionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt längs eines Spülkanals in einem Zylinder 1 dargestellt. In Fig. bezeichnet die Bezugsziffer 19 einen Lüfter zum Kühlen des Zylinders 1; dabei strömt ein Kühlluftstrom von diesem Lüfter 19 auf die durch breite weiße Pfeile angedeutete Weise. Die Bezugsziffern 20 und 20' bezeichnen Spülkanäle des Zylinders 1 , die jeweils ein Kurbelgehäuse 23 mit einem Brennraum 5 verbinden. Mit der Bezugsziffer 6 ist ein Auslaßschlitz, mit der Bezugsziffer 13 ein Einlaßschlitz bezeichnet.
Am oberen Endabschnitt des Spülkanals 20 ist an der Stromaufseite des Kühlluftstroms eine Dekompressionsrille 21 zum Zurückführen eines Kraftstoff/Luftgemisches in das Kurbelgehäuse 23, in der Axialrichtung des Zylinders 1 gerichtet, vorgesehen. Das obere Ende dieser Dekompressionsrille 21 ist in einer solchen Lage angeordnet, daß sie, bevor der Ansaug- oder Einlaßschlitz 13 durch den Kolben 14 geöffnet wird, nicht mit dem Brennraum 5 kommuniziert (Fig. 2).
Die Fig. 3 und 4 sind detaillierte Darstellungen der Konfiguration der Dekompressionsrille.
Fig. 3 zeigt eine in Richtung auf die Zündkerze (plug) spitz zulaufende Dreiecksform. Fig. 4 zeigt eine sich in Richtung auf den Spülkanal verbreiternde kelchartige Form. In diesen Figuren ist vorausgesetzt, daß die Abmessungs- oder Maßbeziehungen H&sub2; ≤ h&sub1;/2, B ≤ A/2 und b ≤ a/2 gegeben sind.
Ferner zeigt Fig. 5 einen Zylinder einer Zweitaktbrennkraftmaschine gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 veranschaulicht den Zustand, in welchem der Zylinder 1 in eine Brennkraftmaschine eingebaut ist. In diesen Figuren sind mit der Bezugsziffer 21 eine Ausströmrille oder -nut und mit der Ziffer 21a ein venturi(düsen)förmiger verengter Abschnitt bezeichnet.
Aufgrund des Vorhandenseins der Ausströmrille 21 kann bei einer niedrigen Drehzahl, etwa beim Anlassen, ein verdichtetes Kraftstoff/Luftgemisch ausströmen oder entweichen; demzufolge ist eine Betriebsbelastung eines Rückschlagstarters o.dgl. zum Anlassen (der Maschine) gering, so daß der Starter leicht betätigt werden kann.
Da andererseits im Normalbetrieb das Gas im Zylinder bei hoher Temperatur und hohem Druck vorliegt, erreicht die Gasgeschwindigkeit beim Durchströmen der Ausströmrille (durch das Gas) die Schallgeschwindigkeit; in diesem Fall wird gemäß bekannter Theorie die Gasströmung wegen des Venturi(düsen)- oder Einschnürungsabschnitts erschwert, so daß damit die Leckage (der Spülverlust) verringert wird und die Minderung der Ausgangsleistung gering ist.
Wie sich aus der vorstehenden genauen Beschreibung ergibt, werden mit der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen und Vorteile erreicht:
1. Da eine in der Axialrichtung gerichtete Dekompressionsrille am oberen Endabschnitt eines Spülkanals im einem Zylinderraum, mit einem Kurbelgehäuse kommunizierend, vorgesehen ist, kann ein Kraftstoff/Luftgemisch über die Dekompressionsrille zum Kurbelgehäuse zurückströmen, wodurch ein Anlaßdrehmoment beim Starten einer Brennkraftmaschine verringert sein kann.
2. Da eine Dekompressionsrille an der Seite des Spülkanals an der Stromaufseite eines Zylinder-Kühlluftstroms vorgesehen ist, kann die Temperatur im Bereich der Dekompressionsrille gesenkt sein, was zu einer Verhinderung der Ansammlung oder Ablagerung von Ruß bzw. Kohle in der Dekompressionsrille beiträgt.
3. Auch wenn ein Verbrennungsgas die Dekompressionsrille durchströmt, wird die Dekompressionsrille nicht durch Ruß- bzw. Kohlenablagerung blockiert oder zugesetzt, weil über den Spülkanal Frischluft aus dem Kurbelgehäuse in den Brennraum einströmt.
4. Da Breite und Tiefe der Rille in deren Axialrichtung so variieren, daß die Rille an ihrem oberen Ende oder Spitzenende in Richtung auf die Zündkerze verschmälert ist, variiert die Strömungsgeschwindigkeit des die Dekompressionsrille durchströmenden Kraftstoff/Luftgemisches, so daß kaum eine Kohlenablagerung auftritt. Zusätzlich wird dabei eine Einflußnahme hinsichtlich der Minderung der Ausgangsleistung und der Verringerung des Anlaßdrehmoments möglich.
5. Da die Dekompressionsrille am oberen Endabschnitt des Spülkanals geformt ist, kann die Innenform im Zylinderraum in einem Arbeitsgang geformt werden, so daß sich keine Kostenerhöhung ergibt.
6. Im Normalbetrieb wird eine Hochgeschwindigkeit- Gasströmung durch den verengten Bereich der Venturidüse begrenzt und damit Leckage (d.h. Spülverlust) verringert, so daß die Minderung der Ausgangsleistung gering ist.

Claims

1. Dekompressionsvorrichtung bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem eine Innenwand aufweisenden Zylinder (1), einem Kolben, einem durch den Kolben und den Zylinder (1) gebildeten Brennraum (5), einem Kurbelgehäuse (23) und einer einen Zylinder-Kühlluftstrom erzeugenden Einrichtung, wobei die Dekompressionsvorrichtung umfaßt:

einen längs der Innenwand des Zylinders (1) in dessen Axialrichtung geformten und mit dem Kurbelgehäuse (23) kommunizierenden Spülkanal (20) und

eine in der Zylinderwand geformte und sich in deren Axialrichtung erstreckende und mit einem zum Brennraum (5) hin gerichteten Ende des Spülkanals (20) kommunizierende Dekompressionsrille (21),

dadurch gekennzeichnet, daß

die Dekompressionsrille (21) an der Seite des Zylinders (1), die zur Stromaufseite des Zylinder-Kühlluftstroms gerichtet ist, angeordnet ist und

die Dekompressionsrille (21) einen ersten, näher am Spülkanal (20) gelegenen Abschnitt, einen zweiten, vom Spülkanal (20) entfernten Abschnitt, der einen Querschnitt, welcher nicht größer ist als der erste Abschnitt, aufweist, wobei jeder dieser Abschnitte eine die Gesamtlänge der Dekompressionsrille unterschreitende axiale Länge aufweist, sowie eine zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordnete Querschnitts- Diskontinuität umfaßt.

2. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitts-Diskontinuität dadurch gebildet ist, daß der erste Abschnitt in der Radialrichtung des Zylinders (1) eine Tiefe (A) besitzt, die größer ist als die Tiefe (B) des zweiten Abschnitts in der Radialrichtung des Zylinders (1), und

das dem Spülkanal (20) am nächsten gelegene Ende des zweiten Abschnitts in der Umfangsrichtung des Zylinders (1) eine Breite (b) besitzt, die kleiner ist als eine Breite (a) des dem Spülkanal (20) am nächsten gelegenen Endes des ersten Abschnitts.

3. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelbereich der Dekompressionsrille (21) ein verengter Abschnitt einer Venturi(düsen)form ausgebildet ist.

4. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekompressionsrille (21) mit einer Dreiecksform ausgebildet ist.

5. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekompressionsrille (21) mit einer (sich erweiternden) Kelchform, deren dem Spülkanal (20) am nächsten gelegenes Ende verbreitert ist, ausgebildet ist.

6. Dekompressionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekompressionsrille (21) am oberen Endabschnitt des Spülkanals (20) vorgesehen ist.

7. Dekompressionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Spülkanal (20) am nächsten gelegene Ende des ersten Abschnitts in der Umfangsrichtung des Zylinders (1) eine Breite (a) besitzt, die kleiner ist als die Breite des Endes des Spülkanals (20) in der Umfangsrichtung des Zylinders (1).