DE9003721U1 - Two-stroke combustion engine - Google Patents
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Description
18 129 B/Sta18 129 B/St
Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahriiugjncl ^ren Stuttgart -FKFS-Research Institute of Automotive Engineering and Driving Stuttgart -FKFS-
Pfaffenwaldring 12
7000 Stuttgart 80Pfaffenwaldring 12
7000 Stuttgart-80
> } Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweitakt-Verbrennungsmotor mit wenigstens einem in einem Zylinder verschiebbar gelagerten, mit einem Pleuel gelenkig verbundenen Kolben, wobei sich das bzw. die Pleuel in einem Kurbelgehäuse befinden und jede Zylinderwandung mit zumindest je einer Einlaß- und Auslaßöffnung versehen ist. Zweitakt-Motoren haben gegenüber Viertakt-Motoren den Vorteil, daß bei ihnen der Gaswechsel auf besonders einfache, durch> } The invention relates to a two-stroke internal combustion engine with at least one piston which is slidably mounted in a cylinder and connected to a connecting rod in an articulated manner, the connecting rod or rods being located in a crankcase and each cylinder wall being provided with at least one inlet and outlet opening. Two-stroke engines have the advantage over four-stroke engines that the gas exchange can be carried out in a particularly simple manner, by
den Kolben selbst gesteuerte Weise abläuft und somit Ein- und Auslaßventile samt ihrer aufwendigen und teueren Steuerung entfallen können. Dem stand bislang der Nachteil gegenüber, daß Benzinmotoren mit Benzin-Öl-Gemisch betrieben werden müssen und diese Mocuren bei jedem Arbeitszyklus auch Öl verbrennen. Dies ist in verschiedener Hinsicht störend · &Lgr; deshalb unerwünscht. Es hat lir'-hlich dazu geführt, daß der Anteil der Benzin-Zweitakt-Verbrennungsmotoren gegenüber demjenigen der Viertakt-Motoren zumindest bei größeren Aggregaten zurückging.the piston itself and thus intake and exhaust valves and their complex and expensive control can be dispensed with. Up to now, this has been offset by the disadvantage that petrol engines have to be operated with a petrol-oil mixture and these engines also burn oil during each working cycle. This is disruptive in various respects and therefore undesirable. It has obviously led to the proportion of petrol two-stroke internal combustion engines falling compared to four-stroke engines, at least in larger units.
Die Aufgabe der Erfindung wird nun darin gesehen, einen Zweitakt-Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er hinsichtlich seiner Abgase bzw. der Ölverbrennung die Werte der Viertakt-Motoren erreicht.The object of the invention is to further develop a two-stroke internal combustion engine of the type mentioned above in such a way that it achieves the values of four-stroke engines with regard to its exhaust gases and oil combustion.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Zweitakt-Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Während beim herkömmlichen Zweitakt-Verbrennungstmotor das ver'irennungsfähige Gemisch oder mindestens die Verbrennungsluft wenigstens zum Teil aus dem Kurbelgehäuse angesaugt wird, ist das Kurbelgehäuseinnere beim erfindungsgemäßen Zweitakt-Verbrennungsmotor abgetrennt. Somit kann kein öl vom Kurbelgehäuse in den Verbrennungsraum gelangen. Andererseits wird aber der Kolben über seinen kolbenstangenartigen Ansatz querkraftfrei im Zylinder geführt, so daß er keiner, zumindest keinerTo solve this problem, the invention proposes that the two-stroke internal combustion engine is designed according to the preamble of claim 1 in accordance with the characterizing part of this claim. While in the conventional two-stroke internal combustion engine the combustible mixture or at least the combustion air is at least partially sucked in from the crankcase, the inside of the crankcase is separated in the two-stroke internal combustion engine according to the invention. Thus, no oil can get from the crankcase into the combustion chamber. On the other hand, the piston is guided in the cylinder via its piston rod-like attachment without any transverse force, so that it is not subject to any, at least not any
fti :;>chm j.eruriq bed.ir f . Querkraf i: &Ggr; t &ogr; t bed^ut'M in d j &ogr; scm Fall, daß die Quprkrafte des Pleuels direkt «lurch &Iacgr;&igr;&rgr; Ku 1 benst an gen f üli r unq au f genonimen werden, während die Querk' ·. fte du 1 im oymmef r isrhe Ve r brennuny ( außerm i 11 i ge Vfr brernmq Ihm meid er &eegr; en Zweitaktmotoren wegen unsymmetrischen Brennraumes) durch den immer gleich!leibenden Abstand zwischen Kolben und Kolbenstangenführung in jeder Lage von der Kolbenstangenführung übertragen und nicht wie bei herkömmlichen ZweitaXtmufcutesi yemZ Und bei bisher bekannten Kreuzkopf führungen teilweise vom Kolben aufgenommen werden. Infolgedessen reicht es aus, wenn sich im Verbrennungsraum des Zylinders nur der Kraftstoff und die zu seiner Verbrennung notwendige Luft bzw. der Sauerstoff befinden. Der kolben stangrnartige Ansatz ermöglicht das kolbenseitige bzw. das kurbelwellenferne Ende des Pleuels vom Kolbenboden so weit zu entfernen, daß die Pleuelbewegung ungehindert ausgeführt werden kann und trotzdem eine abgedichtete Führung des Kolbens bzw. seines kolbenstangenartigen Ansatzes gegenüber dem Motor- bzw. Kurbelgehäuse in jeder Kolbenstellung möglich ist. Die Länge des Ansatzes und damit auch seines Führungsrohres richtet sich im wesentlichen nach dem Kolbenhub. Das bedeutet, daß die Führung zumindest etwas lä.'"jer sein muß als der Kolbenhub, so daß eine Abdichtung, also beispielsweise ein Dichtring, von der oberen bis zur unteren Totpunktlage und umgekehrt stets wirksam sein kann. Weil die Kolben in der Regel hohle, topfförmige Gebilde sind, hat es in ihrem Innern genügend Platz zur Aufnahme des Führungsrohres, wobei dieses in der unteren Totpunktlage des Kolbens am tiefsten ins KoI-fti :;>chm j.eruriq means for . transverse force i: &Ggr; t &ogr; t means in d j &ogr; scm case that the transverse forces of the connecting rod are absorbed directly by the piston rod, while the transverse forces in the combustion chamber (except in two-stroke engines due to the asymmetrical combustion chamber) are transmitted by the piston rod guide in every position due to the constant distance between the piston and the piston rod guide and are not partially absorbed by the piston as with conventional two-stroke couplings and with previously known crosshead guides. As a result, it is sufficient if only the fuel and the air or oxygen required for its combustion are in the combustion chamber of the cylinder. The piston rod-like extension allows the piston-side or crankshaft-remote end of the connecting rod to be moved far enough away from the piston crown that the connecting rod can move unhindered and yet a sealed guide of the piston or its piston rod-like extension relative to the engine or crankcase is possible in every piston position. The length of the extension and thus also of its guide tube depends essentially on the piston stroke. This means that the guide must be at least somewhat longer than the piston stroke so that a seal, for example a sealing ring, can always be effective from the top to the bottom dead center position and vice versa. Because the pistons are usually hollow, pot-shaped structures, there is enough space inside to accommodate the guide tube, which is inserted deepest into the piston in the bottom dead center position of the piston.
beninnere hineinragt. Dies führt bei einer kompakten Konstruktion zwangs 1 aufi g dazu, daß der k< ■ 1 benstangptiar tige Ansatz rlrs Kolbens si-.h nicht nur teilweise, sondern möglichst vollständig oder zu einem überwiegenden Teil im Kolbeninnern befindet. Anders ausge drückt, kann der Ansatz gleichlang oder langer als die Kolbenhöhe (Ringpartie und Kolbenschaft) sein. Aus verschiedenen konstruktiven Überlegungen ist der letzten Variante der Vorzug zu geben.In a compact design, this inevitably means that the piston rod -like extension is not only partially located inside the piston, but as completely as possible or to a large extent inside the piston. In other words, the extension can be the same length or longer than the piston height (ring section and piston skirt). For various design reasons, the last variant is to be preferred.
Der Gaswechsel kann bei diesem Zweitakt-Verbrennungsmotor in gleicher Weise ablaufen wie bei den bekannten Ausführungen. Un- , terschiedlich ist allerdings, daß der sogenannte Vorverdichtungsraum, also der Raum, aus dem das Kraftstoff-Luftgemisch oder auch nur die Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum einströmt, kleiner ist, weil nunmehr das Volumen des Kurbelgehäuses entfällt. Der Lietergrad erhöht sich, weil der Vorverdichtungsraum im gekühlten Bereich liegt. Dieser Zweitakt-Verbrennungsmotor kann durchaus auch mit Kraftstoff-Einspritzung arbeiten.The gas exchange in this two-stroke internal combustion engine can take place in the same way as in the known versions. The difference , however, is that the so-called pre-compression chamber, i.e. the space from which the fuel-air mixture or just the combustion air flows into the combustion chamber, is smaller because the volume of the crankcase is no longer required. The air flow rate increases because the pre-compression chamber is in the cooled area. This two-stroke internal combustion engine can also work with fuel injection.
Nachdem die Querkräfte vom Kolben weggenommen sind und sie nunmehr vom kolbenstangenartigen Ansatz des Kolbens auf das Führungsrohr übertragen werden, muß selbstverständlich an dieser Stelle für eine ausreichende Schmierung gesorgt werden. Dieses Schmieröl gelangt aber, wenn man von Leckverlusten an der gegenseitigen Abdichtung einmal absieht, nicht in den Verbrennungsraum, wodurch einerseits Schmieröl gespart wird und andererseits die bisher bei Benzin-Zweitakt-Motoren unerwünschte ÖlverbrennungAfter the transverse forces have been removed from the piston and are now transferred from the piston rod-like attachment of the piston to the guide tube, sufficient lubrication must of course be ensured at this point. However, if one ignores leakage losses at the mutual seal, this lubricating oil does not reach the combustion chamber, which on the one hand saves lubricating oil and on the other hand prevents oil combustion, which was previously undesirable in two-stroke petrol engines.
entfällt. Darüberhinaus wird auch das Öl im Kurbelgehäuse nicht durch Verbrennungsrückstand^ verunreinigt und behält dadurch we sentlich länger seine guten Gehmiereigenschaften. Wegen ·&Igr;&tgr; Ab dichtung des Vorverdichtungsraumes und des Brennraumes gegen das Kurbelgehäuse können für die Kurbelwellen- und Pleuellager umlauf geschmierte Gleitlager anstelle der bei Zweitaktern sonst notwendigen Kugellagern verwendet werden.is eliminated. In addition, the oil in the crankcase is not contaminated by combustion residues and therefore retains its good lubricating properties for much longer. Due to the sealing of the pre-compression chamber and the combustion chamber against the crankcase, circulating-lubricated plain bearings can be used for the crankshaft and connecting rod bearings instead of the ball bearings otherwise required in two-stroke engines.
Durch die Verwendung von Gleitlagern und geteilten Pleueln kann eine billigere und einfachere wie bei Viertaktern übliche, unge-/ teilte Kurbelwelle statt der bei Zweitaktern sonst normalen gebauten, d.h. aus mehreren Teilen zusammengesetzten Kurbelwelle verwendet werden.By using plain bearings and split connecting rods, a cheaper and simpler undivided/split crankshaft, as is usual in four-stroke engines, can be used instead of the crankshaft normally built in two-stroke engines, i.e. made up of several parts.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Kurbelgehäuse insbesondere etwa an seinem gegen den Kolben gerichteten Ende mittels einer Querwand verschlossen ist, die eine Halterung für das bzw. die F^hrungsrohre bildet. Zweckmäßigerweise sind sowohl diese Querwand als auch das bzw. die Führungsrohre einstückig mit <") dem Kurbelgehäuse bzw. dem meist gegossenen Teil des Kurbelgehäuses gefertigt. Nach unten hin kann das Kurbelgehäuse in bekannter Weise mittels einer Ölwanne verschlossen werden. Somit entsteht diesbezüglich kein nennenswerter Mehraufwand.A further development of the invention provides that the crankcase is closed, in particular at its end facing the piston, by means of a transverse wall which forms a holder for the guide tube(s). Both this transverse wall and the guide tube (s) are expediently manufactured in one piece with the crankcase or the usually cast part of the crankcase. The crankcase can be closed at the bottom in a known manner by means of an oil pan. This means that no significant additional expenditure is incurred in this regard.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß sich das Führungsrohr in der unteren Totpunktlage des Kolbens zumin-A further embodiment of the invention consists in that the guide tube is in the bottom dead center position of the piston at least
de st weitgehend i.m Kolben inriern befindet, Der kalben &Igr;&iacgr;.&lgr;<; &igr;. &eegr; dieser Stellung lediglich einen &agr;&ogr; ringen Abstand von der Quo warid bzw. der Ebene de.5 'ibffefi Kur bei 'jde st largely located in the piston, the calving &Igr;&iacgr;.&lgr;<;&igr;.&eegr; this position is only a &agr;&ogr; short distance from the quo warid or the plane de.5 'ibffefi Kur at 'j
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der kolbenstangenartige Ansatz des Kolbens letzteren nach außen überragt, wobei sich insbesondere .J ~» ._ Hl &agr;.·&agr;1 1 HM» &mgr; ·». .-4 --. «&EEgr; >mw Ai-nU'·» .-3 » M T »-* i 1 «-3 &lgr; *» &lgr;&idiagr;&eegr;«·&Agr;|.&igr;*&Lgr;&eegr; 1-» .« ■£ t »« *-l ,*-* 4- A particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the piston rod-like extension of the piston projects outwardly beyond the piston, whereby in particular .J ~» ._ Hl α.·α1 1 HM» μgr; ·». .-4 --. «&EEgr;>mwAi-nU'·» .-3 » MT »-* i 1 «-3 &lgr; *» λr;&idiagr;&eegr;«· �Agr; |.&igr;* �Lgr; �eegr; 1-» ..« ■£ t »« *-l ,*-* 4-
uao C"-Lc:ucrx La1^Ci in v_*dtt wj.o tcii'. nucii &igr; >j j. &lgr; *j*-r.» nnjutij<..j m'.j. j.iiv«v- «. , Der Ansatz ist also zumindest um so vie.1 langer als Platz für das kolbenseitige Pleuel lager gebraucht wird. Beim Äusführungsbeispiel steht der Ansatz allerdings noch etwas mehr über den freien Kolbenrand hinaus.uao C"-Lc:ucrx La 1 ^Ci in v_*dtt wj.o tcii'. nucii &igr;>j j. &lgr; *j*-r.» nnjutij<..j m'.jjiiv«v- «. , The extension is therefore at least as much longer as the space required for the piston-side connecting rod bearing. In the example shown, however, the extension extends somewhat further beyond the free edge of the piston.
Eine weitere Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz des Kolbens separat gefertigt und vorzugsweise lösbar mit dem Kolben verbunden ist. Man kann somit, zumindest im wesentlichen, auf einen Kolben herkömmlicher Art zurückgreifen, den man dann in geeigneter, seine Funktion nicht beeinträchtigender, dauerhafter Weise mit dem separat gefertigten, kolbens\:angenartigen Ansatz verbindet. Dies macht auch die Verwendung unterschiedlicher Materialien für Kolben und Ansatz auf einfache Art und Weise möglich.A further variant of the invention is characterized in that the piston attachment is manufactured separately and is preferably detachably connected to the piston. It is thus possible, at least in essence, to use a conventional type of piston, which is then permanently connected to the separately manufactured, piston-saw-like attachment in a suitable manner that does not impair its function. This also makes it possible to use different materials for the piston and attachment in a simple manner.
Als Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Ansatz des Kolbens im wesentlichen eine rohrförmige Gestalt aufweist und mit einem zentrischen Bolzengewinde versehen ist, inAs a further development of the invention, it is proposed that the attachment of the piston has a substantially tubular shape and is provided with a central bolt thread in
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welches eine Befestigungsschraube mit in den Kolbenboden eingelassenem Kopf eingedreht ist. Die zentrische Anbringung des Ansatzes am Kolben wird durch bekannte Zentriermaßnahmen sichergestellt, beispielsweisee durch die Verwendung einer Schraube od. dgl. Zweckmäßigerweise ist das Muttergewinde an einer Sackbohrung angebracht, so daß es sich beim Ansatz, grob gesprochen, um ein einenends verschlossenes Rohr handelt. Unmittelbar an den Bereich des Muttergewindes kann sich das Pleuellager anschließen.into which a fastening screw with a head embedded in the piston head is screwed. The central attachment of the attachment to the piston is ensured by known centering measures, for example by using a screw or similar. The nut thread is expediently attached to a blind hole, so that the attachment is, roughly speaking, a tube closed at one end. The connecting rod bearing can be connected directly to the area of the nut thread.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Ansatz des Kolbens mittels wenigstens eines Dichtrings, insbesondere eines Kolben- oder O-Rings od. dgl., gegen das Führungsrohr abgedichtet ist. Vorzugsweise bringt man den Dichtring am verschiebbaren Teil, also am Ansatz des Kolbens, an, der mit einer entsprechenden Aufnahme, beispielsweise einer seitlich offenen Ringnut, versehen ist. Soweit erforderlich, kann man auch einen zweiten Dichtring od. dgl. vorsehen. In jedem Falle muß für eine ausreichende Schmierung des oder der Dichtringe gesorgt werden, weil dort, wie gesagt, Querkräfte übertragen werden.A further embodiment of the invention consists in that the base of the piston is sealed against the guide tube by means of at least one sealing ring, in particular a piston or O-ring or the like. The sealing ring is preferably attached to the movable part, i.e. to the base of the piston, which is provided with a corresponding receptacle, for example a laterally open ring groove. If necessary, a second sealing ring or the like can also be provided. In any case, sufficient lubrication of the sealing ring or rings must be ensured because, as mentioned, transverse forces are transmitted there.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konzeption ergibt sich dadurch, daß das Lager für das kurbelwellenferne Ende des Pleuels als den Lagerzapfen aufnehmende offene Lagerschale ausgebildet ist, d. h. man kann hier auf ein Gleitlager zurückgreifen, dessen Schmierung, insbesondere aufgrund seiner Ausbildung ale offene Lagerschale, keinerlei Probleme aufwirft. Eine bevorzugte Ausfüh-A further advantage of the concept according to the invention is that the bearing for the end of the connecting rod remote from the crankshaft is designed as an open bearing shell that accommodates the bearing journal, i.e. a plain bearing can be used here, the lubrication of which, in particular due to its design as an open bearing shell, poses no problems. A preferred embodiment
If Il · I ■* * · · »If Il · I ■* * · · »
rungsform sieht in diesem Zusammenhang vor, daß die Lagerschale den vorzugsweise ans Pleuel angeformten Lagerzapfen um mehr als 180 °, vorzugsweise etwa um 250 °, umschließt. Die Lagerschale ist somit gegen das Kurbelgehäuse hin offen, jedoch muß der Kurbelzapfen quer zur Längsachse des Pleuels in die Lagerschale eingeschoben werden.In this context, the design provides that the bearing shell encloses the bearing journal, which is preferably formed onto the connecting rod, by more than 180°, preferably by about 250°. The bearing shell is thus open towards the crankcase, but the crank journal must be inserted into the bearing shell transversely to the longitudinal axis of the connecting rod.
Besonders vorteilhaft ist die Anbringung einer Spritzschmierung für den E< eich dss kur'.^lwellenfernen Pleuellagerzapfens und das pleuelseitige Ende des Führungsrohres.It is particularly advantageous to provide a splash lubrication system for the connecting rod journal remote from the crankshaft and the end of the guide tube on the connecting rod side.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei stellen dar:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows an embodiment of the invention. Here:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Zylinder einesFig. 1: a longitudinal section through a cylinder of a
als Zweizylinder-Zweitakt-Verbrennungsmotor ausgebildeten Motors,as a two-cylinder two-stroke internal combustion engine,
Fig. 2: einen hierzu senkrecht geführten Schnitt durch die beiden Zylinder.Fig. 2: a perpendicular section through the two cylinders.
Die Kolben 1 und 2 des Zweizylinder-Zweitakt-Verbrennungsmotors sind in Zylindern 3 bzw. 4 im Sinne des Doppelpfeils 5 hin und her verschiebbar. In Fig. 2 ist der linke Kolben 1 in seiner oberen Totpunktlage, während der rechte Kolben 2 seine untereThe pistons 1 and 2 of the two-cylinder two-stroke internal combustion engine can be moved back and forth in cylinders 3 and 4 in the direction of the double arrow 5. In Fig. 2, the left piston 1 is in its top dead center position, while the right piston 2 is in its bottom dead center position.
Totpunktlage einnimmt. Der Kolben 1 treibt ein Pleuel 6 und der Kolben 2 ein Pleuel 7 an. Beide sind in bekannter Weise mit ihrem in der Zeichnung unteren Ende an einer mit Gegengewichten versehenen Kurbelwelle 8 gelagert. Das kurbelwellenferne Lager 9 des Pleuels 6 bzw. 7 ist in besonderer Weise ausgebildet, wie nachstehend noch r.äher erläutert wird. Im übrigen xst dieser Motor,- soweit er nachfolgend nicht detailliert beschrieben wird, in bekannter Weise ausgebildet.Dead center position. Piston 1 drives a connecting rod 6 and piston 2 drives a connecting rod 7. Both are mounted in a known manner with their lower end in the drawing on a crankshaft 8 provided with counterweights. The bearing 9 of the connecting rod 6 or 7, which is remote from the crankshaft, is designed in a special way, as will be explained in more detail below. Otherwise, this engine, unless it is described in detail below, is designed in a known way.
Die Sylinderwandunger: ;,·■:.?* die Wandungen jeweils einer in den Zylinderkopf 10 eingesetzten r.-ufbuchse 11 ist in bekannter Weise mit Einlaf'" rfnugen &Iacgr;2 und wenigstens ev.er Auslaßöffnung 13 ausgestattet. Entsprechende Öffnungen finden sxch bei Verwendung einer Laufbuchse, soweit erforderlich, an den zugeordneten Stellen des Zylinderkopfes 1C. Dieser ist, wie in Fig. 1 deutlich zu sehen ist, mit einem Einlaßstutzen 14 ausgestattet, in welchen eine bekannte Rückschlag-Sperreinrichtung 15 eingebaut ist &agr;:&kgr;* über welchen im Sinne des Pfeils 16 Luft oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch einströmen kann. In den Brennraum wird beim Ausführungs- f\ beispiel Kraftstoff mittels einer bekannten Einspritzeinrichtung ■' 17 eingespritzt.The cylinder walls or the walls of a cylinder liner 11 inserted into the cylinder head 10 are each equipped with inlet openings 12 and at least one outlet opening 13 in a known manner. When using a cylinder liner, corresponding openings can be found, if necessary, at the assigned locations on the cylinder head 1C. As can be clearly seen in Fig. 1, the cylinder head is equipped with an inlet connection 14 into which a known non-return valve 15 is installed, via which air or an air-fuel mixture can flow in in the direction of arrow 16. In the exemplary embodiment , fuel is injected into the combustion chamber by means of a known injection device 17.
Außerdem befindet sich in diesem Bereich noch eine Zündkerze 18 od. dgl. Zündvorrichtung. Die verbrannten Gase verlassen den Brennraum 19 in Pfeilrichtung 20. Ein bekannter Auspuffkrümmer kann die Abgase beider bzw. aller Zylinder zusammenführen.In addition, there is a spark plug 18 or similar ignition device in this area. The burned gases leave the combustion chamber 19 in the direction of arrow 20. A known exhaust manifold can combine the exhaust gases from both or all cylinders.
Des weiteren erkennt man aus Fig. 1 die spezielle Ausbildung des Kolbens, wobei an letzterem Steuerungszwecken dienende Ausnehmungen 21, 22 angebracht sind.Furthermore, Fig. 1 shows the special design of the piston, with recesses 21, 22 being provided on the latter for control purposes.
Die C:jße sowie die axiale Zuordnung der Ein- und Auslaßöffnungen und überströrtJßiöglichkeiten sind vor- gekannter Art, weswegen sie hi^" nicht näher erläutert werden.The dimensions and the axial arrangement of the inlet and outlet openings and the overflow possibilities are of a known type, which is why they are not explained in more detail here.
Im Kolbeninnern befindet sich ein kolbenstangenartig^c Ansatz 23, welcher beim Ausführungsbeispiel den Kolbenrand 24 gegen das Kurbelgehäuse 25 hin überragt. Er ist verzugsweise separat hergestellt und wird mittels einer zentrisch angebrachten Schraube 26 gehalten. Außerdem ist er in einem Führungsrohr 27 auf und ab verschiebbar gelagert, welches vorzugsweise einstückig mit dem Kurbelgehäuse 25 gefertigt ist. Beim Ausführungsbeispiel ist dieses Führungsrohr über eine Querwand 28, welche sich am oberen Ende des Kurbelgehäuses 25 befindet, verbunden. Es überragt diese Querwand vor allen Dingen nach ober hin, geringfügig aber auch ins Kurbelgehäuseinnere. Der Ansatz 23 ist dichtend im Führungsrohr gelagert, wobei insbesondere in eine Nut des Ansatzes 23 wenigstens ein Dichtring 29 eingesetzt ist. In der unteren Totpunktlage befindet sich dieser Dichtring am unteren Ende des zylindrischen Teils de3 Führungsrohrs 27. Daran schließt sich ein konischer Teil 30 an, der die Schmierung für diesen Bereich verbessert. In diesen konischen Teil kann mittels einer Spritzschmiereinrichtung 31 Schmieröl eingebracht werden. LetztereInside the piston there is a piston rod-like extension 23, which in the embodiment extends beyond the piston edge 24 towards the crankcase 25. It is preferably manufactured separately and is held in place by means of a centrally mounted screw 26. In addition, it is mounted so that it can move up and down in a guide tube 27, which is preferably manufactured in one piece with the crankcase 25. In the embodiment, this guide tube is connected via a transverse wall 28, which is located at the upper end of the crankcase 25. It extends above this transverse wall, but also slightly into the interior of the crankcase. The extension 23 is mounted in the guide tube in a sealing manner, with at least one sealing ring 29 being inserted in a groove in the extension 23. In the bottom dead center position, this sealing ring is located at the lower end of the cylindrical part of the guide tube 27. This is followed by a conical part 30, which improves the lubrication for this area. Lubricating oil can be introduced into this conical part using a spray lubrication device 31. The latter
si:limi.prl: beim I!< .ich &Ggr;.&igr;&Igr;&igr; t en dfn Kolben:; auch (3.is ki.ir be I we L 1 en ] "e &igr; ne Lage &igr; 9.si:limi.prl: at I!< .ich &Ggr;.&igr;&Igr;&igr; t en dfn Kolben:; auch (3.is ki.ir be I we L 1 en ] "e &igr; ne Lage &igr; 9.
Aus den Vorstellenden sowie der Zeichnung ergibt sich, daß der An satz 23 im wesentlichen die Gestalt eines unten verschlossenen Rohres aufweist. Er ist mit einem Muttergewinde 32 versehen, in welches der Gewindeteil der Schraube 26 eingedreht ist. Ihr Kopf ist- in eine Aufnahme 33 <?pr KnIhpnhndpns -3 4 bündig eingelassen und zentriert auf diese Weise den Ansatz 23 und den Kolben 34. An der betreffenden Stelle muß für eine einwandfreie Abdichtung gesorgt werden. Der Paßstift 35 legt den unsymmetrischen Kolben in seiner Lage gegenüber dem Gehäuse eirieutig fest.From the description and the drawing it can be seen that the extension 23 essentially has the shape of a tube closed at the bottom. It is provided with a female thread 32 into which the threaded part of the screw 26 is screwed. Its head is flush with a receptacle 33 and in this way centers the extension 23 and the piston 34. A perfect seal must be ensured at the relevant point. The dowel pin 35 clearly fixes the asymmetrical piston in its position relative to the housing.
Das untere Ende des Ansatzes 23 nimmt eine Lagerschale 36 eines Gleitlagers für den kolbenseitigen Lagerzapfen 37 der, Pleuels 7 auf. Die Lagerschale umfaßt den Lagerzapfen 37 aur einem Winkel von mehr als 180 ", beim Ausführungsbeispiel von etwa 250 °. Aufgrund dieses ümschiießungswinkeis und auch des sich konisch erweiternden unteren Endes des Ansatzes 23 sowie des Führungsrohrs 27 kann das Pleuel während eines Arbeitshubs seine Bewegung ungehindert ausführen.The lower end of the extension 23 accommodates a bearing shell 36 of a plain bearing for the piston-side bearing journal 37 of the connecting rod 7. The bearing shell surrounds the bearing journal 37 at an angle of more than 180°, in the embodiment of approximately 250°. Due to this angle of encirclement and also the conically widening lower end of the extension 23 and the guide tube 27, the connecting rod can carry out its movement unhindered during a working stroke.
Aus Fig. 2 ersieht man. daß das Führungsrohr 27 in der unteren Totpunktlage des Kolbens 2 bis nahe an den Kolbenboden heranreicht, während in der oberen Totpunktlage des Kolbens 1 das Führungsrohr 27 vollständig aus dem Kolben ausgetreten ist. DafürFrom Fig. 2 it can be seen that the guide tube 27 in the bottom dead center position of the piston 2 reaches close to the piston crown, while in the top dead center position of the piston 1 the guide tube 27 has completely emerged from the piston.
befindet si.ijh aber der Dichtring 29 bei obenstehendem Kolben am oberen F.nde des Führungsrohrep, 27, während er in der unteren ToI:- punktlage des Kolben?; gemäß Fig, 1 dem unteren zylindrischen Teil der Bohrung 38 <!es Führungsrohres 27 zugeordnet ist. Der Zeichnung entnimmt man eindeutig, daß sich sämtliche Durchbrüche und Überströmöffnungen des Kolbens sowie des Zylinders, über welche der Luft- und/oder Gasaustausch vorgenommen wird, ausschließlich im Zylinderraum 39 oberhalb der Querwand 28 und damit auch oberhalb des Kurbelgehäuses 25 befinden.However, when the piston is at the top, the sealing ring 29 is located at the upper end of the guide tube 27, while in the lower piston dead center position according to Fig. 1 it is assigned to the lower cylindrical part of the bore 38 of the guide tube 27. It can be clearly seen from the drawing that all the openings and overflow openings of the piston and the cylinder, through which the air and/or gas exchange takes place, are located exclusively in the cylinder chamber 39 above the transverse wall 28 and thus also above the crankcase 25.
/ Wenn der Kolben 1, 2, ausgehend von seiner oberen Totpunktlage nach unten wandert, so wird das Gas im unterhalb dec Kolbens befindlichen Vorverdichtungsraum 40 komprimiert. Dabei ist die Rückschlag-Sperreinrichtung 15 geschlossen, um ein Hinausdrücken in den Ansaugstutzen 41 zu verhindern. Wegen der Querwand 28 kann dieses Gas-, Luft- oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch auch nicht ins Innere des Kurbelgehäses 25, welches im übrigen mittels einer Ölwanne 42 verschlossen ist entweichen. Durch den Kolbe" 'neho— sondere den Kolbenboden, werden die verschiedenen Ein- und Aus- f laßöffnungen auch am inneren Ende des Ansaugstutzens 41 in vorge-/ When the piston 1, 2 moves downwards from its top dead center position, the gas is compressed in the pre-compression chamber 40 located below the piston. The non-return valve 15 is closed in order to prevent it from being pushed out into the intake manifold 41. Because of the transverse wall 28, this gas, air or air-fuel mixture cannot escape into the interior of the crankcase 25, which is otherwise closed by an oil pan 42. The piston—especially the piston bottom—also keeps the various inlet and outlet openings at the inner end of the intake manifold 41 in a pre-
"~ sehener Reihenfolge und bei vorgegebener Kolbenstellung freigegeben und geschlossen. Das Gas im Vorverdichtungsraum 40 gelangt beim Aufwärtshub des Kolbens 1. 2 in den Zylinderraum 39. Es wird beim weiteren Aufwärtshub komprimiert und befindet sich schließlich im obersten Teil des Zylinderraums 39, nämlich dem Brennraum 19. Dort wird, sofern eine Einspritzeinrichtung 17 vorhanden ist,"~ released and closed in the sequence shown and at a given piston position. The gas in the pre-compression chamber 40 enters the cylinder chamber 39 during the upward stroke of the piston 1. 2. It is compressed during the further upward stroke and is finally located in the uppermost part of the cylinder chamber 39, namely the combustion chamber 19. There, if an injection device 17 is present,
Kraftstoff oder weiterer Kraftstoff eingespritzt, und mit Hilfe der Zündkerze IM od. dgl. gezündet. Dies führt zum Abwärts-Ar beitshub des Kolbens 1, 2 bis in seine in rig. i gezeichnete untere Totpunktlage, von der aus das nächste Arbeitsspiel beginnt. Die Kolbenbewegung wird in bekannter Weise über das Pleuel 7 auf die Kurbelwelle übertragen, an welcher das erzeugte Drehmoment zur Ausnutzung abgenommen werden kann. Fuel or additional fuel is injected and ignited with the help of the spark plug IM or similar. This leads to the downward working stroke of the piston 1, 2 to its bottom dead center position shown in fig. i, from which the next working cycle begins. The piston movement is transmitted in a known manner via the connecting rod 7 to the crankshaft, from which the torque generated can be taken up for use.
Querkräfte, die beispielsweise bei außermittiger Explosion des Brennstoffgemisches auftreten, werden zumindest weitgehend vom in f. der Zeichnung unteren Ende des Ansatzes 23 auf das Führungsrohr 27 und damit das Motorgehäuse übertragen. Um hier die Pressung möglichst gering zu halten, ist das untere freie Ende 43 des kolbenstangenartigen Ansatzes 23 des Kolbens auf einer ausreichend großen Länge an der Bohrung 38 des Führungsrohres 27 geführt. Eine gute Schmierung dieses Bereichs erreicht man, wie bereits ausführt wurde, mit Hilfe der Spritz-Schmiereinrichtung 31 und, soTransverse forces, which occur, for example, in the event of an off-center explosion of the fuel mixture, are at least largely transmitted from the lower end of the extension 23 in f. of the drawing to the guide tube 27 and thus to the engine housing. In order to keep the pressure as low as possible, the lower free end 43 of the piston rod-like extension 23 of the piston is guided along the bore 38 of the guide tube 27 over a sufficiently large length. Good lubrication of this area is achieved, as already explained, with the aid of the spray lubrication device 31 and, as
seitige Schmierkanäle od. dglside lubrication channels or similar
Claims (10)
Ende des Führungsrohrs (27).10. Engine according to at least one of the preceding claims, characterized by a splash lubrication (31) for the area of the crankshaft-remote bearing journal (37) and the connecting rod-side
End of the guide tube (27).
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