EP0922841A2 - Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Auslass-Schiebersteuerung durch den Kolben - Google Patents

Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Auslass-Schiebersteuerung durch den Kolben Download PDF

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EP0922841A2
EP0922841A2 EP98122482A EP98122482A EP0922841A2 EP 0922841 A2 EP0922841 A2 EP 0922841A2 EP 98122482 A EP98122482 A EP 98122482A EP 98122482 A EP98122482 A EP 98122482A EP 0922841 A2 EP0922841 A2 EP 0922841A2
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EP
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slide valve
piston
outlet
internal combustion
combustion engine
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Definitions

  • the invention relates to a piston internal combustion engine, in particular a two-stroke engine with regulated outlet of the burned exhaust gases through a piston-controlled slide in the cylinder wall at the exhaust slot.
  • the piston fulfills the during the upward movement Function of a charge pump when sucking in the air-fuel mixture first into the The crankcase and at the same time the air-fuel mixture in the combustion chamber condensed. After the ignition has taken place, the piston has the downward movement Function of power transmission from the explosion of the air-fuel mixture to the Crankshaft using the connecting rod.
  • the slots are free, both for the outlet and for the inlet. The problem with today's two-stroke engines is that at low revs the outlet slot opens relatively slowly, which leaves a lot of time to flow out Exhaust gases.
  • the object of the invention is a piston internal combustion engine with a regulated outlet to find which does not have the disadvantages mentioned.
  • the task will be like follows solved: The outlet slot is closed before the piston starts moving upwards starts to prevent fresh air directly from the inlet slot to the outlet slot leaves.
  • This device reduces gasoline consumption.
  • the invention is intended to nevertheless benefit from the advantages of the known two-stroke engines has: Simple construction, low weight, few moving parts, therefore small Friction losses, compact dimensions and less expensive production.
  • the two-stroke engine (in Fig. 1) consists of a crankcase, a cylinder and a Piston (1).
  • the piston (1) is connected to the pin via a connecting rod with the crankshaft connected.
  • Two notches (8) are arranged along the piston (1) and serve these as guidance and control of the slide valve (6).
  • In the cylinder wall (3) of the engine there is an outlet slot (4) on the exhaust duct. Between the outlet slot (4) and the exhaust duct is a closing device, slide valve (6).
  • the slide valve (6) has a continuous opening (5) in which same dimensions as the outlet slot (4).
  • At the bottom of the vertical Slider valves (6) are horizontal extensions designed as drivers (7).
  • the Carriers (7) slide, both in the cylinder wall (3) and in the notches (8) the piston (1).
  • the piston (1) controls the slide valve (6) close to the top and bottom dead center. In between, the slide valve (6) remains in its through the piston (1) predefined location.
  • the two-stroke engine shown works as follows:
  • the piston controls the gas exchange in this engine in two ways.
  • the simpler explanation we write of the piston upper part for the known opening and closing of the in and Outlet slots, with the piston near the bottom dead center, the inlet and outlet slots opens and closes again during the subsequent upward movement.
  • At the arrangement according to the invention serves the lower piston part to control the slide valve, by moving the piston to the slide valve at the top and bottom dead center moves, with most of the movement of the piston the slide valve remains in Resting position.
  • the inlet and outlet slots are closed by the upper piston part. But the slide valve is open. At this time, the opening of the plate valve corresponds in size to the diameter of the outlet slot.
  • the piston upper part first opens the outlet slot during the downward movement. The burned gases can escape through the exhaust duct. At this point, both the outlet slot and the slide valve are open. Due to the continued downward movement, the lower piston part closes the slide valve and the upper piston part opens the inlet slot. At the bottom dead center, the inlet slot is fully open and the outlet slot is closed.
  • the cylinder can now fill with a fresh air / fuel mixture. The air-fuel mixture is compressed by the upward movement of the piston. Shortly at the top dead center, the lower part of the piston opens the slide valve and the ignition takes place, again causing the piston to move downwards.

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Abstract

Der Kolben (1) steuert den Gaswechsel durch Öffnen und Schliessen der Ein- und Auslass-Schlitze (2,4). Wobei der Kolben (1) zusätzlich ein Schieber-Ventils (6) betätigt. Bei der Zündung im oberen Todpunkt ist das Schieber-Ventil (6) offen. Der Kolben (1) öffnet während der Abwärtsbewegung zuerst den Auslass-Schlitz (4). Die verbrannten Gase können durch den Auspuffkanal entweichen. In diesem Zeitpunkt sind sowohl der Auslass-Schlitz, wie auch das Schieber-Ventil (6) offen. Durch die fortgesetzte Abwärtsbewegung schliesst der Kolben das Schieber-Ventil (6) und der Kolben (1) öffnet den Einlass-Schlitz. Beim unteren Todpunkt ist der Einlass-Schlitz (2) voll geöffnet und der Auslass-Schlitz (4) ist geschlossen. Nun kann sich der Zylinder (3) mit frischen Luft-Kraftstoff-Gemisch füllen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverbrennungsmotor, insbesondere einen Zweitaktmotor mit geregelten Auslass der verbrannten Abgase durch einen kolbengesteuerten Schieber in der Zylinderwand beim Auslass-Schlitz.
Stand der Technik
Bei dem bekannten Zweitaktmotor erfüllt der Kolben, während der Aufwärtsbewegung, die Funktion einer Ladepumpe beim Ansaugen des Luft-Kraftstoff-Gemisches zuerst in das Kurbelgehäuse und gleichzeitig wird im Verbrennungsraum das Luft-Kraftstoff-Gemische verdichtet. Nachdem die Zündung erfolgt ist, hat der Kolben bei der Abwärtsbewegung die Funktion der Kraftübertragung aus der Explosion des Luft-Kraftstoff-Gemisches auf die Kurbelwelle mittels der Pleuelstange. Beim bekannten Zweitaktmotor werden kurz vor dem unteren Totpunkt die Schlitze frei, sowohl für den Auslass, als auch für den Einlass. Das Problem der heutigen Zweitaktmotoren besteht darin, dass sich bei niedrigen Touren der Auslass-Schlitz relativ langsam öffnet, dadurch bleibt viel Zeit zur Auströmung der Abgase. Zusätzlich ist nutzbare Drehzahlbereich sehr schmal, bei niedrigen Touren, und auch bei sehr hohen Touren, passiert es, dass Frischluft den Zylinder bereits durchströmt hat, bevor der Auslass-Schlitz schliesst. Dadurch kann es bei niedrigen Touren zu Fehlzündungen kommen und bei hohen Touren steigt der Benzinverbrauch stark an. Somit ist der Zweitaktmotor den heutigen Viertaktmotoren unterlegen.
Aufgabe
Die Aufgabe der Erfindung ist es einen Kolbenverbrennnungsmotor mit geregeltem Auslass zu finden, welcher mit den erwähnten Nachteilen nicht behaftet ist. Die Aufgabe wird wie folgt gelöst: Der Auslass-Schlitz wird geschlossen, bevor der Kolben die aufwärtsbewegung beginnt, um zu verhindern, dass Frischluft direkt vom Einlass-Schlitz den Auslass-Schlitz verlässt. Durch diese Vorrichtung wird der Benzinverbrauch gesenkt. Im Weiteren soll aber die Erfindung die Vorteile der bekannten Zweitaktmotoren trotzdem besitzt: Einfacher Aufbau, niedriges Gewicht, wenig bewegliche Teile, dadurch geringe Reibungsverluste, kompakte Abmessungen und kostengünstigere Produktion.
Darstellung der Erfindung
Der erfindungsgemässe Motor kann aus einem oder mehreren Zylinder mit Kurbelgehäuse bestehen. Zum einfacheren Verständnis wird in der folgenden Beschreibung nur ein Zylinder mit Kurbelgehäuse beschrieben. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der folgenden Zeichnungen:
Fig. 1
Schnitt durch den Zylinder einer erfindungsgemässen Zweitakt-Motors
Fig. 2
Schnitt nach Linie B - B
Fig. 3
Kolbenansicht mit der Einkerbungen, der Führungsnut
Fig. 4
Detailansicht des Schieber-Ventils
Fig. 5
Querschnitt des Kolbens und Schieber-Ventils
Der Zweitakt-Motor (in Fig. 1) besteht aus einem Kurbelgehäuse, einem Zylinder und einem Kolben(1). Der Kolben (1) ist mit dem Bolzen über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden. An dem Kolben (1) sind längs zwei Einkerbungen (8) angeordnet, diese dienen als Führung und Steuerung des Schieber-Ventils (6). In der Zylinderwand (3) des Motors ist ein Auslass-Schlitz (4) am Auspuffkanal angeordnet. Zwischen dem Auslass-Schlitz (4) und dem Auspuffkanal befindet sich eine Schliessvorrichtung, Schieber-Ventil (6). Das Schieber-Ventil (6) weist als Besonderheit eine durchgehende Öffnung (5) auf, in der gleichen Abmessung wie der Auslass-Schlitz (4). Am unteren Ende des senkrechten Schieber-Ventils (6) sind waagrechte Verlängerungen als Mitnehmer (7) ausgebildet. Die Mitnehmer (7) gleiten, sowohl in der Zylinderwand (3), als auch in den Einkerbungen (8) des Kolbens(1). Der Kolben (1) steuert das Schieber-Ventil (6) nahe am oberen und unteren Todpunkt. Dazwischen bleibt das Schieber-Ventil (6) in seiner durch den Kolben (1) vorher bestimmten Lage.
Der dargestellte Zweitakt-Motor arbeitet wie folgt:
Der Kolben steuert bei diesem Motor auf zwei Arten den Gaswechsel. Der einfacheren Erklärung schreiben wir vom Kolbenoberteil für das bekannte Öffnen und Schliessen der Ein- und Auslass-Schlitze, wobei der Kolben nahe dem unteren Todpunkt die Ein- und Auslass-schlitze öffnet und bei der darauf folgenden Aufwärtsbewegung diese wieder schliesst. Bei der erfindungsmässigen Anordnung dient der Kolbenunterteil zur Steuerung des Schieber-Ventils, indem der Kolben das Schieber-Ventil am oberen und unteren Todpunkt verschiebt, beim grössten Teil der Beweung des Kolbens bleibt das Schieber-Ventil in Ruhestellung.
Bei der Zündung im oberen Todpunkt sind die Ein- und Auslass-Schlitze durch den Kolbenoberteil geschlossen. Aber das Schieber-Ventil ist offen. In diesem Zeitpunkt entspricht die Öffnung des Plattenventils in der Abmessung dem Durchmesser des Auslass-Schlitzes. Der Kolbenoberteil öffnet während der Abwärtsbewegung zuerst den Auslass-Schlitz. Die verbrannten Gase können durch den Auspuffkanal entweichen. In diesem Zeitpunkt sind sowohl der Auslass-Schlitz, wie das Schieber-Ventil offen. Durch die fortgesetzte Abwärtsbewegung schliesst der Kolbenunterteil das Schieber-Ventil und der Kolbenoberteil öffnet den Einlass-Schlitz.
Beim unteren Todpunkt ist der Einlass-Schlitz voll geöffnet und der Auslass-Schlitz ist geschlossen. Nun kann sich der Zylinder mit frischen Luft-Kraftstoff-Gemisch füllen. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens verdichtet sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch. Kurz beim oberen Todpunkt öffnet der Kolbenunterteil das Schieber-Ventil und die Zündung erfolgt, wobei wieder die Abwärtsbewegung des Kolbens erfolgt.

Claims (8)

  1. Zweitakt-Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Kolben und wenigstens einem Arbeitszylinder mit einem Gaswechsel durch eine Schlitzanordnung mit mindestens einem Auslass- und mindestens einem Einlass-Schlitz, wobei beim Auslass-Schlitz in der Zylinderwand eine zusätzliches Schieber-Ventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben das Schieber-Ventil im Auslasbereich schliesst, vor dem endgültigen Verschluss des Einlass-Schlitzes.
  2. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) mit Schieber-Ventil (6) nicht fest verbunden ist, sondern frei gleiten kann.
  3. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass des Schieber-Ventil (6) wenigstens eine Öffnung (5) aufweist, die mindestens dem Querschnitt des Auslass-Schlitzes (4) entspricht.
  4. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass-Schlitz (2) nicht höher als der Auslass-Schlitz (4) angeordnet ist (von der Kurbelwelle aus gesehen).
  5. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) mindestens eine Führungsnut (8) aufweist, in der das Schieber-Ventil (6) gleiten kann.
  6. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) kurz vor dem unteren Todpunkt das Schieber-Ventil (6) im Auslass zu schliessen berginnt.
  7. Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) kurz vor dem oberen Todpunkt das Schieber-Ventil (6) im Auslass öffnet.
  8. Abhängiger Patentanspruch
    Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Unteranspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass auch eine elastische Vorrichtung (Feder) das Schieber-Ventil (6) im Auslass öffnen kann.
EP98122482A 1997-12-12 1998-11-27 Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Auslass-Schiebersteuerung durch den Kolben Withdrawn EP0922841A3 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100361000C (zh) * 2005-02-24 2008-01-09 友达光电股份有限公司 液晶面板与其制造方法
ITCZ20100008A1 (it) * 2010-07-05 2012-01-06 Domenico Pettinato Gruppo termico di motore a due tempi di 125 centimetri cubici con valvola a ghigliottina sulla luce di scarico

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