SE516256C2 - Motorkropp och cylinder för vevhusspolad förbränningsmotor - Google Patents

Description

25 unna: .:' 30 516 %56 motsatta håll, för att mötas i en gemensam anslutningskanal som leder in i vevhuset.

Eftersom spolkanalema är belägna på väsentligen diametralt motstående sidor av cylindern kan varje spolkanal på detta sätt utnyttja en extra längd motsvarande ungefär en fjärdedel av cylindems omkrets.

Eftersom detta ändå inte alltid säkerställer tillfredsställande längd hos spolkanalema förekommer det att nänmda anslutningskanal sträcker sig ner i godset i vevhusets väggar, och mynnar i nederdelen av vevhusets innerutryrnme. Detta leder dock till ett klumpigt och skrymmande vevhus.

Spolkanaler kan vara öppna, och utgörs då av spår i cylinderväggen som tillsammans med kolven bildar spolkanaler. I motorer med lufttillsats till spolkanalema, och även i konventionella, högpresterande motorer är dock spolkanalema slutna, dvs de är avskiljda från cylinderloppet medelst en mellanvägg.

Slutna spolkanaler är vanligtvis välvda ut fiån cylinderkroppen, för att ge spolgasema en önskad riktning in i och ut ur cylinderloppet. Denna utfonnning leder till svårigheter vid pressgjutning av cylinderkroppen, eftersom riktningen hos spolkanalema varierar. Istället är det vanligt att kokillgjuta cylindern, vilket är dyrare och mer tidskrävande.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en vevhusspolad tvåtaktsmotor med spolkanaler av sådan längd att en homogen luft/bränsleblandning kan uppnås i spolkanalema utan att vevhuset antar alltför skrymmande proportioner.

Spolkanalernas längd ska även medge en tillfredsställande skiktning av spolgasema vid tvåtaktsmotorer med tillsatslufi.

Detta syfte uppnås med en motorkropp av inledningsvis angivet slag, varvid spolkanalema uppvisar en väsentligen råtvinklig krökning för att i delningsplanet mellan cylinder och vevhus löpa i en gemensam riktning runt cylinderloppets nedre del, varvid spolkanalema i höjd med delningsplanet innefattar fördjupningar i åtminstone endera av cylinder och vevhus, samt anslutningskanaler som förbinder respektive fördjupning med vevhusets innerutrymme. 10 15 20 " ß vunna 30 5163256 Genom denna utformning, där spolkanalema i dehringsplanet löper i samma riktning, kan en större del av cylindems omkrets i delningsplanet utnyttjas för spolkanalemas längd, varvid en tillräcklig spolkanallängd uppnås. Anslutnings- kanalema som förbinder fördjupningarna i cylindern och/eller vevhuset med vevhusets innerutryrnme behöver således inte sträcka sig långt ner i vevhuset, eftersom spolkanalerna redan har tillräcklig längd. Två spolkanaler behöver därmed inte heller mötas i en enda anslutningskanal på det sätt som beskrivits ovan, vilket skapar ogynnsam turbulens. Dessutom bidrar båda anslutningskanalema till spolkanalernas sammanlagda längd.

Observera att även om det i dehringsplanet rör sig om två spolkanaler, kan vardera av dessa i cylinderkroppen under åtminstone en del av sin sträckning vara uppdelade i ytterligare kanaler, exempelvis genom att med en mellanvägg vara delade i två kanaler på varje sida, alltså sammanlagt fyra kanaler. Detta förekommer enligt känd teknik för att åstadkomma fördelaktig riktning på spolgasema genom spolportarna.

Varje spolkanal löper längs mer än en fjärdedel och företrädesvis längs mer än en tredjedel av cylindems periferi, och helst längs nästan halva periferin, för att i så stor utsträckning som möjligt utnyttja delningsplanet.

Speciellt föredraget är det att låta nämnda anslutningskanaler myrma i vevhuset omedelbart nedanför delningsplanet. Därigenom reduceras vevhusets stor- lek så mycket som möjligt.

Enligt en utföringsform är spolkanalema under åtminstone en del av sin längd ovanför delningsplanet parallella med cylinderloppet. Genom att spolkana- lema utformas på detta sätt underlättas pressgjutning av cylindem, och detta är också det föredragna tillverkningssättet. Ett yttre täckelement kan då efter gjutningen anordnas vid övre delen av varje spolkanal, för att bilda yttre delen av en övergång mellan den med cylinderloppet parallella delen av spolkanalen och en genom cylinderväggen löpande spolport. Detta täckelement bildar således en krökt yttervägg av spolkanalen, för att reducera strömningsmotståndet i övergången mellan spolporten och den med cylinderloppet parallella delen av spolkanalen. 10 15 20 '25 :nina 21:: 30 516 š5ó Nämnda fördjupningar som utgör en del av spolkanalema kan enligt en utföringsfonn endast vara utförda i endera av cylinder och vevhus. Genom att spolkanalemas sträckning i delningsplanet alltså endast utförs i en av motorkroppens cylindem och vevhuset, förenklas tillverkningen ytterligare.

Observera att även om fördjupningama är utförda helt i vevhuset, uppvisar spolkanalema redan i cylindem en sådan fonn som möjliggör avböjningen i delningsplanet utan alltför stort strömningsmotstånd.

Speciellt kan nämnda fördjupningar vara utförda i cylindem, vilken då måste vara utformad med en nedre fläns vars gods kan omsluta fördjupningarna. Enligt denna utföringsform är det alltså endast anslumingskanalema som utformas i vevhuset, och eventuellt utformas även dessa i cylindern. I det fall då fördjupningama endast är utformade i cylindem kan ett fonngivande element lämpligen vara anordnat i varje fördjupning, för att ge spolkanalerna önskad tvärsnittsform. Ett sådant fonngivande element kan speciellt vara lämpligt i hömet där spolkanalens med cylinderloppet parallella del övergår i den horisontella fördjupningen, dvs i fördjupningens ena ände. Vid pressgjuming bildas här nämligen med nödvändighet en väsentligen rät vinkel, som riskerar att påverka spolkanalemas strömningsegenskaper negativt.

Enligt en utföringsfonn av uppfinningen är fördjupningama utformade i både cylinder och vevhus, och ett skivformigt element försett med genomgående urtagningar är anordnat i delningsplanet. Urtagnjngarna förbinder en ände av varje fördjupning i cylindem med en ände av motsvarande fördjupning i vevhuset, så att varje spolkanal löper längs cylinderloppets periferi i en fördjupning i cylindem, och därefter, via aktuell urtagning i det skivformiga elementet, fortsätter att löpa i samma riktning längs cylinderloppets periferi, i motsvarande fördjupning i vevhuset.

Genom denna konstruktion kan spolkanalema bringas att överlappa varandra, och varje spolkanal kan utfonnas att sträcka sig mer än ett halvt varv nint cylindems periferi. Detta är fördelaktigt när mycket långa spolkanaler erfordras, och kan enligt uppfinningen åstadkommas relativt enkelt. 10 15 20 525 pi|nu i.. . . . , " 30 ... Û I . 516 5256 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinriingen har cylindern förutom ett inlopp för luft-/bränsleblandning även åtminstone ett inlopp för tillsatsluft till förbränningsriimrnet, vilket inlopp för tillsatsluft löper genom cylinderväggen och via urtag i kolven leder ner i spolkanalema. Motorkroppen är enligt denna utföringsform avsedd att införa extra tillsatsluft genom nämnda inlopp i spolkanalema under kolvens rörelse sig nära den övre dödpunktens uppåtriktade rörelse. Såsom nämndes ovan är spolkanalemas längd speciellt betydelsefull vid motorer av detta slag, eftersom det är viktigt att hålla tillsatsluften separerad från bränsleblandningen i spolkanalema. Uppfinningen gör det alltså möjligt att förbättra denna funktion genom de längre spolkanalema.

Uppfinningen avser även en cylinder avsedd att ingå i en motorkropp av inledningsvis angivet slag, varvid nämnda spolkanaler uppvisar en väsentligen rätvinklig krökning för att i nämnda delningsplan löpa i en gemensam riktning runt cylinderloppets periferi, längs fördjupningar som är utformade i delningsplanet.

Kortfattad beskrivning av ritnin2ari_i_a_ Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, vilka i exemplifierande syfte visar föredragna utförings- former av uppfinningen.

Fig 1 visar i perspektiv snett underifrån en cylinder enligt en första utförings- forrn av uppfinningcn.

Fig 2 visar schematiskt i tvärsnitt cylindern i fig l förbunden med ett vevhus.

Fig 3 visar en planvy underifrån cylindern i fig l och 2.

Fig 4 visar en planvy ovanifrån vevhuset i fig 2.

Fig Sa visar spolkanalemas utfonnning i delningsplanet mellan cylinder och vevhus enligt den första utföringsfonnen av uppfinningen.

Fig 5b motsvarar fig 6a för den andra utföringsfonnen av uppfinningen.

Fig 6 visar schematiskt i tvärsnitt en cylinder enligt en andra utföringsfonn av uppfinningen, förbunden med ett vevhus. 10 15 20 *f'ß »nn-a 30 5166256 Detaljerad beskrivning av föredragna utfiiringsformer Med hänvisning till fig 1 visas en cylinder enligt en första utföringsfonn av uppfinningen. Cylindem har ett cylinderlopp 2, i vilket en kolv (ej visad) är avsedd att vara förbar, ett insug 3 för luft/bränsleblandning anpassat för anslutning till en förgasare via ett insugsrör (ej visade), samt ett i figuren skymt avgasutlopp, anpassat för anslutning till en ljuddämpare. Hela cylindern omges av kylflänsar 5, och i dess nederkant är en kraftigare fläns 6 utformad, avsedd att medelst genom urtag 7 löpande fästorgan såsom bultar fast förbindas med ett vevhus. Flänsens undersida 6a, som kommer att beskrivas mer i detalj nedan, ligger i ett tänkt delningsplan A mellan cylindem l och ett vid cylindem fast förbundet vevhus 10 bestående av två halvor, vilket schematiskt visas i fig 2. Cylinderloppet 2 fortsätter ett stycke nedanför flänsen genom att en krage 8 sträcker sig förbi flänsens 6 undersida 6a. Denna krage 8 fungerar som styrning av cylinderloppet 2 i förhållande till vevhuset 10. I delningsplanet A är vanligen en packning (ej visad) av något slag införd, för att täta mellan cylinder 1 och vevhus 10.

Cylindern innefattar två, på varsin sida om insuget belägna spolkanaler 12a, l2b. Spolkanalerna 12a, l2b förbinder på traditionellt sätt spolportar i cylinderväggen med spolöppningar i anslutning till vevhuset 10.

Cylindem 1 har vidare två, snett ovanför insuget 3 belägna intag 18 för tillsatsluft. Dessa inlopp 18 är på i sig känt vis anordnade att via urtag i kolven vara förbundna med spolportarna 13a, 13b, när kolven befinner sig nära sitt övre dödläge. I detta läge kan tillsatsluft införas i spolkanalema 12a, l2b, för att förhindra att luft/bränsleblandning från spolkanalema medföljer avgaser ut genom avgasutloppet.

I frg 2, som schematiskt och i sprängdelat tvärsnitt visar en cylinder 1 enligt uppfinningen och ett vevhus 10. I cylindem 1 syns spolportarna 13a, 13b och spolkanalema 12a, l2b, som mynnar genom dessa. Från de väsentligen diametralt motstående spolportarna 13a, 13b leder varje spolkanal relativt radiellt ut från cylinderloppet, eventuellt med mynningen i cylinderloppet riktad något bort från avgasutloppet på konventionellt sätt. Efter ett krökt parti 15a, l5b sträcker sig sedan 10 15 20 . z.. 25 rivna . .

. . . . ... .H Ü 6 516 7256 en del 16a, 16b av spolkanalen parallellt med cylinderloppet 2, och kröker sedan av för att i delningsplanet A löpa längs cylinderloppets periferi. I delningsplanet A utgörs spolkanalerna l2a, 12b i det visade fallet av fördjupningar 2la, 21b i cylinder 1 respektive vevhus 10 och avslutas med anslutningskanaler 14a, 14b som leder in i vevhusets 10 innerutrymme. Beroende på tvärsnittet syns I fig 2 endast den ena spolöppningen 14b, som via spolkanal 12b är förbunden med spolport l3b.

Fördjupningen 21b separeras från vevhusets 10 innerutrymme medelst en inre skiljevägg 23b, och nämnda anslutningskanaler utgörs i det enklaste fallet endast av gluggar i denna skiljevägg. Åter med hänvisning till fig 1 visas hur spolkanalemas l2a, 12b vertikala partier 16a, 16b kröker av för att i höjd med delningsplanet A löpa längs cylinderloppets 2 periferi i fördjupningarna 2la, 21b i flänsen 6. Genom att fördjup- ningarna 2la, 21b löper i en gemensam riktning, dvs antingen medurs eller moturs runt cylinderloppet, kan hela flänsens 6 gods utnyttjas maximalt. Beroende på att spolkanalemas l2a, 12b vertikala partier 16a, 16b i det visade exemplet inte är belägna precis mitt emot varandra kan den ena fördjupningen 21a i princip sträcka sig något längre än den andra, irman den når fram till den andra fördjupningen 21b.

I det visade exemplet är dock båda fördjupningarna 2la, 21b utformade lika långa, varför en del 22 av flänsen 6 förblir outnyttjad.

Fig 3 och 4 visas tydligt hur fördjupningar 2la, 21b är utformade både i cylinder 1 och vevhus 10, för att tillsammans bilda de perifert löpande delarna av spolkanalema l2a, 12b. Det är naturligtvis möjligt att endast utforma fördjup- ningarna 2la, 21b i antingen cylindern eller vevhuset, om detta av fackmannen bedöms som lärnpligt. I fig 5a och 5b visas i genomskäming från sidan en del av delningsplanet A mellan cylinder och vevhus, närmare bestämt den del där spolkanalens 12 vertikala parti övergår i ett perifert löpande parti. I fig Sa är fördjupningarna 21 liksom i fig 3-4 utförda både i cylindems 1 fläns 6 och i vevhusets 10 gods. Spolkanalen 12 sträcker sig således både ovanför och nedanför delningsplanet. I fig 5b, däremot, är fördjupningama 21' endast utförda i cylindern 1, varvid vevhuset 10 endast tjänar som spolkanalens 12” nedre begränsning. Ett formgivande element, såsom en insatsbit 24, är härvid införd i fördjupningens ena 10 15 20 I 25 ann»- 30 5168 256 ände, och bildar den yttre väggen av spolkanalens väsentligen 90-gradiga krökning.

Anledningen till detta kommer att beskrivas nedan, med anknytning till hur cylindem tillverkas.

Enligt en andra utföringsforrn av uppfinningen som visas i fig 6 är ett skivforrnigt mellanliggande element 30 med genomgående urtagningar 31 anordnat i delningsplanet A mellan cylinder 101 och vevhus 110. Fördjupningar är enligt denna utföringsform utförda både i cylindern 101 och i vevhuset 110, och de är utformade på så vis att början 32 av en fördjupning 33 i cylindem 101 är inrättad väsentligen ovanför slutet 34 av motsvarande fördjupning 35 i vevhuset 110. En urtagning 31 förbinder fördjupningen 33 i cylindem 101 med fördjupningen 35 i vevhuset 110, varvid varje spolkanal 112 sträcker sig först längs en fördjupning 35 i vevhuset 110, därefter passerar genom urtagningen 31 i skivan 30, för att därefter fortsätta i samma riktning längs en fördjupning 33 i cylindem 101. Spolkanalen 112 löper med andra ord i en spiralliknande bana, där skivan 30 utgör en skiljevägg i spiralen.

Tillverkning av cylindem 1 enligt uppfinningen sker lämpligen genom press- gjuming. Spolkanalemas första, väsentligen horisontella parti kan härvid formas medelst en första uppsättning slider, anordnade att vara förbara radiellt ut från cylindems centrumaxel. Spolkanalemas andra, väsentligen vertikala partier 16a, 16b kan på motsvarande sätt formas av en andra uppsättning slider, anordnade att vara förbara i cylindems längdrikming. Vid pressgjutning av en cylinder såsom visas i fig 2 kan däremot inte spolkanalemas krökta parti 15a, 15b formas under pressningen. Ytterväggen 40 av detta krökta parti utgörs därför av ett täckelement i form av ett lock 41, vilket förbinder spolkanalens väsentligen horisontella parti med dess vertikala parti 16a, 16b.

Den ovan nänmda andra uppsättningen slider dras ut ur cylindem genom undersidan 6a. På ena sidan om varje slid löper fördjupningen 2la, 21b, vars inre sida är formad att gradvis övergå i det vertikala partiet 16a, 16b, men på andra sidan om sliden är det massivt gods, varvid en skarp kant 42 skapas. Om fördjupningama endast utförs i cylindem 1, och alltså inte i vevhuset 10, bildas denna skarpa kant 42 i spolkanalens yttervägg precis i hörnet där spolkanalens vertikala parti 16a, 16b z-sn- 10 516 29256 möter vevhusets ovansida l0a och övergår i fördjupningen 21a, 21b. För att eliminera denna skarpa kant 42, och åstadkomma en fördelaktigare strömming i spolkanalen, anordnas lämpligen en insatsbit 24 i detta höm, på det sätt som illustrerades i fig 5b.

Det inses att en mängd variationer är tänkbara inom ramen för bifogade patentkrav, och att ovanstående beskrivningar av föredragna utföringsformer endast skall ses som exempel. Exempelvis kan spolkanalemas form längs cylinderväggen anta flera olika former, och även cylinder och vevhus kan variera i geometri och passning. Den ovan beskrivna utformningen för tillförsel av tillsatsluft ner i spolkanalema kan också utföras på annorlunda vis.

Claims (14)

10 15 20 '25 »nina .:__: 30 51% 2 516 PATENTKRAV

1. Motorkropp till vevhusspolad tvåtaktsmotor, innefattande en cylinder (1) med ett cylinderlopp (2) och på motstående sidor av cylindern belägna, slutna spolkanaler (12a, 12b), samt ett vevhus (10) med åtminstone två vevhusdelar, varvid cylindern (l) och vevhuset (10) är förbundna med varandra i ett gemensamt delningsplan (A) väsentligen vinkelrätt mot cylinderloppets (2) längdaxel (B), k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda spolkanaler (12a, 12b) uppvisar en väsentligen rätvinklig krökning för att i nämnda delningsplan (A) löpa i en gemensam riktning runt cylinderloppets (2) periferi, varvid spolkanalema (12a, 12b) i höjd med delningsplanet (A) innefattar fördjupningar (21a, 21b) i åtminstone endera av cylinder (l) och vevhus (10), samt varsin anslutningskanal (l4a, l4b) som förbinder respektive fördjupning (21a, 21b) med vevhusets (10) innerutrymme.

2. Motorkropp enligt krav l, varvid varje spolkanal (12a, 12b) löper längs mer än en fjärdedel av cylindems (1) periferi.

3. Motorkropp enligt krav l eller 2, varvid nänmda anslutningskanaler (l4a, l4b) mynnar i vevhusets (10) innerutryrnme omedelbart nedanför delningsplanet (A).

4. Motorkropp enligt något av föregående krav, varvid spolkanalema (12a, 12b) under åtminstone en del (l6a, l6b) av sin längd ovanför delningsplanet (A) är parallella med cylinderloppet (2).

5. Motorkropp enligt något av föregående krav, varvid cylindem (1) är pressgjuten.

6. Motorkropp enligt krav 5, varvid ett yttre lock (41) är anordnat vid övre delen (l5a, 15b) av varje spolkanal, för att bilda yttre delen (40) av en övergång mellan den med cylinderloppet parallella delen (l6a, l6b) av spolkanalen och en genom cylinderväggen löpande spolport (l3a, l3b).

7. Motorkropp enligt något av föregående krav, varvid nämnda fördjupningar (21a, 21b) endast är utförda i endera av cylinder (1) och vevhus (10).

8. Motorkropp enligt krav 7, varvid nämnda fördjupningar (21a, 21b) är utförda i cylindem (1). 10 15 20 25 30 516 256 11

9. Motorkropp enligt krav 8, varvid ett fonngivande element (24) är anordnat i varje fördjupning (21a, 21b) efter pressgjutning, för att ge spolkanalema (12a, 12b) önskad tvärsnittsform.

10. Motorkropp enligt krav 1-6, varvid nämnda fördjupningar (21a, 21b) är utformade i både cylinder (1) och vevhus (10), och varvid ett skivforrnigt element (30) försett med genomgående urtagningar (31) är anordnat i delningsplanet (A), vilka urtagningar (31) förbinder en ände av varje fördjupning (33) i cylindem med en ände av motsvarande fördjupning (35) i vevhuset, så att varje spolkanal (12) löper längs cylinderloppets (2) periferi i en fördjupning (33) i cylindem, och därefter, via aktuell urtagning (31) i det skivforrniga elementet, fortsätter att löpa i samma riktning längs cylinderloppets periferi, i motsvarande fördjupning (35) i vevhuset (10).

11. Motorkropp enligt något av föregående krav, varvid cylindem förutom ett inlopp (3) för luft-/bränsleblandning är försedd med åtminstone ett inlopp (18) för tillsatsluft till förbränningsrummet, vilket inlopp för tillsatsluft löper genom cylinderväggen och via urtag i kolven leder ner i spolkanalema (12a, 12b).

12. Cylinder (1) till vevhusspolad tvåtaktsmotor, innefattande ett cylinderlopp (2) och på motstående sidor av cylindern belägna, slutna spolkanaler (12a, 12b), vilken cylinder (1) har en undersida (6a) väsentligen vinkelrät mot cylinderloppet (2), avsedd att i ett delningsplan (A) vara förbunden med ett vevhus (10), k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda spolkanaler (12a, 12b) uppvisar en väsentligen rätvinklig krökning för att i nämnda delningsplan (A) löpa i en gemensam riktning runt cylinderloppets periferi, längs fördjupningar (21a, 21b) som år utformade i delningsplanet (A).

13. Cylinder enligt krav 12, varvid fördjupningama (21a, 21b) är utförda i cylindems (1) gods.

14. Cylinder enligt krav 12-13, varvid spolkanalema (12a, 12b) under åtminstone en del av sin längd ovanför delningsplanet (A) är parallella med cylinderloppet (2).