SE531337C2 - Bränsledriven brytmaskin - Google Patents

Description

25 30 35 531 33? 2 termlska svårigheterna ifråga drabbar speciellt den första kolven och leder till sprickbildning i denna på grund av temperaturbetingade spänningar. Det är också känt att tvåtaktsmotorer för en optimerad förbränning kräver goda strömningsförhållanden inuti motorns förbränningskammare, vilket förutsätter en viss anpassning av kolvtopp och topplockttill varandra._ Någon sådan anpassning går inte att finna vid tvåtaktsmotorn i brytmaskinen enligt GB 572 448, där den första kolvens kolvtopp har nämnda näsa, medan den andra kolvens kolvtopp är helt plan. i i Mot denna bakgrund är ändamålet med uppfinningen att förbättra den kända lösningen enligt GB 572 448 och attåstadkomma en bränsledriven brytmaskin som arbetar under termiskt mera gynnsamma förhållanden och med optimerad förbränning.

Sammanfattning av uppfinningen _ Enligt uppfinningen uppnås detta ändamål vid en bränsledriven bryt- maskin enligt ingressen genom att den första kolven har en kolvtopp, som formbundet passar en kolvtopp av den andra; kolven och som på nämnda inloppssida har ett urtag, som vid ett övre dödpunktsläge för den första kolven tjänar som en förbränningskammare, i vilken ett tändstift skjuter in via cylin- dermantelväggen på inloppssidan, och i ett nedre dödpunktsläge för den första kolven tjänar som en inloppskammare, ivilken inloppsöppningenl- öppningarna mynnar.

Genom att välja en för den första kolvens topp välja en form som är komplementär med den första kolvens kolvtopp trängs under kompri- meringsfasen i stort sett all luft-bränsleblandning in i urtaget i den första kolvens kolvtopp, som därmed tjänar som en förbränningskammare, från vilken efter antändningen av luft-bränsleblandningen genom tändstiftet och under den första och den andra kolvens arbetsrörelse en bred flamfront effektivt breder ut sig. När den första kolven sedan nännar sig sin nedre dödpunkt, pressas först en stor del av avgaserna ut genom utloppsöppningen och öppnasstrax därefter motorns inloppsöppning/-öppningar för att släppa in ny luft-bränsleblandning. 'Nu tjänar urtaget i den första kolvens kolvtopp i stället som en inloppskammare, som hindrar lluft-bränsleblandningen att strömma tvärs över den första kolven till den ännu öppna utloppsöppningen.

Tack vare uppfinningen âstadkommes således inuti motorn de eftersträvade gynnsamma strömningsförhållandena, som bidrar till hög effekt, god bränsle' 10 15 20 25 30 35 53? 33? 3 i ekonomi, lägre utsläpp av oförbränt bränsle och jämnare temperaturför- hållanden. i ' Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar urtaget ett plant bottenparti och ett väggparti, som reser sig från bottenpartiet mot kolvtoppen, varvid väggpartiet företrädesvis är förbundet med bottenpartiet via ett avrundatövergångsparti och varvid det är parallellt med nämnda geometriska axel och bågformigt öppnar sig mot inloppssldan.

Fördelen med denna lösning är att den för den ovan nämnda för- bränningskammaren innebär en optimal form, när det gäller att koncentrera luft-bränsleblandningen kring tändstiftet, och att den för den ovan nämnda inloppskammaren innebär en optimal form, när det gäller att hindra bränsle- - läckage till utloppsöppningen. ' På nämnda inloppssida är företrädesvis anordnade en central inlopps- öppnlng för en fet luft-bränsleblandning och på ömse sidor om dessa sekun- dära inloppsöppningar för en mager luft-bränsleblandning eller friskluft.

Fördelen med detta är att de sekundära inloppsöppningarna möjliggör så kallad skiktladdning, som ytterligare kan reducera bränsleläckaget till utloppsöppningen genom att skapa en form av luftridå mellan denna utlopps- öppning och den centrala inloppsöppningen för fet luft-bränsleblandning, varvid urtaget i kolvtoppen är en förutsättning för att alls antändning ska vara möjlig. j _ l det fall sekundära inloppsöppningar är inrättade mynnar dessa före- trädesvis där väggpartiet möter cylindermantelväggen.

Detta bidrar till bildande av en stabilare luftridå, som därmed effek- tivare avskärmar den centrala inloppsöppningen från utloppsöppningen..

Den första kolvens kolvtopp är företrädesvis konvex och den andra kolvens kolvtopp motsvarande konkav.

Det visar sig att denna utföringsform med en konvex kolvtopp på den första kolven och en motsvarande konkav kolvtopp på den andra kolven är den som ger den mest optimerade förbränningen om man ser till bränsle- förbrukning och avgasutsläpp. Detta beror på att den konvexa formen tack vare sin krökning ytterligare förlänger vägen för en inströmmande luft- bränsleblandning från den centrala inloppsöppningen till den öppna utlopps- öppningen och därmed till ett reducerat bränsleläckage. 10 15 20 25 30 35 Kort beskrivning av ritningen En föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritning, på vilken: .

Fig 1 visar en bränsledriven brytmaskin enligt uppfinningen i en längd- sektionsvy.

Beskrivning av den föredragna utförinqsformen Den i fig 1 visade bränsledrivna brytmaskinen 1 har en cylinder, som allmänt betecknas 2 och består av två i linje med varandra anordnade cylin- derhalvor 2.3, 2.4. l den första 2.3 av dessa är en första kolv 3 anordnad, och iden andra är en andra kolv 4 anordnad. Båda kolvar 3, 4 är förskjutbara längs en gemensam geometrisk axel A och är tätade gentemot respektive cylinderhalva 2.3, 2.4 medelst kolvringar 19, 20. i Den första av kolvarna 3 utgör kolven i en tvärspolad tvåtaktsmotor.

Denna har på en *inloppssida l i en cylindermantelvägg 7 tre inloppsöppningar 5, 6, av vilka den första är en central öppning 5. Den centrala öppningen 'har direktkontakt med en luft-bränsleatmosfär i ett vevhus, som inte visas när- mare ifiguren men tar vid där en kolvstång 17, som medelst en tapp 18 är ledbart förbunden med den första kolven 3, lämnar cylinderhalvan 2.3.

De båda andra inloppsöppningarna 6 (av vilka endast »en såsom dold detalj visas med streckade linjer i figuren) står också i kontakt med vevhuset, men här är kontakten i stället av indirekt natur, tex via en cyklonavskiljare (ej visad), som endast släpper igenom luft eller extremt mager luft-bräns|ebland- ning från vevhusatmosfären till de andra öppningarna 6. Syftet med detta är givetvis att undvika så kallade spolförluster, det vill strömning av oförbränd luft-bränsleblandning från den centrala inloppsöppningen 5 till en avgasport eller utloppsöppning 8, som på en utloppssida 0 är utformad i cylinder- mantelväggen 7 mittemot den centrala inloppsöppningen 5.

Vid drift av brytmaskinens 1 tvåtaktsmotor är den första kolven 3 an- -. ordnad att på känt sätt öppna och stänga inloppsöppningarna 5, 6 och ut- loppsöppningen 8 och att vid stängda öppningar 5, 6, 8 i en första taktkom- ' primera den antändbara luft-bränsleblandningen,som släppts in via inlopps- öppningarna 5, 6, mot den andra kolven 4. Tändningen åstadkommas med hjälp av ett tändstift 16, som via cylindermantelväggen 7 sträcker sig in i cylindern 2. Efter antändning av luft-bränsleblandningen skjuts brytmaskinens 1 första kolv 3 i en andra takt snabbt och med stor kraft tillbaka mot sitt utgångsläge med öppna öppningar 5, 6, 8 och skjuts samtidigt brytmaskinens 10 15 20 -25 30 35 531 33? 5 1 andra kolv 4 snabbt och med stor kraft bortfrån den första kolven 3, varvid en stötstång 9, med vilken den andra kolven 4 är förbunden, genomför ett arbetsslag för att driva exempelvis ett spett (ej visat). När de båda kolvarna 3, 4 sedan når sina yttre ändlägen eller dödpunkter, byter de åter riktning och tar åter den första takten vid. i För att vid brytmaskinen 1 'med tvåtaktsmotorn ytterligare reducera de ovan nämnda spolförlusterna har vid den visade föredragna utföringsformen av uppfinningen den första kolven 3 en i grunden kullrig eller konvex kolvtopp 11 och den andra kolven en motsvarande skålformig eller konkav kolvtopp 10. Dessutom har den första kolvens 3 kolvtopp 10 ett urtag 12, som på inloppssidan I sträcker sig ett stycke nedför kolven 3 och har en plan botten 13 strax ovanför kolvringarna 19. Mellan den plana bottnen 13 och den konvexa kolvtoppen 11 reser sig vertikalt mot bottnen _13 en vägg 14. Väggen 14 är bågformigt krökt mot inloppssidan l och är nedtill förbunden med bott- nen 13 via ett avrundat övergångsparti 15.

Det ovan beskrivna urtaget 1-2 tjänar vid ett nedre dödpunktsläge för den första kolven 3 tjänar som en inloppskammare, i-vilken inlopps- öppningen/-öppningarna 5, 6 mynnar, och vid ett övre dödpunktsläge för den första kolven 3 som en förbränningskammare, i vilken tändstiftet 16 skjuter in. l sin funktion som inloppskammare förhindrar urtaget 12 med sin verti- kala vägg 14 effektivt strömnlng direkt från inloppsöppningen för fet luft- bränsleblandning till utloppsöppningen 8. Dessutom bildar urtaget 12 med hjälp av sin vertikala och dessutom bågformigt mot inloppssidan l sig öpp- nande vägg 14 i samverkan med inloppsöppningarna 6 för mager luft- bränsleblandning eller företrädesvis för ren luft genom dessa öppningars 6 placering på ömse sidor om den centrala inloppsöppningen där väggen 14 v möter cylindermantelväggen 7 en form av. luftridå mellan den centrala in- loppsöppningen 5 och utloppsöppningen 8, vilken luftridå också motverkar spolförluster. l sin funktion som förbränningskammare möjliggör urtaget 12 drift av brytmaskinens 1 tvåtaktsmotor med så kallad skiktladdning, som i princip bygger på antändning av en mager luft-bränsleblandning med hjälp av en fet luft-bränsleblandning, som i sin tur antänds med hjälp av t ex ett tändstift, såsom tändstiftet 16 i det här aktuella fallet. Skiktladdningen möjliggörs närmare bestämt av urtagets 12 botten 13 och vertikala vägg 14, som vid den , första kolvens 3 kompressionsslag för med sig den ovan nämnda luftridån, vilken i sin tur under detta kompressionsslag stänger in den feta och därmed 10 53"! 33? 6 antändbara luft-bränsleblandningen från den centrala inloppsöppningen 5 mot cylindermantelväggen 7 tills den nårtändstiftet 16. ' Enligt uppfinningen har den första och den andra kolven 3, 4 kolv'- - toppar 11, 10 som formbundet passar varandra. Syftet med detta är att mellan kolvarna 3, 4, när dessa är som närmast varandra, lämna endast ett minimalt restutrymme och att därigenom tvinga alla i cylindern 2 befintliga gaser in i urtaget 12. Detta bidrar förutom till ovanstående också till en hög effekt, vilket i samband speciellt med handhållna maskiner, såsom bryt- verktyget 1, kan utnyttjas för bl a viktreducering. Kolvtopparnas 11, 10 form kan därvid för maximal reducering spolförlusterna som visat i figuren vara konvex respektive konkav, men fackmannen inser att även andra former och till och med en helt platt form ligger inom det möjligas ram.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 532 33? 7 . PATENTKRAV

1. Bränsledriven brytmaskin (1), somhar en cylinder (2, 2.3, 2.4) och' två däri anordnade kolvar (3, 4), som är förskjutbara inuti cylindern (2, 2.3, 2.4) längs en gemensam geometrisk axel (A), varvid den första av kolvarna (3) utgör kolven i en tvärspolad tvåtaktsmotor och är anordnad att öppna och stänga åtminstone en inloppsöppning (5, 6) på en inloppssida (l) i en cylin- dermantelvägg (7) och en utloppsöppning (8) på en motstående utloppssida (O) i cylindermantelväggen (7) och att vid stängda öppningar (5, 6, 8) kom- primera en antändbar luft-bränsleblandning, som släppts in via inlopps- öppningen/-öppningarna (5, 6), mot den andra kolven (4), som utgör bryt- maskinens (1) arbetskolv och som vid drift av tvåtaktsmotorn försätter en med _ den andra kolven (4) förbunden stötstång (9) i en fram- och återgående rörelse, k ä n n e t e c k n a d av att den första kolven (3) har en kolvtopp (11), som formbundet passar en kolvtopp (10) av den andra kolven (4) och som på nämnda inloppssida (I) har ett urtag (12), som vid ett övre död- punktsläge för den första kolven (3) tjänar som_en förbränningskammare, i vilken ett tändstift (16) skjuter in via cylindermantelväggen (7) på inloppssidan (l), och i ett nedre dödpunktsläge för den första kolven (3) tjänar som en inloppskammare, i vilken inloppsöppningen/-öppningarna (5, 6) mynnar.

2. Brytmaskin (1) enligt krav 1, vid vilket urtaget (12) innefattar ett plant bottenparti (13) och ett väggparti (14), som reser sig från bottenpartiet (12) mot kolvtoppen (11). i

3. Brytmaskin enligt krav 2, vid vilken väggpartiet (14) är förbundet ' med bottenpartiet (13) via ett avrundat övergångsparti (15) och vid vilket väggpartiet (14) är parallellt med nämnda geometriska axel (A) och båg- formigt öppnar sig mot inloppssidan (I).

4. Brytmaskin (1) enligt något av kraven 1-3, vid vilken på inloppssidan (I) är anordnade en central inloppsöppning (5) för en fet luft-bränsleblandning och på ömse sidor om dessa sekundära inloppsöppningar (6) för en mager luft-bränsleblandning eller friskluft. '

5. Brytmaskin (1) enligt krav 3 och~4, vid vilken de sekundära inlopps- ' öppningarna (6) mynnar där väggpartiet (14) möter cylindermantelväggen (7).

6. Brytmaskin (1) enligt något avlkraven 1-5, vid vilken den första kol- vens (3) kolvtopp (11) är konvex och den andra kolvens (4) kolvtopp (11) är motsvarande konkav. ' ' i i '