DE1476085A1

DE1476085A1 - Kolben fuer Zweitakt-Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1476085A1
Application number: DE19651476085
Authority: DE
Inventors: Sheaffer Benjamin Long
Original assignee: Mcculloch Corp
Current assignee: Mcculloch Corp
Priority date: 1965-02-04
Filing date: 1965-08-23
Publication date: 1969-11-06
Also published as: US3257997A

Description

München, 24.12.1968 Wo/3

McCulloch Corporation, Los Angeles/California/V.St.A.

Kolben für Zweitakt-Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Ausnehmungen im Kolbenmantel. Zur Verminderung des überströmenden Widerstandes und zur konstruktiven Vereinfachung, insbesondere auch zur Verminderung des bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen auch die Ein- und Auslasschlitze steuernden Kolbenhubes, ist es bekannt, am Kolben selbst Anordnungen vorzusehen, die ein Strömen entlang des Kolbens ermöglicht. Durch diese Anordnung wird es möglich, auch bei relativ kurzhubigen Motoren einen langen Kolbenmantel mit den bekannten Vorteilen vorzusehen. Bei diesen bekannten Kolben sind entlang den durch die Enden des Kolbenbolzens gehenden Mantellinien nutartige Vertiefungen vom freien Ende des Kolbenmantels bis unter die .Ringzone vorgesehen.

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Diese bekannte Anordnung ergibt zwar einen relativ kurzen. Überströmweg, der nicht wie bei normalen Kolben die ganze Höhe des Kolbens, sondern nur die Höhe der Ringzone tragen · muss, andererseits jedoch ergeben sich durch die Kühlv/iricung der Gemischströmung einerseits, die in Verbindung mit der starken Wärmeaufnahme des Kolbens, insbesondere bei schnell drehenden Motoren mit grosser Verdichtung, ΐ/ar me spannungen im Kolben. Ausserdem ist der mögliche '..uerschnitt dieser Schlitze beschränkt, so dass insbesondere bei längeren Kolbenmantel ein erheblicher Strömungswiederatand gegeben ist.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, der bei geringstmöglichem Strömungswiderstand eine gleichmässige WäÄmeausführung aus dem ganzen Kolben ermöglicht, so dass der Kolben eine wesentlich geringere Wärmebelastung als bekannte Kolben aufweist.

Gemäss Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass im Kolbenmantel in bestimmten Hubstellungen mit Gemischleitungen in Verbindung tretende fensterartige Öffnungen vorgesehen sind.

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Durch diese erfindungsgetnässe Ausbildung steht als Ströraungsquerschnitt der gesamte Innenraum des Kolbenmantels zur Verfügung, wobei die Fensterausbildunif, keine wesentliche Verminderung des Kolbenmantels bewirkt.

Die Kühlwirkung erstreckt sich im Gegensatz zur bekannten Anordnung nicht auf eng begrenzte Bereiche des Kolbenmantels, sondern auf die ganze Innenseite des Kolbenmantels, und die Unterseite des Kolbenbodens.

Vorzugsweise liegen die fensterartigen Verlängerungen des Kolbenbolzens flach.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

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In den Zeichnungen zeigt*

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine zwei-Takt Verbrennungs« masohine, mit dem Kolben am oberen Totpunkt?

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2 - 2 in Fig» Ij Fig· 3 eine Ansicht des unteren Endes des Kolbens, und Fig. 4- einen Schnitt entlang der Linie 4 - 4 in Fig· 2.

In den Zeichnungen ist schematisch eine zwei-Takt Brennkraftmaschine 10 gezeigt, mit einem Zylinderblock 11, einem oberen Teil 12 eines Kurbelgehäuses 14 und dem unteren Teil 15 dee Kurbelgehäuses. Das Kurbelgehäuse 1st bekannter Bauart und hat eine Kurbelwelle Iß mit Kurbel 17.

Der Zylinderblock ist mit einer Vielzahl von Kühlrippen 18 gebräuchlicher Art und Anordnung versehen. Ein Zylinderkopf 19, der einstückig mit dem Zylinderblock gezeigt ist, aber selbstverständlich auch ein separater Teil sein kann, let auf dem Zylinderblock in bekannter Weise befestigt. Der Zylinderkopf hat Kühlrippen 20 und eine Brennkammer 21·

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Eine Zylinderlaufbuchse 22, z.B. aus Gusseisen, ist in den Zylinderblock eingegossen.

Die Zylinderbuchse 22 hat eine durch die Wandung 24 gebildete, an beiden Enden offene Innenbohrung 23·

Am oberen Ende der Buoheenwandung 24 sind eine Anzahl von Aussenringrippen 23 ausgebildet, die axial in Abstand liegen ^ und beim Eingiessen der Laufbüchse in den Zylinderblock diesen gegen Längsversohiebung sichern. Auf der einen Seite hat die Büchse 22 einen Ansatz 26 mit wenigstens einem Auslasskanal 27, der durch einen Auslaßsohlitz 28 in Verbindung mit der Bohrung 24 der Zylinderbuchse steht. Der Auslaßschlitz liegt so in der Zylinderbuchse, dass er durch den Kolben 30 gesteuert wird.

Auf der gegenüberliegenden Außenseite der Zylinderbuchse liegt ein Ansatz 31« der einen Einlaßkanal aufweist, weloher durch einen Einlaßsohlitz in Verbindung mit der Bohrung 23 der Zylinderbuchse steht. Der Einlaßschlitz 33 liegt tiefer als der Auslaßsohlitz 28, und wird durch den Kolben 30 so gesteuert, daß er im oberen Hubbereioh des Kolbens 30 frei ist·

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Etwa rechtwinklig zu den Ansätzen 26 und 31 für den Auslaßund Einlaßkanal ist die Zylinderbüchse mit diametral angeordneten Ansätzen versehen, deren jeder eine Anzahl von Überstromkanälen 35_f 36 und 37 aufweist. Diese Kanäle verlaufen schräg nach oben und weg von der, den Auslaßschlitz 28 aufweisenden Seite der Bohrung 23t wobei das obere Ende der Kanäle im wesentlichen bis auf die Höhe des Auslaßschlitzes 28 nach oben führt. Die unteren Enden der Kanäle 35» 36 und 37 verlaufen bis in den Bereich des unteren Endes der Bohrung 2), wobei das untere Ende der Kanäle 36 und 37 tiefer als das untere Ende des Kanals 35 liegt.

Der Kolben 30 hat einen flachen Kolbenboden 40 und einen Mantel 41· Unterhalb des Kolbenbodens sind zwei Augen 42 an diesem aufgegossen, die axial fluchtende Bohrungen 44 zur Aufnahme des Kolbenbolzenlagers 45 aufweisen, in welchem ein Kolbenbolzen 46 gelagert ist. Das obere Ende der Pleuelstange 48 sitzt in bekannter Weise zwischen den Augen 42 auf dem Kolbenbolzen 46.

An ihrem unteren Ende sitzt die Pleuelstange in/Oekannter Weise auf dem Kurbelzapfen 17a der Kurbel 17- Der Kolben

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hat im Mantel zwei mit den Kolbenbolzenlagern 45 übereinstimmende Offnungen 34, an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens. In Längsrichtung ausgerichtet mit der öffnung 54 ist der Mantel an seiner Unterkante mit bogenförmigen Ausnehmungen 35 versehen. Die Ausnehmungen 55 sind ebenso wie die öffnungen 54 gleich·

Die öffnungen 54 im Kolben dienen als Überströmöffnungen für das Gemisch aus dem Kurbelgehäuse In die Überstromkanäle 35_f 36 und 37.

Beim Lauf der Maschine liegen im unteren Totpunkt die öffnungen 54 im Kolbenmantel in Verbindung mit den überstrom-· kanälen 35, 36 und 37, wobei das Kraftstoffgemisch vorher duroh die Ansaugbewegung des Kolbens in das Innere des Kurbelgehäuses 56 angesaugt und verdichtet worden ist· 31eioh- g zeitig ist der KLnlafiachlitz 53 durch den Teil des Kolbenmantels zwischen den öffnungen 54 auf der rechten Seite geschlossen und der Auslaeschlitz 28 ist offen.

Tür die ersten 45o _tia ~qO der Drehung der Kurbelwelle vom unteren Totpunkt sind die überstromkanäle 35, 36 und 37

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offen, so daß das Kraftstoffgemisch aus dem Kurbelgehäuse durch die öffnungen 54 und die Kanäle 35, 36 und 37 in den Zylinder oberhalb des Kolbens überströ«men kann.

Über die ersten 60° bis 90° der Drehung der Kurbelwelle vom unteren Totpunkt ist der Auslaßschlitz offen, um die Spülströmung der Verbrennungegase zu ermöglichen· Wenn sich der Kolben weiter aufwärts bewegt, schließt er den Auslaßschlitz 28 und die oberen Enden der Überströmkanal 35» 36 und 37. Wenn der Kolbenboden die oberen Ränder der Überstromkanäle 35_f 36 und 37 erreicht, sind diese Kanäle für die Strömung des Kraftstoffgemisches in den oberen Teil des Zylinders 23 geschlossen. Dies erfolgt bevor das obere Ende des Kolbens den oberen Rand des Auslaöschlitzes 28 er» reioht, so daß dieser länger als die überströmkanal geöffnet bleibt· Wenn das obere Ende des Kolbens den oberen Rand des Auslaßschlitzes erreicht, ist dieser vollständig geschlossen und das Kraftstoffgemisoh im Zylinder oberhalb des Kolbens wird bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens verdichtet.

Wenn sich der Kolben von dieser Stellung aufwärts bewegt, wird das Kraftstoffgemieoh im oberen Teil des Zylinders

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über dem Kolben und in der Brennkammer verdichtet· Zur gleichen Zeit beginnt der Mantel dea Kolbens die Einlaßöffnung 33 zu öffnen, die mit dem Vergaser oder einer an» deren gemisohbildenden Einrichtung in Verbindung steht· Die Aufwärtsbevegung des Kolbens hat im Kurbelgehäuse Unterdruck geaohaffen, und sobald der Kolbenmantel den Einlaßsohlitz 33 öffnet, wird frisohes Gemisch durch deaen in die Zylinderbohrung 23 unterhalb des Kolbens und das Innere % 56 des Kurbelgehäuses angesaugt·

Wenn der Kolben den oberen Totpunkt erreioht hat, wie in

?ig· 1 gezeigt, und das Kraftstoffgemisch im oberen Ende des Zylinders und der Brennkammer 21 voll verdichtet ist, wird es durch die nioht gezeigt· Zündkerze gezündet. Dadurch wird der Kolben in seinem Arbeitshub naoh unten getrieben·

Bei dieser Abwärtsbewegung erreicht er zuerst den oberen Hand des Aualaösohlitzes 28 und öffnet diesen, so daß die Auspuffgase zu entweiohen beginnen· Gleichzeitig hat der Kolben den Einlad·QhIitζ 33 geschlossen und begonnen, das Kraftstoffgemitoh im Kurbelgehäuse zu verdiohten·

Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens werden die oberen Enden der Überströmkanal« 3$, 36 und 37 geöffnet

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BAD ORIGINAL

und durch die öffnungen 54 im Kolbenmantel, die mit den Überstromkanälen in Verbindung stehen, strömt das im Kurbelgehäuse verdichtete Kraftstoffgemisch in die Überströmkanal 35t 36 und 37 und von dort aufwärts in den oberen Teil des Zylinders· Wegen der Schrägstellung der Überströmkanal 35, 36 und 37 von den Aualaflöffnungen weg, strömt das Gemisch aufwärts in den oberen Teil des Zylinders in Hiohtung weg von der Auslaßöffnung und zirkuliert zur Spülung Verbrennungsgase aus dem oberen Teil des Zylinders und der Brennkammer abwärts in den Auslaßschlitz und von dort naoh außen.

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Claims

Pa tentansprüche:

1.. Kolben für Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Ausnehmungen im Kolbenmantel, dadurch gekennzeichnet, dass im Kolbenmantel (41) in bestimmten Hubstellungen mit Gemischleitungen (35,36,37) in Verbindung tretende fensterartige Öffnungen (54) vorgesehen sind.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fensterarti^en Öffnungen (54) in Verlängerung des Kolbenbolzens (£b) liegen.

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V~>- > ·, ■ >· -- - ^-1 Sau 3 des Anderunflages. ν 4.

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