DE29918516U1

DE29918516U1 - Kompakter Viertakt-Verbrennungsmotor, insbesondere zur Verwendung in einer tragbaren Arbeitsvorrichtung

Info

Publication number: DE29918516U1
Application number: DE29918516U
Authority: DE
Original assignee: Dolmar GmbH
Current assignee: Makita Engineering Germany GmbH
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2009-10-21
Also published as: DE10083179D2; SE0200967L; SE0200967D0; JP2003512570A; US6659064B1; SE519358C2; WO2001029379A1

Description

RICHTER, WERDERMAN¹N *& GERBAUHET

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS ■ PATENTANWÄLTE EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS

HAMBURG · BERLIN

DIPL.-INQ. JOACHIM RICHTER · BERLIN DIPL.-ING. HANNES GERBAULET · HAMBURG DIPL.-ING. FRANZ WERDERMANN · - 1986

NEUER WALL 10 2&Ogr;354 HAMBURG @ (040) 34 OO 45/34 OO 56 TELEFAX (04O) 35 24 15

KURFÜRSTENDAMM IO719 BERLIN W (03O) 8 82 74 TELEFAX (O3O) 8 82 32 IN ZUSAMMENARBEIT MIT MAINITZ & MAINITZ RECHTSANWÄLTE ■ NOTARE

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HAMBURG

D 99360 III 1737

19.10.1999

Anmelder:

Firma

DOLMAR GmbH Jenfelder Straße 38 DE-22045 Hamburg

Titel:

Kompakter Viertakt-Verbrennungsmotor, insbesondere zur Verwendung in einer tragbaren Arbeitsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungsmotoren. Sie betrifft einen kompakten Viertakt-Verbrennungsmotor gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik ist ein Viertaktmotor mit ölschmierung, wobei das Öl vom Kraftstoff getrennt bevorratet wird. Das öl wird gezielt an die entsprechenden Schmierstellen gefördert, oder es gelangt aus einem Ölsumpf als Öl-Luft-Gemisch (ölnebel) an die Schmierstellen.

Bekannt ist auch die Schmierung eines Viertakt-Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoff-Öl-Luftgemisch, ähnlich der Schmierung von Zweitaktmotoren. Das Gemisch wird vom Vergaser in die Kurbelkammer geleitet. Ein Einwegeventil verhindert das Zurückströmen des Gemisches in den Vergaser. Über einen röhrenförmigen Kanal gelangt das Gemisch direkt in den Zylinderkopf oder in eine Kompressionskammer. Ein weiteres Einwegeventil verhindert dann das Zurückströmen des Gemisches in die Kurbelkammer, (siehe z.B. die Druckschrift EP-A1-0 631 040).

Bei der bekannten Gemischschmierung des Viertakt-Verbrennungsmotors wird das gesamte Gemisch durch die Kurbelkammer zum Einlasskanal geführt. Dies führt nicht nur zu einem unerwünschten erhöhten Strömungswiderstand, sondern macht auch den komplizierten und aufwendigen Einbau verschiedener Ventile an verschiedenen Stellen notwendig. Ein weiterer Nachteil ist, daß sich das gesamte Gemisch durch die Kurbelkammer aufheizt und damit die Füllung des Zylinders verringert wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Viertakt-Verbrennungsmotor mit Gemischschmierung zu schaffen, der bei gleichzeitig lageunabhängiger Schmierung einfach aufgebaut ist und ein günstiges Verhalten hinsichtlich der Gemischladung aufweist.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, nur einen Teil des Gemisches zum Schmieren durch die Kurbelkammer zu führen, während der übrige Teil direkt vom Vergaser durch den Einlasskanal in die Brennkammer gelangt.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Motors zeichnet sich dadurch aus, dass der Vergaser direkt an den Einlasskanal angeschlossen ist, und dass die Mittel einen Überströmkanal umfassen, welcher von dem Einlasskanal zu einer Überströmöffnung am Kurbeige-

häuse führt und durch Ventilmittel gesteuert den Einlasskanal mit der Kurbelkammer verbindet. Durch diese Anordnung kann wegen der kurzen Wege zwischen Vergaser und Einlasskanal eine sehr effiziente Füllung des Brennraumes mit Gemisch erreicht werden

Eine zweite alternative Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Überströmkanal umfassen, welcher von dem Einlasskanal zu einer Überströmöffnung am Kurbelgehäuse führt und durch Ventilmittel gesteuert den Einlasskanal mit der Kurbelkammer verbindet, und dass der Vergaser über die Ventilmittel an den Überströmkanal bzw. die Überströmöffnung angeschlossen ist. Diese Anordnung ermöglicht insbesondere die Steuerung des gesamten Gemischstromes durch die Ventilmittel.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des Motors nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ventilmittel einen Drehschieber umfassen. Ein solcher Drehschieber ermöglicht eine besonders präzise gesteuerte Ladung des über die Kurbelkammer strömenden Gemischanteils.

Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber im Kurbelgehäuse an der Überströmöffnung angeordnet ist, und diese periodisch öffnet und schliesst, und dass der Drehschieber von einer Nockenwelle angetrieben ist, welche über Stösselstangen die Ein- und Auslassventile betätigt, und insbesondere in die Nockenwelle integriert ist. Hierdurch wird eine platzsparende Anordnung und ein vereinfachter Antrieb des Drehschiebers ermöglicht.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig.1 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des

Motors nach der Erfindung mit einem direkt an den Einlasskanal angeschlossenen Vergaser; und

Fig. 2 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des

Motors nach der Erfindung mit einem im Bereich der Ventilmittel (des Drehschiebers) angeschlossenen Vergasers.

Fig. 1 zeigt in einem vereinfachten Längsschnitt einen Viertakt-Verbrennungsmotor 100, dereinen Zylinder 12 mit innenliegendem Kolben 11 umfasst. Der Kolben 11 ist über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle verbunden, die in einer am unteren Ende des Zylinders 12 angeordneten, von einem Kurbelgehäuse 1 umgebenen Kurbelkammer 10 rotiert. Nach oben zu ist der Zylinder 12 durch einen Zylinderkopf 2 abgeschlossen, der zugleich oberhalb des Kolbens 11 den Brennraum bildet. Der Brennraum kann sich auch im Kolben 11 befinden, oder er teilt sich auf den Zylinderkopf 2 und den Kolben 11 auf. Innerhalb des Zylinderkopfes sind ein Einlasskanal 14 zur Ladung des Brennraumes mit Gemisch sowie ein Auslasskanal 15 zum Ausblasen der Verbrennungsgase vorgesehen. Im Einlasskanal 14 ist ein Einlassventil 4, und im Auslasskanal 15 ist eine Auslassventil 5 angeordnet. Beide Ventile 4, 5 werden über Stösselstangen 9 von einer untenliegenden Nockenwelle 7 gesteuert.

Am Einlasskanal 14 ist ein Vergaser 8 angeschlossen, in dem die Gemischbildung stattfindet. Zwischen Vergaser 8 und Einlassventil 4 ist am Einlasskanal 14 weiterhin ein Überströmkanal 3 angeschlossen, der nach unten zum Kurbelgehäuse 1 führt und dort über eine Überströmöffnung 13 mit der Kurbelkammer 10 in Verbindung steht. Das den Überströmkanal 3 bildende Rohr kann entweder in das Kurbelgehäuse 1 integriert werden, oder es ist - wie in den Figuren gezeigt - als separates Rohr ausgeführt. Die Überströmöffnung 13 kann mittels eines Drehschiebers 6 geöffnet und verschlossen werden. Der Drehschieber 6 ist dazu von der Nockenwelle 7 angetrieben bzw. ist direkt in die Nockenwelle 7 integriert.

Der Drehschieber 6 steuert den Einlaß des Kraftstoff-Öl-Luftgemisches vom Vergaser 8 in die Kurbelkammer 10 sowie das Überströmen des Gemisches von der Kurbelkammer 10 in den Zylinderkopf 2:

Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 11 zum Ausschieben der Abgase (Auspuff-Phase des Motors) ermöglicht der Drehschieber 6 für eine bestimmte Zeit das Einströmen des Gemisches vom Vergaser 8 in die Kurbelkammer 10. Bei der anschließenden Abwärtsbewegung des Kolbens 11 (Ansaugphase des Motors) strömt Gemisch vom Vergaser 8 durch das geöffnete Einlassventil 4 in den Zylinder 12. Die Steuerzeiten des Drehschiebers 6 sind entweder so gewählt, daß die Überströmöffnung 13 erst kurz vor Schließen des Einlassventils 4 freigegeben wird (Nachladeeffekt) oder schon kurz vor dem öffnen des Einlassventils 4, um eine Ladungsbewegung vor öffnen des Einlassventils zu erzeugen.

Beim Nachladen wird das im Kurbelgehäuse 1 befindliche Gemisch durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 11 komprimiert, da die Öffnung in den Einlaßkanal 14 durch den Drehschieber 6 geschlossen ist. Gegen Ende des Ladevorganges gibt der Drehschieber 6 die Öffnung vom Kurbelgehäuse 1 zum Einlaßkanal 14 frei, und das komprimierte Gemisch strömt durch das geöffnete Einlassventil 4 in den Zylinder 12.

Die Schmierung der Antriebselemente, Lager und des Ventiltriebs erfolgt durch die umströmende Gemischladung. Gegebenenfalls wird das Gemisch über Bypässe direkt den Reibpaarungen zugeführt, oder es gelangt über die Stösselstangenschächte in den Zylinderkopf 2.

Alternativ zu der Anordnung in Fig. 1 kann der Vergaser 8 auch wie in Fig. 2 dargestellt angebracht sein (in Fig. 2 werden für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet). Der Vergaser 8 sitzt beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 direkt vor dem Drehschieber 6 und speist so wahlweise Gemisch über den Überströmkanal 3 in den Einlass-

kanal 14 bzw. direkt in die Kurbelkammer 10 ein. Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung gibt es zwei Betriebsmöglichkeiten: Entweder steuert der Drehschieber 6 den gesamten Gemischstrom, d.h., sowohl den Strom vom Vergaser 8 zum Einlasskanal 14 als auch den Strom zur und von der Kurbelkammer 10 bzw. die Kurbelgehäuseladung, oder er steuert nur die Kurbelgehäuseladung, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 der Fall ist. Beide Arten des Betriebes lassen sich durch eine entsprechende Ausgestaltung des Drehschiebers 6 verwirklichen.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein Viertakt-Verbrennungsmotor mit lageunabhängiger Gemischschmierung, der einfach aufgebaut ist, und sich durch ein gutes Ladeverhalten auszeichnet.

BEZEIGHNUNGSLISTE

100	Viertakt-Verbrennungsmotor
1	Kurbelgehäuse
2	Zylinderkopf
3	Überströmkanal
4	Einlassventil
5	Auslassventil
6	Drehschieber
7	Nockenwelle
8	Vergaser
9	Stösselstange
10	Kurbelkammer
11	Kolben
12	Zylinder
13	Überströmöffnung
14	Einlasskanal
15	Auslasskanal

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Claims

1. Kompakter Viertakt-Verbrennungsmotor (100), umfassend einen Zylinder (12), welcher oben durch einen Zylinderkopf (2) abgeschlossen ist und unten in ein Kurbelgehäuse (1) übergeht, in dem Zylinder (12) einen sich auf- und abbewegenden Kolben (11), in dem Zylinderkopf (2) einen Einlasskanal (14) mit Einlassventil (4) und ein Auslasskanal (15) mit Auslassventil (5), einen Vergaser (8) zur Bildung eines den Motor schmierenden Öl-Kraftstoff-Luftgemisches, sowie Mittel (3, 6, 13), durch welche innerhalb jedes Motorzyklus Gemisch aus dem Vergaser (8) in die vom Kurbelgehäuse (1) umschlossene Kurbelkammer (10) und aus der Kurbelkammer (10) in den Einlasskanal (14) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergaser (8) ausserhalb der Kurbelkammer (10) mit dem Einlasskanal (14) in Verbindung steht.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergaser (8) direkt an den Einlasskanal (14) angeschlossen ist, und dass die Mittel einen Überströmkanal (3) umfassen, welcher von dem Einlasskanal (14) zu einer Überströmöffnung (13) am Kurbelgehäuse (1) führt und durch Ventilmittel (6) gesteuert den Einlasskanal (14) mit der Kurbelkammer (10) verbindet.

3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Überströmkanal (3) umfassen, welcher von dem Einlasskanal (14) zu einer Überströmöffnung (13) am Kurbelgehäuse (1) führt und durch Ventilmittel (6) gesteuert den Einlasskanal (14) mit der Kurbelkammer (10) verbindet, und dass der Vergaser (8) über die Ventilmittel (6) an den Überströmkanal (3) bzw. die Überströmöffnung (13) angeschlossen ist.

4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmittel einen Drehschieber (6) umfassen.

5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (6) im Kurbelgehäuse (1) an der Überströmöffnung (13) angeordnet ist, und diese periodisch öffnet und schliesst, und dass der Drehschieber von einer Nockenwelle (7) angetrieben ist, welche über Stösselstangen (9) die Ein- und Auslassventile (4 bzw. 5) betätigt.

6. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (6) in die Nockenwelle (7) integriert ist.