Zweitaktmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweitakt motor mit Kurbelkastenpumpe, Umkehrspülung und mit drei Zylindern.
Bei derartigen Motoren ist es bekannt, bei hoher Drehzahl ein grosses Drehmoment zu erreichen, wäh rend in dem unteren und mittleren Drehzahlbereich verhältnismässig kleine Drehmomente zur Verfügung stehen. Es ist auch bekannt, das grösste Drehmoment in einen mittleren Drehzahlbereich zu verlegen. Dann ist aber das Drehmoment im oberen Drehzahlbereich verhältnismässig gering.
Es ist allgemein üblich, die überströmkanäle, auch wenn sie nur kurz sind, verhältnismässig breit in Umfangsrichtung des Zylinders und mit grossem Querschnitt auszuführen, um insbesondere bei hohen Drehzahlen eine ausreichende Füllung zu erzielen. Die Steuerschlitze sind bei höherer Drehzahl nur kurze Zeit geöffnet. Infolge des geringen Verdich- tungsgrades der Kurbelgehäusepumpe sind nur ge ringe Spüldrücke und davon abhängig geringe Strö mungsgeschwindigkeiten des Gemisches in den Spül kanälen erreichbar.
Es ist naheliegend, die Quer schnitte der Spülkanäle so gross zu machen, wie es sich möglich machen lässt, ohne andere Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Begrenzt wird die Grösse des überströmkanals bzw. ihr Querschnitt durch fertigungstechnische Rücksichten. So ist es bei Rei henmotoren nicht ohne weiteres möglich, überström kanäle mit beliebig grossen Querschnitten unterzu bringen, weil diese entweder die Kanäle des neben liegenden Zylinders oder den Kühlwasserumlauf be hindern oder aber zu breite Steuerquerschnitte zu nahe am Auslassschlitz zu liegen kommen und so genannte Kurzschlussverluste verursachen.
Es sind auch Motoren bekannt, bei denen eine Vielzahl von überströmkanälen angeordnet ist, ohne dass diese echte Vorteile bringen. Sie haben sich daher in der Praxis nicht durchgesetzt.
Um die Nachteile des Zurückströmens von Abgas zu verhindern, ist es bekannt, das Gemisch in die Uberströmschlitze durch Aussparungen in den Hub scheiben der Kurbelwelle zu steuern. Diese zusätzliche Steuerung bringt aber eine unerwünschte Kompli kation mit sich.
Es ist weiterhin bekannt, dass die Überströmkanäle für das zu den Einlassschlitzen strö mende Spülmittel mit Fenstern im Mantel des Arbeits kolbens zur Deckung kommen, die eine geringere Höhe als die Einlassschlitze aufweisen, beispielsweise die Hälfte, so dass die überströmkanäle durch die Fenster im Kolbenmantel erst aufgesteuert werden, wenn die Einlassschlitze durch die Kolbenoberkante schon zu einem beträchtlichen Teil ihrer Höhe auf gesteuert worden sind.
Ausser der Komplikation durch eine Doppelsteuerung ergibt sich der Nachteil, dass mit einer Zone im Kolben unterhalb der dichtenden Kolbenringe verhältnismässig ungenau gesteuert wird.
Die Erfindung geht aus von einem Zweitaktmotor mit Kurbelkastenpumpe, Umkehrspülung und mit drei Zylindern von insgesamt bis zu 1 Liter Hubvolumen, bei dem die Mündungsöffnungen der überström kanäle nur durch die obere Kante des Kolbens und die Einlassöffnungen der überströmkanäle durch Fen ster im Kolben gesteuert werden und wobei jeder Überströmkanal sich von einem grösseren Eintritts- schlitz-Querschnitt zu einem kleineren Querschnitt an der Mündung verjüngt und die Fenster im Kolben in Richtung der Kolbenbewegung so angeordnet und so bemessen sind,
dass unmittelbar beim öffnen der Mündungsöffnungen der L7berströmkanäle die Ein trittsöffnungen der überströmkanäle bereits zum Teil offen sind.
Die Erfindung schafft nun dadurch eine Verbes serung, dass jeder der zwei überströmkanäle - in Strömungsrichtung gesehen - an der Mündung an nähernd quadratischen Querschnitt aufweist und ein Volumen von 7 bis 8 % des Hubvolumens eines Zy linders hat. Diese Begrenzung auf ein verhältnis mässig kleines Volumen eines überströmkanals steht an sich im Gegensatz zu der üblichen Ansicht.
Das Rückströmen von Abgasen zu Beginn der Öffnung des Mündungsquerschnittes vom überströmkanal nach der Erfindung findet in an sich bekannter Weise entlang der überströmkanalaussenwand statt, trifft auf die Kolbenwand unterhalb der unteren Steuer kante im Kolbenfenster und wird nun in Richtung auf den Zylinder reflektiert, ohne in den früher ver hältnismässig breiten Kanälen nach der Seite aus brechen zu können.
Die Begrenzung auf ein verhält nismässig kleines Volumen und damit die Drosselung des Zurückschlagens von Abgas in die Kurbelgehäuse pumpe ist so ein wesentliches Merkmal dafür, dass in einemDiagramm, in dem das Drehmoment als Ordinate und die Drehzahl als Abszisse aufgetragen ist, die Dreh momentenkurve bis ungefähr auf 2000 UiMin. fast gleichmässig ansteigt und dann ebenso gleichmässig bis ungefähr 5000 UJMin. nur geringfügig abnimmt.
Die sonst üblichen Wellenlinien in einer derartigen Kurve und der im Fahrbetrieb sich daraus ergebende Nach teil, dass eine Maschine in manchen Drehzahlberei chen verringerte Zugkraft abgibt, mehr Brennstoff verbraucht und auf jeden Fall aber ein häufiges Schal ten des Getriebes zum schnellen Vorwärtskommen notwendig macht, sind vermieden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Zylinderkörpers dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Zylinder block eines Dreizylinder-Zweitaktmotors mit Kurbel kastenpumpe mit einem gesamten Hubvolumen von weniger als 1 Liter. Der Kolben ist teilweise gebro chen und ohne Kolbenbolzenaugen gezeichnet; Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt durch den Zy linderblock nach Fig. 1 in verschiedenen Ebenen.
Jeder der zwei überströmkanäle 1, 2 hat in Strö mungsrichtung gesehen an der Mündung annähernd quadratischen Querschnitt 3, 3'. Das Volumen je eines überströmkanals 1, 2 beträgt 7 bis 8% des Hubvolumens eines Zylinders 4. Die überström kanäle 2, 1 werden durch die obere Kante 5 des Kolbens 6 gesteuert und verjüngen sich von einem grossen Eintrittsquerschnitt 7, 7' zu einem kleineren Mündungsquerschnitt 3, 3'. Die Fenster 8, 9 im Kolben 6 sind in Richtung der Kolbenbewegung so angeordnet und so bemessen, dass unmittelbar beim Öffnen der Eintrittsöffnungen 10, 11 die Eintrittsöff nungen 12 der überströmkanäle bereits zum Teil offen sind.
Two-stroke engine The invention relates to a two-stroke engine with a crankcase pump, reverse scavenging and with three cylinders.
In such motors, it is known to achieve a large torque at high speed, while relatively small torques are available in the lower and middle speed range. It is also known to shift the greatest torque to a medium speed range. But then the torque in the upper speed range is relatively low.
It is generally customary to make the overflow ducts, even if they are only short, relatively wide in the circumferential direction of the cylinder and with a large cross-section, in order to achieve adequate filling, especially at high speeds. The control slots are only open for a short time at higher speeds. As a result of the low degree of compression of the crankcase pump, only low scavenging pressures and, depending on this, low flow velocities of the mixture in the scavenging channels can be achieved.
It is obvious to make the cross-sections of the flushing channels as large as possible without having to accept other disadvantages. The size of the overflow channel or its cross-section is limited by manufacturing considerations. With in-line engines, for example, it is not easily possible to accommodate overflow ducts with cross-sections of any size, because these either obstruct the ducts of the adjacent cylinder or the cooling water circulation, or control cross-sections that are too wide come too close to the exhaust slot and so-called short-circuit losses cause.
Motors are also known in which a large number of overflow ducts are arranged, without these bringing any real advantages. They have therefore not caught on in practice.
In order to prevent the disadvantages of the backflow of exhaust gas, it is known to control the mixture in the overflow slots through recesses in the hub discs of the crankshaft. However, this additional control brings with it an undesirable complication.
It is also known that the overflow channels for the flushing agent flowing to the inlet slots come to cover with windows in the jacket of the working piston which are less than the height of the inlet slots, for example half, so that the overflow channels only pass through the window in the piston jacket be opened when the inlet slots have already been controlled to a considerable part of their height through the piston top.
In addition to the complication of double control, there is the disadvantage that control is relatively imprecise with a zone in the piston below the sealing piston rings.
The invention is based on a two-stroke engine with a crankcase pump, reverse flushing and three cylinders with a total displacement of up to 1 liter, in which the orifices of the overflow channels are controlled only by the upper edge of the piston and the inlet openings of the overflow channels through windows in the piston and Each overflow channel tapers from a larger inlet slot cross-section to a smaller cross-section at the mouth and the windows in the piston are arranged and dimensioned in such a way in the direction of the piston movement,
that immediately when the mouth openings of the overflow channels are opened, the inlet openings of the overflow channels are already partially open.
The invention now creates an improvement in that each of the two overflow channels - viewed in the direction of flow - has an approximately square cross section at the mouth and has a volume of 7 to 8% of the stroke volume of a cylinder. This limitation to a relatively small volume of an overflow channel is in contrast to the usual view.
The return flow of exhaust gases at the beginning of the opening of the mouth cross-section from the overflow channel according to the invention takes place in a manner known per se along the overflow channel outer wall, hits the piston wall below the lower control edge in the piston window and is now reflected in the direction of the cylinder without entering the to be able to break out relatively wide canals to the side earlier.
The limitation to a relatively small volume and thus the throttling of the return of exhaust gas into the crankcase pump is such an essential feature that in a diagram in which the torque is plotted as the ordinate and the speed as the abscissa, the torque curve is up to approximately to 2000 UiMin. increases almost steadily and then just as steadily up to about 5000 UJMin. decreases only slightly.
The usual wavy lines in such a curve and the resulting disadvantage when driving, that a machine delivers reduced tractive power in some speed ranges, consumes more fuel and in any case requires frequent switching of the transmission to move forward quickly avoided.
In the drawing, an embodiment of a cylinder body is shown.
Fig. 1 shows a cross section through the cylinder block of a three-cylinder two-stroke engine with a crank box pump with a total displacement of less than 1 liter. The piston is partially broken and drawn without piston pin bosses; Fig. 2 shows a partial cross section through the cylinder block Zy according to FIG. 1 in different planes.
Each of the two overflow channels 1, 2, viewed in the direction of flow, has an approximately square cross-section 3, 3 'at the mouth. The volume of an overflow channel 1, 2 is 7 to 8% of the stroke volume of a cylinder 4. The overflow channels 2, 1 are controlled by the upper edge 5 of the piston 6 and taper from a large inlet cross section 7, 7 'to a smaller mouth cross section 3, 3 '. The windows 8, 9 in the piston 6 are arranged in the direction of the piston movement and dimensioned such that immediately when the inlet openings 10, 11 are opened, the inlet openings 12 of the overflow channels are already partially open.