SE524459C2 - Tvåtaktsmotor med laddningsskiktning - Google Patents

Description

s-lß: .i,»» . .. .. .. . .. . . . ° ' . ' H: hov som ren luft. Den från vevhuset överströmmande blandningen fetgörs i mot- svarande grad, så att, efter stängning av utloppet, den kvarblivande luften och den feta blandningen bildar ett bränsle-luftförhållande som vid måttligt effekt- bortfall garanterar en i stor utsträckning fullständig förbränning. Den via de utloppsnära överströmningsportarna tillströmmande luftrnängden, vilken mot- svarar de föreliggande, konstruktionsmässiga volymerna, ställer under en lång varaktighet hos spolningscykeln en luftridå till förfogande, vilken skärmar av utloppet och vilken säkert förhindrar ett avvikande av den feta bränsle-luft- blandningen. Eftersom företrädesvis mot slutet av spolningsfasen den i vevhuset insugna bränsle-luftblandningen kan strömma till via de utloppsnära över- strömningskanalerna, erhålls en för den efterföljande förbränningen fördelaktig förändring av laddningsskiktningen.

För att enkelt åstadkomma den konstruktionsmässiga volymen hos den ut- loppsnära överströmningskanalen är denna stängd i riktning mot kolven. Mel- lan överströmningskanalen och cylinderborrningen finns därför en vägg, vars tjocklek lämpligen ligger mellan 2 mm och 6,5 mm. Denna tjocklek garanterar en tillräcklig separation av överströmningskanalen från det heta cylinderinnan- dömet, varigenom en alltför kraftig uppvärmning av den i den utloppsnära över- strörnningskanalen förlagrade luften förhindras.

Eftersom de utloppsavlägsna överströmningskanalerna uteslutande fungerar som överströmningsorgan är dessa pä enkelt sätt öppna i riktning mot cylinder- borrningen, vilket minskar framställningskostnaden. Lämpligen kan även de utloppsavlägsna överströmningskanalerna vara slutna relativt cylinderkoppling- C11.

Den uppfinningsenliga tvåtaktsmotorn drivs med fördel på sådant sätt, att vid motorns nominella varvtal ca 30% till 70%, i synnerhet ca 35% till 45% av mo- torns totala luftvolymbehov tillförs via den utloppsnära överströmningskanalen.

Därvid är volymen hos de utloppsnära överströmningskanalerna sådan att den i förbränningsrummet bildade skiktladdningen upprätthålls under ca 65 till 95%, företrädesvis ca 75% av spolningstiden. mia; »sann ... . . , . -.".: .. '. .I .". f' . . ' ' . ' ' 'I . .. -. . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . z . . . . . . . . . . . . . .. ... .. n.. u.. .

Ytterligare särdrag hos uppfinningen framgår av den följande beskrivningen av ett utföringsexempel. På ritningen visar: Fig. 1 ett schematiskt längsgående snitt genom en tvätaktsmotor med på mot- satta sidor om ett symmetriplan hos cylindern liggande överströmningskanaler; Fig. 2 i schematisk återgivning en cylinder hos tvätaktsmotorn enligt ñg. 1.

Den i fig. 1 schematiskt visade tvåtaktsmotorn består väsentligen av en cylinder 2 och en i denna, i pilriktningen 13 fram- och ätergående kolv 5, vilken via en vevstake 6 roterande driver en i ett vevhus 4 anordnad vevaxel 7. Kolven 5 är medelst en kolvbult 14 svängbart ansluten till den tillhörande änden av vevsta- ken 6.

I cylindern 2 är ett förbränningsrum 3 utformat, vilket är begränsat av kolvens 5 översida 16. Förbränningsrummet 3 är försett med ett utlopp 10, via vilket av- gaserna efter en arbetstakt förs bort i pilens 17 riktning. Det i cylinderväggen 18 anordnade utloppet 19 är styrt beroende av kolvens 5 slagläge. Den för driv- ningen av tvätaktsmotorn 1 nödvändiga bränsle-luftblandningen bereds i en för- gasare 8, vilken via en inloppskanal 9 står i förbindelse med förbränningsmo- torns inlopp 11. lnloppet 11 är, liksom utloppet 19, reglerat av kolvens 5 kolv- mantel 20 och utmynnar i vevhuset 4. I det visade utföringsexemplet sugs hela den bränsle-luftblandning som tillförs förbränningsrummet 3 in via vevhuset 4 och tillförs förbränningsrummet 3 via överströmningskanaler 12, 15. Det kan vara fördelaktigt att tillföra en del av blandningen direkt till förbränningsrum- met 3; företrädesvis sugs emellertid hela mängden av blandningen in via vevhu- set 4.

I utföringsformen i fig. 1 är inloppet 1 1 stängt av kolvmanteln 20 i området av kolvens 5 nedre dödpunkt, medan utloppet 19 i hög utsträckning står öppet.

Det kan vara lämpligt att istället för slitsstyrningen av inloppet 11 anordna en membranventil, vilken öppnar vid undertryck i vevhuset 4. -~;;a iriz: 524 459 Såsom framgår av den schematiska bilden av cylindern 2 i fig. 2 är i detta utfö- ringsexempel två överströmningskanaler 12 och 15 anordnade på varje sida om ett symmetriplan 49 hos cylindern 2. Symmetriplanet 49 innehåller cylinderax- eln 50 och delar företrädesvis utloppet 19 i stort symmetriskt. Antalet över- strömningskanaler 12 och 15 är endast givet som exempel, och det är möjligt att ha n kanaler (n22), varvid företrädesvis ett jämnt antal utloppsnära överström- ningskanaler 15 är anordnat med hänsyn till cylinderns 2 symmetriplan 49, varvid kanalerna är symmetriskt anordnade relativt planet 49. Ett fördelaktigt kanalantal är tre eller fler, och en fyrkanalmotor utmärker sig genom en sym- metrisk uppbyggnad. Överströmningskanalerna 12 och 15 löper i utföringsexemplet väsentligen pa- rallellt med cylinderaxeln 50 i cylinderväggen 18 utgående från vevhuset 4 till i höjd med förbränningsrummet 3. Överströmningskanalerna 12, 15 kan emel- lertid till skillnad från utföringsexemplet även vara skruvlinjeformigt anordnade eller löpa välvt krökta; sådana krokigt löpande kanaler benämns även "Henkel- kanaler".

Såsom fig. 1 visar är den första, utloppsnära överströmningskanalen 15 via en i cylinderväggen 18 liggande överströmningsport 25 förbunden med förbrän- ningsrummet 3, medan denna överströmningskanals 15 andra ände 23 via en inströmningsöppning 35 står i förbindelse med vevhuset 4. Denna utloppsnära överströmningskanal 15 är över sin axiella längd stängd mot kolven 5 resp. cy- linderborrningen 28; såsom ñg. 2 visar uppgår tjockleken d hos väggen 27 mel- lan cylinderborrningen 28 och överströmningskanalen 15 till storleksordningen 2 mm till 6,5 mm.

De på bägge sidor om symmetríplanet 49 anordnade, utloppsnära överström- ningskanalerna 15 är var och en mellan sina ändar 21 och 23 förbundna med en luftkanal 29, vilken tillför väsentligen bränslefri gas, i synnerhet luft. Lämpli- gen är luftkanalerna 29 via en backventil 30 förbundna med Överströmningska- nalerna 15, varvid backventilerna 30 öppnar till överströmningskanalen 15.

Ventilen 30 kan emellertid även vara utformad som ett av kolven 5 slitsstyrt . .. .. .. . .: . , - - . - --; ventilfönster i kolvlöpbanan 40. Om ett undertryck råder i vevhuset 4 öppnas backventilerna 30 tryckstyrt och fylls överströmningskanalerna 15 över sin to- tala volym med bränslefattig, företrädesvis bränslefri luft. För detta ändamål är det lämpligt att anordna backventilen 30 i nivå med överströmningsporten 25, så att så litet dödutrymme som möjligt blir kvar mellan backventilen 30 och överströmningsporten 25. Detta dödutrymme spolas under inströmningen av den bränslefria luften, så att väsentligen hela den mellan överströmningsporten 25 och inloppsöppningen 35 genom konstruktionen erhållna volymen hos över- strömningskanalen 15 fylls med bränslefattig eller bränslefri luft. Eftersom över- strömningskanalens 15 inströmningsöppning 35 är öppen mot vevhuset 4 vid varje slagläge hos kolven 5, öppnar backventilen 30 redan när vevhustrycket växlar från övertryck till undertiyck. Summan av de konstruktionsrelaterade volymerna hos de utloppsnära överströmningskanalerna 15 mellan dessas över- strömningsportar25 och dessas inströmningsöppningar 35 i vevhuset 4 motsva- rar därvid ungefär 20 till 60% av förbränningsmotorns 1 totala luftvolymbehov vid nominellt varvtal.

De utloppsavlägsna överströmningskanalerna 12 mynnar vid en ände 24 via överströmningsportar 22 ut i förbränningsrurnmet 3 och är vid den andra än- den 26 via en inströmningsöppning 32 förbundna med vevhuset 4.

Den för drivningen av förbränningsmotorn nödvändiga bränsle-luftblandningen strömmar från vevhuset 4 och de utloppsavlägsna överströmningskanalerna 12 uteslutande via inströmningsöppningen 32 in till förbränningsrummet 3, varvid två överströmningskanaler förekommer i utföringsexemplet. Det kan emellertid vara tillräckligt att anordna en enda överströmningskanal 12, vars överström- ningsport 22 då med fördel ligger i det väggområde hos cylinderväggen 18 som ligger mittemot utloppet 19.

I utföringsexemplet ligger de utloppsavlägsna överströmningskanalerna 12 sym- metriskt på bägge sidor om symmetriplanet 49, varvid deras överströmnings- portar 22 ligger i stort sett i nivå med de utloppsnära överströmningskanalernas lang» 15 överströmningsportar 25. Det kan vara lämpligt att anordna de utloppsnära »1111 . .. . . ' ' . ' ~ 'z 5 U I c nu J!! Il ngçg g-'g- överströmningskanalernas 15 överströmningsportar25 något högre än de ut- loppsavlägsna överströmningskanalernas 12 överströmningsportar 22, så att, vid nedåtgående kolv 5 först de utloppsnära överströmningsportarna 25 och se- dan de utloppsavlägsna överströmningsportarna 22 öppnas.

Vid förbränningsmotorns drift tillförs förbränningsrummet 3 vid motorns nomi- nella varvtal, via de utloppsnära överströmningskanalerna 15, i delströmmar, en total luftmängd av ungefär 30% till 70% av motorns totala luftvolymbehov.

Med fördel ställs sammantaget ungefär 35% till 45% av det volymetriska luftbe- hovet till förfogande som totalluftmängd via överströmningskanalerna 15, varvid endast smä spolningsförluster av blandningen uppträder. Därvid är volymstor- leken hos de utloppsnära överströmningskanalerna 15 sådan, att den bildade skiktladddningen i förbränningsrummet 3 upprätthålls över ungefär 65% till 95%, företrädesvis ungefär 75% av spolningstiden. Detta betyder att utlopps- fönstret 19 är avskärmat av luft över en mycket lång tidsrymd på grund av den via överströmningskanalerna 15 som delströmmar inströmmande totala mäng- den luft, så att den via den utloppsavlägsna överströmningskanalen 12 i för- bränningsrummet inkommande bränsle-luftblandningen förhindras från att av- vika. Därigenom kan avgaskvaliteten förbättras avsevärt, och dessutom kan en god förbränning av blandningen i förbränningsrummet 3 garanteras, vilket re- sulterar i en beredvillig effektutveckling hos motorn.

Claims (8)

units ~. ..- S24 459 :1I=:1f: ~:::::;::~::;f 7 Patentkrav

1. Tvätaktsmotor, i synnerhet som drivmotor i ett bärbart, handfört arbets- redskap såsom en motorsåg, en röjsåg, en kapslipmaskin eller liknande, med ett i en cylinder (2) utformat förbränningsrum (3), vilket är begränsat av en fram- och återgående kolv (5), som via en vevstake (6) driver en i ett vevhus (4) roter- bart lagrad vevaxel (7), med ett avgaser ur förbränningsrummet (3) bortförande utlopp (10) och en första, utloppsnära liggande överströmningskanal (15), vilken förbinder vevhuset (4) med förbränningsrummet (3), varvid en första ände (21) hos överströmningskanalen (15) via en i cylinderväggen (18) liggande överström- ningsport (25) mynnar ut i förbränningsrummet (3), och överströmningskana- lens (15) andra ände (23) är öppen med en inströmningsöppning (35) mot vev- huset (4), och denna första överströmningskanal (15) mellan sina ändar (2 1,23) är förbunden med en luftkanal (29), vilken tillför väsentligen bränslefri gas, och med en andra, utloppsavlägset liggande överströmningskanal (12), vilken för- binder vevhuset (4) med förbränningsrummet (3) och vilkens första ände (24) via en i cylinderväggen (18) liggande överströmningsport (22) också utmynnar i för- bränningsrummet (3) och vilkens andra ände (26) via en inströmningsöppning (32) är öppen mot vevhuset (4), samt med en förgasare (8), vars insugningskanal står i förbindelse med en inloppskanal (11) till motorns (1) vevhus (4), känne- tecknad av att summan av de konstruktionsrelaterade volymerna hos de ut- loppsnära överströmningskanalerna (15) mellan deras överströmningsportar (25) och deras inströmningsöppning (35) uppgår till ungefär 20% till 60% av den volymmässiga totala luftåtgängen hos motorn (1) vid nominellt varvtal.

2. 'Pvåtaktsmotor enligt krav 1, kännetecknad av att den utloppsnära överströmningskanalen (15) är stängd mot kolven (5).

3. 'Pvåtaktsmotor enligt krav 2, kännetecknad av att tjockleken (d) hos väggen (27) mellan kolvlöpbanan (40) och överströmningskanalen (15) uppgår till ca 2 mm till 6,5 mm. 524 459 :fifirzf -:::::;::»:;:: -ø .up 8

4. Tvàtaktsmotor enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att det finns ett jämnt antal av utloppsnära överströmningskanaler (15) med hänsyn till ett i cylinderaxeln (50) liggande symmetriplan (45) hos cylindern (2).

5. Tvåtaktsmotor enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att den ut- loppsavlägsna överströmningskanalen (12) är öppen mot kolven (5).

6. Tvåtaktsmotor enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att luftka- nalen (29) via en ventil (30), företrädesvis en i överströmningskanalen (15) öpp- nande backventil, är förbunden med den utloppsnära överströmningskanalen (15).

7. Förfarande för drivning av en tvåtaktsmotor, i synnerhet enligt något av kraven 1-6, kännetecknat av att vid motorns nominella varvtal tillförs ca 30% till 70%, i synnerhet ca 35% till 45% av motorns (1) totala luftvolymåtgäng via de respektive utloppsnära överströmningskanalerna (15).

8. T våtaktsmotor enligt krav 7, kännetecknad av att den i förbrännings- rummet (3) bildade skiktladdningen via de utloppsnära överströmningskanaler- na (15) tidsmässigt upprätthålls under ca 65% till 95%, företrädesvis ca 75% av spolningen.