Verfahren zum Ladungswechsel bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Umkehrspülung und Brennkraftmaschine zur Ausübung des Verfahrens

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ladungswechsel bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Umkehrspülung, mit vom Kolben gesteuerten Auslaßkanal und mindestens je zwei auf beiden Seiten des Auslaßkanals angeordneten ersten und zweiten Überströmkanälen, über welche die Frischladung mittels einer Kurbelgehäusepumpe in den Zylinder eingebracht wird, wobei zu Spülbeginn mittels der dem Auslaßkanal zu beiden Seiten unmittelbar benachbarten, ersten Überströmkanäle eine Strömung erzeugt wird, welche ein Überströmen von Frischladung zum Auslaßkanal verhindert, und auf eine Zweitakt-Brennkraftmaschine zur Ausübung des Verfahrens.

[0002] Eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, bei der das eingangs erwähnte Verfahren Anwendung findet, ist aus der US-PS 4 253 433 bekannt. Diese Brennkraftmaschine weist zwei Gruppen von Überströmkanälen auf, die das als Kurbelgehäusepumpe ausgebildete Kurbelgehäuse mit dem Zylinder verbinden. Ein Einlaß, durch welchen der Brennkraftmaschine das Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird, ist direkt mit einem dem Auslaßkanal gegenüberliegenden Überströmkanal verbunden, wobei die Einmündung des Einlasses in diesen etwa in der Mitte zwischen dem Einlaßschlitz des Überströmkanals in den Zylinder und seiner Einmündung in das Kurbelgehäuse erfolgt. Ein weiterer Einlaß, durch welchen der Brennkraftmaschine Luft zugeführt wird, mündet in das Kurbelgehäuse. Je zwei weitere Überströmkanäle liegen zu beiden Seiten einer die Zylinderachse enthaltenden, sowohl den ersten Überströmkanal als auch den Auslaßkanal mittig schneidenden Ebene. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird durch den sich nach unten bewegenden Kolben die Luft im Kurbelgehäuse komprimiert, wodurch diese durch alle Überströmkanäle in den Zylinder gelangt und dabei aus dem ersten Überströmkanal das zuvor eingebrachte Gemisch mitreißt. Die gleichzeitig aus den weiteren Überströmkanälen austretende Luft separiert das Gemisch vom Auslaßschlitz, wodurch der Kurzschlußverlust an Ladung über den Auslaßkanal verringert wird. Dadurch soll ein geringerer Kraftstoffverbrauch und infolge Vermischung mit der Luft eine bessere Verbrennung angestrebt werden. Nachteilig dabei ist der relativ hohe konstruktive Aufwand, gegeben durch die zwei Einlaßöffnungen, die mit Ventilen und zwei gesteuerten Drosseleinrichtungen versehen sind.

[0003] Eine der genannten US-PS sehr ähnliche Ausführung zeigt die FR-PS 759 044. Auch hier sind im wesentlichen zwei Gruppen von Überströmkanälen vorhanden, wobei über die dem Auslaßkanal gegenüber liegenden Kanäle Frischladung zugeführt und über die dem Auslaßkanal benachbarten Überströmkanäle Luft als Barriere gegen ein direktes Überströmen von Frischladung zum Auslaßkanal eingebracht wird.

[0004] Nach der DE-OS 26 50 834 ist eine Zweitakt-Brennkraftmaschine bekannt, bei der zwischen Auslaßkanal und den Einlaßschlitzen von als Speicherräume ausgebildeten Überströmkanälen, welche fettes Gemisch führen, Einlaßschlitze von weiteren Überströmkanälen angeordnet sind, welche mageres Gemisch einbringen, wobei das magere Gemisch als Sperrgas fungiert. Beim Verbrennungstakt bewegt sich der Kolben nach unten, wodurch das magere Kraftstoff-Luft-Gemisch vorkomprimiert und in die Überströmkanäle und die zuvor mit fettem Kraftstoff-Luft-Gemisch gefüllten Speicherräume eintritt. Sobald der Kolben die Einlaßschlitze freigibt, strömt aus den Überströmkanälen mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch und aus den Speicherräumen fettes Gemisch in den Zylinder ein. Das magere Gemisch spült die Restgase aus dem Zylinder, während das fette Gemisch aus den Speicherräumen sich mit dem mageren Gemisch vermischt, sodaß ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Indem zwischen den Einlaßschlitzen der Speicherräume und dem Auslaßkanal die Einlaßschlitze der Überströmkanäle liegen, kann kein fettes Gemisch in den Auslaßkanal gelangen und für die Verbrennung verlorengehen. Nachteilig bei dieser Brennkraftmaschine ist der ebenfalls beträchtliche konstruktive Aufwand, gegeben durch einen zusätzlichen Hilfsvergaser, oder durch mindestens einen gesonderten Lufteinlaß.

[0005] Aus der AT-PS 138547 ist es bekannt, bei Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Querspülung das während der Spülung unerwünschte Ausströmen von Frischgas über den Auslaßkanal dadurch zu verhindern, daß der Zylinder nacheinander mit Abgas und Frischgas gespült wird. Dies geschieht durch eine Kammer, die am Ende des Expansionshubes vor Erreichung der Totlage mit dem Zylinderraum in Verbindung gesetzt wird, so daß ein Teil der Verbrennungsgase in die Kammer eintritt. Darauf werden die Auslaßschlitze geöffnet, so daß ein Vorspülen des Zylinders durch die in der Kammer gespeicherten Verbrennungsgase erfolgt, wonach schließlich die Frischladung durch die Einlaßschlitze in den Zylinder eintritt. Die Auslaßkanaloberkante liegt hier tiefer als die Oberkante aller Spülkanäle. Dadurch sollen die während der Anfangsphase der Spülung auftretenden Spülverluste vermindert werden. Nachteilig ist jedoch, daß die während des weiteren Fortganges der Spülung auftretenden Gemischverluste durch diese Maßnahmen nicht beeinflußt werden können. Der bauliche Aufwand für diese Maschine liegt ebenfalls über dem vergleichbarer herkömmlicher Zweitakt-Brennkraftmaschinen.

[0006] Aus der GB-A 2 083 550 ist schließlich ein Verfahren zum Ladungswechsel bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchem während der Abwärtsbewegung des Kolbens die Einlaßschlitze von zwei zu Druckkammem führenden Kanälen zu einem Zeitpunkt geöffnet werden, zu welchem die eigentlichen Überströmkanäle noch geschlossen sind, sodaß komprimiertes Abgas in die Druckkammern einströmt. Diese komprimierten Gase strömen noch vor Freigabe der Überströmkanäle in den Zylinderraum zurück, um bereits vor dem Einlaß der Frischladung die gewünschte Spülströmung zu etablieren. Durch das genannte Verfahren können jedoch Ladungsverluste bedingt durch ein direktes Überströmen von Frischladung zum Auslaßkanal nicht vermieden werden.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ladungswechsel bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen anzugeben, das mit konstruktiv einfachen, kostengünstigen Vorkehrungen angewendet werden kann und einen guten Spülerfolg garantiert, wobei eine Verbesserung hinsichtlich schadstoffärmerem und sparsamerem Betrieb gegenüber herkömmlichen Zweitakt-Brennkraftmaschinen, erzielt wird.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Abwärtsbewegung des Kolbens die Einlaßschlitze der mindestens zwei ersten Überströmkanäle zu einem Zeitpunkt geöffnet werden, wenn der Druck im Zylinder noch höher ist als im Kurbelgehäuse, so daß Abgas in diese Überströmkanäle einströmt und die Frischladung darin zurückdrängt ohne selbst in das Kurbelgehäuse einzudringen, daß bei Absinken des Druckes im Zylinder unter den Druck im Kurbelgehäuse eine Verbindung zwischen den ersten Überströmkanälen und dem Kurbelgehäuse hergestellt ist und gleichzeitig die Einlaßschlitze der mindestens zwei zweiten Überströmkanäle freigegeben werden, wodurch der Zylinder mit Frischladung gespült und gefüllt wird, wobei wegen Umkehr der Druckverhältnisse aus den ersten Überströmkanälen zunächst das zuvor eingebrachte Abgas wieder austritt und eine Barriere gegen das Überströmen von Frischladung zum Auslaßschlitz bildet und sodann ebenfalls Frischladung durch diese ausströmt. Dadurch ist ein Abgas-Frischgas-Schichtspülverfahren verwirklicht, das ohne zusätzliche Hilfsvergaser bzw. Frischlufteinlässe auskommt, wobei allfällige zusätzliche Einlaßsteuerelemente wegfallen, die überdies aufeinander abgestimmt sein müßten. Das erfindungsgemäße Verfahren setzt wesentlich weniger konstruktiven Aufwand voraus und weist zudem gute Spül- und Ladungseigenschaften auf, wobei die Abgasbarriere, die einen Kurzschlußverlust an Ladung direkt über den Auslaß verhindert, für einen schadstoffarmen, sparsamen Betrieb der Brennkraftmaschine sorgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Spülströmung beim Verfahren nach der Erfindung unverändert aufrechterhalten wird und lediglich in der Zeitspanne drohender Ladungsverluste ein Teil der Frischladung durch einen Abgasteil ersetzt wird.

[0009] Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden, wenn etwa gleichzeitig mit den zweiten Überströmkanälen mindestens ein dritter Überströmkanal, der an der dem Auslaßschlitz gegenüberliegenden Wand des Zylinders mündet, geöffnet bzw. geschlossen wird. Dadurch ist ein besonders guter Spülerfolg zu erzielen, insbesondere bei der Verwendung von zwei oder drei Kanälen, wobei insbesondere durch die freie Wahl der Einströmwinkel die Gaskinetik günstig beeinflußt werden kann.

[0010] Eine Zweitakt-Brennkraftmaschine zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit Umkehrspülung mit vom Kolben gesteuerten Auslaßkanal und mindestens je zwei auf beiden Seiten des Auslaßkanals angeordneten ersten und zweiten Überströmkanälen, wobei die ersten Überströmkanäle zu beiden Seiten des Auslaßkanals benachbart angeordnet sind, sowie mit einer Kurbelgehäusepumpe zum Einbringen der Frischladung in den Zylinder, besteht darin, daß die relative Anordnung der Oberkante der Einlaßschlitze der ersten Überströmkanäle zur Steuerkante des Kolbens so festgelegt ist, daß bei Abwärtsbewegung des Kolbens ein Einströmen von Abgas in die ersten Überströmkanäle erfolgt, solange die zweiten Überströmkanäle noch durch den Kolben verschlossen sind, daß die ersten Überströmkanäle solche Abmessungen und/oder Steuereinrichtungen aufweisen, daß ein Vordringen der Abgase in das Kurbelgehäuse unterbunden ist, sowie daß bei Absinken des Druckes im Zylinder unter den Druck im Kurbelgehäuse eine Verbindung zwischen den ersten Überströmkanälen und dem Kurbelgehäuse vorhanden ist. Dadurch sind zwei Möglichkeiten gegeben, die ersten Überströmkanäle mit Abgas zu füllen. In beiden Ausführungsvarianten muß, entweder durch bestimmte Abmessungen, wobei die Länge und der Querschnitt der ersten Überströmkanäle auf die Abmessungen des Zylinders abgestimmt sein müssen, oder durch Steuereinrichtungen in diesen Kanälen, ein Überströmen der Abgase in das Kurbelgehäuse verhindert werden.

[0011] Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine das Vordringen von Abgasen in das Kurbelgehäuse verhindernde Steuereinrichtung durch die Kurbelwange gebildet ist, die zu diesem Zweck eine mit der Einmündung jedes ersten Überströmkanals in das Kurbelgehäuse zusammenwirkende Ausnehmung aufweist. Dies dient dazu, ein eventuell zu rasches oder zu weites Vordringen der in die ersten Kanäle rückschlagenden Abgase in Richtung Kurbelgehäuse zu verhindern und trotzdem eine ausreichende Füllung der Kanäle mit Abgas vor Beginn der Spülung zu erzielen. Die Steuerung von Überströmkanälen durch die Kurbelwange ist in einem anderen Zusammenhang auch aus der DE-C 849 624 ersichtlich.

[0012] Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :

Figur 1 eine erfindungsgemäße Zweitakt-Brennkraftmaschine teilweise schematisch in der Phase 1 des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes teilweise geschnitten nach der Linie I-I in Fig. 3,

Figur 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1 und

Figur 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 in Fig. 1, sowie in gleicher Schnittführung bei der selben Brennkraftmaschine, die

Figuren 4, 5 und 6 die Phase 2 des Verfahrensablaufes, die

Figuren 7, 8 und 9 die Phase 3 des Verfahrensablaufes, die

Figuren 10, 11 und 12 die Phase 4 des Verfahrensablaufes, weiters die

Figuren 13 und 14 eine andere Zweitakt-Brennkraftmaschine in der Phase 1 in einer Schnittführung entsprechend Fig. 1 und 2, die

Figuren 15, 16 und 17 die Phasen 2, 3 und 4 des Verfahrensablaufes entsprechend Fig. 5, 8 und 11 und

Figur 18 ein Kurbelwinkeldiagramm.

[0013] Gleiche Teile sind mit den selben Bezugszeichen versehen.

[0014] Die in den Fig. 1 bis 12 dargestellte Zweitakt-Brennkraftmaschine weist einen Zylinder 1 mit einem Zylinderkopf 2 sowie ein Kurbelgehäuse 3 mit einer Kurbelwelle 4 auf. Im Zylinder 1 bewegt sich der über die Pleuelstange 5 mit der Kurbelwelle 4 antriebsverbundene Kolben 6. Im Zylinderkopf 2 ist eine Bohrung 7 für die nicht dargestellte Zündkerze vorgesehen. Der Zylinder 1 ist über eine Gruppe erster Überströmkanäle 8, eine Gruppe zweiter Überströmkanäle 9 und eine Gruppe dritter Überströmkanäle 10 mit dem Kurbelgehäuse 3 verbunden, wobei die Gruppe der ersten Überströmkanäle 8 Einlaßschlitze 12, die Gruppe der zweiten Überströmkanäle 9 Einlaßschlitze 13 und die Gruppe der dritten Überströmkanäle 10 Einlaßschlitze 14 in den Zylinder 1 aufweist. Die Gruppe der ersten und der zweiten Überströmkanäle 8 bzw. 9 umfassen je zwei Kanäle zu beiden Seiten einer die Zylinderachse 15 enthaltenden und den Auslaßkanal 16 mittig schneidenden Ebene E. Beide Gruppen können jedoch auch mehrere Kanäle auf beiden Seiten dieser Ebene E aufweisen. Im Bereich 11' der ersten Überströmkanäle 8 weist die Steuerkante 11 des Kolbens 6 eine Absenkung auf. Die Gruppe der dritten Überströmkanäle 10 weist ebenfalls zwei Kanäle mit Einlaßschlitzen 14 auf, die dem Auslaßkanal 16 mit dem Auslaßschlitz 17 diametral gegenüberliegen. Diese Gruppe kann jedoch auch über nur einen oder mehr als zwei Kanäle 10 verfügen. Die ersten Überströmkanäle 8 verfügen über eine gemeinsame Einmündung 18 in das Kurbelgehäuse 3. Die Einmündung der zweiten Überströmkanäle 9 in das Kurbelgehäuse ist mit 19 bezeichnet. Durch Abstimmung des Volumens der Überströmkanäle 8 auf jene des Zylinders 1 wird verhindert, daß beim Betrieb der Brennkraftmaschine Abgase aus dem Zylinder 1 in das Kurbelgehäuse 3 vordringen. Die gepunktet angedeutete Frischladung wird über den Vergaser 23, der über den Zuleitungskanal 24, welcher das Rückschlagventil 25 aufweist, mit dem Kurbelgehäuse 3 verbunden ist, zugeführt.

[0015] Im Betrieb der Zweitakt-Brennkraftmaschine erfolgt der Ladungswechsel nach dem anhand der Fig. 1 bis 12 beschriebenen Verfahren. In der Phase 1 des Verfahrensablaufes (Fig. 1 bis 3) wird durch den sich abwärts bewegenden Kolben 6 bzw. durch seine Steuerkante 11, die im Bereich 11' eine Absenkung aufweist, die Einlaßschlitze 12, 13, 14 und der Auslaßschlitz 17 noch nicht freigegeben und der Zylinder 1 ist von Abgas erfüllt. Dabei dreht sich die Kurbelwelle 4 entsprechend der durch den Pfeil 28 angegebenen Drehrichtung.

[0016] Gleichzeitig wird durch den Kolben 6 die sich im Kurbelgehäuse 3 befindliche Frischladung komprimiert, wobei die Überströmkanäle 8, 9, 10 durch den Kolben verschlossen sind. Im Zylinder 1 befindet sich zu diesem Zeitpunkt nur Abgas.

[0017] In der Phase 2 des Verfahrensablaufes (Fig. 4 bis 6) ist der Kolben 6 weiter nach unten gewandert und gibt nun sowohl den Auslaßschlitz 17 des Auslaßkanals 16 als auch die Einlaßschlitze 12 der ersten Überströmkanäle 8 durch eine im Bereich 11' abgesenkte Steuerkante des Kolbens 6 frei. Diese Kanäle öffnen somit früher als die zweiten Überströmkanäle 9 und zwar so früh, daß der Zylinderdruck noch höher ist als der Spüldruck im Kurbelgehäuse 3 und den Kanälen 8, sodaß Abgas in den oberen Teil 21 dieser Kanäle zurückschlägt und die Frischladung in den unteren Teil 22 verdrängt. Die Überströmkanäle 8 sind, dabei so lang ausgeführt, daß ein Vordringen der Abgase bis ins Kurbelgehäuse 3 mit Sicherheit vermieden wird. Deutlich sieht man dabei die Ausbreitung der Abgase entlang der Pfeile 29 bzw. 30 in den Fig. 4 bzw. 5. Aus Fig. 6 sind ebenfalls die mit Abgas gefüllten oberen Teile 21 der Überströmkanäle 8 ersichtlich.

[0018] In der Phase 3 des Verfahrensablaufes (Fig. 7 bis 9), in der sich der Kolben 6 an seinem unteren Totpunkt befindet, öffnen sich die Überströmkanäle 9 und etwa gleichzeitig die hier zur Erzielung eines besseren Spülergebnisses vorhandenen Überströmkanäle 10 und spülen den Zylinder 1 mit Frischladung. Gleichzeitig kehrt sich die Strömungsrichtung entsprechend Pfeil 31 in Fig. 7 bzw. 32 in Fig. 8 im Kanal 8 aufgrund des Druckabfalles im Zylinder 1 um, und das nunmehr in den Zylinder austretende Abgas wirkt als Barriere (Sperrgas) für den Frischladungsstrom aus den Kanälen 9 und 10. Solcherart wird der Kurzschlußverlust an Frischladung direkt in den Auslaßkanal 16 verhindert. Erst gegen Ende der Spülphase tritt auch aus den Überströmkanälen 8 Frischladung aus.

[0019] Bei Beendigung der Spülung in der Phase 4 des Verfahrensablaufes (Fig. 10 bis 12) ist der Zylinder 1 im Idealfall mit Frischladung gefüllt, ohne daß ein Teil davon in den Auslaßkanal 16 verlorengeht. In der Folge wird die Frischladung, mit der der Zylinder 1 nun vollständig gefüllt ist (siehe Fig. 11 und 12), durch den sich aufwärts bewegenden Kolben 6 komprimiert.

[0020] Unterschiedliche Steuerzeiten für die Gruppe der ersten Überströmkanäle 8 und die Gruppe der zweiten Überströmkanäle 9 können auch dadurch erreicht werden, daß die Oberkanten 12' der Einlaßschlitze 12 der Kanäle 8 höher liegen, als die Oberkanten 13' der Einlaßschlitze 13 der Kanäle 9, wobei die Steuerkante 11 des Kolbens 6 keinen abgesenkten Bereich 11' aufweist, oder durch eine Kombination verschieden hoher Oberkanten 12', 13' mit abgesenkten Bereichen 11'.

[0021] In den Fig. 13 bis 17 ist eine Variante der eingangs angegebenen Zweitakt-Brennkraftmaschine dargestellt, die sich von der erstgenannten Ausführung durch das Vorhandensein einer Steuereinrichtung 20 für die ersten Überströmkanäle 8 unterscheidet. Diese Steuereinrichtung 20, bestehend aus separaten Einmündungen 33 der Kanäle 8 in das Kurbelgehäuse 3 und je einer damit zusammenwirkenden Ausnehmung 27 am Umfang jeder Kurbelwange 26, verhindert ein Vordringen der Abgase in das Kurbelgehäuse 3.

[0022] In der Phase 1 des Verfahrensablaufes (Fig. 13 und 14) sind sämtliche Einlaßschlitze 12, 13, 14 und der Auslaßschlitz 17 sowie die Einmündung 33 in das Kurbelgehäuse 3 geschlossen und der Zylinder 1 ist vom Abgas erfüllt.

[0023] Die Fig. 15 bis 17 zeigen die Phasen 3 bis 4 des Verfahrensablaufes, die durch Drehung der Kurbelwelle 4 entsprechend Pfeil 28 zustandekommen und bezüglich der Kolbenstellung und des Gaswechsels mit den Fig. 5, 8 und 11 des erstgenannten Beispiels ident sind.

[0024] In der Fig. 15 sind die Überströmkanäle 8 an ihren Einmündungen 33 in das Kurbelgehäuse 3 noch immer von der Kurbelwange 26 verschlossen, wobei gleichzeitig, wie durch den Pfeil 30 angedeutet, Abgas aus dem Zylinder 1 in diese einströmt, aber nicht in das Kurbelgehäuse 3 gelangen kann.

[0025] Beim Weiterdrehen der Kurbelwelle 4 entsprechend dem Pfeil 28 zum unteren Totpunkt des Kolbens 6 (Fig. 16), werden auch die Oberströmkanäle 9 frei, sodaß durch diese Frischladung in den Zylinder 1 eindringt. Durch Umkehr der Druckverhältnisse und Freigabe der Einmündung 33 durch die Ausnehmung 27 tritt durch den Überströmkanal 8 als Sperrgas wirkendes Abgas entsprechend Pfeil 32 in den Zylinder 1 und verhindert ein Abströmen der Frischladung in den Auslaßkanal 16. Gegen Ende des Ladevorganges gelangt auch durch die Überströmkanäle 8 Frischladung in den Zylinder 1.

[0026] Die Phase 4 des Verfahrensablaufes (Fig. 17) zeigt die Brennkraftmaschine nach erfolgtem Ladungswechsel. Die Steuereinrichtung 20 verhindert, wie gezeigt, wirksam ein Vordringen der Abgasfront in das Kurbelgehäuse 3, wodurch bei der Abstimmung der Abmessungen der Überströmkanäle 8 mehr Freiheit besteht.

[0027] In der Fig. 18 ist zusammenfassend für beide Ausführungsvarianten ein Steuerdiagramm für die einzelnen Kanäle 8, 9, 10, 16, sowie für die Steuereinrichtung 20 dargestellt. Dabei ist der obere bzw. der untere Totpunkt mit OT bzw. UT bezeichnet. Der Winkelbereich, in dem die Steuereinrichtung 20 offenhält, ist mit SÖ bis SS bezeichnet. Die weiteren Abkürzungen im Kurbelwinkeldiagramm bedeuten :

α₀.... Öffnungsbeginn des Auslaßkanals in °KW n.OT

α₁.... Öffnungsbeginn der Gruppe der ersten Überströmkanäle 8 in °KW n.OT

α₂,₃.. Öffnungsbeginn der Gruppe der zweiten und der Gruppe der dritten Überströmkanäle 9, 10 in °KW n.OT

α₄.... Öffnungsbeginn der Steuereinrichtung 20 in °KW n.OT

α₅.... Öffnungsschluß der Steuereinrichtung 20 in °KW n.OT

D_o.... Öffnungsdauer des Auslaßkanals in °KW

D₁.... Öffnungsdauer der Gruppe der ersten Überströmkanäle 8 in °KW

D₂,₃.. Öffnungsdauer der Gruppe der zweiten und der Gruppe der dritten Überströmkanäle 9, 10 in °KW

[0028] Die Überströmkanäle und der Auslaßkanal werden in folgender zeitlicher Abfolge gesteuert: Der Öffnungsbeginn α₀ des Auslaßkanals liegt vor dem Öffnungsbeginn α₁ der Oberströmkanäle 8, danach folgt der Öffnungsbeginn α_2,3 der Überströmkanäle 9 und 10, die die kürzeste Offnungsdauer D₂,₃ aufweisen und zuerst wieder schließen. Danach schließen die Kanäle 8, die eine mittlere Öffnungsdauer D_i aufweisen und zuletzt der Auslaßkanal mit der Öffnungsdauer D_o.

[0029] Der Öffnungsbeginn a₄ der Steuereinrichtung 20 liegt dabei zwischen Öffnungsbeginn α₀ des Auslaßkanals 16 und dem unteren Totpunkt (UT) des Kolbens, der Offnungsschluß a₅ zirka zwischen dem unteren Totpunkt des Kolbens und Auslaßschluß.

Ansprüche

1. Verfahren zum Ladungswechsel bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Umkehrspülung, mit vom Kolben gesteuerten Auslaßkanal und mindestens je zwei auf beiden Seiten des Auslaßkanals angeordneten ersten und zweiten Überströmkanälen, über welche die Frischladung mittels einer Kurbelgehäusepumpe in den Zylinder eingebracht wird, wobei zu Spülbeginn mittels der dem Auslaßkanal zu beiden Seiten unmittelbar benachbarten, ersten Überströmkanäle eine Strömung erzeugt wird, welche ein Überströmen von Frischladung zum Auslaßkanal verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abwärtsbewegung des Kolbens die Einlaßschlitze der mindestens zwei ersten Überströmkanäle zu einem Zeitpunkt geöffnet werden, wenn der Druck im Zylinder noch höher ist als im Kurbelgehäuse, so daß Abgas in diese Überströmkanäle einströmt und die Frischladung darin zurückdrängt ohne selbst in das Kurbelgehäuse einzudringen daß bei Absinken des Druckes im Zylinder unter den Druck im Kurbelgehäuse eine Verbindung zwischen den ersten Überströmkanälen und dem Kurbelgehäuse hergestellt ist und gleichzeitig die Einlaßschlitze der mindestens zwei zweiten Überströmkanäle freigegeben werden, wodurch der Zylinder mit Frischladung gespült und gefüllt wird, wobei wegen Umkehr der Druckverhältnisse aus den ersten Überströmkanälen zunächst das zuvor eingebrachte Abgas wieder austritt und eine Barriere gegen das Überströmen von Frischladung zum Auslaßschlitz bildet und sodann ebenfalls Frischladung durch diese ausströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa gleichzeitig mit den zweiten Überströmkanälen mindestens ein dritter Überströmkanal, der an der dem Auslaßschlitz gegenüberliegenden Wand des Zylinders mündet, geöffnet bzw. geschlossen wird.

3. Zweitakt-Brennkraftmaschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit Umkehrspülung mit vom Kolben gesteuerten Auslaßkanal und mindestens je zwei auf beiden Seiten des Auslaßkanals angeordneten ersten und zweiten Überströmkanälen, wobei die ersten Überströmkanäle zu beiden Seiten des Auslaßkanals benachbart angeordnet sind, sowie mit einer Kurbelgehäusepumpe zum Einbringen der Frischladung in den Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Anordnung der Oberkante (12') der Einlaßschlitze (12) der ersten Überströmkanäle (8) zur Steuerkante (11) des Kolbens (6) so festgelegt ist, daß bei Abwärtsbewegung des Kolbens (6) ein Einströmen von Abgas in die ersten Überströmkanäle erfolgt, solange die zweiten Überströmkanäle (9) noch durch den Kolben (6) verschlossen sind, daß die ersten Überströmkanäle (8) solche Abmessungen und/oder Steuereinrichtungen (20) aufweisen, daß ein Vordringen der Abgase in das Kurbelgehäuse (3) unterbunden ist, sowie daß bei Absinken des Druckes im Zylinder unter den Druck im Kurbelgehäuse eine Verbindung zwischen den ersten Überströmkanälen (8) und dem Kurbelgehäuse (3) vorhanden ist.

4. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Vordringen von Abgasen in das Kurbelgehäuse (3) verhindernde Steuereinrichtung (20) durch die Kurbelwange (26) gebildet ist, die zu diesem Zweck eine mit der Einmündung (33) jedes ersten Überströmkanals (8) in das Kurbelgehäuse (3) zusammenwirkende Ausnehmung (27) aufweist.

Claims

1. A method of scavenging a two-stroke reverse-flow scavenged engine comprising a piston-controlled exhaust passage and two or more primary as well as secondary scavenge passages on either side of the said exhaust passage, through which the fresh charge is delivered to the cylinder by means of a crankcase pump, a flow being generated at the beginning of the scavenging process by the primary scavenge passages located on either side of the exhaust passage in the immediate vicinity of the latter, which will prevent the fresh charge from entering the exhaust passage, wherein during the downward stroke of the piston the intake ports of the two or more primary scavenge passages are uncovered at a time when the pressure in the cylinder still is higher than in the crankcase, inducing the exhaust gas to flow into said scavenge passages and to force back the fresh charge cnntained therein without entering the crankcase itself, and wherein upon a drop of the pressure in the cylinder below the pressure level in the crankcase a connection is established between the primary scavenge passages and the crankcase, the intake ports of the two or more secondary scavenge passages being uncovered at the same time, such that the cylinder is scavenged and filled with fresh charge, the exhaust gas admitted into the primary scavenge passages before being discharged again due to a reversal of pressures, forming a barrier against the escape of fresh charge through the exhaust port, upon which the fresh charge will be discharged through the said primary scavenge passages.

2. A method according to claim 1, wherein at least one tertiary scavenge passage opening into the wall of the cylinder opposite of the exhaust port is opened or closed approximately at the same time as the secondary scavenge passages.

3. A two-stroke reverse-flow scavenged engine working according to the method described in claim 1 or 2, comprising a piston-controlled exhaust passage and two or more primary as well as secondary scavenge passages on either side of the exhaust passage, the primary scavenge passages being located on either side of the exhaust passage in the immediate vicinity of the latter, and further comprising a crankcase pump for delivering the fresh charge to the cylinder, wherein the upper edges of the intake ports of the primary scavenge passages are positioned relative to the control edge of the piston such that upon the downward stroke of the piston exhaust gas is admitted into the primary scavenge passages as long as the secondary scavenge passages are still covered by the piston, and wherein the primary scavenge passages have dimensions and/or control devices which will prevent the exhaust gases from penetrating into the crankcase, and wherein a connection is established between the primary scavenge passages and the crankcase upon a pressure drop in the cylinder below the pressure level in the crankcase.

4. A two-stroke engine according to claim 3, wherein the control device preventing the exhaust gases from penetrating into the crankcase is formed by the crank cheek, which for this purpose is provided with a recess cooperating with the inlet of each primary scavenge passage into the crankcase.

Revendications

1. Procédé pour le renouvellement de charge dans des moteurs à combustion interne à deux temps avec balayage à inversion, comportant un canal d'échappement commandé par piston et au moins deux premiers et deux seconds canaux de décharge disposés respectivement sur les deux côtés du canal d'échappement, et par lesquels la charge fraîche est introduite dans le cylindre au moyen d'une pompe du carter moteur, un courant étant produit au début du balayage au moyen des premiers canaux de décharge directement voisins du canal d'échappement des deux côtés, et empêchant une décharge de charge fraîche vers le canal d'échappement, procédé caractérisé en ce que, lors du déplacement vers le bas du piston, les fentes d'admission d'au moins deux premiers canaux de décharge sont ouvertes à un moment où la pression dans le cylindre est encore plus élevée que dans le carter moteur, de telle sorte que du gaz d'échappement afflue dans ces canaux de décharge et y refoule la charge fraîche sans pénétrer lui-même dans le carter moteur, en ce que, lorsque la pression dans le cylindre s'abaisse au-dessous de la pression dans le carter moteur, une liaison est réalisée entre les premiers canaux de décharge et le carter moteur et en même temps les fentes d'admission d'au moins deux seconds canaux de décharge sont libérées, ce qui a pour effet que le cylindre est balayé et rempli avec de la charge fraîche, tandis qu'en raison de l'inversion des conditions de pression, des premiers canaux de décharge, d'abord le gaz d'échappement introduit auparavant ressort et forme une barrière contre le passage de charge fraîche vers la fente d'échappement, et ensuite également de la charge fraîche s'écoule en se dégageant de cette barrière.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à peu près en même temps que les seconds canaux de décharge, au moins un troisième canal de décharge, qui débouche à l'endroit de la paroi du cylindre située à l'opposé de la fente d'échappement, est ouvert ou fermé.

3. Moteur à combustion interne à deux temps pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, avec balayage à inversion, comportant un canal d'échappement commandé par piston et au moins deux premiers et deux seconds canaux de décharge disposés respectivement sur les deux côtés du canal d'échappement, les premiers canaux de décharge étant disposés voisins du canal d'échappement des deux côtés, comportant également une pompe du carter moteur pour introduire la charge fraîche dans le cylindre, moteur caractérisé en ce que la disposition relative du bord supérieur (12') des fentes d'admission (12) des premiers canaux de décharge (8) par rapport au bord de commande (11) du piston (6) est établie de telle manière, que lors du déplacement vers le bas du piston (6), un afflux de gaz d'échappement dans les premiers canaux de charge s'effectue tant que les seconds canaux de décharge (9) sont encore fermés par le piston (6), en ce que les premiers canaux de décharge (8) comportent des dimensions et/ou des dispositifs de commande (20) tels, qu'une pénétration des gaz d'échappement dans le carter moteur (3) est empêchée, ainsi que, lorsque la pression dans le cylindre s'abaisse au-dessous de la pression dans le carter moteur, une liaison se trouve établie entre les premiers canaux de décharge (8) et le carter moteur (3).

4. Moteur à combustion interne à deux temps selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande (20) empêchant la pénétration de gaz d'échappement dans le carter moteur (3) est formé par le flasque (26) du vilebrequin qui, à cet effet, comporte un évidement (27) coopérant avec l'embouchure (33) de chaque premier canal de décharge (8) prévu dans le carter moteur (3).

Zeichnung