Kolben für Zweitaktbrennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf einen Kolben für Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Kurbelkastenspülung, Überströmkanälen
im Zylinder und im unteren Teil (d. h. unterhalb des Gebietes des Kolben-Bolzens)
des Kolbenschaftes angeordneten Fenstern, wobei die Fensterbegrenzungen nach dem
Kolbeninneren zu mit Leit- bzw. Verdrängungsflächen versehen sind, welche bei der
Abwärtsbewegung des Kolbens dem aus dem Kurbelkasten aufsteigenden Gas-Luft-Gemisch
eine Bewegungskomponente in Richtung auf die Überströmkanalöffnungen erteilen.Pistons for two-stroke internal combustion engines The invention relates to
on a piston for two-stroke internal combustion engines with crankcase scavenging, transfer channels
in the cylinder and in the lower part (i.e. below the area of the piston-pin)
of the piston skirt arranged windows, the window boundaries according to the
Piston interior to are provided with guide or displacement surfaces, which in the
Downward movement of the piston of the gas-air mixture rising from the crankcase
give a component of movement in the direction of the overflow channel openings.
Es hat sich herausgestellt, daß bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit
Ku.rbelkastenspülung verbrennungstechnisch bessere Wirkungsgrade, insbesondere bei
schnell laufenden Motoren, erreicht werden können, wenn die Überströmgeschwindigkeit
der aus dem Kurbelkasten durch den Kolben in die überströmkanäle verdrängten Luft
bzw. des Gas-Luft-Gemisches maßgeblich erhöht wird.It has been found that with two-stroke internal combustion engines with
Ku.rbelkastenspüllung better combustion efficiency, especially with
high-speed motors, can be achieved when the overflow speed
the air displaced from the crankcase by the piston into the overflow ducts
or the gas-air mixture is significantly increased.
Es sind Kolbenausbildungen bekannt, die mit Fenstern im Kolbenschaft
versehen sind und die- die, aus dem Kurbelraum verdrängten Gase zunächst von den
Überströmkanalöffnungen abweisen. Es sind ferner Einrichtungen zum Kühlen des Kolbenbodens
von schlitzgesteuerten Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Fensteröffnungen
in. zwei Teile unterteilt sind und der niedergehende Kolben. nach teilweisem Freilegen
der Auslaßschlitze zuerst den unteren Teil der Fensteröffnungen mit dem zum Kurbelgehäuse
führenden Zylinderkanal verbindet. Hierdurch werden die heißen Verbrennungsgase
sofort abgeleitet, während bei weiterem Niedergehen. des Kolbens die einströmende
Brennstoffmischung zunächst das Kolbeninnere zwecks Kühlung durchströmt. Die im
Kolben angeordneten Ablenkflächen haben dabei die Aufgabe, die aus dem Zylinder
ausströmenden Verbrennungsgase in umgekehrter Richtung wie beim Anmeldungsgegenstand
in das Kurbelgehäuse zu leiten, während die Hauptströmung beim Ansaugtakt den größeren
Umweg mit mehreren Umlenkungen durch das Kolbeninnere machen muß, wodurch Strömungsverluste
entstehen. die die überströmgeschwind:igkeit der angesaugten Verbrennungsgase verringern
und dadurch den Wirkungsgrad der Maschinen ungünstig beeinflussen. Schließlich ist
es noch bekannt, bei Kolben. für Verbrennungsmotoren unterhalb der Kolbenbolzenaugen
Rippen vorzusehen, die jedoch lediglich der Verstärkung der an sich leicht ausgeführten.
Kolbenwandungen, dienen und sich unabhängig voneinander längs der inneren Kolbenwandung
und längs von zur Materiale;inspa,rung dieiienden Aussparungen an der Kolbenwand
hinziehen,.There are known piston designs with windows in the piston skirt
are provided and the - the, displaced from the crankcase gases initially from the
Reject overflow duct openings. There are also devices for cooling the piston crown
known from slot-controlled two-stroke internal combustion engines, in which the window openings
are divided into two parts and the descending piston. after partial exposure
of the outlet slots first the lower part of the window openings with the one facing the crankcase
leading cylinder channel connects. This causes the hot combustion gases
immediately diverted, while with further decline. of the piston the inflowing
Fuel mixture initially flows through the interior of the piston for cooling. The in
Piston arranged deflection surfaces have the task of coming out of the cylinder
outflowing combustion gases in the opposite direction as in the subject of the application
into the crankcase, while the main flow on the intake stroke the larger
Must make detour with several diversions through the interior of the piston, causing flow losses
develop. which reduce the overflow speed of the sucked in combustion gases
and thereby adversely affect the efficiency of the machines. Finally is
it is still known at piston. for internal combustion engines below the piston pin boss
Provide ribs, but only to reinforce the lightly executed.
Piston walls, serve and extend independently of one another along the inner piston wall
and along the recesses on the piston wall that are to the material; inspa, tion
move ,.
Um diese: Nachteile zu beseitigen und den Wirkungsgrad in fortschrittlicher
Weise zu erhöhen, wird eine besondere Ausbildung der Ablenkflächen als Fensterbegrenzungen
im Kolbenschaft vorgesehen. Die Erfindung besteht darin, daß die vorzugsweise gewölbten
Luft- bzw. Verdrängungsflächen, nicht nur, wie an sieh bekannt, an der oberen Kante
der Fensteröffnung vorgesehen sind, sondern sich von dieser Stelle aus als seitliche
Begrenzungen in Gestalt von. Rippen erstrecken. Diese Rippen sollen in dem gegebenenfalls
nach unten offenen Fenster angeordnet sein und sich nach dem Kolbeninneren und nach
der Kolbenkante erstrecken. Hiermit wird erreicht, daß die Kolb-enbolzenaugen, vorzugsweise
die unterhalb des Bolzens liegenden Augenteile, im Schnitt durch die Bolzenachse
mit in Richtung der Überströmkanäle gewölbten Leitflächen versehen sind. Diese Leitflächen
sollen in einem Schnitt quer zur Bolzenachse beispielsweise parabelförmig gewölbt
sein, wobei der Scheitelpunkt der Wölbung am Kolbenumfang der Fensteroberkan.te
entspricht.To do this: eliminate disadvantages and improve the efficiency in more advanced
Way to increase, is a special training of the deflection surfaces as window borders
provided in the piston skirt. The invention consists in that the preferably arched
Air or displacement surfaces, not only, as you can see, on the upper edge
the window opening are provided, but from this point as a lateral
Limitations in the form of. Ribs extend. These ribs should be in the if appropriate
be arranged downwardly open window and after the piston interior and after
the piston edge extend. This ensures that the piston pin bosses, preferably
the eye parts below the bolt, in section through the bolt axis
are provided with curved guide surfaces in the direction of the overflow channels. These baffles
should, for example, be arched in a parabolic shape in a section transverse to the bolt axis
be, the apex of the bulge on the piston circumference of the window upper edge
is equivalent to.
Eine strömungstechnisch besonders günstige Ausgestaltung des Kolbenbodens
kann erzielt werden, wenn bei der Ausgestaltung der Erfindung der Abstand gegenüberliegender
Ablenkflächen an einem Fenster an die Kolbenunterkante und im Kolbeninneren größer
ist als an der oberen seitlichen Begrenzung der Fensteröffnung und am Kolbenumfang.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dies Leitflächen an den Kolbenbolzena.ugen
durch nach dem Kolbenbolzeninneren zu und nach der Kolbenunterkante hin geneigte
Ablenkrippen vergrößert sind. Ferner können, die Leitflächen der Kelhenholzenaugen
mit denen der Fensterseitenhegrenzungen derart durch Rippen miteinander verbunden
sein, daß durchgehend gewölbte Ablenkflächen entstehen. Dies hat außerdem den, Vorteil,
daß die diese Fläche bildende Rippe gleichzeitig zur Versteiifung und Verstärkung
des durch die Fensterausführung unterbrochenen Schaftes beiträgt.
In
der Zeichnung ist eine .Ausführungsform der Erfindung beispielsweiser dargestellt.
Es zeigt Fig. leinen teilweisen Schnitt durch einen Kurbelkasten, mit aufgesetztem
Zylinder und darin liegendem Kolben in einer durch diel Kolbenbolzen,achse- gelegten
Ebene und Fig. 2 einen. Schnitt durch denn Kolben nach Fig. 1. Auf dem Gehäuse eines
Kurbelkastens 1 einer Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit Umkehrspülung sitzt
ein Zylinder 2. In der Schnittebene gegenüberliegendbefinden sich im Zylinder Überströmkanäle
3, 3', deren untere Öffnungen 4, 4' bereits teilweise vom Kurbelkas.tengehäuse gebildet
werden und deren obere Öffnungen 5, 5' über dem im unterem. Totpunkt dargestellten
Kolben 6 in den Zylinderraum 7 münden. Innerhalb des Kurbelkastenraumes 8 ist auf
einer nicht dargestellten Kurbelwelle mit Kurbelwangen, 9,9'
eine Kolbenstange
10 angeordnet, in deren oberem Lager 11 der Kolbenbolzen 12 gelagert ist. Der Kolbenbolzen
trägt über die Kolbenbolzenaugen 13, 13' den Kolben 6.A particularly favorable configuration of the piston head in terms of flow can be achieved if, in the configuration of the invention, the distance between opposing deflecting surfaces on a window on the piston lower edge and inside the piston is greater than on the upper lateral boundary of the window opening and on the piston circumference. Another feature of the invention is that the guide surfaces on the piston pin eyes are enlarged by deflecting ribs inclined towards the inside of the piston pin and towards the lower edge of the piston. Furthermore, the guide surfaces of the Kelhenholzaugen with those of the window side boundaries can be connected to one another by ribs in such a way that continuously curved deflecting surfaces are created. This also has the advantage that the rib forming this surface simultaneously contributes to the stiffening and reinforcement of the shaft, which is interrupted by the window design. In the drawing, an embodiment of the invention is shown by way of example. It shows FIG. 1 a partial section through a crankcase with an attached cylinder and a piston lying therein in a plane laid axially through the piston pin, and FIG. 2 shows a. Section through the piston according to Fig. 1. A cylinder 2 is seated on the housing of a crankcase 1 of a two-stroke internal combustion engine with reverse scavenging. In the sectional plane opposite, there are overflow ducts 3, 3 'in the cylinder, the lower openings 4, 4' of which are already partially removed from the crankcase are formed and the upper openings 5, 5 'above that in the lower. Pistons 6 shown dead center open into cylinder space 7. Within the crankcase space 8, a piston rod 10 is arranged on a not shown crankshaft with crank webs 9, 9 ' , in the upper bearing 11 of which the piston pin 12 is supported. The piston pin carries the piston 6 via the piston pin bosses 13, 13 '.
Die unterhalb des Kolbenbolzens befindlichen Teile 14, 14' der Kolbenbolzenaugen
sind mit Ablenkflächen: 15, 15' als obere Begrenzungen; der Fenster versehen, die
nach den überströmöffnungen 4, 4' hin geneigt sind und nach dem Kolbeninnerem zu
fortgesetzt durch Rippen 17, 17' gebildet werden. Als seitliche Begrenzungen der
Fenster 16, 16' sind Rippen 18, 18' angeordnet, die sich unmittelbar an die Wölbungen
15, 15' bzw. Rippen 17, 17' anschließen un=d etwa an der Kolben.unterkante
19 auslaufen.The parts 14, 14 'of the piston pin bosses located below the piston pin have deflecting surfaces: 15, 15' as upper boundaries; the windows are provided, which are inclined towards the overflow openings 4, 4 'and continue to be formed by ribs 17, 17' towards the interior of the piston. Ribs 18, 18 'are arranged as lateral boundaries of the windows 16, 16', which directly adjoin the bulges 15, 15 'or ribs 17, 17' and terminate approximately at the lower edge 19 of the piston.
Fig.2 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäßen Leitflächen im Kolben,
in Pfeilrichtung 20 nach Fig. 1 gesehen. Das Kolbenbolzenauge 13 ist an seinem unter
dem Kolbenbolzen 12 gelegenen Teil 14 zu einer gewölbten Rippe 17 ausgebildet, die
sich an den Seitenbegrenzungen des Fensters 16 zu Rippen 18 bis zur Kolbenunterkante,
19 sich erstreckend fortsetzt. Der gegenseitige Abstand 21 gegenüberliegender Leitflächen
18, am Fenster 16 gemessen, im Kolbeninneren; ist an der Kalbenunterkante 19 größer
ass der Abstand 22 in der Nähe der Fen,steroberkante. Dagegen, ist der Abstand 23
am Kolbenumfang in der Nähe der Kolbenunterkanta geringer als der Abstand 21, und
in der Nähe der Fensteroberkante ist der Abstand 22 wiederum geringer als der Abstand
24.2 shows a view of the guide surfaces according to the invention in the piston,
seen in the direction of arrow 20 of FIG. The piston pin boss 13 is at its bottom
the piston pin 12 located part 14 formed into an arched rib 17 which
on the side boundaries of the window 16 to ribs 18 up to the lower edge of the piston,
19 continues extending. The mutual distance 21 between opposing guide surfaces
18, measured at the window 16, inside the piston; is larger at the lower edge of the calf 19
The distance 22 was near the top of the window. On the other hand, the distance is 23
on the piston circumference near the piston lower edge less than the distance 21, and
in the vicinity of the upper edge of the window, the distance 22 is again less than the distance
24.
Bewegt sich der Kolben 6 vom oberen. Totpunkt in Richtung nach dem
unteren Totpunsct zu., dann wird das beim vorherigen. Takt in den Kurbelraum 8 gesaugte
Brennstoff-Luft-Gemisch aus diesem verdrängt. Es steigt in Pfeilrichtung 25 empor,
trifft auf die Leitflächen 15, 15', 17, 17' und 18, 18', von denen. es in strömungstechnisch
günstiger Weise in. die Richtung der Öffnungen 16, 16' der Überströmkanäle 3, 3'
in Pfeilrichtung 26 abgedrängt wird, ohne daß die Masse des aufsteigenden Gasstromes
gezwungen wird, einen verlustreichen Weg durch das Kolbeninnere zu nehmen. Der Pfeil
26 ist in Fig. 1 nur auf e=iner Seite eingetragen. Der durch dein, Spalt 27 in das
Kolbeninnere gelangende Restteil des Gas-Luft-Gemisches dient zur Kühlung des Kolbenbodens
und zur Schmierung der Lagerstellen am Kolbenbolzen. Die Erfindung ist nicht auf
Überströmkanäle! bzw. Fensteröffnungen in der Ebene der Kolbenbolzenachse beschränkt.
Sie läßt sich natürlich auch bei solchen Kolben anwenden, bei denen die Fensteröffnungen,
z. B. auch mehr als zwei Stück, in anderen Ebenen liegen:.If the piston 6 moves from the top. Dead center in the direction after
lower dead point, then that will be the case with the previous one. Clock sucked into the crankcase 8
Fuel-air mixture displaced from this. It rises in the direction of arrow 25,
meets the guide surfaces 15, 15 ', 17, 17' and 18, 18 ', of which. it in fluidic terms
favorably in the direction of the openings 16, 16 'of the overflow channels 3, 3'
is displaced in the direction of arrow 26 without the mass of the ascending gas stream
is forced to take a lossy path through the interior of the piston. The arrow
26 is entered in FIG. 1 only on one side. The one through your, gap 27 into that
The remaining part of the gas-air mixture that reaches the inside of the piston is used to cool the piston crown
and for the lubrication of the bearing points on the piston pin. The invention is not up
Transfer channels! or limited window openings in the plane of the piston pin axis.
It can of course also be used with pistons in which the window openings,
z. B. also more than two pieces, lie in other levels :.