-
Die Erfindung betrifft einen Verbindungsflansch zur Verbindung eines Luftfilters mit einem Verbrennungsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung, einen Zylinder für einen Verbrennungsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 14 angegebenen Gattung sowie einen Verbrennungsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 16 angegebenen Gattung.
-
Aus der
US 2013/0098325 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einem Verbindungsflansch zur Verbindung mit einem Luftfilter bekannt, in dem ein Luftkanal und ein Gemischkanal getrennt voneinander geführt sind. Um Gemisch aus dem Luftfilterraum abzuführen, ist ein Verbindungskanal zwischen Luftfilterraum und Kurbelgehäuse oder zwischen Luftfilterraum und Ansaugkanal vorgesehen.
-
Aus der
DE 101 43 435 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einem Ansaugstutzen bekannt, dessen Zylinder einen Drainagekanal aufweist, über den Gemisch, das in der Stirnseite des Anschlussstutzens des Zylinders aus dem Gemischkanal gesammelt wird, in den Kurbelgehäuseinnenraum abgeführt wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbindungsflansch zur Verbindung eines Luftfilters mit einem Verbrennungsmotor zu schaffen, mit dem sich ein günstiges Laufverhalten des Verbrennungsmotors erzielen lässt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Zylinder für einen Verbrennungsmotor anzugeben, der ein günstiges Laufverhalten ermöglicht, sowie einen Verbrennungsmotor mit günstigem Laufverhalten anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verbindungsflanschs durch einen Verbindungsflansch mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bezüglich des Zylinders wird die Aufgabe durch einen Zylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bezüglich des Verbrennungsmotors wird die Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
-
Der Verbindungsflansch weist einen ersten Drainagekanal für den Gemischkanal auf, der eine Verbindung zwischen dem Gemischkanal und einem ersten Anschlussbereich bildet. Der Verbindungsflansch weist außerdem einen zweiten Drainagekanal für den Luftkanal auf. Der zweite Drainagekanal bildet eine von dem ersten Drainagekanal getrennt ausgebildete Verbindung zwischen dem Luftkanal und einem zweiten Anschlussbereich.
-
Über den ersten Drainagekanal kann Kraftstoff, der sich im Gemischkanal gesammelt hat, beispielsweise Kraftstoff, der sich an den Wänden des Gemischkanals niedergeschlagen hat, abgeführt werden. Über den zweiten Drainagekanal kann Kraftstoff, der sich im Luftkanal angesammelt hat, abgeführt werden. Der Kraftstoff kann beispielsweise durch Leckagen zwischen Luftkanal oder Gemischkanal in den Luftkanal gelangt sein. Kraftstoff kann auch über einen Reinraum des Luftfilters aus dem Gemischkanal in den Luftkanal gelangt sein.
-
An den Anschlussbereichen kann ein Anschlussbauteil zur Verbindung des jeweiligen Drainagekanals mit dem Kurbelgehäuseinnenraum wie beispielsweise ein Verbindungsschlauch oder ein Bauteil, in dem ein Kanal für den oder die Drainagekanäle ausgebildet ist, angeordnet werden. Das Bauteil, in dem ein Kanal für den ersten und/oder den zweiten Drainagekanal ausgebildet ist, ist insbesondere ein Zylinder oder ein Kurbelgehäusebauteil eines Verbrennungsmotors. Die Anschlussbereiche dienen vorzugsweise zur Verbindung mit Bauteilen, die eine Verbindung der Drainagekanäle mit dem Kurbelgehäuseinnenraum herstellen.
-
Dadurch, dass die beiden Anschlussbereiche getrennt voneinander ausgebildet sind, können der erste Drainagekanal und der zweite Drainagekanal getrennt voneinander mit dem Kurbelgehäuseinnenraum verbunden werden. Über die Drainagekanäle wird keine Verbindung zwischen Luftkanal und Gemischkanal geschaffen. Dadurch wird auch vermieden, dass über die Drainagekanäle eine Beeinflussung der Druckverhältnisse im Luftkanal und Gemischkanal entsteht. Dadurch kann ein gutes Laufverhalten eines Verbrennungsmotors ermöglicht werden.
-
Dadurch, dass die Drainagekanäle voneinander getrennt ausgebildet sind, kann eine hohe Leerlaufstabilität des Verbrennungsmotors, insbesondere beim Schwenken des Verbrennungsmotors, erreicht werden. Dies ist insbesondere beim Einsatz in einem handgeführten Arbeitsgerät, insbesondere beim Einsatz in einer Motorsäge, von Vorteil. Im Leerlauf wird im Luftkanal angesammelter Kraftstoff nicht über das Kurbelgehäuse angesaugt, sondern gelangt über die Kolbentasche und die Überströmfenster unmittelbar in den Brennraum. Dieses Gemisch ist dadurch eventuell nicht vollständig gut vermischt und zerstäubt. Dies kann dazu führen, dass der Verbrennungsmotor im Leerlauf ausgeht. Dies wird durch den zweiten Drainagekanal verhindert. Die Ansammlung von Kraftstoff im Gemischkanal ist insbesondere beim Rich come down, also beim plötzlichen Schließen der Drosselklappe beispielsweise nach einer Vollgasbetätigung, von Vorteil.
-
Vorteilhaft ist mindestens ein Drainagekanal über mindestens eine Drainageöffnung mit dem Gemischkanal oder mit dem Luftkanal verbunden. Vorzugsweise ist der erste Drainagekanal über eine erste Drainageöffnung mit dem Gemischkanal verbunden. Der zweite Drainagekanal ist insbesondere über mindestens eine zweite Drainageöffnung mit dem Luftkanal verbunden. Die mindestens eine Drainageöffnung ist dabei im Verbindungsflansch ausgebildet, so dass angesammelter Kraftstoff aus dem im Verbindungsflansch ausgebildeten Abschnitt von Gemischkanal und/oder Luftkanal abgeführt werden kann. Demnach kann das Gemisch aus dem Gemischkanal und/oder aus dem Luftkanal mittels Unterdruck aus dem Kurbelgehäuse abgesaugt werden.
-
Die Stirnseite des Verbindungsflanschs dient vorzugsweise zur Verbindung mit einem Zylinderanschlussflansch eines Zylinders eines Verbrennungsmotors.
-
Vorzugsweise ist mindestens eine Drainageöffnung an der Stirnseite an dem Verbindungsflansch ausgebildet. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau. Die Drainageöffnung kann als Vertiefung an der Stirnseite des Verbindungsflanschs ausgebildet werden. Dadurch ist insbesondere die Herstellung des Verbindungsflanschs im Spritzguss, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, vereinfacht. Bevorzugt ist mindestens ein Anschlussbereich an der Stirnseite angeordnet. In besonders bevorzugter Gestaltung sind beide Anschlussbereiche an der Stirnseite angeordnet. Dadurch können die Anschlussbereiche auf einfache Weise mit einer Anschlussöffnung am Zylinderanschlussflansch verbunden werden. Bevorzugt ist mindestens ein Drainagekanal von der Drainageöffnung bis zu dem Anschlussbereich als Vertiefung an der Stirnseite des Anschlussflanschs ausgebildet.
-
Vorteilhaft ist der erste Anschlussbereich an der Stirnseite getrennt von dem Gemischkanal angeordnet. Der zweite Anschlussbereich ist an der Stirnseite vorzugsweise getrennt von dem Luftkanal angeordnet. In besonders bevorzugter Gestaltung ist der zweite Drainagekanal als Ringkanal ausgebildet. Dadurch kann eine symmetrische Strömungsführung und Anordnung erreicht werden. Durch die Gestaltung als Ringkanal kann über den Drainagekanal auch bei wechselnder Lage des Verbindungsflanschs im Raum Kraftstoff aus dem Luftkanal sicher abgeführt werden. Eine wechselnde Lage des Verbindungsflanschs im Raum kann sich beispielsweise ergeben, wenn sich die Arbeitsposition oder Arbeitslage eines mit dem Verbindungsflansch versehenen handgetragenen Arbeitsgeräts ändert. Dies ist insbesondere beim Einsatz des Verbindungsflanschs in einem handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorsäge, einem Freischneider, einem Blasgerät, einer Heckenschere, einem Sprühgerät, einem Trennschleifer oder dgl. vorteilhaft. Der Drainagekanal kann durch die Gestaltung als Ringkanal bei geringem Platzbedarf mit ausreichend großem Strömungsquerschnitt ausgeführt werden.
-
Der erste Anschlussbereich und der zweite Anschlussbereich sind vorzugsweise auf der dem Luftkanal abgewandten Seite des Gemischkanals angeordnet. Die Anschlussbereiche sind demnach an der Stirnseite weiter vom Luftkanal entfernt als der Gemischkanal. Dadurch können die Anschlussbereiche zur Verbindung mit dem Kurbelgehäuseinnenraum auf einfache Weise mit den im Zylinder ausgebildeten Kanalabschnitten verbunden werden. Es ergibt sich eine einfache Strömungsführung der Drainagekanäle im Zylinder. Der zweite Anschlussbereich ist vorzugsweise auf der dem Gemischkanal abgewandten Seite des ersten Anschlussbereichs angeordnet. Der zweite Anschlussbereich ist demnach an der Stirnseite weiter vom Gemischkanal entfernt angeordnet als der erste Anschlussbereich. Vorzugsweise münden die Drainagekanäle an der Zylinderbohrung des Verbrennungsmotors in einem Bereich, der vom Kolben gesteuert ist. Dadurch, dass der zweite Anschlussbereich auf der dem Gemischkanal abgewandten Seite des ersten Anschlussbereichs angeordnet ist, ergibt sich insbesondere dann eine einfache Kanalführung im Zylinder, wenn der zweite Anschlussbereich beim Aufwärtshub des Kolbens vor dem ersten Anschlussbereich zum Kurbelgehäuseinnenraum hin geöffnet wird. Dadurch wird beim Aufwärtshub des Kolbens zuerst Kraftstoff aus dem Luftkanal abgesaugt, und erst nach weiterer Bewegung des Kolbens in Richtung auf seinen oberen Totpunkt wird auch der erste Drainagekanal zum Kurbelgehäuseinnenraum geöffnet und dadurch Kraftstoff aus dem Gemischkanal abgesaugt.
-
In vorteilhafter alternativer Gestaltung ist mindestens ein Anschlussbereich an einer Umfangsseite des Verbindungsflanschs angeordnet. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der Anschlussbereich über eine separate Schlauchleitung mit dem Kurbelgehäuseinnenraum verbunden werden soll.
-
Vorzugsweise mündet der zweite Drainagekanal mit mindestens zwei Drainageöffnungen in den Luftkanal. Dies ist insbesondere bei Gestaltung des zweiten Drainagekanals als Ringkanal vorteilhaft. Zwei Drainageöffnungen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Luftkanal in einer Richtung eine vergleichsweise große Erstreckung aufweist. Durch mindestens zwei Drainageöffnungen kann über den gesamten Querschnitt des Drainagekanals eine gute Abfuhr von angesammeltem Kraftstoff sichergestellt werden. Dies ist insbesondere für einen Verbindungsflansch vorteilhaft, der im Betrieb geschwenkt wird, wie beispielsweise beim Einsatz in einem handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorsäge oder dgl.
-
Die Stirnseite des Verbindungsflanschs ist vorzugsweise zur Verbindung mit einem Zylinderanschlussflansch eines Zylinders eines Verbrennungsmotors vorgesehen.
-
Für einen Zylinder für einen Verbrennungsmotor, in dem eine Zylinderbohrung ausgebildet ist, mit mindestens einem Überströmkanal, mit einem Gemischkanal zur Zufuhr von Kraftstoff/Luft-Gemisch und mit einem Luftkanal, der zur Zufuhr von Spülvorlagenluft mit mindestens einem Überströmkanal verbindbar ist, ist vorgesehen, dass der Zylinder einen ersten Drainagekanal für den Gemischkanal aufweist, und dass der Zylinder einen zweiten Drainagekanal für den Luftkanal aufweist, wobei der zweite Drainagekanal im Zylinder von dem ersten Drainagekanal getrennt geführt ist.
-
Vorteilhaft weist der Zylinder einen Zylinderanschlussflansch auf, an dem eine erste Anschlussöffnung für den ersten Drainagekanal und eine zweite Anschlussöffnung für den zweiten Drainagekanal ausgebildet ist. Die erste Anschlussöffnung ist insbesondere an der Stirnseite des Verbindungsflanschs im Bereich des ersten Anschlussbereichs anzuordnen und die zweite Anschlussöffnung an der Stirnseite des Verbindungsflanschs an dem zweiten Anschlussbereich.
-
Für einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinder ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor einen ersten Drainagekanal aufweist, der in mindestens einer Stellung des Kolbens den Gemischkanal mit dem Kurbelgehäuseinnenraum verbindet, wobei der erste Drainagekanal mit einer ersten Mündungsöffnung in den Kurbelgehäuseinnenraum mündet, und dass ein zweiter Drainagekanal vorgesehen ist, der in mindestens einer Stellung des Kolbens den Luftkanal mit dem Kurbelgehäuseinnenraum verbindet. Dadurch, dass zwei Drainagekanäle für Luftkanal und Gemischkanal vorgesehen sind, ist eine Verbindung von Luftkanal und Gemischkanal miteinander über die Drainagekanäle vermieden. Der erste Drainagekanal und der zweite Drainagekanal sind dabei vorzugsweise bis zur Mündung in den Kurbelgehäuseinnenraum getrennt voneinander geführt. Der erste Drainagekanal und der zweite Drainagekanal münden vorzugsweise mit unterschiedlichen Mündungsöffnungen in den Kurbelgehäuseinnenraum.
-
Vorteilhaft ist mindestens eine Mündungsöffnung eines Drainagekanals vom Kolben gesteuert. Dadurch kann die Steuerzeit, zu der der Drainagekanal mit dem Kurbelgehäuseinnenraum verbunden bzw. von diesem getrennt wird, konstruktiv vorgegeben werden. In bevorzugter Gestaltung sind beide Mündungsöffnungen vom Kolben gesteuert. Die Mündungsöffnungen sind vorzugsweise so an der Zylinderbohrung angeordnet, dass sie beim Aufwärtshub des Kolbens zu unterschiedlichen Steuerzeiten in den Kurbelgehäuseinnenraum öffnen. Bevorzugt wird die zweite Mündungsöffnung beim Aufwärtshub des Kolbens vor der ersten Mündungsöffnung des ersten Drainagekanals mit dem Kurbelgehäuseinnenraum verbunden. Durch diese Anordnung der Mündungsöffnungen an der Zylinderbohrung wird erreicht, dass zuerst über den zweiten Drainagekanal an der zweiten Mündungsöffnung ein Unterdruck erzeugt wird und erst danach über den ersten Drainagekanal ein Unterdruck im Gemischkanal. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der im Luftkanal erzeugte Unterdruck ausreichend groß ist, um im Luftkanal angesammelten Kraftstoff zuverlässig in den zweiten Drainagekanal anzusaugen.
-
Vorteilhaft wird die Verbindung des Luftkanals mit dem mindestens einen Überströmkanal vom Kolben hergestellt, und die zweite Mündungsöffnung des zweiten Drainagekanals ist so an der Zylinderbohrung angeordnet, dass die zweite Mündungsöffnung beim Aufwärtshub des Kolbens bereits über einen Kurbelwellenwinkel von mindestens 30°, insbesondere mindestens 40° zum Kurbelgehäuseinnenraum geöffnet ist, wenn der mindestens eine Überströmkanal mit dem Luftkanal verbunden wird. Dadurch wird sichergestellt, dass über den zweiten Drainagekanal bereits ein Unterdruck an der Mündungsöffnung anliegt, bevor über den Überströmkanal ein Unterdruck im Luftkanal erzeugt wird. Der Gemischkanal mündet vorteilhaft mit einer vom Kolben gesteuerten Gemischeinlassöffnung in den Kurbelgehäuseinnenraum. Die erste Mündungsöffnung des ersten Drainagekanals und die Gemischeinlassöffnung sind vorteilhaft so an der Zylinderbohrung angeordnet, dass die erste Mündungsöffnung beim Aufwärtshub des Kolbens über einen Kurbelwellenwinkel von weniger als 30°, insbesondere weniger als 20° geöffnet ist, bevor die Gemischeinlassöffnung zum Kurbelgehäuseinnenraum geöffnet wird. Vorteilhaft ist mindestens eine Drainageöffnung an einer Trennebene zwischen zwei den Gemischkanal und den Luftkanal begrenzenden Bauteilen angeordnet.
-
Vorteilhaft weist der Verbrennungsmotor eine Kraftstoffpumpe auf, die über einen Impulskanal vom schwankenden Druck im Kurbelgehäuseinnenraum angetrieben ist. Der Impulskanal mündet vorteilhaft an einer Impulskanalmündung in den Kurbelgehäuseinnenraum, die unabhängig von der Stellung des Kolbens zum Kurbelgehäuseinnenraum geöffnet ist. Die Impulskanalmündung ist demnach in jeder Stellung des Kolbens zum Kurbelgehäuseinnenraum hin geöffnet. Dadurch wird ein kontinuierlicher Betrieb der Kraftstoffpumpe ermöglicht.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors,
- 2 eine schematische Darstellung eines handgeführten Arbeitsgeräts mit dem Verbrennungsmotor aus 1,
- 3 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Vergasers und eines Verbindungsflanschs des Verbrennungsmotors aus 1,
- 4 eine schematische, perspektivische Darstellung des Zylinderanschlussflanschs des Zylinders des Verbrennungsmotors aus 1,
- 5 eine schematische Seitenansicht von Vergaser und Verbindungsflansch aus 3 an dem Zylinder aus 4, wobei der Verbindungsflansch als durchsichtiges Bauteil und die im Verbindungsflansch ausgebildeten Kanäle mit durchgezogener bzw. gestrichelter Linie dargestellt sind,
- 6 eine ausschnittsweise perspektivische Schnittdarstellung von Vergaser, Verbindungsflansch und Zylinder aus 5,
- 7 eine schematische, ausschnittsweise perspektivische Darstellung von Verbindungsflansch und Zylinder aus 6, wobei der Verbindungsflansch als durchsichtiges Teil und die im Verbindungsflansch geführten Kanäle mit durchgezogener Linie dargestellt sind,
- 8 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung des Zylinderanschlussflanschs mit daran angeordnetem Verbindungsflansch in einer Darstellung entsprechend 7,
- 9 eine Abwicklung von Zylinderbohrung und Kolben nahe des unteren Totpunkts des Kolbens.
-
1 zeigt schematisch den Aufbau eines Verbrennungsmotors 1. Der Verbrennungsmotor 1 ist als mit Spülvorlage arbeitender Zweitaktmotor ausgebildet. Der Verbrennungsmotor 1 weist einen Zylinder 2 auf, in dem ein Brennraum 3 ausgebildet ist. Der Brennraum 3 ist von einem im Zylinder 2 hin und her gehend gelagerten Kolben 5 begrenzt. Der Kolben 5 treibt über ein Pleuel 6 eine in einem Kurbelgehäuse 4 um eine Drehachse 8 drehbar gelagerte Kurbelwelle 7 an. Die Kurbelwelle 7 dient insbesondere zum Antrieb eines Werkzeugs eines Arbeitsgeräts oder dergleichen. Das Kurbelgehäuse 4 weist einen Kurbelgehäuseinnenraum 29 auf, in dem die Kurbelwelle 8 im Betrieb rotiert. Im Zylinder 2 ist eine Zylinderbohrung 26 ausgebildet, in der der Kolben 5 geführt ist. An der Zylinderbohrung 26 mündet ein Luftkanal 10 mit einer Lufteinlassöffnung 9. Aus dem Brennraum 3 führt eine ebenfalls in der Zylinderbohrung 26 angeordnete Auslassöffnung 11.
-
Der Zylinder 2 weist mindestens einen Überströmkanal 12, 15 auf, der den Kurbelgehäuseinnenraum 29 in konstruktiv vorgegebenen Stellungen fluidisch mit dem Brennraum 3 verbindet. Im Ausführungsbeispiel sind zwei einlassnahe Überströmkanäle 12 und zwei auslassnahe Überströmkanäle 15 vorgesehen. Überströmkanäle 12 und 15 sind zu der in 1 dargestellten Schnittebene symmetrisch angeordnet. Die einlassnahen Überströmkanäle 12 münden mit einlassnahen Überströmfenstern 13 in den Brennraum 3 und die auslassnahen Überströmkanäle 15 mit auslassnahen Überströmfenstern 16. Die Lufteinlassöffnung 9 ist vorzugsweise im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens 5 über mindestens eine Kolbentasche 14 mit mindestens einem, vorzugsweise allen Überströmfenstern 13, 16 verbunden, um in den Überströmkanälen 12 und 15 Spülvorlagenluft vorzulagern.
-
Der Verbrennungsmotor 1 weist einen Gemischkanal 21 auf, der mit einer Gemischeinlassöffnung 20 an der Zylinderbohrung 26 mündet. Die Lufteinlassöffnung 9, die Gemischeinlassöffnung 20, die Überströmfenster 13 und 16 sowie die Auslassöffnung 11 sind von einem Kolbenhemd 66 des Kolbens 5 gesteuert, werden also in Abhängigkeit der Stellung des Kolbens 5 verschlossen oder mit dem Brennraum 3 bzw. dem Kurbelgehäuseinnenraum 29 verbunden.
-
Der Verbrennungsmotor 1 saugt Umgebungsluft über einen Luftfilter 41 an, der Filtermaterial 42 aufweist. Zur Zufuhr von Kraftstoff ist vorzugsweise ein Vergaser 17 vorgesehen. Im Vergaser 17 ist ein Abschnitt eines Ansaugkanals 18 geführt. Der Ansaugkanal 18 verbindet den Reinraum des Luftfilters 41 mit der Lufteinlassöffnung 9 und der Gemischeinlassöffnung 20. Im Vergaser 17 ist im Ausführungsbeispiel eine Trennwand 19 vorgesehen, die den Ansaugkanal 18 in den Luftkanal 10 und den Gemischkanal 21 teilt. Es kann vorgesehen sein, dass die Trennwand 19 erst stromab des Vergasers 17 beginnt. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich die Trennwand 19 bis in den Reinraum des Luftfilters 41 erstreckt, wie in 1 schematisch gezeigt.
-
Der Vergaser 17 weist ein Vergasergehäuse 22 auf. Im Vergaser 17 ist im Ansaugkanal 18 ein Venturi 23 ausgebildet. Im Vergasergehäuse 22 ist ein Drosselelement, im Ausführungsbeispiel eine Drosselklappe 24, schwenkbar gelagert. Zur Lagerung der Drosselklappe 24 ist im Ausführungsbeispiel eine Drosselwelle 25 vorgesehen. Es kann vorgesehen sein, dass stromauf des Drosselelements mindestens ein Chokeelement, beispielsweise eine Chokeklappe, im Ansaugkanal 18 gelagert ist. Im Vergaser 17 münden vorteilhaft eine Hauptkraftstofföffnung 28 sowie im Ausführungsbeispiel mehrere Nebenkraftstofföffnungen 27 in den Gemischkanal 21. Zur Förderung von Kraftstoff zu den Kraftstofföffnungen 27, 28 ist eine Kraftstoffpumpe 43 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffpumpe 43 im Vergasergehäuse 22 angeordnet. Die Kraftstoffpumpe 34 ist über einen Impulskanal 57 mit dem Kurbelgehäuseinnenraum 29 verbunden. Der Impulskanal 57 mündet an einer Impulskanalmündung 70 in den Kurbelgehäuseinnenraum 29. Die Impulskanalmündung 70 ist in einem Bereich angeordnet, der unabhängig von der Stellung des Kolbens 5 immer zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 hin offen ist. Wie 2 zeigt, mündet der Impulskanal 57 in einem Bereich in den Kurbelgehäuseinnenraum 29, der nicht innerhalb des vom Kolben 5 überstrichenen Bereichs der Zylinderbohrung 26 liegt. Bevorzugt mündet der Impulskanal 57 im Kurbelgehäuse 4 in den Kurbelgehäuseinnenraum 29. Die Druckschwankungen im Kurbelgehäuseinnenraum 29 werden über den Impulskanal 57 übertragen und treiben so die Kraftstoffpumpe 43 an.
-
In 2 ist als Ausführungsbeispiel für ein Arbeitsgerät, das einen Verbrennungsmotor 1 aufweist, eine Motorsäge 30 dargestellt. Die Motorsäge 30 weist ein Gehäuse 31 auf, das als geschlossenes Gehäuse ausgebildet oder aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzt sein kann. Die Motorsäge 30 weist einen hinteren Handgriff 32 sowie einen Bügelgriff 35 zum Führen der Motorsäge 30 im Betrieb auf. Am hinteren Handgriff 32 ist ein Gashebel 33 zur Bedienung des Verbrennungsmotors 1 gelagert. Der hintere Handgriff 32 weist außerdem eine Gashebelsperre 34 auf, die zu betätigen ist, bevor der Gashebel 33 betätigt werden kann. Das Werkzeug der Motorsäge 30 ist eine Sägekette 38, die vom Verbrennungsmotor 1 an einer Führungsschiene 37 umlaufend angetrieben ist. Zwischen Bügelgriff 35 und Führungsschiene 37 erstreckt sich ein Handschutz 36, der zur Auslösung einer nicht dargestellten Kettenbremse vorgesehen sein kann. Vorteilhaft ist das handgetragene Arbeitsgerät, im Ausführungsbeispiel die Motorsäge 30, von einem Bediener mittels einer manuellen Starteinrichtung, beispielsweise einem Seilzugstarter, gestartet. In 2 ist ein Anwerfgriff 39 der Starteinrichtung dargestellt.
-
Der Vergaser 17 ist mit dem Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 über einen in 1 schematisch dargestellten Verbindungsflansch 45 verbunden. Der Verbindungsflansch 45 ist in 3 im Einzelnen gezeigt. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung auf eine Stirnseite 47 des Verbindungsflanschs 45. Die Stirnseite 47 ist die stromab liegende, zweite Stirnseite des Verbindungsflanschs 45. Die zweite Stirnseite 47 ist zur Anordnung an einem in 4 schematisch gezeigten Zylinderanschlussflansch 60 vorgesehen. Als Zylinderanschlussflansch 60 wird vorliegend die Anschlussfläche verstanden, an der der Verbindungsflansch 45 oder ein eventuelles Zwischenbauteil anschließt. Der Gemischkanal 21 mündet mit einer Gemischkanalöffnung 49 an der zweiten Stirnseite 47, wie 3 zeigt. An der zweiten Stirnseite 47 ist ein erster Drainagekanal 51 geführt. Der erste Drainagekanal 51 ist im Ausführungsbeispiel als Vertiefung an der zweiten Stirnseite 47 ausgebildet. Der erste Drainagekanal 51 verbindet den Gemischkanal 21 an der Gemischkanalöffnung 49 mit einem ersten Anschlussbereich 78. Der erste Anschlussbereich 78 des Verbindungsflanschs 45 dient zum Anschluss eines weiteren Abschnitts des ersten Drainagekanals 51, der in mindestens einer Stellung des Kolbens 5 eine Verbindung zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 herstellt. Der erste Anschlussbereich 78 ist als Vertiefung 58 in der zweiten Stirnseite 47 ausgebildet. Die Vertiefung 58 bildet sowohl einen Teil des ersten Drainagekanals 51 als auch den ersten Anschlussbereich 78. Auch eine andere Gestaltung von Drainagekanal 51 und Anschlussbereich 78 kann jedoch vorteilhaft sein. Die Gemischkanalöffnung 49, der erste Drainagekanal 51 und der erste Anschlussbereich 78 sind vorzugsweise von einer gemeinsamen Dichtung 53 umgeben, die im Ausführungsbeispiel als Erhebung an der zweiten Stirnseite 47 ausgebildet ist.
-
Der Luftkanal 10 mündet mit einer Luftkanalöffnung 48 an der zweiten Stirnseite 47. An der Luftkanalöffnung 48 ist ein Strömungsleitelement 50 vorgesehen, das in eine entsprechende Anschlussöffnung 67 am Zylinderanschlussflansch 60 ragt. Die Anschlussöffnung 67 ist in 6 erkennbar. Durch das Strömungsleitelement 50 wird eine strömungsgünstige Kanalführung erreicht und gleichzeitig ermöglicht, dass Zylinder 2 und Verbindungsflansch 45 auf einfache Weise aus Metall oder Kunststoff in einem Gussverfahren mit wiederverwendbarer Form hergestellt werden können.
-
Die Luftkanalöffnung 48 ist über einen zweiten Drainagekanal 52 mit einem zweiten Anschlussbereich 79 verbunden. Der zweite Drainagekanal 52 ist im Ausführungsbeispiel als Vertiefung 59 im Zylinderanschlussflansch 60 ausgebildet. Der zweite Drainagekanal 52 ist vorzugsweise als Ringkanal ausgeführt, der sich teilweise um die Mündungsöffnung 49 und den ersten Anschlussbereich 78 erstreckt. Der zweite Drainagekanal 52 und die Luftkanalöffnung 48 sind vorzugsweise von einer Dichtung 54 umgeben.
-
An der zweiten Stirnseite 47 mündet vorzugsweise der Impulskanal 57, der vom ersten Anschlussbereich 78 durch einen Abschnitt der Dichtung 53 getrennt ist. An der zweiten Stirnseite 47 münden vorzugsweise vier Befestigungsöffnungen 55. Wird der Verbindungsflansch 45 am Zylinderanschlussflansch 60 (4) angeordnet, so kommen die Befestigungsöffnungen 55 an Befestigungsöffnungen 64 (8) des Zylinders 2 zu liegen, in die beispielsweise Schrauben durch die Befestigungsöffnungen 55 hindurch eingeschraubt werden können. Dadurch kann der Verbindungsflansch 45 auf einfache Weise am Zylinder 2 fixiert werden.
-
Durch den Zylinderanschlussflansch 60 sind der Impulskanal 57 und die Drainagekanäle 51 und 52 geführt. Für den ersten Drainagekanal 51 ist eine Anschlussöffnung 61 im Zylinderanschlussflansch 60 vorgesehen, die in Überdeckung zum ersten Anschlussbereich 78 zu liegen kommt. Für den zweiten Drainagekanal 52 ist eine Anschlussöffnung 62 vorgesehen, die in Überdeckung zum zweiten Anschlussbereich 79 zu liegen kommt. Der Impulskanal 57 weist im Zylinderanschlussflansch 60 eine Anschlussöffnung 63 auf. Wie 4 auch zeigt, teilt sich der Luftkanal 9 im Zylinder in zwei Äste 9a und 9b auf, die mit Lufteinlassöffnungen 9a und 9b an der Zylinderbohrung 29 münden (siehe 11).
-
5 zeigt die Anordnung des Verbindungsflanschs 45 zwischen Vergaser 17 und Zylinder 2 schematisch. Der Verbindungsflansch 45 ist mit einer ersten Stirnseite 46 am Vergaser 17 angeordnet. Die zweite Stirnseite 47 des Verbindungsflansches 45, die bezogen auf die Strömungsrichtung vom Vergaser 17 zum Zylinder 2 die stromab liegende Stirnseite des Verbindungsflanschs 45 ist, liegt benachbart zum Zylinder 2. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen der zweiten Stirnseite 47 und dem Verbindungsflansch 45 ein Abschirmblech 44 (7) angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Verbindungsflansch 45 unmittelbar am Zylinderanschlussflansch 60 des Zylinders 2 angeordnet wird. Auch andere oder weitere Bauteile zwischen Verbindungsflansch 45 und Zylinderanschlussflansch 60 können vorteilhaft sein. Die zweite Stirnseite 47 liegt bezogen auf die Strömungsrichtung im Ansaugkanal 18 näher am Zylinderanschlussflansch 60 als die erste Stirnseite 46.
-
Wie 5 zeigt, verlaufen der Luftkanal 10, der Gemischkanal 21 und der Impulskanal 57 von der ersten Stirnseite 46 zur zweiten Stirnseite 47 des Verbindungsflanschs 45. Vorteilhaft treten der Luftkanal 10, der Gemischkanal 21 und der Impulskanal 57 an den Stirnseiten 46 und 47 aus dem Verbindungsflansch 45 aus. In 5 ist der zweite Drainagekanal 52 erkennbar, der an der zweiten Stirnseite 47 verläuft. 5 zeigt außerdem eine Drainageöffnung 74, mit der der Drainagekanal 52 in den Luftkanal 10 mündet.
-
6 zeigt die Anordnung von Vergaser 17, Verbindungsflansch 45 und Zylinder 2.
-
Wie 6 zeigt, mündet der erste Drainagekanal 51 über eine erste Drainageöffnung 73 in den Gemischkanal 21. Die erste Drainageöffnung 73 ist an der zweiten Stirnseite 47 des Verbindungsflanschs 45 angeordnet. Die erste Drainageöffnung 73 ist an der dem Anschlussbereich 78 benachbarten und dem Luftkanal 10 entfernt liegenden Seite des Gemischkanals 21 angeordnet. Der erste Drainagekanal 51 mündet mit einer ersten Mündungsöffnung 71 an der Zylinderbohrung 26. Der zweite Drainagekanal 52 mündet mit einer zweiten Mündungsöffnung 72 an der Zylinderbohrung 26. Die Mündungsöffnungen 71 und 72 der Drainagekanäle 51 und 52 liegen in der gleichen die Zylinderlängsachse 81 (1) enthaltenden Schnittebene durch den Zylinder 2. Im Ausführungsbeispiel liegt auch die Gemischeinlassöffnung 20 in dieser Schnittebene. Die Mündungsöffnung 72 des zweiten Drainagekanals 52 liegt parallel zur Zylinderlängsachse 81 gemessen weiter entfernt vom Brennraum 3 (1) entfernt als die erste Mündungsöffnung 71. Die erste Mündungsöffnung 71 liegt vorteilhaft zwischen der Gemischeinlassöffnung 20 und der zweiten Mündungsöffnung 72. Die zweite Mündungsöffnung 72 weist in Richtung der Zylinderlängsachse 81 gemessen einen größeren Abstand zu den Überströmfenstern 13 und 16 (1) auf als die erste Mündungsöffnung 71.
-
Wie 6 zeigt, sind der erste Anschlussbereich 78 und der zweite Anschlussbereich 79 an der zweiten Stirnseite 47 des Verbindungsflansches 45 angeordnet. Der Verbindungsflansch 45 weist eine Umfangsseite 76 auf, die sich von der ersten Stirnseite 46 zur zweiten Stirnseite 47 erstreckt.
-
In einer alternativen Gestaltung des Verbindungsflanschs 45 münden ein erster Anschlussbereich 78' und ein zweiter Anschlussbereich 79' der Drainagekanäle 51' und 52' an der Umfangsseite 76 und können dort mit anschließenden Bauteilen, beispielsweise mit einem Anschlussschlauch, verbunden werden. Die Drainagekanäle 51' und 52' können zumindest teilweise als umfangsseitig geschlossene Kanäle, beispielsweise als Bohrungen, und/oder als Vertiefungen in der zweiten Stirnseite 47 ausgebildet sein. Die alternative Gestaltung ist in 6 mit gestrichelter Linie dargestellt.
-
In den 7 und 8 ist die Anordnung des Verbindungsflanschs 45 am Abschirmblech 44 des Zylinders 2 gezeigt. Wie die 7 und 8 zeigen, mündet der zweite Drainagekanal 52, der vorzugsweise als Ringkanal ausgebildet ist, mit zwei Drainageöffnungen 74 und 75 in den Luftkanal 10. Die weitere, dritte Drainageöffnung 75 ist in 8 gezeigt. Wie die 7 zeigt, verläuft der Drainagekanal 52 als längliche Vertiefung über den mittleren Bereich des kreisförmigen Anschlussbereichs 79.
-
8 zeigt auch die Anschlussöffnung 63 des Impulskanals 57, mit der der Impulskanal 57 an der Stirnseite 47 mündet und die an einen im Zylinder 2 ausgebildeten Abschnitt des Impulskanals 57 anschließt.
-
9 zeigt eine Abwicklung des Kolbens 5 und der Zylinderbohrung 29. 9 zeigt den Kolben 5 nahe seines unteren Totpunkts. In dieser Kolbenstellung sind die Lufteinlassöffnungen 9a und 9b vom Kolbenhemd 66 des Kolbens 5 verschlossen. Die Überströmfenster 13 und 16 sowie der Auslass 11 sind zum Brennraum 3 hin offen. In dieser Kolbenstellung strömt in den Überströmkanälen 12 und 15 vorgelagertes Frischgemisch durch die Überströmfenster 13 und 16 in den Brennraum 3. Die Mündungsöffnungen 71 und 72 der Drainagekanäle 51 und 52 (4) sind vom Kolbenhemd 66 verschlossen. Auch die Gemischeinlassöffnung 20 ist vom Kolbenhemd 66 verschlossen.
-
Bei weiterem Aufwärtshub des Kolbens 5 schließen die Überströmfenster 13 und 16 zum Brennraum 3 hin. Auch der Auslass 11 schließt. Durch die Bewegung des Kolbens 5 wird Gemisch im Brennraum 3 komprimiert. Die zweite Mündungsöffnung 72 des zweiten Drainagekanals 52 beginnt bei weiterem Aufwärtshub des Kolbens 5 zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 zu öffnen. Dadurch wird Gemisch, das sich im Luftkanal 10 niedergeschlagen hat, aufgrund des im Kurbelgehäuseinnenraum 29 herrschenden Unterdrucks durch den Drainagekanal 51 in den Kurbelgehäuseinnenraum 29 abgeführt.
-
Nach weiterem Aufwärtshub des Kolbens 5 öffnet die Mündungsöffnung 72 vollständig zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 hin. Bei weiterem Aufwärtshub öffnet auch die Mündungsöffnung 71 zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 hin. Über die Mündungsöffnung 71 und den ersten Drainagekanal 51 wird auch Gemisch, das sich im Gemischkanal 21 angesammelt hat, in den Kurbelgehäuseinnenraum 29 abgesaugt. Die Gemischeinlassöffnung 20 beginnt nach weiterem Aufwärtshub zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 zu öffnen. Aufgrund des im Kurbelgehäuseinnenraum 29 herrschenden Unterdrucks, der bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 entsteht, wird Gemisch durch den Gemischeinlass 20 in den Kurbelgehäuseinnenraum 29 angesaugt. Dadurch, dass die Mündungsöffnung 71 vor dem Gemischeinlass 20 in den Kurbelgehäuseinnenraum 29 öffnet, ist sichergestellt, dass im Drainagekanal 51 ein ausreichend großer Unterdruck zur Absaugung von Gemisch aus dem Gemischkanal 21 herrscht.
-
Die Überströmfenster 13 und 16 werden beim Aufwärtshub des Kolbens 5 zunächst mit den Kolbentaschen 14a und 14b verbunden. Zu den Lufteinlassöffnungen 9a und 9b sind die Kolbentaschen 14a und 14b zunächst noch verschlossen, so dass noch kein Frischgemisch durch die Überströmfenster 13 und 16 in die Überströmkanäle 12 und 15 einströmen kann. Die Auslassöffnung 11 ist weitgehend geschlossen. Bei weiterem Aufwärtshub wird die Auslassöffnung 11 vollständig geschlossen, und das Gemisch im Brennraum 3 wird weiter verdichtet und im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 von einer in 1 dargestellten Zündkerze 82 gezündet.
-
Der Gemischeinlass 20 wird mit dem Kurbelgehäuseinnenraum 29 verbunden, während sich der Kolben 5 weiter in Richtung Brennraum 3 bewegt. Die Lufteinlassöffnungen 9a und 9b werden mit den Kolbentaschen 14a und 14b verbunden, so dass in die Überströmkanäle 12 und 15 durch die Überströmfenster 13 und 16 Luft aus dem Luftkanal 10 angesaugt werden kann. Die Ansaugung von Luft in die Überströmkanäle 12 und 15 erfolgt erst, nachdem beide Mündungsöffnungen 71 und 72 der Drainagekanäle 51 und 52 bereits längere Zeit mit dem Kurbelgehäuseinnenraum 29 verbunden sind.
-
Im oberen Totpunkt des Kolbens 5 sind die Überströmfenster 13 und 16 vollständig zu den Kolbentaschen 14a und 14b geöffnet. Auch die Lufteinlassöffnungen 9a und 9b sind vollständig zu den Kolbentaschen 14a und 14b geöffnet. Über die Lufteinlassöffnungen 9a, 9b wird Luft aus dem Luftkanal 10 über die Kolbentaschen 14a und 14b durch die Überströmfenster 13, 16 in die Überströmkanäle 12 und 15 angesaugt. Die Mündungsöffnungen 71 und 72 sowie die Gemischeinlassöffnung 20 sind vollständig zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 geöffnet. Im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 wird das Gemisch im Brennraum 3 gezündet, wodurch der Kolben 5 in Richtung auf den Kurbelgehäuseinnenraum 29 beschleunigt wird.
-
Beim Abwärtshub des Kolbens 5 wird zunächst die Verbindung der Lufteinlassöffnungen 9a und 9b mit den Kolbentaschen 14a und 14b unterbrochen. Anschließend wird die Verbindung der Überströmfenster 13 und 16 zu den Kolbentaschen 14a und 14b unterbrochen, und die Gemischeinlassöffnung 20 wird geschlossen. Bei weiterem Abwärtshub des Kolbens 5 wird zunächst die Mündungsöffnung 71 und anschließend die Mündungsöffnung 72 vom herabfahrenden Kolben 5 verschlossen. Der Auslass 11 aus dem Brennraum 3 beginnt zu öffnen, wodurch Abgase aus dem Brennraum 3 ausströmen können. Bei weiterem Abwärtshub des Kolbens 5 beginnen die Überströmfenster 13 und 16 zu öffnen. Die zweite Mündungsöffnung 72 ist zu diesem Zeitpunkt bereits vom Kolben 5 geschlossen. Die in den Überströmkanälen 12 und 15 vorgelagerte Luft spült Abgase aus dem Brennraum 3 aus. Diese verlassen den Brennraum 3 durch die Auslassöffnung 11.
-
Die zweite Mündungsöffnung 72 ist beim Aufwärtshub des Kolbens 5 vorzugsweise bereits über einen Kurbelwellenwinkel von mindestens 30°, insbesondere mindestens 40° zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 geöffnet, wenn der mindestens eine Überströmkanal 12, 15 mit dem Luftkanal 10 verbunden wird. Dadurch wird sichergestellt, dass über einen ausreichend langen Zeitraum ein ausreichend großer Unterdruck an der ersten Drainageöffnung 73 anliegt, bevor der Unterdruck aus dem Kurbelgehäuseinnenraum 29 an der Luftkanalöffnung 9 anliegt.
-
Die erste Mündungsöffnung 71 ist beim Aufwärtshub des Kolbens 5 vorzugsweise über einen Kurbelwellenwinkel von weniger als 30°, insbesondere weniger als 20° geöffnet, bevor die Gemischeinlassöffnung 20 zum Kurbelgehäuseinnenraum geöffnet wird.
-
Der Querschnitt der Drainagekanäle 51 und 52 ist deutlich kleiner als der Strömungsquerschnitt von Luftkanal 10 und Gemischkanal 21. Vorteilhaft beträgt der Querschnitt der Drainagekanäle 51 und 52 weniger als 20%, insbesondere weniger als 10% des Strömungsquerschnitts des Luftkanals 10 oder des Gemischkanals 21.Aufgrund des kleinen Strömungsquerschnitts sind die Drainagekanäle 51 und 52 insbesondere bei geringen Drehzahlen, beispielsweise im Leerlauf, aktiv. Sich im Luftkanal ansammelnder Kraftstoff kann insbesondere im Leerlauf und bei kaltem Verbrennungsmotor 1 zu unruhigem Lauf bis zum Ausgehen des Verbrennungsmotors 1 führen, da der Kraftstoff über die Überströmkanäle 12 und 15 unmittelbar in den Brennraum 3 gelangt, ohne zuvor im Kurbelgehäuseinnenraum 29 aufbereitet worden zu sein. Bei hohen Drehzahlen erwärmt sich der Verbrennungsmotor 1 schnell, und der Motorlauf ist aufgrund der trägen Massen stabiler, so dass bei hohen Drehzahlen das Abführen von angesammeltem Kraftstoff weniger kritisch ist. Aufgrund der geringen Strömungsquerschnitte sind die Drainagekanäle 51 und 52 bei hohen Drehzahlen weitgehend wirkungslos. Dadurch werden die Steuerzeiten nicht oder nur geringfügig beeinflusst, so dass sich geringe Abgaswerte erreichen lassen.
-
Im Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsflansch 45 ein vergleichsweise massives Bauteil, das bevorzugt aus formstabilem Kunststoff besteht. Auch eine Gestaltung aus Metall, insbesondere aus Leichtmetall, kann vorgesehen sein. In alternativer Gestaltung kann der Verbindungsflansch 45 auch als elastischer, dünnwandiger Verbindungsflansch, vorzugsweise als Verbindungsstutzen aus einem Elastomer oder dgl. gestaltet sein.
-
In alternativer Gestaltung kann vorgesehen sein, dass die erste Mündungsöffnung 71 und die zweite Mündungsöffnung 72 zumindest teilweise, insbesondere vollständig gleichzeitig zum Kurbelgehäuseinnenraum 29 geöffnet sind. In 9 ist mit gestrichelter Linie eine entsprechende alternative Position für eine zweite Mündungsöffnung 72' eingezeichnet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2013/0098325 A1 [0002]
- DE 10143435 A1 [0003]