DE4011140C2 - Zweitaktbrennkraftmaschine mit gemischfreier Spülung, regelbarer Ein- und Auslaßvorrichtung, sowie hubwellenfreier Kraftübertragung, in Zweizylinderbauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweitaktbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung soll Verbesserungen bei Zweitaktbrennkraftmaschinen, hinsichtlich Aufbau, Steuerung und Abgasverhalten erbringen.

Es sind Einrichtungen bekannt, mit zum Teil gleicher Aufgabenstel­ lung. Zu kennen sind: DE 38 31 878 C2, und DE-PS 756 163.

Bei den genannten Einrichtungen ist die Regelbarkeit bei Einlaß und Auslaß nicht gegeben.

Es sind weitere Einrichtungen für die Steuerbarkeit bei Zweitakt­ brennkraftmaschinen bekannt: für den Einlaßbereich, Drehschieber und Membraneneinlaß. Für den Auslaßbereich, Yamaha Power-Valve­ system, mit der Möglichkeit einer Verschiebung der Oberkante des Auslaßkanals, mittels einer halbierten Walze. Weiterhin Flach­ schieberausführungen und veränderliche Resonanzkammer.

Gemischfreies Spülen wird mittels Stufenkolben erreicht, bekannt bei DE-PS 756 163. Die hubwellenfreie Kraftübertragung erfolgt vorteilhaft mit der Kurvenmechanik, wie bekannt bei DE 38 31 878 C2.

Die genannten Einrichtungen tragen bei den Steuerungsvorgängen in Bezug auf Einlaß und Auslaß nur bedingt zur Verbesserung bei. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Gaswechselvorgang die Spülung gemischfrei durchzuführen, sowie im Überström- und Auslaßbereich, drehzahlabhängig zu steuern, die Triebwerksgestal­ tung mit der hubwellenfreien Kraftübertragung, zum Vorteil eines fast unwuchtfreien Rundlauf zu nutzen, den Schadstoffanteil bei Zweitaktbrennkraftmaschinen zuverringern.

Die liegende Zweizylinderbauweise zeigt die Möglichkeit auf für die Anwendung einer Mehrzylinderbauweise. Das zentrale Triebwerk soll für verschiedene Zylindergrößen genutzt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Spülvorgang wird ohne Kraftstoffluftgemisch, also nur mit Spülluft durchgeführt. Die äußere Gemischbildung wird ohne Spülverlust dem Zylinder zugeführt. Ein drehzahlabhängiger Regler bewirkt ein Verdrehen des Stufenkolbens, welcher an seiner Stirnseite mit Steuer­ kanten versehen, Öffnungsgröße der Überström bzw. des Auslaß- Schlitzes steuert.

Eine eigenständige Schmierstoffversorgung mittels Druckumlauf ersetzt eine Gemischschmierung, dadurch ist der Einsatz eines Katalysators möglich.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß eine gute Zylinderfüllung durch das Verhindern von Abströmung von Frischgas, und durch die Regelbarkeit beim Überström- und Auslaßvorgang, leistungssteigernd, sowie eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs die Folge sind. Das Schadstoffverhalten wird positiv beeinflußt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnungen dar­ gestellt, und wird im folgenden beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt A-B, durch den in Fig. 3 Ansicht Y angezeig­ ten Schnittverlauf.

Fig. 2 Den Schnitt C-D, durch den in Fig. 3 Ansicht Y angezeig­ ten Schnittverlauf.

Fig. 3 die Ansicht Y in Fig. 1 angezeigt.

Fig. 4 die Ansicht X in Fig. 2 angezeigt.

Fig. 5 den Regelvorgang.

Fig. 6 die Gemischaufbereitung.

Fig. 7 u. 8 Steuerschaubild und Kurvenabwicklung

Fig. 1 u. 2 zeigen ein fast identisches Bild, und werden daher wie folgt beschrieben:

Im Gehäuse(1) befindet sich das zentrale Triebwerk, bestehend aus den geteilten Kurvenbahnen (4), dem Schwungring (5), dem Über­ tragungsbolzen (6) mit den Gleitstücken (12) und dem Führungslager 70 (7). (7) gleitet kugelgeführt, und durch Kolbenstange (18) bewegt in dem Schwungring (5), welcher in den Deckeln (2 u. 3) ge­ lagert ist. Die Kolbenstange (18) ist mit Axial-Rillenkugel­ lager und Dämpfungsscheiben gestützt, drehbar im Führungsla­ ger (7) angeordnet. In den Gleitstücken (12) befinden sich Däm­ pfungsringe, die beim Hubwechsel wirksam werden. Hubbewegung wird in den Kurvenbahnen (4) in Drehbewegung umgesetzt, diese sodann vom Schwungring (5) übernommen, und nach Außen mit ei­ nem Zentralstirnrad (29) auf die Zahnradwelle (28) übertragen. Die Hubbewegung wird durch Verbrennung und Expansion in einem Zylinder hervorgerufen. Der Zylinder setzt sich zusammen aus dem Zylindergehäuse (13), der Zylinderlaufbuchse (14), dem Zy­ lindergehäuse (15), dem Zylinderdeckel (16). Im Zylinderinnern befindet sich der Stufenkolben (17). Der am Schwungring (5) an­ gebrachte Fliehkraftregler (33) in Fig. 4, dreht mittels einer Rücklaufsperre (70) in (33), in Verbindung mit einer Übertra­ gungsbuchse (27), unter Mitnahme der Kolbenstange (18), den Stufenkolben (17). Stufenkolben (17) ist an der Stirnseite mit Steuerkanten versehen Fig. 5, diese verändern die Öffnungen der Kanäle im Zylinder. Der Regelbereich wird durch den Füh­ rungsanschlag (20) in dem Zylindergehäuse (13) begrenzt. Die Wirkungsweise ist folgende: der Stufenkolben (17) mit unter­ schiedlichen Durchmessern ausgeführt Fig. 6, in der ebenfalls gestuften Zylinderlaufbuchse (14) bewegt sich zum Beispiel von dem oberen Totpunkt (OT) zum unteren Totpunkt (UT) und be­ wirkt dabei mit der großen Stufe das Ansaugen eines Kraft­ stoffluftgemisches aus einem Vergaser über Saugventil (24) und gleichzeitig wird die bereits über Saugventil (23) angesaugte Spülluft, durch Überströmkanäle in den Zylinder geführt. Bei der Bewegung von UT nach OT, wird das angesaugte Gemisch durch Kanäle in der Zylinderlaufbuchse (14), geführt und vorverdich­ tet, um nach dem Schließen der Auslaßöffnung im Zylinder, über einstellbare Einblasventile (25) in den Verdichtungsraum zu ge­ langen. Der Arbeitskolben, in Form des kleinen Durchmessers, verdichtet das Gemisch, es erfolgt Zündung und Hub.

Die Gestaltung der geteilten Kurvenbahnen (4) bestimmt die An­ zahl der Arbeitstakte. Die im Ausführungsbeispiel auf gezeigte Zweitaktbrennkraftmaschine vollzieht im Verbund pro Umdrehung vier Arbeitstakte.

Desweiteren ist das Beispiel mit einem eigenständigen Schmier­ system versehen und bedarf daher keiner Gemischschmierung. Eine Zahnradölpumpe (34) am Gehäuse (1), befördert das Schmier­ mittel durch die mit Vor- und Rücklaufkanal versehende Kolben­ stange (18) in den Stufenkolben (17). Über Verteilerbohrungen gelangt das Schmiermittel zu einem in einer Ringnute des Stu­ fenkolben (17) befindlichen Schmierring. Das Schmiermittel be­ findet sich in einem ständigem Umlauf.

Die Wirkung der Verstellbarkeit des Stufenkolben (17), drehbar und drehzahlabhängig, über den Fliehkraftregler (33) läßt sich im folgenden erklären: Die Schrägsteuerkante an der Kolben­ stirnseite (17) verändert die Öffnungsgröße der Überström und Auslaßkanäle. Dieser Vorgang nimmt Einfluß auf Füllung und Entleerung der Zylinder.

Bei dem auf gezeigten Beispiel sind zwei eigenständige Brenn­ kraftmaschinen mittels Zahnräder (29) und einer Zahnradwelle (28) zu einem Verbund vereinigt, wobei beide zentralen Trieb­ werke in einem Gehäuse (1) angeordnet sind. Es sind auch Ein­ zylinderausführungen funktionsfähig.

Claims (6)

1. Zweitaktbrennkraftmaschine mit gemischfreier Spülung, regelba­ rer Ein- und Auslaßvorrichtung, hubwellenfreier Kraftübertragung, in liegender Zweizylinderbauweise, für Antriebszwecke, insbesondere Kraftfahrzeuge, sowie Flug- und Stationärbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Ein- und Auslaßvorrich­ tung in der Form gestaltet ist, daß ein Fliehkraftregler (33), drehzahlabhängig, eine Kolbenstange (18) mit Stufenkolben (17), pendelartig, in einem vorgegebenen Bereich bewegt, die an der Stirnseite des kleineren Durchmesser vom Stufenkolben (17) ange­ brachten Schrägkanten bewirken beim Überlaufen der Kanäle in der Zylinderlaufbuchse (14) veränderbare Steuerzeiten, in Bezug auf den Ladungswechsel, bei entsprechender Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine, der Stufenkolben (17) mit dem größeren Durchmesser saugt über Ventil (23) Frischluft für den Spülvorgang in das Zy­ lindergehäuse (13), um diese dem Brennraum zuzuführen, mit der inneren Seite des Stufenkolben (17) wird gleichzeitig aus einem Vergaser ein Kraftstoffluftgemisch über Ventil (24), durch kleine Kanäle in der Zylinderlaufbuchse (14), mit Vordruck mittels Einblasventile (26) dem Brennraum zugeführt.

2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Umsetzung von Hub in Drehbewegung über eine vorgege­ bene Kurvenbahn (4) in Verbindung mit den Übertragungsteilen (5, 6, 7, 12) erfolgt.

3. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzei­ chnet, daß für eine Grundeinstellung der am Stufenkolben (17) be­ findlichen Schrägkanten zu den Kanälen in der Zylinderlaufbuchse (14), ein an der Kolbenstange (18) befindlicher Führungsanschlag (20), in Führungsstiften gleitend, mit Freiraum für die Pendelbe­ wegung angebracht ist.

4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Zahnradschmierölpumpe (34) am Gehäuse (1) befindlich, durch Stirnrad (30) und Antriebswelle (34, ist ein Pumpenteil) betrieben wird.

5. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Zündstromverteiler (o. Nr.) am Gehäuseteil (1) befind­ lich, durch Stirnrad (31) und Antriebswelle (75) verbunden ist.

6. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß über Zentralstirnräder (29), im Verbund mit Zahnradwelle (28) die Arbeit bzw. Leistungsabgabe erfolgt.