DE10063042A1 - Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors - Google Patents
Verfahren zum Betrieb eines ZweitaktmotorsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors in einem tragbaren handgeführten Arbeitsgerät. Der Motor weist einen Zylinder (12) mit einem Brennraum (26) auf, der von einem auf- und abgehenden Kolben (14) begrenzt ist. Der Brennraum weist einen Abgase abführenden Auslaß (28) und einen dem Auslaß (28) etwa gegenüberliegenden Einlaß (30) eines Speicherkanals (34) auf, dessen anderes Ende über eine gesteuerte Endung (38) in das Kurbelgehäuse (18) mündet. Zwischen seinen Enden ist der Speicherkanal (34) mit einer ersten Kraftstoffzufuhreinrichtung (20) eines ersten Kraftstoffpfades verbunden, während das Kurbelgehäuse (18) einen Kurbelgehäuseeinlaß (24) aufweist, der mit einer zweiten Kraftstoffzufuhreinrichtung (19) eines zweiten Kraftstoffpfades verbunden ist. Über eine Beschleunigungseinrichtung (22) wird im Beschleunigungsfall einem oder beiden Kraftstoffpfaden zusätzlicher Kraftstoff zugeführt. Um ein kraftvolles Hochlaufen des Motors im Beschleunigungsfall zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Beschleunigungseinrichtung (22) bei Beschleunigung des Motors in beide Kraftstoffpfade fördert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines
Zweitaktmotors wie es z. B. aus der WO 00/55488 bekannt
ist. Der aus dieser Druckschrift hervorgehende Zweitakt
motor weist zwei Kraftstoffpfade auf, wobei der eine in das
Kurbelgehäuse mündet, während der andere in einen Speicher
kanal speist. Dabei ist die Aufteilung so vorgesehen, daß
im Leerlauffall Kraftstoff z. B. zu einem großen Teil über
das Kurbelgehäuse zugeführt wird, während im Vollastfall im
wesentlichen der gesamte Kraftstoff über den Speicherkanal
zuströmt. Diese Kraftstoffaufteilung führt zu einem
vorteilhaften, ausgewogenen Betriebsverhalten bei guten
Abgaswerten, jedoch wurde in der Praxis ein schlechtes
Hochlaufen des Motors beim Beschleunigen festgestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß ein kraft
volles Beschleunigen des Motors sichergestellt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es wurde festgestellt, daß die ansonsten vorgenommene Auf
teilung der Kraftstoffzufuhr im Falle einer Beschleunigung
zumindest zeitweise zu übersteuern ist, um in jeden der
beiden Kraftstoffpfade eine zusätzliche Kraftstoffmenge zu
fördern. Dies gewährleistet ein störungsfreies Hochlaufen
des Motors im Beschleunigungsfall.
Zweckmäßig werden beim Beschleunigen etwa 30% bis 60%,
insbesondere etwa 40% der zusätzlich zuzuführenden Kraft
stoffmenge in den Kurbelgehäusepfad gefördert. Ein über
wiegender Teil des Kraftstoffs wird so über den Überström
kanal zugeführt und gewährleistet eine gute Füllung des
Brennraums.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der
Speicherkanalpfad über die Leerlaufkammer eines im Kurbel
gehäusepfad angeordneten Vergasers, insbesondere eines
Membranvergasers mit dem Kurbelgehäusepfad verbunden. Die
Beschleunigungseinrichtung fördert zur Anhebung der Kraft
stoffmenge im Speicherkanal in die Leerlaufkammer.
Die Beschleunigungseinrichtung kann von der Druckdifferenz
zwischen dem Kurbelgehäuse und der Regelkammer des Ver
gasers angetrieben sein; eine Ausbildung der Beschleuni
gungseinrichtung als vom Kurbelgehäusedruck gesteuerte
Pumpe ist vorteilhaft.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite
ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der
ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungs
beispiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1A bis 1E in schematischer Darstellung die
Funktionsweise eines Zweitaktmotors,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der
Betriebsweise der Kraftstoffzufuhr in den
Brennraum des Motors,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Kraft
stoffzufuhr bei einem Motor mit Vergaser.
Der in den Fig. 1A bis 1E dargestellte Zweitaktmotor 10 ist
insbesondere als Antriebsmotor in einem tragbaren, hand
geführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, einem
Freischneidegerät, einem Trennschleifer, einem Blasgerät
oder dgl. einsetzbar. Er weist einen Zylinder 12 mit einem
Brennraum 26 auf, der von einem auf- und abgehenden Kolben
18 begrenzt ist. Der Kolben 14 treibt über ein Pleuel 15
eine Kurbelwelle 16 an, die in einem Kurbelgehäuse 18 dreh
bar gelagert ist.
Der Brennraum 26 weist einen Abgase abführenden Auslaß 28
auf. Dem Auslaß etwa gegenüberliegend ist ein Einlaß 30
eines Speicherkanals 34 vorgesehen, dessen zweites Ende
über eine gesteuerte Öffnung 38 in das Kurbelgehäuse 18
mündet.
In dem Zylinder 12 ist ferner ein Kurbelgehäuseeinlaß 24
vorgesehen, der in gleicher Weise wie der Einlaß 30 sowie
die Öffnung 38 des Speicherkanals und der Auslaß 28 vom
Kolbenhemd 40 des Kolbens 14 gesteuert ist.
Zum Betrieb des Verbrennungsmotors ist dem Brennraum 26 ein
Kraftstoff/Luft-Gemisch zuzuführen, was über Kraftstoff
zufuhreinrichtungen 19 und 20 erfolgt. Die Kraftstoff
zufuhreinrichtung 19 speist den Kurbelgehäuseeinlaß 24; die
Kraftstoffzufuhreinrichtung 20 steht mit dem Speicherkanal
34 in Verbindung, wobei die Kraftstoffzufuhreinrichtung 20
vorteilhaft nahe dem Einlaß 30 mit dem Speicherkanal 34
verbunden ist.
Fährt der Kolben 14 aus der oberen Totpunktlage in Pfeil
richtung 3 nach unten, so wird das im Kurbelgehäuse 18 an
gesaugte Gemisch verdichtet und tritt zum Teil in Pfeil
richtung 4 in den Speicherkanal 34 ein. Bei weiterer Ab
wärtsbewegung in Pfeilrichtung 3 werden - bevorzugt etwa
gleichzeitig - der Auslaß 28 und der Einlaß 30 des
Speicherkanals 34 geöffnet. Die Abgase können über den Aus
laß 28 abströmen; eine Abgasdruckwelle tritt in Pfeil
richtung 5 durch den Einlaß 30 in den Speicherkanal 34 ein.
Im Bereich des unteren Totpunktes - Fig. 1C - hat das
Kolbenhemd 40 die dem Kurbelgehäuse 18 zugewandte Öffnung
38 des Speicherkanals 34 verschlossen, so daß die in Pfeil
richtung 5 eingetretene Abgasdruckwelle am Kolbenhemd 40
reflektiert wird und unterstützend das im Speicherkanal 34
vorgelagerte Gemisch durch die Öffnung 30 in den Brennraum
26 drängt. Über den überströmkanal 42 wird das angesaugte
und im Kurbelgehäuse 18 komprimierte Gemisch in den Brenn
raum 26 überströmen und für eine vollständige Füllung des
Brennraums bei gleichzeitigem Verdrängen der Restgase
sorgen.
Fährt der Kolben in Pfeilrichtung 2 (Fig. 1D) wieder in
Richtung oberen Totpunkt, so werden zunächst der Auslaß 28
und der Einlaß 30 des Speicherkanals 34 verschlossen; das
im Brennraum 26 anstehende Gemisch wird verdichtet.
Während der Hubbewegung in Pfeilrichtung 2 gibt das Kolben
hemd 40 die in das Kurbelgehäuse 18 mündende Öffnung 38 des
Speicherkanals frei, so daß dieser in Richtung zum Kurbel
gehäuse 18 druckentlastet wird. Aufgrund des aufwärts
fahrenden Kolbens und des damit im Kurbelgehäuse 18 an
wachsenden Unterdrucks wird über den Speicherkanal 34 und
die erste Kraftstoffzufuhreinrichtung 20 Kraftstoff bzw.
Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Speicherkanal 34 eingesaugt.
Erst wenn das Kolbenhemd 40 den Einlaß 24 freigibt, so wie
dies in Fig. 1E gezeigt ist, wird auch über die zweite
Kraftstoffzufuhreinrichtung 19 Kraftstoff bzw. ein Kraft
stoff/Luft-Gemisch über den Kurbelgehäuseeinlaß 24 in das
Kurbelgehäuse 18 eintreten. Nach der Zündung fährt der
Kolben wieder - wie in Fig. 1A angegeben - in Pfeilrichtung
3 nach unten und die Zyklen wiederholen sich wie be
schrieben.
Um beim Beschleunigen des Motors ein störungsfreies, kraft
volles Hochlaufen zu gewährleisten, wird über eine Be
schleunigungseinrichtung (Fig. 2, 3) zusätzlich Kraftstoff
sowohl in den Kraftstoffpfad der ersten Kraftstoffzufuhr
einrichtung 20 als auch in den Kraftstoffpfad der zweiten
Kraftstoffzufuhreinrichtung 19 gefördert. Dabei wird die
Menge des zusätzlich zu fördernden Kraftstoffs so bemessen,
daß 30% bis 60%, insbesondere etwa 40% der zusätzlich
zuzuführenden Kraftstoffmenge in den Kurbelgehäusepfad ge
fördert wird, also über die zweite Kraftstoffzufuhr
einrichtung 19 dem Motor 10 zur Verfügung gestellt ist. Wie
schematisch in Fig. 2 gezeigt, kann eine Beschleunigungs
einrichtung 22 zusätzlich zu den Kraftstoffzufuhr
einrichtungen 29 Kraftstoff im Kurbelgehäuseeinlaß 24 und
dem Speicherkanal 34 zuführen, wobei bei einer Beschleuni
gung in beiden Kraftstoffpfaden die zugeführte Kraftstoff
menge erhöht wird. Der Zutritt der erhöhten Kraftstoff
mengen in den Brennraum 26 erfolgt - wie zu den Fig. 1A bis
1E beschrieben - über die Einlaßöffnung 30 des Speicher
kanals 34 bzw. über den überströmkanal 42. Dabei können
beide Kraftstoffzufuhreinrichtungen 19 und 20 aus einem ge
meinsamen Kraftstoffspeicher 13 gespeist werden, wie dies
schematisch in Fig. 2 angegeben ist.
Die Beschleunigungseinrichtung kann dabei eine vorzugsweise
vom Kurbelgehäusedruck gesteuerte Pumpe sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Kraftstoff
zufuhreinrichtung ein Vergaser 1 vorgesehen, der bevorzugt
als Membranvergaser ausgebildet ist. Derartige Membran
vergaser sind allgemein bekannt und weisen einen Regelraum
6 auf, der über einen Hauptdüsenpfad 7, über eine Drossel
bohrung 8 und über einen Nebendüsenpfad 9 mit einer Leer
laufkammer 11 verbunden ist. Die Drosselbohrung 8 und die
Leerlaufkammer 11 münden in den Kurbelgehäuseeinlaß 24 des
Kurbelgehäuses 18, wobei das in das Kurbelgehäuse 18 ange
saugte Gemisch über den überströmkanal 42 in den Brennraum
26 überströmt.
Aus dem Regelraum 6 des Vergasers ist der weitere Kraft
stoffpfad zur Kraftstoffzufuhreinrichtung 20 des Speicher
kanals 34 abgezweigt, der in bekannter Weise über die Ein
laßöffnung 30 in den Brennraum 26 mündet. Dabei kann der
weitere Kraftstoffpfad 41 über eine Verbindung mit der
Leerlaufkammer 11 strömungsverbunden sein.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, die Beschleunigungs
einrichtung 22 derart auszugestalten, daß sie einerseits in
die Leerlaufkammer 11 und damit über die Strömungs
verbindung auch in den Speicherkanal 34 fördert und
andererseits in den Drosselpfad 8, der unmittelbar über den
Kurbelgehäuseeinlaß 24 den Brennraum 26 speist. Auf diese
Weise wirkt die Beschleunigungseinrichtung 22 sowohl auf
den Kurbelgehäusepfad als auch auf den Speicherkanalpfad
bezüglich der Kraftstoffzufuhr.
Alternativ kann vorgesehen sein, die Beschleunigungspumpe
22 unmittelbar mit der Drosselbohrung 8 oder dem Speicher
kanal 34 bzw. dem Venturi 20 zu verbinden, so daß eine
direkte Kraftstoffzufuhr sowohl in den Kurbelgehäusepfad
als auch in den Speicherkanalpfad gegeben ist. Dabei ist
die Beschleunigungseinrichtung so vorgesehen, daß beim Be
schleunigen 30% bis 60%, insbesondere etwa 40% der zu
sätzlich zuzuführenden Kraftstoffmenge über den Kurbel
gehäusepfad zugeführt wird, also über das Kurbelgehäuse 24
und den überströmkanal 42.
Zum Antrieb der Beschleunigungseinrichtung 22 kann vorteil
haft die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse 18 und
der Regelkammer 6 des Vergasers 1 ausgenutzt werden.
Claims (7)
1. Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors insbesondere
als Antriebsmotor in einem tragbaren handgeführten
Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, einem Frei
schneidegerät, einem Trennschleifer oder dgl., mit
einem in einem Zylinder (12) ausgebildeten Brennraum
(26), der von einem auf- und abgehenden Kolben (14) be
grenzt ist, und der Kolben (14) über ein Pleuel (15)
eine in einem Kurbelgehäuse (18) drehbar gelagerte
Kurbelwelle (16) antreibt, mit einem Abgase aus dem
Brennraum (26) abführenden Auslaß (28) und einem dem
Auslaß (28) etwa gegenüberliegenden Einlaß (30) eines
Speicherkanals (34), dessen anderes Ende über eine ge
steuerte Öffnung (38) in das Kurbelgehäuse (18) mündet,
wobei der Speicherkanal (34) zwischen seinen Enden mit
einer ersten Kraftstoffzufuhreinrichtung (20) eines
ersten Kraftstoffpfades verbunden ist und das Kurbel
gehäuse (18) einen Kurbelgehäuseeinlaß (24) aufweist,
der mit einer zweiten Kraftstoffzufuhreinrichtung (19)
verbunden ist, mit einem Überströmkanal (42) zwischen
dem Kurbelgehäuse (18) und dem Brennraum (26) und mit
einer Beschleunigungseinrichtung (22), über die im
Beschleunigungsfall einem Kraftstoffpfad zusätzlicher
Kraftstoff zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Beschleunigung des
Motors (10) die Beschleunigungseinrichtung (22) zusätz
lichen Kraftstoff in jeden der beiden Kraftstoffpfade
(19, 20) fördert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs
einrichtung (22) etwa 30% bis 60%, insbesondere etwa
40% der zusätzlich zuzuführenden Kraftstoffmenge in
den Kurbelgehäusepfad fördert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkanalpfad über
die Leerlaufkammer (11) eines im Kurbelgehäusepfad an
geordneten Vergasers (1), insbesondere eines Membran
vergasers mit dem Kurbelgehäusepfad verbunden ist und
die Beschleunigungseinrichtung (22) in die Leerlauf
kammer (11) fördert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs
einrichtung (22) eine vorzugsweise vom Kurbelgehäuse
druck gesteuerte Pumpe ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs
einrichtung (22) von der Druckdifferenz zwischen dem
Kurbelgehäuse (18) und der Regelkammer (6) des Ver
gasers (1) angetrieben ist.
6. Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors insbesondere
als Antriebsmotor in einem tragbaren handgeführten
Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, einem Frei
schneidegerät, einem Trennschleifer oder dgl., mit
einem in einem Zylinder (12) ausgebildeten Brennraum
(26), der von einem auf- und abgehenden Kolben (14) be
grenzt ist, und der Kolben (14) über ein Pleuel (15)
eine in einem Kurbelgehäuse (18) drehbar gelagerte Kur
belwelle (16) antreibt, mit einem Abgase aus dem Brenn
raum (26) abführenden Auslaß (28) und einem dem Auslaß
(28) etwa gegenüberliegenden Einlaß (30) eines Spei
cherkanals (34), dessen anderes Ende über eine ge
steuerte Öffnung (38) in das Kurbelgehäuse (18) mündet,
wobei der Speicherkanal (34) zwischen seinen Enden mit
einer ersten Kraftstoffzufuhreinrichtung (20) eines
ersten Kraftstoffpfades verbunden ist und das Kurbel
gehäuse (18) einen Kurbelgehäuseeinlaß (24) aufweist,
der mit einer zweiten Kraftstoffzufuhreinrichtung (19)
verbunden ist, mit einem Überströmkanal (42) zwischen
dem Kurbelgehäuse (18) und dem Brennraum (26) und mit
einer Beschleunigungseinrichtung (22), über die im Be
schleunigungsfall einem Kraftstoffpfad zusätzlicher
Kraftstoff zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Beschleunigung eine zu
sätzliche Kraftstoffmenge über den Kurbelgehäusepfad
zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Kraftstoffmenge
zur Beschleunigung über den Kurbelgehäusepfad zugeführt
wird.
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