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Leerlaufbetrieb von Zweitakt-Brennkraftmaschinen Zweitakt-Brennkraftmaschinen,
insbesondere mit Kurbelgehäusepumpe, haben einen als störend empfundenen unregelmäßigen
Leerlauf. Es sind mehrere Kolbenhübe erforderlich, um eine zum Spülen des Zylinders
ausreichende Frischgasmenge zuzuführen und damit im Verbrennungsraum ein zündfähiges
Gemisch herzustellen. Die Zahl der für das Laden des Verbrennungsraumes mit frischer
Ladung notwendigen Kolbenhübe wechselt je nach den Schwingungsverhältnissen in der
Auspuffanlage und den jeweiligen Verbrennungsdrücken im Zylinder dauernd am laufenden
Motor.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt, bei niedrigen Drehzahlen
die Zündung in bestimmten Intervallen auszusetzen. Das kann dadurch erfolgen, daß
außer dem üblichen, bei jeder Kurbelwellenumdrehung wirkenden Unterbrecher ein weiterer,
erst nach zwei oder mehreren Kurbelwellenumdrehungen wirkender Unterbrecher vorgesehen
ist, der beispielsweise von der Kurbelwelle mit dem entsprechenden Untersetzungsverhältnis
angetrieben wird. Mit dem Drosselklappengestänge kann ein Schalter verbunden sein,
der bei Verstellung der Drosselklappe auf Leerlauf die Verbindung des erstgenannten
Unterbrechers mit der Zündkerze aufhebt und deren Verbindung mit dem zweitgenannten
Unterbrecher herstellt. Eine derartige Vorrichtung ergibt zwar regelmäßige, aber
verhältnismäßig laute und daher ebenfalls als störend empfundene Verbrennungsimpulse.
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Es ist weiterhin bekannt, daß das Drosselorgan, das bei einem üblichen
Vergaser das Ansaugen des Brennstoffes aus einer Hauptdüse oder aus einem Leerlaufkanal
reguliert, in der Schließstellung bei Überschreiten der Leerlaufdrehzahl des Motors
das Ansaugen des Brennstoffes und auch der Luft verhindert, aber beim Erreichen
der Leerlaufdrehzahl freigibt. Zu diesem Zweck wurde vorzugsweise eine elektromagnetische
Steuerung des Drosselorgans verwendet.
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Es ist auch bekannt, das Kraftstoffluftgemisch für alle Belastungszustände
der Brennkraftmaschine, also auch das Leerlaufgemisch, unmittelbar in den Überströmkanal
einzubringen. Dies bringt im Leerlaufbetrieb erhebliche Vorteile. Im Leerlauf wird
infolge des guten mechanischen Wirkungsgrades von schlitzgesteuerten Zweitakt-Brennkraftmaschinen
nur eine geringe Menge Luftbrennstoffgemisch benötigt. Diese kann sich bei üblichem
Anschluß der Vergaser an die Kurbelkammer vom Einströmen in die Kurbelkammerpumpe
bis zum Ausströmen über den Überströmkanal auf das gesamte, verhältnismäßig großvolumige
Innere der Kurbelkastenpumpe verteilen. Vom Einlaßschlitz legt die frische Ladung
im Leerlauf einen verhältnismäßig großen, jeweils von Schwingungen, dem Pleuel und
den Hubscheiben verschiedenartig beeinflußten Weg zurück. Wenn von einer vorangegangenen
Verbrennung im Zylinder noch größere Mengen Abgas in der Kurbelkastenpumpe sind,
kann leicht während mehrerer Hübe nur überwiegend Abgas, also keine zündfähige Ladung
in den Zylinder gepumpt werden, bis wieder genügend frisches Gemisch in den Überströmkanal
gelangt und eine Verbrennung erzeugt. Durch die Einbringung des Brennstoffluftgemisches
unmittelbar in den Überströmkanal werden diese Nachteile im Leerlaufbetrieb verhindert.
Die Füllung der Kurbelkammer wird in diesem Falle nur mittelbar zum Ausüben eines
Druckes auf das Leerlaufgemisch im Überströmkanal verwendet. Bei der bekannten Ausführung
erfolgt die Einführung des Gemisches in den Überströmkanal während des ganzen Betriebsbereiches,
so daß ein entsprechend großer Zuführungskanal vorgesehen sein muß.
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Dazu sind in einer Ausführung vorzugsweise Membranventile an der Innenwand
des Überströmkanals angeordnet. In einer anderen Ausführung ist die Düse des Vergasers
im Überströmkanal und zur Gemischdurchwirbelung ein vom Luftstrom angetriebenes
Schaufelrad angebracht. Membranventile im Überströmkanal eignen sich für einfache
Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Brennstoffölgemischschmierung nicht, die mit geringstmöglichen
Wartungsarbeiten instand zu halten sind, weil die zu Beginn des Ladungswechsels
in die Überströmkanäle zurückschlagenden Abgase einen ölkohleansatz an den Membranventilen
erzeugen, wodurch ein genaues Öffnen der \Tentile mit der Zeit behindert wird.
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Ebenso ist eine Brennstoffdüse im Überströmkanal dem Zutritt von Ölkohle
mit den zurückschlagenden Abgasen ausgesetzt. Sie wird infolgedessen im Querschnitt
durch den Ölkohleansatz verkleinert. Daran kann auch ein vom Luftstrom angetriebenes
Schaufelrad nichts ändern. Die Größe des Schaufelraddurchmessers
ist
durch den Querschnitt des überströmkanals eingeschränkt. Außerdem wirkt nur über
einen geringen Teil jeder Kurbelwellenumdrehung der Luftstrom in positivem Sinne
auf das Schaufelrad. Vorher wirkt das Abgas zunächst in negativem Drehsinne auf
das Schaufelrad. Ungefähr über zwei Drittel jeder Kurbelwellenumdrehung ist der
Überströmkanal geschlossen und daher gar keine Wirkung der hindurchströmenden Luft
auf das Schaufelrad möglich.
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Schließlich ist es bekannt, das Kraftstoffluftgemisch während des
Betriebes über die Kurbelkastenpumpe zu leiten und nur den Brennstoff zum Anlassen
unmittelbar in den Überströmkanal einzubringen. Eine solche Maschine hat also nur
den Vorteil, daß sie schnell anspringt. Auf den eigentlichen Betrieb wirkt sich
die Zuleitung von Brennstoff in den Überströmkanal nicht aus.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, betriebssichere Leerlaufvorrichtung
zu schaffen.
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Die Erfindung geht aus von einer gemischverdichteten, schlitzgesteuerten
Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzündung, mit Kurbelkastenpumpe, mit
einem Überströmkanal zwischen Kurbelkasten und Zylinder und mit einem Vergaser vor
dem Kurbelkastenpumpeneinlaß. Das Neue besteht darin, daß der Überströmlcanal unmittelbar
mit dem Leerlaufsystem des Vergasers verbunden ist, so daß - wie an sich bekannt
- Kraftstoffluftgemisch unter Umgehung des Kurbelkastens unmittelbar in den Überströmkanal
gesaugt wird.
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Dadurch, daß nur das Leerlaufgemisch unmittelbar in den Überströmkanal
gebracht wird, ergeben sich die Vorteile, daß die Maschine bei den anderen Betriebszuständen
die gleichen Laufeigenschaften hat ,v ie bekannte, schlitzgesteuerte Zweitakt-Brennkraftmaschinen
mit Kurbelkastenpumpe und daß der Zufuhrkanal für das Leerlaufgemisch so eng ausgeführt
werden kann, daß keine störenden Schwingungen entstehen können.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der Überströmkanal
auch mit dem Startvergaser unmittelbar verbunden ist. Dadurch wird der Vorteil des
gleichmäßigen Leerlaufs mit dem schnellen Anspringen in einfacher Weise verbunden.
In einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung wird die Verbindung mit dem
Überströmkanal durch einen an sich bekannten Kanal im Motorkolben gesteuert.
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Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den
Abb. 1 bis 4 hervor.
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Abb. 1 zeigt einen Teilschnitt (nach Linie I- I der Abb. 2)
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem die frische Ladung im Leerlauf
durch ein vom Unterdruck im überströmIcanal gesteuertes Ventil angesaugt wird, Abb.2
einen Teilquerschnitt durch den Zylinderblock und der Leerlaufvorrichtung nach Linie
II-II der Abb. 1, Abb.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel in einer Schnittzeichnung
(Schnitt nach Linie III-III. der Abb. 4), bei dem frische Ladung im Leerlaufbetrieb
durch einen Kanal im Kolben zum Überströmkanal geführt wird, Abb. 4 einen Querschnitt
durch den Zylinderblock mit Kolben nach Linie IV-IV der Abb. 3.
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Im Zylinderkörper 1 eines im Leerlauf arbeitenden Dreizylindermotors
(Abb. 1) hat der Kolben 2 den oberen Totpunkt erreicht und die Saugöffnung 3 freigegeben.
Da in dem nicht dargestellten Vergaser die Drosselklappe geschlossen ist, kann durch
die .Saugöffnung 3 kein Brennstoffluftgemisch in den unteren Teil 4 des Zylinders
und die nicht dargestellte Kurbelkammer strömen Der sich infolgedessen ausbildende
Unterdruck öffnet über den Überströmkanal5 ein Ventil 6 in dem Ventilgehäuse 7.
Das Ventilgehäuse 7 ist am Zylinderkörper 1 verschraubt und mit einer Dichtung 8
abgedichtet.
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Es trägt eine Rändelschraube 9, die gegen den Druck einer Feder 10
verstellbar ist und dabei mit ihrem nadelartigen Fortsatz 11 den Querschnitt des
Zuleitungskanals 12 verändert. Dem Ventil 6 wird, zusätzlich zur Aufbereitung des
Gemisches im Vergaser regelbar durch die Rändelschraube 9, das für den L eerlaufbetrieb
notwendige Brennstoffluftgemisch aus einer Leitung 13 zugeführt. Bei einem Dreizylindermotor
sind jedem Zylinder bzw. Überströmkanal 5 je ein Ventilgehäuse 7 zugeordnet. Die
Leitungen 13 werden von einer nicht dargestellten, gemeinsam hinter dem Leerlaufdüsensystem
angebrachten Verteilerkammer bei geschlossener Drosselklappe gespeist. Das im Leerlaufbetrieb
der Brennkraftmaschine über die Zuleitung 13 und das Ventilgehäuse 7 zugeführte
Brennstoffluftgemisch füllt den überströmkanal 5 an. Der zweite Überströmkanal 14
braucht nicht mit einem weiteren Ventilgehäuse 7 versehen sein. Bei der Abwärtsbewegung
verdichtet der Kolben den Inhalt der Kurbelkammer und des Überströmkanals 5, bis
die obere Kante des Kolbens 2 den oberen Schlitz des Überströmkanals 5 frei gibt.
Dann schiebt der Inhalt der Kurbelkammer mit Sicherheit die frische Ladung aus dem
Überströmkanal 5 in den Verbrennungsraum. Das auf diese Weise regelmäßig und ohne
den Umweg über die Kurbelkammer und den Zylinder 4 in den Verbrennungsraum gelangte
Brennstoffluftgemisch reicht gerade zu einer so starken Verbrennung aus, daß die
Brennkraftmaschine einen. ruhigen gleichmäßigen, verhältnismäßig leisen Leerlauf
hat. Die Abb. 1 und 2 zeigen, daß an einer üblichen Zweitakt-Brennkraftmaschine
ohne besonderen Aufwand durch dieses einfache und leicht zugängliche Mittel eine
betriebssichere Leerlaufeinrichtung geschaffen werden kann.
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Es ist auch eine weitere einfache Ausführungsform des Erfindungsgedankens
möglich (Abb.3 und 4). Dabei wird das Brennstoffluftgemisch nur für den Leerlaufbetrieb
durch einen Kanal 1,5, der z. B. oberhalb der Saugleitung 16 liegt, über eine nicht
dargestellte Leitung aus dem Leerlauf-Regelsystem des Vergasers zugeführt. Wenn
der Kolben sich dem oberen Totpunkt nähert, entsteht im unteren Teil des Zylinders
17 und in der nicht dargestellten Kurbelkammerpumpe Unterdruck. Dieser wird nicht
zum Ansaugen von Brennstoffluftgemisch über den Kanal 16 benutzt. Die nicht dargestellte
Drosselklappe oder Drosselschieber im Vergaser ist geschlossen.. Da sich aber der
Kanal 18 mit dem Kolben 19 kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes mit der Öffnung
20 mit der entsprechenden Öffnung des Kanals 15 und mit seiner anderen Öffnung 21
mit dem oberen Fenster des Überströmkanals 22 deckt, wird dieser über den Kanal
15, 18 mit Brennstoffluftgemisch gefüllt. Beim Abwärtsgehen des Kolbens entsteht
ein geringer Überdruck in der Kurbelkammer, und das Brennstoffluftgemisch wird -
wie oben beschrieben - aus dem Überströmkana122 in den Verbrennungsraum gedrückt.
Die Leitung 13 bzw. der Kanal 15 ist vorteilhafterweise zugleich mit dem Startvergaser
verbunden, In Betriebszuständen, z. B. beim Anlassen bei großer Kälte, in denen
die Brennkraftmaschine nur langsam vom Andrehmotor bewegt wird, ist es für ein schnelles
Anspringen
sehr günstig, wenn das Brennstoffluftgemisch unmittelbar über die Überströmkanäle
in den Verbrennungsraum gelangt. Es werden beim Andrehen der kalten Brennkraftmaschine
dabei die Umdrehungen gespart, die sonst notwendig sind, erst das Kurbelgehäuse
mit Brennstoffluftgemisch zu füllen. Der Andrehmotor und der Sammler werden geschont.
Da es erfindungsgemäß möglich ist, eine sehr genau bemessene Menge Gemisch mit Sicherheit
regelmäßig ohne den Umweg über das großräumige Kurbelgehäuse dem Verbrennungsraum
zuzuführen, hat eine derartige Brennkraftmaschine einen regelmäßigen, leisen Leerlauf,
besonders gute Starteigenschaften und in den anderen Betriebszuständen, bei denen
das ßrennstoffluftgemisch über den Saugschlitz 23 einströmt, die gleichen Laufeigenschaften
wie bekannte schlitzgesteuerte Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und
Kurbelgehäusepumpe.