DE4304892C2 - Diaphragm controlled two-stroke engine with round, elliptical or elongated hole diaphragm shape - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweitakt-Motor mit Einlaß-Membransteuerung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 bis 6 näher bezeichneten Art.The invention relates to a two-stroke engine Inlet diaphragm control in the generic term of Claims 1 to 6 specified Art.

Es ist bekannt, daß der nutzbare Drehzahlbereich von Zweitakt- Verbrennungsmotoren mittels einer Membrane vergrößert werden kann, da hier eine selbsttätige Schließung erfolgt, sobald aus der Saugwirkung im Kurbelgehäuse beim Niedergang des Kolbens ein Gegendruck entsteht. Dadurch wird das bei kolbengesteuerten Einlässen übliche "Zurückblasen" des Kraftstoffgemisches unterbunden. Hinzu kommt, daß die Membrane besser auf unterschied­ liche Drehzahlen reagieren kann, d. h. bei niedrigen Drehzahlen zwangsläufig kürzere Steuerzeiten auftreten als bei hohen.It is known that the usable speed range of two-stroke Internal combustion engines can be enlarged by means of a membrane, since there is an automatic closure as soon as out of Suction in the crankcase when the piston falls Back pressure arises. This will be the case with piston-controlled Inlets usual "blow back" of the fuel mixture prevented. In addition, the membrane made a better distinction speeds can react, d. H. at low speeds inevitably shorter tax times occur than with high ones.

Es ist ferner bekannt, daß die Membrane einen relativ kleinen Öffnungsquerschnitt hat und bedingt durch ihre rechteckige Form einen hohen Durchflußwiderstand. Dieser ergibt sich dadurch, daß zunächst der in der Regel kreisrunde Vergaser durchströmt wird, wobei das Gemisch anschließend zusammengedrückt und seitlich weggedrückt wird. Der gesamte rechteckige Querschnitt wird dadurch wahrscheinlich nicht voll ausgenutzt, weil das Gemisch gar nicht in die entlegendsten Ecken hinein kann.It is also known that the membrane has a relatively small size Opening cross section has and due to their rectangular Form a high flow resistance. This results from that initially flows through the generally circular carburetor the mixture is then compressed and is pushed sideways. The entire rectangular cross section is probably not being fully exploited because Mixture can not even in the remotest corners.

Dieser Nachteil tritt speziell bei Hochleistungsmotoren mit ständig sich vergrößernden Vergaser-Querschnitten auf. Wenn man, um größere Querschnitte zu erzielen, die Membrane verbreitert, entfernen sich die Seiten immer weiter vom eigentlichen Vergaser­ durchmesser. Die Folge ist, daß der Strömungswiderstand noch weiter anwächst. Aus diesem Grund ist die Membran-Steuerung vom Querschnitt her einem kolben- bzw. drehschiebergesteuertem Einlaßsystem gerade bei Hochleistungs- bzw. Rennmotoren im oberen Drehzahlbereich unterlegen.This disadvantage occurs especially in high-performance engines constantly increasing carburetor cross sections. If, to achieve larger cross sections, the membrane widens, the sides move further and further away from the actual carburetor diameter. The result is that the flow resistance still continues to grow. For this reason the membrane control is from Cross section forth a piston or rotary valve controlled Intake system especially for high-performance or racing engines in the underlay the upper speed range.

Diesen Nachteil will das neue Membran-System ohne Verluste im unterem Drehzahlbereich ausgleichen. Einem runden Kegel wird außen eine beliebige Zahl von Planflächen - mindestens 3 - angefräst. Am gängigsten sind entsprechend der bisherigen Praxis 6 Flächen. Je nach Querschnittsgröße bzw. Breite der Membran­ blätter kann aber auch jede andere Anzahl gewählt werden.The new membrane system wants this disadvantage without losses in the Compensate for the lower speed range. A round cone will any number of plan areas on the outside - at least 3 - milled. The most common are according to previous practice 6 areas. Depending on the cross-sectional size or width of the membrane however, any other number of sheets can also be selected.

Der Vorteil besteht darin, daß sämtliche Membranblätter am äußeren runden Kegel angeordnet werden und dadurch der runde Querschnitt bis kurz vor die Membranöffnungen erhalten bleibt. Im Gegensatz zu der bekannten Ausführung, bei der die Membran­ blätter parallel angeordnet sind und deshalb seitlich parallel verlaufen, verbreitern sich die Membranöffnungen in Richtung Vergaser entsprechend dem größeren Durchmesser des Außenkegels. Die Folge ist ein trapezförmiger Querschnitt, wobei die Mitte der Öffnung als durchschnittliche Breite gerechnet werden kann. Somit ergibt sich insgesamt eine größere Breite und dadurch ein größerer Querschnitt bei gleichem Membranhub.The advantage is that all membrane sheets on outer round cone and thus the round Cross section remains until just before the membrane openings. In contrast to the known version, in which the membrane leaves are arranged in parallel and therefore laterally parallel run, the membrane openings widen in the direction Carburetor according to the larger diameter of the outer cone. The result is a trapezoidal cross-section, with the center of the Opening can be calculated as the average width. This results in a larger width overall and thereby Larger cross-section with the same diaphragm stroke.

Siehe dazu Fig. 1.See Fig. 1.

Falls aus Platzgründen, z. B. bei 2 eng nebeneinander liegenden Zylindern, eine kreisrunde Ausführung nicht möglich ist, kann auch eine elliptische bzw. langlochähnliche Form gewählt werden. Diese Versionen sind aber nicht so strömungsgünstig und schwieriger herstellbar. Günstiger wäre bei Platzmangel, bei der kreisrunden Version 1 oder mehrere Membranblätter entfallen zu lassen und den Membrankörper an dieser Stelle abzuflachen.If for space reasons, e.g. B. close to each other at 2 Cylinders, a circular design is not possible, too an elliptical or slot-like shape can be selected. However, these versions are not as streamlined and more difficult to manufacture. It would be cheaper if there was not enough space circular version 1 or more membrane sheets are no longer required leave and flatten the membrane body at this point.

Ferner wird das Gasgemisch wesentlich besser geführt, da von der Vergaserseite her gesehen ein Gegenkonus vorhanden ist, welcher das Gemisch nach außen, d. h. zu den Öffnungen führt. Das Kraftstoff-Luftgemisch wird nach Austritt aus dem Vergaser bis zum Eintritt in den Kurbelraum enganliegend geführt, was einen Abriß der Strömung vermeidet und somit neben dem runden Querschnitt zum widerstandsarmen Durchströmung beiträgt.Furthermore, the gas mixture is managed much better because of the Seen from the carburetor side there is a cone, which the mixture to the outside, d. H. leads to the openings. The The fuel-air mixture is discharged from the carburetor guided tightly until it enters the crankcase, which avoids a stall of the flow and thus next to the round cross-section contributes to the low-resistance flow.

Der bereits erwähnte innere Gegenkonus ist in Fig. 2 darge­ stellt (1) und kann auf seiner Innenseite zur Anordnung weiterer schmaler Membranen benutzt werden. (2) Hier bieten sich zwei Möglichkeiten: Entweder man ordnet die gleiche Zahl wie bei den außenliegenden Membranen an, d. h. meistens sechs mit einem sehr kleinen Querschnitt, oder man wählt einen größeren Querschnitt (breitere Ausführung), wobei man nur die Hälfte der Membranen, d. h. im vorliegenden Beispiel drei, anordnen kann. Sechs zu breite Membranen würden sich nämlich beim Öffnen nach innen berühren und dadurch gegenseitig behindern. Im erstgenannten Fall könnte man sehr schmale Membranen mit äußerst geringer Öffnungskraft verwenden, die schon bei sehr geringer Drehzahl öffnen. Dadurch ist es unter Umständen möglich, mehr Drehmoment bei sehr niedrigen Drehzahlen zu erzielen. Im zweiten Fall würden die drei breiteren Membranen dazu beitragen, den ohnehin schon großen Querschnitt weiter zu vergrößern.The already mentioned inner counter cone is shown in Fig. 2 Darge ( 1 ) and can be used on the inside for the arrangement of further narrow membranes. ( 2 ) There are two options here: Either you arrange the same number as the outer membranes, usually six with a very small cross-section, or you choose a larger cross-section (wider version), using only half of the membranes, ie three in the present example. Six diaphragms that are too wide would touch each other when opened and thus hinder each other. In the former case, one could use very narrow membranes with extremely low opening force, which open at a very low speed. This may make it possible to achieve more torque at very low speeds. In the second case, the three wider membranes would help to further enlarge the already large cross section.

Wenn die Membranblätter geöffnet sind, bildet sich zwischen diesen und dem Membrangehäuse ein Spalt und somit eine Abrißkante, welche Wirbelbildung bzw. einen Abriß der Strömung verursachen kann. Es wird deshalb vorgeschlagen, diese Spaltbildung durch ein elastisches Verbindungsstück, z. B. aus Gummi, (3) zu vermeiden. Der Einsatz von Membranmaterial als "Gegenmembrane" ist ebenfalls möglich.When the membrane sheets are open, a gap forms between them and the membrane housing and thus a tear-off edge, which can cause eddy formation or a break in the flow. It is therefore proposed that this gap formation by an elastic connector, for. B. made of rubber, ( 3 ) to avoid. The use of membrane material as a "counter membrane" is also possible.

Zweifellos sind die Herstellkosten höher als bei einer herkömmlichen rechteckigen Membrane. Dieser Nachteil ließe sich aber zumindestens teilweise dadurch ausgleichen, daß die Membrane aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt wird. Eine solche Lösung erscheint notwendig, wenn wie bisher üblich der Membrankörper an der Austrittsseite gummiert werden muß und auch am Innenkonus Membranblätter angebracht sind. Nur in diesem Falle läßt sich nämlich eine beidseitige Feinbearbeitung durchführen.The manufacturing costs are undoubtedly higher than for one conventional rectangular membrane. This disadvantage could be overcome but at least partially compensate by the fact that the membrane is composed of individual segments. Such a solution appears necessary if, as previously, the membrane body Rubberized on the exit side and also on the inner cone Membrane sheets are attached. Only in this case can namely perform a double-sided finishing.

Claims (6)

1. Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Einlaß-Membransteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der einzelnen Membranblätter an der Außenseite eines runden Kegels erfolgt, an welchem entsprechende Planflächen angebracht sind.1. Two-stroke internal combustion engine with intake diaphragm control, characterized in that the arrangement of the individual diaphragm blades takes place on the outside of a round cone, on which corresponding plane surfaces are attached. 2. Zweitakt-Motor mit Einlaß-Membransteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Membranblätter auch in Form einer Ellipse erfolgen kann.2. Two-stroke engine with intake diaphragm control, thereby characterized in that the arrangement of the membrane sheets can also take the form of an ellipse. 3. Zweitakt-Motor mit Einlaß-Membran-Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt auch in Form eines Langloches ausgeführt sein kann.3. Two-stroke engine with intake diaphragm control, thereby characterized in that the cross section also in the form of a Elongated hole can be executed. 4. Zweitakt-Motor mit Einlaß-Membransteuerung, nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zusätzlich durch den geometrisch bedingten Innenkonus geführt wird.4. Two-stroke engine with intake diaphragm control, according to claim 1-3, characterized in that the mixture additionally is guided through the geometrically determined inner cone. 5. Zweitakt-Motor mit Einlaß-Membransteuerung, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Innenseite vorhandene Gegenkonus auf der dem Kurbelgehäuse zugewandten Innenseite zur Anbringung weiterer kleiner Membranblätter genutzt wird.5. Two-stroke engine with intake diaphragm control, according to one of the Claims 1 to 4, characterized in that the on the Counter cone on the inside of the crankcase facing inside for attaching further smaller ones Membrane sheets is used. 6. Zweitakt-Motor mit Einlaß-Membransteuerung, nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Öffnen der Membranblätter entstehende Spalt zum Membran­ gehäuse durch ein elastisches Zwischenstück, z. B. aus Gummi, abgedeckt wird.6. Two-stroke engine with intake diaphragm control, according to one of the Claims 1-5, characterized in that the Opening the membrane leaves the gap to the membrane housing by an elastic intermediate piece, for. B. made of rubber, is covered.