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Regelung für Zweitakt-Brennkraftmaschinen Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf Zweitakt-Brennkraftmaschinen im Ottoverfahren mit Benzineinspritzung
und Kerzenzündung, denen die Spülluft durch ein Schleudergebläse geliefert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das richtige Mischungsverhältnis
der Zylinderladung, d. h. das richtige Verhältnis von Luft und Kraftstoff für den
Zylinder, einzustellen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unabhängig
von der Drehzahl jeder Kraftstoffmenge, die in den "Zylinder eingespritzt wird,
eine bestimmte im Zylinder verbleibende Luftmenge dadurch zugeordnet wird, daß dabei
auch eine ganz bestimmte Spülluftmenge dem Zylinder insgesamt zugeführt wird, von
der die für das Mischungsverhältnis richtige Luftmenge im Zylinder verbleibt. Es
wird deshalb vorgeschlagen, vom Bedienungshebel aus sowohl die in den Zylinder,
eingeführte Kraftstoffmenge durch Verstellen des Regelorgans der Kraftstoffpumpe
als auch gleichzeitig die Spülluftmenge durch Verstellen eines Regelorgans in der
Saug- oder Druckleitung des Schleudergebläses einzuregeln, so daß jeder Bedienungshebelstellung
eine bestimmte Stellung des Kraftstoffregelorgans und des Spülluftregelorgans entspricht.
Damit entspricht jeder Bedienungshebelstellung praktisch auch eine bestimmte Motorbelastung,
d. h. eine bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge und eine bestimmte im Zylinder verbleibende
Luftmenge. Damit ist gewährleistet, daß der bei jeder Umdrehung im Zylinder zur
Verbrennung verbleibendeSpülluftteil zu dem dazu eingespritzten Kraftstoff im gewünschten
Verhältnis
bleibt. Diese Art der Mischungsregelung ist neu gegenüber der bei Vergasermotoren
üblichen, bei welcher das Verhältnis des Spülluftgewichtes pro Umdrehung zum Kraftstoffgewicht
pro Umdrehung im ganzen Bereich etwa konstant bleiben muß, damit der im Zylinder
verbleibende Spülluftteil und der darin enthaltene Kraftstoff das gewünschte Verhältnis
bilden.
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Der erfindungsgemäßen, gekoppelten Betätigung der Einstellorgane für
Spülluft und Kraftstoff liegen weiter folgende Gedanken zugrunde: Verwendet man
zur Spülung von Zweitaktmotoren dynamische Gebläse, d. h. Schleudergebläse, so entspricht
jeder Stellung des Drosselorgans, das der Einstellung der zum Zylinder strömenden
Spülluftmenge dient, nahezu unabhängig von der Drehzahl auch ein bestimmter Luftaufwand.
Hierbei ist unter Luftaufwand das Verhältnis des pro Umdrehung vom Gebläse angesaugten
Luftvolumens (vom Druck und Temperaturzustand der Außenatmosphäre) zum Hubvolumen
des Motors verstanden.
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Nun nimmt zwar erfahrungsgemäß bei konstantem Luftaufwand und steigender
Drehzahl der Liefergrad, d. h. das im Zylinder zur Verbrennung verbleibende Luftvolumen
pro Umdrehung zum aufgewendeten Gesamtluftvolumen pro Umdrehung zu, aber diese Verschiebung
ist in den Grenzen des üblichen Anwendungsbereiches relativ gering, so daß es nach
den Gedanken der Erfindung möglich ist, jedem Luftaufwand eine gewisse, von der
Drehzahl nahezu unabhängige Kraftstoffmenge pro Umdrehung zuzuordnen. Dies wird
aber praktisch durch die vorliegende Erfindung erreicht, indem das Drosselorgan
der Spülluft und die Regelstange des Kraftstoffes in festem Bewegungsverhältnis
zueinander stehen.
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Dabei ist eine Abstimmung des Kraftstoffeinspritzsystems, sofern erwünscht,
durch bekannte Mittel derart vorzunehmen, daß dadurch die Unterschiede des Luftliefergrades,
also der zur Verbrennung gelangenden Luft in Abhängigkeit von der Drehzahl durch
passende Drehzahlabhängigkeit der Einspritzmenge ausgeglichen werden.
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Auch die Ausbildung des Drosselorgans der Spülluft selbst gestattet
in geringen Grenzen eine Korrektur des Drehzahleinflusses.
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Durch die vorliegende Erfindung ist also eine Anordnung zur Regelung
des Gemisches gefunden worden, die sich durch besondere Einfachheit auszeichnet.
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Die Abbildung zeigt einen Querschnitt eines solchen Zweitakt-Ottomotors
durch den Arbeitszylinder und das Kreiselspülgebläse. Der Arbeitszylinder ist hier
mit Spül- und Auslaßkanälen versehen, die durch den Arbeitskolben gesteuert werden.
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In der Abbildung ist a der Arbeitszylinder, b der Arbeitskolben, c
die Pleuelstange, d der Kurbelzapfen, e die Zündkerze, f ein Spülkanal
und g ein Auslaßkanal. h ist die Kraftstoffeinspritzpumpe, i die Einspritzdruckleitung
und k die Einspritzdüse. l ist das Gehäuse des Kreiselspülgebläses,
m das Gebläselaufrad, n. die Gebläsewelle und o das Gebläseritzel, das hier
als Kegelrad ausgebildet ist und von einem Kegelrad der Kurbelwelle mit starker
Übersetzung angetrieben wird. p ist die Spülluftdruckleitung, von der aus die Spülluft
zu den Spülkanälen f strömt.
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Der Arbeitszylinder ist hier mit Umkehrspülung ausgebildet, bei der
die Spülkanäle zu beiden Seiten neben den Auslaßkanälen liegen und die Spülluft
auf die den Auslaßkanälen gegenüberliegende Zylinderwand richten, wo sie als Umkehr-Spülströmung
nach dem Zylinderkopf zu umgelenkt wird und zu den Auslaßkanälen strömt. Die Umkehrspülströmung
ist durch einen Pfeil dargestellt.
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q ist die Saugleitung des Gebläses und r eine Saugdrosselklappe.
s ist das Gestänge, mit dem die Drosselklappe vom Bedienungshebel t betätigt wird.
Der Bedienungshebel ist in der Stopp- bzw. Leerlaufstellung gezeichnet. x ist ein
ebenfalls vom Bedienungshebel betätigtes Gestänge, das den Nocken w verdreht. u
ist die Regelstange der Einspritzpumpe, die hier als Stößel ausgebildet ist. Sie
wird vom Nocken w entgegen der Kraft der Stößelfeder v bewegt.
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Bei der vollgezeichneten linken Leerlaufstellung des Bedienungshebels
ist die Drosselklappe r nahezu geschlossen und die Regelstangeu in ihrer linken
Leerlaufstellung. Es wird dabei für den Leerlaufbetrieb bei jeder Umdrehung des
Motors nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt und nur eine geringe Spülluftmenge
in den Arbeitszylinder infolge dieser Drosselung gefördert.
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Bei der gestrichelt gezeichneten rechten Vollaststellung, des Bedienungshebels
wird die Saugdrosselklappe r des Spülgebläses ganz geöffnet, so daß die volle Spülluftmenge
in den Zylinder gefördert wird, und es wird der Nocken w so verdreht, daß er die
Regelstange u der Einspritzpumpe in ihre rechte Vollaststellung schiebt, so daß
auch eine erhöhte Kraftstoffmenge in den Zylinder eingespritzt wird. Dabei ist der
Nocken so ausgelegt, daß erfindungsgemäß der Bedienungshebel, ausgehend von irgendeinem
Drehmoment, bei steigendem Drehmoment ein wachsendes Verhältnis und bei fallendem
Drehmoment ein abnehmendes Verhältnis des Spülluftgewichtes pro Umdrehung zum Kraftstoff
einstellt.
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Anstatt einer Gestängeverbindung vom Bedienungshebel zu der Regelstange
und zu der Drosselklappe kann auch eine Gestängeverbindung von der Regelstange zu
der Drosselklappe angeordnet werden, wobei von der Drosselklappe aus ein Gestänge
zu der Regelstange der Kraftstoffeinspritzpumpe geführt wird.
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An Stelle des einen Nockens zur Bewegung. der Kraftstoffregelstange
kann auch ein zweiter Kokken zur Betätigung der Drosselklappe angewendet werden,
oder es kann der Nocken an der Regelstange der Einspritzpumpe in Wegfall kommen
und nur ein Nocken zur Betätigung der Drosselklappe angebracht werden, wobei dann
der Bedienungshebel die Regelstange der Einspritzpumpe direkt betätigt.
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Statt einer Saugdrosselklappe kann auch eine Druckdrosselklappe am
Kreiselspülgebläse oder
eine Druckdrosselklappe in der Auspuffleitung
des Motors angeordnet werden.
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Anstatt der Drosselklappe kann auch ein anderes Drosselorgan, wie
z. B. ein Schieber, zur Einstellung der Spülluft verwendet werden.
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Die gesonderte Einführung des Kraftstoffes in den Zylinder und dessen
Zerstäubung kann auf verschiedene Weise erfolgen, wie z. B. mit Plungereinspritzpumpen
und Einspritzdüsen oder mit regelbaren Zahnradpumpen oder mit Hilfe von Druckluft,
ähnlich wie bei Dieselmotoren mit Einblaseluftpumpen.