DD271734A1

DD271734A1 - EXHAUST SYSTEM FOR SECONDARY MOTOR MOTORS

Info

Publication number: DD271734A1
Application number: DD88315362A
Authority: DD
Inventors: Wolf Albrecht
Original assignee: Fortschritt Veb K
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1989-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage fuer Zweitaktmotore und kann im Kraftfahrzeugbau, insbesondere im Motorradbau, Anwendung finden. Ziel der Erfindung ist die Erhoehung des Anteiles der Abgasanlage an der Leistungsentwicklung und Wirtschaftlichkeit, waehrend die Aufgabe darin besteht, ueber einen ausgedehnten Drehzahlbereich eine moeglichst grosse Energiedichte zu erreichen. Erfindungsgemaess wird im leistungsbestimmenden Teil der Abgasanlage eine kombinierte Reflexionsstelle, die aus einem 15 oder 45 Gegenkonus mit einer vor der Oeffnung des Gegenkonus angeordneten Blende besteht, wobei die Blende als Segmentblende ausgebildet ist und im Aussenring Durchbrueche oder Freiflaechen aufweist und ein Teil der Blende zur Oeffnung des Gegenkonus geschlossen ist. Durch die besondere Ausbildung der Blende wird in Zusammenwirken mit dem Gegenkonus eine 3-Stufen-Reflexion der Schallwelle realisiert. Fig. 1The invention relates to an exhaust system for two-stroke engines and can be used in motor vehicle construction, especially in motorcycle construction. The aim of the invention is the increase of the proportion of the exhaust system to the development of performance and economy, while the task is to achieve over a wide speed range as possible a large energy density. According to the invention, in the power-determining part of the exhaust system, a combined reflection point, which consists of a 15 or 45 counter-cone with an aperture arranged in front of the opening of the counter cone, wherein the aperture is formed as a segment aperture and breakthroughs or free spaces in the outer ring and a part of the aperture for opening the countercone is closed. Due to the special design of the aperture a 3-stage reflection of the sound wave is realized in cooperation with the counter cone. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung Abgasanlage für ZweitaktmotoreTitle of the invention Exhaust system for two-stroke engines

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für Zweitaktmotore, insbesondere zur Anwendung im Motorradbau.The invention relates to an exhaust system for two-stroke engines, in particular for use in motorcycle construction.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß Zweitaktmotore nur in einem schmalen Drehzahlbereich effektiv arbeiten und die Parameter Energiedichte und spezifischer Kraftstoffverbrauch optimal wirken. Die Ursache dieses Verhaltens wird im wesentlichen durch den Druckverlauf im Zylinder im Abschnitt des Schließens der Spielkanäle bis zum Schließen der Ab- ',, gaskanäle bestimmt. Dieser Druckverlauf wird beeinflußt durch die jeweilige konstruktive Ausführung der Abgasanlage, besonders im Bereich des leistungsbestimmenden Teils. Im Stand der Technik haben sich Abgasanlagen durchgesetzt, die im leistungsbestimmenden Teil aus zylindrischem Einlaufrohr, Einlaufdiffusor, Vorkammer und einer anschließenden Blende als Reflexionsglied mit einer oder mehreren Austrittsbohrungen zum schalldämpfenden Teil bestehen.It is known that two-stroke engines work effectively only in a narrow speed range and the parameters energy density and specific fuel consumption work optimally. The cause of this behavior is essentially determined by the pressure curve in the cylinder in the section of closing the channels match up to the closing of the waste ',, gas channels. This pressure profile is influenced by the respective structural design of the exhaust system, especially in the area of the power-determining part. In the prior art, exhaust systems have prevailed that consist in the power-determining part of cylindrical inlet pipe, inlet diffuser, pre-chamber and a subsequent aperture as a reflection member with one or more outlet holes for sound-absorbing part.

Mit dem Öffnen des Auslaßkanals verläßt eine Abgasdruckwelle den Zylinder und durchläuft mit Schallgeschwindigkeit die Abga3anlage und wird durch die Blende zur Uc lere flektiert. Sie gelangt somit wieder zum Auslaßkanal zurück und bewirkt in einem bestimmten Drehzahlbereich eine Ladungserhöhung, verbunden mit hohem Mitteldruckanstieg im Zylinder. Durch den Abstand der Reflexionsstelle vom Auslaßkanal wird somit ein eingeschränkter Drehzahlbereich bestimmt, indem der Motor Effektivv/erte in der Energiedichte aufweist.With the opening of the exhaust passage, an exhaust pressure wave leaves the cylinder and passes through the Abga3anlage with the speed of sound and is flexed through the aperture to Uc lere. It thus returns to the outlet channel and causes in a certain speed range, a charge increase associated with high mean pressure increase in the cylinder. Due to the distance of the reflection point from the outlet channel thus a limited speed range is determined by the motor has Effektivv / erte in the energy density.

Mit der Anordnung von mehreren Reflexionsstellen v/ird versucht, den nutzbaren Drehzahlbereich zu erweitern. In dor DD-PS 71 022 v/ird eine Möglichkeit aufgezeigt, die Reflexionslänge durch eine zusätzlich gestufte Blende zu erweitern. Der sich so vorteilhaft in der Patentschrift abzeichnende Mitteldruckverlauf konnte Jedoch nicht in soiner Y/irkung bestätigt v/erden.With the arrangement of several reflection points v / ird tries to expand the usable speed range. In DD-PS 71 022 a possibility is shown of extending the reflection length by an additionally stepped diaphragm. However, the mean pressure curve which has been so advantageously described in the patent specification could not be confirmed in such a way.

Weiterhin ist bekannt, daß anstelle einer₍zweiten Blende ein Reflexionskonus angeordnet wird (Simson-Abgasanlagen). Ausgehend von den Reflexionsgesetzen erfolgt bei einem Konuswinkel unter 12 nur eine prozentuale und keine totale Rückreflexion des Schalles. Aus diesem Grunde' können Reflexionskonen nur in den Öffnungswinkeln 15°, 13°, 22 _} 5° und 45° bei Zweitaktmotoren optimal eingesetzt werden. Bei den Simson-Abgasanlagen v/ird der 15 -Konus in Verbindung mit einer Blende eingesetzt. Damit werden zwei Totalwerte der Reflexion erreicht, die in Verbindung mit dem Wirken des prozentualen Anteils des Konus eine relativ abgeflachte Drehmomentenkennlinie ergeben. Einen v/esentlichen Anteil haben hierbei noch Bohrungen im Konus, die einen Volumenimpuls, besonders im Bereich niedriger Drehzahl, v/irken lassen. Nachteilig ist dabei die verbleibende relativ spitze Kennlinie hoher Energiedichte.Furthermore, it is known that instead of a ₍ second diaphragm a reflection cone is arranged (Simson exhaust systems) .On the basis of the laws of reflection, only a percentage and no total return reflection of the sound occurs at a cone angle below 12. For this reason, reflection cones can only be used in the opening angles 15 °, 13 °, _22} 5 ° and 45 ° are optimally used in two-stroke engines. used in the Simson exhaust systems v / ith the 15 cone in connection with a diaphragm. Thus two total values of the reflectance are achieved, with associated A significant proportion of these are bores in the cone which cause a volume impulse, especially in the low-speed range, with the disadvantage of the remaining relatively sharp characteristic of high energy density ,

Nach DD-PS 245 926 v/ird eine Abgasanlage beschrieben, die die Ausdehnung des Drehzahlbereiches mit einem möglichst hohen Mitteldrur<k durch mehrere in den radialen Abmessungen gestaffelte Blenden und Zwischenglieder erreicht. DieAccording to DD-PS 245 926 v / ird an exhaust system is described, which reaches the expansion of the speed range with the highest possible center field <k by a plurality of staggered in the radial dimensions diaphragms and intermediate links. The

Wirkung wurde im Versuch bestätigt. Vorteilhaft bei dieser Lösung ist die geringe radiale Abmessung der Abgasanlage. Nachteilig ist jedooh der höhere technologische Fertigungsaufwand .Effect was confirmed in the experiment. An advantage of this solution is the small radial dimension of the exhaust system. The disadvantage is, however, the higher technological production costs.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung des Anteiles der Abgasanlage eines Zveitaktmotors an der Leistungsentwicklung und Wirt schaft liclikeit,The aim of the invention is to increase the share of the exhaust system of a two-stroke engine in terms of power development and economy.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den leistungsbestimmeriden Teil der Abgasanlage durch eine kombinierte Reflexionsstelle S3 zu gestalten, daß über einen ausgedehnten Drehzahlbereich sine hohe Energiedichte und damit ein elastisches Verhalten des Zweitaktmotors erreicht v/ird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im leistungsbestimmenden Teil der Abgasanlage im Bereich zwischen Vorkammer und Stauraum eine kombinierte Reflexionsstelle, die aus einem 1 f>° oder 45° zur Symmetrieachse der Abgasanlage geöffnetem Gegenkonus und einer rechtwinklig zur Symmetrieachse des Gegenkonus angeordneten Blende besteht, wobei die Blende vorzugsweise an der Öffnung des Gegenkonus eingesetzt v/ird. Die Blende als Teil der Reflexionsstelle ist als Segmentblende so ausgebildet, daß in gleichmäßigen Abständen, vorzugsweise im Außenring der Blende vom Mittelpunkt symmetrisch angeordnete Durchbrüche oder als Kreisring Freiflächen angeordnet und zum Gegenkonus geöffnet sind, wobei die Blende auf einer symmetrisch gegenüberliegenden Stelle der Durchbrüche oder Freiflächen eine geschlossene Fläche aufweist und in den nicht an der Reflexion beteiligtenThe invention has for its object to make the Leistungsbestimmeriden part of the exhaust system by a combined reflection point S3 that sine high energy density and thus an elastic behavior of the two-stroke engine achieved over an extended speed range v / ird. According to the invention the object is achieved in that in the power-determining part of the exhaust system in the area between pre-chamber and storage space a combined reflection point consisting of a 1 f> ° or 45 ° to the symmetry axis of the exhaust system open counter cone and a right angle to the axis of symmetry of the mating cone arranged aperture wherein the aperture is preferably used at the opening of the counter-cone. The aperture as part of the reflection point is designed as a segmental aperture so that at uniform intervals, preferably arranged in the outer ring of the diaphragm from the center symmetrically arranged apertures or as a circular ring open spaces and open to the counter cone, the aperture on a symmetrically opposite point of the openings or open spaces has a closed surface and in those not involved in the reflection

Mantelflächen Ausgleichbohrungen angeordnet sind. Durch die erfindungsgemäße Lösung der kombinierten Reflexionsstelle wird eine 3-Stufen-Reflexion der Schallwellen erzeugt und der zeitliche Ablauf sowie die Stufenlänge bestimmt. Die anteiligen Reflexionen erfolgen dabei aus der Vorderseite der anteilig geschlossenen Blende, dem Gegenkonus und durch Rücki-eflexion von der Rückwand der anteilig geschlossenen Blende im Rücklauf über den Gegenkonus. Entsprechend der gewünschten Charakteristik des Zweitaktmotors wird der Abstand der Reflexionsstelle vom Auslaßkanal nach der bekannten GleichungLateral surfaces compensation bores are arranged. By the inventive solution of the combined reflection point, a 3-stage reflection of the sound waves is generated and determines the timing and the step length. The proportional reflections take place from the front of the partially closed aperture, the counter cone and by Rücki eflexion of the rear wall of the partially closed aperture in the return via the counter cone. According to the desired characteristic of the two-stroke engine, the distance of the reflection point from the outlet channel according to the known equation

bestimmt, v/obei in Abhängigkeit vom Plächenanteil der Blende der Gegenkonus oder die Blende ala Hauptreflexionsstelle gewählt werden kann. Bei der Wahl der Blende als Hauptreflexionsstelle und einem Blendendurchmesser von 68 mm mit der Zielstellung eines erweiterten Drehzahlbereiches entfallen auf die 1. Stufe 60 %, die 2. Stufe 27 % unr¹ die ;. Stufe 13 % Flächenanteile der geschlossenen bzv/. geöffneten Fläche der Segmentblende. Dabei erfolgt die Reflexion nach der Blende als 1. Stufe im Gegenkonus in der 2. Stufe nach ca. 127 mm und in der 3. Stufe nach ca. 257 mm. In Abhängigkeit von der radialen Abmessung der Blende unter Beachtung der Reflexionslänge wird die Öffnung des Endrohres am Gegenkonusende bestimmt. Wird die Öffnung zu klein, so sind in der nicht an der Reflexion beteiligten Mantelfläche des Gegenkonus Zusatzbohrungen für den Staudruck anzubringen. Die3e Zusatzbohrungen beteiligen den nachfolgenden Raum im Volumendruckimpuls mf.¹: an der Ladung, besonders im unteren Drehzahlbereich.determines, v / obei depending on the Plächenanteil the aperture of the counter cone or the aperture ala main reflection point can be selected. When selecting the aperture as the main reflection point and a diaphragm diameter of 68 mm with the objective of an extended speed range accounts for the first stage 60%, the second stage 27 % and ¹ the;. Stage 13 % area shares of the closed bzv /. open area of the segment aperture. In this case, the reflection takes place after the aperture as the 1st stage in the counter cone in the 2nd stage after about 127 mm and in the 3rd stage after about 257 mm. Depending on the radial dimension of the diaphragm, taking into account the reflection length, the opening of the tailpipe is determined at the mating cone end. If the opening is too small, additional boreholes for the back pressure are to be installed in the lateral surface of the counter-cone which is not involved in the reflection. The additional bores involve the subsequent space in the volume pressure pulse mf. ¹ : on the load, especially in the lower speed range.

AusführimgsbeispielAusführimgsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werd"\. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment ". In the accompanying drawings:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch die Abgasanlage, Pig. 2 und 3 einen Querschnitt der Fig. 1 in der Schnittlinie A-A und Erstellung der bevorzugten Ausführungsformen der Blende,Pig. 1 a longitudinal section through the exhaust system, Pig. 2 and 3 show a cross-section of FIG. 1 in the section line A-A and production of the preferred embodiments of the diaphragm, FIG.

Pig. 4, 5 die Reflexionsstelle mit Blende und öegen- und 6 konus und Darstellung der einzelnen Reflexionsstufen 1 bis 3.Pig. 4, 5 the reflection point with aperture and 6 and cone and representation of the individual reflection stages 1 to 3.

Die Pig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Abgasanlage eines Zweitaktmotors, bestehend aus dem Einlauf rohr ">, dem Einlaufdiffusor 2, der Vorkammer 3, der Blende 4, dem oder 45° Gegenkonus 5 mit Ausgleichbohrungen 7 und Endrohr innerhalb des Stauraumes 10. In der Pig. 2 und 3 werden die bevorzugten Ausführungsformen der Blende 4 als Segmentblende mit den Freiflächen .oder Durchbrüchen 8; 9 dargestellt, wobei die Freiflächen oder Durchbrüche 8 symmetrisch gegenüberliegen und die Blende 4 auf der symmetrisch gegenüberliegenden Stelle der Freiflächen oder Durchbrüche 9 geschlossen ist. Jn der Fig. 4 wird die 1. Reflexionsstufe dargestellt. Die vom Auslaßkanal über das Einlaufrohr 1 in die Abgasanlage eingeführte Schallwelle wird vom vorderen geschlossenen Teil der 31tjnde 4 anteilig entsprechend der Blendenfläche zum Auslaßkanal zurückreflektiert. In der Fig. 5 erfolgt die Dart;;ellung der 2. Reflexionsstufe. Die in die Abgasanlage eingeführte Schallwelle wird anteilmäßig über die Freiflächen oder Durchbrüche 8 der Blende 4 in den Gegenkonus 5 geleitet und von den Mantelflächen über die Freiräume oder Durchbrüche 8 gegenüberliegend 'zurückreflektiert.The pig. 1 shows a longitudinal section through the exhaust system of a two-stroke engine, consisting of the inlet pipe ">, the inlet diffuser 2, the antechamber 3, the aperture 4, or 45 ° counter-cone 5 with compensation holes 7 and tailpipe within the storage space 10. In the Pig. 2 and 3, the preferred embodiments of the diaphragm 4 are shown as a segmental aperture with the free surfaces .or apertures 8, 9, wherein the free surfaces or openings 8 are symmetrically opposed and the diaphragm 4 is closed on the symmetrically opposite point of the free surfaces or openings 9 4 shows the first reflection stage The sound wave introduced into the exhaust system from the outlet channel via the inlet pipe 1 is reflected back into the outlet channel proportionately in accordance with the aperture area from the front closed part of Fig. 4. FIG 2. Reflection level The sound wave introduced into the exhaust system becomes proportionate directed in the counter-cone 5 about the open areas or apertures 8 of the diaphragm 4 and reflected back from the outer surfaces through the voids or openings 8 opposite '.

In der Fig. 6 wird die 3. Reflexionsstufe dargestellt. Die eingeführte Schallwelle wird anteilig über den Freiraum oder die Durchbrüche 9 der Blende 4 in den Gegenlconus 5 geleitet und von den Mant elf lachen auf die symmetrisch gegenüberliegende geschlossene innere Fläche der Blende 4 reflektiert und von dieser zurückreflektiert.In Fig. 6, the third reflection stage is shown. The introduced sound wave is proportionally passed over the space or the apertures 9 of the aperture 4 in the Gegenlconus 5 and laugh from the Mant elf reflected on the symmetrically opposite closed inner surface of the aperture 4 and reflected back from this.

Durch die besondere Ausbildung der kombinierten Reflexionsstelle mit Blende 4 und 15° oder 45° Gegenkonus 5 werden 3 Reflexionsstufen realisiert. Die Festl-gung des Abstandes der kombinierten Reflexionsstflle vom Auslaßkanal v/ird nac?i der bekannten GleichungDue to the special design of the combined reflection point with aperture 4 and 15 ° or 45 ° counter-cone 5 3 reflection levels are realized. The determination of the distance of the combined reflection lungs from the outlet duct v / ird nac? I of the known equation

gewählt.selected.

Die gewünschte Leistungscharakteristik des Zweitaktmotors bestimmen die gewühlten Flächenanteile der Freiflächen oder Durchbrüche 8; 9 in der Blende 4.The desired performance characteristics of the two-stroke engine determine the grooved surface portions of the open spaces or openings 8; 9 in the aperture 4.

Claims

claim

1. exhaust system for two-stroke engines, consisting of inlet pipe, inlet diffuser, prechamber and reflection point, characterized in that in the area between the prechamber (3) and storage space (10) a combined reflection point of a 15 ° or 45 ° to the axis of symmetry of the tail pipe (6) opened Counter cone (5) and a right angle to the axis of symmetry. the opening of the counter cone (5) arranged aperture (4) which is formed as a segment stop so that at regular intervals, preferably in the outer ring of the diaphragm (4) symmetrically arranged from the center openings (8) or formed as a circular ring open spaces (8) arise, which are open to the counter-cone (5) and the diaphragm (4) at the symmetrically opposite locations of the openings or open spaces (9) is closed · and in the lateral surface of the counter-cone (5) compensation holes (7) to the not at the reflection involved lateral surfaces are arranged.

For this X sides drawings