DD282053A5

DD282053A5 - DEVICE FOR CONTROLLING THE EXHAUST ANGLE IN TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DD282053A5
Application number: DD32557689A
Authority: DD
Inventors: Torsten Hauszner; Matthias Hehnke; Volkmar Kuentscher; Andreas Singer; Cornel Stan; Karsten Stansch; Christian Steinbach
Original assignee: Zwickau Ing Hochschule
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Auslaszsteuerwinkels bei Zweitaktbrennkraftmaschinen um einen guenstigen Drehmomentenverlauf ueber einen breiten Drehzahlbereich sicherzustellen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dasz das den Querschnitt verengendes Element als drehbar gelagertes Hohlzylindersegment, dessen Drehachse senkrecht zur Zylinderachse und zur Laengsachse des Auslaszkanals angeordnet ist, ausgebildet ist und die Schnittkante des Hohlzylindersegmentes gleichzeitig die Steuerkante bildet.{Brennkraftmaschine; Zweitaktbrennkraftmaschine; Steuerung; Auslaszsteuerwinkel; Auslaszkanal; Hohlzylindersegment; Steuerkante; Zylinderachse; Drehachse; Drehmomentenverlauf; Drehzahlbereich}The invention relates to a device for controlling the Auslaszsteuerwinkels in two-stroke internal combustion engines to ensure a favorable torque curve over a wide speed range. The invention is characterized in that the element narrowing the cross-section is designed as a rotatably mounted hollow cylinder segment whose axis of rotation is perpendicular to the cylinder axis and to the longitudinal axis of the outlet channel and the cutting edge of the hollow cylinder segment simultaneously forms the control edge. Two-stroke internal combustion engine; Control; Auslaszsteuerwinkel; Auslaszkanal; Hollow cylinder segment; Control edge; Cylinder axis; Axis of rotation; Torque curve; Speed range}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Auslaßsteuerwinkels bei Zwoitaktbronnkraftmaschinon, um einen günstigen Drohmomontonverlauf über einen breiton Drehzahlboreich sicherzustellen.The invention relates to a device for controlling the Auslaßsteuerwinkels at Zwoitaktbronnkraftmaschinon to ensure a favorable Drohmomontonverlauf over a breiton Drehzahlboreich.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt ist aus der Literatur die Verwendung von Zusatzauslaßkanälon.It is known from the literature the use of Zusatzauslaßkanälon.

Nachteilig bei Verwendung von Zusatzauslaßkanälen ist, daß durch die Verzweigung des Auslaßkanales die Strömung der Abgase bei großer Leistung durch Wirbelbildung beeinträchtigt wird.A disadvantage of using Zusatzauslaßkanälen is that the flow of exhaust gases is affected by vortex formation at high power by the branching of the exhaust passage.

Bei einer aus der JP 62-213 bekannten Steuervorrichtung des Auslaßsteuerwinkels ist unmittelbar hinter dem Auslaßschlitz eine tangential zum Zylinder verlaufenda Steuerwalze durch den Auslaßkanal geführt, die drehbar gelagert ist und an die Form des Auslaßkanals bei voll geöffnetem Auslaßschlitz angepaßt ist. Im niederen Lastberejch verringert die Walze durch Verdrehung den Auslaßsteuerwinkel und ragt in den Auslaßkanal hinein. Die in dieser Stellung der Walze realisierte Kanalform erzeugt durch ungünstige Strömungsverhältnisse beim Ausströmvorgang Wirbel und schafft dadurch keine optimalen Voraussetzungen für eine Resonanzaufladung.In one known from JP 62-213 control device of the Auslaßsteuerwinkels a tangential to the cylinder verlaufenda control roller is guided through the outlet channel immediately behind the Auslaßschlitz, which is rotatably mounted and adapted to the shape of the exhaust passage at fully open Auslaßschlitz. In the lower load range, the roll reduces the outlet control angle by rotation and projects into the outlet channel. The channel shape realized in this position of the roller generates swirls due to unfavorable flow conditions during the outflow process and thus does not create optimal conditions for resonance charging.

Zur Veränderung des Auslaßsteuerwinkels kommen außerdem verschiedene Formen von Klappen zur Anwendung (bekannt aus der DE-OS 2208200 und DE-OS 2758492), defon Drehpunkt parallel oder senkrecht zur Zylinderlängsachse angeordnet ist '_'»: Nachteil dieser Lösungen beruht darauf, daß die Steuerorgane nicht bis an die Zylinderbuchse heranreichen, so daß ebenfalls ungünstige Strömungsverhältnisse hervorgerufen werden. Außerdem kann es bei diesen Lösungsvarianten zur Ölkohleablagerung zwischen Klappe und Auslaßkanal kommen, wodurch die Funktionsfähigkeit des Steueroigans beeinträchtigt wird.To change the Auslaßsteuerwinkels also different forms of flaps are used (known from DE-OS 2208200 and DE-OS 2758492), defon pivot point is arranged parallel or perpendicular to the cylinder axis '_' »: Disadvantage of these solutions is based on the fact that the control do not reach to the cylinder liner, so that also unfavorable flow conditions are caused. In addition, it can come in these approaches to Kohlkblagerung between the flap and outlet channel, whereby the functioning of the Steueroigans is impaired.

Bei einer aus der DE-PS 841527 bekannten Schiebersteuerung wird ein rohrförmigor Steuerschieber eingesetzt, der über eine Kurvenscheibe von der Kurbelwolle her angetrieben wird, wobei die Einlaß- und Auslaßschlitze geöffnet und geschlossen werden. Um im mittleren Drehzahlbereich zur Vermeidung einer Drehmomentverringerung eine Drosselung der Einlaß- und AuslaRquorschnitte zu erreichen, kann dieser rohrförmige Steuerschieber zusätzlich um seino Achse verdreht werden, wodurch die Einlaß- und Ausiaßschlitze hinsichtlich ihres wirksamen Querschnittes verändert werden, und zwar in Umfangsrichtung und nicht bezüglich ihrer Höhe, so daß eine solche Konstruktion für die Steuerung des Auslaßsteuerwinkels ungeeignet ist. Weiterhin bekannt ist aus dor DD-PS 226160 eine Auslaßsteuerung, bei der ein Flachschieber mit einer an die Zylinderbohrung angepaßten Steuerkante senkrecht zur Zylinderachse angebracht ist. Befindet sich der Steuerschieber in Funktionslage, so bildet or zum einen die den Auslaßvorgang bestimmende Steuerkante und zum anderen oinen Teil der zylinderkopfsoitigen Wand des Auslaßkanals. Wird der Auslaßkanal voll geöffnet, so sind große Steuerwege zu realisieren, damit der Flachschieber mit seiner Stouorkanto an dor Wand dos Auslaßkanals bündig abschließt und strömungsgünstige Übergänge entstehen. Diese strömungsgünstigen Übergänge sind nötig, damit trotz volständig geöffnetem Aushß:chlitz Keine Drosselwirkung in dem sich anschließenden Kanal entsteht.In one known from DE-PS 841527 slide control a rohrförmor spool is used, which is driven by a cam of the crankcase wool ago, the inlet and outlet slots are opened and closed. In addition, in order to achieve throttling of the inlet and outlet portions in the middle speed range to avoid torque reduction, this tubular spool can be additionally rotated about its axis, thereby varying the inlet and outlet slots in their effective cross-section, not circumferentially Height, so that such a construction for controlling the Auslaßsteuerwinkels is unsuitable. It is also known from dor DD-PS 226160 an exhaust control in which a flat slide is mounted with a matched to the cylinder bore control edge perpendicular to the cylinder axis. The spool is in working position, so or forms on the one hand, the exhaust control determining the control edge and the other oinen part of the cylinder head side wall of the outlet channel. If the exhaust port fully open, so large control paths are to be implemented so that the flat slide with its Stouorkanto on dor wall dos exhaust port flush and flow-favorable transitions arise. These streamlined transitions are necessary, so that no throttling effect is created in the adjoining duct, despite the fully open exhaust port.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Auslaßsystem für einen Zweitakt-Ottomotor zu schaffen, bei dem ein gleichmäßiger Drehmomentenverlauf über einen breiten Drehzahlbereich durch Veränderung des Auslaßsteuerwinkels unter Ausnutzung der Resonanzwirkung des Auspuffs erzielt wird.The aim of the invention is to provide an exhaust system for a two-stroke gasoline engine, in which a uniform torque curve over a wide speed range is achieved by changing the Auslaßsteuerwinkels taking advantage of the resonance effect of the exhaust.

Darlegung des Wesens d«r ErfindungExplanation of the nature of the invention

Die Aufgabe de· Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der Auslaßsteuerwinkel von Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem Zylinder durch einfache Mittel entsprechend den geförderten Betriebsbedingungen gesteuert wird.The object of the invention is to provide a device with which the outlet control angle of two-stroke internal combustion engines with at least one cylinder is controlled by simple means in accordance with the operating conditions promoted.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß das den Querschnitt verengende Element als drehbar gelagertes Hohlzylindersegment, dessen Drehachse senkrecht zur Zylinderachse und zur Längsachse c*is Auslaßkanals angeordnet ist, ausgebildet ist und die Schnittkante des Hohlr/Iindersogmentes gleichzeitig die Steuerkante .lüdet.According to the invention this is achieved in that the narrowing the cross-section element as a rotatably mounted hollow cylinder segment, the axis of rotation is arranged perpendicular to the cylinder axis and the longitudinal axis c * is outlet channel is formed, and the cutting edge of Hohlr / Iindersogmentes simultaneously .lüdet the control edge.

Bei abgesperrtem Vorauslaß bilden das Hohlzylindersegment und Kanaloberkante einen strömungsgünstigen, kontinuierlk \cn Übergang. Das Hohizylindersegment ist bei voll geöffnetem Auslaßkanal in einem von den heißen Abgasen nicht durchströmten Nebenraum angeordnet. Das Hohlzylindersegment schließt bei geschlossenem Vorauslaß bündig mit der Zylinderbchrung ab. Die Ansteuerung des Hohlzylindersegmentes kann drehzahl- und/oder lastabhängig erfolgen.When the pre-vent is shut off, the hollow cylinder segment and channel top edge form a streamlined, continuous transition. The Hohizylindersegment is arranged in a fully open exhaust passage in a not flowed through by the hot exhaust gases side room. The hollow cylinder segment closes flush with the Zylinderbschrung with closed jaw. The control of the hollow cylinder segment can be speed and / or load-dependent.

Im Auslaßkanal ist ein drehbar gelagertes Hohlzylindorsegment angeordnet und bestimmt in Abhängigkeit seines Drehwinkels (bzw. seiner Stellung) die Querschnittsfläche des Auslaßschlitzes. Die Drehachse des Hohlzylindersegments befindet sich senkrecht zur Zylinderlängsachse und zur Längsachse des Auslaßkanals, de Schnittkante des Segments ist der Zylinderbohrung angeglichen und bildet die Steuerkante. Bei geringem Leistungsbedarf wird der Auslaßsteuerwinkel verringert, indem das Hohlzylindersegment bis an die Zylinderbohrung herangedreht wird. Dadurch entstehen zwischen dem Steuerkörper und der Zylinderbohrung keine Toträume, die eine Wirbelbildung und damit ungünstige Strömungsverhältnisse hervorrufen. Des weiteren wird ein kontinuierlicher Übergang zwischen dem Steuerorgan und dem Auslaßkanal gewährleistet. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei maximalem Auslaßsteuerwinke¹ aas Steuerorgan in einen separaten Nebenraum gedreht wird und damit thermisch nur gering belastet wird.In the outlet channel, a rotatably mounted hollow cylindrical segment is arranged and determined in dependence on its angle of rotation (or its position), the cross-sectional area of the outlet slot. The axis of rotation of the hollow cylinder segment is perpendicular to the cylinder longitudinal axis and the longitudinal axis of the outlet channel, de cutting edge of the segment of the cylinder bore is aligned and forms the control edge. With low power consumption of the Auslaßsteuerwinkel is reduced by the hollow cylinder segment is turned down to the cylinder bore. As a result, no dead spaces arise between the control body and the cylinder bore, which cause turbulence and thus unfavorable flow conditions. Furthermore, a continuous transition between the control member and the outlet passage is ensured. Another feature of the invention is that at maximum Auslaßsteuerwinke ¹ aas control member is rotated in a separate adjoining room and thus thermally loaded only slightly.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird entsprechend der Ansteuerung des Hohlzyündersegments für jeden Leistungsbereich der Brennkraftmaschine der erforderliche Auslaßsteuerwinkel realisiert.As a result of the embodiment according to the invention, the required outlet control angle is realized for each power range of the internal combustion engine in accordance with the activation of the hollow inflator segment.

Ausführungsbeispielembodiment

An zwei Ausführungsbeispielen soll die Erfindung nachstehend erläutert werden. Es zeigenTwo embodiments of the invention will be explained below. Show it

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit Steuerung des Auslaßschlitzos durch ein drehbarFig. 1: a schematic representation of a two-stroke internal combustion engine with control of Auslaßschlitzos by a rotatable

gelagertes Hohlzylindersegment in Ruhestellung Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Steuerung des Auslaßschlitzes durch ein drehbar gelagertes Hohlzylindersegment in Arbeitsstellung.stored hollow cylinder segment in rest position Fig. 2: a schematic representation of a two-stroke internal combustion engine with control of the outlet slot by a rotatably mounted hollow cylinder segment in working position.

Bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine wird der Auslaßschlitz 3 in der Zylinderwand 2 eines Zylinders 1 durch einen Arbeitskolben (nicht dargestellt) gesteuert. Zur Veränderung der Auslaßschlitzhöhe und damit des Auslaßsteuerwinkels ist ein drehbar gelagertes Hohlzylindfirsogment 5 im Auslaßkanal 4 angeordnet. Die Drehachse des Hohlzyündersegments 5 liegt senkrecht zur Zylinderlängsachse und zur Längsachse des Auslaßkanals 4. Die Steuerkante 6 ist der Form der Zylinderbüchse angeglichen und reicht in Ruhestellung bis an die Lauffläche des Kolbens heran. Dadurch werden Toträumo zwischen Zylinderbohrung 2 und dem Hohlzylindersegmont 5 vermieden, so daß günstige Strömungsbedingungen gewährleistet werden.In a two-stroke internal combustion engine, the exhaust port 3 in the cylinder wall 2 of a cylinder 1 is controlled by a power piston (not shown). To change the Auslaßschlitzhöhe and thus the Auslaßsteuerwinkels a rotatably mounted Hohlzylindfirsogment 5 is arranged in the outlet channel 4. The axis of rotation of the Hohlzyündersegments 5 is perpendicular to the cylinder longitudinal axis and the longitudinal axis of the outlet channel 4. The control edge 6 is adapted to the shape of the cylinder liner and extends in the rest position up to the tread of the piston zoom. As a result, Toträumo between the cylinder bore 2 and the Hohlzylindersegmont 5 are avoided, so that favorable flow conditions are ensured.

In Arbeitsstellung (Fig.2) wird das Hohlzylindersegment 5 in einen separaten Nebenraum 7 gedreht, wodurch auch bei großen geforderten Leistungen und damit großen Auslaßsteuerwinkeln dor Strömungsweg für die Abgaso nicht nachteilig beeinflußt wird. Die Ansteuerung des drehbar gelagerten Hohlzyündersegments 5 kann entsprechend des geforderten Auslaßsteuerwinkels über eine beliebige Steuereinrichtung erfolgen, die an den Enden des Hohlzylindcrsegments 5 angeordnet ist (nicht dargestellt).In working position (Figure 2), the hollow cylinder segment 5 is rotated in a separate side room 7, which is not adversely affected even with large required services and thus large Auslaßsteuerwinkeln dor flow path for the Abgaso. The control of the rotatably mounted Hohlzyündersegments 5 can be carried out according to the required Auslaßsteuerwinkels via any control device which is arranged at the ends of the Hohlzylindcrsegments 5 (not shown).

Claims

1. Vo ^r ichtuPb 'for controlling the outlet angle in two-stroke Brennkraftmascninen means of the Auslaßsfjnalquerschnitt narrowing element, characterized in that the cross-sectional constricting element as a rotatably mounted hollow cylinder segment whose axis of rotation is arranged perpendicular to the cylinder axis and the longitudinal axis of the outlet channel is formed and the cut edge of the hollow cylinder segment simultaneously forms the control edge.

2. Device for controlling the outlet angle in two-stroke internal combustion engine according to claim 1, characterized in that form at shut-off pre-hollow cylinder segment and channel top edge a streamlined, continuous transition.

3. A device for controlling the outlet angle in two-stroke internal combustion engines according to claim 1 and 2, characterized in that the hollow cylinder segment is arranged at fully open outlet channel in a not flowed through by the hot exhaust gases adjacent room.

4. An apparatus for controlling the outlet angle in two-stroke internal combustion engines according to claim 1 to 3, characterized in that the hollow cylinder segment terminates flush with the cylinder bore with the jaw closed.

5. An apparatus for controlling the outlet angle in two-stroke internal combustion engine according to claim 1 to 4, characterized in that the control of the hollow cylinder segment can be speed and / or load-dependent.