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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Einzylinder-Zweitaktmotors,
insbesondere in einem handgeführten
Arbeitsgerät,
wie einer Motorsäge,
einem Trennschleifer oder dgl. der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung.
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Aus
der
DE 197 45 511
A1 ist ein Zweitaktmotor bekannt, bei dem bei jeder Kurbelwellenumdrehung
im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens Kraftstoff in den Brennraum
eingespritzt wird und das sich im Brennraum bildende Kraftstoff/Luft-Gemisch
im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens gezündet wird.
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Im
Leerlauf von Zweitaktmotoren kommt es aufgrund der Strömungsverhältnisse
und der geringeren Drücke
und der hohen Restgasanteile zu Fehlzündungen, so daß das Gemisch
im Brennraum nicht verbrannt wird. Beim Abwärtshub des Kolbens strömt das unverbrannte
Gemisch aus dem Brennraum. Dies führt dazu, daß die Abgaswerte
des Zweitaktmotors sich stark erhöhen. Es hat sich gezeigt, daß im Leerlauf
keine saubere Spülung
des Brennraums erfolgt, so daß sich
im Leerlauf im Brennraum Abgase, weitgehend kraftstofffreie Luft
und frisches Gemisch kaum vermischen. Dies kann dazu führen, daß aufgrund
der räumlichen
Anordnung der Abgase und des frischen Gemisches der Zündfunke
in räumlichem
Abstand zum Gemisch zündet
und so keine oder nur eine unvollständige Verbrennung erfolgt. Dieser
Vorgang tritt in unregelmäßiger Folge
auf und führt
zum typischen Leerlaufverhalten eines Zweitaktmotors.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einzylinder-Zweitaktmotor der
gattungsgemäßen Art
zu schaffen, der im Leerlauf einen ruhigen Lauf besitzt und geringe
Abgaswerte hat.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Einzylinder-Zweitaktmotor nach Anspruch
1 gelöst.
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Damit
wird die Kraftstoffzufuhr im Leerlauf getaktet, so daß höchstens
etwa jede zweite Umdrehung der Kurbelwelle eine Kraftstoffzufuhr
und eine anschließende
Verbrennung des Kraftstoffs im Brennraum erfolgt. In den Zyklen,
in denen dem Zweitaktmotor kein Kraftstoff zugeführt wird, wird der Brennraum
mit weitgehend kraftstofffreier Verbrennungsluft gespült. Dadurch
können
die Abgase vollständig
aus dem Brennraum entfernt werden. So kann erreicht werden, daß im Brennraum
ein zündfähiges Gemisch
ohne alte Abgase entsteht, so daß sicher eine erneute Verbrennung
von Gemisch erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß durch die regelmäßige Zündfolge
ein ruhigerer Lauf des Zweitaktmotors erzielt werden kann, obwohl
nicht bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine Verbrennung von Gemisch
erfolgt. Da das Gemisch im Brennraum sicher verbrannt wird, entweicht
kein unverbrannter Kraftstoff durch den Auslaß. Hierdurch werden die Abgaswerte
des Zweitaktmotors verbessert. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß sich durch
die höchstens
etwa alle zwei Kurbelwellenumdrehungen erfolgende Kraftstoffeinbringung
ein gleichmäßigeres
Laufgeräusch
des Zweitaktmotors ergibt. Dadurch erhält der Bediener auch akustisch
den Eindruck eines stabilen, gleichmäßigen Betriebs im Leerlauf.
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Vorteilhaft
wird im Leerlauf bei jeder zweiten bis zu bei jeder sechsten Kurbelwellenumdrehung Kraftstoff
zugeführt.
Selbst wenn über
mehrere Kurbelwellenumdrehungen kein Kraftstoff zugeführt wird und
somit keine Verbrennung erfolgt, wird ein ausreichend gleichmäßiger Antrieb
der Kurbelwelle erreicht. Insbesondere wenn über mehrere Kurbelwellenumdrehungen
hintereinander keine Kraftstoffzuführung erfolgt, wird eine gute
Spülung
des Brennraums erzielt, so daß in
einem darauffolgenden Zyklus, in dem Kraftstoff zugeführt wird,
eine Verbrennung sichergestellt werden kann. Da der für die Verbrennung
benötigte
Kraftstoff vollständig
in einem Zyklus zur Verfügung
gestellt wird, ist vorgesehen, daß eine Kraftstoffmenge zugeführt wird,
die gegenüber einer
Kraftstoffzufuhr bei jeder Kurbelwellenumdrehung erhöht ist.
Bei herkömmlichen
Zweitaktmotoren, bei denen bei jeder Kurbelwellenumdrehung Kraftstoff
zugeführt
wird, kann der Kraftstoff aus mehreren Zyklen aufgrund von Fehlzündungen
und nicht vollständiger
Verbrennung unverbrannt aus dem Auslaß in die Umgebung gelangen.
Bei einem nach der Erfindung betriebenen Zweitaktmotor ist dies
aufgrund der Spülung
des Brennraums mit weitgehend kraftstofffreier Verbrennungsluft
nicht möglich.
Vorteilhaft wird gegenüber
der Kraftstoffzufuhr bei jeder Kurbelwellenumdrehung etwa die 1,5-fache
bis 5-fache Kraftstoffmenge zugeführt. Demnach ist zwar die in
einem Zyklus eingespritzte Kraftstoffmenge höher, insgesamt ergibt sich
jedoch ein geringerer Kraftstoffverbrauch, da beispielsweise jede
zweite Kurbelwellenumdrehung die 1,5-fache Kraftstoffmenge oder jede
dritte Kurbelwellenumdrehung die doppelte Kraftstoffmenge zugeführt wird.
Vorteilhaft werden der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zuführungen
von Kraftstoff und die zugeführte
Kraftstoffmenge variiert. Hierdurch kann die Leerlaufdrehzahl auf
einfache Weise stabilisiert werden. Der zeitliche Abstand zwischen
aufeinanderfolgenden Kraftstoffzuführungen und die jeweils zugeführte Kraftstoffmenge
können
gesteuert erfolgen, es kann jedoch auch eine Regelung, beispielsweise
in Abhängigkeit
der Beschleunigung der Kurbelwelle, vorgesehen sein.
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Vorteilhaft
wird dem Zweitaktmotor bei Vollast bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle
Kraftstoff zugeführt.
Bei Vollast wird aufgrund der sich einstellenden Strömungsverhältnisse,
aufgrund der hohen Temperaturen und aufgrund des hohen Drucks bei
jeder Kurbelwellenumdrehung eine Verbrennung von Gemisch erzielt.
Aufgrund der sich einstellenden Druckverhältnisse kann eine gute Brennraumspülung erreicht
werden, so daß die
Abgase weitestgehend aus dem Brennraum ausgespült werden, bevor neuer Kraftstoff
in den Brennraum eingebracht wird.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Zweitaktmotor mindestens einen Überströmkanal besitzt,
der in vorgegebenen Stellungen des Kolbens das Kurbelgehäuse mit
dem Brennraum verbindet. Vorteilhaft wird die Verbrennungsluft während der
Bewegung des Kolbens zum Brennraum in das Kurbelgehäuse angesaugt
und strömt
bei der Bewegung des Kolbens in Richtung auf das Kurbelgehäuse durch
mindestens einen Überströmkanal in
den Brennraum. Zweckmäßig wird
die Verbrennungsluft über
mindestens eine Kolbentasche und mindestens einen Überströmkanal in
das Kurbelgehäuse
angesaugt. Dadurch kann erreicht werden, daß der Überströmkanal vollständig mit
weitgehend kraftstofffreier Verbrennungsluft gespült wird,
so daß sich
eine gute Trennung der Abgase vom Kraftstoff bzw. dem Gemisch ergibt.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Kraftstoff im Leerlauf über
ein Ventil eingebracht wird, das von einer Steuerung gesteuert ist.
Dadurch kann auf einfache Weise der Zeitpunkt der Kraftstoffeinbringung und
die zugeführte
Kraftstoffmenge gesteuert werden. So kann auf einfache Weise sichergestellt
werden, daß dem
Zweitaktmotor bei Vollastbetrieb bei jeder Kurbelwellenumdrehung
Kraftstoff zugeführt
wird und im Leerlauf ggf. auch bei geringen Drehzahlen über mindestens
700° Kurbelwellenwinkel
kein Kraftstoff zugeführt
wird. Vorteilhaft bringt das Ventil den Kraftstoff in einen Überströmkanal ein.
Es ist vorgesehen, daß im
Leerlauf der Kraftstoff zugeführt
wird, während
Verbrennungsluft durch den Überströmkanal in
den Brennraum strömt.
Dadurch wird der zugeführte
Kraftstoff vollständig
dem Brennraum zugeführt.
Es hat sich gezeigt, daß im
Leerlauf auf eine Kurbelgehäuseschmierung
verzichtet werden kann. Demnach ist eine Zufuhr von Kraftstoff ins
Kurbelgehäuse
im Leerlauf zur Schmierung nicht notwendig. Zweckmäßig beginnt
die Kraftstoffzufuhr nachdem ein Teil der Verbrennungsluft aus dem
Kurbelgehäuse
in den Brennraum eingeströmt
ist. Die bereits in dem Brennraum eingeströmte Luft stellt eine Trennung des
Kraftstoffs von ggf. noch im Brennraum vorhandenen Abgasen aus vorangegangenen
Zyklen sicher.
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Um
bei Vollast eine ausreichende Kurbelgehäuseschmierung zu erreichen,
ist vorgesehen, daß bei
Vollast Kraftstoff zugeführt
wird, während
Verbrennungsluft ins Kurbelgehäuse
angesaugt wird. Bei einer Anordnung eines Ventils im Überströmkanal wird
der Kraftstoff durch die über
den Überströmkanal angesaugte
Luft ins Kurbelgehäuse
transportiert. Es kann zweckmäßig sein,
daß der
Kraftstoff bei Vollast mindestens teilweise über einen Vergaser zugeführt wird.
Auch bei der Zufuhr von Kraftstoff über einen Vergaser erfolgt
die Zufuhr während
der Ansaugung von Verbrennungsluft ins Kurbelgehäuse, wobei mindestens ein Teil
der Verbrennungsluft zusammen mit dem Kraftstoff über den
Vergaser angesaugt wird.
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Um
einen ruhigen Lauf des Zweitaktmotors im Leerlauf sicherzustellen,
ist vorgesehen, daß überwacht
wird, ob nach einer Zufuhr von Kraftstoff eine Beschleunigung der
Kurbelwelle erfolgt. Die Beschleunigung der Kurbelwelle ist ein
Maß dafür, ob eine
ausreichende Verbrennung von Kraftstoff stattgefunden hat. Die Beschleunigung
kann dabei direkt oder indirekt gemessen werden. Zweckmäßig wird bei
nichterfolgter Beschleunigung der Kurbelwelle bei der folgenden
Umdrehung der Kurbelwelle erneut Kraftstoff zugeführt, so
daß im
folgenden Zyklus eine Verbrennung und eine entsprechende Beschleunigung
der Kurbelwelle erfolgt. Vorteilhaft wird der zeitliche Abstand
zur folgenden Kraftstoffzufuhr verlängert, wenn die Beschleunigung
einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Dadurch kann eine gewünschte Drehzahl
des Motors auf einfache Weise eingestellt werden.
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Insbesondere
erfolgt eine Zündung
des Gemisches im Brennraum nur in den Motorzyklen, in denen dem
Zweitaktmotor Kraftstoff zugeführt
wird. In den Zyklen, in denen der Brennraum nur mit weitgehend kraftstofffreier
Verbrennungsluft gespült
wird, kann die Zündung
ausgesetzt werden. Die Zündung erfolgt
dabei insbesondere über
einen Zündfunken, wobei
die Zündenergie
von einem von der Kurbelwelle rotierend angetriebenen Magneten in
einer Zündspule
induziert wird und im Leerlauf die über mehrere Kurbelwellenumdrehungen
induzierte Energie zwischengespeichert werden kann. Insbesondere
bei handgeführten
Arbeitsgeräten
stellt die Zurverfügungstellung
der notwendigen Zündenergie
bei geringen Drehzahlen eine Schwierigkeit dar, da derartige Arbeitsgeräte üblicherweise
nicht über
eine Batterie verfügen,
die zusätzlich
Energie bereitstellen könnte.
Dadurch, daß die
Energie über
mehrere Kurbelwellenumdrehungen zwischengespeichert wird, kann sichergestellt
werden, daß eine
ausreichend große
Energiemenge für
den Zündfunken
zur Verfügung
steht. Um zu gewährleisten,
daß das
im Brennraum vorhandene Gemisch sicher gezündet wird, kann außerdem vorgesehen
sein, daß der
Zündfunke im
Leerlauf über
einen gegenüber
der Zündung
bei jeder Kurbelwellenumdrehung verlängerten Zeitraum aufrechterhalten
wird. Dies wird durch die Zwischenspeicherung der Energie über mehrere
Kurbelwellenumdrehungen ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Zweitaktmotors, der weitgehend
kraftstofffreie Luft über
eine Kolbentasche ansaugt,
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2 eine
Seitenansicht auf den Zweitaktmotor aus 1 in Richtung
des Pfeils II-II in 1,
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3 eine
schematische Seitenansicht eines Zweitaktmotors mit Spülvorlagen-Funktion,
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4 bis 6 Diagramme
der Zufuhr von Kraftstoff über
dem Kurbelwellenwinkel.
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Der
in 1 gezeigte Zweitaktmotor 1 besitzt einen
Zylinder 2, an dessen Außenseite Kühlrippen 24 angeordnet
sind. Im Zylinder 2 ist ein in 1 gestrichelt
angedeuteter Kolben 7 hin- und hergehend gelagert. Der
Kolben 7 treibt über
ein Pleuel 15 eine in einem Kurbelgehäuse 3 um die Kurbelwellenachse 10 drehbar
gelagerte Kurbelwelle 25 an. Am Zylinder 2 mündet ein
Einlaß 4, über den
dem Zweitaktmotor 1, der als Einzylindermotor ausgebildet
ist, weitgehend kraftstofffreie Verbrennungsluft zugeführt wird.
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Der
Zweitaktmotor 1 besitzt mindestens einen Überströmkanal 12,
der das Kurbelgehäuse 3 im Bereich
des unteren Totpunkts des Kolbens 7 mit einem Brennraum 5 verbindet.
Der Brennraum 5 wird vom Zylinder 2 und dem Kolben 7 begrenzt.
Insbesondere sind zwei oder vier symmetrisch zu einer den Einlaß 4 mittig
teilenden Mittelebene angeordnete Überströmkanäle 12 vorgesehen.
Der Kolben 7 besitzt die in 1 gestrichelt
an gedeutete Kolbentasche 30. Es können auch zwei beidseitig des
Einlasses 4 angeordnete Kolbentaschen 30 vorgesehen sein.
Die Kolbentasche 30 verbindet im Bereich des oberen Totpunkts
des Kolbens 7 den Einlaß 4 mit dem Überströmkanal 12,
so daß die
Verbrennungsluft über
den Einlaß 4 und
die Kolbentasche 30 in den Überströmkanal 12 und von
dort ins Kurbelgehäuse 3 strömt. Dadurch
wird der Überströmkanal 12 mit weitgehend
kraftstofffreier Verbrennungsluft vollständig gespült. Im Zylinder 2 kann
ein Dekompressionsventil 9 angeordnet sein, über das
der Brennraum 5 zum leichteren Starten des Zweitaktmotors 1 entlüftet werden
kann. Am Zylinder 2 ist eine Zündkerze 8 angeordnet,
die in den Brennraum 5 ragt. Aus dem Zylinder 2 führt ein
Auslaß 6,
durch den die Abgase aus dem Brennraum 5 ausströmen können.
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Zur
Zufuhr von Kraftstoff ist ein Ventil 18 vorgesehen, das
insbesondere als elektromagnetisches Ventil ausgebildet ist. Das
Ventil 18 kann jedoch auch an einer Einspritzdüse integriert
sein. Das Ventil 18 ist in ein Zündmodul 20 integriert.
Das Ventil 18 wird von einer Steuerung, beispielsweise
einer zentralen Steuereinheit (CPU) gesteuert, die im Zündmodul 20 angeordnet
ist. Über
eine Leitung 19 steuert das Zündmodul 20 die Zündung der
Zündkerze 8.
Zur Erzeugung der Zündenergie
ist auf der Kurbelwelle 25 an einem drehfest auf der Kurbelwelle 25 angeordneten
Lüfterrad 11 ein
Magnet 21 festgelegt. Wie 2 zeigt,
ist am Umfang des Lüfterrads 11 am
Zündmodul 20 ein
Blechpaket 26 mit einer in den Figuren nicht dargestellten
Zündspule
angeordnet. Der Magnet 21 induziert in der Zündspule
eine Spannung, die den Zündfunken
in der Zündkerze 8 erzeugt. Das Zündmodul 20 ist über Befestigungsschrauben 23 am
Zylinder 2 festgelegt.
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Das
am Zündmodul 20 integrierte
elektromagnetische Ventil 18 ist über eine Kraftstoffleitung 14 mit
der im Kraftstofftank 13 angeordneten Kraftstoffpumpe 16 verbunden.
Die Kraftstoffpumpe 16 kann als Membranpumpe ausgebildet
sein und wird vom schwankenden Kurbelgehäusedruck angetrieben. Hierzu
ist die Kraftstoffpumpe 16 über eine Impulsleitung 22 mit
dem Kurbelgehäuse 3 verbunden.
Die Kraftstoffpumpe 16 fördert den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 13 in
einen Kraftstoffspeicher 17, von wo er zum elektromagnetischen
Ventil 18 gelangt. Im Kraftstoffspeicher 17 kann
ein Druckregelventil angeordnet sein, das über eine Rücklaufleitung mit dem Kraftstofftank
verbunden sein kann.
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Wie 2 zeigt,
wird die Verbrennungsluft, die dem Zweitaktmotor 1 über den
Einlaß 4 zugeführt wird, über einen
Luftfilter 29 sowie einen Luftkanal 27 angesaugt.
Im Luftkanal 27 ist eine Drosselklappe 28 zur
Steuerung der zugeführten
Luftmenge angeordnet.
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Im
Betrieb des Zweitaktmotors 1 wird bei Vollast im Bereich
des oberen Totpunkts des Kolbens 7 weitgehend kraftstofffreie
Verbrennungsluft aus dem Einlaß 4 über das
Kolbenfenster 30 und den Überströmkanal 12 ins Kurbelgehäuse 3 angesaugt. Zur
Schmierung des Kurbelgehäuses 3 führt das Ventil 18 der
Verbrennungsluft zu Beginn der Ansaugphase zweitakttypisches Kraftstoff/Öl-Gemisch zu.
Das Kraftstoff/Öl-Gemisch
wird von der Verbrennungsluft ins Kurbelgehäuse 3 gefördert und
der Überströmkanal 12 wird
anschließend
weitgehend vollständig
mit kraftstofffreier Luft gefüllt.
Das Kraftstoff/Öl-Gemisch
und die Verbrennungsluft werden beim Abwärtshub des Kolbens 7 im
Kurbelgehäuse 3 komprimiert.
Sobald der Kolben 7 den Überströmkanal 12 zum Brennraum 5 hin öffnet, strömt zunächst kraftstofffreie
Luft und anschließend
Kraftstoff/Öl/Luft-Gemisch
aus dem Kurbelgehäuse 3 in den
Brennraum 5. Im anschließenden Aufwärtshub des Kolbens 7 wird
das Gemisch im Brennraum 5 verdichtet und – von der
am Zündmodul 20 integrierten
Steuerung gesteuert – durch
die Zündkerze 8 gezündet. Das
gezündete
Gemisch expandiert bei der Verbrennung, so daß der Kolben 7 in
Richtung auf das Kurbelgehäuse 3 gedrückt wird.
Die Abgase strömen
durch den Auslaß 6 aus
dem Brennraum 5 aus und werden von der durch den Überströmkanal 12 nachströmenden weitgehend
kraftstofffreien Luft ausgespült.
Bei Vollast wird dem Zweitaktmotor 1 bei jeder Umdrehung
der Kurbelwelle 25 Kraftstoff zugeführt. Das Ventil 18 öffnet dabei
nach einem Kurbelwellenwinkel α (2)
von jeweils etwa 360°.
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Im
Leerlauf des Zweitaktmotors 1 wird im Bereich des oberen
Totpunkts des Kolbens 7 Verbrennungsluft aus dem Einlaß 4 über die
Kolbentasche 30 und den Überströmkanal 12 ins Kurbelgehäuse 3 angesaugt.
In dieser Phase erfolgt keine Einspritzung von Kraftstoff. Die Verbrennungsluft
wird im Kurbelgehäuse 3 beim
Abwärtshub
des Kolbens 7 verdichtet und strömt über den Überströmkanal 12 in den Brennraum 5,
sobald der Überströmkanal 12 zum Brennraum 5 hin öffnet. Nachdem
ein Teil der Verbrennungsluft in den Brennraum 5 übergetreten
ist, wird über
das elektromagnetische Ventil 18 Kraftstoff in die durch den Überströmkanal 12 strömende Verbrennungsluft
eingespritzt. Der Kraftstoff tritt in den Brennraum 5 ein.
Dort wird er beim Aufwärtshub
des Kolbens 7 verdichtet und von der Zündkerze 8 gezündet. Anschließend expandiert
das verbrennende Gemisch im Brennraum 5 und drückt den
Kolben 7 zum Kurbelgehäuse 3.
Die Abgase strömen
durch den Auslaß 6 aus.
Im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 7 wird durch
den Einlaß 4 Verbrennungsluft für den nächsten Zyklus
angesaugt. Bei der Abwärtsbewegung
des Kolbens 7 tritt die Verbrennungsluft aus dem Kurbelgehäuse 3 über den Überströmkanal 12 in
den Brennraum 5 über.
In diesem Zyklus erfolgt jedoch keine Zugabe von Kraftstoff zur
Verbrennungsluft, so daß der
Brennraum 5 mit weitgehend kraftstofffreier Luft gespült wird.
Es muß dabei
auch keine Zündung
durch die Zündkerze 8 erfolgen.
Die Luft verläßt den Brennraum 5 durch
den Auslaß 6.
Im Leerlauf ist vorgesehen, daß nur
etwa jede zweite bis jede sechste Kurbelwellenumdrehung Kraftstoff
zugeführt
wird und in den dazwischenliegenden Zyklen der Brennraum 5 mit
Luft gespült
wird. Die Zündung kann
während
dieser Spülphase
ausgetaktet werden oder eingeschaltet bleiben.
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Der
Kraftstoff wird im Leerlauf insbesondere während des Überströmens der Verbrennungsluft aus
dem Kurbelgehäuse 3 in
den Brennraum 5 in den Überströmkanal 12 eingespritzt.
Eine Zufuhr von Kraftstoff zum Kurbelgehäuse 3 zur Schmierung
der Kurbelwelle 25 ist nicht notwendig. Dem Zweitaktmotor 1 wird über einen
Kurbelwellenwinkel α von
mindestens 700° kein
Kraftstoff zugeführt.
Die Zufuhr von Kraftstoff erfolgt dabei getaktet. Die etwa jede zweite
bis jede sechste Kurbelwellenumdrehung zugeführte Kraftstoffmenge ist jedoch
gegenüber
einer bei jeder Kurbelwellenumdrehung erfolgenden Kraftstoffzufuhr
erhöht.
Vorteilhaft wird etwa die 1,5-fache bis 5-fache Kraftstoffmenge
zugeführt.
Um sicherzustellen, daß jede
zweite bis jede sechste Kurbelwellenumdrehung eine Verbrennung erfolgt,
wird überwacht,
ob eine Beschleunigung der Kurbelwelle 25 erfolgte, um
festzustellen, ob das Gemisch im Brennraum gezündet und verbrannt wurde. Dazu
wird von der zentralen Steuereinheit (CPU) der zeitliche Abstand
zwischen den Zündimpulsen
durch den umlaufenden Magnet 21 ermittelt. Hierzu kann
aber auch beispielsweise die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 25 gemessen
werden. Zur Messung der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle ist
der in 1 gezeigte Sensor 37 vorgesehen, der über die
Leitung 38 mit der im Zündmodul 20 integrierten
Steuerung verbunden ist. Bei nichterfolgter Verbrennung des Gemisches
bzw. Beschleunigung der Kurbelwelle wird bei der folgenden Umdrehung
der Kurbelwelle erneut Kraftstoff zugeführt. Dies erfolgt über die
im Zündmodul 20 integrierte
Steuerung. Überschreitet die
Beschleunigung einen vorgegebenen Wert, der beispielsweise von der
gewünschten
Drehzahl abhängen
kann, so wird der zeitliche Abstand zur folgenden Kraftstoffzufuhr
gesteuert durch die CPU verlängert.
Hierdurch kann die Drehzahl, insbesondere die Leerlaufdrehzahl,
stabilisiert werden. Zur Stabilisierung der Leerlaufdrehzahl kann
außerdem
die zugeführte
Kraftstoffmenge je Zyklus variiert werden. Über die Variation des zeitlichen
Abstands zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffzuführungen und
der jeweils zugeführten
Kraftstoffmenge ist eine einfache Stabilisierung der Drehzahl, insbesondere der
Leerlaufdrehzahl, möglich.
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In
den 4 bis 6 ist die Zufuhr von Kraftstoff über dem
Kurbelwellenwinkel α aufgetragen.
Bei der in 4 gezeigten Taktung der Zufuhr von
Kraftstoff erfolgt die Zufuhr von Kraftstoff getaktet alle zwei
Umdrehungen der Kurbelwelle. Der Beginn der Kraftstoffeinspritzung
erfolgt demnach jeweils nach 720° Kurbelwellenwinkel α. Die Einspritzung von
Kraftstoff ist in 4 durch die Balken 40 angedeutet.
Aller zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erfolgt eine Zufuhr von Kraftstoff,
wobei die zugeführte Kraftstoffmenge
jeweils konstant ist.
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5 zeigt
ein Diagramm der Kraftstoffzufuhr, bei dem die durch den Balken 41 angedeutete Kraftstoffzufuhr
aller vier Umdrehungen der Kurbelwelle 25 erfolgt. Die
Kraftstoffzufuhr in einem Zyklus erfolgt demnach in einem Abstand
von 1440° Kurbelwellenwinkel α zum Beginn
der vorangegangenen Kraftstoffzufuhr.
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Bei
der in 6 schematisch angedeuteten Taktung erfolgt die
Zufuhr von Kraftstoff, also beispielsweise die Kraftstoffeinspritzung,
alle vier Kurbelwellenumdrehungen, also nach 1440° Kurbelwellenwinkel α. Dies ist
durch die Balken 42 angedeutet. Dieser konstanten Taktung
ist eine stochastische Verlängerung
oder Verkürzung
des Intervalls zur Stabilisierung der Leerlaufdrehzahl durch die
CPU zwischen zwei aufeinander folgenden Kraftstoffzuführungen überlagert.
So erfolgt die durch den Balken 43 angedeutete Kraftstoffzufuhr
nicht bereits nach einem Kurbelwellenwinkel α von 2880° sondern erst nach 3240°, also eine
Umdrehung der Kurbelwelle 25 später. Zur Senkung der aktuellen
Drehzahl nach einem Zündaussetzer
erfolgt die durch den Balken 44 angedeutete Kraftstoffzufuhr
nicht in einem Abstand von 1440° Kurbelwellenwinkel α zur vorangegangenen
Kraftstoffzufuhr, also nicht bei 7560° Kurbelwellenwinkel α sondern
bereits drei Umdrehungen der Kurbelwelle früher, nämlich bei einem Kurbelwellenwinkel α von 6480°. Hierdurch
wird eine kurzfristige Drehzahlanhebung erreicht. Zwischen der Kraftstoffzufuhr,
die durch den Balken 44 angedeutet ist und der vorangegangenen
Kraftstoffzufuhr liegt demnach nur eine Umdrehung der Kurbelwelle 25.
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Wie
in 6 zusätzlich
angedeutet ist, kann die zugeführte
Kraftstoffmenge in den Zyklen auch noch durch einen verkürzten oder
verlängerten
Takt entsprechend angepaßt
werden. Bei verkürztem
Takt wird demnach weniger Kraftstoff zugeführt und bei verlängertem
Takt wird mehr Kraftstoff zugeführt.
Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, zu jedem Takt die gleiche
Kraftstoffmenge zuzuführen.
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Eine
Zündung
des Gemisches erfolgt nur in den Motorzyklen, in denen das elektromagnetische Ventil 18 Kraftstoff
zugeführt
hat. Hierzu kann das Zündmodul 20 eine
Einrichtung zur Speicherung besitzen, beispielweise einen Kondensator,
in dem die über
mehrere Umdrehungen der Kurbelwelle 25 in der Zündspule
induzierte Energie gespeichert wird. Der von der Zündkerze 8 erzeugte
Zündfunke
kann dadurch über
eine längere
Zeitdauer aufrechterhalten werden. Dadurch kann sichergestellt werden, daß bei einer
gewünschten
Zündung
durch die Zündkerze 8 das
im Brennraum 5 angeordnete Gemisch auch tatsächlich verbrennt.
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In 3 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines Einzylinder-Zweitaktmotors 31 dargestellt.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche Bauteile wie in den 1 und 2.
Der Zweitaktmotor 31 besitzt einen Einlaß 4 für weitgehend
kraftstofffreie Luft sowie einen Gemischeinlaß 34. Am Gemischeinlaß 34 ist
ein in 3 schematisch gezeigter Vergaser 32 angeordnet,
in dem eine Drosseleinrichtung, hier eine schwenkbar gelagerte Drosselklappe 36, angeordnet
ist. Im Bereich der Drosselklappe 36 mündet in den im Vergaser 32 ausgebildeten
Gemischkanal 33 eine Kraftstofföffnung 35, die dem
Gemischkanal 33 Kraftstoff zuführt. Es ist vorgesehen, daß über den
Vergaser 32 im Vollastbetrieb des Zweitaktmotors 31 mindestens
ein Teil des Kraftstoffs zugeführt
wird. Im Leerlaufbetrieb erfolgt die Kraftstoffzufuhr über das
am Zündmodul 20 integrierte Ventil 18.
Dadurch kann eine Schmierung des Kurbelgehäuses 3 im Vollastbetrieb
auf einfache Weise erreicht werden. Gleichzeitig kann eine ausreichende Kraftstoffversorgung
sichergestellt werden.
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Die
Kraftstoffzufuhr kann auch über
ein am Kurbelgehäuse
angeordnetes Ventil oder eine andere Einrichtung zur Zufuhr von
Kraftstoff erfolgen.