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Die
Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor, 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
US 6,450,135 B1 ist
ein Zweitaktmotor bekannt, der den auslaßnahen Überströmkanälen weitgehend kraftstofffreie
Luft zuführt.
Die weitgehend kraftstofffreie Luft dient zum Spülen der Abgase aus dem Brennraum.
Die in den Überströmkanälen vorgelagerte
Luft muß dabei
auf die zugeführte
Menge von Kraftstoff/Luft-Gemisch angepaßt werden. Die zugeführte Kraftstoffmenge
kann dabei üblicherweise über eine
Stellschraube eines Vergasers eingestellt werden. Um die zugeführte Luftmenge
an den Betriebszustand des Verbrennungsmotors anzupassen, kann im
Luftkanal eine Drosselklappe angeordnet sein.
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Der
Strömungsquerschnitt
im Luftkanal ist bei Zweitaktmotoren mit geringem Hubvolumen sehr klein.
Die Montage der Drosselklappe bereitet in einem so kleinen Kanal
Schwierigkeiten. Da für
unterschiedliche Zweitaktmotoren unterschiedliche Strömungsquerschnitte
des Luftkanals benötigt
werden, müssen
Luft kanäle
mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten
für eine
Zylinderbaureihe mit unterschiedlichen Hubvolumina zur Verfügung gestellt werden.
Dies erfordert einen erheblichen Aufwand an Werkzeugen für die Herstellung
der Luftkanäle
sowie für
die Lagerhaltung der unterschiedlichen Kanäle.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweitaktmotor der gattungsgemäßen Art
zu schaffen, der eine einfache Anpassung des Strömungsquerschnitts des Luftkanals
erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs
14 gelöst.
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Das
Drosselorgan erlaubt eine Anpassung des Luftstroms durch den Luftkanal,
ohne daß der Luftkanal
selbst verändert
werden muß.
Dadurch kann für
alle Zylinder einer Baureihe derselbe Luftkanal verwendet werden.
Dadurch, daß das
Drosselorgan an der Stirnseite eines Bauteils vorgesehen ist, kann
es auf einfache Weise an dem Luftkanal montiert bzw. ausgetauscht
werden.
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Vorzugsweise
ist das Drosselorgan am Eintritt in den Luftkanal angeordnet. Es
kann jedoch auch zweckmäßig sein,
daß das
Drosselorgan am Austritt aus dem Luftkanal in den Zylinder angeordnet ist.
Am Eintritt in den Luftkanal oder am Austritt aus dem Luftkanal
kann das Drosselorgan angeordnet werden, ohne daß der Luftkanal selbst verändert werden
muß. Es
kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das Drosselorgan zwischen
zwei den Luftkanal begrenzenden Bauteilen angeordnet ist. In diesem
Fall kann das Drosselorgan auf einfache Weise zwischen den beiden
vorgegebenen Bauteilen angeordnet werden, ohne daß an den
den Luftkanal begrenzenden Bauteilen etwas geändert werden muß.
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Vorzugsweise
ist der Strömungsquerschnitt im
Drosselorgan variabel. Es hat sich gezeigt, daß bei Zweitaktmotoren, bei
denen eine Anpassung des Strömungsquerschnitts
erfolgen muß,
die Verringerung des Strömungsquerschnitts
nicht in allen Betriebszuständen
erforderlich ist. So kann im Vollastbetrieb die Zufuhr einer großen Menge
von weitgehend kraftstofffreier Luft zweckmäßig sein, um eine ausreichende
Spülung
des Brennraums und damit geringe Abgaswerte zu erreichen. Bei Verwendung eines
Vergasers zur Zufuhr von Kraftstoff ergibt sich aufgrund der Strömungsverhältnisse
ein Anfetten des Gemischs bei hohen Drehzahlen. Dieses Anfetten
kann durch Zufuhr einer größeren Luftmenge ausgeglichen
werden. Bei niedrigen Drehzahlen oder beim Beschleunigen ist dagegen
die Zufuhr einer geringeren Menge von weitgehend kraftstofffreier
Luft erforderlich, um ein brennfähiges
Gemisch im Brennraum erzeugen zu können. Die Anpassung des Strömungsquerschnitts
kann durch die Anpassung des Strömungsquerschnitts
des Drosselorgans auf einfache Weise erfolgen.
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Vorzugsweise
ist der Strömungsquerschnitt im
Drosselorgan mechanisch einstellbar. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein,
daß der
Strömungsquerschnitt
im Drosselorgan pneumatisch einstellbar ist. Es ist vorgesehen,
daß der
Strömungsquerschnitt im
Drosselorgan druckabhängig
ist. Der Strömungsquerschnitt
im Drosselorgan verändert
sich dabei insbesondere in Abhängigkeit des
Drucks im Luftkanal. Der Druck im Luftkanal ist in unterschiedlichen
Betriebszuständen
des Zweitaktmotors unterschiedlich. Bei steigenden Drehzahlen steigt
der Unterdruck an, der Druck verringert sich also. Dadurch kann
der Unterdruck für
die Anpassung des Strömungsquerschnitts
des Drosselorgans genutzt werden. Der Strömungsquerschnitt im Drosselorgan
kann jedoch auch von der Drehzahl des Zweitaktmotors abhängig sein.
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Es
ist vorgesehen, daß im
Gemischkanal ein Drosselelement angeordnet ist. Das Drosselelement ist
insbesondere die Drosselklappe eines im Gemischkanal angeordneten
Vergasers. Das Drosselelement kann jedoch auch als Walze ausgebildet
sein. Auch anders ausgebildete Drosselelemente können vorteilhaft sein. Vorteilhaft
ist der Strömungsquerschnitt
im Drosselorgan von der Stellung des Drosselelements im Gemischkanal
abhängig.
Insbesondere erfolgt die Veränderung
des Strömungsquerschnitts
des Drosselorgans verzögert.
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Es
ist vorgesehen, daß im
Luftkanal ein Drosselelement in einem den Luftkanal begrenzenden
Bauteil angeordnet ist. Das Drosselelement im Luftkanal kann beispielsweise
eine Drosselklappe sein, deren Stellung an die Stellung des Drosselelements
im Gemischkanal gekoppelt ist. Bei einer direkten Kopplung des Drosselelements
im Luftkanal an das Drosselelement im Gemischkanal ergibt sich keine
optimale Öffnungscharakteristik
der Drosselklappe im Luftkanal. Bei niedrigen Drehzahlen wird dem
Zweitaktmotor zuviel weitgehend kraftstofffreie Luft zugeführt, während bei
hohen Drehzahlen die zugeführte
Luft für
eine saubere Brennraumspülung nicht
aus reichend ist. Diese zusätzliche
Anpassung kann durch das vor- oder nachgeschaltete Drosselorgan
erreicht werden.
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Vorteilhaft
drosselt das Drosselorgan den Luftstrom durch den Luftkanal im Leerlauf
und bei niedrigen Drehzahlen des Zweitaktmotors. Zweckmäßig drosselt
das Drosselorgan den Luftstrom durch den Luftkanal beim Beschleunigen
des Zweitaktmotors. In diesen Betriebszuständen reicht die Reduzierung
des Strömungsquerschnitts
durch eine im Luftkanal angeordnete Drosselklappe nicht aus. Das
zusätzliche
Drosselorgan ermöglicht
auf einfache Weise eine weitere Reduzierung der zugeführten Luftmenge.
Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, ein
Drosselorgan an der Stirnseite eines den Luftkanal begrenzenden
Bauteils bei einem Luftkanal vorzusehen, in dem kein weiteres Drosselelement
angeordnet ist.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Strömungsquerschnitt
des Luftkanals durch Auswahl eines geeigneten Drosselorgans auf
den Zweitaktmotor angepaßt ist.
Die Zweitaktmotoren einer Baureihe können dadurch nach dem Baukastenprinzip
aufgebaut sein, wobei die Zweitaktmotoren Luftkanäle besitzen,
die sich nur durch das ausgewählte
Drosselelement unterscheiden. Dadurch kann eine Baureihe auf einfache
Weise aufgebaut werden.
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Ein
Zweitaktmotor, der eine einfache Anpassung des Strömungsquerschnitts
des Luftkanals erlaubt, wird auch durch einen Zweitaktmotor mit
einem Zylinder, in dem ein Brennraum ausgebildet ist, der von einem
auf- und abgehenden Kolben begrenzt ist, wobei der Kolben über ein
Pleuel eine in einem Kurbelgehäuse
drehbar gelagerte Kurbelwelle antreibt, wobei das Kurbelgehäuse in vorgegebenen
Stellungen des Kolbens über
mindestens einen Überströmkanal mit
dem Brennraum verbunden ist, mit einem Gemischkanal zur Zufuhr von
Kraftstoff/Luft-Gemisch
und mit einem Luftkanal, der dem Überströmkanal weitgehend kraftstofffreie
Luft zuführt,
erreicht, bei dem im Luftkanal eine feste Blende angeordnet ist,
wobei der Strömungsquerschnitt
der Blende auf den Hubraum des Zweitaktmotors abgestimmt ist.
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Die
feste Blende im Luftkanal erlaubt eine Anpassung des Luftstroms
durch den Luftkanal an den Hubraum des Zweitaktmotors. Dadurch muß der Luftkanal
selbst nicht verändert
werden, so daß für Zylinder
einer Baureihe mit unterschiedlichem Hubraum der gleiche Luftkanal
mit einer unterschiedlichen festen Blende verwendet werden kann.
Die Blende kann dabei an jeder Stelle im Luftkanal angeordnet sein.
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Vorteilhaft
ist das Verhältnis
des Strömungsquerschnitts
der Blende in Quadratmillimetern zum Hubraum des Zweitaktmotors
in Kubikzentimetern kleiner als 3,5. Es hat sich gezeigt, daß bei einer
derartigen Auslegung des Strömungsquerschnitts
der Blende auf den Hubraum des Zweitaktmotors eine gute Anpassung
an den Durchsatz des Zweitaktmotors erreicht wird.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch einen Zweitaktmotor,
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2 eine
schematische Darstellung eines Schnitts durch den Zweitaktmotor
aus 1 entlang der Linie II-II,
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3 bis 6 schematische
Darstellungen von Drosselorganen in einem Luftkanal,
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7 und 8 schematische
Schnittdarstellungen von Zweitaktmotoren auf der Höhe der Linie
II-II in 1.
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9 und 10 Diagramme,
die den Durchsatz durch den Zweitaktmotor in Abhängigkeit der Querschnittsfläche des
Drosselorgans angeben.
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Der
in 1 gezeigte Zweitaktmotor 1 besitzt einen
Zylinder 2, in dem ein Brennraum 3 ausgebildet
ist. Der Brennraum 3 ist von einem Kolben 5 begrenzt,
der über
ein Pleuel 6 eine in einem Kurbelgehäuse 4 drehbar gelagerte
Kurbelwelle 7 antreibt. Wie auch 2 zeigt,
besitzt der Zweitaktmotor 1 zwei einander gegenüberliegend
angeordnete auslaßnahe Überströmkanäle 8,
die mit Überströmfenstern 22 in
den Brennraum 3 münden.
Auslaßfern
sind zwei einander gegenüberliegend
angeordnete Überströmkanäle 9 vorgesehen,
die mit Überströmfenstern 23 in
den Brennraum münden.
Im Bereich des in 1 gezeigten unteren Totpunkts
des Kolbens 5 verbinden die Überströmkanäle 8 und 9 das
Kurbelgehäuse 4 mit
dem Brennraum 3. Aus dem Brennraum 3 führt ein
Auslaß 25 für Abgase.
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Der
Zweitaktmotor 1 besitzt einen Gemischkanal 10,
der einen Luftfilter 15 mit einem Einlaß 24 ins Kurbelgehäuse 4 verbindet.
Der Einlaß 24 ist
im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 geöffnet. Der
Gemischkanal 10 ist in einem Vergaser 12 und einem
elastischen Ansaugstutzen 20 geführt. Im Vergaser 12 ist
eine Chokeklappe 13 und eine Drosselklappe 14 angeordnet.
Im Bereich der Drosselklappe 14 münden in den Gemischkanal 10 Kraftstofföffnungen,
die der in den Gemischkanal 10 angesaugten Luft Kraftstoff
zuführen.
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Der
Zweitaktmotor 1 besitzt einen Luftkanal 11, der
den Überströmkanälen 8 und 9 weitgehend kraftstofffreie
Luft zuführt.
Ein Abschnitt des Luftkanals 11 ist in einem Rohrabschnitt 26 ausgebildet,
in dem eine Drosselklappe 19 schwenkbar gelagert ist. Die
Stellung der Drosselklappe 19 ist insbesondere an die Stellung
der Drosselklappe 14 im Gemischkanal 10 gekoppelt.
Der Rohrabschnitt 26 verläuft parallel zu dem im Vergaser 12 ausgebildeten
Abschnitt des Gemischkanals 10. Der Rohrabschnitt 26 ist
am Vergaser 12 festgelegt und kann einteilig mit diesem ausgebildet
sein. Der Gemischkanal 10 und der Luftkanal 11 sind
mit dem Reinraum 18 des Luftfilters 15 verbunden.
Der Reinraum 18 ist über
Filtermaterial 16 vom Schmutzraum 17 des Luftfilters 15 getrennt. An
der dem Luftfilter 15 zugewandten Stirnseite 46 des
Rohrabschnitts 26 ist ein Drosselorgan 27 festgelegt.
Das Drosselorgan 27 kann auch im Luftfilterboden gehalten
oder zwischen dem Rohrabschnitt 26 und dem Luftfilter 15 festgelegt
sein.
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Wie 2 zeigt,
teilt sich der Luftkanal 11 stromab des Rohrabschnitts 26 in
zwei Äste 32 und 33 auf.
Jeder Ast 32, 33 mündet über ein Luftkanalfenster 34 an
der Zylinderbohrung 48. Die Luftkanalfenster 34 sind
vorteilhaft auf der dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten
Seite der Überströmfenster 23 der Überströmkanäle 9 angeordnet.
Der Kolben 5 besitzt zwei Kolbentaschen 21, die
den Luftkanal 11 im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 mit
den Überströmkanälen 8 und 9 verbinden.
Die Verbindung erfolgt dabei über
die Luftkanalfenster 34, die Kolbentaschen 21 und
die Überströmfenster 22 und 23.
Wie 2 zeigt, sind die an den Luftkanalfenstern 34 mündenden
Abschnitte 49 und 50 des Luftkanals 11 im
Zylinder 2 ausgebildet.
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Im
Betrieb des Zweitaktmotors 1 wird im Bereich des oberen
Totpunkts des Kolbens 5 Kraftstoff/Luft-Gemisch über den
Einlaß 24 ins
Kurbelgehäuse 4 angesaugt. Über den
Luftkanal 11 und die Kolbenfenster 21 werden die Überströmkanäle 8 und 9 von
der dem Brennraum 3 zugewandten Seite aus mit weitgehend
kraftstofffreier Luft gespült.
Beim Abwärtshub
des Kolbens 5 wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Kurbelgehäuse 4 verdichtet.
Sobald die Überströmkanäle 8 und 9 zum
Brennraum 3 hin öffnen,
strömt
die in den Überströmkanälen 8, 9 vorgelagerte
Luft in den Brennraum 3 und spült im Brennraum 3 angeordnete
Abgase durch den Auslaß 25 aus
dem Brennraum 3. Das in den Brennraum 3 nachströmende Kraftstoff/Luft-Gemisch
aus dem Kurbelgehäuse 4 wird
beim folgenden Aufwärtshub des
Kolbens 5 im Brennraum 3 verdichtet und im Bereich
des oberen Totpunkts von einer in den Brennraum 3 ragenden
Zündkerze 56 gezündet. Sobald beim
folgenden Abwärtshub
des Kolbens 5 der Auslaß 25 öffnet, strömen die
Abgase aus dem Brennraum 3 aus und werden von der aus den Überströmkanälen 8 und 9 in
den Brennraum 3 einströmenden weitgehend
kraftstofffreien Luft ausgespült.
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Die
den Überströmkanälen 8 und 9 zugeführte Menge
an weitgehend kraftstofffreier Luft ist abhängig vom Strömungsquerschnitt
des Luftkanals 11. Über
die Drosselklappe 19 wird der Strömungsquerschnitt an den Betriebszustand
des Zweitaktmotors 1 angepaßt. Bei niedrigen Drehzahlen
ist die Drosselklappe 19 weitgehend geschlossen, so daß nur eine geringe
Menge von weitgehend kraftstofffreier Luft in den Überströmkanälen 8 und 9 vorgelagert
wird. Bei Vollast ist die Drosselklappe 19 vollständig geöffnet und
behindert den Strömungsquerschnitt
im Luftkanal 11 nur geringfügig. Dadurch wird eine große Menge
von weitgehend kraftstofffreier Luft in den Überströmkanälen 8 und 9 vorgelagert.
Das Drosselorgan 27 ist als starre Blende ausgebildet.
Dadurch reduziert das Drosselorgan 27 den Luftstrom durch
den Luftkanal 11 in jedem Betriebszustand des Zweitaktmotors 1.
Dadurch kann der wirksame Strömungsquerschnitt
des Luftkanals 11 verringert werden, ohne daß der Luftkanal 11 selbst
baulich verändert werden
muß.
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In
den 3 bis 5 sind Ausführungsbeispiele von Drosselorganen
dargestellt. Das in 3 gezeigte Drosselorgan 28 besitzt
eine feste Blende 29. Bezogen auf die Strömungsrichtung 31 im
Luftkanal 11 ist stromab der festen Blende 29 eine
bewegliche Membran 30 angeordnet. Die Membran 30 besitzt
ein festes Ende 90, mit dem sie an der Blende 29 festgelegt
ist. Ein gegenüberliegendes
freies Ende 91 ist gegenüber der Blende 29 beweglich.
Die Membran 30 ist vor einer Öffnung 92 in der Blende 29 angeordnet.
In Abhängigkeit
des Luftmassenstroms durch die Öffnung 92 wird
das freie Ende 91 mehr oder weniger von der Blende 29 weggedrückt. Dadurch
drosselt die Membran 30 den Luftstrom im Luftkanal 11 in
Abhängigkeit
der Luftmassenstroms durch das Drosselorgan 28.
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Bei
dem in 4 gezeigten Drosselorgan 35 erfolgt die
Drosselung in Abhängigkeit
des Drucks im Luftkanal 11. Das Drosselorgan 35 besitzt
einen Drosselkörper 36,
der in eine Öffnung 37 im
Drosselorgan 35 ragt. Die Öffnung 37 begrenzt
den Luftkanal 11, wobei der Strömungsquerschnitt der Öffnung 37 vorteilhaft
dem Strömungsquerschnitt
im Luftkanal 11 entspricht. Der Drosselkörper 36 ist
in einem Gehäuse 93 verschiebbar
gelagert und dabei in einer Bohrung 94 dichtend geführt. Über eine
Feder 38 ist der Drosselkörper 36 in die Öffnung 37 hinein
gefedert. Zwischen dem Drosselkörper 36 und
dem Gehäuse 93 ist
ein Ringraum 40 gebildet, in dem ein vorgegebener Druck,
insbesondere Umgebungsdruck, herrscht. Im Gehäuse 93 ist ein Raum 95 gebildet,
in dem die Feder 38 angeordnet ist. Der Raum 95 ist über eine
Membran 39 von dem Ringraum 40 getrennt. An der
Membran 39 ist der Drosselkörper 36 festgelegt.
Der Luftkanal 11 ist über
eine Ausgleichsbohrung 45 mit dem Raum 95 verbunden.
Der im Luftkanal 11 herrschende Unterdruck wird über die Ausgleichsbohrung 45 in
den Raum 95 übertragen. Die
Ausgleichsbohrung 45 mündet
an der stromab liegenden Seite des Drosselkörpers 36 in den Luftkanal 11.
Bei sinkendem Druck im Luftkanal 11 und damit auch im Raum 95 steigt
die vom Ringraum 40 auf die Membran 39 ausgeübte Kraft
aufgrund des konstanten Drucks im Ringraum 40. Dadurch
wird der Drosselkörper 36 in
Richtung auf den Raum 95 aus der Öffnung 37 gezogen.
Der Drosselkörper 36 besitzt
in seinem Inneren eine Kavität 42,
die mit Dämpfungsmedium 41 gefüllt ist.
In die Kavität 42 ragt
ein fest am Gehäuse 93 gehaltener
Kolben 43, gegenüber
dem die Kavität 42 in
Bewegungsrichtung des Drosselkörpers 36 beweglich
ist. Der Kolben 43 besitzt eine Ausgleichsöffnung 44 zwischen
den beiden Seiten des Kolbens 43, durch die das Dämpfungsmedium 41 bei
einer Bewegung des Kolbens 43 strömt. Dadurch ist die Bewegung
des Drosselkörpers 36 gedämpft.
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Bei
steigenden Drehzahlen des Zweitaktmotors 1 nimmt der Unterdruck
im Luftkanal 11 zu, der absolute Druck sinkt also. Dies
führt dazu,
daß der Drosselkörper 36 des
Drosselorgans 35 aus der Öffnung 37 gezogen
wird, so daß der
Strömungsquerschnitt
im Luftkanal 11 vergrößert wird
und die angesaugte Luftmenge zunimmt. Bei niedrigen Drehzahlen ist
der Unterdruck im Luftkanal 11 gering, so daß der Drosselkörper 36 weit
in die Öffnung 37 ragt
und den Strömungsquerschnitt
stark verkleinert. Dadurch kann sichergestellt werden, daß bei niedrigen
Drehzahlen nur eine geringe Menge von weitgehend kraftstofffreier
Luft zugeführt
wird und das in den Brennraum eingebrachte Kraftstoff/Luft-Gemisch
ausreichend fett ist, um eine Verbrennung zu gewährleisten.
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Bei
dem in 5 gezeigten Drosselorgan 75 erfolgt die
Veränderung
des Strömungsquerschnitts im
Drosselorgan 75 mechanisch. Die Veränderung des Strömungsquerschnitts
ist dabei an die Stellung der Drosselklappe 14 im Gemischkanal 10 gekoppelt.
Hierzu ist auf der Drosselwelle 74 der Drosselklappe 14 ein
Hebel 78 drehfest festgelegt. Der Hebel 78 ist
vorzugsweise außerhalb
des Gemischkanals 10 auf der Drosselwelle 74 angeordnet.
Das Drosselorgan 75 besitzt eine feste Blende 76 mit
einer Öffnung 82,
die den Luftkanal 11 begrenzt. In der Blende 76 ist
quer zur Strömungsrichtung 31 im
Luftkanal 11 ein Schieber 77 beweglich gelagert.
Der Schieber 77 ist vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung 31 im
Luftkanal 11 angeordnet, er kann jedoch auch in einem Winkel
zur Strömungsrichtung 31 angeordnet
sein, um günstige
geometrische Verhältnisse
für die
Betätigung
zu erreichen. Der Schieber 77 besitzt eine Bohrung 79,
die bei der in 5 gezeigten teilweise geöffneten
Stellung der Drosselklappe 14 im Gemischkanal 10 gegenüber der Öffnung 82 in
der Blende 76 versetzt angeordnet ist, so daß der Schieber 77 den
Strömungsquerschnitt
gegenüber
der Öffnung 82 vermindert.
Der Hebel 78 besitzt einen Stift 80, der in ein
Langloch 81 im Schieber 77 ragt. Beim Drehen der
Drosselwelle 74 bewegt der Hebel 78 den Schieber 77 über den
Stift 80. Beim weiteren Öffnen der Drosselklappe 14,
also bei einer Drehung der Drosselwelle 74 in 5 im
Uhrzeigersinn, wird der Schieber 77 nach unten gezogen,
die Bohrung 79 wird also in die Öffnung 82 gezogen
und der Strömungsquerschnitt
im Drosselorgan 75 vergrößert sich. Beim Schließen der
Drosselklappe 14, also bei einer Drehung der Drosselwelle 74 in 5 entgegen
dem Uhrzeigersinn, wird die Öffnung 79 im Schieber 77 aus
der Öffnung 82 herausgeschoben, so
daß sich
der Strömungsquerschnitt
im Drosselorgan 75 weiter verringert. Dadurch ist der Strömungsquerschnitt
im Drosselorgan 75 an die Stellung der Drosselklappe 14 im
Gemischkanal 10 gekoppelt.
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Bei
dem in 6 gezeigten Drosselorgan 85 ragt in die Öffnung 82 der
Blende 76 ein Schieber 87 mit einer Öffnung 79.
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Der
Schieber 87 ist an einer Hülse 88 festgelegt,
die in Längsrichtung
des Schiebers 87 mit Streben 89 gekoppelt ist.
Jeweils zwei Streben 89 halten einen Massekörper 86,
der als Fliehkraftkörper
ausgebildet ist und mit der Kurbelwelle 7 des Zweitaktmotors
verbunden ist. In Abhängigkeit
der Drehzahl der Kurbelwelle 7 werden die Massekörper 86 aufgrund
der Fliehkraft mehr oder weniger nach außen ausgelenkt. Über die
Streben 89 wird die Bewegung der Massekörper 86 auf die Hülse 88 übertragen.
Bei steigenden Drehzahlen werden die Massekörper 86 radial nach
außen
beschleunigt. Aufgrund dieser Bewegung wird die Hülse 88 in
Längsrichtung
des Schiebers 87 so bewegt, daß der Schieber 87 aus der
Blende 76 gezogen wird. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt
im Luftkanal 11 durch den Schieber 87 weniger
gedrosselt. Bei sinkenden Drehzahlen werden die Massekörper 86 aufgrund
von Federn 84, über
die die Massekörper 86 an
der Kurbelwelle 7 festgelegt sind, radial nach innen gezogen.
Dadurch wird die Hülse 88 in
Längsrichtung
des Schiebers 87 verschoben. Der Schieber 87 wird
in die Öffnung 82 der
Blende 76 hineingeschoben, so daß der Strömungsquerschnitt im Luftkanal 11 stärker gedrosselt
wird.
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Der
in 7 gezeigte Zweitaktmotor 1 besitzt einen
Luftkanal 51. Der Luftkanal 51 ist stromab des
Luftfilters in einem Rohrabschnitt 54 ausgebildet, in dem
eine Drosselklappe 19 schwenkbar gelagert ist. Stromab
des Rohrabschnitts 54 teilt sich der Luftkanal 51 in
zwei Äste 52 und 53,
die jeweils an einem Luftkanalfenster 34 an der Zylinderbohrung 48 münden. Die
beiden Äste 52 und 53 sind
in einem Kanalabschnitt 58 ausgebildet. Zur Verringerung
des Strömungsquerschnitts
ist im Luftkanal 51 ein Drosselorgan 55 angeordnet.
Das Drosselorgan 55 ist an der stromab liegenden Stirnseite 47 des
Rohrabschnitts 54 zwischen dem Rohrabschnitt 54 und
dem Kanalabschnitt 58 angeordnet. Das Drosselorgan 55 kann als
feste Blende ausgebildet sein. Der Strömungsquerschnitt des Drosselorgans 55 kann
jedoch auch variabel sein. Beispielsweise können Drosselorgane nach den 3 bis 6 eingesetzt
werden.
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Der
in 8 gezeigte Zweitaktmotor 1 besitzt einen
Luftkanal 61, der sich in zwei Äste 62 und 63 aufteilt.
Die beiden Äste 62 und 63 sind
in einem Kanalabschnitt 68 ausgebildet. Der Ast 62 ist
mit seiner Stirnseite 66 am Zylinder 2 festgelegt
und der Ast 63 mit seiner Stirnseite 67. An den
Stirnseiten 66 und 67 ist jeweils ein Drosselorgan 64, 65 festgelegt,
das den Strömungsquerschnitt
im Luftkanal 61 verringert. Das Drosselorgan 64 ist
zwischen dem Ast 62 und dem im Zylinder 2 ausgebildeten
Abschnitt 49 des Luftkanals 61 angeordnet. Das
Drosselorgan 65 ist zwischen dem Ast 63 und dem
im Zylinder 2 ausgebildeten Abschnitt 50 des Luftkanals 61 angeordnet. Die
Drosselorgane 64 und 65 sind als feste Blenden ausgebildet.
Es können
jedoch auch Drosselorgane mit variablem Strömungsquerschnitt, beispielsweise nach
den 3 bis 6, eingesetzt werden.
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Die 9 und 10 zeigen
Diagramme, die den Durchsatz M durch den Verbrennungsmotor in Abhängigkeit
des Strömungsquerschnitts
A eines Drosselorgans im Luftkanal 11, 51, 61 angeben.
Beide Diagramme zeigen dabei den Durchsatz M bei einer festen Drehzahl
des Zweitaktmotors 1. Der Durchsatz M ist in beiden Diagrammen über dem Strömungsquerschnitt
A einer Blende angegeben.
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Die
Kurve 70 in 9 zeigt den Gesamtdurchsatz
von Luft- und Kraftstoff/Luft-Gemisch durch den Zweitaktmotor. Mit
zunehmendem Strömungsquerschnitt
A steigt der Gesamtdurchsatz. Die Kurve 71 gibt den Gemischdurchsatz
durch den Zweitaktmotor 1 an. Dieser sinkt mit zunehmendem Strömungsquerschnitt
A des Drosselorgans. Um eine bestimmte Leistung des Zweitaktmotors 1 erreichen zu
können,
darf der in der Kurve 70 gezeigte Gesamtdurchsatz durch
die Maschine nicht beliebig abnehmen. Es muß ein Mindestdurchsatz gewahrt
bleiben. Aus diesem Grund darf der Strömungsquerschnitt A durch das
Drosselorgan nicht beliebig klein gewählt werden. Gleichzeitig muß jedoch
eine ausreichende Förderung
von Kraftstoff zum Zweitaktmotor sichergestellt werden. Ein hoher
Durchsatz von Kraftstoff/Luft-Gemisch, der durch die Kurve 71 verdeutlicht
ist, wird jedoch bei geringen Strömungsquerschnitten A erreicht.
Bei Anordnung eines Drosselorgans 27, das als feste Blende
ausgebildet ist, im Luftkanal 11 stellt der Strömungsquerschnitt
A einen optimalen Wert zwischen diesen beiden Forderungen dar. Um
sowohl eine vorgegebene Leistung des Zweitaktmotors 1 sicherzustellen
und gleichzeitig eine ausreichende Kraftstofförderung zu erreichen, beträgt das Verhältnis des
Strömungsquerschnitts
A der Blende in Quadratmillimetern bezogen auf den Hubraum des Zweitaktmotors 1 in
Kubikzentimetern weniger als 3,5. Vorteilhaft beträgt das Verhältnis 0,9 bis
3,5, zweckmäßig 0,9
bis 2,5 und insbesondere 2,1 bis 3,2. Bevorzugt liegt das Verhältnis des
Strömungsquerschnitts
A in Quadratmillimetern zum Hubraum des Zweitaktmotors in Kubikzentimetern
in einem Bereich von 2,1 bis 3,2. Der Strömungsquerschnitt A liegt vorteilhaft
zwischen einem minimalen Strömungsquerschnitt 96 und
einem maximalen Strömungsquerschnitt 97 im
Diagramm in 9.
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Wie 10 zeigt,
nimmt der Reinluftdurchsatz, der von der Kurve 73 gezeigt
ist, bei zunehmendem Strömungsquerschnitt
A der Blende zu. Bei Anordnung eines Drosselorgans 27 im
Reinluftkanal, das als feste Blende ausgebildet ist, ist zu beachten, daß der Strömungsquerschnitt
A der Blende ausreichend groß ist,
so daß die
in den Überströmkanälen vorgelagerte
Luft zur Trennung von Abgasen und aus dem Kurbelgehäuse nachströmendem Gemisch
ausreicht. Wie die Kurve 72 zeigt, sinkt der Kraftstoffdurchsatz
bei steigendem Strömungsquerschnitt
A durch die Blende zunächst
sehr stark und anschließend
schwach ab. Um auch bei niedrigen Drehzahlen noch ein ausreichendes
Anfetten des Kraftstoff/Luft-Gemischs zu erreichen, ist eine bestimmte, dem
Zweitaktmotor zuzuführende
Kraftstoffmenge notwendig. Um sowohl eine ausreichende Anfettung als
auch eine gute Spülvorlagenwirkung
zu erreichen, ist bei Anordnung einer festen Blende im Luftkanal
die Abstimmung des Strömungsquerschnitts
A der Blende auf den Hubraum des Zweitaktmotors notwendig. Es hat
sich gezeigt, daß das
Verhältnis des
Strömungsquerschnitts
A der Blende in Quadratmillimetern zum Hubraum des Zweitaktmotors 1 in Kubikzentimetern
kleiner als 3,5 sein soll. Insbesondere beträgt das Verhältnis 0,9 bis 3,5, vorteilhaft
0,9 bis 3,2. Das Verhältnis
beträgt
bevorzugt von 2,1 bis 3,2.
-
In
den 9 und 10 ist jeweils ein vorteilhafter
minimaler Strömungsquerschnitt 96 und
ein vorteilhafter maximaler Strömungsquerschnitt 97 für den Strömungsquerschnitt
A durch die Blende angegeben. Diese Strömungsquerschnitte sind jeweils
abhängig
vom Hubraum des Zweitaktmotors. Der Hubraum des Zweitaktmotors 1 ist
dabei das Volumen, das der Kolben 5 bei einer Bewegung
zwischen dem unteren Totpunkt und dem oberen Totpunkt verdrängt.