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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Schiebersteuerung zur Steuerung des Ladungswechsels.
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Stand der Technik
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Der Ladungswechsel bei Zweitaktbrennkraftmaschinen erfolgt über Einlassöffnungen und Auslassöffnungen, welche hauptsächlich gleichzeitig geöffnet sind, um eine Spülung des Zylinders zu ermöglichen. Dabei soll das verbrannte Gemisch durch eine Frischladung aus Luft bei Direkteinspritzung oder einem bereits hergestellten Luftkraftstoffgemisch ersetzt werden, wobei einerseits möglichst wenig Restgas im Zylinder bleibt, andererseits aber auch möglichst wenig Frischgas durch den Auslass verlorengeht.
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Je nach Lage der Einlassöffnungen und Auslassöffnungen im Zylinder wird nach einer Gleichstromspülung, bei welcher die Spülströmung in Richtung der Kolbenbewegung, einer Querstromspülung, bei welcher die Spülströmung quer zur Richtung der Kolbenbewegung und einer Umkehrspülung, bei welcher die Spülströmung im Zylinder einen Richtungswechsel und somit eine Umkehr erfolgt, unterschieden.
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Um den Ladungswechsel weiter zu optimieren, wird die Öffnung der Einlassöffnungen und Auslassöffnungen nunmehr nicht allein durch die Hubposition des Kolbens bestimmt, sondern es kommen zusätzliche Ventilsteuerungen zum Einsatz. Dadurch lässt sich der Ladungswechsel besser an die Betriebsbedingungen anpassen. Insbesondere kommen dazu Hubventilsteuerungen und / oder Rohrschiebersteuerungen zum Einsatz.
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Aus der Offenlegungsschrift
CH 224 029 A ist eine Rohrschiebersteuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, bei welcher der Rohrschieber zwischen Zylinderbohrung und Arbeitskolben angeordnet ist und von einem Gestänge bewegt wird. Das Gestänge des Rohrschiebers geht durch den Einlasskanal hindurch und steht mit einer Laufbahn in einer Zwangssteuerung auf der Kurbelwelle in Verbindung.
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Aus der Patentschrift
DE 662 710 C ist eine Ringschiebersteuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, bei welcher ein schmaler, die Zylinderbuchse umgebender Ringschieber mittels Schubstangen bewegt wird. Die Schubstangen sind in einem den zu steuernden Einlassöffnungen zugeordneten Ringkanal angeordnet und stehen über Rollen mit jeweils einer Kurvenscheibe in Wirkverbindung, welche auf der Kurbelwelle ausgebildet sind.
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Aus der Patentschrift
DE 858 046 C ist eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer Ventilsteuerung mit einem Hubventil für eine Auslassöffnung und einer Ringschiebersteuerung mit einem die Zylinderlaufbuchse außen umgreifenden Ringschieber für mehrere Einlassöffnungen bekannt. Die Ventilsteuerung und die Ringschiebersteuerung weisen ein gemeinsames Gestänge auf, welches durch eine gesonderte Welle betätigt wird und durch die Spülluftkammer und den Verdichtungsraum führt.
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Aus der Patentschrift
DE 10 2016 005 538 B3 ist eine direkteinspritzende Zweitaktbrennkraftmaschine mit Gleichstromspülung bekannt. Der Zylinder weist Auslassöffnungen mit einem anschließenden Auslasskanal und Einlassöffnungen mit einem Spülluftkanal auf, wobei auch hier die Auslassöffnungen mittels Hubventilen und die Einlassöffnungen mittels eines die Zylinderlaufbuchse außen umschließenden Ringschiebers gesteuert werden. Weiter wird beschrieben, dass die Bewegung des Ringschiebers auf der Außenwand der Zylinderlaufbuchse mittels einer desmodromischen Steuereinrichtung in Form einer Nockensteuerung erfolgt, wobei der Ringschieber mit einem am äußeren Umfang angreifenden drehbeweglich angreifenden und gabelförmig ausgebildeten Hebel oszillierend betätigt wird. Zudem ist auf der Außenseite des Ringschiebers ein Drallring angeordnet, um der Spülströmung beim Einströmen in den Zylinder eine Drallbewegung zum verbesserten Ausspülen des Abgases aufzuprägen.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit verbesserter Schiebersteuerung bereitzustellen.
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Lösung der Aufgabe
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Die Aufgabe wird durch eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Schiebersteuerung nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung stellt eine erfindungsgemäß vorteilhafte Zweitaktbrennkraftmaschine mit verbesserter Schiebersteuerung bereit. Die Zweitaktbrennkraftmaschine weist in einem Zylinder wenigstens eine Einlassöffnung und wenigstens eine Auslassöffnung auf, wobei die Einlassöffnung und / oder die Auslassöffnung mittels eines Ringschiebers als Schiebersteuerung gesteuert wird. Die Einlassöffnung und / oder die Auslassöffnung sind in einer Wandung in einer zumindest teilweise zylinderförmigen Zylinderlaufbuchse ausgebildet. Innerhalb der Zylinderlaufbuchse ist ein Kolben aufgenommen. Der rohrförmige Ringschieber ist außerhalb des Zylinders angeordnet und ummantelt die Zylinderlaufbuchse des Zylinders. Der Ringschieber ist gegenüber der Zylinderlaufbuchse in axialer Richtung des Zylinders verschiebbar und in vorteilhafter Weise drehfest gelagert. Mittels einer Betätigung wird der Ringschieber während des Betriebes der Zweitaktbrennkraftmaschine oszillierend verschoben und die Einlassöffnung und / oder die Auslassöffnung freigegeben oder versperrt. Die drehfeste Lagerung kann sich dabei durch die Betätigung des Ringschiebers ergeben.
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Der Ringschieber ist zur oszillierenden Betätigung mit einer Zwangssteuerung verbunden, bei welcher die Betätigung des Ringschiebers in beide entgegengesetzte Richtungen durch eine Kontur gesteuert werden. Die erfindungsgemäß vorteilhafte Betätigung des Ringschiebers erfolgt mittels wenigstens zwei hauptsächlich gleichmäßig über den Umfang des Ringschiebers verteilt angeordnete Stangen. Jede dieser Stangen ist mit dem Ringschieber und mit einer separaten desmodromischen Ventilsteuerung verbunden. Die wenigstens zwei desmodromischen Ventilsteuerungen eines Ringschiebers sind miteinander synchronisiert, so dass eine gleichmäßige Verschiebung des Ringschiebers erfolgen kann.
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Eine Antriebswelle für die jeweilige desmodromische Ventilsteuerung ist als eine Nockenwelle ausgebildet und parallel zu einer Kurbelwelle der Zweitaktbrennkraftmaschine angeordnet. Durch die jeweilige Nockenwelle mit wenigstens zwei Nocken werden die Konturen für die zwangsweise Betätigung der Stangen und somit des Ringschiebers bereitgestellt. Die wenigstens zwei Nockenwellen stehen mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung. In erfindungsgemäß besonders vorteilhafter Weise ist wenigstens eine Nockenwelle zudem als Massenausgleichswelle der Zweitaktbrennkraftmaschine ausgebildet. Über ein Zahnradgetriebe ist die jeweilige Nockenwelle mit der Kurbelwelle der Zweitaktbrennkraftmaschine wirkverbunden.
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Die Stangen sind hauptsächlich parallel zur Längsachse des Zylinders ausgerichtet und durchdringen einen der Auslassöffnung zugeordneten Auslasskanal und / oder einen der Einlassöffnung zugeordneten Einlasskanal wenigstens teilweise. Durch diese Führung der Stangen kann eine optimale Abdichtung des Kurbelraumes der Zweitaktbrennkraftmaschine erfolgen. Jede Stange ist über einen Kragarm oder einen umlaufenden Flansch am Ringschieber mit dem Ringschieber verbunden. Jede Stange steht über einen ersten Hebel mit einem ersten Nocken und über einen zweiten Hebel mit einem zweiten Nocken auf der zugeordneten Nockenwelle in Wirkkontakt, wobei mittels des ersten Hebels und des ersten Nockens eine erste Betätigung des Ringschiebers entlang des Zylinders und mittels des zweiten Hebels und des zweiten Nockens eine der ersten Betätigung entgegengesetzten zweiten Betätigung des Ringschiebers entlang des Zylinders im Sinne einer desmodromischen Ventilsteuerung erfolgt.
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Wird die wenigstens eine Einlassöffnung oder die wenigstens eine Auslassöffnung mittels des desmodromisch betätigten Ringschiebers gesteuert, erfolgt die Betätigung der jeweils anderen Auslassöffnung oder Einlassöffnung mittels einer Tellerventilsteuerung. Demnach erfolgt die Steuerung der wenigstens einen Auslassöffnung mittels der Tellerventilsteuerung, wenn die wenigstens eine Einlassöffnung mittels des Ringschiebers gesteuert wird, oder der wenigstes einen Einlassöffnung mittels der Tellerventilsteuerung, wenn die wenigstens eine Auslassöffnung mittels des Ringschiebers gesteuert wird.
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Der Antrieb der Tellerventilsteuerung erfolgt mittels der Nockenwelle der desmodromischen Ventilsteuerung des Ringschiebers. Die Tellerventilsteuerung weist einen Ventiltrieb auf, welcher mit einem separaten Nocken auf der Nockenwelle in Verbindung steht. Werden mehrere Tellerventile für einen Zylinder verwendet, sind mehrere Tellerventilsteuerungen für den Zylinder vorgesehen, wobei jedem Tellerventil eine separate Tellerventilsteuerung zugeordnet ist und die Nocken der desmodromischen Ventilsteuerung des Ringschiebers dieses Zylinders zwischen den Nocken der Tellerventilsteuerung auf der Nockenwelle angeordnet sind.
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Ausführungsbeispiel
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Beispielhaft wird hier eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Zweitaktbrennkraftmaschine mit Schiebersteuerung dargestellt. In der dazugehörigen Figur zeigt:
- 1: eine schematische Darstellung der Zweitaktbrennkraftmaschine 1.
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Die vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Zweitaktbrennkraftmaschine 1 mit Schiebersteuerung 2, dargestellt in 1, weist in einem Zylinder 3 mehrere schiebergesteuerte Einlassöffnungen 4 und eine tellerventilgesteuerte Auslassöffnung 5 auf. Die Einlassöffnungen 4 sind dabei in einer Wandung in einer zumindest teilweise zylinderförmigen Zylinderlaufbuchse 6 im Bereich des fußseitigen Endes des Zylinders 3 und die Auslassöffnung im Bereich des kopfseitigen Endes des Zylinders 3 angeordnet, so dass im Ladungswechsel eine Gleichstromspülung eines Zylinderinnenraumes 3a gewährleistet werden kann. Als fußseitiges Ende des Zylinders 3 ist dabei das einer Kurbelwelle 7 der Zweitaktbrennkraftmaschine 1 nächstliegende Ende und als kopfseitiges Ende des Zylinders 3 das der Kurbelwelle 7 entferntliegende Ende des Zylindersinnenraumes 3a zu verstehen. Der rohrförmige Ringschieber 8 der Schiebersteuerung 2 ummantelt die Zylinderlaufbuchse 6 und ist gegenüber der Zylinderlaufbuchse 6 in axialer Richtung des Zylinders 3 verschiebbar gelagert.
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Die Schiebersteuerung 2 umfasst zur Betätigung des Ringschiebers 8 zwei parallel zur Längsachse des Zylinders 3 ausgerichtete Stangen 9, welche einen den Einlassöffnungen 4 zugeordneten Einlasskanal 4a teilweise durchdringen. Jede dieser Stangen 9 ist mit dem Ringschieber 8 über einen Kragarm 10 und mit einer separaten desmodromischen Ventilsteuerung 11 verbunden. Die Antriebswelle für die jeweilige desmodromische Ventilsteuerung 11 ist als eine Nockenwelle 12 ausgebildet und parallel zur Kurbelwelle 7 angeordnet. Die Nockenwelle 12 steht mit der Kurbelwelle 7 über ein Zahnradgetriebe 13 in Wirkverbindung. Wenigstens eine der Nockenwellen 12 ist zudem als Massenausgleichswelle 14 der Zweitaktbrennkraftmaschine 1 ausgebildet. Jede Stange 9 steht über einen ersten Hebel 15 mit einem ersten Nocken 15a und über einen zweiten Hebel 16 mit einem zweiten Nocken 16a auf der zugeordneten Nockenwelle 12 in Wirkkontakt, um eine Betätigung des Ringschiebers 8 im Sinne einer desmodromischen Ventilsteuerung 11 zu realisieren.
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Eine Tellerventilsteuerung 17 umfasst zur Betätigung eines Tellerventils 18 der Auslassöffnung 5 einen Ventiltrieb 19, welcher mit einem separaten Nocken 20 auf der Nockenwelle 12 in Verbindung steht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweitaktbrennkraftmaschine
- 2
- Schiebersteuerung
- 3, 3a
- Zylinder, Zylinderinnenraum
- 4, 4a
- Einlassöffnung, Einlasskanal
- 5
- Auslassöffnung
- 6
- Zylinderlaufbuchse
- 7
- Kurbelwelle
- 8
- Ringschieber
- 9
- Stange
- 10
- Kragarm
- 11
- desmodromische Ventilsteuerung
- 12
- Nockenwelle
- 13
- Zahnradgetriebe
- 14
- Massenausgleichswelle
- 15, 15a
- erster Hebel, erster Nocken
- 16, 16a
- zweiter Hebel, zweiter Nocken
- 17
- Tellerventilsteuerung
- 18
- Tellerventil
- 19
- Ventiltrieb
- 20
- separater Nocken
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CH 224029 A [0005]
- DE 662710 C [0006]
- DE 858046 C [0007]
- DE 102016005538 B3 [0008]
