DE1046395B

DE1046395B - Idle operation of two-stroke internal combustion engines

Info

Publication number: DE1046395B
Application number: DEA24466A
Authority: DE
Inventors: Max Babl
Original assignee: Auto Union GmbH
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1956-03-10
Filing date: 1956-03-10
Publication date: 1958-12-11

Description

Leerlaufbetrieb von Zweitakt-Brennkraftmaschinen Zweitakt-Brennkraftmaschinen, insbesondere mit Kurbelgehäusepumpe, haben einen als störend empfundenen unregelmäßigen Leerlauf. Es sind mehrere Kolbenhübe erforderlich, um eine zum Spülen des Zylinders ausreichende Frischgasmenge zuzuführen und damit im Verbrennungsraum ein zündfähiges Gemisch herzustellen. Die Zahl der für das Laden des Verbrennungsraumes mit frischer Ladung notwendigen Kolbenhübe wechselt je nach den Schwingungsverhältnissen in der Auspuffanlage und den jeweiligen Verbrennungsdrücken im Zylinder dauernd am laufenden Motor.Idle operation of two-stroke internal combustion engines Two-stroke internal combustion engines, in particular with a crankcase pump, have an irregularity that is perceived as annoying Idle. Several piston strokes are required, one to flush the cylinder To supply a sufficient amount of fresh gas and thus an ignitable one in the combustion chamber To produce a mixture. The number of times to load the combustion chamber with fresh Required piston strokes changes depending on the vibration conditions in the charge Exhaust system and the respective combustion pressures in the cylinder are constantly running Engine.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt, bei niedrigen Drehzahlen die Zündung in bestimmten Intervallen auszusetzen. Das kann dadurch erfolgen, daß außer dem üblichen, bei jeder Kurbelwellenumdrehung wirkenden Unterbrecher ein weiterer, erst nach zwei oder mehreren Kurbelwellenumdrehungen wirkender Unterbrecher vorgesehen ist, der beispielsweise von der Kurbelwelle mit dem entsprechenden Untersetzungsverhältnis angetrieben wird. Mit dem Drosselklappengestänge kann ein Schalter verbunden sein, der bei Verstellung der Drosselklappe auf Leerlauf die Verbindung des erstgenannten Unterbrechers mit der Zündkerze aufhebt und deren Verbindung mit dem zweitgenannten Unterbrecher herstellt. Eine derartige Vorrichtung ergibt zwar regelmäßige, aber verhältnismäßig laute und daher ebenfalls als störend empfundene Verbrennungsimpulse.In order to avoid these disadvantages, it is known to operate at low speeds suspend the ignition at certain intervals. This can be done in that in addition to the usual interrupter that works with every revolution of the crankshaft, another one, Interrupter acting only after two or more crankshaft revolutions is provided is, for example, from the crankshaft with the corresponding reduction ratio is driven. A switch can be connected to the throttle linkage, the connection of the former when the throttle valve is adjusted to idle Interrupter with the spark plug cancels and its connection with the latter Manufactures breaker. Such a device gives regular, but relatively loud and therefore also perceived as annoying combustion impulses.

Es ist weiterhin bekannt, daß das Drosselorgan, das bei einem üblichen Vergaser das Ansaugen des Brennstoffes aus einer Hauptdüse oder aus einem Leerlaufkanal reguliert, in der Schließstellung bei Überschreiten der Leerlaufdrehzahl des Motors das Ansaugen des Brennstoffes und auch der Luft verhindert, aber beim Erreichen der Leerlaufdrehzahl freigibt. Zu diesem Zweck wurde vorzugsweise eine elektromagnetische Steuerung des Drosselorgans verwendet.It is also known that the throttle member, which is in a usual Carburetor sucking in the fuel from a main nozzle or from an idle channel regulated, in the closed position when the idling speed of the engine is exceeded the sucking in of the fuel and also the air is prevented, but when it is reached the idle speed releases. For this purpose an electromagnetic one was preferred Control of the throttle device used.

Es ist auch bekannt, das Kraftstoffluftgemisch für alle Belastungszustände der Brennkraftmaschine, also auch das Leerlaufgemisch, unmittelbar in den Überströmkanal einzubringen. Dies bringt im Leerlaufbetrieb erhebliche Vorteile. Im Leerlauf wird infolge des guten mechanischen Wirkungsgrades von schlitzgesteuerten Zweitakt-Brennkraftmaschinen nur eine geringe Menge Luftbrennstoffgemisch benötigt. Diese kann sich bei üblichem Anschluß der Vergaser an die Kurbelkammer vom Einströmen in die Kurbelkammerpumpe bis zum Ausströmen über den Überströmkanal auf das gesamte, verhältnismäßig großvolumige Innere der Kurbelkastenpumpe verteilen. Vom Einlaßschlitz legt die frische Ladung im Leerlauf einen verhältnismäßig großen, jeweils von Schwingungen, dem Pleuel und den Hubscheiben verschiedenartig beeinflußten Weg zurück. Wenn von einer vorangegangenen Verbrennung im Zylinder noch größere Mengen Abgas in der Kurbelkastenpumpe sind, kann leicht während mehrerer Hübe nur überwiegend Abgas, also keine zündfähige Ladung in den Zylinder gepumpt werden, bis wieder genügend frisches Gemisch in den Überströmkanal gelangt und eine Verbrennung erzeugt. Durch die Einbringung des Brennstoffluftgemisches unmittelbar in den Überströmkanal werden diese Nachteile im Leerlaufbetrieb verhindert. Die Füllung der Kurbelkammer wird in diesem Falle nur mittelbar zum Ausüben eines Druckes auf das Leerlaufgemisch im Überströmkanal verwendet. Bei der bekannten Ausführung erfolgt die Einführung des Gemisches in den Überströmkanal während des ganzen Betriebsbereiches, so daß ein entsprechend großer Zuführungskanal vorgesehen sein muß.It is also known that the fuel-air mixture for all load conditions of the internal combustion engine, including the idle mixture, directly into the overflow duct bring in. This has considerable advantages in idle operation. Will idle due to the good mechanical efficiency of slot-controlled two-stroke internal combustion engines only requires a small amount of air-fuel mixture. This can change with usual Connection of the carburettor to the crank chamber from the flow into the crank chamber pump until it flows out via the overflow channel to the entire, relatively large-volume Distribute inside the crankcase pump. From the inlet slot lays the fresh load in idle a relatively large, each of vibrations, the connecting rod and the cam disks differently influenced path back. If from a previous Combustion in the cylinder, there are even larger amounts of exhaust gas in the crankcase pump, can easily only predominantly exhaust gas during several strokes, i.e. no ignitable charge pumped into the cylinder until there is enough fresh mixture in the overflow channel and creates a burn. By introducing the fuel-air mixture These disadvantages are prevented in idle operation directly in the overflow duct. In this case, the filling of the crank chamber is only indirectly used to exercise a Pressure used on the idle mixture in the transfer channel. In the known version the mixture is introduced into the overflow channel during the entire operating range, so that a correspondingly large feed channel must be provided.

Dazu sind in einer Ausführung vorzugsweise Membranventile an der Innenwand des Überströmkanals angeordnet. In einer anderen Ausführung ist die Düse des Vergasers im Überströmkanal und zur Gemischdurchwirbelung ein vom Luftstrom angetriebenes Schaufelrad angebracht. Membranventile im Überströmkanal eignen sich für einfache Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Brennstoffölgemischschmierung nicht, die mit geringstmöglichen Wartungsarbeiten instand zu halten sind, weil die zu Beginn des Ladungswechsels in die Überströmkanäle zurückschlagenden Abgase einen ölkohleansatz an den Membranventilen erzeugen, wodurch ein genaues Öffnen der \Tentile mit der Zeit behindert wird.For this purpose, in one embodiment, there are preferably membrane valves on the inner wall of the overflow channel arranged. In another version is the nozzle of the carburetor one driven by the air flow in the overflow channel and for mixing the mixture Paddle wheel attached. Diaphragm valves in the overflow channel are suitable for simple Two-stroke internal combustion engines with fuel oil mixture lubrication are not the ones with the lowest possible Maintenance work has to be maintained because the beginning of the charge cycle Exhaust gases returning into the overflow channels create an oil carbon build-up on the diaphragm valves which hinder the accurate opening of the \ Tentile over time.

Ebenso ist eine Brennstoffdüse im Überströmkanal dem Zutritt von Ölkohle mit den zurückschlagenden Abgasen ausgesetzt. Sie wird infolgedessen im Querschnitt durch den Ölkohleansatz verkleinert. Daran kann auch ein vom Luftstrom angetriebenes Schaufelrad nichts ändern. Die Größe des Schaufelraddurchmessers ist durch den Querschnitt des überströmkanals eingeschränkt. Außerdem wirkt nur über einen geringen Teil jeder Kurbelwellenumdrehung der Luftstrom in positivem Sinne auf das Schaufelrad. Vorher wirkt das Abgas zunächst in negativem Drehsinne auf das Schaufelrad. Ungefähr über zwei Drittel jeder Kurbelwellenumdrehung ist der Überströmkanal geschlossen und daher gar keine Wirkung der hindurchströmenden Luft auf das Schaufelrad möglich.Likewise, a fuel nozzle in the overflow channel is for the admission of oil carbon exposed to the rebounding exhaust gases. As a result, it becomes in cross-section reduced by the oil carbon approach. It can also be connected to an airflow-driven one Do not change the paddle wheel. The size of the paddle wheel diameter is limited by the cross section of the overflow channel. Besides, it only works over a small part of each crankshaft revolution of the air flow in a positive sense on the paddle wheel. Before that, the exhaust gas initially acts in a negative sense of rotation the paddle wheel. About two-thirds of every crankshaft revolution is that Overflow channel closed and therefore no effect at all from the air flowing through on the paddle wheel possible.

Schließlich ist es bekannt, das Kraftstoffluftgemisch während des Betriebes über die Kurbelkastenpumpe zu leiten und nur den Brennstoff zum Anlassen unmittelbar in den Überströmkanal einzubringen. Eine solche Maschine hat also nur den Vorteil, daß sie schnell anspringt. Auf den eigentlichen Betrieb wirkt sich die Zuleitung von Brennstoff in den Überströmkanal nicht aus.Finally, it is known, the fuel-air mixture during the Operation via the crankcase pump and only the fuel for starting to be introduced directly into the overflow channel. So such a machine only has the advantage that it starts quickly. Affects the actual operation the supply of fuel into the overflow channel does not stop.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, betriebssichere Leerlaufvorrichtung zu schaffen.The object of the invention is to provide a simple, fail-safe idling device to accomplish.

Die Erfindung geht aus von einer gemischverdichteten, schlitzgesteuerten Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzündung, mit Kurbelkastenpumpe, mit einem Überströmkanal zwischen Kurbelkasten und Zylinder und mit einem Vergaser vor dem Kurbelkastenpumpeneinlaß. Das Neue besteht darin, daß der Überströmlcanal unmittelbar mit dem Leerlaufsystem des Vergasers verbunden ist, so daß - wie an sich bekannt - Kraftstoffluftgemisch unter Umgehung des Kurbelkastens unmittelbar in den Überströmkanal gesaugt wird.The invention is based on a mixture-compressed, slot-controlled Two-stroke internal combustion engine with spark ignition, with crankcase pump, with an overflow channel between the crankcase and the cylinder and a carburetor the crankcase pump inlet. What is new is that the overflow canal is immediate is connected to the idle system of the carburetor, so that - as known per se - Fuel-air mixture bypassing the crankcase directly into the transfer channel is sucked.

Dadurch, daß nur das Leerlaufgemisch unmittelbar in den Überströmkanal gebracht wird, ergeben sich die Vorteile, daß die Maschine bei den anderen Betriebszuständen die gleichen Laufeigenschaften hat ,v ie bekannte, schlitzgesteuerte Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Kurbelkastenpumpe und daß der Zufuhrkanal für das Leerlaufgemisch so eng ausgeführt werden kann, daß keine störenden Schwingungen entstehen können.Because only the idle mixture is directly in the transfer channel is brought, there are the advantages that the machine in the other operating states has the same running properties as known, slot-controlled two-stroke internal combustion engines with a crankcase pump and that the supply channel for the idle mixture is so narrow can be that no disturbing vibrations can arise.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der Überströmkanal auch mit dem Startvergaser unmittelbar verbunden ist. Dadurch wird der Vorteil des gleichmäßigen Leerlaufs mit dem schnellen Anspringen in einfacher Weise verbunden. In einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung wird die Verbindung mit dem Überströmkanal durch einen an sich bekannten Kanal im Motorkolben gesteuert.An advantageous further development is that the overflow channel is also directly connected to the starter carburetor. This takes advantage of the smooth idling with quick starting connected in a simple manner. In a particularly simple embodiment of the invention, the connection with the Transfer channel controlled by a known channel in the engine piston.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Abb. 1 bis 4 hervor.Further advantages of the invention emerge from the description and the Fig. 1 to 4 emerge.

Abb. 1 zeigt einen Teilschnitt (nach Linie I- I der Abb. 2) eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem die frische Ladung im Leerlauf durch ein vom Unterdruck im überströmIcanal gesteuertes Ventil angesaugt wird, Abb.2 einen Teilquerschnitt durch den Zylinderblock und der Leerlaufvorrichtung nach Linie II-II der Abb. 1, Abb.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel in einer Schnittzeichnung (Schnitt nach Linie III-III. der Abb. 4), bei dem frische Ladung im Leerlaufbetrieb durch einen Kanal im Kolben zum Überströmkanal geführt wird, Abb. 4 einen Querschnitt durch den Zylinderblock mit Kolben nach Linie IV-IV der Abb. 3.Fig. 1 shows a partial section (along line I-I of Fig. 2) of an embodiment of the invention, in which the fresh charge is sucked in during idling through a valve controlled by the negative pressure in the overflow channel, Fig.2 shows a partial cross-section through the cylinder block and the Idle device according to line II-II of Fig. 1, Fig. 3 shows an embodiment in a sectional drawing (section according to line III-III. Of Fig. 4), in which fresh charge is guided in idle mode through a channel in the piston to the overflow channel, Fig. 4 shows a cross section through the cylinder block with piston along line IV-IV of Fig. 3.

Im Zylinderkörper 1 eines im Leerlauf arbeitenden Dreizylindermotors (Abb. 1) hat der Kolben 2 den oberen Totpunkt erreicht und die Saugöffnung 3 freigegeben. Da in dem nicht dargestellten Vergaser die Drosselklappe geschlossen ist, kann durch die .Saugöffnung 3 kein Brennstoffluftgemisch in den unteren Teil 4 des Zylinders und die nicht dargestellte Kurbelkammer strömen Der sich infolgedessen ausbildende Unterdruck öffnet über den Überströmkanal5 ein Ventil 6 in dem Ventilgehäuse 7. Das Ventilgehäuse 7 ist am Zylinderkörper 1 verschraubt und mit einer Dichtung 8 abgedichtet.In the cylinder body 1 of an idling three-cylinder engine (Fig. 1) the piston 2 has reached top dead center and the suction opening 3 is released. Since the throttle valve is closed in the carburetor, not shown, can through the suction opening 3 no fuel / air mixture in the lower part 4 of the cylinder and the crank chamber, not shown, flow as a result Negative pressure opens a valve 6 in the valve housing 7 via the overflow channel 5. The valve housing 7 is screwed to the cylinder body 1 and has a seal 8 sealed.

Es trägt eine Rändelschraube 9, die gegen den Druck einer Feder 10 verstellbar ist und dabei mit ihrem nadelartigen Fortsatz 11 den Querschnitt des Zuleitungskanals 12 verändert. Dem Ventil 6 wird, zusätzlich zur Aufbereitung des Gemisches im Vergaser regelbar durch die Rändelschraube 9, das für den L eerlaufbetrieb notwendige Brennstoffluftgemisch aus einer Leitung 13 zugeführt. Bei einem Dreizylindermotor sind jedem Zylinder bzw. Überströmkanal 5 je ein Ventilgehäuse 7 zugeordnet. Die Leitungen 13 werden von einer nicht dargestellten, gemeinsam hinter dem Leerlaufdüsensystem angebrachten Verteilerkammer bei geschlossener Drosselklappe gespeist. Das im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine über die Zuleitung 13 und das Ventilgehäuse 7 zugeführte Brennstoffluftgemisch füllt den überströmkanal 5 an. Der zweite Überströmkanal 14 braucht nicht mit einem weiteren Ventilgehäuse 7 versehen sein. Bei der Abwärtsbewegung verdichtet der Kolben den Inhalt der Kurbelkammer und des Überströmkanals 5, bis die obere Kante des Kolbens 2 den oberen Schlitz des Überströmkanals 5 frei gibt. Dann schiebt der Inhalt der Kurbelkammer mit Sicherheit die frische Ladung aus dem Überströmkanal 5 in den Verbrennungsraum. Das auf diese Weise regelmäßig und ohne den Umweg über die Kurbelkammer und den Zylinder 4 in den Verbrennungsraum gelangte Brennstoffluftgemisch reicht gerade zu einer so starken Verbrennung aus, daß die Brennkraftmaschine einen. ruhigen gleichmäßigen, verhältnismäßig leisen Leerlauf hat. Die Abb. 1 und 2 zeigen, daß an einer üblichen Zweitakt-Brennkraftmaschine ohne besonderen Aufwand durch dieses einfache und leicht zugängliche Mittel eine betriebssichere Leerlaufeinrichtung geschaffen werden kann.It carries a knurled screw 9, which against the pressure of a spring 10 is adjustable and with its needle-like extension 11 the cross section of the Supply channel 12 changed. The valve 6 is, in addition to processing the Mixture in the carburettor can be regulated using the knurled screw 9 for idling operation The necessary fuel-air mixture is supplied from a line 13. With a three-cylinder engine a valve housing 7 is assigned to each cylinder or overflow channel 5. the Lines 13 are from a not shown, common behind the idle nozzle system attached distribution chamber with the throttle valve closed. That in idle mode the internal combustion engine via the supply line 13 and the valve housing 7 supplied The fuel-air mixture fills the overflow channel 5. The second transfer channel 14 does not need to be provided with a further valve housing 7. When moving down the piston compresses the contents of the crank chamber and the transfer channel 5 to the upper edge of the piston 2, the upper slot of the overflow channel 5 is free. Then the contents of the crank chamber will surely push the fresh load out of the Transfer channel 5 into the combustion chamber. In this way regularly and without made the detour via the crank chamber and the cylinder 4 into the combustion chamber The fuel-air mixture is just sufficient for such a strong combustion that the Internal combustion engine. quiet even, relatively quiet idling Has. Figs. 1 and 2 show that on a conventional two-stroke internal combustion engine without any special effort through this simple and easily accessible means reliable idling device can be created.

Es ist auch eine weitere einfache Ausführungsform des Erfindungsgedankens möglich (Abb.3 und 4). Dabei wird das Brennstoffluftgemisch nur für den Leerlaufbetrieb durch einen Kanal 1,5, der z. B. oberhalb der Saugleitung 16 liegt, über eine nicht dargestellte Leitung aus dem Leerlauf-Regelsystem des Vergasers zugeführt. Wenn der Kolben sich dem oberen Totpunkt nähert, entsteht im unteren Teil des Zylinders 17 und in der nicht dargestellten Kurbelkammerpumpe Unterdruck. Dieser wird nicht zum Ansaugen von Brennstoffluftgemisch über den Kanal 16 benutzt. Die nicht dargestellte Drosselklappe oder Drosselschieber im Vergaser ist geschlossen.. Da sich aber der Kanal 18 mit dem Kolben 19 kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes mit der Öffnung 20 mit der entsprechenden Öffnung des Kanals 15 und mit seiner anderen Öffnung 21 mit dem oberen Fenster des Überströmkanals 22 deckt, wird dieser über den Kanal 15, 18 mit Brennstoffluftgemisch gefüllt. Beim Abwärtsgehen des Kolbens entsteht ein geringer Überdruck in der Kurbelkammer, und das Brennstoffluftgemisch wird - wie oben beschrieben - aus dem Überströmkana122 in den Verbrennungsraum gedrückt. Die Leitung 13 bzw. der Kanal 15 ist vorteilhafterweise zugleich mit dem Startvergaser verbunden, In Betriebszuständen, z. B. beim Anlassen bei großer Kälte, in denen die Brennkraftmaschine nur langsam vom Andrehmotor bewegt wird, ist es für ein schnelles Anspringen sehr günstig, wenn das Brennstoffluftgemisch unmittelbar über die Überströmkanäle in den Verbrennungsraum gelangt. Es werden beim Andrehen der kalten Brennkraftmaschine dabei die Umdrehungen gespart, die sonst notwendig sind, erst das Kurbelgehäuse mit Brennstoffluftgemisch zu füllen. Der Andrehmotor und der Sammler werden geschont. Da es erfindungsgemäß möglich ist, eine sehr genau bemessene Menge Gemisch mit Sicherheit regelmäßig ohne den Umweg über das großräumige Kurbelgehäuse dem Verbrennungsraum zuzuführen, hat eine derartige Brennkraftmaschine einen regelmäßigen, leisen Leerlauf, besonders gute Starteigenschaften und in den anderen Betriebszuständen, bei denen das ßrennstoffluftgemisch über den Saugschlitz 23 einströmt, die gleichen Laufeigenschaften wie bekannte schlitzgesteuerte Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und Kurbelgehäusepumpe.It is also another simple embodiment of the inventive concept possible (Fig. 3 and 4). The fuel-air mixture is only used for idling through a channel 1.5, the z. B. is above the suction line 16, via a not The line shown is supplied from the idle control system of the carburetor. if the piston nearing top dead center is created in the lower part of the cylinder 17 and negative pressure in the crank chamber pump, not shown. This one won't Used to suck in a fuel-air mixture via channel 16. The one not shown The throttle valve or throttle slide in the carburetor is closed Channel 18 with the piston 19 shortly before reaching the top dead center with the opening 20 with the corresponding opening of the channel 15 and with its other opening 21 covers with the upper window of the overflow channel 22, this is over the channel 15, 18 filled with fuel-air mixture. When the piston goes down, arises a slight overpressure in the crank chamber, and the fuel-air mixture is - as described above - pressed out of the overflow channel 122 into the combustion chamber. The line 13 or the channel 15 is advantageously at the same time as the starter carburetor connected, In operating states, e.g. B. when starting in extreme cold, in which the internal combustion engine is only moved slowly by the cranking motor, it is for a fast one Start an engine very favorable if the fuel-air mixture is directly via the overflow ducts gets into the combustion chamber. It will be when starting the cold internal combustion engine this saves the revolutions that are otherwise necessary, first the crankcase to be filled with fuel-air mixture. The starting motor and the collector are spared. Since it is possible according to the invention, a very precisely measured amount of mixture with certainty regularly to the combustion chamber without going through the spacious crankcase feed, such an internal combustion engine has a regular, quiet idling, particularly good starting properties and in the other operating states in which the fuel-air mixture flows in via the suction slot 23, the same running properties such as known slot-controlled two-stroke internal combustion engines with spark ignition and Crankcase pump.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Mixture-compressing slot-controlled two-stroke internal combustion engine with spark ignition, with crankcase pump, with an overflow channel between the crankcase and cylinder and with a carburetor in front of the crankcase pump inlet, characterized in that the overflow channel (5) is directly connected to the idling system of the carburetor, so that - As is known per se - the fuel-air mixture is sucked directly into the overflow channel, bypassing the crankcase. z. Internal combustion engine according to Claim 1, characterized in that the overflow duct is also directly connected to the starter carburetor. 3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the connection with the overflow channel (22) is controlled by a known channel (18) in the engine piston (Fig. 3 and 4). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 299 396, 579 439; U.S. Patent No. 2,549,478.