DE112011105943T5 - Engine and shutdown method for an engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschalten einer Zweitakt-Kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung, wobei die Kraftmaschinen-Betriebsdrehzahl von einem Leerlauf zu einer maximalen Drehzahl reicht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Betätigen eines Stoppschalters (33) der Kraftmaschine (1), b) Erfassen eines Stoppereignisses von dem betätigten Stoppschalter (33), c) Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine als Reaktion auf das Stoppereignis, d) Einstellen eines Zündungsstoppschwellenwerts, der kleiner oder gleich einer Verzögerungszeitspanne (t2 – t1) ist, wobei die Verzögerungszeitspanne bei Leerlauf in dem Bereich von 100–1000 ms liegt, und e) falls der Stoppschalter (33) betätigt wird, bis der Zündungsstoppschwellenwert nach dem erfassten Stoppereignis erreicht ist, Stoppen der Zündungen nach dem Verstreichen der Verzögerungszeitspanne (t2 – t1) ab dem erfassten Stoppereignis, oder f) falls der Stoppschalter deaktiviert wird, bevor der Zündungsstoppschwellenwert erreicht wurde, nachdem das Stoppereignis erfasst ist, Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine. Die Erfindung betrifft auch eine Zweitakt-Kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung zur Umsetzung des Verfahrens.The invention relates to a method for switching off a two-stroke engine with crankcase flushing, the engine operating speed ranging from idling to a maximum speed, the method comprising the following steps: a) actuating a stop switch (33) of the engine (1), b) detecting a stop event from the actuated stop switch (33), c) stopping the supply of fuel to the engine in response to the stop event, d) setting an ignition stop threshold value that is less than or equal to a delay time period (t2-t1), the delay time period at Idling is in the range of 100-1000 ms, and e) if the stop switch (33) is operated until the ignition stop threshold is reached after the detected stop event, stopping the ignitions after the delay period (t2-t1) has elapsed from the detected stop event , or f) if the stop switch is deactivated before the ignition pulse If the ppthreshold has been reached after the stop event is detected, resume fueling the engine. The invention also relates to a two-stroke engine with crankcase flushing for implementing the method.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschalten einer Zweitakt-Kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung, wobei die Betriebsdrehzahl der Kraftmaschine vom Leerlauf zu einer maximalen Kraftmaschinendrehzahl reicht. Die Erfindung betrifft auch eine Zweitakt-Kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung zur Umsetzung des Verfahrens.The present invention relates to a method of shutting off a two-stroke crankcase scavenged engine wherein the engine operating speed ranges from idle to maximum engine speed. The invention also relates to a two-stroke engine with crankcase scavenging for implementing the method.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Zweitakt-Kraftmaschinen mit Kurbelgehäusespülung werden gewöhnlich in handgehaltenen Produkten verwendet, wie zum Beispiel Kettensägen und Kreissägen. Um Gewicht und Größe zu verringern, haben diese Maschinen typischerweise keine Batterien. Sie werden stattdessen durch einen magnetoelektrischen Generator mit Schwungrad mit Leistung versorgt und werden mit einem Reversierstarter angelassen.Crankcase scavenged two-stroke engines are commonly used in hand-held products, such as chainsaws and circular saws. To reduce weight and size, these machines typically have no batteries. Instead, they are powered by a flywheel type magnetoelectric generator and are started with a recoil starter.
Kraftstoff kann zu dem Kurbelgehäuseraum durch einen Vergaser geliefert werden, der dem Raum ein Luft-Kraftstoffgemisch zuführt. Alternativ kann ein Niederdruck-Einspritzsystem verwendet werden, das Kraftstoff direkt in den Kurbelgehäuseraum eingespritzt. Von dem Kurbelgehäuse werden Luft und Kraftstoff zu der Brennkammer der Kraftmaschine über eine oder mehrere Spülpassagen gesaugt, die den Kurbelgehäuseraum mit der Brennkammer bei bestimmten Kolbenpositionen verbinden. Bei bestimmten Kraftmaschinen wird zusätzliche oder Spülluft verwendet, wenn die Verbrennungsgase ausgestoßen werden, um Emissionen zu verringern.Fuel may be delivered to the crankcase chamber through a carburetor which supplies an air-fuel mixture to the space. Alternatively, a low pressure injection system may be used which injects fuel directly into the crankcase space. From the crankcase, air and fuel are drawn to the combustion chamber of the engine via one or more purge passages connecting the crankcase chamber to the combustion chamber at certain piston positions. In certain engines, additional or purge air is used when the combustion gases are expelled to reduce emissions.
Ein abgesoffener Motor ist eine Verbrennungsmaschine, der ein übermäßig reichhaltiges Luft-Kraftstoffgemisch zugeführt wurde, das nicht gezündet werden kann. Das Absaufen kann auftreten, wenn die Kraftmaschine gestoppt wird, nachdem sie sich warm gelaufen hat und ein Startversuch kurz danach ausgeführt wird. Um die Kraftmaschine zu entleeren, muss der Bediener daher eventuell mehrmals an dem Seil ziehen, um ein Luft-Kraftstoffverhältnis zu erreichen, das es der Maschine ermöglicht zu starten. Das kann für den Bediener lästig sein, und er könnte sogar annehmen, dass das Gerät kaputt ist.A flooded engine is an internal combustion engine that has been supplied with an excessively rich air-fuel mixture that can not be ignited. The dripping can occur when the engine is stopped after it has warmed up and a start attempt is made shortly thereafter. Therefore, to deflate the engine, the operator may need to pull on the cable several times to achieve an air-fuel ratio that allows the engine to start. This can be annoying for the operator, and he could even assume that the device is broken.
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, es einem Bediener leicht zu machen, eine Zweitakt-Kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung nach einem erfolgreichen Betrieb neu zu starten.It is an object of the invention to make it easy for an operator to restart a crankcase scavenged two-stroke engine after successful operation.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Diese Aufgabe wird durch das eingangs erwähnte Verfahren verwirklicht, das die folgenden Schritte aufweist:
- a) Aktivieren eines Stoppschalters der Maschine,
- b) Erfassen eines Stoppereignisses von dem betätigten Stoppschalter,
- c) Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine als Reaktion auf das Stoppereignis,
- d) Einstellen eines Zündungsstoppschwellenwerts, der kleiner oder gleich einer Verzögerungszeitspanne ist, wobei die Verzögerungszeitspanne bei Leerlauf in dem Bereich von 100–1000 ms liegt, und
- e) falls der Stoppschalter betätigt wird, bis der Zündungsstoppschwellenwert nach dem erfassten Stoppereignis erreicht ist, Stoppen der Zündungen nach dem Verstreichen der Verzögerungszeitspanne ab dem erfassten Stoppereignis, oder
- f) falls der Stoppschalter deaktiviert wird, bevor der Zündungsstoppschwellenwert erreicht ist, nachdem das Stoppereignis erfasst wurde, Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine.
- a) activating a stop switch of the machine,
- b) detecting a stop event from the operated stop switch,
- c) stopping the fuel supply to the engine in response to the stop event,
- d) setting an ignition stop threshold that is less than or equal to a delay period, wherein the idling delay period is in the range of 100-1000 ms, and
- e) if the stop switch is actuated until the ignition stop threshold is reached after the detected stop event, stopping the ignitions after the lapse of the delay period from the detected stop event, or
- f) if the stop switch is deactivated before the ignition stop threshold is reached after the stop event has been detected, resuming fueling to the engine.
Indem man eine Verzögerungszeitspanne ab der Zeit hat, zu der die Kraftstoffversorgung gestoppt wird, und bis die Zündungen gestoppt werden, kann das übermäßig reichhaltige Luft-Kraftstoffgemisch aus dem Kurbelgehäuse eliminiert werden. Das verringert die Gefahr einer abgesoffenen Kraftmaschine, wenn eine warmgelaufene Kraftmaschine neu gestartet wird. Die Kraftmaschine kann daher wahrscheinlich mit einem einzigen Zug gestartet werden, wenn sie innerhalb von einigen Minuten nach einem erfolgreichen Betrieb neu gestartet wird. Das heißt, dass das Zugseil nicht mehrmals gezogen werden muss, um aus dem Kurbelgehäuse ein übermäßig reichhaltiges Luft-Kraftstoffgemisch zu entfernen. Wenn die Kraftmaschine nach einer geringfügig längeren Zeitspanne neu gestartet wird, zum Beispiel nach 10 Minuten oder mehr, ist es möglich, dass der Bediener mit Vordrossel starten muss. Das ist jedoch viel praktischer als das Entfernen eines übermäßig reichhaltigen Luft-Kraftstoffgemischs.By having a delay period from the time when the fuel supply is stopped and until the ignitions are stopped, the excessively rich air-fuel mixture from the crankcase can be eliminated. This reduces the risk of a drowned engine when restarting a warmed up engine. The prime mover can therefore probably be started with a single turn if restarted within a few minutes after a successful operation. This means that the pull rope does not have to be pulled several times to remove an excessively rich air-fuel mixture from the crankcase. If the engine is restarted after a slightly longer period of time, for example after 10 minutes or more, it is possible that the operator must start with choke. However, this is much more convenient than removing an excessively rich air-fuel mixture.
Vorzugsweise liegt die Verzögerungszeitspanne im Leerlauf innerhalb des Bereichs von 100–600 ms, weiter bevorzugt 200–400 ms. Der Bereich ist ausreichend, um sicherzustellen, dass die Kraftmaschine kein übermäßig reichhaltiges Luft-Kraftstoffgemisch hat und dass das Luft-Kraftstoffgemisch gleichzeitig nicht so mager ist, dass die Kraftmaschine mit einer Vordrossel gestartet werden muss, wenn sie innerhalb von einigen Minuten nach einem erfolgreichen Betrieb gestartet wird.Preferably, the idling delay period is within the range of 100-600 ms, more preferably 200-400 ms. The range is sufficient to ensure that the engine does not have an excessively rich air-fuel mixture and that the air-fuel mixture is not so lean at the same time that the engine must be started with a choke when it does, within a few minutes after a successful operation is started.
Vorzugsweise liegt die Verzögerungszeitspanne bei maximaler Drehzahl innerhalb des Bereichs von 0–240 ms, weiter bevorzugt 20–150 ms. Preferably, the maximum speed delay period is within the range of 0-240 ms, more preferably 20-150 ms.
Vorzugsweise liegt der Zündungsstoppschwellenwert zwischen 20–80% der Verzögerungszeitspanne, vorzugsweise 30–70% der Verzögerungszeitspanne, am meisten bevorzugt 40–60% der Verzögerungszeitspanne. Alternativ ist der Zündungsstoppschwellenwert gleich der Verzögerungszeitspanne.Preferably, the ignition stop threshold is between 20-80% of the delay period, preferably 30-70% of the delay period, most preferably 40-60% of the delay period. Alternatively, the ignition stop threshold is equal to the delay period.
Vorzugsweise liegt der Zündungsstoppschwellenwert innerhalb des Bereichs von 50–500 ms, weiter bevorzugt 100–300 ms, am meisten bevorzugt 100–200 ms.Preferably, the ignition stop threshold is within the range of 50-500 ms, more preferably 100-300 ms, most preferably 100-200 ms.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Zündungsstoppschwellenwert bei allen Kraftmaschinendrehzahlen auf null ms eingestellt, so dass der Schritt e) immer ausgeführt wird, nachdem ein Stoppereignis erfasst wurde.In one embodiment, the ignition stop threshold is set to zero ms at all engine speeds such that step e) is always performed after a stop event has been detected.
Die Erfindung betrifft auch eine Zweitakt-Kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung, die Folgendes aufweist:
- – ein Kraftstoffzuführsystem in der Form eines Vergasers oder eines Niederdruck-Einspritzsystems,
- – eine Zündkerze zum Zünden eines Luft-Kraftstoffgemischs in einer Brennkammer der Kraftmaschine,
- – Steuermittel zum Steuern der Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine und der Zündungen der Zündkerze,
- – einen Stoppschalter, der elektrisch mit dem Steuermittel verbunden ist, wobei das Steuermittel als Reaktion auf ein Betätigen des Stoppschalters eingerichtet ist, um die Maschine gemäß dem oben beschriebenen Verfahren abzuschalten.
- A fuel supply system in the form of a carburettor or a low-pressure injection system,
- A spark plug for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber of the engine,
- Control means for controlling the fuel supply to the engine and the ignitions of the spark plug,
- A stop switch electrically connected to the control means, the control means being arranged in response to an actuation of the stop switch to shut down the machine according to the method described above.
Die Erfindung betrifft auch ein handgehaltenes Produkt, das die Zweitakt-Kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung enthält. Die Kraftmaschine kann des Typs sein, der zusätzliche Luft verwendet.The invention also relates to a hand-held product incorporating the crankcase scavenged two-stroke engine. The engine may be of the type that uses additional air.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
In der Skizze der
Die Leerlauf einer Kraftmaschine dieser Art beträgt, wenn sie zum Beispiel in einer Kettensäge verwendet wird, etwa 40–50 U/s, und die maximale Drehzahl beträgt typischerweise etwa 200–250 U/s. Die maximale Drehzahl ist die Drehzahl, bei der die Kraftmaschine mit Vollgas ohne irgendeine Arbeitslast läuft. Die maximale Drehzahl der Kraftmaschine kann durch eine Kraftmaschinen-Steuereinheit begrenzt werden, zum Beispiel durch Unterbrechen der Zündungen oder Ändern des Luft-Kraftstoffverhältnisses, um die Kraftmaschinendrehzahl unterhalb eines maximalen Drehzahllimits zu halten. The idling of an engine of this type, for example, when used in a chain saw, is about 40-50 rpm, and the maximum speed is typically about 200-250 rpm. The maximum speed is the speed at which the engine is running at full throttle without any workload. The maximum speed of the engine may be limited by an engine control unit, for example, by stopping ignitions or changing the air-fuel ratio to keep the engine speed below a maximum speed limit.
Die Kraftmaschine weist ferner ein Zündsystem auf, das eine Zündungssteuereinheit
Bei dem gezeigten Beispiel sind die Zündsteuereinheit
Die Erfindung wird nun gemäß einer ersten und bevorzugten Ausführungsform zum Abschalten der Kraftmaschine beschrieben. Bei der ersten und bevorzugten Ausführungsform wird beim Aktivieren des Stoppschalters
Optional kann es erforderlich sein, den Stoppschalter während einer Betätigungszeitspanne zu betätigen, bevor ein Stoppereignis als erfasst bestimmt wird. Die Betätigungszeitspanne dient zum Vermeiden unbeabsichtigten Stoppens, wenn Zweige usw. den Stoppschalter berühren. Die Betätigungszeitspanne kann eine Periode von Kraftmaschinenumdrehungen oder eine Zeitspanne sein und kann bis zu 200 ms betragen. Die Länge der Betätigungszeitspanne kann eingerichtet sein, um von der Kraftmaschinendrehzahl abhängig zu sein. Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform gibt es jedoch keine Betätigungszeitspanne, und das Stoppereignis wird daher erfasst, sobald der Stoppschalter betätigt wird.Optionally, it may be necessary to operate the stop switch during an actuation period before a stop event is determined to be detected. The operation period is for avoiding unintentional stopping when branches, etc. touch the stop switch. The actuation period may be a period of engine revolutions or a period of time and may be up to 200 ms. The length of the actuation period may be configured to be dependent on engine speed. However, in the most preferred embodiment, there is no actuation period, and the stop event is therefore detected as soon as the stop switch is actuated.
Bei der bevorzugten Ausführungsform überwacht die Zündsteuereinheit
Die beschriebene Stoppvorgehensweise ist bei Leerlauf aktiv und vorzugsweise auch über den vollständigen Drehzahlbereich, vom Leerlauf bis zur maximalen Kraftmaschinendrehzahl. Bei Leerlauf liegt die Verzögerungszeitspanne vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 100–1000 ms, weiter bevorzugt 100–600 ms, und am meisten bevorzugt 200–400 ms. Diese Verzögerung entleert die Kraftmaschine, um ein übermäßig reichhaltiges Luft-Kraftstoffgemisch zu vermeiden, und ermöglicht es der Kraftmaschine vorzugsweise, durch ein einziges Ziehen neu gestartet zu werden, wenn sie innerhalb von einigen Minuten nach dem Stoppen der Kraftmaschine neu gestartet wird, zum Beispiel bis zu 5 Minuten oder bis zu 15 Minuten nach dem Stoppen der Kraftmaschine. Wenn die Kraftmaschine nach einer längeren Zeitspanne neu gestartet wird, muss der Bediener eventuell mit Vordrossel neu starten, aber das ist nicht so unpraktisch wie eine abgesoffene Kraftmaschine. Bei maximaler Drehzahl liegt die Verzögerungszeitspanne vorzugsweise innerhalb des Bereichs unter 400 ms, weiter bevorzugt innerhalb des Bereichs von 0–240 ms, am meisten bevorzugt 20–100 ms. Damit die Kraftmaschine ferner ein gewünschtes Luft-Kraftstoffverhältnis erreicht, wird die Verzögerungszeitspanne vorzugsweise allmählich oder sequenziell kürzer, wenn sie sich vom Leerlauf zur maximalen Kraftmaschinendrehzahl bewegt, wie zum Beispiel in
Gemäß einer Ausführungsform ist der Zündungsstoppschwellenwert gleich der Verzögerungszeitspanne. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Zündungsstoppschwellenwert jedoch kürzer als die Verzögerungszeitspanne.In one embodiment, the ignition stop threshold is equal to the delay period. However, in the preferred embodiment, the ignition stop threshold is shorter than the delay period.
Bei Leerlauf vorzugsweise in dem Bereich von 50–500 ms, weiter bevorzugt 100–300 ms, am meisten bevorzugt 100–200 ms. Außerdem wird vorgezogen, dass der Zündungsstoppschwellenwert zwischen 20–80% der Verzögerungszeitspanne, vorzugsweise 30–70% der Verzögerungszeitspanne, am meisten bevorzugt 40–60% der Verzögerungszeitspanne liegt. Wenn der Zündungsstoppschwellenwert kürzer ist als die Verzögerungszeitspanne, braucht der Bediener den Stoppschalter
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Zündungsstoppschwellenwert niedriger als 50 ms oder sogar auf null ms eingestellt. Wenn der Zündungsstoppschwellenwert null ms beträgt, werden die Zündungen gestoppt, nachdem die Verzögerungszeitspanne abgelaufen ist, egal, ob der Stoppschalter weiterhin betätigt wurde oder nicht. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass der Bediener den Stoppschalter
Wie oben erwähnt, ist die Verzögerungszeitspanne vorzugsweise ununterbrochen oder wird von dem Leerlauf zur maximalen Kraftmaschinendrehzahl sequenziell kürzer. Gemäß einer anderen Ausführungsform beträgt daher die Verzögerungszeitspanne in dem Drehzahlbereich von Leerlauf bis maximale Drehzahl höchstens (–2·N + 700) ms, vorzugsweise höchstens (–1,5·N + 475) ms, wobei N die Kraftmaschinendrehzahl in U/s (Umdrehungen pro Sekunde) ist. Vorzugsweise beträgt das untere Limit wenigstens (–1·N + 150) ms für N bis zu 150 U/s und null ms für N über 150 U/s. Bei höherer Kraftmaschinendrehzahl können die Zündungen und die Kraftstoffzufuhr daher gleichzeitig gestoppt werden, das heißt unter Heranziehung größerer Mengen von Kraftmaschinenumdrehungen, die die Kraftmaschine benötigt, um ausgehend von einer höheren Drehzahl als ausgehend zum Beispiel vom Leerlauf zu stoppen. Das heißt, dass es eventuell nicht erforderlich ist, Kraftstoff zu verbrennen, um das Kurbelgehäuse zu entleeren und das gewünschte Luft-Kraftstoffverhältnis zu erreichen, da die Kraftmaschine ausreichend durch das Auslaufen der Umdrehungen, das von der Drehungsträgheit induziert wird, belüftet werden kann. Vorzugsweise beträgt das untere Limit jedoch wenigstens (–1N + 250) ms.As mentioned above, the delay period is preferably continuous or becomes sequentially shorter from idle to maximum engine speed. According to another embodiment, therefore, the delay time period in the speed range from idle to maximum speed is at most (-2 * N + 700) ms, preferably at most (-1.5 * N + 475) ms, where N is the engine speed in U / s ( Revolutions per second). Preferably, the lower limit is at least (-1 * N + 150) ms for N up to 150 U / s and zero ms for N over 150 U / s. At higher engine speed, therefore, the ignitions and fuel delivery may be simultaneously stopped, that is, using larger amounts of engine revolutions that the engine requires to stop from a higher speed than, for example, idle. That is, it may not be necessary to combust fuel to deflate the crankcase and achieve the desired air-fuel ratio because the engine may be sufficiently vented by the coasting of the revolutions induced by rotational inertia. Preferably, however, the lower limit is at least (-1N + 250) ms.
In
In
Die erste Linie
Die zweite Linie
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist klar, dass viele Änderungen, Ersetzungen und Hinzufügungen, die innerhalb des umfassenden Geltungsbereichs der folgenden Ansprüche liegen, erfolgen können. Aus Obenstehendem ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung wenigstens eine der genannten Aufgaben erfüllt.While the invention has been shown and described in connection with the preferred embodiments thereof, it will be understood that many changes, substitutions, and additions may be made within the broad scope of the following claims. From the above it can be seen that the present invention fulfills at least one of the stated objects.
Der Zündungsstoppschwellenwert kann zum Beispiel auf die Verzögerungszeitspanne eingestellt sein.The ignition stop threshold may be set to the delay time period, for example.
Die Verzögerungszeitspanne und/oder der Zündschwellenwert können zum Beispiel in Anzahl von Umdrehungen sowie als Zeit gemessen werden.The delay period and / or the ignition threshold may be measured, for example, in number of revolutions as well as time.
Claims (11)
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