DE19535069A1

DE19535069A1 - Zweitaktmotor mit gekrümmtem Schieber zur Steuerung der Auslaß-Steuerwinkel

Info

Publication number: DE19535069A1
Application number: DE19535069A
Authority: DE
Inventors: Horst Seel
Original assignee: Individual
Current assignee: Seel Horst 65599 Dornburg De
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1996-03-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweitaktmotor mit Auslaß-Steuerschieber der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs näher bezeichneten Art.

Es ist bekannt, daß die Optimierung des Ladungswechsels und damit die Steigerung der Leistung in verschiedenen Drehzahl- und Lastbereichen eines Zweitaktmotors durch Veränderung der Auslaß-Steuerwinkel möglich ist.

Bei bekannten Verbrennungsmotoren der eingangs genannten Art wird der obere Teil des Auslaßschlitzes, der in Verbindung mit dem Kolbenboden als Steuerkante wirkt, z. B. durch Klappen, Walzenschieber oder Flachschieber verstellt.

Um gute Ergebnisse bei der Verstellung der Auslaß-Steuerwinkel zu erreichen, sind folgende Anforderungen an einen Steuerschieber zu stellen:

a. durch einen kleinen Winkel zwischen Schieber-Führung und Zylinderachse ist der Spalt zwischen Schieber und Kolben im gesamten Stellweg möglichst klein zu halten (ideal wäre eine Verschiebung parallel zur Zylinderachse, also ein Winkel von 0 Grad)
b. bezogen auf eine senkrechte Zylinderachse ist eine waagerechte Steuerkante des Auslaßschlitzes sowie des Schiebers in voller Breite anzustreben
c. in seiner unteren Stellung (kleiner Steuerwinkel) sollte sich der Schieber über die volle Breite des Auslaßschlitzes gut an den Radius der Zylinderbohrung anschmiegen
d. in seiner oberen Endstellung (großer Steuerwinkel) sind durch eine optimale Anpas sung zwischen Schieber und oberer Kanalkontur günstige Strömungsverhältnisse zu gewährleisten.

Aufgrund geometrischer Gesetzmäßigkeiten können diese Anforderungen von den bekannten Flachschiebern mit ungekrümmten Führungsflächen nur sehr unzureichend erfüllt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schieber zu entwickeln, der die genannten Forderungen in hohem Maße erfüllt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale dadurch gelöst, daß die bekannten Regeln der darstellenden Geometrie (Projektion) angewandt werden.

Durch die Gestaltung des Auslaß-Schiebers mit gekrümmtem Querschnitt, (idealerweise in elliptischer Form, in guter Annäherung in Form eines Kreisbogens), wird die Voraus setzung für eine optimale Anpassung an den Kolbenradius an der Berührungslinie zwischen Schieber und Kolben erreicht.

Außerdem ermöglicht diese Schieberkonstruktion auch bei extrem breiten Auslaßschlitzen einen geraden, waagerechten Verlauf der Steuerkante sowie der oberen Schlitzkante und der oberen Kanalwand.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt durch einen Zylinder (1) den erfindungsgemäßen Auslaß- Steuerschieber (2) in der unteren Endstellung.

Die Achse des Zylinders (1) bildet mit der Führung des Schiebers (2) den Winkel α, während die Neigung der oberen Wand im Auslaßkanal durch den Winkel β dargestellt wird.

Die Anpassung des Schiebers an die Auslaßkanal-Kontur in seiner oberen Endstellung erfolgt durch Ausarbeitung eines Radius im Winkel γ zur Schieberunterkante entsprechend der oberen Kanal-Querwölbung.

Der Winkel γ ergibt sich wie folgt:

Y = 90°+α-β

Fig. 2 zeigt schematisch in der Draufsicht zu Fig. 1, Blickrichtung Zylinderachse, wie sich der Schieber (2) in voller Breite an den Radius der Zylinderbohrung anschmiegt.

Fig. 3, Schnitt A-A, zeigt den rechtwinklig zu seiner Bewegungsrichtung vorhandenen Querschnitt des Steuerschiebers.

Ebenfalls dargestellt ist die seiner Konstruktion zugrunde liegende Ellipse (3) und der an diese angenäherte Kreisbogen (4).

Für die Ellipsenkonstruktion der Schieber-Innenfläche gilt:
Hauptachse: 2*a = d d=Zylinderbohrung
Nebenachse: 2*b = d*sin (90°-α) α=Winkel Schieber-Zylinderachse.

Der angenäherte Kreisbogen (4) mit dem Durchmesser D kann auf Grundlage der Ellipse für den interessierenden Bereich (Schieberbreite) zeichnerisch ermittelt werden. Die Fertigung des Schiebers aus einem Hohlzylinder mit dem inneren Durchmesser D stellt gegenüber anderen Kurvenformen eine technologisch günstige Lösung dar.

Entsprechend der gewählten Schieberform ist die zugehörige Schieberführung in die Zylinder-Ummantelung einzuarbeiten.

Die Ansteuerung und Betätigung ′des Schiebers kann durch verschiedene bekannte Einrichtungen in Abhängigkeit von der Drehzahl, der Last oder anderer Betriebszustände des Motors erfolgen.

Claims

Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Auslaß-Steuerschieber, dadurch gekennzeichnet, daß der im Winkel zur Achse des Zylinders (1) verschiebbare Steuerschieber (2) eine in Richtung Zylinderachse gekrümmte Führungsfläche besitzt, die sich in einer rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Schiebers gelegten Schnittebene als Teil einer gekrümmten Kurve, vorzugsweise in Form einer Ellipse (3) oder eines Kreises (4) darstellt.