DE3146439A1

DE3146439A1 - Zweitaktmotor mit drehzahlabhaengig veraenderlichen steuerzeiten

Info

Publication number: DE3146439A1
Application number: DE19813146439
Authority: DE
Inventors: Alexander 6450 Hanau Topitsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1983-06-30

Description

3H6-439

An dae Oktober 1981

Deuteehe Patentamt
Zweibrückenstr. 12

8OOO München 2

Anmelders Alexander Topitsch

Alter Rückinger Weg 27 6450 Hanau 1

Zweitaktmotor mit drehzahlabhängig veränderlichen

Steuerseiten

die erfindung besieht sich auf einen schlitzgesteuerten Zweitaktmotor feit, in abhängigkeit von der motordrehzahl, veränderlichen steuerzeiten. bei Zweitaktmotoren bekannter art ist die lage der steuerechlitze durch die geometrische anordnung im zylinder gegeben, so daß im gesamten betriebsbereich konstante steuerzeiten vorhanden sind, da jedoch bekanntlich in verschiedenen drahzahlbereichen unterschiedliche steuerz©it®n_s d.h. unterschiedliche höhen der steuerschlitze im sylinder₉ erwünscht wären, stellen die

vorgegebenen steuerzeiten -in der re gel einen kompromiß zwischen den bedarfniesen in den einzelnen drehzahlbereichen dar. dies bedeutet jedoch, daß in jedes drehzahlbereich abstriche von den an sich erwünschten, optimalen steuerzeiten gemacht werden Bussen, was sich ersichtlich negativ auf die leistungsausbeute auswirkt, parallel hierzu ist die kraftstoffausnutzung in den meißten drehzahlbereichen nicht optimal, da durch unpassende steuerzeiten relativ hohe spülverluste und damit ein, im verhältnis zur abgegebenen leistung, übermäßiger brennstoffbedarf auftritt, bei wechselnden betriebsverhältnissen müssen Zweitaktmotoren bekannter art mit relativ aufwendigen getrieben mit hoher gangzahl betrieben werden, da nur im optimierten drehzahlberei ch verwertbare leistung zur verfugung steht.

hiervon ausgehend ist es die aufgäbe der vorliegeden erfindung mit geringem aufwand und unter Vermeidung der nachteile der bekannten lösungen eine anordnung der eingangs erwähnten art zu schaffen, die eine weitgehende anpassung der steuerzeiten an die jeweiligen Bedürfnisse des einzelfalle erlaubt, ohne daß betriebsunterbrechungen notwendig sind und bei der außerdem eine hohe betriebssicherheit und lange lebensdauer gewährleistet ist. .,

die lösung dieser aufgäbe gelingt gemäß der erfindung dadurch, daß der zylinder des motors und damit die Steuer schlitze relativ zum oberen bzw. unteren totpunkt des kolbens in abhängigkeit von der motordrehzahl axial verschiebbar ist. der zylinderkopf ruht dabei unabhängig vom zylinder, von Stützelementen getragen, auf dem kurbelgehäuse, die dem verbrennungsraum zugewandte seite des zylinderkopf es ist dabei kolbenförmig ausgebildet und sitzt mit engem spiel, jedoch axial verschiebbar in der zylin-

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■bohrung, der zylinderkopf kann zur abdichtung des verbrennungsräume ein oder mehrere kolbenringe aus metall oder elaetomeren, vorzugsweise kombinationen derselben, tragen, durch diese anordnung ist eine, unabhängig von der position des Zylinders, gute abdichtung und exakte führung des Zylinders möglich wobei dae verdiehtungeverhältnis des motors über den gesamten verstellbereioh des Zylinders beibehalten wird, die führung des Zylinders auf der dem kurbelgehäuse zugewandten seite gelingt durch die den zylinderkopf tragenden stützelemente, welche im angeführten beispiel zylindrisch ausgeführt sind, hierzu besitzt der zylinder axial verlaufende bohrungen durch die die stützelemente mit engem spiel durchgeführt sind und diesen damit gleichfalls gegen verdrehen sichern. die abdichtung des zwischen kurbelgehäuse und axial verschiebbaren zylinder entstehenden Spaltes erfolgt durch einen auf dem kurbelgehäuse, entlang dem rand des kurbelgehäuseeinsohnitt für hubscheiben und überströmkanal, stehenden steg, ihm gegenüber ist im zylinder eine formgleiche einfräsung vorhanden, in den der steg je nach Zylinderposition verschieden tief eintaucht, zur abdichtung ist ein in einer nut entlang der einfräsung fixiertes, am steg formschlüssig anliegendes dichtelement angebracht, der steg liegt im bereich der überströmkanalβ zur Währung der strömungsgUnstigen geometrie formschlüssig an deren wandung an. die höhenverstellung des Zylinders erfolgt durch eine oder mehrere, vorzugsweise zwei im zylinderkopf axial und radial gelagerte wellen, die am unteren ende mit auBengewinden versehen sind und in gegenüberstehend im zylinder eingebrachte gewindebohrungen eingreifen, durch synchrones verdrehen der wellen kann der zylinder und damit die Oberkante der steuerschlitze relativ zum zylinderkopf bzw. oberen und unteren kolbentotpunkt axial verschoben werden, durch die verschiebung der steuersohlitze ist eine anpassung der steuerte!ten an die jeweiligen

bedürfnisse der momentanen motordrehzahl möglich, was eich in deutlicher steigerung der leistungsausbeute bemerkbar macht, zum antrieb der wellen sind,an deren, über den zylinderkopf herausragenden enden, ketten- oder Zahnräder angeflanscht welche mit dem steuerorgan verbunden sind, als steuerorgan kann zum beispiel ein elektromotor, bei dem rechts- und linkslauf möglich ist, zum einsatz kommen welcher direkt am zylinderkopf angeflanscht werden kann, in diesem fall wird der elektromotor durch eine elektronikeinheit gesteuert, die ein signal über die motordrehzahl ( z.b. in form der zündfrequenz ) und ein signal über die Zylinderposition ( z.b. durch einen mechanisch mit dem zylinder gekoppelten elektrischen regelwiderstand ) vergleicht, und bei abweichung einer der signalgröQen die zylinderhöhe entsprechend nachregelt, der besondere vorteil dieser ausführung liegt in der möglichkeit, die zylinderhöhe nicht nur linear zur drehzahl zu regeln, sondern durch entsprechende kennlinien des regelwiderstandes jedes gewünschte verhältnis drehzahl : zylinderhöhe, und somit eine ideale anpassung der steuerzeiten an die jeweilige drehzahl zu erzielen, weiterhin sind steuerrungen mit hilfe eines fliehkraftreglers oder anderen direkt oder indirekt drehzahlabhängigen größen möglich, ferner ist der antrieb der weiten durch den Zweitaktmotor selbst, durch den im ansaugsystem auftretenden unterdruck oder durch andere systeme möglich, der frisehgaseinlaS des mit wasser oder luft gekühlten Zweitaktmotors wird vorzugsweise durch einen drehschieber oder durch unterdruckgesteuerte membranventile gesteuert, weitere merkmale und vorteile der erfindung ergeben eich aus der nachstehenden beschreibung eines ausführungsbeispiele anhand der zeichnungen.

hierbei zeigen :

fig. 1 eine ansicht eines Zweitaktmotors in eine« bevorzugten aueführungsbeispiel in senkrechtem, entlang den achsen der kurbelwelle und des zy— linders geführten schnitt.

fig.2 eine ansicht ita schnitt entlang der linie a*-a in fig.1

fig.3 eine ansicht des motors bei demontierter kurbelwelle und zylinder zur veranschaulichung der zylinderkopfbefestigung.

fig.4 eine ansicht des kurbelgehäuses mit montiertem dichtungssteg von oben.

fig.5 eine ansicht des Zylinders von der dem kurbelgehäuse zugewandten seite.

fig. 6 eine ansicht des Zylinders von der dem zylinderkopf zugewandten seite.

fig.7 detailansicht A aus fig. 2 fig.8 detailansicht B aus fig. 1 fig.9 detailansicht C aus fig. 1

fig.10 eine ansicht der mechanik zur zylinderhöhenverstellung in einer besonderen ausführung (vergl.fig9)

fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Zweitaktmotor mit einem axial verschiebbaren zylinder 13 » welcher gegebenenfalls mehrere zylinder zum antrieb einer kurbelwelle 10 haben kann, die kurbelwelle ist mittels kugellager 11 im kurbelgehäuse 12 gelagert, ein beweglich in der zylinderbohrung 13^% geführter kolben 14· mit kolbenring 14* ist über einen kolbenbolzen 15 mit der pleuelstange 16 verbunden, welche mittels eines pleuellagers 17 an einem kurbelzapfen 18 der kurbelwelle 10 gelagert ist. nächst dem pleuellager 17 trägt die kurbelwelle 10 der pleuelstange 16 symetrisch gegenüberstehende hubscheiben 19.· auf dem kurbelgehäuse 12 ist ein am rand des kurbelgehäuseeinschnitts für hubscheiben 19 und Überströmkanäle 20 entlang führender steg 21,21* angebracht (· fig. 4 ) welcher formschlüssig an der zylindereinfräsung 22,22* anliegt ( fig.5 ). parallel zur einfräsung 22,22* befindet sich eine nut 23 im zylinder 13 die zur aufnahme eines dichtelementes 24 dient ( fig.7 + 8 ). der steg 21 hat im bereich der zylinde reinfräsung 22 rechteckiges profil, an den gefrästen wandungen 22* der Überströmkanäle 20 besitzt der steg 21 * eine dem-übergang zylinder/ kurbelgehäuse angepaßte strömungsgünstige form, durch diese anordnung ist eine, auch während einer axialverschiebung des Zylinders 13 gegebene, einwandfreie abdichtung und im bereich der überströmkanäle 20 strömungsgünstige form des Übergangs vom zylinder 13 zum kurbelgehäuse 12 gewährleistet, zum schutz dieser abdichtung gegen staub und schmutz ist zwischen zylinder 13 und dem auf dem kurbelgehäuse 12 stehenden, in der Zylinderaussparung 27 laufenden, steg 25 eine gummimanschette 26 angebracht, zur führung des axial verschiebbaren Zylinders 13 durchdringen diesen vier, mit engem spiel durch die bohrungen 28 geführte, zylindrische Stützelemente 29 ( fig 3»5+6 ). auf den Stützelementen

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ist der zylinderkopf 30,30*, mit hilfe von durch die stiltzelemente 29 geführten zugschrauben 31» in den gewinde"bohrungen 39 fest mit dem kurbelgehäuse 12 verschraubt ( fig. 3+4· ). der kolbenförmig ausgebildete teil 30^% des zylinderkopfes 30,30* sitzt mit engem spiel in der zylinderbohrung 13^% und trägt zur abdichtung einen kolbenring 32. der zylinder 13, der in fig. 1 und 2 in mittlerer position gezeigt wird, ist damit gegen verdrehen gesichert und kann sich um den betrag X nach oben und um den betrag Y nach unten axial verschieben, zur höhenverstellung des Zylinders 13 sind im zylinderkopf 30,30* zwei axial und radial gelagerte wellen 34, die mit dem unteren, mit außengewinde versehenen, ende in gegenüberstehend im zylinder 13 eingebrachte gewindebohrungen 38 eingreifen, vorgesehen ( fig. 6 ). die hohlschrauben 36 dienen zur einstellung des axialspiels der axiallager 37 und zur radialen führung der wellen 34, an deren oberen enden je ein kettenrad 35 angebracht ist. zum schutz der wellen 34 gegen staub und schmutz ist zwischen zylinder 13 und zylinderkopf 3O,3O^% eine gummi manschette 39 angebracht, der motor besitzt ein im einlaßkanal 40 befindliches, durch den beim ansaugen erzeugten unterdruck gesteuertes, membranventil 41. der kolben 14 besitzt eine aussparung 14^%% um keinen Verschluß des einlaßkanals 40 zu bewirken, gegenüber dem einlaßkanal befindet sich der auslaßkanal 42.

eine besondere ausführung der höhenverstellungsmechanik zeigt fig. 10. bei dem angeführten beispiel greift die welle 43 mit ihrem gewinde in eine im zylinder 44 eingesetzte gewindebuchse 45. oberhalb der büchse 45 ist ein radialwellendientring 46 eingesetzt, durch diese anordnung ist es möglich, den bei dargestellter tiefster zylinderposition unter der welle 43 auftretenden totraum bis oberhalb der, zur gewindeentlüftung dienenden,bohrung 48 mit öl zu füllen und somit schmierung und eine hydrau-

Iisehe dämpfung der kraftübertragung zwischen welle 4-3 und gewindebuchse 45 gewährleistet, bei r.ufwärtsb ewe gung des Zylinders 44 wird das, durch die welle 43 aus dem totraum 47 verdrängte, öldurch die bohrung 49 in das reservoir 50 gedrückt, die welle 43 ist im zylinderkopf 51 durch kegelrollenlager 52 abgestützt, das lagerspiel wird mit einer auf dem gewinde 53 laufenden mutter 54 eingestellt, gegen die mit einer zweiten mutter 55 das kettenrad 56 gekontert ist.

vorstehend ist zwar ein bevorzugtes ausführungsbeispiel der erfindung näher erläutert, ohne daß jedoch hiermit eine beschränkung verbunden sein soll, vielmehr stehen dem fachmann eine reihe von möglichkeiten zur verfugung um den allgemeinen gedanken der erfindung den verhältniesen des einzelfalls anzupassen, so könnte beispielsweise die lagerung der welle 34 am kurbelgehäuse 12 stattfinden oder der steg 21,21* am zylinder 13 befestigt werden und in eine einfräsung im kurbelgehäuse 12 eintauchen.- insbesondere dient die dargestellte anordnung der Überströmkanäle 20 lediglich der erläuterung und kann in verschiedener weise abgewandelt werden.

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Leerseite

Claims

ansprüehe

f 1) !zwei takt motor,, dadurch gekennzeichnet, daß der zy*· 'linder 13 &nd damit die steuerzeitenbestimaiende höhe der Überströmkanäle 20 und des auslaßkanals 42 relativ zum oberen bzw_e unteren kol"bentotpunkt axial verschiebbar ist.
2) Zweitaktmotor nach ansprueh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebung des cylinders 13 ohne betrieb sunterbrechung und in abhängigkeit von der mo<tordrehzahl erfolgt*
3) Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinder 13 durch die den zylinderkopf 30,30* tragenden Stützelemente 29 geführt und gegen verdrehen gesichert wird.
4-) Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderkopf 30,30" unabhängig vom zylinder 13 am kurbelgehäuse 12 befestigt ist«
5) Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden ansprüche,- dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderkopf 30,30"* kolbenförmig, in die zylinderbohrung 13^% hineinragt und in dieser axial verschiebbar ist.
6) Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderkopf 30,30* mit einem oder mehreren kolbenringen 32 gegen den zylinder 13 bzw» gegen die zylinderbohrung 13* abgedichtet ist«,
7) Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden an8prüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinder 13 durch am zylinderkopf 30 ,.30* oder am kurbelgehäuse 12 abgestützte wellen 34 in der höhe verändert wird.
8) Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden anspräche,' dadurch gekennzeichnet, daß der übergang zwischen zylinder 13 und kurbelgehäuse 12 durch· einen steg 21,21* welcher an einer formgleichen einfräsung 22,22* im zylinder 13 anliegt, abgedichtet wird.
9) Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der steg 21* im bereich der Überströmkanäle 20 einen strömungsgünstigen übergang zwischen kurbelgehäuse 12 und der gefrästen wandung 22* des Überströmkanals 20 bildet.
10)Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer entlang der zylindereinfräsung 22,22* verlaufenden nut 23 ein an den steg 21,21* anliegendes dichtelement 24 eingesetzt ist.
11)Zweitaktmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der steg 21,21* am zylinder 13 befestigt ist und die einfräsung 22,22* im kurbelgehäuse 12 verläuft.

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