DE3222460A1 - Verfahren und einrichtung fuer die kraftstoffzufuhr bei verbrennungsmotoren - Google Patents

Verfahren und einrichtung fuer die kraftstoffzufuhr bei verbrennungsmotoren

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Takao Niiza Saitama Tomita
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Description

Verfahren und Einrichtung für die Kraftstoffzufuhr bei Verbrennungsmotoren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Kraftstoffzufuhr zu einem Verbrennungsmotor, beispielsweise zu einem Zweitakt- oder Viertaktmotor sowie eine Steuereinrichtung für die Kraftstoffzufuhr.
Bei einem Verbrennungsmotor der erwähnten Art besteht die Forderung nach einer Herabsetzung der Menge des Kraftstoffverbrauchs bei geringstmöglicher Leistungsminderung und nach einer Verlängerung der Lebensdauer des Motors durch Herabsetzung seiner Wärmebelastung.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Entwicklung eines Verfahrens und einer Einrichtung für die Kraftstoffzufuhr zu Verbrennungsmotoren, bei welchen die Kraftstoffzufuhr zum Motor intermittierend angehalten wird, um dem Motor nur Frischluft zur vollständigen Ausspülung des Abgases in der Brennkammer zuzuführen. Hierdurch wird der Spülungswirkungsgrad und der Ansaugwirkungsgrad des Motors wesentlich verbessert und gleichzeitig eine wirksame Kühlung des Motors durch die Frischluft erzielt, um der vorerwähnten Forderung gerecht zu werden.
Desgleichen gehört es zur Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung für die Kraftstoffzufuhr zu einem Verbrennungsmotor zu entwickeln, bei welchem bzw. bei welcher im Betriebsbereich mit hoher Belastung des Motors Kraftstoff dem Motor bei jedem Ansaughub zugeführt
wird, wie im Falle der üblichen Motoren, während im Betriebsbereich des Motors mit geringer oder mittlerer Belastung die Kraftstoffzufuhr zum Motor periodisch suspendiert wird, um der vorerwähnten Anforderung Genüge zu tun.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung im vertikalen Schnitt einer Kraftstoffzufuhreinrichtung für einen Zweitakt-Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung, welche das Verbrennungsintervall im Motor mit der erfindungsgemäßen Einrichtung imVergleich zu dem des herkömmlichen Motors zeigt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung im senkrechten Schnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung im vertikalen Schnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung im vertikalen Schnitt einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung im vertikalen Schnitt einer fünften Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 7 eine schematische Darstellung im vertikalen Schnitt einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Zur Beschreibung der ersten Ausführungsform der Erfindung wird auf Fig. 1 verwiesen. Der dargestellte Zweitakt-Verbrennungsmotor 1 besitzt einen Zylinderkopf 3, der einen Verbrennungsraum 2 bildet, einen Zylinderblock 6 mit einem Zylinder 4 zur Aufnahme eines Kolbens 5 und ein Kurbelgehäuse 9 zur Lagerung einer mit dem Kolben 5 durch eine Pleuelstange 7 verbundenen Kurbelwelle 8.
Ein Spülkanal 10, der eine Verbindung zwischen dem Zylinder 4 und der Kurbelkammer (a) im Kurbelgehäuse 9 herstellt, ist in der Seitenwand des Zylinderblocks 10 ausgebildet. Im Zylinder 4 ist ein Auslaßkanal 12 geformt.
Eine Zündkerze 11, die in den Zylinderkopf 3 eingeschraubt ist, ist mit ihren Elektroden einem Verbrennungsraum 2 zugekehrt.
Ein erster Einlaßkanal 14 ist an seinem mittleren Teil mit einem Vergaser C versehen und mit einem Einlaßkanal verbunden, der in die Kurbelkammer (a) des Motors 1 über ein Zungenventil 15 mündet, das beim Saughub geöffnet werden kann, während welchem sich der Kolben 5 aufwärts bewegt, wodurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Kurbelkammer (a) gesaugt wird.
Ein zweiter Einlaßkanal 16 ist mit einem Teil des ersten Einlaßkanals 14 unterstromig zum Vergaser C über einen Absperrdrehschieber 17 verbunden, der einen kreisförmigen Querschnitt hat. Dieser Absperrschieber 17 besitzt eine Welle 18, auf der ein Abtriebrad 19 befestigt ist, welches über einen endlosen Riemen 20 durch ein Antriebsrad 21 angetrieben werden kann, welches auf der Kurbelwelle 8 befestigt ist. Das Verhältnis der Durchmesser zwischen dem Antriebsrad 21 und dem getriebenen Rad 19 ist mit 1 : 2 gewählt und der Absperrdrehschieber 17 kann mit
einer Drehzahl angetrieben werden, welche die Hälfte derjenigen der Kurbelwelle 8 beträgt. Die äusseren Enden des ersten Ansaugkanals 14 und des zweiten Ansaugkanals
16 sind mit der Aussenluft durch ein Luftfilter verbunden, das den Einlaßkanälen 14 und 16 gemeinsam ist.
In Fig. 1 sind eine Drosselklappe 22, ein Venturiteil 23, eine Kraftstoffeinspritzdüse 24 und ein Schwimmergehäuse die Hauptteile des Vergasers C.
Die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform ist wie folgt:
Es sei angenommen, daß der dargestellte Zweitakt-Verbrennungsmotor gerade angelassen worden ist, um die Kurbelwelle 8 zu drehen. Dies hat zur Folge, daß der Absperrdrehschieber
17 mit einer Drehzahl gedreht wird, welche die Hälfte derjenigen der Kurbelwelle über das Antriebsrad 21, den endlosen Riemen 20 und das Abtriebsrad beträgt. Auf diese Weise werden der erste Einlaßkanal 14 und der zweite Einlaßkanal 16 abwechselnd bei jeder Drehung der Kurbelwelle 8 geöffnet und geschlossen. Bei dem Ansaug/Verdichtungshub, bei welchem sich der Kolben 5 aufwärts bewegt, wird, wenn der Absperrschieber 17 zum ersten Kanal praktisch offen ist, wie in Fig. 1 mit voll ausgezogenen Linien angezeigt, das Luft-Kraftstoff gemisch, das im Vergaser C erzeugt wird, in die Kurbelkammer (a) durch den in der letzteren erzeugten Unterdruck gesaugt. Sodann wird, wenn der Motor den Dehnungs/Auslaß (Spül)hub beginnt, der Kolben 5 so abwärts bewegt, daß der Auslaßkanal 12 und der Spülkanal 10 mit dem durch den Kolben 5 begrenzten Verbrennungsraum 4 in Verbindung treten können. Das der Kurbelkammer (a) zugeführte Gemisch wird durch den sich abwärtsbewegenden Kolben 5 verdichtet und strömt durch den Spülkanal 10 aufwärts in den Verbrennungsraum 4, wodurch das Abgas ausgespült und der Verbrennungsraum 4 gefüllt wird. Wenn der Motor den nächsten Hub beginnt,
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schließt der Absperrdrehschieber 17, der bei dem vorangehenden Hub um 18O° gedreht worden ist, den ersten Einlaßkanal 14 und ermöglicht es dem zweiten Einlaßkanal mit der Kurbelkammer (a) in Verbindung zu treten. Daher wird beim Ansaug/Verdichtungshub, bei welchem sich der Kolben 5 aufwärtsbewegt, nur Frischluft in die Kurbelkammer (a) durch den zweiten Einlaßkanal 16 eingeleitet. Daher wird bei dem nachfolgenden Dehnungs/Auslaß (Spül)hub, bei welchem sich der Kolben 5 abwärts bewegt, fast nur Frischluft in den Motor eingeleitet, um den Verbrennungsraum ausreichend zu spülen und gleichzeitig wirksam zu kühlen. Obwohl die Zündkerze eine Zündung macht, findet im Verbrennungsraum keine Explosion/Verbrennung statt.
Daher findet bei der beschriebenen ersten Ausfuhrungsform der Erfindung die Explosion und Verbrennung einmal bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 8 statt. Dies bedeutet, daß die Frequenz der Explosion die Hälfte derjenigen bei einem herkömmlichen Zweitakt-Verbrennungsmotor beträgt. Dieses Verhältnis ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich. Im Besonderen stellt in dieser Figur die Abszissenachse den Kurbelwinkel dar, während die Ordinatenachse den effektiven Verbrennungsdruck darstellt. Das Explosionsintervall im Motor unter der Kraftstoffzufuhrsteuerung bei dieser Ausführungsform ist durch eine mit einer voll ausgezogenen Linie gezeichnete Kurve gezeigt, während das Explosionsintervall bei dem herkömmlichen Motor durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Der Grund, warum der effektive Verbrennungsdruck in dem Motor höher ist bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhrsteuerung als bei dem herkömmlichen Motor besteht darin, daß die Verbrennung des Gemisches mit einem hohen Wirkungsgrad geschieht wegen des hohen Wirkungsgrades der allein durch die Frischluft durchgeführten Spülung. Daher wird bei dem Motor unter der erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhrsteuerung die Menge des
Kraftstoffverbrauchs auf die Hälfte desjenigen eines herkömmlichen Motors herabgesetzt, während die Ausgangsleistung höher als die Hälfte derjenigen eines herkömmlichen Motors ist.
Daher ist bei der beschriebenen ersten Ausführungsform die Explosionsfrequenz auf die Hälfte derjenigen eines herkömmlichen Zweitaktmotors herabgesetzt, so daß es genügt, den Kraftstoff mit einer Menge zuzuführen, die nur etwa die Hälfte beträgt. Dies hat zur Folge, daß der Kraftstoffverbrauch wesentlich herabgesetzt wird. Ferner wird die Kühlung des Zylinders durch die Frischluft bei dem Hub, bei welchem keine Explosion stattfindet, wirksam verbessert. Zusätzlich wird die Spülwirkung verbessert, wodurch ein höherer Verbrennungswirkungsgrad bei dem Hub, während welchem die Explosion stattfindet, sichergestellt wird.
Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform das Verhältnis der Drehzahl zwischen der Kurbelwelle 8 und dem Absperrdrehschieber 2:T beträgt, ist dieses Verhältnis nicht ausschließlich und kann, wenn gewünscht, frei verändert werden.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sich ein erster Einlaßkanal 14 und ein zweiter Einlaßkanal 16, die sich nebeneinander erstrecken, mit einer Einlaßöffnung 13 in Verbindung stehen, die in das Innere eines Kurbelgehäuses 9 münden. Zungenventile 15- und 152 sind an den Verbindungsstellen zwischen den erwähnten Kanälen und der Einlaßöffnung vorgesehen, damit das Fluidgemisch nur in der Richtung von der Außenseite zur Innenseite der Kurbelkammer (a) strömen kann. An einem Zwischenteil des ersten Einlaßkanals 14 ist ein Vergaser C angeordnet. Zweigrohre 26^ und 262 eines gegabelten Verbindungsrohres 26 sind mit den äußeren Enden des ersten und des
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zweiten Einlaßkanals 14 bzw. 16 verbunden. Das oberstromige Ende des gegabelten Rohres 26 jst mit einem Luftfilter Ac verbunden, der mit der Außenluft in Verbindung steht. An der Anschlußstelle zwischen den Zweigrohren 26^ und 262 ist ein Schaltventil 27 angeordnet, welches diese Zweigrohre abwechselnd öffnet und schließt. Dieses Umschaltventil 27 besteht aus einer Ventilklappe 29, die an der Verbindungsstelle des gegabelten Rohres 26 angelenkt ist, und aus zwei Ventilsitzen, die zu den Zweigrohren 26- und 26, offen und mit 3O1 bzw. 3O2 bezeichnet sind* Die Ventilklappe 29 dient dazu, den ersten und den zweiten Einlaßkanal 14 bzw. 16 abwechselnd entsprechend der Drehung der Kurbelwelle des Motors durch eine an sich bekannte Ventilbetätigungsvorrichtung V1 zu öffnen und zu schließen. Beispielsweise werden der erste und der zweite Einlaßkanal 14 und 16 abwechselnd geöffnet und geschlossen, während die Motorkurbelwelle 8 eine Umdrehung macht. Für diesen Zweck werden Impulse, welche die Umdrehung der Kurbelwelle 8 darstellen, in eine zentrale Bearbeitungseinheit 31 eingegeben, die aus einem an sich bekannten Mikrocomputer besteht. Die zentrale Bearbeitungs*- einheit 31 bewirkt dann eine Steuerung des elektrischen Stroms, der eine Magnetspule 32 erregt, durch welche die Ventilklappe 29 nach links oder rechts geschaltet wird. Die Frequenz der Schaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Einlaßkanal 14 bzw. 16 wird entsprechend der Drehzahl der Kurbelwelle 8 eingestellt.
Das Umschaltventil 27 öffnet und schließt den ersten und den zweiten Einlaßkanal 14 bzw. 16 abwechselnd jedesmal wenn der Motor den Saughub beginnt. Wenn der zweite Einlaßkanal 16 geschlossen gehalten wird, wird die Frischluft aus dem Luftfilter nur in den ersten Einlaßkanal 14 eingeleitet, so daß das im Vergaser C gebildete Luft-Krafetoffgemisch in die Kurbelkammer (a) eingeleitet wird. Im Gegensatz dazu wird, wenn der erste Einlaßkanal 14 durch das Schaltventil 27 beim Saughub geschlossen wird, nur die Frisch-
luft in die Kurbelkammer (a) durch den zweiten Einlaßkanal 16 eingeleitet. Daher wird im Motor bei der Kraftstoffzufuhrsteuerung nach dieser Ausführungsform die Explosion periodisch durch die Wiederholung der Kraftstoffzufuhr und -abschaltung beim Ansaughub suspendiert, wie im Falle der ersten Ausführungsform.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein erster Einlaßkanal 35 vorgesehen ist, der mit einer Einlaßöffnung 34 in Verbindung steht, welche in die Kurbelkammer (a) eines Zweitakt-Verbrennungsmotors mündet. Ein Zungenventil 36, welches eine Luftströmung nur in der Richtung von der Außenseite zur Innenseite der Kurbelkammer (a) ermöglicht, ist an der Anschlußstelle zwischen der Einlaßöffnung 34 und dem ersten Einlaßkanal 35 vorgesehen. Das andere Ende des ersten Einlaßkanals 35 mündet über ein Luftfilter Ac zur Außenluft. Der erste Einlaßkanal 35 ist an einem Zwischenteil mit einem Vergaser C versehen und mit einem ersten Absperrventil, das unterstromig zum Vergaser C angeordnet ist und dazu dient, den Kanal 35 zu öffnen und zu schließen. Ein zweiter Einlaßkanal 38 ist mit einem Zwischenteil des Spülkanals 10 verbunden, der als Verbindung zwischen der Kurbelkammer (a) und dem Zylinder dient. An der Verbindungsstelle ist ein Zungenventil 39 vorgesehen, um die Luftströmung nur in der Richtung von der Außenseite zur Innenseite des Spülkanals 10 zu ermöglichen. Der zweite Einlaßkanal 38 ist an seinem äußeren Ende über ein Luftfilter Ac mit der Außenluft verbunden. Ein zweites Absperrventil 40, das zum öffnen und Schließen des Kanals dient, ist an einem Zwischenteil des zweiten Einlaßkanals angeordnet.
Das erste und das zweite Absperrventil 37 bzw. 40 können abwechselnd durch einen gemeinsamen Ventilbetätigungsmechanismus V~ geöffnet und geschlossen werden. Im besonderen sind
die Magnetspulen 41 und 42 zur Betätigung des ersten und des zweiten Absperrventils 37 bzw. 40 mit den äußeren Enden dieser Ventile 37 und 40 verbunden. Diese Magnetspulen sind mit einem Stromkreis 44 verbunden, der seinerseits an eine Batterie 43 angeschlossen ist. An einem Zwischenteil des Stromkreises 44 ist ein Drehschalter 45 angeschlossen, der Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle 8 des Motors hat.
Wenn sich die Kurbelwelle 8 dadurch zu drehen beginnt, daß der Motor angelassen wird, dreht sich der Drehschalter 45, um die erste und die zweite Magnetspule 41 bzw. 42 wechselweise mit dem Stromkreis 44 zu verbinden, wodurch das erste und das zweite Absperrventil 37 bzw. 40 wechselweise geöffnet bzw. geschlossen wird. Wenn das erste Absperrventil 37 geöffnet ist, wird das im Vergaser C erzeugte Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Kurbelkammer (a) durch den ersten Einlaßkanal 35 während des Saughubes des Motors eingeleitet. Andererseits wird, wenn das zweite Absperrventil 40 geöffnet ist, nur die Frischluft in die Kurbelkammer (ä) über den zweiten Einlaßkanal 38 und den Spülkanal 10 während des Saughubes des Motors eingeleitet. Die Explosion wird daher periodisch suspendiert. Das öffnungs- und Schließintervall des ersten und des zweiten Absperrventils 37 bzw. 40 im Verhältnis zur Drehung der Kurbelwelle 8 kann auch bei dieser Ausführungsform in geeigneter Weise gewählt werden.
Bei dieser Ausführungsform wird, wenn der Motor den Saughub in dem Zustand beginnt, in welchem das erste Absperrventil 27 geschlossen ist, während das zweite Absperrventil 40 geöffnet ist, nur Frischluft durch den zweiten Einlaßkanal 38 in den Spülkanal 10 eingeleitet. Die Frischluft wird daher auf den Bereich um den Spülkanal 10 herum konzentriert und es besteht keine Gefahr, daß das Gemisch in die Kurbe!kammer (a) durch den ersten Einlaßkanal 35 ein-
gesaugt wird. Wenn dann der Motor seinen Spülhub beginnt, wird der Verbrennungsraum 4 nur durch die Frischluft gespült und die Kurbelkammer (a) wird mit dem Gemisch bei dem nachfolgenden Saughub geladen, so daß der Spülwirkungsgrad weiter verbessert und die Menge des Kraftstoffverbrauchs im Vergleich zu der zweiten Ausführungsform der Erfindung weiter herabgesetzt wird.
Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Einlaßkanal 51 mit einer Einlaßöffnung 50 verbunden ist, die zum Kurbelgehäuse 9 mündet. Der Einlaßkanal 51 ist zur Außenluft über einen Vergaser C offen, der an einem Zwischenteil desselben vorgesehen ist. Der Vergaser C besitzt einen Venturiteil 23 und ein Schwimmergehäuse 25, welche miteinander über eine Kräftstoffeinspritzdüse 24 verbunden sind, die durch ein gleitbares Absperrventil 52 geöffnet und geschlossen werden kann, welches an einem Zwischenteil derselben vorgesehen ist. Das Absperrventil 52 ist mit einer Ventilbetätigungseinrichtung V3 verbunden. Im Besonderen ist das Absperrventil 52 durch eine Magnetspule 53 betätigbar, die ihrerseits mit einem Stromkreis 55 elektrisch verbunden ist, welcher mit einer Batterie in Verbindung steht. Ein Drehschalter 56, der an einem Zwischenteil des Stromkreises 55 angeordnet ist, steht in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle 8 des Motors und kann entsprechend der Drehung der Kurbelwelle 8 ein- und ausgeschaltet werden, so daß die Ventilbetätigungseinrichtung V3 zum öffnen bzw. Schließen des Absperrventils 52 betätigt wird. Die öffnungs- und Schließfrequenz des Absperrventils 52 ist entsprechend der Drehung der Kurbelwelle 8 in geeigneter Weise eingestellt.
Wenn sich der Motor in seinem Saughub befindet und der Stromkreis 55 geschlossen wird, wird die Magnetspule 53 erregt und das Absperrventil 52 in seine Offenstellung gezogen,
während die Kraftstoffeinspritzdüse 24 des Vergasers C offen ist. Der Kraftstoff wird daher in den Einlaßkanal 51 durch die Düse 24 eingespritzt und der Vergaser C arbeitet in an sich bekannter Weise zur Bildung eines Luft-Kraftstoff -Gemisches, welches zum Einleiten in die Kurbelkammer (a) über den Einlaßkanal 51 bestimmt ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Stromkreis 55 beim Ansaughub des Motors unterbrochen wird, die Magnetspule 53 abgeschaltet, um das Absperrventil 52 zu schließen. In diesem Falle findet keine Kraftstoffeinspritzung in den Kanal 51 statt, selbst wenn im Venturiteil 23 des Einlaßkanals 51 ein Unterdruck erzeugt wird. In die Kurbelkammer (a) wird daher durch den Einlaßkanal 51 nur Frischluft eingeleitet.
Bei dieser vierten Ausführungsform ist es möglich, einen bemerkenswert hohen Ansprech- oder Nachsteuerungs-Faktor der Einrichtung hinsichtlich der Arbeitsweise des Motors zu erzielen, da das Absperrventil 52 einen ausreichend kurzen Hub haben kann. Außerdem kann die Ausbildung der Einrichtung sehr weitgehend vereinfacht werden, da nur ein Einlaßkanal 51 notwendig ist.
Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher, wie im Falle der vorangehend beschriebenen vierten Ausführungsform, ein Einlaßkanal 51, der mit der Außenluft in Verbindung steht, in das Kurbelgehäuse 9 des Zweitakt-Verbrennungsmotors mündet und ein Vergaser C an einem Zwischenteil des Einlaßkanals 51 vorgesehen ist. Der Venturi-Teil 23 und die Schwimmerkammer 57 des Vergasers C stehen miteinander über eine Kraftstoffeinspritzdüse 24 sowie über einen Verbindungskanal 57 in Verbindung. Der Verbindungskanal 57 dient zur Angleichung der Drücke im Venturi-Teil 23 und in der Schwimmerkammer 25. Ein Absperrventil 58, das dazu dient, den Verbindungskanal 57
zu öffnen und zu schließen, ist an einem Zwischenteil des letzteren angeordnet. Wie im Falle der vierten Ausführungsform kann das Absperrventil 58 entsprechend der Drehung der Motorkurbelwelle 8 durch eine Ventilbetätigungsvorrichtung Vo geöffnet und geschlossen werden. Beim Ansaughub des Motors arbeitet, wenn das Absperrventil 58 geschlossen gehalten wird, der Vergaser C in an sich bekannter Weise, um die Kraftstoffeinspritzung in den Venturi-Teil 23 zu ermöglichen, so daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch (a) über den Ansaugkanal 51 eingeleitet wird. Im Gegensatz dazu wird, wenn das Absperrventil 58 beim Ansaughub des Motors geöffnet wird, der Verbindungskanal 57 geöffnet, um ein Druckgleichgewicht zwischen dem Venturi-Teil und dem Schwimmergehäuse 25 herzustellen, so daß der Kraftstoff nicht angesaugt wird. Es wird daher nur Frischluft in die Kurbelkammer (a) über den Einlaßkanal 51 eingeleitet.
Bei dieser fünften Ausführungsform stehen das Schwimmergehäuse 25 und der Venturi-Teil 23 des Vergasers C miteinander nicht nur über die Kraftstoffeinspritzdüse 24 in Verbindung, sondern auch über den Verbindungskanal 57, in welchem ein Absperrventil 58 vorgesehen ist. Es ist daher möglich, die Einstellung des Vergasers C in der gleichen Weise durchzuführen, ohne jede Beschränkung in der Präzision und in der Größe des Vergasers.
Fig. 7 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Einlaßkanal 51 mit einer Einlaßöffnung 50 verbunden ist, die zu einem Kurbelgehäuse 9 eines Motors offen ist. An der Verbindungsstelle ist ein Zungenventil 15 angeordnet, das dazu dient, die Einlaßströmung nur in der Richtung vom Einlaßkanal 51 in die Kurbelkammer (a) zu ermöglichen. Ein Vergaser Ca vom AMAL-Typ ist an einem Zwischenteil des Einlaßkanals 51 angeordnet. Das äussere Ende des Einlaßkanals 51 ist mit der Außenluft über ein Luft-
filter Ac verbunden. Ein Venturi-Teil 23 und ein Schwimmergehäuse 25 des Vergasers Ca sind miteinander über einen Kraftstoffkanal 24 verbunden, der durch ein gleitbares Absperrventil 52 geöffnet und geschlossen werden kann. Das Absperrventil 52 ist mit einer Magnetspule 53 verbunden, die sich ihrerseits in einem Stromkreis 55 befindet, welcher mit einer Batterie 54 verbunden ist. Ein Drehschalter 56, der an einem Zwischenteil des Stromkreises 55 angeordnet ist, ist betriebsmäßig mit der Kurbelwelle 8 des Motors verbunden und wird entsprechend der Drehung der Kurbelwelle, wie im Falle der vierten Ausführungsform ein- und ausgeschaltet.
Ein weiterer Schalter ist an einem Zwischenteil des Stromkreises 55 vorgesehen. Dieser Schalter 62 kann durch ein Betätigungsorgan 63 geschlossen werden, welches mit einem Zwischenteil eines Bedienungskabels 64 verbunden ist, welches von einer Stellung der Bedienungsperson (nicht gezeigt) mit einer Drosselklappe 61 des Vergasers Ga vom AMAL-Typ führt. Wenn die Drosselklappe 61 voll oder fast voll geöffnet ist, wird das Betätigungsorgan 63 im Abstand vom Schalter 62 gehalten, damit sich der letztere öffnen kann. Andererseits wird, wenn die Drosselklappe 61 sich in der teilweise offenen Stellung oder in einer Leerlaufstellung befindet, die Drosselklappe 62 durch das Betätigungsorgan 63 geschlossen gehalten.
Die Arbeitsweise der sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nachfolgend näher erläutert:
Wenn der Zweitaktmotor mit geringer oder mittlerer Belastung betrieben wird und sich die Drosselklappe 61 des Vergasers Ca in der Leerlauf- oder teilweise offenen Stellung befindet, wird der Schalter 62 durch ein Betätigungs-
organ 63 geschlossen gehalten. Durch die Drehung der Kurbelwelle 8 wird der Drehschalter 56 betätigt. Wenn beispielsweise der Stromkreis 55 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 8 geöffnet und geschlossen wird, d.h. bei jedem Verbrennungszyklus des Zweitaktmotors und das gleitende Absperrventil 52 öffnet und schließt bei jedem Ansaug/Verdichtungshub .
Bei dem Ansaug/Verdichtungshub, bei welchem sich der Kolben 5 aufwärtsbewegt, wenn der Stromkreis 55 unterbrochen wird, wird das gleitbare Absperrventil 52 geöffnet, um den Kraftstoff kanal 24 des Vergasers Ca freizugeben, so daß der Kraftstoff im Schwimmergehäuse 25 in den Ansaugkanal 51 durch den Kraftstoffkanal 24 eingespritzt wird. Mit anderen Worten, der Vergaser Ca arbeitet in an sich bekannter Weise zur Bildung einer Luft-Kraftstoff-Strömung im Kanal 51 und dann in die Kurbelkammer (a). Sodann wird, wenn der Stromkreis 55 bei dem nachfolgenden Ansaughub geschlossen wird, die Magnetspule 53 erregt, um das gleitende Absperrventil 52 festzuhalten. In diesem Falle wird daher kein Kraftstoff in den Kanal 51 eingespritzt, selbst wenn ein Unterdruck in dem Venturi-Teil 23 des Einsatzkanals 51 erzeugt wird, so daß in die Kurbelkammer (a) durch den Ansaugkanal (51) nur Luft eingeleitet wird. Bei dem nachfolgenden Dehnungs-/Spülhub, bei welchem sich der Kolben 5 abwärtsbewegt, wird nur Frischluft in die Zylinderkammer 4 eingeleitet, so daß im Verbrennungsraum 2 keine Verbrennung stattfindet. Bei diesem Hub wird daher der Verbrennungsraum 4 durch die Frischluft ausreichend gespült und wirksam gekühlt.
Bei der vorangehenden Beschreibung dieser Ausführungsform wird die Kraftstoffzufuhr und die Unterdrückung der Kraftstoffzufuhr beim Betrieb des Motors mit geringer und mittlerer Belastung abwechselnd wiederholt, wobei das Drosselventil 61 die LeerlaufStellung bzw.eine teilweise offene Stellung einnimmt. Die Unterdrückungsperiode der Kraftstoff-
zufuhr kann jedoch in der gewünschten Weise gewählt werden.
Wenn dann der Motorbetrieb unter hoher Belastung bei voll oder fast voll geöffnetem Drosselventil 61 erfolgen muß, wird der Schalter 62 geöffnet, um den Stromkreis 55 zu unterbrechen, damit das Schieberventil 52 offengehalten wird, so daß der Vergaser Ca das Luft-Kraftstoff-Geirisch bei jedem Ansaughub wie im Falle eines gewöhnlichen Motors bildet und dieses in die Kurbelkammer (a) fördert. Dies hat zur Folge, daß die Explosion des Gemisches bei jedem Verbrennungshub wie im Falle eines gewöhnlichen Zweitaktmotors stattfindet, um eine hohe Ausgangsleistung des Motors zu erzielen.
Obwohl die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen auf Zweitaktmotoren angewendet sind, kann die Erfindung natürlich auch auf Viertaktverbrennungsmotoren und Drehkolbenmotoren Anwendung finden. Die Vergaser C und Ca können durch geeignete Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ersetzt werden.
Wie beschrieben, wird gemäß einem Merkmal der Erfindung die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor in aufeinanderfolgenden Ansaughüben des Motors periodisch suspendiert, so daß die Explosion bei den aufeinanderfolgenden Arbeitshüben intermittierend suspendiert wird. Bei dem Arbeitshub, bei welchem die Verbrennung suspendiert wird, wird das im Verbrennungsraum gebliebene Abgas wirksam ausgestoßen und wird die Kühlung das Zylinders durch das Einleiten von Frischluft wirksam gesteigert. Der Spülungswirkungsgrad ist daher bemerkenswert verbessert und die Menge des Kraftstoffverbrauchs wird erhöht, um die Wärmebelastung des Motors zu verringern und dadurch die Lebensdauer des Motors zu verlängern.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird beim Betrieb mit hoher Belastung der Kraftstoff dem Motor bei jedem Ansaughub zugeführt, während beim Betrieb mit geringer und mittlerer Belastung die Kraftstoffzufuhr zum Motor bei den aufeinanderfolgenden Ansaughüben periodisch suspendiert wird. Es ist daher möglich, eine wirksame Spülung zur Verdrängung der Abgase zu erzielen und die Kühlung des Zylinders beim Ansaughub zu erhöhen, bei welchem nur Frischluft dem Motor während des Betriebs des Motors bei geringer oder mittlerer Belastung zugeführt wird, während bei hoher Belastung des Motors die erforderliche hohe Ausgangsleistung wegen der regelmässigen Kraftstoffzufuhr bei jedem der aufeinanderfolgenden Ansaughübe aufrechterhalten wird.
Außerdem sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zwei Einlaßkanäle mit der Einlaßöffnung des Motors verbunden und ist ein Schaltventil zum wechselweisen öffnen und Schließen der Einlaßkanäle entsprechend der Drehung der Motorkurbelwelle vorgesehen. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch und die Frischluft werden daher abwechselnd entsprechend der Drehung der Motorkurbelwelle zugeführt, so daß die Explosion und die Unterdrückung der Explosion wirksam werden, um den Spülwirkungsgrad zu verbessern und die Kühlung des Motors zu erhöhen. Diese Anordnung kann sowohl auf Zweitaktmotoren als auch auf Viertaktmotoren Anwendung finden.
Ferner wird gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung das Luft-Kraftstoff-Gemisch der Kurbelkammer durch einen ersten Einlaßkanal zugeführt, der mit der Kurbelkammer entsprechend der Drehzahl des Motors verbunden wird, während aus dem zweiten Einlaßkanal, der mit dem Spülkanal in Verbindung steht, nur Frischluft dem Spülkanal zugeführt
wird. Es ist daher möglich, die Frischluft auf den Bereich um den Spülkanal herum zu konzentrieren, so daß der Verbrennungsraum mit der Frischluft gefüllt wird, wenn der nachfolgende Spülungshub beginnt, wodurch der Spülwirkungsgrad noch weiter verbessert wird.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens Abänderungen erfahren.
Der Patentanwalt
I.

Claims (9)

  1. Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH .:--.-' '-- D--3000 RfDN'C'HEN 22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10
    Dr. rer. not. W. KÖRBER «S> (089) ' 29 66 84
    Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS
    PATENTANWÄLTE 15. Juni 1982
    HONDA GIKEN GOGYO KABUSHIKI KAISHA
    8-go, 27-ban, Jingumae 6-chome,
    Shibuya-ku
    Tokyo / Japan
    Ansprüche ;
    Verfahren für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, der in Aufeinanderfolge Hübe zum Ansaugen, Verdichten, zur Expansion und für den Auslaß ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd Kraftstoff dem Motor zugeführt und die Kraftstoffzufuhr zum Motor bei aufeinanderfolgenden Ansaughüben suspendiert wird.
  2. 2. Verfahren für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, der in Aufeinanderfolge Hübe zum Ansaugen, Verdichten, zur Expansion und zum Auslaß ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer hohen Betriebsbelastung des Motors Kraftstoffzufuhr zum Motor bei jedem der aufeinanderfolgenden Ansaughübe erfolgt und bei geringer oder mittlerer Betriebsbelastung des Motors bei den aufeinanderfolgenden Ansaughüben die Kraftstoffzufuhr zum Motor und die Suspendierung der Kraftstoffzufuhr zum Motor miteinander abwechseln.
  3. 3. Einrichtung für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, der Hübe zum Ansaugen, Verdichten, zur Expansion und zum Auslaß in Aufeinanderfolge ausführt, gekennzeichnet durch Mittel zum abwechselnden Zuführen von Kraftstoff zum Motor und Suspendieren der Kraftstoffzufuhr zum Motor bei aufeinanderfolgenden Ansaughüben.
  4. 4. Einrichtung für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, der Hübe zum Ansaugen, Verdichten, zur Expansion und zum Auslaß in Aufeinanderfolge ausübt, gekennzeichnet durch Mittel für die Zufuhr von Kraftstoff zum Motor bei jedem der aufeinanderfolgenden Ansaughübe im Bereich hoher Belastung des Motors und zur abwechselnden Zufuhr von Kraftstoff und Suspendierung der Kraftstoffzufuhr zum Motor in aufeinanderfolgenden Ansaughüben bei geringer oder mittlerer Betriebsbelastung des Motors.
  5. 5. Einrichtung für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch eine Einlaßöffnung (13), die in diesem Motor vorgesehen ist, zwei Einlaßkanäle (14, 16) mit dieser Einlaßöffnung verbunden sind, ein Schaltventil (27) zum abwechselnden Öffnen und Schließen der Einlaßkanäle entsprechend der Drehzahl des Motors, und Mittel für die Zufuhr von Kraftstoff zu jedem der zwei Ansaugkanäle.
  6. 6. Einrichtung für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch einen ersten Einlaßkanal (14, 35, 51), der an seinem Zwischenteil mit einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung versehen und mit einer Ein-
    laßöffnung (13, 34, 50) verbunden ist, die im Kurbelgehäuse (9) des Motors ausgebildet ist, welcher erste Einlaßkanal an seinem Ende mit der Außenluft in Verbindung steht, ein zweiter Einlaßkanal (16, 38) mit einem Zwischenteil eines Spülkanals (10) zwischen dem Kurbelgehäuse (9) und dem Zylinder (4) des Motors verbunden ist, der zweite Einlaßkanal zur Außenluft offen ist, ein erstes Absperrventil (17, 37, 52, 58) in dem Teil des ersten Einlaßkanals unterstromig der Kraftstoff zufuhrvorrichtung angeordnet ist und dazu dient, den ersten Einlaßkanal zu öffnen und zu schließen, ein zweites Absperrventil (40) in dem zweiten"Einlaßkanal angeordnet ist und dazu dient, den zweiten Kanal zu öffnen und zu schließen, und ein Ventilbetätigungsorgan (63), das dazu dient, den ersten und den zweiten Kanal entsprechend der Drehzahl des Motors zu öffnen bzw. zu schließen.
  7. 7. Einrichtung für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor , gekennzeichnet durch einen Einlaßkanal, der an seinem Zwischenteil mit einem Vergaser (C, Ca) versehen ist und mit einer Einlaßöffnung in Verbindung steht, die zum Motor offen ist, welcher Einlaßkanal zur Außenluft offen ist, eine Kraftstoffeinspritzdüse (24), welche im Vergaser vorgesehen ist, ein Absperrventil, das an einem Zwischenteil der Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet ist und dazu dient, die Kraftstoffeinspritzdüse zu öffnen bzw. zu schließen, und ein Ventilbetätigungsorgan in Betriebsverbindung mit dem Absperrventil zur Betätigung des Absperrventils zum öffnen und Schließen der Kraftstoffeinspritzdüse entsprechend der Drehzahl des Motors.
  8. 8. Einrichtung für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch einen Einlaßkanal, der an seinem Zwischenteil mit einem Vergaser versehen und mit einer Einlaßöffnung des Motors verbunden ist, welcher Einlaßkanal mit der Aussenluft verbunden ist, einen Verbindungskanal (57) , der eine Verbindung zwischen einem Ventur-Teil (23) und einem Schwimmergehäuse (25) des Vergasers bildet, ein Absperrventil, das in dem erwähnten Verbindungskanal angeordnet ist und dazu dient, diesen zu öffnen und zu schließen, und ein Ventilbetätigungsorgan, das mit dem Absperrventil arbeitsmässig verbunden ist und dazu dient, das Absperrventil zu betätigen, um den Verbindungskanal entsprechend der Drehzahl des Motors zu öffnen und zu schließen.
  9. 9. Einrichtung für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor , gekennzeichnet durch einen Einlaßkanal, der an seinem Zwischenteil mit einem Vergaser versehen und mit einer Einlaßöffnung im Motor verbunden ist, welcher Einlaßkanal mit der Außenluft in Verbindung steht, ein Absperrventil, das an einem Zwischenteil einer Kraftstoffeinspritzdüse des Vergasers angeordnet ist und dazu dient, die Kraftstoffeinspritzdüse zu öffnen und zu schließen, und ein Ventilbetätigungsorgan, das arbeitsmäßig mit dem Absperrventil verbunden ist, welches Organ Mittel aufweist zum öffnen des Absperrventils bei jedem der aufeinanderfolgenden Ansaughübe in einem Betriebsbereich des Motors mit hoher Belastung, und in einem Betriebsbereich des Motors mit geringer oder mittlerer Belastung zum abwechselnden öffnen und Schließen des Absperrventils bei aufeinanderfolgenden Ansaughüben des Motors.
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