DE3509540C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor nach Patent 34 06 119 gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem Zweitaktmotor dieser Art werden die infolge des hin- und hergehenden Kolbens im Kurbelgehäuse auftretenden Unter- und Überdruck­ wellen dazu genutzt, ein pneumatisches Hilfs­ system für Servofunktionen, insbesondere zur Drehzahlregelung bzw. Drehzahlbegrenzung des Motors, zu steuern. Dazu ist ein Pneumatikstell­ glied vorgesehen, das über ein Ventil mit dem Innenraum des Kurbelgehäuses in Druckverbindung steht und dessen Stellabtrieb mit der Drossel­ klappe des Vergasers verbunden ist. Die An­ steuerung des Pneumatikstellgliedes erfolgt in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweitaktmotor dahingehend weiterzubilden, daß insbesondere zur Drehzahlregelung für die Ansteuerung des Pneumatikstellgliedes ein bezüglich der Motordrehzahl eng toleriertes, eindeutiges Signal über das Ventil erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Zweitaktmotor erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Form bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel darstellt. Es zeigt

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zweitaktmotors mit einer frequenzabhängigen Drehzahlregel­ einrichtung und

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht eines vergrößert dargestellten Resonanzregel­ ventils für die Drehzahlregelung des Zweitaktmotors der Fig. 1.

Der erfindungsgemäße Zweitaktmotor 1 besitzt einen mit Kühlrippen 2 versehenen Zylinder 31 Der Zylinder 3 schließt sich mit seinem dem Zylinderkopf 4 gegen­ überliegenden unteren Teil 5 der Wand 6 an eine Wandung 7 des Kurbelgehäuses 8 an. In dem Kurbel­ gehäuse 8 ist eine Kurbelwelle 9 drehbar gelagert.

An der Kurbelwelle 9 befindet sich eine Pleuel­ stange 10 mit einem hin- und hergehenden Kolben 11.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Kolben 11 in seiner oberen Totpunktlage. Aufgrund der Hin- und Herbewegungen des Kolbens 11 werden im Innenraum 12 des Kurbelgehäuses 8 unterschiedliche Druckwellen erzeugt, so daß abwechselnd einmal Unterdruck und dann wieder Überdruck entsteht.

Im unteren Teil 5 der Wand 6 des Zylinders 3 ist eine Bohrung 13 vorgesehen, die so positioniert ist, daß sie vom Kolben 11 überfahren worden ist, wenn dieser sich entsprechend der Darstellung im Bereich seiner oberen Totpunktlage befindet. Die Unterkante 14 des Kolbens 11 befindet sich in dieser Position des Kolbens 11 somit über der Bohrung 13, so daß diese geöffnet bzw. frei­ gegeben ist und mit dem Innenraum 12 des Kurbel­ gehäuses 8 in Verbindung steht.

Von der Bohrung 13 des Zylinders 3 führt eine Druckleitung 15 zu einem Resonanzregelventil 16. Dieses Resonanzregelventil 16 ist auf einer Stütz­ konsole 17 befestigt (Schweißverbindung) die wieder­ um unmittelbar fest mit der Wandung 7 des Kurbel­ gehäuses 8 verbunden ist. Aufgrund dieser festen Verbindung werden die vom Motor bzw. Kurbelgehäuse 8 ausgehenden Schwingungen unmittelbar auf das Resonanzregelventil 16 übertragen, welches durch diese Schwingungen bei einer exakt vorbestimmbaren Resonanzfrequenz bzw. Beschleunigungsamplitude öffnet.

Das Resonanzregelventil 16 besitzt ein Gehäuse 18 mit einer Eingangsöffnung 19 und einer Ausgangs­ öffnung 20. In dem Gehäuse 18 ist ein Massenschwinger 21 vorgesehen, der durch eine Zwischenwand 22 hin­ durch gegen eine Dichtmembran 23 bewegbar ist. Die als Hohlleitung ausgebildete Druckleitung 15 ist an der Eingangsöffnung 19 des Gehäuses 18 ange­ schlossen.

Hinter dem Resonanzregelventil 16 ist ein auf Unter­ druck ansprechendes Pneumatikstellglied 24 ange­ ordnet, das über eine Steuerleitung 25 mit dem Resonanzregelventil 16 verbunden ist. Dazu führt die Steuerleitung 25 von der Ausgangsöffnung 20 des Resonanzregelventils 16 zum Eingang 26 des Pneumatikstellgliedes 24. Das Pneumatikstellglied 24 kann bevorzugt als Faltenbalg 27 ausgeführt sein und aus Gummi oder Kunststoff bestehen. An­ stelle der Faltenbalgausführung kann das Pneu­ matikstellglied 24 zum Beispiel auch als Kolben- Zylinder-Einheit ausgebildet sein, wobei der Kolben im Pneumatikzylinder bei einer Druck­ änderung axial verschoben wird.

Am Pneumatikstellglied 24 ist außerdem eine Lüftungs­ leitung 28 mit einer Luftströmungsdrossel 29 ange­ schlossen. Die Lüftungsleitung 28 ist von einer Querbohrung eines Vergaserventuris 31 herange­ führt. Die Lüftungsleitung 28 ist über den Falten­ balg 27 mit der Steuerleitung 25 verbunden.

Am gegenüberliegenden oberen Ende des Faltenbalgs 27 befindet sich ein Stellabtrieb 32, der bevorzugt als um eine Achse 33 schwenkbarer Drosselklappenhebel 34 ausgebildet ist. Dem Drosselklappenhebel 34 ist ein Federelement 35 zugeordnet, das in Öffnungs­ richtung der nicht näher dargestellten Drosselklappe eines ebenfalls nicht näher dargestellten Vergasers wirkt. Ein Ende des Drosselklappenhebels 34 ist an einem im wesentlichen rechtwinklig abstrebenden Verbindungshebel 36 am Faltenbalg 27 angelenkt. Am anderen Ende des Drosselklappenhebels 34 ist ein Zuganker 37 für eine Handbetätigung der Drossel­ klappe vorgesehen. Die Drosselklappe wird beim Zusammendrücken des Faltenbalges 27 geschlossen, wenn der Zuganker 37 in Richtung des Pfeiles nach oben betätigt wird. Erfolgt eine Betätigung des Zugankers 37 in entgegengesetzter Richtung nach unten, so wird die Drosselklappe freigegeben und mittels der Kraft des Federelementes 35 geöffnet.

Insbesondere die Fig. 2 zeigt deutlich, daß das Gehäuse 18 des Resonanzregelventils 16 zwei Kammern aufweist, und zwar eine Eingangskammer 38 und eine Ausgangskammer 39, die durch die Zwischenwand 22 getrennt sind. Die Eingangskammer 38, welche die Eingangsöffnung 19 für die Druckleitung 15 aufweist, ist wesentlich kleiner ausgeführt als die Ausgangs­ kammer 39, an deren Ausgangsöffnung 20 die zum Pneumatikstellglied 24 führende Steuerleitung 25 angeschlossen ist.

Der in der Ausgangskammer 39 vorgesehene Massen­ schwinger 21 ist etwa in der Art eines Pendels ausgeführt und besitzt einen eigensteifen Federungs­ körper 40, der bevorzugt als flachrechteckförmige Blattfeder oder als Federstahldraht ausgeführt sein kann. Der eine Endteil 41 des Federungskörpers 40 ist an der in der Zeichnung linken Wand 42 des Ge­ häuses 18 befestigt. Der Federungskörper 40 ist so in der Ausgangskammer 39 gelagert, daß er sich etwa in deren Mittenbereich parallel zur Zwischen­ wand 22 erstreckt. An dem dem eingespannten End­ teil 41 gegenüberliegenden freien Ende des Federungs­ körpers 40 ist ein Schwungkörper 43 angeordnet, der sich in der Nähe der in der Zeichnung rechten Wand 44 des Gehäuses 18 befindet. Am Schwungkörper 43 ist ein stiftförmiger Betätigungsteil 45 vorge­ sehen, der sich quer zur Ebene des Federungskörpers 40 erstreckt und so angeordnet ist, daß er bei einer bestimmten Resonanzfrequenz des Massenschwingers 21 in eine Durchgangsöffnung 46 der Zwischenwand 22 hineinschwingen kann.

Die sich in der Eingangskammer 38 des Gehäuses 18 befindliche Dichtmembran 23 kann bevorzugt aus einem dünnen Metallblech, zum Beispiel nichtrostendem Edel­ stahl, bestehen. Die einseitig befestigte Dichtmembran 23 liegt unmittelbar an der Zwischenwand 22 an und überdeckt die Durchgangsöffnung 46. In diesem Bereich der Durchgangsöffnung 46 ist die Dichtmembran 23 von der Zwischenwand 22 abhebbar, wenn der Be­ tätigungsteil 45 des Massenschwingers 21 in die Durchgangsöffnung 46 hineinschwingt und gegen die Dichtmembran 23 stößt, so daß die Durchgangs­ öffnung 46 kurzzeitig freigegeben wird.

Der einseitig eingespannte Massenschwinger 21 ist insbesondere bezüglich seiner geometrischen Abmessungen so ausgelegt, daß seine Resonanz­ frequenz bei einigen Umdrehungen über der ge­ wünschten Regeldrehzahl des Zweitaktmotors 1 liegt. Die ebenfalls bevorzugt einseitig fest­ gelegte Dichtmembran 23 bewirkt, daß durch Ver­ schließen der Durchgangsöffnung 46 keine Verbindung zum Innenraum des Faltenbalges 27 besteht. Das Resonanzregelventil 16 wird durch die Motorgrund­ frequenz angeregt und ist dazu über die Stütz­ konsole 17 mit dem Motorsystem fest verbunden. Bereits einige Umdrehungen vor der eigentlichen Resonanzfrequenz ist die Verstärkung der ange­ regten Amplitude schon so groß, daß der Massen­ schwinger 21 mit dem Betätigungsteil 45 in die Durchgangsöffnung 46 eindringt und die Dichtmembran 23 einmal pro Schwingung öffnet. Ein wesentlicher Vorteil des Resonanzregelventils 16 besteht darin, daß es für die Drehzahlregelung ein genau definiertes, eindeutiges Signal liefern kann, das vom Betrag der anregenden Beschleunigung nahezu unabhängig ist.

Beim Zweitaktmotor 1 besteht während der gesamten Öffnungszeit der Bohrung 13 ein Unterdruck, der während des Motorlaufs auch in der zum Resonanz­ regelventil 16 führenden Druckleitung 15 ansteht. Wenn die Drehzahl des Zweitaktmotors 1 zu hoch ansteigt, treten am Resonanzregelventil 16 der­ artige Schwingungsfrequenzen auf, daß der Massen­ schwinger 21 die Dichtmembran 23 von der Durchgangs­ öffnung 46 abhebt. Dadurch werden die Druckleitung 15 und Steuerleitung 25 miteinander verbunden. Der Unterdruck baut sich somit auch in der Steuer­ leitung 25 und im Faltenbalg 27 auf, der sich darauf­ hin zusammenzieht und den Drosselklappenhebel 34 in Schließrichtung der Drosselklappe bewegt.

Nachdem die Drehzahl des Zweitaktmotors 1 ent­ sprechend reduziert worden ist, verringert sich der Schwingungsausschlag des Massenschwingers 21, so daß die Dichtmembran 23 die Durchgangsöffnung 46 wieder verschließt. Bei geschlossenem Resonanz­ regelventil 16 wird der Faltenbalg 27 durch die Luftströmungsdrossel 29 belüftet, wodurch dieser sich wieder ausdehnt und die Drosselklappe ent­ sprechend öffnet. Die Luftströmungsdrossel 29 ist so ausgelegt, daß sie bei geöffnetem Resonanzregel­ ventil 16 den Aufbau des Unterdrucks im Faltenbalg 27 nicht beeinträchtigt. Die Belüftung des Falten­ balgs 27 erfolgt durch die Querbohrung 30 im Ver­ gaserventuri 31. Dadurch wird beim Beginn des Regel­ vorganges, wenn die Drosselklappe noch geöffnet ist und im Kurbelgehäuse 8 ein nur geringer Unterdruck vorherrscht, aufgrund der im Vergaserventuri 31 mit hoher Geschwindigkeit angesaugten Luft ein Vorunterdruck in der Luftströmungsdrossel 29 er­ zielt. Durch diesen durch die Lüftungsleitung 28 und die Luftströmungsdrossel 29 zugeführten Vor­ unterdruck wird eine Unterstützung der Unter­ druckbildung im Faltenbalg 27 erreicht.

Claims (9)

1. Zweitaktmotor mit durch Drosselklappe gesteuertem Vergaser und einem im ständigen Wechsel von Über- und Unterdruck beaufschlagten Kurbelgehäuse, wobei ein von der Drehzahl des Motors abhängiges Signal verstellbares Pneumatikstellglied, das über ein Ventil mit dem Innenraum des Kurbelgehauses in Druckverbindung steht und dessen Stellabtrieb mit einem zu steuernden Glied, insbesondere mit der Drosselklappe des Vergasers, verbunden ist, nach Patent 34 06 119, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als einen Massenschwinger (21) und eine über diesen schwingfrequenzabhängig betätigbare Dichtmembran (23) aufweisendes Resonanzregelventil (16) ausgebildet ist, dessen Gehäuse (18) an einem Gehäuseteil des Motors befestigt ist.

2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) des Resonanzregelventils (16) eine Eingangskammer (38) mit einer Eingangsöffnung (19) für eine vom Kurbelgehäuse (8) zugeführte Druckleitung (15) und eine Ausgangskammer (39) mit einer Ausgangsöffnung (20) für eine zum Pneumatikstellglied (24) führende Steuerleitung (25) aufweist.

3. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Eingangskammer (38) und die Ausgangskammer (39) im Gehäuse (18) des Resonanzregelventils (16) durch eine Zwischenwand (22) getrennt sind, die eine von der Dichtmembran (23) verschließbare Durchgangsöffnung (46) aufweist.

4. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmembran (23) in der Eingangskammer (38) des Gehäuses (18) an der Zwischenwand (22) vorgesehen und im Bereich der Durchgangsöffnung (46) abhebbar angeordnet ist.

5. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmembran (23) des Resonanzregelventils (16) aus einem dünnen Metallblech besteht.

6. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenschwinger (21) in der Ausgangskammer (39) des Gehäuses (18) vorgesehen ist und einen in die Durchgangsöffnung (46) der Zwischenwand (22) eindringbaren Betätigungsteil (45) zur Öffnung der Dichtmembran (23) aufweist.

7. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenschwinger (21) des Resonanzregelventils (16) im wesentlichen als Pendel ausgeführt ist und einen Schwungkörper (43) aufweist, der an einem freien Ende eines blatt- oder stabförmigen Federungskörpers (40) angeordnet ist, dessen anderer Endteil (41) an einer Wand (42) des Gehäuses (18) befestigt ist.

8. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federungskörper (40) des Massenschwingers (21) parallel zur Zwischen­ wand (22) des Gehäuses (18) angeordnet ist und daß der Schwungkörper (43), der Betätigungsteil (45) für die Dichtmembran (23) und die Durchgangs­ öffnung (46) in der Zwischenwand (22) nahe der dem befestigten Endteil (41) des Federungskörpers (40) gegenüberliegenden Wand (44) des Gehäuses (18) vorgesehen sind.

9. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Resonanzregel­ ventil (16) an einer an der Wandung (7) des Kurbel­ gehäuses (8) vorgesehenen Stützkonsole (17) ange­ ordnet ist.