DE3531287A1

DE3531287A1 - Drehschiebergesteuerter zweitakt-verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3531287A1
Application number: DE19853531287
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Baumeister
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1987-03-05
Anticipated expiration: 2005-09-03
Also published as: DE3531287C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen drehschiebergesteuerten Zweitakt-Verbrennungsmotor der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Es ist bekannt, daß der nutzbare Drehzahlbereich von Zweitakt- Verbrennungsmotoren vergrößert werden kann, wenn die Steuerung des Gasdurchsatzes an die Motordrehzahl angepaßt wird. Deshalb ist man bestrebt, bei drehschiebergesteuerten Zweitakt-Verbrennungsmotoren mit höher werdender Drehzahl zumindest die Öffnung der Einlaßwege bezogen auf die Winkel lage der Kurbelwelle weiter vorzuverlegen, um andererseits bei niedrigen Drehzahlen den Einlaßpunkt zurückzuverlegen, damit über ein breites Drehzahlband eine nutzbare Leistung zur Verfügung steht.

Bei bekannten Verbrennungsmotoren der eingangs genannten Art hat man versucht, die Öffnungskante und die Schließkante am Drehschieber drehzahlabhängig relativ zueinander zu verschieben, was einen aufwendigen Stellmechanismus an dem rotierenden Drehschieber erfordert. Bei Hochleistungs motoren, die weit über 10 000 min^-1 drehen, wobei die Motordrehzahl auch gleich der Drehzahl des Drehschiebers ist, blockieren die sehr hohen Fliehkräfte bei solch hohen Drehzahlen den Verstellmechanismus, weswegen es nicht möglich ist, die Steuerkanten des Drehschiebers relativ zueinander exakt drehzahlabhängig zu verschieben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen drehschiebergesteuerten Zweitakt-Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art zu verbessern, indem die dreh zahlabhängige Steuerung des Einlaßwegs im Bereich des Drehschiebers durch Verstellung solcher Teile erfolgt, die sich nicht mit dem Drehschieber drehen und folglich auch noch bei hohen Drehzahlen zu beherrschen sind.

Diese Aufgabe wird bei einem drehschiebergesteuerten Zweitakt-Verbrennungsmotor der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die verschiebbare Steuerungskante an dem Drehschiebergehäuse angeordnet ist, das fest am Kurbelgehäuse des Verbrennungs motors sitzt. Der für die Verschiebung der Steuerungskante notwendige Stellmechanismus unterliegt daher nicht den auf den Drehschieber einwirkenden Fliehkräften, weswegen schon relativ geringe Kräfte ausreichen können, um die Verschiebung der Steuerungskante in der Drehschieber gehäusewand zu bewirken. Solche Steuerungskräfte können durch eine geeignete Fliehkraftvorrichtung oder einen vom Abgas beaufschlagten Steuerkolben aufgebracht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Dreh schiebergehäuses mit einem drehverstellbaren Deckel eines Zweitakt-Verbrennungsmotors,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines anderen Drehschiebergehäuses mit einer drehverstell baren Zwischenwand, und

Fig. 3 und Fig. 4 in der Draufsicht und im Schnitt eine weitere Ausführungsform eines Drehschieberdeckels mit einer Ansaugöffnung, deren Kanten drehzahl abhängig verstellbar sind.

Im einzelnen erkennt man in Fig. 1 die für eine Dreh schiebersteuerung notwendigen Teile eines Zweitakt- Verbrennungsmotors. Andeutungsweise ist ein Kurbelgehäuse 1 dargestellt, das auf der Einlaßseite mit einer Wandung 2 abschließt, die eine Einlaßöffnung 3 hat. Die Einlaß öffnung 3 liegt im Rotationsbereich eines Drehschiebers 6, der im wesentlichen aus einer Scheibe besteht, welche eine kreissegmentförmige Gestalt hat. Der Drehschieber 6 ist auf einer Verlängerung der Kurbelwelle 9 drehfest angeordnet, die durch die Wandung 2 des Kurbelgehäuses 1 hindurchgeführt ist. Die Einlaßöffnung 3 in der Kurbel gehäusewand 2 besitzt im wesentlichen in Radialrichtung zur Rotationsachse des Drehschiebers 6 liegend Steuerkanten 4 und 5, die mit einer in Drehrichtung des Drehschiebers 6 vorn liegenden Schließkante 7 und mit einer in dieser Drehrichtung hinten liegenden Öffnungs kante 8 zusammen wirken. Sobald die Schließkante 7 die Einlaßöffnung 3 überstrichen hat, ist der Einlaßweg durch die segmentförmige Scheibe des Drehschiebers 6 verschlossen, und zwar solange, bis durch die Öffnungskante 8, welche die Gehäuseöffnung 3 in Richtung von der vorderen Steuerkante 4 hin zur rückwärtigen Steuerkante 5 über streicht, der Einlaß in das Innere des Kurbelgehäuses 1 wieder freigegeben wird.

Der Drehschieber 6 ist in einem Drehschiebergehäuse 10 eingeschlossen, das im wesentlichen durch einen Dreh schiebergehäusedeckel 11 gebildet wird. In diesem Deckel 11 liegt der Einlaßöffnung 3 des Kurbelgehäuses 1 gegenüber eine Ansaugöffnung 12, die in gleicher Weise auf der Innenseite wie die Kurbelgehäuseeinlaßöffnung 3 vom Drehschieber 6 überstrichen wird. An die Ansaug öffnung 12 des Drehschiebergehäusesdeckels 11 ist beispielsweise der Vergaser angeflanscht. Auch die Ansaugöffnung 12 im Drehschieberdeckel 11 besitzt Steuerungskanten 13 und 14, deren Abstand in Drehrichtung des Drehschiebers 6 allerdings geringer als der der Steuerkanten 4 und 5 der Kurbelgehäuseeinlaßöffnung 3 ist. Letztlich ist dadurch die Ansaugöffnung 12 im Dreh schiebergehäusedeckel 11 kleiner als die Kurbelgehäuse einlaßöffnung 3, und es kann nun durch Drehverstellung des Drehschiebergehäusedeckels 11 in Richtung des eingezeichneten Pfeils der Öffnungs- und der Schließ zeitpunkt des Einlaßwegs relativ zur Winkellage des Drehschiebers 6 verschoben werden. Diese Drehverstellung des Drehschiebergehäusedeckels 11 kann mit einfachen mechanischen Mitteln drehzahlabhängig vorgenommen werden. Eine Möglichkeit hierzu wird nachstehend noch anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben werden. Entscheidend ist, daß bei unverändertem Drehschieber 6 der Einlaßweg bei höheren Drehzahlen relativ zur Winkellage der Kurbelwelle 9 früher freigegeben werden kann, während eine Rückstellung bei niedrigeren Drehzahlen im umgekehrten Sinne möglich ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem entsprechend Fig. 1 lediglich dadurch, daß im Innern des Drehschiebergehäuses 10 neben dem Dreh schieber 6 nach Art einer Maske eine Zwischenwand 11 vorgesehen ist, in der sich die Ansaugöffnung 12 mit den drehverstellbaren Steuerungskanten 13 und 14 befindet. Diese Öffnung 12 liegt grundsätzlich auch wieder der Einlaßöffnung 3 des Kurbelgehäuses 1 gegenüber und die Drehverstellung der Steuerungskanten 13 und 14 an der Zwischenwand 11 erfolgt in oder gegen die Drehrichtung des Drehschiebers 6, wie es durch den eingezeichneten Pfeil angedeutet ist. Bei dieser Ausführungsform kann ein feststehender Drehschieberdeckel 15 vorgesehen werden, der eine Ansaugöffnung 16 besitzt, die mit der Einlaßöffnung 3 des Kurbelgehäuses 1 deckungsgleich ist. Folglich bestimmt alleine die Drehstellung der Gehäuse zwischenwand 11 mit den Steuerungskanten 13 und 14 den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlaßweges. Ohne Schwierigkeiten lassen sich geeignete Hilfsvorrichtungen anbringen, um die notwendige Drehstellkraft auf die Gehäusezwischenwand 11 übertragen zu können.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Lösung, bei der die beiden Steuerungskanten 13 und 14 der Ansaugöffnung 12 im Drehschieberdeckel 11 durch Steuerschieber 16 und 17 relativ zueinander verschoben werden können. Hier ist die Ansaugöffnung 12 grundsätzlich deckungsgleich mit der in den Fig. 3 und 4 nicht dargestellten Einlaßöffnung des Kurbelgehäuses, und es erfolgt gegebenenfalls eine teilweise Abblendung dieser Ansaug öffnung 12 durch die Steuerschieber 16 und 17.

Die Steuerschieber 16 und 17 sitzen an zweiarmigen Hebeln 18 und 19, die anders als die Drehverstellvor richtungen nach den Fig. 1 und 2 nicht koaxial zur Kurbelwelle 9 drehverstellbar sind. Sie haben vielmehr eigene Drehachsen 20 und 21 und an den von den Steuerschiebern 16 und 17 abgelegenen Armen der Hebel 18 und 19 greifen Stellhebel 20 und 23 an, die über eine Stange 24 mit einem Kolben 25 verbunden sind. Über einen Anschluß 26 ist der Kolben 25 mit dem Druck des Abgases des Verbrennungsmotors beaufschlagbar, wobei bei üblichen Zweitakt-Verbrennungsmotoren der Abgasdruck proportional zu höheren Drehzahlen anwächst, soweit er jedenfalls unter Gaszufuhr betrieben wird. Der Abgasdruck auf den Kolben 25 bewirkt über die Hebel 18 und 19 eine Bewegung der Steuerungskanten 14 und 15 der Ansaug öffnung 12 voneinander weg, so daß hier mit höher werdender Drehzahl der Öffnungswinkel der Drehschieber steuereinheit insgesamt vergrößert wird, wohingegen bei niedrigerer Drehzahl der Öffnungswinkel verkleinert ist.

Die Steuerschieber 16 und 17 besitzen Führungssteine 27, die in entsprechenden Nuten des Drehschieberdeckels 11 beweglich sind. Stattdessen können auch andere geeignete Führungsvorrichtungen für die Steuerschieber 16 und 17 vorgesehen werden. Auch ist eine asymmetrische Betätigung der Steuerschieber 16 und 17 möglich, wenn die Übersetzungsverhältnisse der beiden Betätigungshebel 18 und 19 zueinander unterschiedlich gemacht werden.

Claims

1. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor mit an einer Wandung des Kurbelgehäuses angesetztem Drehschiebergehäuse, in dem ein mit der Kurbelwelle drehfest verbundener, kreissegmentförmiger Drehschieber mit einer in Drehrichtung vorn liegenden Schließkante und einer in Drehrichtung hinten liegenden Öffnungs kante angeordnet ist, wobei in der Wand des Kurbel gehäuses eine Einlaßöffnung mit in Drehrichtung des Drehschiebers beidseitigen Steuerkanten und in der gegenüberliegenden Wand des Drehschiebergehäueses eine der Einlaßöffnung gegenüberliegende Ansaugöffnung mit Steuerungskanten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Steuerungskanten (13, 14) in der Drehschiebergehäuse wand (11) relativ zu der korrespondierenden Steuer kante (4, 5) der Einlaßöffnung (3) des Kurbelgehäuses (1) in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehzahl verschiebbar ist.

2. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungskante (13, 14) der Ansaugöffnung (12) in der Drehschiebergehäusewand (11) in bzw. entgegen der Drehrichtung des Drehschiebers (6) verschiebbar ist.

3. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Steuerkanten (4, 5) der Gehäuseeinlaßöffnung (3) und der Abstand zwischen den Steuerungskanten (13, 14) der Ansaugöffnung (12) in der Drehschiebergehäuse wand (11) ungleich sind und die Drehschiebergehäuse wand (11) zwischen den beiden fluchtenden Ausrich tungen der jeweils korrespondierenden Steuerkanten (4, 5) der Kurbelgehäuseeinlaßöffnung (3) und den Steuerungskanten (13, 14) der Ansaugöffnung (12) in der Drehschiebergehäusewand (11) drehverstellbar ist.

4. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (11) mit den Steuerungskanten (13, 14) eine neben dem Dreh schieber (6) im Innern des Drehschiebergehäuses (10) angeordnete Zwischenwand ist, wobei das Drehschieber gehäuse (10) mittels eines Deckels (15) geschlossen ist, der eine mit der Kurbelgehäuseeinlaßöffnung (3) fluchtende Ansaugöffnung (16) hat.

5. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschiebergehäuse wand (11) mit der Ansaugöffnung (12) durch den Drehschiebergehäusedeckel gebildet ist.

6. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die betreffende Steuerkante (4, 5) oder Steuerungskante (13, 14) tragende Element mittels einer mit der Kurbelwelle (9) verbundene Fliehkraftvorrichtung gekoppelt ist.

7. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die betreffende Steuerkante (4, 5) oder Steuerungskante (13, 14) tragende Element mit einem vom Auslaßgas beaufschlagten Steuerkolben (17) verbunden ist.

8. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten (4, 5) der Kurbeleinlaßöffnung (3) oder die Steuerungs kanten (13, 14) der Drehschiebergehäusewand (11) an eine größere Öffnung teilweise überdeckenden Steuerschiebern (16, 17) ausgebildet sind.

9. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschieber (16, 17) Teile von ein- oder zweiarmigen Hebeln (18, 19) sind, an denen der Stellmechanismus (23-25) angreift.

10. Drehschiebergesteuerter Zweitakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsverhält nisse der Hebel (18, 19) der beiden korrespondierenden Steuerschieber (16, 17) ungleich sind.