DE3735319A1

DE3735319A1 - Exhaust system for a two-stroke internal combustion engine

Info

Publication number: DE3735319A1
Application number: DE19873735319
Authority: DE
Inventors: Kurt Weigelt; Hansjoerg Dipl Ing Poehler
Original assignee: ZSCHOPAU MOTORRAD VEB
Current assignee: MOTORRADWERK ZSCHOPAU GMBH I.L., O-9360 ZSCHOPAU,
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1988-12-15
Also published as: DD260729A1

Abstract

Exhaust system for a two-stroke internal combustion engine with main exhaust port controlled by the piston arranged in the cylinder and with at least one additional exhaust port, forcibly controllable by means of a control device. In a known manner, a resonance chamber is arranged in or on the cylinder, which is also controlled by the control device for the additional exhaust port. The control device comprises a hollow piston or control piston, acted upon by the exhaust gas pressure of the exhaust port, with a flat slide valve, which has a control port or control recess for the resonance chamber. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Auslaßsystem für eine Zweitakt- Brennkraftmaschine mit im Zylinder angeordneter, vom Kolben gesteuerter Hauptauslaßöffnung sowie mindestens einer, mittels einer Steuereinrichtung zwangsläufig steuerbaren Zusatzauslaß öffnung.The invention relates to an exhaust system for a two-stroke Internal combustion engine with the piston arranged in the cylinder controlled main outlet opening and at least one, by means of a control device inevitably controllable additional outlet opening.

Nach DE-OS 29 27 521 ist eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einer im Zylinder angeordneten Hauptauslaßöffnung sowie einer Zusatzauslaßöffnung oberhalb der Hauptauslaßöffnung bekannt. Die Zusatzauslaßöffnung ist mittels eines Steuerorgans steuer bar ausgeführt. Dadurch wird eine den betriebsbedingungen ange paßte Steuerung des Auslaßquerschnittes erreicht, so daß sowohl hohe Spitzenleistungen bei großem Auslaßquerschnitt wie auch ein breiter Drehzahlbereich durch eine drehzahl- und lastab hängige Verringerung des Auslaßquerschnittes möglich sind. Weiterhin nach DD-PS 2 28 587 eine Zweitakt-Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine Resonanzkammer dem Auslaßkanal zu- oder abgeschaltet wird. Die Steuerung erfolgt drehzahl- und last abhängig über einen durch den Abgasdruck des Auslaßkanals be aufschlagten Kolben. Im unteren Lastbereich ist die Resonanz kammer ständig zugeschaltet, da sie dort die verbessernden Effekte bringt. Dagegen erfolgt im oberen Lastbereich mit Hilfe des ansteigenden Abgasdruckes die Abschaltung der Resonanz kammer und damit werden Leistungseinbußen verhindert.According to DE-OS 29 27 521 is a two-stroke internal combustion engine with a main outlet arranged in the cylinder and one Additional outlet opening known above the main outlet opening. The additional outlet opening is tax by means of a control member executed in cash. This will indicate the operating conditions matched control of the outlet cross-section reached, so that both high peak performance with large outlet cross section as well a wide speed range due to a speed and load reduction pending reduction of the outlet cross-section are possible. Furthermore, according to DD-PS 2 28 587 a two-stroke internal combustion engine known in which a resonance chamber to the outlet channel or is switched off. The control takes place at speed and load depending on a be through the exhaust gas pressure of the outlet channel opened piston. The resonance is in the lower load range Chamber switched on constantly, since there the improving Brings effects. In contrast, in the upper load range with help of the rising exhaust gas pressure the shutdown of the resonance chamber and thus performance losses are prevented.

Ziel der Erfindung ist eine weitere Verbesserung des Auslaß systems und damit eine Leistungssteigerung einer Zweitakt- Brennkraftmaschine sowie dessen wirtschaftliche Herstellung.The aim of the invention is a further improvement of the outlet systems and thus an increase in performance of a two-stroke Internal combustion engine and its economical manufacture.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auslaßsystem zu schaffen und so in einer Zweitakt-Brennkraftmaschine anzu ordnen, daß neben der Verbesserung des Ladungswechsels eine einfache, unkomplizierte und raumsparende Steuereinrichtung mit geringem Kostenaufwand einsetzbar ist. Das Wesen der Erfin dung besteht darin, daß in bekannter Weise im oder am Zylinder eine Resonanzkammer angeordnet ist und daß die Steuereinrich tung für die Zusatzauslaßöffnung gleichzeitig für die Resonanz kammer vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung für die Zusatz auslaßöffnung besteht aus einem durch den Abgasdruck des Aus laßkanals beaufschlagten, in einer Bohrung des Zylinders glei tenden Hohlkolben, welcher eine Steueröffnung für die Resonanz kammer aufweist. Zur Erhöhung der Stellkraft kann die Steuerein richtung auch als Stufenkolben ausgebildet sein, indem der Hohlkolben zusätzlich mit einem im Durchmesser größeren Kolben verbunden ist. Die Steuereinrichtung kann auch aus einem durch den Abgasdruck des Auslaßkanals beaufschlagten, in einem Steuerzylinder gleitenden Kolben mit Flachschieber bestehen, welcher eine Steueröffnung bzw. Steuermulde für die Resonanz kammer aufweist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Steuerkolben mit dem Steuerzylinder in der Resonanzkammer angeordnet. Zur Vereinfachung der Bearbeiung der Führung für den Flachschieber ist der Zylinder im Bereich der Führung des Flachschiebers geteilt und durch ein Abschlußstück abgeschlossen. Durch die Erfindung wird eine weitere Verringerung der Spül verluste und Erhöhung des effektiven Zylindervolumens bei Dreh zahlen unterhalb des Arbeitsbereiches der Resonanz-Auspuff anlage gegenüber der Auslaßquerschnittssteuerung erreicht. Des weiteren wird eine einfache, wartungsarme, nur aus wenig Ver schleißteilen bestehende Steuereinrichtung geschaffen, die beide Auslaßsysteme steuert, so daß eine Steuereinrichtung eingespart werden kann.The invention has for its object an outlet system to create and so in a two-stroke internal combustion engine arrange that in addition to improving the charge exchange simple, uncomplicated and space-saving control device can be used at low cost. The essence of the inventor manure is that in a known manner in or on the cylinder a resonance chamber is arranged and that the Steuereinrich device for the additional outlet opening at the same time for the resonance chamber is provided. The control device for the addition exhaust opening consists of a through the exhaust pressure of the off let channel acted, in a bore of the cylinder tendency hollow piston, which a control opening for the resonance has chamber. The control unit can be used to increase the positioning force direction can also be designed as a stepped piston by the Hollow piston also with a larger piston connected is. The control device can also consist of a acted on the exhaust gas pressure of the exhaust duct, in one Control cylinder sliding piston with flat slide exist, which is a control opening for the resonance has chamber. According to another feature of the invention the control piston with the control cylinder in the resonance chamber arranged. To simplify the processing of the leadership for the flat slide is the cylinder in the area of the guide of the Flat slide valve divided and completed by a closing piece. The invention further reduces flushing losses and increase of the effective cylinder volume when turning pay below the working range of the resonance exhaust System reached compared to the outlet cross-section control. Of Another is a simple, low-maintenance, little Ver existing control device created controls both exhaust systems, so that a control device can be saved.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachstehend erläutert werden. In der Zeichnung zeigtIn one embodiment, the invention is intended below are explained. In the drawing shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zylinders einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Steuerung einer Zu satzauslaßöffnung und einer Resonanzkammer im Schnitt, Fig. 1 is a schematic representation of a cylinder of a two-stroke internal combustion engine with a control, to satzauslaßöffnung and a resonant cavity in section

Fig. 2 einen Schnitt I-I nach Fig. 1, Fig. 2 shows a section II of FIG. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführung mit zwei Zusatzauslaßöffnungen im Bereich des Vorauslasses und Steuerung durch Hohl kolben, Fig another embodiment with two Zusatzauslaßöffnungen in the range of the pre-exhaust and control piston. 3 by hollow,

Fig. 4 eine als Stufenkolben ausgebildete Steuereinrichtung im Schnitt, Fig. 4 is a formed as a stepped piston control means in section,

Fig. 5 eine weitere Ausführung mit Steuerung durch einen Kolben mit Flachschieber im Schnitt. Fig. 5 shows another embodiment with control by a piston with flat slide in section.

Bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine wird die Hauptauslaß öffnung 5 im Zylinder 1 durch den Kolben 3 gesteuert. Neben der Hauptauslaßöffnung 5 ist oberhalb derselben noch eine Zusatz auslaßöffnung 6 vorgesehen. Des weiteren ist im Zylinder 1 zusätz lich eine Resonanzkammer 11 angeordnet, die bis in den Zylinder kopf 2 hineinführt und von diesem mit gebildet wird. Zwischen der Zylinderbohrung 12 und der Resonanzkammer 11 ist im Zylin der 1 eine Bohrung 7 vorgesehen, in der ein Hohlkolben 8 gleitet. Der Hohlkolben 8 ist einerseits durch den Abgasdruck des Aus puffkanals 4 und andererseits durch eine Feder 10 beaufschlagt. Der Hohlkolben 8 steuert die Zusatzauslaßöffnung 6 und gleich zeitig die Steueröffnung 9 in die Resonanzkammer 11. Die Reso nanzkammer 11 ist im Zylinder 1 und Zylinderkopf 2 gleich mit eingegossen, so daß, außer für die Steueröffnung 9, keine ge sonderte Bearbeitung erforderlich ist. Um rasch auftretende Druckschwankungen ausgleichen zu können, kann der Hohlkolben 8 eine Dämpfungseinrichtung aufweisen.In a two-stroke internal combustion engine, the main outlet opening 5 in the cylinder 1 is controlled by the piston 3 . In addition to the main outlet opening 5 , an additional outlet opening 6 is provided above the same. Furthermore, a resonance chamber 11 is arranged in the cylinder 1 , which leads into the cylinder head 2 and is formed by the latter. Between the cylinder bore 12 and the resonance chamber 11 , a bore 7 is provided in the cylinder 1 , in which a hollow piston 8 slides. The hollow piston 8 is acted on the one hand by the exhaust gas pressure from the puff channel 4 and on the other hand by a spring 10 . The hollow piston 8 controls the additional outlet opening 6 and at the same time the control opening 9 in the resonance chamber 11 . The reso nanzkammer 11 is cast in the cylinder 1 and cylinder head 2 , so that, except for the control opening 9 , no special machining is required. In order to be able to compensate for rapidly occurring pressure fluctuations, the hollow piston 8 can have a damping device.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Darstellung sind im Zylinder 1 zu sätzlich zur Hauptauslaßöffnung 5 im Bereich des Vorauslasses zwei Zusatzauslaßöffnungen 6 vorgesehen, die durch je einen Hohlkolben 8 gesteuert werden. Auch bei dieser Ausführung steuert der Hohlkolben 8 gleichzeitig auch die Steueröffnung 9 zur Resonanzkammer 11. Nach Fig. 4 ist die Steuereinrichtung als Stufenkolben ausgebildet, indem der Hohlkolben 8 zusätzlich mit einem im Durchmesser größeren Kolben 13 verbunden ist. Da durch wird die Stellkraft der Steuereinrichtung erhöht. Nach Fig. 5 besteht die Steuereinrichtung für die Zusatzauslaßöffnung 6 aus einem durch den Abgasdruck des Auslaßkanals 4 beaufschlag ten und in einem Steuerzylinder 15 gleitenden Kolben 13 mit einem Flachschieber 14. Der Flachschieber 14 steuert die Zusatzauslaßöffnung 6 und gleichzeitig die Steueröffnung 9 zur Resonanzkammer 11 durch eine Steuermulde 16. Der Kolben 13 mit dem Steuerzylinder 15 kann im Zylinder 1 oder wie dargestellt zweckmäßig auch in der Resonanzkammer 11 angeordnet sein. Zur besseren Bearbeitung der Führung für den Flachschieber 14 ist der Zylinder 1 im Bereich des Flachschiebers 14 geteilt ausge führt und durch ein Abschlußstück 17 abgeschlossen. Vom Auslaß kanal 4 zur Resonanzkammer 11 ist eine Be- und Entlüftungs öffnung 18 angeordnet, so daß auch bei geschlossenem Flachschie ber 14 die Druckbeaufschlagung des Kolbens 13 dem Abgasdruck entspricht. Der Querschnitt der Be- und Entlüftungsöffnung 18 ist so gewählt, daß die Auspuffabstimmung durch das Resonanz volumen nicht beeinflußt wird.In the illustration shown in FIG. 3, two additional outlet openings 6 are provided in the cylinder 1 in addition to the main outlet opening 5 in the region of the preliminary outlet, which are controlled by a hollow piston 8 each. In this embodiment too, the hollow piston 8 simultaneously controls the control opening 9 to the resonance chamber 11 . According to FIG. 4, the control device is designed as a stepped piston by the hollow piston 8 is in addition connected to a larger-diameter piston 13. Since the actuating force of the control device is increased. According to FIG. 5, the control device for the Zusatzauslaßöffnung 6 consists of a 4 th beaufschlag by the exhaust pressure of the exhaust passage and sliding in a control cylinder 15 piston 13 with a flat slider 14. The flat slide valve 14 controls the additional outlet opening 6 and at the same time the control opening 9 to the resonance chamber 11 through a control trough 16 . The piston 13 with the control cylinder 15 can advantageously be arranged in the cylinder 1 or, as shown, also in the resonance chamber 11 . For better machining of the guide for the flat slide 14 , the cylinder 1 is divided out in the area of the flat slide 14 leads and completed by an end piece 17 . From the outlet channel 4 to the resonance chamber 11 is a loading and venting opening 18 is arranged so that even with the flat slide over 14, the pressurization of the piston 13 corresponds to the exhaust pressure. The cross section of the ventilation opening 18 is selected so that the exhaust tuning is not affected by the resonance volume.

Im unteren Drehzahlbereich ist die Zusatzauslaßöffnung 6 ge schlossen, so daß bei der Spülung kein oder nur wenig Frischgas durch den Auslaßkanal 4 austreten kann. Gleichzeitig ist im unteren Drehzahlbereich die Resonanzkammer 11 zugeschaltet, wodurch der Ladungswechsel positiv beeinfluß werden kann. Beim Übergang zum oberen Lastbereich wird durch Druckerhöhung im Auslaßkanal 4 die Federkraft der Feder 10 überwunden und der Hohlkolben 8 in der Bohrung 7 bzw. der Kolben 13 im Steuer zylinder 15 nach oben gedrückt und gibt durch die untere Kolben kante bzw. die Flachschieberkante die Zusatzauslaßöffnung 6 frei. Gleichzeitig überdeckt der Hohlkolben 8 bzw. Flach schieber 14 die Steueröffnung 9, und die Resonanzkammer 11 wird geschlossen. In the lower speed range, the additional outlet opening 6 is closed so that little or no fresh gas can escape through the outlet channel 4 during the purge. At the same time, the resonance chamber 11 is switched on in the lower speed range, as a result of which the charge exchange can be positively influenced. At the transition to the upper load range, the spring force of the spring 10 is overcome by increasing the pressure in the outlet channel 4 and the hollow piston 8 in the bore 7 or the piston 13 in the control cylinder 15 is pressed upwards and gives the additional outlet opening through the lower piston edge or the flat slide edge 6 free. At the same time, the hollow piston 8 or flat slide 14 covers the control opening 9 , and the resonance chamber 11 is closed.

List of the reference numerals used. 1 cylinder
2 cylinder head
3 pistons
4 outlet duct
5 main outlet
6 Additional outlet opening
7 hole
8 hollow pistons
9 control opening
10 spring
11 resonance chamber
12 cylinder bore
13 pistons
14 flat slides
15 control cylinders
16 tax trough
17 end piece

Claims

1. exhaust system for a two-stroke internal combustion engine with arranged in the cylinder, controlled by the piston main outlet channel and at least one, by means of a Steuereinrich device inevitably controllable additional outlet opening, characterized in that a resonance chamber ( 11 ) arranged in a known manner in or on the cylinder ( 1 ) and that the control device for the additional outlet opening ( 6 ) is also provided for the resonance chamber ( 11 ) at the same time.

2. Exhaust system according to claim 1, characterized in that the control device for the additional outlet opening ( 6 ) from a struck by the exhaust gas pressure of the outlet channel ( 4 ), in a bore ( 7 ) of the cylinder ( 1 ) slide the hollow piston ( 8 ) which has a control opening ( 9 ) for the resonance chamber ( 11 ).

3. exhaust system according to claims 1 and 2, characterized in that the control device is formed as a stepped piston by the hollow piston ( 8 ) is additionally connected to a larger diameter piston ( 13 ).

4. Outlet system according to claim 1, characterized in that the control device for the additional outlet opening ( 6 ) from a struck by the exhaust gas pressure of the outlet channel ( 4 ), in a control cylinder ( 15 ) sliding piston ( 13 ) with a flat slide valve ( 14 ) which has a control opening or control trough ( 16 ) for the resonance chamber ( 11 ).

5. exhaust system according to claim 4, characterized in that the piston ( 13 ) with the control cylinder ( 15 ) in the resonance chamber ( 11 ) is arranged.

6. exhaust system according to claim 4, characterized in that the cylinder ( 1 ) is divided in the region of the guide of the flat slide valve ( 14 ) and is closed by an end plate ( 17 ).