DE3937679A1 - Vorrichtung zur steuerung des auslasssteuerwinkels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Auslaßsteuerwinkels bei Zweitaktbrennkraftmaschinen um einen günstigen Drehmomentenverlauf über einen breiten Drehzahlbereich sicherzustellen.

Bekannt ist aus der Literatur die Verwendung von Zusatzauslaßkanälen.

Nachteilig bei Verwendung von Zusatzauslaßkanälen ist, daß durch die Verzweigung des Auslaßkanales die Strömung der Abgase bei großer Leistung durch Wirbelbildung beeinträchtigt wird. Bei einer aus der JP 62-213 bekannten Steuervorrichtung des Auslaßsteuerwinkels ist unmittelbar hinter dem Auslaßschlitz eine tangential zum Zylinder verlaufende Steuerwalze durch den Auslaßkanal geführt, die drehbar gelagert ist und an die Form des Auslaßkanals bei voll geöffneten Auslaßschlitz angepaßt ist. Im niederem Lastbereich verringert die Walze durch Verdre­ hung den Auslaßsteuerwinkel und ragt in den Auslaßkanal hinein. Die in dieser Stellung der Walze realisierte Kanalform erzeugt durch ungünstige Strömungsverhältnisse beim Auströmvorgang Wirbel und schafft dadurch keine optimalen Voraussetzungen für eine Resonanzaufladung.

Zur Veränderung des Auslaßsteuerwinkels kommen außerdem ver­ schiedene Formen von Klappen zur Anwendung (bekannt aus der DE- OS 22 08 200 und DE-OS 27 58 492), deren Drehpunkt parallel oder senkrecht zur Zylinderlängsachse angeordnet ist. Der Nachteil dieser Lösungen beruht darauf, daß die Steuerorgane nicht bis an die Zylinderbuchse heranreichen, so daß ebenfalls ungünstige Strömungsverhältnisse hervorgerufen werden. Außerdem kann es bei diesen Lösungsvarianten zur Ölkohleablagerung zwischen Klappe und Auslaßkanal kommen, wodurch die Funktionsfähigkeit des Steuerorgans beeinträchtigt wird.

Bei einer aus der DE-PS 8 41 527 bekannten Schiebersteuerung wird ein rohrförmiger Steuerschieber eingesetzt, der über eine Kur­ venscheibe von der Kurbelwelle her angetrieben wird, wobei die Einlaß- und Auslaßschlitze geöffnet und geschlossen werden. Um im mittleren Drehzahlbereich zur Vermeidung einer Drehmomentver­ ringerung eine Drosselung der Einlaß- und Auslaßquerschnitte zu erreichen, kann dieser rohrförmige Steuerschieber zusätzlich um seine Achse verdreht werden, wodurch die Einlaß- und Auslaß­ schlitze hinsichtlich ihren wirksamen Querschnittes verändert werden, und zwar in Umfangsrichtung und nicht bezüglich ihrer Höhe, so daß eine solche Konstruktion für die Steuerung des Auslaßsteuerwinkels ungeeignet ist.

Weiterhin bekannt ist aus der DD-PS 2 26 160 eine Auslaßsteue­ rung, bei der ein Flachschieber mit einer an die Zylinderbohrung angepaßten Steuerkante senkrecht zur Zylinderachse angebacht ist. Befindet sich der Steuerschieber in Funktionslage, so bildet er zum einen die den Auslaßvorgang bestimmende Steuerkante und zum anderen einen Teil der zylinderkopfseitigen Wand des Auslaß­ kanals. Wird der Auslaßkanal voll geöffnet, so sind große Steuerwege zu realisieren, damit der Flachschieber mit seiner Steuerkante an der Wand des Auslaßkanals bündig abschließt und strömungsgünstige Übergänge entstehen. Diese strömungs­ günstigen Übergänge sind nötig, damit trotz vollständig geöffnetem Auslaßschlitz keine Drosselwirkung in dem sich an­ schließenden Kanal entsteht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der Auslaßsteuerwinkel von Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem Zylinder durch einfache Mittel entsprechend den geforderten Betriebsbedingungen gesteuert wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß das den Aus­ laßquerschnitt verengende Element als kolbenförmiges Steuerele­ ment ausgebildet ist und dabei gleichzeitig einen Teil des Aus­ laßkanals bildet. Das kolbenförmige Steuerelement kann parallel zur Zylinderachse bzw. im spitzen Winkel zu dieser bewegt werden. Bei Abgasdruck abhängiger Steuerung kann das kolbenförmige Steuerelement mit der Stelleinrichtung ein Bauteil bilden. Das kolbenförmige Steuerelement kann aus einem keramischen Werkstoff oder einem ähnlichen wärmeisolierenden Werkstoff ausgeführt sein.

Im Auslaßkanal ist parallel zur Zylinderlängsachse ein längs­ bewegliches kolbenförmiges Steuerelement angeordnet und bestimmt in Abhängigkeit von seiner Stellung die Querschnittsfläche des Auslaßkanales. Das kolbenförmige Steuerelement ist in seiner Form den Auslaßkanal angeglichen, so daß von der Zylinder­ büchse bis zum Beginn der Abgasanlage stets ein glatter Kanal­ verlauf vorhanden ist. Die Ansteuerung des kolbenförmigen Steuerelements kann entsprechend den geforderten Betriebsbe­ dingungen für jeden Last- und Drehzahlbereich erfolgen.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird in Abhängigkeit von der Ansteuerung des kolbenförmigen Steuerelements der erfor­ derliche Auslaßwinkel, bei optimalen Strömungsbedingungen im Auslaßkanal realisiert.

An zwei Ausführungsbeispielen soll die Erfindung nachstehend erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen eine schematische Darstellung einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Steuerung des Auslaßschlitzes durch ein kolbenförmiges Steuer­ element in Ruhestellung (Fig. 1) und in Arbeitsstellung (Fig. 2). Bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine wird das Auslaßkanal­ fenster 2 in der Zylinderwand 6 eines Zylinders 1 durch einen Arbeitskolben (nicht dargestellt) gesteuert. Zur Veränderung der Auslaßschlitzhöhe und damit des Auslaßsteuerwinkels ist ein kolbenförmiges Steuerelement 3 parallel oder im spitzen Winkel zur Zylinderlängsachse angeordnet. Das kolbenförmige Steuerele­ ment 3 ist beweglich im Auslaßkanal 5 geführt und mit einer Stelleinrichtung 4 verbunden, durch die entsprechend des gefor­ derten Betriebszustandes eine kontinuierliche, längsbewegliche Stellbewegung realisiert wird. Das kolbenförmige Steuerelement 3 ist in seiner Form dem Auslaßkanal 5 angeglichen, so daß stets ein glatter Kanalübergang erreicht wird, wodurch auch bei ver­ kleinerter Schlitzhöhe der Strömungsweg für die Abgase nicht nachteilig beeinflußt wird. Die Führung des kolbenförmigen Steuerelements 3 wird durch die Stelleinrichtung 4 realisiert, die wahlweise über oder unter dem Auslaßkanal 5 angeordnet sein kann. Die Anordnung unterhalb des Auslaßkanales 5 schafft gün­ stigere Kühlungsbedingungen vor allem bei luftgekühlten Zweitakt- Brennkraftmaschinen.

Zur Verbesserung der Kühlungsbedingungen kann das kolbenförmige Steuerelement 3 auch aus einem wärmeisolierenden Werkstoff, z. B. Maschinenbaukeramik, bestehen.

Um eine entsprechende Verstellung des kolbenförmigen Steuerele­ ments 3 zur Vergrößerung der Auslaßschlitzhöhe und damit des Auslaßsteuerwinkels vornehmen zu können, kann eine Steuerein­ richtung vorgesehen werden, die das kolbenförmige Steuerelement 3 in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl der Brennkraft­ maschine verstellt.

Bezugszeichenaufstellung

1 Zylinder
2 Auslaßkanalfenster
3 kolbenförmiges Steuerelement
4 Stelleinrichtung
5 Auslaßkanal
6 Zylinderwand

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Steuerung des Auslaßsteuerwinkels bei Zwei­ takt-Brennkraftmaschinen mittels eines den Auslaßkanalquer­ schnitt verengenden Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß das den Auslaßquerschnitt verengende Element als kolbenförmiges Steuerelement ausgebildet ist und dabei gleichzeitig einen Teil des Auslaßkanals bildet.

2. Vorrichtung zur Steuerung des Auslaßsteuerwinkels bei Zwei­ takt-Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenförmige Steuerelement parallel zur Zylinderachse bzw. im spitzen Winkel zu dieser bewegbar ist.

3. Vorrichtung zur Steuerung des Auslaßsteuerwinkels bei Zwei­ takt-Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenförmige Steuerelement bei Abgasdruck abhängiger Steuerung mit der Stelleinrichtung ein Bauteil bildet.

4. Vorrichtung zur Steuerung des Auslaßsteuerwinkels bei Zwei­ takt-Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenförmige Steuerelement aus einem keramischen Werkstoff oder ähnlichen wärmeisolierenden Werkstoff besteht.