DE4130856A1 - Zweitaktmotor mit einem beheizten vergaser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor für ein handge­ führtes Arbeitsgerät, insbesondere Motorkettensäge oder dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den in Verbindung mit Zweitaktmotoren in großem Umfang verwendeten Unterdruckvergasern besteht bei niedrigen Außentemperaturen Vereisungsgefahr, wodurch der Kraft­ stofffluß in den Ansaugstutzen behindert oder vollständig unterbunden wird. Das vom Zweitaktmotor angesaugte Kraft­ stoff/Luftgemisch magert soweit ab, daß eine Zündung nicht mehr möglich ist bzw., daß das magere Gemisch eine Kolben­ fresserneigung begünstigt. Auch kann durch Vereisung der Drosselklappe ein Leerlaufbetrieb unmöglich werden. Der Zweitaktmotor bleibt stehen.

Es ist bekannt, zur Vermeidung einer Vergaservereisung diesen elektrisch zu beheizen. Eine derartige elektrische Vergaserheizung ist jedoch sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vergaser­ heizung für einen mit einem Zweitaktmotor verwendeten Unterdruckvergaser anzugeben, die einfach und funktions­ sicher aufgebaut ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Abzweigung von Luft aus dem Kurbelgehäuse wird ein Heizmedium verwendet, das ohne besondere Maßnahmen vom Zweitaktmotor zur Verfügung gestellt ist. Die in das Kurbelgehäuse angesaugte Luft wird von der abgestrahlten Verbrennungswärme während ihrer Verweilzeit im Kurbelge­ häuse aufgewärmt, so daß ausreichende Wärmeenergie zur Verfügung steht, um die Wandungen des Heizraums und damit den Vergaser auf einer günstigen, eine Vereisung aus­ schließenden Betriebstemperatur zu halten.

Vorteilhaft ist die Leitung des Heizraumes an den Über­ strömkanal, insbesondere an den im Zylinder liegenden Abschnitt des Überströmkanals angeschlossen. In diesem Bereich erwärmt sich die Luft bzw. das Krafstoff/Luft­ gemisch besonders stark, so daß mit der abgezweigten Luft dem Heizraum eine große Wärmemenge zugeführt ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Heizraum in den Ansaugrohrabschnitt des Vergasers ent­ lüftet, vorzugsweise mündet die Entlüftungsleitung des Heizraums in Strömungsrichtung des Ansaugrohrs vor dem Venturiabschnitt. Auf diese Weise wird neben der ange­ saugten kalten Verbrennungsluft die erwärmte Luft dem Ansaugstutzen zugeführt, wodurch einer Vereisung insbe­ sondere im Venturiabschnitt des Ansaugstutzens entgegen­ gewirkt ist.

Vorteilhaft ist in der Leitung zum Heizraum des Vergasers ein Regelventil angeordnet, womit die in den Heizraum einströmende Luft in ihrer Menge einstellbar ist, um kann die zugeführte Wärmeenergie und somit die Temperatur im Heizraum einzustellen. Das Regelventil ist zweckmäßig als Thermostatventil ausgebildet, wozu ein Bimetall vorgesehen sein kann. Vorteilhaft ist ein Dehnstoff-Arbeitselement an­ geordnet, dessen Arbeitskolben das Ventilglied des Regel­ ventils mechanisch verstellt. Das Arbeitselement ist zweck­ mäßig im Vergasergehäuse vorgesehen und ragt insbesondere mit seinem den Dehnstoff enthaltenden Gehäuseabschnitt in den Ansaugluftstrom. Der Hub des Arbeitskolbens ist dabei der Temperatur des Ansaugluftstromes in etwa proportional, so daß der Durchflußquerschnitt des Regelventils auf einfa­ che Weise der Temperatur der Ansaugluft angepaßt gesteuert werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zweitakt­ motors mit im Schnitt dargestelltem Vergaser mit einem am Kompensationsraum angeordneten Wäremetauscher,

Fig. 2. einen Schnitt durch einen Vergaser mit an der integrierten Kraftstoffpumpe angeordnetem Wärmetauscher.

Der in Fig. 1 dargestellte Zweitaktmotor 1 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 2 und einem Kurbelgehäuse 3. Der Zylinder 2 weist eine Bohrung 4 für eine Zündkerze sowie einen Einlaß 5 für das Gemisch auf, an den ein Verga­ ser 7 anzuflanschen ist. Das Kraftstoff/Luftgemisch wird durch den Einlaß 5 in das Kurbelgehäuse 3 angesaugt und über Überströmkanäle 6 in den Brennraum gedrückt. Die Über­ strömkanäle 6, der Einlaß 5 und der nicht näher dargestell­ te Auslaßkanal werden vom auf- und abgehenden Kolben ge­ steuert.

Das in das Kurbelgehäuse 3 eingesaugte Kraftstoff/Luftge­ misch wird in einem Vergaser 7 aufbereitet, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Membranvergaser ist. Im Vergasergehäuse 10 ist eine Kraftstoffpumpe 11 integriert, die über einen Impulsanschluß 12 vom wechselnden Kurbelge­ häusedruck angetrieben ist. Der Ansaugstutzen 13 der Kraftstoffpumpe 11 ist über eine Kraftstoffleitung 8 mit einem Kraftstofftank 9 verbunden. Der Druckanschluß 14 der Kraftstoffpumpe 11 mündet über ein membrangesteuertes Regelventil 15 in einen Regelraum 16, von dem aus Leer­ laufdüsen 17 und eine Hauptkraftstoffdüse 18 in den Ansaug­ stutzen 19 des Vergasers 7 münden. Die Hauptkraftstoffdüse 18 liegt im Bereich des Venturiabschnitts 20 in Strömungs­ richtung 21 des Ansaugstutzens 19 vor den Leerlaufdüsen 17, auf deren Höhe ferner eine Drosselklappe 40 verschwenkbar gelagert ist.

Die den Regelraum 16 begrenzende Regelmembran 22, die gleichzeitig das Regelventil 15 steuert, begrenzt zusammen mit einem Deckel 27 einen Kompensationsraum 23. Der Kom­ pensationsraum ist über eine Öffnung 24 zur Atmosphäre oder zum Reinluftraum des Filters entlüftet.

Unterhalb des Regelraums 16 ist an das Vergasergehäuse 10 ein Heizraum 25 als Wärmetauscher angeordnet. Der Heizraum 25 ist vom Deckel 27 des Kompensationsraums 23 sowie von einem diesen Deckel 27 übergreifenden weiteren Deckel 26 begrenzt. Der Heizraum erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Ausdehnung des Kompensationsraums 23, vorteil­ haft über die gesamte Seitenfläche des Vergasergehäuses 10.

Der als Wärmetauscher arbeitende Heizraum 25 ist über ein zum Heizraum 25 öffnendes Rückschlagventil 28 und eine Lei­ tung 29 mit dem Innenraum des Kurbelgehäuses 3 verbunden. Wie im gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt, ist die Leitung 29 vorteilhaft an den Überströmkanal 6 angeschlos­ sen, insbesondere an den Abschnitt des Überströmkanals, der im Zylinder 2 liegt. Über die Leitung 29 wird dem Wärmetau­ scher der wechselnde Kurbelgehäusedruck zugeführt, wobei nur bei Überdruck Luft bzw. Kraftstoff/Luft-Gemisch zum Wärmetauscher strömt. Die Leitung 29 kann daher als Impuls­ leitung bezeichnet werden.

In der Leitung 29 ist ein Regelventil 30 angeordnet, wel­ ches in einfachster Ausführung manuell einstellbar ist. Vorteilhaft ist das Regelventil 30 mit einem Bimetall als Thermostatventil ausgebildet, welches den Durchtritts­ querschnitt der Leitung 29 in Abhängigkeit der Außen­ temperatur steuert.

In bevorzugter Ausführungsform ist im Vergasergehäuse ein Dehnstoff-Arbeitselement 49 angeordnet, dessen Arbeitskol­ ben - wie durch die Linie 50 angedeutet - mechanisch mit dem Ventilglied des Regelventils 30 gekoppelt ist. Vorzugs­ weise ragt der den Dehnstoff enthaltende Gehäuseabschnitt 48 des Arbeitselementes 49 in den Ansaugstutzen 19 des Ver­ gasers 7 und liegt somit im Ansaugluftstrom der angesaugten Verbrennungsluft. Da der Hub des Arbeitskolbens eines der­ artigen Dehnstoff-Arbeitselementes - zumindest im Regelbe­ reich - etwa proportional der Temperatur ist, wird das Ven­ tilglied proportional zur Temperatur des Ansaugluftstroms verstellt, wodurch die Zufuhr der in den Heizraum 25 strö­ menden Warmluft und somit die zuströmende Wärmeenergie tem­ peraturabhängig gesteuert ist. Liegt der Gehäuseabschnitt 48 in wärmeleitender Verbindung im Vergasergehäuse 10, wird das Regelventil 30 entsprechend der Temperatur des Verga­ sergehäuses 10 gesteuert.

Es kann zweckmäßig sein, das Dehnstoff-Arbeitselement 49 im Bereich der Düsen 17, 18 im Vergasergehäuse 10 anzuordnen bzw. den Gehäuseabschnitt 48 - soweit möglich - dem Ansaug­ luftstrom in diesem Bereich auszusetzen.

Der Heizraum 25 ist über eine Entlüftungsleitung 31 entlüf­ tet. Die Entlüftungsleitung 31 mündet in den Ansaugstutzen 19 des Vergasers 7, vorzugsweise mündet sie in Strömungs­ richtung 21 des Ansaugstutzens 19 vor dem Venturiabschnitt 20 bzw. der Hauptdüse 18 in den Ansaugstutzen 19.

Im Betrieb des Zweitaktmotors wird bei jedem Übertritt des Gemischs aus dem Kurbelgehäuseinnenraum über die Überström­ kanäle 6 in den Brennraum ein Teil des Gemisches über die Leitung 29 und das Regelventil 30 sowie das Rückschlag­ ventil 28 in den Heizraum 25 geleitet und erwärmt die Wandungen 26, 27 des Heizraums 25. Über die Entlüftungs­ leitung 31 strömt die Impulsluft zum Ansaugrohr 19 und verhindert dort ein Vereisen der Kraftstoffdüsen, insbe­ sondere ein Vereisen der Hauptdüse 18 im Bereich des Venturiabschnitts 20.

In Fig. 2 ist der Heizraum 25 des Wärmetauschers an der integrierten Kraftstoffpumpe angeordnet. Vorteilhaft begrenzt das Gehäuse der Kraftstoffpumpe 11 den Heizraum 25. Über die Erwärmung des Gehäuses 10 wird so dem Kraft­ stoff Wärmeenergie zugeführt, die einem Vereisen des Ver­ gasers 7 entgegenwirkt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der als Heizraum ausgebildete Wärmetauscher auch unmittelbar im Gehäuse 10 des Vergasers 7 integriert sein. Vorzugsweise ist ein derartiger Heizraum im Bereich der zur Vereisung neigenden Leerlaufdüse bzw. Hauptdüse im Vergasergehäuse 10 integriert.

Claims (14)

1. Zweitaktmotor für ein handgeführtes Arbeitsgerät, ins­ besondere Motorkettensäge oder dgl., mit einem Kurbel­ gehäuse (3), dessen Innenraum über vom Motorkolben ge­ steuerte Überströmkanäle (6) mit einem Brennraum im Zylinder (2) verbunden ist und mit einem mit dem Kur­ belgehäuse (3) durch einen Einlaßkanal (5) verbundenen Vergaser (7), dadurch gekennzeichnet, daß an dem Vergaser (7) ein Heizraum (25) als Wärmetauscher angeordnet ist, der über ein zum Heizraum (25) öffnendes Rückschlagventil (28) und eine Leitung (29) mit dem Innenraum des Kurbelgehäuses (3) verbunden ist.

2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (29) am Überströmkanal (6) angeschlossen ist.

3. Zweitaktmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (29) an dem im Zylinder (2) liegenden Abschnitt des Überströmkanals (6) angeschlossen ist.

4. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizraum (25) in den Ansaugstutzen (19) des Vergasers (7) entlüftet ist.

5. Zweitaktmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (31) des Heizraums (25) in Strömungsrichtung (21) vor oder an dem Venturiabschnitt (20) in den Ansaugstutzen (19) mündet.

6. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizraum (25) am Vergaser (7) angebaut ist.

7. Zweitaktmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizraum (25) vom Deckel (27) des Kompensationsraums (23) begrenzt ist.

8. Zweitaktmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizraum (25) von der Kraftstoffpumpe (11) begrenzt ist.

9. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizraum (25) vorzugs­ weise im Bereich der Kraftstoffdüsen (17, 18) im Vega­ sergehäuse (10) integriert ist.

10. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (29) ein Regelventil (30) angeordnet ist.

11. Zweitaktmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied des Regel­ ventils (30) von dem Arbeitskolben eines Dehnstoff-Ar­ beitselementes (49) gesteuert ist.

12. Zweitaktmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoff-Arbeitselement (49) im Vergasergehäuse (10), vorzugsweise im Bereich der Düsen (17, 18) angeordnet ist.

13. Zweitaktmotor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der den Dehnstoff enthal­ tende Gehäuseabschnitt (48) des Dehnstoff-Arbeitsele­ mentes (49) in den Ansaugstutzen (19) ragt.

14. Zweitaktmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (30) vorzugsweise mit einem Bimetall als Thermostatventil ausgebildet ist.