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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zweitakt-Verbrennungsmaschine,
die in erster Linie für ein
Arbeitswerkzeug vorgesehen ist, vorzugsweise eine Kettensäge oder
ein mechanisches Schneidwerkzeug, einen sogenannten Trimmer, und
die mit einer Schalldämpfervorrichtung
ausgestattet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Für Arbeitswerkzeuge,
die mit Verbrennungsmaschinen betrieben werden, kommen im Allgemeinen
Zweitaktmotoren zur Anwendung, was hauptsächlich an deren niedrigem Gewicht
und einfachem Aufbau liegt. Zudem ermöglicht die Kurbelgehäusespülung ein
von der Position unabhängiges Schmiersystem,
bei dem die Maschine mit Öl
geschmiert wird, das dem durch das Kurbelgehäuse gespülten Luft/Kraftstoffgemisch
zugesetzt wird. Das positionsunabhängige Schmierungssystem ist
beispielsweise für
Kettensägen
nötig,
weil diese in vielen unterschiedlichen Arbeitspositionen verwendet werden.
Zweitaktmotoren für
Mopeds und Motorräder
haben in der Regel ein sogenanntes getuntes Abgassystem. Zurückgeworfene
Druckimpulse vom – Abgassystem
drücken
Spülgase
zurück
in den Zylinder, so dass die Spülverluste
des Motors reduziert werden. Dies bedeutet, dass sowohl der Energieausgang
wie auch der Brennstoffverbrauch im Vergleich mit einem nicht-getunten
Abgassystem verbessert werden. Für
eine gute Funktionsweise benötigt
das getunte Abgassystem große
Rohrlängen
sowie große
Querschnittflächen
im Auspuffkanal. Ein derartiger Schalldämpfer für eine Kettensäge wäre mindestens
einen halben Meter lang und würde
aus einem ersten konisch um etwa 8 Grad erweiterten Kanalabschnitt
und einem zweiten konisch um etwa 12 Grad verengten Abschnitt bestehen.
Zwischen diesen konischen Teilen müsste ein gerader Teil mit einem Durchmesser,
oder eigentlich einer Querschnittsfläche, angeordnet sein, die um
ein Vielfaches größer ist
als der Auslasskanal. Wenn z. B. der Auslasskanal einen Durchmesser
von 30 mm hätte,
dann hätte
der gerade Teil einen Durchmesser von annähernd 60–100 mm, also eine beinahe
10 mal größere Querschnittfläche. Danach
müsste
ein Absorptionsschalldämpfer
angeschlossen sein, um ausreichend niedrige Schallpegel zu erreichen.
Ein solcher generischer getunter Schalldämpfer für einen Zweitaktmotor ist beispielsweise
bekannt aus
US 5,245,824
A . Wie oben festgestellt, basiert ein solcher Schalldämpfer auf
reflektierten Druckimpulsen sowie einem niedrigen Gesamtdruckabfall.
Was nun Arbeitswerkzeuge betrifft, hat sich herausgestellt, dass
ein solcher Schalldämpfer
viel zu groß und
schwer wäre,
auch wenn das Rohrsystem mit zahlreichen Biegungen versehen ist.
Der Grund sind die großen
Querschnittflächen.
Ein Arbeitswerkzeug muss demgegenüber sehr leicht, kompakt und
gut handhabbar sein, um seinem Zweck gerecht zu werden. Folglich
kommen getunte Abgassysteme normalerweise für Arbeitswerkzeuge nicht zur
Anwendung. Stattdessen besitzen sie leichte und kompakte Schalldämpfer, in
denen der Schall hauptsächlich
durch Drosseln im Schalldämpfer
gedämpft
wird. Um den bevorzugten Effekt zu erzielen, wird ein größeres Zylindervolumen verwendet.
Angesichts der Tatsache, dass große Unterschiede zwischen der
Bauweise von Zweitaktmotoren mit getuntem Abgassystem und ohne ein
solches System bestehen, ist es schwierig, Erfahrungen von einem
Gebiet ins andere zu übertragen.
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Ein
bekanntes Problem bei Zweitaktmotoren ist deren relativ hoher Kraftstoffverbrauch
infolge hoher Spülverluste,
also Spülgase,
die geradewegs in das Abgassystem abströmen. Dies bringt zudem hohe
Emissionen mit sich, insbesondere von Kohlenwasserstoffen. Wie oben
erwähnt,
sind die Schwierigkeiten zur Bewältigung
dieses Problems besonders groß bei
Zweitaktmotoren mit leichten und kompakten Schalldämpfern,
also mit nicht-getunten Abgassystemen. Die hohen Emissionen von
Kohlenwasserstoffen bringen auch bestimmte Probleme mit sich, wenn
ein Schalldämpfer
mit Katalysator verwendet wird. Der sehr hohe Energiegehalt der
Abgase führt
zu einer sehr hohen Hitzegenerierung im Katalysator sowie im umgebenden
Schalldämpfer.
Dieses hohe Ausmaß an
Hitzegenerierung könnte
bedeuten, dass die Konvertierungsrate des Katalysators herabgesetzt
werden muss. Folglich erhöhen
die hohen Spülverluste
den Kraftstoffverbrauch und komplizieren gleichzeitig die Kooperation
mit einem Abgaskatalysator.
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Ziel der Erfindung
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine wesentliche Reduzierung
der erwähnten
Probleme für
eine Zweitakt-Verbrennungsmaschinen, die mit einer Schalldämpfungsvorrichtung
ausgestattet ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das
erwähnte
Ziel wird erreicht mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche die
charakteristischen Merkmale der angehängten Patentansprüche aufweist.
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Die
Zweitakt-Verbrennungsmaschine gemäß der Erfindung ist folglich
im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr, das entweder
gerade oder gebogen ist und eine adaptierte oder getunte Länge und
ein geschlossenes äußeres Ende
aufweist, in Verbindung mit dem Auslasskanal der Maschine an geordnet
ist, sowie mit einem Auslass, welche die Abgase in die Umgebungsluft
abführen. Wenn
der Auslasskanal geöffnet
wird, wird ein starker Druckimpuls geschaffen, der in das Rohr hinein geht
und von dessen geschlossenem äußeren Ende zurückgeworfen
wird. Wenn das Rohr eine korrekt getunte Länge für eine bestimmte Drehzahl erhält, beispielsweise
die Höchstleistungs-Drehzahl,
erhöht der
reflektierende Druckimpuls vom Rohr den Abgasdruck außerhalb
des Auslasskanals, bevor er geschlossen wird, so dass der Druck
höher wird
als der Druck innerhalb des Zylinders. Damit wird das Ausströmen weiterer
Spülgase
verhindert, und einige Spülgase
könnten
sogar zurück
in den Zylinder gedrückt
werden. Deshalb sind die Spülverluste
reduziert, und die Leistung der Maschine kann gesteigert werden,
und ihr spezifischer Kraftstoffverbrauch gesenkt.
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Die
Abgasemissionen, insbesondere Kohlenwasserstoffe, werden erheblich
reduziert, was zur Folge hat, dass auch die Hitzebelastung auf einen eventuell
folgenden Abgaskatalysator reduziert wird, so dass dessen Kooperation
mit der Maschine vereinfacht wird.
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Auch
wenn die Erfindung in erster Linie für die Maschine eines Arbeitswerkzeugs
vorgesehen ist, so kann diese doch ebenso für andere Arten von Motoranwendungen
benützt
werden.
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Weitere
charakteristische Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
und anhand der ergänzenden
Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand unterschiedlicher Ausführungsbeispiele
derselben unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detaillierter
beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen
in den unterschiedlichen Figuren entsprechende Teile.
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1 ist
eine schematische Querschnittdarstellung einer Zweitakt-Verbrennungsmaschine
gemäß der Erfindung.
Sie zeigt eine Schalldämpfervorrichtung,
die ein Rohr und einen Auslass gemäß der Erfindung umfasst. Der
Auslass findet durch einen herkömmlichen
Schalldämpfer
statt.
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2 zeigt
eine Querschnittdarstellung des oberen Teils der Maschine gemäß 1,
doch nur mit einer etwas unterschiedlichen Schalldämpfervorrichtung
ausgerüstet,
die nur aus einem Rohr und einem Auslass besteht. Die Teile des
Rohrs, die oberhalb der Papierebene liegen, sind in Strichpunktlinien dargestellt.
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Schalldämpfervorrichtung,
wo der Auslass durch einen Schalldämpfer mit Katalysator stattfindet.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In
der schematischen 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine
Zweitakt-Verbrennungsmaschine. Diese hat einen Zylinder 9 mit
einem Kolben 10, einem Kurbelgehäuse 11, einem Einlass 12 mit einer
Kraftstoffzufuhrvorrichtung, wie etwa einem Vergaser 13,
und des weiteren Spülkanälen 14 und einer
Zündkerze 15.
All dies ist konventionell und wird deshalb nicht näher beschrieben.
Ein Auspuffrohr 16 ist an seiner Innenseite mit dem Auslasskanal 5 der
Maschine verbunden, und an seinem äußeren Ende mit einem Schalldämpfer 7.
Typisch ist, dass ein Rohr 3 mit adaptierter oder getunter
Länge und einem
geschlossenen äußeren Ende 4 in
Verbindung mit dem Auslasskanal 5 der Maschine angeordnet
ist. Da das äußere Ende 4 geschlossen
ist, können
die Abgase nicht durch das Rohr 3 strömen. Stattdessen strömen sie
durch einen Auslass 6 aus, der über den herkömmlichen
Schalldämpfer 7 angeordnet
ist. Der Auslass 6 kann auch einen Katalysator 8 enthalten, der
in 3 dargestellt ist, oder könnte auch nur ein Auslass in
die Luft sein, ohne umgebenden Schalldämpfer, wie in 2 dargestellt.
Das Rohr könnte so
angeordnet sein, dass es direkt an den Auslasskanal 5 angeschlossen
ist, ohne Zwischenteil, wie in 2 und 3 dargestellt.
Möglich
ist jedoch auch ein Abgasrohr 16 oder dergleichen, wie
in 1 dargestellt. Wesentlich für die Funktion ist, dass das Rohr 3 sowie
der Auslass 6 in Verbindung mit dem Auslasskanal 5 der
Maschine angeordnet sind. Hierdurch wird im Rohr ein starker zurückgeworfener Druckimpuls
erzeugt. Die Druckwelle, die beim Öffnen des Auslasskanals erzeugt
wird, wandert nämlich
im Rohr hin und her. Mit einer korrekt getunten Rohrlänge kehrt
die Druckwelle mit einer geeigneten Rotationsgeschwindigkeit exakt
bevor dieser geschlossen wird zum Auslasskanal zurück und hält das Ausströmen der
Spülgase
zurück
und drückt
diese – also
das Luft/Kraftstoffgemisch – sogar
in den Zylinder zurück.
Die Anordnung kann als dreischenkelige Kreuzung betrachtet werden,
die in Verbindung mit dem Auslasskanal 5 der Maschine geschaffen
wird, wobei ein Zweig zum Kanal; ein Zweig zum Rohr 3 hinaus
und ein Zweig durch den Auslass 6 geht. Die Winkel zwischen
den Zweigen können
sehr deutlich variieren, z. B. kann das Rohr gerade vom Kanal wegführen, d. h.
in einem Winkel von 180°, aber
auch quer, d. h. in einem Winkel von 90°. Folglich muss bei der Berechnung
der Rohrlänge
auch der Abstand vom Auslasskanal zur Rohröffnung berücksichtigt werden. Wenn dieser
Teil eine andere Querschnittfläche
als das Rohr haben sollte, muss er als eins mit dem Rohr-kooperierenden
Schwingungsrohr berechnet werden. Auch kann die Länge des Auslasses 6 sich
etwas auf die Schwingung auswirken, und dies kann ebenfalls als
Bestandteil der Gesamtschwingung gezählt werden. Der Auslass kann auch
aus mehreren Folgeteilen bestehen, die in gewissem Ausmaß Einfluss
auf die Schwingung im Rohr haben.
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Der
Auslass 6 hat eine kleinere Querschnittfläche als
das Rohr 3, und zwar vorzugsweise 0,1–0,7 mal die Querschnittfläche des
Rohres. Das ist wichtig, um einen zufriedenstellenden Druckimpuls
in das Rohr 3 zu erreichen. Der Auslass kann als Kavität oder als
Röhre ausgeführt sein,
die mit der Luft oder einem Schalldämpfer verbunden ist. Das Rohr 3 ändert die
Strömungsbedingungen,
so dass eine Kavität
oder eine Röhre
mit kleiner Querschnittfläche
verwendet werden kann, ohne den Druckabfall über die Schalldämpfervorrichtung
zu erhöhen.
Man kann sagen, dass das Rohr eine Pufferfunktion hat, die einerseits
den Abgasstrom über
die Zeitperiode ändert
und anderseits das Ausströmen
der Spülgase verringert.
Es ist vorteilhaft, wenn die kleinste Querschnittfläche im Auslass 6 früh im Auslass
angeordnet ist. Die drei Drosseln im Auslass 6, wie in 1 dargestellt,
sollten vorzugsweise annähernd
gleich groß sein.
Es ist für
die Funktion auch wichtig, dass der Auslass 6 angrenzend
an den Auslasskanal 5 angeordnet ist. Vorzugsweise ist
der Auslass in einem Abstand vom Auslasskanal angeordnet, der weniger als
der Hälfte
der Länge des
Rohres 3 entspricht, und vorzugsweise weniger als ein Viertel
dieser Länge. Mit
einer Anordnung nahe dem Auslasskanal ist das Risiko geringer, dass
der zurückkehrende
Druckimpuls vor dem Erreichen des Auslasskanals abgeschwächt ist.
Es ist auch ein Vorteil, dass alle Abgasströme im Rohr auf einen kürzeren Teil
des Rohres reduziert werden, der dem Auslasskanal zunächst liegt.
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Vorzugsweise
besitzt das Rohr eine im Wesentlichen konstante Querschnittfläche über seine gesamte
Länge.
Es könnte
aber auch lokale Flächenänderungen über seine
Länge aufweisen,
beispielsweise einen konischen Abschnitt, oder über die gesamte Länge einen
leicht konischen Verlauf nehmen. Es ist auch vorstellbar, dass das
Rohr mit einem an seinem äußeren Ende
angeschlossenen Volumen verbunden ist und dass die Länge des
Rohres und die Größe des Volumens
für das
korrekte Tuning angepasst sind. Die Querschnittfläche des
Rohres ist vorzugsweise in der selben Größenordnung wie die Fläche des
Auslasskanals, also 0,3 bis 3,0 mal die Querschnittfläche des
Auslasskanals. Die Fläche
des Rohres könnte
folglich ziemlich weitgehend variiert werden, und seine Querschnittfläche ist
wichtig für die
Stärke
des zurückkenrenden
Druckimpulses. Eine sehr kleine Querschnittfläche würde einen vernachlässigbaren
Effekt haben, und dieser würde
mit einer steigenden Fläche
bis zu einem Maximum zunehmen. Es ist somit kein Vorteil, eine sehr
große Querschnittfläche zu haben,
und das Rohr unterscheidet sich in zwei entscheidenden Arten von
einem sogenannten getunten Rohr in einem getunten Abgassystem. Im
getunten Abgassystem findet eine Strömung durch das Rohr statt,
und dieses Rohr hat eine sehr große Querschnittfläche, um
einen starken reflektierenden Druckimpuls vom äußeren Ende des Rohres zu ermöglichen,
auch wenn dieses mit einer Durchflussöffnung versehen ist. Natürlich darf
die Durchflussöffnung
nicht so klein sein, dass der Schalldämpfer einen inakzeptabel großen Durchflusswiderstand
bietet. Das bedeutet folglich, dass das Rohr 3 im Wesentlichen
keinen Durchfluss und beträchtlich
kleinere Querschnittflächen
als ein Rohr in einem getunten Abgassystem hat. Das Konzept und
die Funktionsweise sind somit sehr unterschiedlich.
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Grundsätzlich ist
es wünschenswert,
die Länge
des Rohres 3 so anzupassen, dass ein beträchtlicher
Kraftstoffeinspareffekt bei maximaler Leistung erzielt wird. Dies
gilt besonders für
eine Kettensäge
oder ähnliche
Werkzeuge, die einen großen Teil
ihrer Betriebszeit auf maximaler Leistungsdrehzahl laufen. Für eine solche
Hochgeschwindigkeitsmaschine wird auch das Rohr kürzer als
für Maschinen
mit geringeren Geschwindigkeiten, denn der Zeitraum zwischen dem Öffnen und
Schließen
des Auslasskanals ist bei höherer
Drehzahl kürzer.
In einer solchen Hochgeschwindigkeitsmaschine ist das Rohr annähernd 4–5 Dezimeter
lang und hat eine Querschnittfläche,
die annähernd
so groß ist
wie die Querschnittfläche
des Auslasskanals. Das bedeutet, dass das Gesamtvolumen im Rohr 3 relativ
beschränkt
ist und das Rohr deshalb aufgerollt werden kann, so dass es einen
ziemlich beschränkten
Raum beansprucht; so könnte
beispielsweise das Rohr gemäß 1 zu
einer Spule rund um das Auspuffrohr 16 aufgerollt werden.
Diese Spule könnte
auch innerhalb des Schalldämpfers 7 untergebracht
sein, z. B. indem dieser näher
am Motorzylinder angeordnet wird als in der Figur dargestellt. Die
Spule könnte
entweder in eine Ebene aufgerollt werden oder eine Steigung haben,
wie ein Gewinde, wie in 2 und 3 dargestellt.
Aus Deutlich keitsgründen
ist die Steigung hier etwas übertrieben.
Der entscheidende Faktor ist, dass das Rohr die korrekte Länge erhält.
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Die
mit der Erfindung erzielten Testergebnisse sind sehr interessant.
Mit der Reduzierung des Spülgasausströmens wurden
auch der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen reduziert und gleichzeitig
der Leistungsausgang der Maschine erhöht. Das ist gültig für den Drehzahlbereich,
für den die
Rohrlänge
getunt ist, z. B. den Drehzahlbereich für die Maximalleistung der Maschine.
Testläufe
mit einer solchen Maschine haben gezeigt, dass der spezifische Kraftstoffverbrauch
um annähernd
10% reduziert werden konnte, und der Ausgang der Maschine um annähernd 10%
erhöht,
während
die Emissionen von Kohlenwasserstoffen annähernd halbiert und gleichzeitig
die Emissionen von Stickoxiden erheblich reduziert wurden.
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Überdies
wird eine beträchtliche
Reduzierung des Schallpegels der Maschine erreicht. Das Rohr 3 trägt erheblich
zur Lärmdämpfung der
Maschine bei. Das Volumen im Rohr 3 dient als Puffervolumen,
das sich hinsichtlich Schalldämpfung
als vorteilhaft herausstellt. Dies kann auf viele unterschiedliche
Arten nutzbar gemacht werden. Eine Möglichkeit ist die beträchtliche
Reduzierung des Schallpegels der Maschine unter Beibehaltung des selben
Schalldämpfers 7 wie
der einer entsprechenden Maschine ohne Rohr 3. Eine andere
Möglichkeit ist
die Reduzierung des Volumens des Schalldämpfers 7, wobei damit
immer noch ein Schallpegel erreicht wird, der gleich oder tiefer
als jener einer entsprechenden Maschine mit einem konventionellen Schalldämpfer ist.
Ein Beispiel einer solchen Lösung ist
in 3 dargestellt. Der Schalldämpfer 7 erhält hier
ein sehr eingeschränktes
Volumen. 2 zeigt das weitestreichende
Beispiel, in dem der Schalldämpfer 7 völlig fehlt,
so dass das Rohr 3 alleine als Schalldämpfervorrichtung 2 dient.
Es ist wichtig, festzuhalten, dass im Rohr 3 im Wesentlichen
keine Strömung
stattfindet, da sich der Auslass 6 weit stromaufwärts in der
Nähe des
Auslasskanals 5 befindet. Das bedeutet, dass das Rohr 3 wesentlich
kühler
wird als der Auslass 6 oder der Schalldämpfer 7. Durch Aufwickeln
des Rohres 3 um die heißen Teile schützt es vor
dem Kontakt mit diesen. Aus Deutlichkeitsgründen ist das Rohr 3 in 2 und 3 mit
sehr wenigen Wicklungen dargestellt.
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Folglich
können
mittels des Rohres 3 die Emissionen insbesondere unverbrannter
Kohlenwasserstoffe erheblich reduziert werden. Dies findet vorzugsweise
bei der Maximalleistungsdrehzahl der Maschine statt. Dadurch wird
die Hitzebelastung auf ein Katalysatorelement 8 und auf
den Schalldämpfer 7, in
dem das Element montiert ist, beträchtlich reduziert. Das bedeutet,
dass eine wirksamere Konvertierung bei nicht zu hohen Temperaturen
stattfinden kann. Die Erfindung kann somit. die Arbeitsbedingungen
für einen
Katalysator verbessern. Ein Katalysatorelement könnte auch im Rohr 3 untergebracht sein,
so dass es alleine oder in Kombination mit mindestens einem Katalysatorelement
im Auslass 6 die Abgasemissionen reinigt.
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Infolge
der rückkehrenden
Druckimpulse vom Rohr 3 wird im Auspuffrohr 16 zudem
ein Rühreffekt
erzeugt. Dies ist wertvoll für
alle Zweitaktmotoren, besonders vorteilhaft jedoch, wenn die Maschine 1 vom
sogenannten Air-Head-Typ (Luftkopftyp) ist. In einer solchen Maschine
wird der Spülkanal 14 mit Frischluft
gefüllt,
die zunächst
in die Brennkammer gespült
wird und dann die Abgase vorwärts durch
den Auslasskanal hinaustreibt. Das bedeutet, dass in das Auspuffrohr 16 zuerst
Abgase, dann Luft und anschließend
das Luft-/Kraftstoffgemisch
kommen, das durch den Auslasskanal abgeht. Die Erfindung könnte folglich
einerseits den Verlust des Luft-/Kraftstoffgemischs durch den Auslasskanal
reduzieren, anderseits aber auch eine gleichmäßigere Verteilung des Luft-/Kraftstoffgemischs
und der Luft in den Abgasen im Schalldämpfer schaffen, so dass ein
nachfolgender Katalysator besser funktionieren könnte.
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Im Übrigen ist
es eine Tatsache, dass das Rohr die Abgase ein wenig abkühlt. Dies
bedeutet, dass das Abgasgemisch kühler wird. Das ist besonders
vorteilhaft in Verbindung mit einer Air-Head-Maschine, da sowohl
der Bedarf an Abgashomogenisierung wie nach kühleren und schlankeren Abgasen
in einer solchen Maschine höher
sind als in einer herkömmlichen
Zweitaktmaschine. Der erhöhte
Sauerstoffüberschuss
in den Abgasen führt
nämlich
in solch einer Maschine zu einem höheren Risiko der Nachoxidation
im Schalldämpfer
als bei herkömmlichen
Zweitaktmaschinen. Das Risiko ist besonders hoch, wenn für den gesamten
oder einen Teil des Abgasstroms im Schalldämpfer ein Katalysator verwendet
wird. Eine Nachoxidation im Schalldämpfer führt dazu, dass alle brennbaren
Abgaskomponenten oxidieren und es zu einer inakzeptablen Hitzegenerierung
kommt.
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Wie
oben erwähnt,
kann das Rohr auf eine geeignete Drehzahl der Maschine getunt werden,
in der Regel ist dies die Drehzahl für maximale Maschinenleistung.
In Kombination mit einer Air-Head-Maschine könnte es jedoch auch interessant
sein, gegen eine niedrigere Drehzahl hin zu tunen. Der Zweck des
Air-Head-Systems
besteht nämlich
darin, die Emissionen der Maschine zu reduzieren, und das Tuning
wird vorzugsweise so ausgeführt,
dass die Emissionen der Maschine besonders stark bei der Höchstleistungsdrehzahl
der Maschine reduziert werden. Ein Tuning mit der Absicht, eine
maximale Reduzierung der Emissionen bei einer erheblich niedrigeren
Drehzahl zu erreichen, würde
eine Verschlechterung der Maschinenleistung bedeuten. In dieser
Hinsicht ist das Rohr flexibler, und in Kombination mit dem Luftkopf
könnte
es gegen eine niedrigere Drehzahl hin getunt werden als die Höchstleistungsdrehzahl
der Maschine. Das bedeutet, dass die Maschine bei dieser niedrigeren
Drehzahl einen beträchtlich
reduzierten Emissionspegel aufweist. Beispielsweise könnten die
Emissionen bei einer Drehzahl von 100 Umdrehungen pro Sekunde mit
Hilfe eines Rohrs, das für
diese Drehzahl in einer Air-Head-Maschine mit einer Maximalleistungsdrehzahl
von annähernd
160 UpS getunt ist, mehr als halbiert werden. Bei der höheren Drehzahl
hat das Rohr eine sehr geringe Wirkung auf das Emissionsausmaß, vielleicht
sogar einen negativen Effekt, weil sein Druckimpuls zu spät stattfindet,
auf der niedrigeren Drehzahl hat es aber folglich eine signifikante
Wirkung. Demgemäß verbessern
sich hiermit die Merkmale der Maschine in einem breiteren Drehzahlbereich,
zumal die Air-Head-Technologie eine Verbesserung schafft, die bei
hohen Drehzahlen am größten ist,
während
das Rohr weitere Verbesserungen bei niedrigen Drehzahlen schafft.
Beide Techniken schaffen natürlich
auch Verbesserungen abgesehen von der getunten Drehzahl, allerdings
in geringer werdendem Ausmaß.
Auf diese Weise könnte die
Maschine hinsichtlich Abgasemissionen einen breiteren Drehzahlbereich
abdecken.
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Es
wäre aber
auch möglich,
diesen Effekt von einer Art Koordinationsstandpunkt aus zu nützen. Eine
Kettensägenmaschine
vom Air-Head-Typ, die beispielsweise für die höhere Drehzahl von 160 UpS getunt
ist, könnte
mit einem Rohr versehen sein, das z. B. für 100 UpS getunt ist, zur Verwendung
als Gebläsemotor,
der mit einer sehr konstanten niedrigeren Drehzahl läuft. Damit
lässt sich
ein sehr niedriges Abgasemissionsniveau bei dieser niedrigeren Drehzahl
erreichen, auch wenn die Maschine in anderer Hinsicht nicht vollständig dafür getunt
ist. Die Länge
des Rohres ist in diesem Fall vorzugsweise für eine Drehzahl getunt, die
wesentlich niedriger ist als die Höchstleistungsdrehzahl der Maschine,
d. h. 50–90%
dieses Werts, und vorzugsweise 55–75% desselben.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass es bei den meisten tragbaren Arbeitswerkzeugen
extrem schwierig oder beinahe unmöglich ist, Platz für ein vielleicht
40–70
cm langes Rohr zu schaffen. Am einfachsten scheint dies noch in
einem Gebläse
der Fall zu sein.