DE60221816T2 - MODIFIED OTTOMOTOR WITH A CYLINDER - Google Patents

MODIFIED OTTOMOTOR WITH A CYLINDER Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a single-cylinder Otto engine for ethanol operation, which engine comprises an engine block (1) with a cylinder (2), a cylinder head (3), a piston (4) disposed movably inside the cylinder, two valves (5, 5') arranged by the cylinder, a carburettor (6) with a removable fuel nozzle (7), and an air filter arrangement (8), wherein the minimum play between the valve end (5A) and its opposing surface (3A; 4A) is between 0.2 - 1 mm, preferably 0.3 - 8 mm, more preferably 0.4 - 0.6 mm, and, the fuel nozzle (7) is provided with an opening (6A), the diameter of which is between 5-20%, more preferably 10-15%, greater than the corresponding opening (6A) for petrol operation; and also to such an engine with a non-removable fuel nozzle (7) and an air filter arrangement (8), wherein the minimum play between the valve end (5A) and its opposing surface (3A; 4A) is between 0.2 - 1 mm, preferably 0.3 - 8 mm, more preferably 0.4 - 0.6 mm, and, the air filter (8) in the intake channel is provided with a choke element (8B) containing a restriction (8A) that reduces the total opening area to 50 - 200 mm 2 , preferably 80 - 150 mm 2 , more preferably 90 - 120 mm 2 .

Description

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Modifizieren eines mit Benzin betriebenen Einzylinder-Ottomotors, der einen Motorblock mit einem Zylinder, einen Zylinderkopf, einen beweglich im Zylinder angeordneten Kolben, ein am Zylinder angeordnetes Ventil, einen Vergaser mit einer Brennstoffdüse und eine Luftfilteranordnung aufweist.The The present invention relates to a method for modifying a gasoline-powered single-cylinder gasoline engine, the engine block with a cylinder, a cylinder head, one movable in the cylinder arranged piston, a valve disposed on the cylinder, a Carburetor with a fuel nozzle and having an air filter assembly.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Es ist allgemein bekannt, dass mit Benzin betriebene Einzylinder-Ottomotoren größere Umwelt-Verschmutzer sind. Man denkt dabei hauptsächlich an Rasenmähmaschinen mit solchen Motoren. Viele verschiedene Maßnahmen sind mit dem Versuch vorgenommen worden, die Umweltverschmutzung von Rasenmähern als erstes zu verringern/zu beseitigen. So sind Rasenmäher entwickelt worden, die elektrisch betrieben werden, entweder mittels Stromkabels oder aufladbaren Batterien. Batterie-betriebene Rasenmäher haben eine Begrenzung ihrer Betriebszeit, wodurch aber häufig eine ungenügende Kapazität bereitgestellt wird, auch sind sie noch relativ teuer. Obgleich an Kabel angeschlossene Rasenmäher tatsächlich diese Nachteile nicht aufweisen, stellt das Kabel ein praktisches Problem und auch ein Sicherheitsrisiko dar. Es kann festgestellt werden, dass dieser Trend in der Entwicklung bezüglich Rasenmähern die Umweltprobleme nicht gelöst hat, weil die Mehrzahl der Benutzer immer noch brennstoffbetriebene Rasenmäher benutzen möchte.It It is well known that gasoline powered single cylinder gasoline engines bigger environmental polluters are. One thinks mainly on lawn mowers with such engines. Many different measures are with the attempt been done, the pollution of lawnmowers as first to reduce / eliminate. This is how lawnmowers are developed which are operated electrically, either by means of power cable or rechargeable batteries. Battery-powered lawnmowers have a limitation of their operating time, which often causes a inadequate capacity provided, they are still relatively expensive. Although mowers connected to cables indeed do not have these disadvantages, the cable is a practical Problem and also a security risk. It can be stated be that trend in lawn mower development the Environmental problems not solved has, because the majority of users are still fuel-driven mowing machine want to use.

Zum Kompensieren des Umweltproblems brennstoffbetriebener Rasenmäher in gewissem Ausmaß sind großere Benutzer, z.B. lokale Verwaltungen, dazu übergegangen, sogenanntes Umwelt-Benzin zu verwenden, das sehr teuer ist (ungefähr 2 Euro/l). Es ist zu beobachten, dass diese äußerst hohen Zusatzkosten viele potenzielle Benutzer vom Kauf dieses Treibstoffs abhalten.To the Compensate the environmental problem of fuel-powered lawnmowers in some way Extent are larger size User, e.g. local administrations, transferred to so-called environmental gas to use, which is very expensive (about 2 euros / l). It is to be observed that these extremely high An additional cost many potential users from buying this fuel hold.

Ein alternativer Brennstoff, der sowohl das Umwelt- wie auch das Kosten-Problem lösen könnte, ist Äthanol, das ein Bio-Brennstoff mit Verbrennungsprodukten ist, die gänzlich umweltfreundlich sind, und dessen Preis sich grob auf der Höhe normalen Benzins bewegt. Jedoch geben die wichtigen Hersteller von Einzylinder-Ottomotoren, die in Rasenmähern benutzt werden, an, dass es nicht möglich sei, ihre Einzylinder-Ottomotoren auf Äthanolbetrieb umzurüsten, trotz der Tatsache, dass es länger als 100 Jahre bekannt gewesen ist, dass Ottomotoren in der Tat mittels Äthanol betrieben werden können, wozu ein relativ hohes Kompressionsverhältnis benutzt wird. Jedoch sind die Schwierigkeiten des Kaltstarts mit Äthanol als Brennstoff ein allgemeines Problem. Es sieht so aus, dass dieses Problem zu der Tatsache beigetragen hat, dass die Entwicklung bezüglich Äthanol-Betrieb zu ansteigend kunstvollen und daher teuren Lösungen geführt hat. Eine derartige kunstvolle Lösung ist zuvor beispielsweise aus der US 4 522 173 bekannt, worin eine Direkteinspritzung angewandt wird, und der Kolben im Motor in besonderer Weise geformt ist, mit dem Ziel einer Optimierung der Verbrennung. Die US 5 063 883 zeigt eine weitere kunstvolle Lösung, wobei ein kompensierender Kolbenmechanismus in Verbindung mit dem Brennraum vorhanden ist, und dieser kompensierende Kolbenmechanismus die Möglichkeit eröffnet das Kompressions-Verhältnis zu variieren, mit dem Ziel imstande zu sein, einen Brennstoff wie z.B. Äthanol zu benutzen. Des weiteren kann auf die WO 82/02576 Bezug genommen werden, die aufzeigt, dass ein Mikroprozessor mit ähnlicher Zielsetzung verwendet ist. Es ist einzusehen, dass derartig teure Lösungen keine zufriedenstellende Problemlösung sind.An alternative fuel that could solve both the environmental and the cost issues is ethanol, which is a biofuel with combustion products that are entirely environmentally friendly, and whose price is roughly at the level of normal gasoline. However, the major manufacturers of single-cylinder gasoline engines used in lawnmowers indicate that it is not possible to convert their single-cylinder gasoline engines to ethanol operation, despite the fact that it has been known for over 100 years that gasoline engines in the Act can be operated by means of ethanol, using a relatively high compression ratio is used. However, the difficulties of cold starting with ethanol as fuel are a common problem. It appears that this problem has contributed to the fact that the development of ethanol operation has led to increasingly sophisticated and therefore expensive solutions. Such an elaborate solution is previously, for example, from the US 4,522,173 in which a direct injection is applied, and the piston is formed in the engine in a special way, with the aim of optimizing the combustion. The US 5 063 883 shows another elaborate solution wherein there is a compensating piston mechanism in communication with the combustion chamber and this compensating piston mechanism opens up the possibility of varying the compression ratio with the aim of being able to use a fuel such as ethanol. Furthermore, on the WO 82/02576 Reference is made, which shows that a microprocessor is used with a similar objective. It will be appreciated that such expensive solutions are not a satisfactory problem solution.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Es ist irgendwie überraschend der Fall bewiesen worden, dass es im Gegensatz zur Überzeugung gegenwärtiger Hersteller möglich ist, einen benzinbetriebenen Einzylinder-Ottomotor kostenwirksam auf zufriedenstellend funktionierenden Äthanolbetrieb umzustellen, wobei dieses Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

  • a) Messen des vorhandenen minimalen Spiels (S1) zwischen dem Ende (5A) des Ventils in seiner äußersten Stellung im offenen Zustand und der Oberfläche (4A; 3A), die diesem Ende (5A) des Ventils gegenüberliegt,
  • b) Abnehmen des Zylinderkopfes (3),
  • c) Bearbeiten des Zylinderkopfes (3), wobei seine Oberfläche (3B), die dem Motorblock (1) zugewandt ist, beschnitten und um 40–100% des vorhandenen minimalen Spiels (S1) nivelliert wird, um ein merklich kleineres modifiziertes Spiel (S2) zwischen dem Ventil-Ende (5A) und der gegenüberliegenden Oberfläche (4A; 3A) zu bekommen.
  • d) Überprüfen, dass das modifizierte Spiel (S2) nicht unter einen bestimmten gesetzten Wert (SB) fällt,
  • e) Montieren des Zylinderkopfes (3),
  • f) Einstellen der Brennstoff/Luft-Beimischung derart, dass ein Anstieg des Brennstoffflusses relativ zum Luftstrom erhalten wird.
It has somehow been surprisingly proved the case that contrary to the belief of current manufacturers, it is possible to cost effectively convert a gasoline powered single cylinder gasoline engine to satisfactorily operating ethanol operation, this method being characterized by the following steps:
  • a) measuring the existing minimum game (S1) between the end ( 5A ) of the valve in its outermost position in the open state and the surface ( 4A ; 3A ) that end ( 5A ) of the valve is opposite,
  • b) removing the cylinder head ( 3 )
  • c) machining the cylinder head ( 3 ), whereby its surface ( 3B ), the engine block ( 1 ) and is leveled by 40-100% of the existing minimum clearance (S1) to allow a significantly smaller modified clearance (S2) between the valve end (S2). 5A ) and the opposite surface ( 4A ; 3A ) to get.
  • d) checking that the modified clearance (S2) does not fall below a certain set value (SB),
  • e) mounting the cylinder head ( 3 )
  • f) adjusting the fuel / air admixture such that an increase in the fuel flow relative to the air flow is obtained.

Wonach der Motor für den Betrieb mittels eines hauptsächlich Äthanol enthaltenden Brennstoffes modifiziert worden ist.What the engine for the operation by means of a mainly ethanol-containing Fuel has been modified.

Dank des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist ein modifizierter Einzylinder-Ottomotor erhalten worden, mit dem es möglich ist, einen umweltfreundlichen Treibstoff zu verwenden. Besonders geeignet ist ein Treibstoff, der durch die Bezeichnung E85 bekannt ist, der 85% Äthanol und 15% Benzin enthält. Tests haben gezeigt, dass eine drastische Verminderung der CO-Emission zu erhalten ist. Messungen haben ergeben, dass es möglich ist, eine so niedrige CO-Emission wie 0,1% im Lastbetrieb zu bekommen. Zusätzlich zu dem Vorteil für die Umwelt ist die Kostenminderung sehr groß, verglichen mit dem Gebrauch von sogenanntem Umweltbenzin, weil der Preis von E85 ungefähr 1/3 des Umweltbenzins beträgt. Weiterhin ist der Umstand bewiesen worden, dass der abgeänderte Motor einen höheren Wirkungsgrad erreicht, was zu einer weiteren Kostensenkung führt.thanks of the method described above, a modified single cylinder gasoline engine has been obtained, with which it is possible is to use an environmentally friendly fuel. Especially suitable is a fuel known by the designation E85 is that of 85% ethanol and 15% gasoline. Tests have shown that a drastic reduction in CO emission to obtain is. Measurements have shown that it is possible to get as low a CO emission as 0.1% in load operation. additionally to the advantage for the environment is the cost reduction very large compared to the use of so-called environmental grade because the price of E85 is about 1/3 of that Environmental grade is. Furthermore, the fact has been proved that the modified engine a higher one Efficiency achieved, which leads to a further cost reduction.

KURZBESCHREIBUNG DER BRIEF DESCRIPTION OF THE

1 zeigt einen bevorzugt modifizierten Einzylinder-Ottomotor gemäß der Erfindung im Querschnitt. 1 shows a preferred modified single-cylinder gasoline engine according to the invention in cross section.

2 zeigt einen Motor gemäß Abb. 1 im Querschnitt vor der Modifizierung, 2 shows a motor as shown in Fig. 1 in cross-section before the modification,

3 zeigt einen Vergaser für den Motor gemäß Abb. 1 im Querschnitt. 3 shows a carburetor for the engine as shown in Fig. 1 in cross section.

3A zeigt eine Düse als Teil eines Vergasers gemäß 3. 3A shows a nozzle as part of a carburetor according to 3 ,

4 zeigt einen alternativ modifizierten Einzylinder-Ottomotor gemäß der Erfindung im Querschnitt, und 4 shows an alternatively modified single-cylinder gasoline engine according to the invention in cross-section, and

5 zeigt ein bevorzugtes Luftfilter als Teil eines Motors gemäß 4. 5 shows a preferred air filter as part of an engine according to 4 ,

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die 1 zeigt einen Einzylinder-Ottomotor mit einem Überkopf-Ventil gemäß der Erfindung im Querschnitt. Ein Motor dieser Art ist, äußerst üblich, hauptsächlich eingesetzt in Hand-Rasenmähern, wobei die Motorleistung normalerweise etwa 3–5 PS (DIN) beträgt. Diese Motoren sind auch üblich in sogenannten Aufsitz-Rasenmähern, aber dort ist die Leistung um einiges größer, etwa 8–9 PS (DIN). Der Motor weist einen Motorblock 1 mit einem Zylinder 2 auf. Oben auf dem Motorblock 1 sitzt ein Zylinderkopf 3. Der Zylinderkopf 3 ist mit Kühlflächen 3C und einer Öffnung 3E für eine Zündkerze ausgerüstet. Weiterhin besitzt der Zylinderkopf 3 Durchtrittslöcher 3D zum Aufschrauben des Zylinderkopfes 3 mit seiner hinab gerichteten Oberfläche 3B auf den Zylinderkopf 1. Im Zylinderkopf 3 sind zwei Ventilführungen 3F, in denen sich Ventile 5, 5' befinden. Die Ventile 5, 5' sind mit einem Ventilkegel 5B ausgestattet, der mit einem Ventilsitz 5C im Zylinderkopf 3 zusammenwirken soll. Jedes Ventil besitzt eine flache Oberfläche 5A an seinem Ende. Zwischen dem Zylinderkopf 3 und dem Motorblock 1 sitzt eine Dichtung 10. Ein verschiebbarer Kolben 4, der oben mit einer im wesentlichen flachen Oberfläche 4A vorgesehen ist, sitzt im Innern des Zylinderraumes 2. Der Motor hat auch einen becherförmigen Vergaser 6, mit einer Brennstoffdüse 7 und einem Pumpenmechanismus 9. Zusätzlich besitzt der Motor ein Luftfilter 8. Ein wichtiger Aspekt eines Motors gemäß der Erfindung liegt darin, dass das Spiel S2 zwischen dem Ventilende 5A und der oberen Oberfläche 4A des Kolbens in seiner oberen Stellung äußerst schmal ist, vorzugsweise etwa 0,4–0,6 mm. Ein anderer wichtiger Aspekt ist, dass die Öffnung 7A der Düse genügend groß ist, um einen angemessenen Brennstoffstrom nach innen zu erlauben. Schließlich ist es ein großer Vorteil, dass der Motor mit dem Pumpenmechanismus 9 ausgestattet ist, womit Brennstoff in den Vergaser beim Hochstarten gezwungen wird.The 1 shows a single-cylinder gasoline engine with an overhead valve according to the invention in cross section. An engine of this type is, most common, mainly used in hand-held lawnmowers, with engine power normally about 3-5 hp (DIN). These engines are also common in so-called ride-on lawnmowers, but there the performance is much larger, about 8-9 hp (DIN). The engine has an engine block 1 with a cylinder 2 on. On top of the engine block 1 sits a cylinder head 3 , The cylinder head 3 is with cooling surfaces 3C and an opening 3E equipped for a spark plug. Furthermore, the cylinder head has 3 Through holes 3D for screwing on the cylinder head 3 with its down-facing surface 3B on the cylinder head 1 , In the cylinder head 3 are two valve guides 3F in which there are valves 5 . 5 ' are located. The valves 5 . 5 ' are with a valve cone 5B equipped with a valve seat 5C in the cylinder head 3 should interact. Each valve has a flat surface 5A at its end. Between the cylinder head 3 and the engine block 1 sits a seal 10 , A sliding piston 4 which is above with a substantially flat surface 4A is provided, sits in the interior of the cylinder chamber 2 , The engine also has a cup-shaped carburetor 6 , with a fuel nozzle 7 and a pump mechanism 9 , In addition, the engine has an air filter 8th , An important aspect of an engine according to the invention is that the play S2 between the valve end 5A and the upper surface 4A of the piston in its upper position is extremely narrow, preferably about 0.4-0.6 mm. Another important aspect is that the opening 7A the nozzle is large enough to allow adequate fuel flow inside. After all, it is a great advantage that the engine works with the pump mechanism 9 equipped with which fuel is forced into the carburettor when starting up.

In Verbindung mit der Modifizierung eines Einzylinder-Ottomotors, der mit einem Überkopfventil ausgestattet ist, gemäß der Erfindung (siehe 2), wird damit begonnen, dass der Motor von notwendigen Bauteilen freigemacht wird, wie z.B. der Plastikkappe und dem Tank. Danach wird die Zündkerze herausgenommen, so dass die Öffnung (3E) für die Zündkerze freigelegt ist. Danach wird der Motor gedreht, so dass die Ventile auf ihre äußerste Stellung platziert sind, d.h. so, dass beide Ventile (5, 5') in ihrer weitest offenen Position einen gesetzten Abstand (A) von der Zylinderwand im Zylinderkopf (3) haben. Zur gleichen Zeit ist gewährleistet, dass der Kolben (4) in seiner oberen äußersten Stellung sitzt, was gemäß dem hier gezeigten Beispiel bedeutet, dass der Kolbenoberteil (4A) auf einer Höhe mit der oberen Oberfläche (1B) des Motorblocks (1) ist. In dieser Position wird die Distanz (S1) zwischen dem Ventilende (5A) und dem Kolben oben (4A) gemessen. Dieser Abstand (S1) ist auch gleich der Tiefe (B) im Zylinderkopf (3) minus der Distanz (A), um die das Ventilende (5A) aus der Zylinderwand hervorsteht.In connection with the modification of a single-cylinder gasoline engine equipped with an overhead valve according to the invention (see 2 ), the engine is started to be cleared of necessary components, such as the plastic cap and the tank. Afterwards the spark plug is taken out, so that the opening ( 3E ) is exposed for the spark plug. Thereafter, the motor is rotated so that the valves are placed in their outermost position, ie, so that both valves ( 5 . 5 ' ) in its widest open position a set distance (A) from the cylinder wall in the cylinder head ( 3 ) to have. At the same time is ge Ensures that the piston ( 4 ) in its upper outermost position, which according to the example shown here means that the piston upper part ( 4A ) at a height with the upper surface ( 1B ) of the engine block ( 1 ). In this position, the distance (S1) between the end of the valve ( 5A ) and the piston above ( 4A ). This distance (S1) is also equal to the depth (B) in the cylinder head ( 3 ) minus the distance (A) around which the valve end (A) 5A ) protrudes from the cylinder wall.

Der minimale Abstand S1 zwischen dem Ende 5A des Ventils und der unteren Oberfläche 3B des Zylinderkopfes ist normalerweise 2–3 mm, d.h. B–A = Si, ist ungefähr 2–3 mm. Mit der Zielsetzung das optimale Kompressionsverhältnis zu erhalten, um imstande zu sein, Äthanol als Treibstoff zu benutzen, muss nun ein Teil des Materials im Zylinderkopf 3 beschnitten werden, so dass das Spiel S1 zwischen dem Kolbenoberteil 4A und dem unteren Ende 5A des Ventils auf ein abgeändertes Spiel S2 zwischen 0,4–1 mm (siehe 1) reduziert wird. Deswegen wird der Zylinderkopf 3 mittels einer geeigneten Schneidbearbeitung (z.B. Fräsen oder Schleifen) so bearbeitet, dass ein größerer Teil des Abstands S1 beschnitten ist. Öfter als gar nicht wird ein Beschneiden von etwa 2–3 mm gefordert, um einen Restspalt S2 zwischen den Ventilenden 5A, 5A' und dem Kolbenoberteil 4A zu haben. Sobald der Zylinderkopf 3 hinab bearbeitet und nivelliert worden ist, wird er gegen den Motorblock 1 gehalten, und wird der Motor umgewendet, um nachzuprüfen, dass kein Ventilende 5A, 5A' gegen den Kolbenoberteil 4A anstößt. Erweist sich diese Prüfung erfolgreich, d.h. liegt das Spiel innerhalb des bevorzugten Bereichs, wird der Zylinderkopf am Motorblock 1 mit einer neuen Dichtung 10 befestigt.The minimum distance S1 between the end 5A of the valve and the lower surface 3B The cylinder head is usually 2-3 mm, ie B-A = Si, is about 2-3 mm. With the objective of obtaining the optimum compression ratio in order to be able to use ethanol as fuel, now has a portion of the material in the cylinder head 3 be cut so that the game S1 between the piston top 4A and the lower end 5A of the valve on a modified game S2 between 0.4-1 mm (see 1 ) is reduced. That's why the cylinder head 3 by means of a suitable cutting (eg milling or grinding) machined so that a greater part of the distance S1 is cropped. More often than not a trimming of about 2-3 mm is required to a residual gap S2 between the valve ends 5A . 5A ' and the piston top 4A to have. Once the cylinder head 3 down and leveled, he is against the engine block 1 and the engine is inverted to verify that no valve end 5A . 5A ' against the piston upper part 4A abuts. If this test proves to be successful, ie if the play is within the preferred range, the cylinder head on the engine block 1 with a new seal 10 attached.

Die 3 zeigt eine Detailansicht eines Vergasers gemäß der Erfindung. Der Vergaser ist mit einer abnehmbaren (mittels Schraubenwindungen) Brennstoffdüse 7 in bekannter Weise ausgerüstet. Der Vergaser 6 ist auch mit einem Pumpenmechanismus 9, einem sogenannten „primer system" (Einspritzpumpe) 9 ausgestattet. Die 3 zeigt eine Detailansicht einer Brennstoffdüse 7 für den Vergaser 6. Hier wird gezeigt, dass der Durchmesser d, die Öffnung 7A in der Brennstoffdüse von ungefähr 0,6 mm auf etwa 0,7 mm vergrößert worden ist, d.h. ein Anwachsen des Sektionsbereichs von mehr als 30%, für einen Motor mit einer Leistung von ungefähr 4–5 PS. In Motoren von gewisser höherer Leistung, z.B. 8–9 PS, beträgt der Durchmesser d normalerweise etwa 0,75 mm. Der Durchmesser der vorhandenen Öffnung 7A wird um etwa 5–20% vergrößert, bevorzugter ist 10–15%, was prinzipiell in den oben erwähnten Bereichen anwendbar ist, egal welche Motorleistung vorliegt. Zum Sicherstellen der optimalen Vergrößerung wird der Motor im Betrieb getestet, wobei eine Anzahl unterschiedlicher Brennstoffdüsen verwendet wird, die Öffnungen verschiedener Größe haben. Also ist es beim Modifizieren des Motors notwendig mit einem Satz einer Anzahl Brennstoffdüsen mit Öffnungen unterschiedlicher Maße ausgestattet zu sein. Ist die optimale Öffnung der Brennstoffdüse auf diese Weise festgestellt worden, wird mit einem entsprechenden Bohrer die vorhandene Öffnung 7A auf die gewünschte Größe aufgebohrt.The 3 shows a detail view of a carburettor according to the invention. The carburettor is equipped with a removable (by means of screw threads) fuel nozzle 7 equipped in a known manner. The carburetor 6 is also with a pump mechanism 9 , a so-called "primer system" (injection pump) 9 fitted. The 3 shows a detailed view of a fuel nozzle 7 for the carburetor 6 , Here it is shown that the diameter d, the opening 7A in the fuel nozzle has been increased from about 0.6 mm to about 0.7 mm, ie an increase in the section area of more than 30%, for a motor with a power of about 4-5 hp. In engines of some higher power, eg 8-9 hp, the diameter d is normally about 0.75 mm. The diameter of the existing opening 7A is increased by about 5-20%, more preferably 10-15%, which is applicable in principle in the above-mentioned ranges, no matter what engine performance is present. To ensure optimum magnification, the engine is tested in operation using a number of different fuel nozzles having openings of different sizes. Thus, when modifying the engine, it is necessary to be equipped with a set of a number of fuel nozzles with openings of different dimensions. If the optimal opening of the fuel nozzle has been determined in this way, with a corresponding drill the existing opening 7A drilled to the desired size.

Die 4 zeigt einen sogenannten Seitenventil-Motor, wobei in einem Motor dieser Art die Ventile 5, 5' in Führungen 1A, 1A' im Motorblock 1 nahe dem Kolben 4 angeordnet sind. Die Prinzipien der Abänderung sind die gleichen wie vorstehend beschrieben. Jedoch bewegt sich in diesem Fall das Ventilende 5'A nicht in Richtung der oberen Oberfläche 4A des Kolbens, sondern gegen eine Oberfläche 3A im Innern des Zylinderkopfes 3. Aber auf die gleiche Weise ist es wichtig die Modifizierung des Zylinderkopfes 3 so zu optimieren, dass das verbleibende Spiel S2 zwischen dem Ventiloberteil 5'A und der gegenüberliegenden Oberfläche 3A etwa 0,5 mm beträgt. In Verbindung mit der Abänderung eines Einzylinder-Ottomotors, der mit einem unterstützenden Ventil ausgestattet ist, gemäß der Erfindung, beginnt man jedoch damit, dass man den Zylinderkopf 3 abnimmt. Nach dem Abnehmen des Zylinderkopfes 3 werden der Zylinderkopf 3 und der Motorblock 1 von Resten der alten Dichtung 10 gesäubert. Die Ventile werden sodann in ihre extremste Position gebracht, d.h. so, dass sich das Ventil 5' in seiner offensten Stellung in einer gesetzten Distanz A von der Zylinderwand im Zylinderkopf 3 befindet. In dieser Position wird gemessen (beispielsweise mittels Schiebekaliber oder Skalenprüfanzeiger), wie groß die Distanz A ist. Die Tiefe B oben wird dann gemessen. Das Beschneiden, Nivellieren und Prüfen findet dann in gleicher Weise wie oben statt.The 4 shows a so-called side valve engine, wherein in an engine of this type the valves 5 . 5 ' in guides 1A . 1A ' in the engine block 1 near the piston 4 are arranged. The principles of the modification are the same as described above. However, in this case, the valve end moves 5'A not in the direction of the upper surface 4A of the piston, but against a surface 3A inside the cylinder head 3 , But in the same way it is important to modify the cylinder head 3 to optimize so that the remaining game S2 between the valve top 5'A and the opposite surface 3A about 0.5 mm. In connection with the modification of a single-cylinder gasoline engine, which is equipped with a supporting valve, according to the invention, it starts, however, that the cylinder head 3 decreases. After removing the cylinder head 3 become the cylinder head 3 and the engine block 1 from leftovers of the old poetry 10 cleaned. The valves are then brought into their most extreme position, ie, so that the valve 5 ' in its most open position at a set distance A from the cylinder wall in the cylinder head 3 located. In this position is measured (for example by means of sliding caliber or scale check indicator), how large the distance A is. The depth B above is then measured. The trimming, leveling and checking then takes place in the same way as above.

Die 5 zeigt ein Luftfilter 8, das in einem Vergaser 6 benutzt werden soll, der mit einer nichtherausnehmbaren Brennstoffdüse versehen ist. Um in der Lage zu sein die Brennstoff/Luft-Mischung zu optimieren, ist das Luftfilter 8 mit einem Drosselelement 8B ausgestattet, das Drosselöffnungen 8A aufweist. Die Drosselöffnungen sind acht an der Zahl, gemäß dem gezeigten praktischen Beispiel und stellen kreisförmige Löcher mit einem Durchmesser von 4 mm dar. Die gesamte Öffnungsfläche durch diese Löcher ist somit etwa 100 mm2. Das bedeutet eine drastische Verkleinerung des Einlassbereichs für Speiseluft, weil gemäß der ursprünglichen Konstruktion (für Betrieb mit Benzin) der gesamte Einlasskanal im Prinzip für Luftstrom offen ist, das bedeutet im vorliegenden Fall, wo der Durchmesser 34 mm ist, einen offenen Bereich zwischen 800 und 900 mm2. Hier muss der Bereich der Befestigungsschraube, die das Mittenloch (8C) im Drosselelement (8B) durchdringt, abgezogen werden. Es ist auch klar aus der Abbildung, dass das Drosselelement (8B) becherförmig ist, mit Außenwandpartien, die konvergieren, so dass die Gestalt eines Kegelstumpfes geformt ist. Diese Gestalt erleichtert eine einfache, sichere und dichte Befestigung des Drosselelements (8B). Es ist klarzustellen, dass diese Form der Abänderung nur eine notwendige Alternative ist, wenn der Vergaser 6 mit einer festen, nichtmodifizierbaren Brennstoffdüse ausgestattet ist.The 5 shows an air filter 8th that in a carburetor 6 to be used, which is provided with a non-removable fuel nozzle. In order to be able to optimize the fuel / air mixture, the air filter is 8th with a throttle element 8B equipped, the throttle openings 8A having. The orifices are eight in number, according to the practical example shown, and represent circular holes with a diameter of 4 mm. The total opening area through these holes is thus about 100 mm 2 . This means a drastic reduction of the intake air intake area because, according to the original design (for gasoline operation), the entire intake duct is in principle open to airflow, in the present case where the diameter is 34 mm, an open area between 800 and 900 mm 2 . Here, the area of the fixing screw that has the center hole ( 8C ) in the throttle element ( 8B ) penetrate, be deducted. It is also clear from the figure that the throttle element ( 8B ) is cup-shaped, with outer wall portions that converge so that the shape of a truncated cone is formed. This shape facilitates a simple, secure and tight attachment of the throttle element ( 8B ). It should be clarified that this form of modification is only a necessary alternative if the carburetor 6 equipped with a fixed, non-modifiable fuel nozzle.

In durchgeführten Vergleichs-Erprobungen konnten überraschend gute Ergebnisse mit der Erfindung demonstriert werden, was die Umweltwirkungen angeht. Die Resultate von drei verschiedenen ausgeführten Tests sind nachstehend gezeigt. Der Test 1 wurde mit Benutzung von Aspen-Umweltbenzin in einem neuen Rasenmäher durchgeführt, die Tests 2 und 3 rührte man in einem gebrauchten Rasenmäher aus, der gemäß der Erfindung modifiziert war. Der in den Tests 2 und 3 verwendete Treibstoff ist sogenannter E85, der 85% Äthanol und 15% Benzin enthält. Test 1 Brennstofftyp Emission Aspen-Umweltbenzin Kohlenmonoxid (CO-Vol.-Prozent) Kohlenwasserstoff (HC ppm) Kohlendioxid (CO2-Vol.-Prozent) Sauerstoff (O2-Vol.-Prozent) Leerlauf-Geschwindigkeit 0,5 800 7,0 10,1 Arbeitsgeschwindigkeit Motor ohne Last 3,0 248 8,3 6,4 Arbeitgeschwindigkeit Motor unter Last 3,4 138 8,4 6,2 Test 2 Brennstofftyp Emission Äthanol 85%, einstellbare Düse, eingestellt auf langsamen Lauf Kohlenmonoxid (CO-Vol.-Prozent) Kohlenwasserstoff (HC ppm) Kohlendioxid (CO2-Vol.-Prozent) Sauerstoff (O2-Vol.-Prozent) Leerlauf-Geschwindigkeit Arbeitsgeschwindigkeit Motor ohne Last 0,1 787 6,0 122 Arbeitsgeschwindigkeit Motor unter Last 0,1 603 9,0 8,2 Test 3 Brennstofftyp Emission Äthanol 85%, einstellbare Düse, eingestellt auf steten Lauf Kohlenmonoxid (CO-Vol.-Prozent) Kohlenwasserstoff (HC ppm) Kohlendioxid (CO2-Vol.-Prozent) Sauerstoff (O2-Vol.-Prozent) Leerlauf-Geschwindigkeit 1,8 183 8,4 7,6 Arbeitsgeschwindigkeit Motor ohne Last 2,3 168 9,0 5,9 Arbeitsgeschwindigkeit Motor unter Last 0,1 140 9,0 8,0 In comparative tests carried out surprisingly good results could be demonstrated with the invention in terms of environmental effects. The results of three different tests carried out are shown below. Test 1 was conducted using Aspen environmental gasoline in a new lawn mower, Tests 2 and 3 were run in a used lawn mower modified according to the invention. The fuel used in Tests 2 and 3 is so-called E85, which contains 85% ethanol and 15% gasoline. Test 1 fuel type emission Aspen environmental petrol Carbon monoxide (CO-vol. Percent) Hydrocarbon (HC ppm) Carbon dioxide (CO 2 vol. Percent) Oxygen (O 2 vol. Percent) Idling speed 0.5 800 7.0 10.1 Working speed Motor without load 3.0 248 8.3 6.4 working speed Engine under load 3.4 138 8.4 6.2 Test 2 fuel type emission Ethanol 85%, adjustable nozzle, set to slow running Carbon monoxide (CO-vol. Percent) Hydrocarbon (HC ppm) Carbon dioxide (CO 2 vol. Percent) Oxygen (O 2 vol. Percent) Idling speed Working speed Motor without load 0.1 787 6.0 122 Working speed Engine under load 0.1 603 9.0 8.2 Test 3 fuel type emission Ethanol 85%, adjustable nozzle, set to steady running Carbon monoxide (CO-vol. Percent) Hydrocarbon (HC ppm) Carbon dioxide (CO 2 vol. Percent) Oxygen (O 2 vol. Percent) Idling speed 1.8 183 8.4 7.6 Working speed Motor without load 2.3 168 9.0 5.9 Working speed Engine under load 0.1 140 9.0 8.0

Die Resultate zeigen auf, dass ein modifizierter Motor gemäß der Erfindung unter Last, der E85 als Treibstoff verwendet, eine ausnahmslos viel niedrigere CO-Emission hat als Test 1.The Results show that a modified engine according to the invention under load, the E85 used as fuel, invariably a lot lower CO emission has as test 1.

Die CO-Emission für einen Motor unter Last war nur 0,1% CO, während ein Rasenmäher, der mit Aspen-Umweltbenzin betrieben wurde, 3,4% CO unter Last emittierte. Die anderen Werte hinsichtlich der Emissionen sind grob vergleichbar. Der Test zeigt also, dass ein gemäß der Erfindung modifizierter Motor eine drastische Reduktion der umweltschädlichen CO-Emission erbringt. Wir haben unser Fokussieren auf die Emissionspegel eines Motors unter Last gewählt, weil ein Rasenmäher tatsächlich während der größeren Betriebsperiode unter Last arbeitet.The CO emission for an engine under load was only 0.1% CO, while a lawn mower that operated with Aspen environmental gasoline, emitted 3.4% CO under load. The other values in terms of emissions are roughly comparable. The test thus shows that a modified according to the invention Motor provides a drastic reduction of polluting CO emissions. We have our focus on the emission levels of an engine chosen under load, because a lawnmower indeed while the larger operating period working under load.

Jedoch ist zu bemerken, dass die CO-Emission auch sonst gut ist, was einen erfindungsgemäß modifizierten Motor angeht.however It should be noted that the CO emission is otherwise good, what a modified according to the invention Engine.

Es ist auch bewiesen worden, dass ein erfindungsgemäß abgeänderter Motor die hohen Anforderungen erfüllen kann, die zum Erhalten einer Umwelt-Etikettierung gemäß dem Swan standard, ISO 14024 nötig sind. In einem Test, der gemäß dem Testzyklus G1 in ISO 8178 vom zertifizierten Test-Institut MTC durchgeführt wurde, wurden die folgenden sehr guten Abgaswerte für eine Briggs & Stratton Intek Edge 55 OHV (ohne Katalysator) gemessen, der gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung modifiziert worden war. Briggs & Stratton Intek Edge 5 5OHV (ohne Katalysator) CO HC CO2 NOX BF (g/kWh) (g/kWh) (g/kWh) (g/kWh) (g/kWh) Test 1 10,42 2,28 891 7,73 437,5 Test 2 10,27 1,98 906 7,90 443,9 Mittelwert 10,34 2,13 898 7,82 440,7 It has also been proven that an engine modified according to the invention can meet the high requirements necessary to obtain environmental labeling according to the Swan standard, ISO 14024. In a test carried out according to the G1 test cycle in ISO 8178 by the Certified Test Institute MTC, the following very good exhaust values were measured for a Briggs & Stratton Intek Edge 55 OHV (without catalyst) modified according to an embodiment of the invention was. Briggs & Stratton Intek Edge 5 5OHV (without catalyst) CO HC CO2 NOX BF (G / kWh) (G / kWh) (G / kWh) (G / kWh) (G / kWh) Test 1 10.42 2.28 891 7.73 437.5 Test 2 10.27 1.98 906 7.90 443.9 Average 10.34 2.13 898 7.82 440.7

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, was vorstehend beschrieben worden ist, sondern kann im Rahmen der folgenden Patentansprüche variiert werden. Somit ist unter anderem zu erkennen, dass die Erfindung auch in anderen Applikationsbereichen als in Rasenmähmaschinen anwendbar ist, beispielsweise in anderen Gartenmaschinen und/oder Landmaschinen. Weiterhin ist zu sehen, dass das vorhandene Spiel S1 zwischen den kritischen Stellen im Motor auf andere Weise messbar ist als oben beschrieben, beispielsweise mittels Laser-Messgeräten oder anderen Messvorrichtungen. In bestimmten Fällen ist es auch denkbar den Zylinderkopf um mehr als 100% von S1 zu beschneiden und stattdessen eine dickere Zylinderkopfdichtung zu verwenden.The The invention is not limited to what has been described above but may be varied within the scope of the following claims become. Thus, among other things, it can be seen that the invention also in other application areas than in lawnmowers is applicable, for example in other gardening machines and / or Agricultural machinery. Furthermore, it can be seen that the existing game S1 measurable in other ways between the critical points in the engine is as described above, for example by means of laser measuring devices or other measuring devices. In certain cases, it is also conceivable the cylinder head to prune more than 100% of S1 and instead a thicker one To use cylinder head gasket.

Claims (6)

Verfahren zum Modifizieren eines mit Benzin betriebenen Einzylinder-Ottomotors, der einen Motorblock (1) mit einem Zylinder (2), einen Zylinderkopf (3), einen beweglich im Zylinder angeordneten Kolben (4), zwei am Zylinder angeordnete Ventile (5,5'), einen Vergaser (6) mit einer Brennstoffdüse (7) und eine Luftfilteranordnung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Messung des vorhandenen minimalen Spiels (S1) zwischen dem Ende (5A) des Ventils in seiner äußersten Stellung im offenen Zustand und der Oberfläche (4A; 3A), die diesem Ende (5A) des Ventils gegenüberliegt, b) Abnehmen des Zylinderkopfes (3), c) Bearbeiten des Zylinderkopfes (3), wobei seine Oberfläche (3B), die dem Motorblock (1) zugewandt ist, beschnitten und um 40–100% des vorhandenen minimalen Spiels (S1) nivelliert wird, um ein merklich kleineres modifiziertes Spiel (S2) zwischen dem Ventil-Ende (5A) und der gegenüber liegenden Oberfläche (4A; 3A) zu bekommen, d) Überprüfen, dass das modifizierte Spiel (S2) nicht unter einen bestimmten gesetzten Wert (SB) fallt, e) Montieren des Zylinderkopfes (3), f) Einstellen der Brennstoff/Luft-Beimischung derart, dass ein Anstieg des Brennstoffflusses relativ zum Luftstrom erhalten wird, wonach der Motor für den Betrieb mittels eines hauptsächlich Äthanol enthaltenden Brennstoffes modifiziert worden ist.Method of modifying a gasoline-powered, single-cylinder gasoline engine comprising an engine block ( 1 ) with a cylinder ( 2 ), a cylinder head ( 3 ), a piston arranged movably in the cylinder ( 4 ), two valves arranged on the cylinder ( 5 . 5 ' ), a carburettor ( 6 ) with a fuel nozzle ( 7 ) and an air filter order ( 8th ), characterized in that the method comprises the following steps: a) measuring the existing minimum clearance (S1) between the end ( 5A ) of the valve in its outermost position in the open state and the surface ( 4A ; 3A ) that end ( 5A ) of the valve is opposite, b) removing the cylinder head ( 3 ), c) machining the cylinder head ( 3 ), whereby its surface ( 3B ), the engine block ( 1 ) and is leveled by 40-100% of the existing minimum clearance (S1) to allow a significantly smaller modified clearance (S2) between the valve end (S2). 5A ) and the opposite surface ( 4A ; 3A d) check that the modified clearance (S2) does not fall below a certain set value (SB), e) mount the cylinder head ( 3 f) adjusting the fuel / air admixture such that an increase in the fuel flow relative to the air flow is obtained, after which the engine has been modified for operation by means of a fuel containing mainly ethanol. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sichergestellt wird, dass der Vergaser (6) mit einem Pumpen-Mechanismus (9) ausgestattet wird, der imstande ist, Brennstoff in den Vergaser (6) zu fördern.Method according to claim 1, characterized in that it is ensured that the gasifier ( 6 ) with a pump mechanism ( 9 ), which is capable of injecting fuel into the carburettor ( 6 ) to promote. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überprüfen gemäß Schritt (d) so ausgeführt wird, dass der Zylinderkopf auf den Motorblock ohne eine Dichtung aufgesetzt wird, um sicherzustellen, dass keines der Ventil-Enden (5A, 5A') an die gegenüber liegende Oberfläche (4A; 3A) stößt, wonach der Zylinderkopf (3) mit einer Zylinderkopfdichtung (10) montiert wird.Method according to claim 1, characterized in that the checking according to step (d) is carried out so that the cylinder head is placed on the engine block without a seal to ensure that none of the valve ends ( 5A . 5A ' ) to the opposite surface ( 4A ; 3A ), after which the cylinder head ( 3 ) with a cylinder head gasket ( 10 ) is mounted. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergaser (6) mit einer abnehmbaren Brennstoffdüse ausgestattet wird, und dass Schritt f) folgende Schritte umfasst: 1) Abnehmen der Brennstoffdüse (7), 2) Vergrößern der Öffnung (6A) in der Brennstoffdüse (7) um 5–20%,) vorzugsweise 8–15%, noch bevorzugter um etwa 10%, 3) Befestigen der vergrößerten Brennstoffdüse (7).Method according to claim 1, characterized in that the carburetor ( 6 ) is equipped with a removable fuel nozzle, and that step f) comprises the following steps: 1) removing the fuel nozzle ( 7 ), 2) enlarging the opening ( 6A ) in the fuel nozzle ( 7 5-20%, preferably 8-15%, more preferably about 10%, 3) attaching the enlarged fuel nozzle (FIG. 7 ). Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritt 1) und 2) ein Satz vorgefertigter Brennstoffdüsen mit Öffnungen verschiedener Größe zum Überprüfen der optimalen Öffnungsgröße für den vorhandenen Motor verwendet werden, bevor die Öffnung (7A) der Motoreigenen Brennstoffdüse (7) schließlich vergrößert wird.Method according to claim 4, characterized in that between the step 1 ) and 2) a set of prefabricated fuel nozzles with openings of different sizes are used to check the optimum opening size for the existing engine before the opening ( 7A ) of the engine's own fuel nozzle ( 7 ) is finally enlarged. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergaser mit einer festen nicht modifizierbaren Brennstoffdüse ausgerüstet wird, wobei Schritt f) dadurch erreicht wird, dass das Luftfilter (8) mit einem Drosselelement (8A, 8B) vorgesehen wird, das die vorhandene Einlassfläche für Luftzufuhr um 70–95%, vorzugsweise 80–95%, noch bevorzugter etwa 85–90% verkleinert.A method according to claim 1, characterized in that the carburetor is equipped with a solid non-modifiable fuel nozzle, wherein step f) is achieved in that the air filter ( 8th ) with a throttle element ( 8A . 8B ), which reduces the existing inlet area for air supply by 70-95%, preferably 80-95%, more preferably about 85-90%.
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