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Regelungsvorrichtung für mehrzylindrige Gemisch ansaugende Zweitaktbrennkraftmaschinen
Bei der Leerlaufregelungsvorrichtungg für mehrzylindrige Brennkraftmas,chinen von
Fahrzeugen nach dem Hauptpatent 616204 ist noch der Mangel vorhanden, daß, wenn
die Zweitaktmaschine nach Abschalten des einen Zylinders oder einer Zylindergruppe
der Ladepumpen von dem Zufluß von Gemisch mit regelmäßigen Zündungen leer läuft,
noch Zündaussetzer möglich sind, wenn z. B. bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Brennkraftmaschine
abgekuppelt wird und gleichzeitig ein oder mehrere Zylinder abgeschaltet sind und
die Vergaserdrosselklappe auf Leerlauf gestellt wird. Dann können zwar nur der oder
die nicht abgeschalteten Zylinder Gemisch ansaugen, aber infolge der überhöhten
Maschinendrehzahl ist dann die Ansaugezeit zu kurz, um jedesmal zündfähige Ladungen
zu erhalten. Wenn auch das Aussetzen dann nur in den nicht abgeschalteten Zylindern
auftritt, so wirkt es trotzdem störend, zumal es so lange anhält, bis die Maschinendrehzahl
so weit gesunken ist, daß die Ansaugezeit ausreicht, um regelmäßig zündfähige Gemischmengen
zu erhalten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Absperrvorrichtung so ausgebildet,
daß auch bei überhöhter Leerlaufdrehzahl die sonst im Leerlauf noch Gemisch ansaugenden
Ladepumpenzylinder abgeschaltet werden. Gleichzeitig kann beim Schließen der Absperrvorrichtung
eine Verbindung zwischen den abgeschalteten Zylindern und der freien Luft oder der
Auspuffleitung hergestellt werden, durch welche die vom Gemischzufluß abgeschalteten
Ladepumpen entweder Luft oder Abgase ansaugen -können. Als Absperrvorrichtung kann
ein Dreiwegehahn verwendet werden, dessen Küken .mehrere Führungsstege aufweist,
von denen ein Teil zu gleicher Zeit die Durchgangswege des Hahngehäuses nach der
Ladepumpe absperrt. Weiterhin kann an irgendeiner Stelle der vom Fahrer betätigten
Umstellvorrichtung für die Absperrvorrichtung eine Feststellvorrichtung angebracht
sein, welche die Absperrvorrichtung feststellt, wenn das Regelgestänge die Stellung
einnimmt, in welcher der Gemischzutritt zu einem oder mehreren Zylindern abgesperrt
ist. Auch kann an die zur Luftansaugeöffnung führenden Kanäle ein Zylinder angeschlossen
sein, in denn ein Kolben gleitet, der auf seiner Unterseite durch eine abgestimmte
Feder und den Unterdruck in den Luftansaugekanälen beeinflußt wird und einen Sperrkegel
besitzt, der bei Erhöhung der Maschinendrehzalh.l infolge
des sich
dann vergrößernden Unterdruckes eine selbsttätige Sperrung der Absperrvorrichtung
bewirkt.
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In der Zeichnung stellt Abb. i einen senlz "; rechten Schnitt durch
die .Leerlaufeinrichtüng.., einer Zweizylindermaschine dar. Abb. 2 Ze einen waagerechten
Schnitt in der Stellung; in der ein Pumpenzylinder abgeschaltet ist, während Abb.
3 die Stellung darstellt, in der beide Zylinder abgeschaltet sind. Abb. q. zeigt
eine Einrichtung zur selbsttätigen Verstellung eines die Stellung der Leerlaufeinrichtung
bestimmenden Anschlages.
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Zu den beiden Ladepumpenzylindern führen die in den Zylinderblock
eingegoss,unen Ansaugekanäle 2a und 2U. An dem Block ist ein Dreiwegehahn
befestigt, dessen Kanäle 5a und 5L in die Ansaugekanäle 2a und gib einmünden. An
der rechten Seite des Hahngehäuses (2) ist der Vergaser 26 mit Stiftschrauben 36
befestigt. Das Küken 3 des Dreiwegeha.hnes hat drei verschieden breite Stege 3a,
31' und 3e. Das Hahngehäuse ist oben und unten durch je einen Deckel
g mit Aussparungen i i abgeschlossen und durch die Platten i o abgedeckt. An beiden
Seiten des Gehäuses sind Kammern 12a und 12U angegossen, die durch die Aussparungen
i i in den Deckeln 9 miteinander verbunden sind. Die Kammer 12a ist durch
eine Bohrung ; in der äußeren Gehäusewand mit der Außenluft verbunden, während die
innere Gehäusewand der Kammer 12v durch einen schmalen Schlitz 6 mit der Gehäusebohrung
für das Hahnküken in Verbindung steht. Auf dem oberen Ende des Zapfens 3 des Hahnkükens
ist ein gekröpfter Hebel 13 befestigt, auf dessen freiem Ende ein Kugelkopf 15 angebracht
ist, an den das vom Fußhebel 23 kommende Gestänge 24 angeschlossen ist, das durch
eine Feder 25 in üblicher Weise immer selbsttätig auf Leerlauf gestellt wird, wenn
der Fuß vom Hebel 23 genommen wird. Der Drehweg des Hebels 13 und damit die
Stellung des Hahnkükens wird begrenzt durch die beiden auf dem oberen Plattendeckel
i o sitzenden Anschlagstifte 20 und 21. In der Nähe des Kugelkopfes 15 -weist der
Hebel 13 eine Durchbohrung 16 auf, in welche das Ende eines Gestänges 18 eingehakt
ist, dessen anderes Ende ebenfalls hakenförmig ausgebildet ist und durch eine Bohrung
des Vergaser-Drosselhebels i 9 greift, der durch eine Feder 28 in Leerlaufstellung
gehalten wird. Das Gestänge 18 ist so lang, daß dessen rechter Haken erst dann durch
den Vergaserhebel gegen die Schließkraft der Feder 28 mitgenommen wird, wenn der
Hebel 13 bereits ein Stück bewegt ist. Durch diesen toten Gang im Verbindungsgestänge
18 wird erreicht, daß zum Beschleunigen dei Brennkraftmaschine - der Dreiwegehahn
erst so weit durch das Fußhebelgestänge 23, 24. .:gedreht werden muß, daß beide
Zylinder Ieerlaufgemisch ansaugen können, ehe bei iW'xiterdrehung des Hebels 13
durch Anliegen #;cies rechten Gestängehakens der Vergaser-'hebel i9 bewegt und damit
auch die Vergaserdrosselklappe weiter geöffnet wird.
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Die in Abb.2 dargestellte Hahnstellung stellt die Leerlaufstellung
dar. Hierbei ist der Kanal 5r' durch den Steg 3r' so abgeschlossen, daß die an diesen
angeschlossene Ladepumpe kein Gemisch ansaugen kann. Da aber an dem Steg 3b eine
muldenförmige Aussparung 8 vorhanden ist, die in der Leerlaufstellung den Ansaugekana15b
mit dem Schlitz 6 verbindet, so kann durch die Seitenkammer 12r', die Deckelkammern
i i und die Seitenkammer 12a und durch die Bohrung ; Luft in den für die Gemischzuführung
abgeschlossenen Zylinder gesaugt werden. Der abgeschaltete Pumpenzylinder saugt
auf diesem Wege also Luft an und drückt sie in den dazugehörigen Arbeitszylinder.
Dadurch muß die Maschine eine Arbeitsleistung verrichten, die ihre Leerlaufwiderstände
vergrößert und den Leerlauf bremst. Das ergibt niedrigere Leerlaufdrehzahlen und
damit eine längere Ansaugezeit für den nicht abgeschalteten Zylinder, der mehr Gemisch
ansaugen kann, das nun sicher gezündet wird, wenn dies vielleicht vorher nicht zutraf.
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Wird der Hebel 13 nach rechts noch etwas weitergedreht, .so daß er
gegen den Anschlagstift 2o stößt, so stellt sich die in Abb. 3 dargestellte Hahnstellung
ein. Hierbei hat der Steg 3a sich so vor den Hauptkanal q geschoben, daß nun auch
der andere, bisher im Leerlauf betriebene Zylinder kein Gemisch mehr erhält. Diese
Stellung wird nur benötigt, wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl läuft
und z. B. beim Auskuppeln die Drosselklappe plötzlich auf Leerlauf gestellt wird.
Entstände dabei die Halmstellung nach Abb.2, so könnte der an den Kanal 5a angeschlossene
Zylinder noch Leerlaufgemisch ansaugen, aber infolge der hohen Drehzahl und wegen
der deshalb kurzen Ansaugezeit wäre dann die Menge zu gering, um so brennstoffresche
Ladungen zu ergeben, daß sie regelmäßig gezündet werden könnten. Um das dann entstehende
Aussetzen von Zündungen zu vermeiden, wird deshalb der Hebel 13 bis an den Stift
2o gedreht. Dann erhält kein Zylinder mehr Gemisch, und es können nun während des
Aüsgekuppeltseins keine Fehlzündungen auftreten. Bei länger andauerndem Auskuppeln
und vollkommenem Gemischabschalten bleibt allerdings der Motor stehen. Um das zu
verhindern, muß die in Abb.2 gezeichnete Leerlaufstellung
hergestellt
werden, sobald die Drehzahl der Maschine genügend gesunken ist, um so viel Gemisch
ansaugen zu können, daß der ansaugende Zylinder zündfähige Ladungen erhält. Diese
Hebeleinstellung auf Leerlauf, die häufig für längere Zeit beibehalten wird, wird
dadurch erreicht, daß auf dem Hebel 13 eine Stellschraube 14 angebracht ist, deren
nach unten gerichtete Spitze in eine Vertiefung greifen kann, welche auf einer nach
oben drückenden, an der Platte io befestigten Blattfeder 17 angebracht ist. Sobald
der Hebel 13 durch einen kurzen Druck auf den Fußhebe123 die gewünschte Leerlaufstellung
erreicht hat, wird diese Stellung des Hebels 13 erreicht. Die Spitze der Schraube
14. schnappt in die Vertiefung der Feder 17 ein und hält den Hebel 13 fest, wenn
der Hebel durch allmähliches Zurücknebmen -des Fußhebels 23 langsam über
die Feder hinweggleitet und die Schraubenspitze an - die als Raste dienende Vertiefung
gelangt. Bei genügendem Druck der Schraube auf die Blattfeder, der durch die Schraube
eingestellt werden kann, wird d;:r Hebe113 in dieser Le.erlaufstellung sicher festgehalten.
Sollen aber beim Auskuppeln beide -Zylinder abgeschaltet werden, so genügt es, den
Fuß schnell von dem nach vorn gedrückten Fußhebel 23 fortzunehmen. Dann schnellt
das Gestänge 2q. durch die Feder 25 beschleunigt vor, reißt die Schraube 14 über
die Vertiefung ;in der Blattfeder 17 hinweg und stellt wie Stellung der Abb.3 her.
Soll der Motor im Anschluß an das Auskuppeln leer laufen, so ist es nur notwendig,
wieder einen kurzen Druck auf den Fußhebel 23 auszuüben; die Schraube 14 gelangt
dadurch über die Federvertiefung und hält den Hebel 13 in der Leerlaufstellung
fest. -Soll diese sämtliche Zylinder abschaltende Vorrichtung nicht benutzt werden,
so kann auf den Anschlagstift 2o eine Hülse gesetzt ,vverden,_ so bemessen, daß
sie den Hebel schon in der Leerlaufstellung aufhält.
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An Stelle dieser vom Fahrer zu betätigenden Abschalteinrichtung kann
auch eine vollständig selbsttätig arbeitende verwendet werden. Dazu wird als Verstellkraft
der bei den verschiedenen Drehzahlen verschieden hohe Unterdruck in den Luftansaugekanälen
i 2a und i2r' verwendet, der groß wird, sobald bei hoher Drehzahl plötzlich die
in Abb.3 dargestellte Abschlußstellung des Hahnkükens hergestellt wird.
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Bei .solch hoher Drehzahl der Maschine wird die durch die Durchbohrung
7 in die Luftkanäle einfließende Luft in .stärkerem Maße abgesaugt, als wenn die
Maschine mit niedriger Drehzahl läuft. An der Gehäusewand kann deshalb, wie Abb.
¢ zeigt, ein kleiner Zylinder angebaut sein, dessen Achse zur Hahnbohrung parallel
ist. Im Zylinder ist ein Kolben 27 angeordnet, der durch eine abgestimmte Spiralfeder
35 nach oben gedrückt wird. Der Zylinder 26 steht durch die Öffnung 33 mit der Gehäusekammer
32 in Verbindung. Die Kolbenstange 28 des Kolbens 27 trägt eine kegelförmige Spitze
29, 3o, die ungefähr an jener Stelle aus dem Hahngehäuse herausragt, wo sich 'der
Anschlagstift 2o befindet. Der Kolben steht unter dem Einfluß des verschieden hohen
Ansau.geunterdruckes in den Gehäusekammern, derart, daß bei niedriger Maschinendrehzahl,
wie sie bei üblichem Leerlauf vorhanden ist, der Kolben 27 und damit die kegelförmige
Spitze 29, 3o durch die auf ihn drükkende Feder 35 so weit nach oben.gedrückt wird,
daß der Umstellhebel 13 durch die Gestängefeder 25 gegen das untere, dickere Ende
des Kegels gedrückt wird, so daß die in Abb.2 dargestellte Leerlaufstellung des
Dreiwegehahnes entsteht und der zum Ansaugekanal 5u gehörige Pumpenzylinder abgeschaltet
ist. Hat aber die Brennkraftmaschine in dem Augenblick, in dem der Fuß vom Fußhebe123
weggenommen wird, eine hohe Drehzahl, .so wird weit mehr Luft aus den Gehäusekammern
durch den Schlitz 6 in den abgeschalteten Zylinder gesaugt, der Unterdruck unter
dem Einstellkolben vergrößert sich und zieht den Kolben 27 gegen die Wirkung der
Feder 3 5, etwas herunter. Dadurch kommt nun die dünne Spitze 3o des Anschlagkegels
in die Höhe des Umstellhebels 13, so daß die Gestängefeder 25 jetzt den Hebel weiter
herumdrehen kann und die in Abb.3 dargestellte Hahnstellung sich einstellt. Nun
sind beide Pumpenzylinder vom Gemischzufiuß abgeschaltet, und die Drehzahl wird
bald so weit gesunken sein, daß sie der üblichen Leerlaufdrehzahl entspricht. Dadurch
wird der auf den Umstellkolben wirkende Unterdruck geringer, und die unter den Kolben
drückende Feder schiebt den Kolben und dessen kegelförmige Spitze wieder nach oben,
wodurch der Kegel den Hebel 13 wieder in die Leerlaufstellung zurückdrückt,
so daß die Brennkraftmaschine trotz zunächst vollständigem. Abschalten aller Zylinder
nicht stehentleibt.
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Anstatt Luft durch die Durchbohrung 7 anzusaugen, kann auch Abgas
aus der Auspuffleitung durch eine entsprechende Rohrleitung angesaugt werden, wodurch
die Veränderung der Ladung durch zeitweise vergrößerte Luftbeimischung vermieden
wird. Es kann aber der Schlitz 6 sowie die Gehäusekamrriern 12R, i i und 12t' auch
ganz fortfallen, wenn auf den Einbau der beschriebenen
selbsttätigen
Umstellvorrichtung verzichtet wird.
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In Abb.3 ist die Einrichtung so dargestellt, daß bei völliger Gemischabschaltung
nur der an den Kanal 5b angeschlossene Zylinder Luft durch den Schlitz 6
ansaugen kann. Wird dieser Schlitz nach rechts etwas verbreitert, .so kann bei dieser
Hahnstellung auch der zweite Zylinder Luft oder Abgas ansaugen.
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Der Dreiwegehahn kann auch so ausgebildet sein, daß die beiden Stege
3b und 3- so breit sind, daß sie in der äußersten Stellung des Umstellhebels 13
nach rechts hin den Zugang zu den Kanälen 5a und 5b abschließen.
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An dem Arbeitsgang der Vorrichtung ändert sich nichts, wenn z. B.
anstatt eines Benzin-Luft-Gemisches ein Gas-Luft-Gemisch angesaugt wird.
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Das Abschalten sämtlicher Zylinder im Leerlauf hat bei Zweitaktmaschinen
besonders auch den großen Vorteil, da,ß beim Bergabfahren die Maschine leer- mitlaufen
und als, Bremse wirken kann, ohne daß die Gefahr des Verölens der Zündkerzen durch
das Ansaugen ölhaltigen Brennstoffgemisches ohne Zündung entstehen kann.