DE68904852T2

DE68904852T2 - Anlasserleichterungsventil fuer brennkraftmaschine.

Info

Publication number: DE68904852T2
Application number: DE8989117955T
Authority: DE
Inventors: Shigeki Nomoto
Original assignee: Komatsu Zenoah Co
Current assignee: Husqvarna Zenoah Co Ltd
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2009-09-30
Also published as: AU615802B2; AU4243889A; US5007391A; JPH0649911Y2; EP0361474A1; EP0361474B1; DE68904852D1; JPH0285876U

Description

Gegenstand der Erfindung

Sachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren und insbesondere ein Ventil zur Erleichterung des Starts eines Zweitaktmotors, der durch einen Wiederaufwickelstarter oder einen kleinen Startermotor gestartet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmlich wird ein kleiner Zweitakt- (zum Beispiel ein Einzylinder) Motor durch Verwendung eines mechanischen Wiederaufwickelstarters oder eines kleinen Startermotors gestartet. Beim Motorstart wird allerdings eine Reaktionskraft infolge des Zylinderdrucks, wie er bei dem Kolbenkompressiontakt entwickelt wird, auf den Wiederaufwickelstarter oder den Startermotor zusätzlich zu der Motorstartkraft ausgeübt, wodurch ein Problem darin vorliegt, daß eine große Motorstartleistung unvermeidlich für den Zweitaktmotorstart erforderlich ist und deshalb die Größe des Wiederaufwickelstarters oder des Startermotors unvermeidlich ansteigt.
Um die Motorkompression beim Motorstart herabzusetzen, schlägt das ältere Dokument EP-A-0024871 einen automatischen Kompressionsfreigabemechanismus vor. In einem solchen Mechanismus steuern zwei unabhängig voneinander arbeitende, flexible Plattenventile seriell jeweils mit dem Einlaß und Auslaß einer Ventilkammer verbundene Durchgänge, die einen Teil eines Kompressionsfreigabedurchgangswegs bilden, der mit der Brennkammer des Motors mit einer Zone niedrigen Drucks verbunden ist.
Das Plattenventil, das den Auslaßdurchgang steuert, ist normal in einer offenen Stellung und verbleibt offen beim Motorstart (Motorkompressionstakt), wobei es die Motorkompression herabsetzt; ein solches Auslaßventil wird dann in einer geschlossenen Stellung in Abhängigkeit von einem schnellen Druckaufbau in der Kammer, der durch die Zündung des Gemischs in der Motorbrennkammer (Motorexplosionstakt und danach) erzeugt wird, gebogen, wodurch der Kompressionsfreigabedurchgang nach dem Motorstart abgedichtet wird.
Wenn der Motor angehalten wird, sollte das Auslaßventil zu dem ursprünglichen, offenen Zustand zurückkehren, um die Motorkompressionsherabsetzung bei dem darauffolgenden Motorstart zu ermöglichen. Allerdings kann es vorkommen, daß eine solche Art des Auslaßventils aus verschiedenen Gründen in der geschlossenen Stellung verbleibt, so daß der Kompressionsfreigabemechanismus unwirksam wird.
Der automatische Kompressionsfreigabemechanismus, wie er in dem vorgenannten früheren Dokument vorgeschlagen wird, ist daher nicht zuverlässig.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hoch zuverlässiges Anlasserleichterungsventil anzugeben, das insbesondere ermöglicht, daß ein Zweitaktmotor durch einen Wiederaufwickelstarter oder Startermotor von einer kleinen Baugröße gestartet werden kann.
Eine solche Aufgabe wird durch ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren gelöst, umfassend:
ein an dem Brennkraftmotor befestigtes Ventilgehäuse;
ein Abstandsglied, das in dem Ventilgehäuse angeordnet und mit wenigstens einem Ansammlungsraum zum Ansammeln von Explosionsdruck des Brennkraftmotors gebildet ist;
ein Rückschlagventilelement, das in dem Ventilgehäuse zum Öffnen und Schließen einer Verbindung zwischen einer Motorbrennkammer und dem Ansammlungsraum angeordnet ist;
ein weiteres Ventilelement, das in dem Ventilgehäuse zum Öffnen und Schließen einer Verbindung zwischen dem Ansammlungsraum und dem Atmosphärendruck so angeordnet ist, daß beim Verdichtungshub des Brennkraftmotors Zylinderdruck durch das geöffnete Hückschlagventilelement und das geöffnete weitere Ventilelement an den Atmosphärendruck abgegeben wird, und daß beim Explosionshub des Brennkraftmotors und danach Zylinderdruck in dem Ansammlungsraum angesammelt wird, in dem das weitere Ventilelement geschlossen wird;
dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasserleichterungsventil für einen Brenkraftmotor ferner umfaßt:
eine Ventilstange, um das weitere Ventilelement durch eine Ventilfeder elastisch in den geöffneten Zustand zu drücken, so daß beim Anhalten des Brennkraftmotors angesammelter Druck durch das Ventilelement freigesetzt wird, indem die Ventilstange gedrückt wird, um das Ventilelement zurückzusetzen.
Die Ventilstange und die Ventilfeder gewährleisten eine hohe Zuverlässigkeit des Anlasserleichterungsventils für Brennkraftmotoren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Ausführungsformen und Vorteile des Motor-Anlasserleichterungsventils gemäß der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen gleiche Bezugszeichen entsprechende Elemente bezeichnen und in denen:
Fig. 1 einen Längsschnitt zeigt, der eine Ausführungsform des Anlasserleichterungsventils für Brennkraftmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, die einen Zustand vor dem Motorstart zeigt;
Fig. 2 eine ähnliche Querschnittsdarstellung, zeigt, die einen anderen Zustand nach dem Motorstart darstellt; und
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2 zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Eine Ausführungsform des Anlasserleichterungsventils für Brennkraftmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung wird detailliert nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:
In Fig. 1 ist ein Motorzylinder 1 mit einer Brennkammer 2 ausgebildet und ein Kolben 3 ist in die Brennkammer 2 so eingepaßt, daß er sich darin in umgekehrenden Richtungen bewegen kann. In dem oberen Kopfbereich des Motorzylinders 1 sind eine Zündkerze 4 und ein Anlasserleichterungsventil 10 gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Einschrauben von Gewindebereichen davon in Gewindeöffnungen, die an dem Zylinderkopf gebildet sind, befestigt.
Das Anlasserleichterungsventil 10 weist ein Ventilgehäuse 11, eine Ventilstange 12, eine Ventilfeder 13, ein zylindrisches Rückschlagventilelement 14, ein zylindrisches Ventilelement 15 und ein dreieckiges Abstandsteil 16 auf.
Das Ventilgehäuse 11 ist aus einem Hauptventilgehäuse 11A, das an dem Zylinderkopf an einem mit einem Gewinde versehenen Bereich 11a mit einer Unterlegscheibe 20, die dazwischen eingefügt ist, befestigt, einem Ventilstangen-Halterungsgehäuse 11B, das an dem Hauptventilgehäuse 11A an einem mit einem Gewinde versehenen Bereich 11b mit einem dreieckförmigen Abstandsteil 16 und einem Abstandshalterträgerteil 11C, das dazwischen eingefügt ist, befestigt ist, und einem Kappengehäuse 11D, das an dem Ventilstangen-Halterungsgehäuse 11B an einem mit einem Gewinde versehenen Bereich 11d befestigt ist, zusammengesetzt.
Das Hauptventilgehäuse 11A ist mit einem zentrischen, hohlen Bereich 18 und drei im Durchmesser unterschiedlichen Schulterbereichen versehen. Der zentrische, hohle Bereich 18 steht mit der Brennkammer 2 in Verbindung. Das zylindrische Rückschlagventilelement 14 ist an dem Schulterbereich mit dem kleinsten inneren Durchmesser angeordnet; das dreieckförmige Abstandsteil 16, das zylindrische Ventilelement 15 und das Abstandshalterträgerteil 11C sind an dem Schulterbereich mit dem mittleren Innendurchmesser angeordnet; und das Ventilstangen-Halterungsgehäuse 11B ist in den Schulterbereich mit dem größten inneren Durchmesser eingeschraubt.
Das Ventilstangen-Halterungsgehäuse 11B ist mit einem zentrischen, longitudinalen Hohlbereich oder Durchgang 19 versehen, durch den die Ventilstange 12 lose eingepaßt ist, und ein radialer Durchgang 17 öffnet sich zu dem Atmosphärendruck.
Die Ventilstange 12 ist mit einem Flanschbereich 12a und einem Kopfbereich 12b ausgebildet. Die Ventilfeder 13 ist zwischen dem Flanschbereich 12a der Ventilstange 12 und der inneren, oberen Oberfläche des Kappengehäuses 11D eingefügt.
Weiterhin sind, da das dreieckförmige Abstandselement 16 in den Schulterbereich mit dem mittleren Innendurchmesser eingepaßt ist, drei Ansammlungsräume 16a zwischen den äußeren Seitenflächen des Abstandselements 16 und der inneren Wand des Hauptventilgehäuses 11A gebildet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Weiterhin ist das Rückschlagventil 14 radial und axial lose in den Schulterbereich mit dem kleinsten Innendurchmesser des Hauptventilgehäuses 11A eingepaßt und das Ventilelement 15 ist ebenso radial und axial lose zwischen dem dreieckförmigen Abstandsstück 16 und dem Ventilstangen- Halterungsgehäuse 11B eingepaßt, wobei es üblicherweise gegen das Abstandselement 16 der Ventilstange 12, durch die Ventilfeder 13 vorgespannt, gedrückt wird.
Demzufolge steht der Ansammlungsraum 16a mit der Brennkammer 2 über das Hückschlagventilelement 14 und den axialen Durchgang 18 und darüberhinaus mit dem Atmosphärendruck über das Ventilelement 15 und dem axialen Durchgang 19 und dem radialen Durchgang 17, der in dem Ventilstangen-Halterungsgehäuse 11B gebildet ist, in Verbindung.
Die Arbeitsweise des Anlasserleichterungsventils gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Bevor der Motor gestartet wird, befindet sich das Ventil in der Stellung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Unter diesen Bedingungen wird ein Gemisch, wenn der Motor durch einen (nicht dargestellten) Wiederaufwickelstarter oder einen Startermotor gestartet wird, da das Ventilelement 15 durch die Ventilstange 12, die durch die Ventilfeder 13 gedrückt wird, offengehalten wird, in den Motorzylinder 1 eingeführt und durch den Kolben 3 komprimiert, das teilweise in die Atmosphäre über das Rückschlagventilelement 14, den Ansammlungsraum 16a, das Ventilelement 15, den axialen Durchgang 19 und den radialen Durchgang 17, die in dem Ventilstangen-Halterungsgehäuse 11B gebildet sind, abgegeben wird. Deshalb ist es möglich, eine Reaktionskraft aufgrund des Zylinderdrucks, der bei einem Kolbenkompressionstakt erzeugt wird und gleichzeitig auf den Wiederaufwickelstarter oder den Startermotor übertragen wird, zu verringern und damit den Motorstartvorgang zu erleichtern.
Allerdings wird, wenn das komprimierte Gemisch innerhalb des Motorzylinders 1 gezündet wird, da ein Explosionsdruck (höher als der Kompressionstaktdruck) in den Ansammlungsraum 16a über das Rückschlagventilelement 14 einwirkt, das Ventilelement 15 gegen die Ventilfeder 13 geschlossen, so daß der axiale Durchgang 19 und der radiale Durchgang 17 geschlossen gehalten werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Unter diesen Bedingungen kann der Motor, da das Ventilelement 15 durch einen hohen Explosionsdruck, der in den Ansammlungsraum 16a eingegeben wird, geschlossen gehalten wird, unter üblichen Bedingungen betrieben werden. Unter diesen Bedingungen wird das Rückschlagventilelement 14 ebenfalls durch den angesammelten Druck geschlossen gehalten.
Weiterhin fällt der angesammelte Druck, wenn der Motor angehalten wird, ab, da der Druck innerhalb des Ansammlungsraums 16a über einen kleinen Spalt des Rückschlagventilelements 14 freigegeben wird (da die axiale Länge des kleinsten Schulterbereichs des Hauptventilgehäuses 11A breiter als die Dicke des Rückschlagventilelements 14 ist), so daß das Ventilelement 15 durch die elastische Kraft der Ventilfeder 13 in seine ursprüngliche Stellung zurückkehrt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
Weiterhin ist es möglich, in dem Fall, in dem das Ventilelement 15 in dem Ventilsitz (die untere Endfläche des Ventilstangen-Halterungsgehäuses 11B) stecken bleibt, unmittelbar das Ventilelement 15 in seine ursprüngliche Öffnungsstellung durch Drücken gegen den Kopf 12b der Ventilstange 12 mit der Hand zurückzudrücken.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es bei dem Anlasserleichterungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, da der Druck, der innerhalb des Motorzylinders gebildet und auf den Wiederaufwickelstarter oder den Startermotor einwirkt, bei einem ersten Motorkompressionstakt freigegeben werden kann, um den Kompressionsdruck zu erniedrigen, den Motorstart zu erleichtern. Nachdem der Motor gestartet worden ist, kann der Motor, da der Druck, der innerhalb des Motorzylinders durch den Explosionstakt erzeugt und danach in dem Ansammlungsraum zwischen dem Ventilelement und dem Rückschlagventilelement angesammelt wird, um das Ventil gegen die elastische Kraft der Ventilfeder geschlossen zu halten, unter üblichen Bedingungen betrieben werden. Beim Anhalten des Motors wird der angesammelte Druck über das Rückschlagventilelement und das Ventilelement freigegeben.
Weiterhin ist es in dem Fall, in dem das Ventilelement in dem Ventilsitz durch Fremdeinwirkung und durch Schmiermittel, Kohlenstoff, usw. klemmt, möglich, das Ventilelement einfach zu seiner normalen, offenen Stellung durch einfaches Drücken gegen den Kopf der Ventilstange per Hand zurückzuführen.
Weiterhin ist es möglich, da kein elastisches Federelement für das Rückschlagventilelement verwendet wird, das mit einem Gas von hoher Temperatur in Berührung gelangt, Fehlfunktionen des Rückschlagventilelements infolge eines ermüdeten Federelements, das durch Temperatur spannungsfrei geglüht ist, zu verhindern. Weiterhin ist es möglich, da das Rückschlagventilelement nicht vom Kolbentyp ist, Fehlfunktionen des Rückschlagventilelements infolge von Kohlenstoffansammlungen zu verhindern.

Claims

1. Ein Anlasserleichterungsventil (10) für Brennkraftmotoren, umfassend:

ein an dem Brennkraftmotor befestigtes Ventilgehäuse (11);

ein Abstandsglied (16), das in dem Ventilgehäuse (11) angeordnet und mit wenigstens einem Ansammlungsraum (l6a) zum Ansammeln von Explosionsdruck des Brennkraftmotors gebildet ist;

ein Rückschlagventilelement (14), das in dem Ventilgehäuse (11) zum Öffnen und Schließen einer Verbindung zwischen einer Motorbrennkammer (2) und dem Ansammlungsraum (16a) angeordnet ist;

ein weiteres Ventilelement (15), das in dem Ventilgehäuse (11) zum Öffnen und Schließen einer Verbindung zwischen dem Ansammlungsraum (16a) und dem Atmosphärendruck so angeordnet ist, daß beim Verdichtungshub des Brennkraftmotors Zylinderdruck durch das geöffnete Rückschlagventilelement (14) und das geöffnete weitere Ventilelement (15) an den Atmosphärendruck abgegeben wird, und daß beim Explosionshub des Brennkraftmotors und danach Zylinderdruck in dem Ansammlungsraum (16a) angesammelt wird, indem das weitere Ventilelement (15) geschlassen wird;

dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasserleichterungsventil (10) für einen Brennkraftmotor ferner umfaßt:

eine Ventilstange (12), um das weitere Ventilelement (15) durch eine Ventilfeder (13) elastisch in den geöffneten Zustand zu drücken, so daß beim Anhalten des Brennkraftmotors angesammelter Druck durch das Ventilelement (15) freigesetzt wird, indem die Ventilstange (12) gedrückt wird, um das Ventilelement (15) zurückzusetzen.

2. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren nach Anspruch 1, bei dem die Ventilstange (12) mit einem Ventilkopf (12b) ausgebildet ist, der von dem Ventilgehäuse (11) hervorsteht, wobei in dem Fall, daß das weitere Ventilelement (15) an einem Ventilsitz klebt, das weitere Ventilelement (15) ohne weiteres öffnend freigegeben wird, wenn der Ventilkopf (12b) gedrückt wird.

3. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach Anspruch 1, das ferner eine Stangeneinrichtung (12) zum zwangsweisen Öffnen des weiteren Ventilelements (15) gegen den Druck innerhalb des Ansammlungsraumes (16a) umfaßt.

4. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach Anspruch 1, bei dem das Abstandselement (16) dreieckförmig ist, wobei drei Ansammlungsräume (16a) zwischen drei Endoberflächen des Abstandsstücks (16) und einer Innenwand des Ventilgehäuses (11) gebildet sind.

5. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach Anspruch 1, bei dem das Rückschlagventilelement (14) lose in das Ventilgehäuse (11) so eingpaßt ist, daß, wenn der Brennkraftmotor angehalten wird, der Ansammlungsdruck abfällt und das weitere Ventilelement (15) durch die Ventilfeder (13) in den offenen Zustand gedrückt wird.

6. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach Anspruch 1 oder 5, bei dem das weitere Ventilelement (15) lose innerhalb des Ventilgehäuses (11) eingepaßt ist.

7. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach Anspruch 1 oder 5, bei dem das Rückschlagventilelement (14) eben ist.

8. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach irgendeinem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, 6, 7, bei dem das weitere Ventilelement (15) eben ist.

9. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Ventilgehäuse (11) ein Hauptventilgehäuse (11A), ein Halterungsgehäuse (11B), das die Ventilstange (12) hält und die Ventilfeder (13) aufnimmt, und ein Kappengehäuse (11D) auf dem Halterungsgehäuse (11B) einschließt, wobei das benannte Hauptventilgehäuse (11A), das Halterungsgehäuse (11B) und das Kappengehäuse (11D) durch Gewindeeingriff aneinander lösbar befestigt sind.

10. Ein Anlasserleichterungsventil für Brennkraftmotoren, nach irgendeinem der Ansprüche 1, 2 oder 9, bei dem das Ventilgehäuse (11) an dem oberen Bereich eines Zylinders (1) des Brennkraftmotors mittels Gewindeeingriff (11a) lösbar angebracht ist

11. Ein Anlasserleichterungsventil (10) für Brennkraftmotoren, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, das bei einem Zweitakt-Brennkraftmotor angewendet wird.