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Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor mit gesteuerter
bzw. geregelter pneumatischer Einspritzung, der einen
Ausgleich von Massen erster Ordnung umfaßt.
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Die Zweitaktmotoren mit einem oder mehreren Zylindern
umfassen im allgemeinen ein mit jedem der Zylinder
verbundenes Gehäuse, das Gehäuse-Pumpe genannt wird, welches mit
einem der Enden der Brennkammer des Zylinders kommuniziert
und die Einführung von Frischgas in den Zylinder unter der
Zwischenschaltung von wenigstens einer Leitung und einer
Überleitungsöffnung sicherstellt. Der Kolben, der sich auf
eine hin- und hergehende Weise in dem Zylinder verschiebt
bzw. bewegt, stellt gleichermaßen die Ansaugung und
Komprimierung bzw. Verdichtung von Frischgasen in der Gehäuse-
Pumpe sicher. Ein Einlaß(-klappen-)ventil, das an der
Gehäuse-Pumpe angeordnet ist, gestattet die Einführung von
Frischgasen in das Gehäuse, während sich der Kolben in der
dem Gehäuse gegenüberliegende Richtung verschiebt, wobei
diese Frischgase dann komprimiert werden und die Schließung
des Ventiles sichergestellt wird, während sich der Kolben
in Richtung des Gehäuses bewegt. Wenn die
korrespondierenden Öffnungen des Zylinders durch den Kolben freigegeben
sind, werden die Frischgase in den Zylinder über die
Leitungen und Überleitungsöffnungen eingeführt und erzeugen
eine Spülung von Frischgasen, die bestimmt sind, die Abgase
bzw. Rauchgase zu ersetzen, die über die Auslaßöffnungen
evakuiert werden, welche im allgemeinen auf eine
verschobene Weise in bezug auf die Überleitungsöffnungen angeordnet
sind. Der Kolben verschiebt sich, indem er sich von dem
Gehäuse entfernt, derart, um die Gase, die in dem Zylinder
enthalten sind, zu komprimieren bzw. zu verdichten. Die
Zündung und die Verbrennung eines Gemisches aus Luft und
aus Kraftstoff rufen dann die Antriebsverschiebung des
Kolbens zu dem Gehäuse hervor.
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Darüber hinaus kennt man auf besondere Weise
Zweitaktmotoren mit einem oder mehreren Zylindern, die eine mit jedem
der Zylinder verbundene Vorrichtung zur pneumatischen
Einspritzung bzw. Injektion von Kraftstoff umfassen, welche
die Zerstäubung eines flüssigen Kraftstoffes durch ein
unter Druck stehendes Gas, das im allgemeinen komprimierte
Luft ist, und die Einführung des erhaltenen
Kohlenwasserstoffgemisches in den Zylinder des Motors realisiert. Die
Zufuhr und die Spülung des Zylinders durch die Frischluft
werden dann unabhängig von der pneumatischen Einspritzung
von Kraftstoff vorgenommen, die um einen Zeitpunkt
verschoben ist, welcher durch den Betriebszyklus des Motors
bestimmt wird.
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Ganz spezifisch kann die Vorrichtung zur pneumatischen
Einspritzung von Kraftstoff eine Kammer umfassen, die in
Kommunikation mit der Innenkammer des Zylinders unter der
Zwischenschaltung einer spezifischen Vorrichtung, welche in
der folgenden Beschreibung Vorrichtung zur Steuerung bzw.
Regelung der pneumatischen Einspritzung genannt wird,
gebracht werden kann. Die zu jedem Zylinder gehörige
Vorrichtung zur Steuerung kann durch ein automatisches Ventil bzw.
Selbststeuerventil, ein gesteuertes bzw. geregeltes Ventil,
einen Drehschieber ... gebildet sein.
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Bei diesem Typ von Einspritzung kann das unter Druck
stehende Gas entweder aus einem Hilfsbehälter oder einem Teil
des Motors, der dieses unter Druck stehende Gas produziert,
stammen.
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Insbesondere hat man vorgeschlagen, der Vorrichtung zur
Einspritzung komprimierte Luft auf der Grundlage eines
Raumes bzw. eines Volumens bzw. einer Kapazität zuzuführen,
dessen Nachfüllung bzw. Wiederaufladung durch die Gehäuse-
Pumpe vorgenommen wird, welche die Zufuhr und die Spülung
des Zylinders des Motors mit Frischluft sicherstellt.
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Das Dokument FR-2.623.854 offenbart einen Motor, der die
oben definierten Merkmale aufweist.
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Die Erfindung findet ganz besonders Anwendung auf den Typ
eines Motors, der soeben definiert worden ist und den
Ausgleich von sich hin- und herbewegenden Massen erster
Ordnung betrifft.
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Das Dokument FR-2.558.232 definiert eine
Brennkraftmaschine, bei welcher der Ausgleich von Kräften erster Ordnung,
der durch die schwingenden Massen des Motors erzeugt wird,
durch zusätzliche Massen, die an eine Drehung mit der
Nokkenwelle gekoppelt sind, welche durch eine Drehung durch
die Kurbelwelle mitgenommen ist, und durch zusätzliche
Massen, die an eine Drehung mit der Kurbelwelle gekoppelt
sind, realisiert wird.
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Es ist dem Fachmann bekannt, daß ein Ausgleich eines Motors
erster Ordnung eine Welle benötigt, die von der Kurbelwelle
unterschiedlich ist und mit der gleichen Geschwindigkeit
sowie in umgekehrter Richtung dreht.
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Die vorliegende Erfindung schlägt eine Lösung zu dem
Problem des Ausgleiches erster Ordnung von Motoren des
vorerwähnten Typs vor.
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Gegenüber dem Stand der Technik und insbesondere dem
Dokument FR-2.558.232 schlägt die vorliegende Erfindung eine
einfachere, somit weniger kostenintensive und
zuverlässigere Lösung vor.
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Tatsächlich sieht die vorliegende Erfindung kein
Zahnradsystern als Antriebssystem vor.
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Es ist somit keine Schmierung (mit Zahnrädem verbunden)
notwendig.
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Weiterhin ist gemäß der Erfindung die Abnutzung bzw. der
Verschleiß von bewegten Teilen sehr gering; die Gesamtheit
ist ruhiger bzw. geräuschloser.
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Außerdem kann die Anwesenheit von Umlenkrollen bzw.
Umlenkscheiben vorteilhafterweise ausgenützt werden, um andere
Elemente mitzunehmen, die mit dem Betrieb des Motors
verbunden oder nicht verbunden sind.
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Um insbesondere die oben erwähnten Ziele zu erreichen,
betrifft die vorliegende Erfindung einen Zweitaktmotor,
umfassend eine Kurbelwelle, die um eine erste Drehachse dreht
und wenigstens eine Ausgleichsmasse aufweist, eine
Einrichtung zur Steuerung der Zufuhr von wenigstens einer
Brennkammer, die um eine zweite zu der ersten Drehachse
parallele Drehachse dreht und durch die Kurbelwelle
drehangetrieben ist, wobei wenigstens eine Ausgleichsmasse mit der
Einrichtung zur Steuerung der Zufuhr drehverbunden ist, um
einen Ausgleich erster Ordnung von sich hin- und
herbewegenden Massen vorzunehmen. Ein solcher Motor ist aus dem
Dokument EP-A-0 126 661 bekannt.
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Der Motor gemäß der Erfindung umfaßt ein System zur
pneumatischen Einspritzung bzw. Injektion des Kraftstoffes, das
einen Teil der Charge an Luft verwendet, um den Kraftstoff
in der Brennkammer zu vorbestimmten Zeitpunkten des
Betriebszyklus zu zerstäuben; ein gegenläufiger Antrieb der
Einrichtung zur Steuerung der pneumatischen Einspritzung
durch die Kurbelwelle ist durch die Zwischenschaltung eines
Riemens, der an seinen zwei Seiten mit Zähnen versehen ist,
und durch außerdem wenigstens zwei Umlenkrollen, die von
dem Riemen angetrieben sind und deren Drehachse parallel zu
der Achse der Kurbelwelle sein kann, realisiert, wobei die
Achse der wenigstens einen der Umlenkrollen bestimmt ist,
andere Elemente, welche mit dem Betrieb des Motors
verbunden oder nicht verbunden sind, in Drehung zu versetzen.
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Vorzugsweise kann das wenigstens eine der anderen Elemente,
welche durch die wenigstens eine der Umlenkrollen
mitgenommen ist, aus der Gruppe ausgewählt werden, welche durch
einen Wechselstromgenerator, eine Wasserpumpe, eine
Vakuumpumpe oder eine Benzinpumpe gebildet ist.
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Die Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten,
Besonderheiten und Vorteilen besser verständlich, die anhand der
Lektüre der nachfolgenden verdeutlichenden und nicht
beschränkenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen besser hervorgehen, wobei:
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Fig. 1 einen Längsschnitt eines Motors gemäß der
Erfindung darstellt,
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Fig. 2 ein Schema ist, welches den Antrieb der
Nockewelle durch die Kurbelwelle gemäß der Erfindung
darstellt, und
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Fig. 2A ein Detail des Riemens zur Übertragung zeigt.
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In der Fig. 1 sieht man den Zylinder 1 eines
Zweitaktmotors, in welchem sich auf eine hin- und hergehende Weise
ein Kolben 2 verschiebt bzw. bewegt, der unter der
Zwischenschaltung
einer Pleuelstange 3 mit einer Kurbelwelle 4
verbunden ist. Der Zylinder 1 kommuniziert über seinen
offenen unteren Teil mit einer Gehäuse-Pumpe 5, in welche der
Kolben 2 teilweise bei seiner Verschiebung bzw. Bewegung zu
seinem unteren Totpunkt eindringen kann, wie in der Fig. 1
dargestellt ist. Das Gehäuse 5 umfaßt eine Leitung 7 zum
Einlaß von Luft, deren Öffnung und Schließung über ein
(Klappen-)Ventil 6 gesteuert bzw. geregelt wird. Der Kolben
2 ist bei seiner Verschiebung zu seinem unteren Totpunkt
geeignet, die Luft, welche in dem Gehäuse 5 enthalten ist,
zu komprimieren bzw. zu verdichten und in Leitungen, wie 8,
welche über Überleitungsschlitze 9 in die Kammer des
Zylinders (ein-)münden, zurückzudrängen bzw. zu fördern. Die
Spülung des Zylinders 1 mit Frischluft wird so dank des
Gehäuses 5 und der Leitungen 8 sichergestellt, während der
Kolben 2 die Schlitze 9 beim Verschieben nach unten
freigibt.
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Eine Auslaßleitung bzw. Auspuffleitung 11 kommuniziert mit
der Kammer des Zylinders 1 über Auslaßschlitze 10, deren
Position in der Richtung des Hubes des Kolbens 2 in bezug
auf die Position der Überleitungsschlitze 9 geringfügig
verschoben ist, derart, daß der Kolben 2 beim Verschieben
nach unten zuerst die Auslaßschlitze 11, dann die
Überleitungsschlitze 9, welche die Spülung des Zylinders 1 mit
Frischluft sicherstellen, freigibt, wobei die Abgase bzw.
Rauchgase über die Schlitze 10 evakuiert werden.
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Der Zylinder 1 wird in seinem oberen Teil durch einen
Zylinderkopf 12 abgeschlossen, in dem eine Zündkerze 13 und
eine Gesamtheit 14 befestigt sind, welche eine Vorrichtung
15 zur pneumatischen Einspritzung bzw. Injektion und einen
Raum bzw. ein Volumen bzw. eine Kapazität 17 umfaßt.
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Die Vorrichtung zur pneumatischen Einspritzung, die mit
"pneumatischer Injektor bzw. pneumatische Düse 15"
bezeichnet werden kann, umfaßt einen Injektor bzw. eine Düse 16
zur Zufuhr von flüssigem Kraftstoff.
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Der pneumatische Injektor 15 kann eine Kammer 15a umfassen,
die im Inneren des Zylinderkopfes 12 angeordnet ist, welche
in den oberen Teil des Zylinders 1 auf Höhe eines
Ventilsitzes 18 und eines Ventiles 20, dessen Schaft an seinem
Ende mit einer Betätigungsnocke 21 in Kontakt steht, (ein-)
mündet.
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Der Injektor 16 zur Zufuhr von Kraftstoffliefert der
Kammer 15a Kraftstoff.
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Das Ventil 20 wirkt mit dem Sitz 18 zusammen, um die
Öffnung und die Schließung des pneumatischen Injektors durch
Einwirkung der Nocke 21 und einer Rückstellfeder 22
sicherzustellen.
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Es muß also eine direkte Beziehung zwischen der Bewegung
des Kolbens 2 und derjenigen des Ventiles 20 existieren.
Ganz genau, wie die Pfeile 4b und 21b andeuten, drehen die
Kurbelwelle 4 und die Nocke 21 in entgegengesetzter
Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit. Sie sind jeweils auf
einer Achse 4a bzw. 21a befestigt bzw. angeordnet.
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Die Fig. 2 zeigt auf schematische Weise die Verbindung
zwischen der Kurbelwelle 4 und der Nockenwelle 21a in dem Fall
eines Motors mit zwei Zylindern.
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Gemäß dieser Figur wird die Kurbelwelle 4 durch zwei Kolben
2 mitgenommen und nimmt die Nockenwelle 21a über eine
spezifische Vorrichtung mit, die nachfolgend in größerem
Detail beschrieben wird. Das Detail der besonderen Funktion
der Nocken der Nockenwelle (Steuerung bzw. Regelung bzw.
Betätigung der Öffnung der Ventile), dem Fachmann allgemein
bekannt, wird nicht im einzelnen beschrieben.
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Es ist demgegenüber für das Verständnis der Erfindung
notwendig, mehr den dynamischen Ausgleich zu erklären, der
notwendig ist, um die Schwingungen des Motors zu vermeiden.
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Ganz besonders handelt es sich darum, die hin- und
hergehenden Massen des Motors auszugleichen.
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Die Kurbelwelle 4 trägt an dem einen ihrer Enden ein
Schwungrad bzw. eine Schwingmasse 23. In dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gestatten zwei (oder mehrere)
Gegengewichte 24 einen Ausgleich der Kurbelwelle. Außerdem sind
dort auf Höhe der Nockenwelle 21a zwei (oder mehrere)
andere bzw. weitere Massen befestigt, um den Motor dynamisch
auszugleichen bzw. ins Gleichgewicht zu bringen.
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Wie schon beschrieben worden ist, ist es für den
dynamischen Ausgleich erster Ordnung eines Motors notwendig, eine
Welle zu haben, die zur Kurbelwelle unterschiedlich dreht,
in entgegengesetzter Richtung dreht. Man verwirklicht
diesen Ausgleich vorzugsweise dadurch, indem auf der
Nockenwelle 21a ein oder mehrere Fliehgewichte befestigt werden.
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Vorteilhafterweise erfüllt die Nockenwelle hier zwei
Funktionen:
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- die Drehung der Nocken, welche die Öffnung und die
Schließung der Ventile steuern bzw. regeln bzw.
betätigen, und
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- den Ausgleich bzw. das Ingleichgewichtbringen von Kräften
erster Ordnung, die durch die schwingenden Massen erzeugt
werden.
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Gemäß der Erfindung wird die Übertragung der Bewegung
zwischen der Kurbelwelle 4 und der Nockenwelle 21a durch das
folgende System verwirklicht:
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Eine erste sogenannte Antriebsrolle bzw. Mitnahmerolle bzw.
Antriebsscheibe bzw. Mitnahmescheibe 26 ist an einem Ende
der Achse 4a der Kurbelwelle befestigt. Eine zweite Rolle
bzw. Scheibe 27 ist an einem Ende der Nockenwelle 21a
befestigt. Diese zwei Rollen drehen dank eines doppelseitigen
Zahnriemens bzw. eines Riemens 28 mit doppelseitiger
Zahnung, der nacheinander über die Antriebsrolle 26, über eine
erste Umlenkrolle bzw. Umlenkscheibe 29, über die Rolle 27,
dann schließlich über eine zweite Umlenkrolle bzw.
Umlenkscheibe 30 führt, in entgegengesetzter bzw. umgekehrter
Richtung. Die Rollen 26, 27, 29 und 30 befinden sich
selbstverständlich in einer gleichen Ebene und der über
seine zwei Seiten eingerastete Riemen 28 gestattet durch
eine einfache, zuverlässige und wenig kostenintensive
Anordnung, eine gegenläufige bzw. entgegengesetzt drehende
Übertragung zwischen der Antriebsrolle 26, die mit der
Kurbelwelle verbunden ist, und der Rolle 27 der Nockenwelle zu
haben.
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Die Tatsache, daß sich die sämtlichen Komponenten der
Übertragung, d.h. die sämtlichen Rollen, in einer gleichen
Ebene befinden, gestattet im Verhältnis zu dem vorerwähnten
Stand der Technik, einen verringerten Platzbedarf zu haben.
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Die Fig. 2A zeigt spezifischer den doppelseitigen
Zahnriemen 28, der zum Beispiel auf an sich bekannte Weise mit
einer (metallischen, geflochteten ...) Armierung bzw.
Verstärkung, die in dem Kautschuk eingebettet bzw. eingelassen
ist, welche ein zahnförmiges Profil an ihren beiden Seiten
aufweist, gebildet sein kann.
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Ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen,
kann die Nockenwelle 21a, die mit dem (oder den) Ventil(en)
20 verbunden ist, durch eine Achse bzw. Welle ersetzt
werden, an welcher ein oder mehrere Drehschieber befestigt
sind, welche die gleiche Funktion wie die oben definierten
Ventile zur Steuerung bzw. Regelung bzw. Betätigung der
pneumatischen Einspritzung: Öffnung/Schließung der Zufuhr
eines Kohlenwasserstoffgemisches in die Brennkammer 1
erfüllen.
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Außerdem können auf besonders vorteilhafte Weise ein oder
mehrere der Umlenkrollen 29, 30 verwendet werden, um andere
bzw. weitere Elemente, die mit der eigentlichen
Betriebsweise des Motors verbunden oder nicht verbunden sind, in
Drehung versetzt bzw. drehangetrieben werden. So können der
Wechselstromgenerator, die Wasserpumpe, eine Vakuumpumpe
(für das Bremsen verwendet), eine Förderpumpe bzw.
Umwälzpumpe, eine hydraulische Aufhängungspumpe oder außerdem
eine Benzinpumpe ... durch eine der Umlenkrollen
angetrieben bzw. mitgenommen werden.
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Die vorliegende Erfindung findet ganz besonders Anwendung
auf einen Zweitaktmotor mit pneumatischer Einspritzung bzw.
Injektion, bei welchem ein Teil der Luftcharge verwendet
wird, um die pneumatische Einspritzung zu verwirklichen,
während der andere Teil der Luftcharge in den Zylinder dank
wenigstens eines Schlitzes 9, der durch den Kolben 2
freigegeben ist, eingeführt wird. Außerdem gibt der Kolben 2
wenigstens einen weiteren sogenannten Auslaßschlitz 10
frei.
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Selbstverständlich können andere Anordnungen und/oder
Modifikationen bei dem System durch den Fachmann vorgenommen
werden, das soeben beschrieben worden ist, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung, welche durch den Anspruch 1
definiert ist, zu verlassen.