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Schiebersteuerung für Zweitakt-Brennkraftmasdiinen Der Verlauf des
Gaswechselvorganges bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen ist abhängig von der Motordrehzahl.
Jede Veränderung der Motordrehzahl hat eine Änderung des Gaswechselvorganges zur
Folge. Diese Änderung äußert sich in ungleichen Zylinderfüllungen mit Frischluft
(bzw. mit Gemisch) und beeinflußt die Wirtschaftlichkeit des Gaswechselvorganges.
Die ungleichen Zylinderfüllungen hei wechselnder Drehzahl haben zur Folge, daß das
Drehmoment des Motors nicht konstant bleibt. Diese Erscheinung bei Zweitaktllotoren
wird durch den Steuervorgang sowie durch Gasdruckschwingungen, die beimGaswechselvorgang
in den Auspuff- und Frischluftrohren auftreten, verursacht. Eine Änderung des Steuervorganges
ermöglicht - eine Beeinflussung dieser Erscheinung.
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Bei schnell laufenden Zweitakt-Fahrzeugmotoren muß aus Gründen der
Wirtschaftlichkeit im Bereich der maximalen Motordrehzahl der wirtschaftlichste
Gaswechselvorgang erzielt werden. Um diese Forderung zu erfüllen, muß der -Steuervorgang
entsprechend eingerichtet werden durch geeignete Wahl der Steuerzeiten und -querschnitte.
Außerdem müssen die auftretenden Gasdruckschwingungen in den Auspuff- und Frischluftrohren
durch geeignete Wahl der Rohrquerschnitte und -längen so beeinflußt werden, daß
die günstigste Einwirkung auf den Gaswedhselvorgang erfolgt. Die Maßnahmen, die
zur Erreichung des wirtschaftlichsten
Gaswechselvorgatlges im maximalen
Drehzahlbereich erforderlich 'sind; verursachen im mittleren Drehzahlbereich eine
ungünstige Beeinflussung des. ' Gaswechselvorganges. Damit im Zusammenhang erfolgt
ein Absinken des Motordrehmomentes im mittleren Drehzahlbereich, das besonders bei
schnell laufenden Fahrzeugmotoren störend in Erscheinung tritt. Für schnell laufende
Fahrzeugmotoren ist ein konstantes Drehmoment im mittleren und maximalen Drehzahlbereich
von großer Wichtigkeit.
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Im folgenden wird eine Schiebersteuerung für schnell laufende Zweitakt-Fahrzeugmotoren
beschrieben, die ein angenähert konstantes Drehmoment im mittleren und maximalen
Drehzahlbereich ermöglicht. Im Bild i bis 6 ist der Erfindungsgegenstand schematisch
dargestellt. Die erfindungsgemäße Steuerung weist folgende Anordnungen auf: Die
Ein- und Auslaßschlitze sind unmittelbar oder-versetzt übereinanderliegend am Zylinderumfang
des unteren Zylinderendes angeordnet (Bild i). Die Einlaßschlitze i können oberhalb
der Auslaßschlitze 2 oder auch umgekehrt angebracht sein. Die Einlaßkanäle sind
zur Zylinderachse geneigt ausgeführt, um den einströmenden Frischluftstrahlen eine
schräg nach oben führende Einströmrichtung- zu geben. Die einströmenden Frischluftstrahlen
können auch durch eine Ablenkfläche. am Kolben 3 nach oben gerichtet werden, wenn
die Einlaßkanäle unterhalb der Auslaßkanäle liegen. Die Einlaßkanäle müssen paarweise
diametral gegenüberliegend am Zylinderumfang angeordnet sein, damit die schräg aufeinander
auftreffenden Frischluftstrahlen in der Zylindermitte sich gegenseitig nach oben
ablenken. Die in der Zylindermitte aufsteigenden Frischluftstrahlen werden am oberen
Zylinderende nach außen zur Zylinderwand abgelenkt. Im Bereich des Verdichtungsraumes
des Zylinders ist an der Zylinderwand ein Ablenkschirm 4 vorgesehen, der den absteigenden
Frischluftstrahlen eine schräg nach unten führende Richtung zur Zylindermitte gibt.
Die absteigenden Frischluftstrahlen treffen schräg am Kolbenboden auf; werden zur
Zylindermitte und im weiteren Verlauf wieder nach oben abgelenkt. Der Ablenkschirm
bezweckt ein Ablösen der absteigenden Frischluftstrahlen von der Zylinderwand zur
Vermeidung von Spülluftverlusten sowie zur Vermeidung einer Behinderung der Abgasausströmung
durch die absteigenden Frischluftst-rahlen. Die Steuerung der Einlas- und Auslaßschlitze
wird durch einen rohrförmigen Steuerschieber 5 bewirkt. Der Steuerschieber ist konzentrisch
zur Zylinderachse auf der Innenseite des Zylinders angebracht und führt eine auf-
und abwärts gehende Steuerbewegung währenddes Gaswechselvorganges aus. Der Antrieb
des Steuerschiebers erfolgt durch eine Steuerkurvenscheibe 6 mit seitlich eingefräster
Steuerkurve. Die Steuerkurvenscheibe ist auf der Kurbelwelle befestigt und überträgt
die Steuer: l;ewegung über eine Geradführung 7 auf den Steuer-»p Schieber.
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Die Steuerung der Einlas- und Auslaßschlitze erfolgt durch entsprechend
angeordnete Einlaßsteuerschlitze 8 und. Auslaßsteuerschlitze 9 im Ste4erschieber.-
Der Kolben beeinflußt zusätzl'lcli° den Steuervorgang der jeweils am unteren Zylinderende
angeordneten Auslas- oder Einlaßschlitze. Bei Anordnung ,der Auslaßschlitze am unteren
Zylinderende erfolgt deren Öffnung,durch den abwärts gehen-
den Kolben. Die
Auslaßsteuerschlitze geben beim Öffnungsvorgang den vollen Querschnitt der Aus-,
Iaßschlitze frei. Der Schließvorgang der Auslaß-'sehlitxe wird durch den abwärts
gehenden Steuerschieber und zusätzlich durch den aufwärts gehenden Kolben bewirkt.
Beim Abwärtsgang des Steuerachiebers werden die Einlaßschlitze durch die Einlaßsteuerschlitze
geöffnet. Der aufwärts gehende Steuerschieber schließt die Einlaßschlitze. Bei Anordnung
der Eitilaßschlitze am unteren Zylinderende erfolgt die Öffnung der Auslaßschlitze
beim Abwärtsgang des Steuerschiebers durch die Auslaßsteuerschlitze.Die Schließung
der Auslaßschlitze wird durch den aufwärts gehenden Steuerschieber vollzogen bei
gleichzeitiger Öffnung der Einlasschlitze durch die Einlaßsteuerschlitze. Die Schließung
der Einlasschlitze erfolgt durch den aufwärts gehenden Kolben. Während des Öffnungsvorgänges
der Auslaßschlitze sind die Einlasschlitze durch den. Kolben. überdeckt. In der
Ausgangsstellung des. Steuerschiebers erfolgt keine Überdeckung der Einlasschlitze,
durch die Einlaßsteuerschlitre.
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Der Steuerschieber ist verstellbar ausgeführt und kann während des
Betriebes in einem vorgesehenen Bereich 'um die Zylinderachse verdreht werden. Für
die Verstellung des Steuerschiebers ist eine besondere Verstellvorrichtung erforderlich
(Bild i und 2). Die Verstellvorrichtung besteht aus der Verstell-Babel io des Steuerschiebers
mit einem senkrecht angeordneten Verstellschlitz und der Verstellstange i i mit
Verstellzapfen 12. Der Verstellzapfen gleitet im Verstellschlitz der Verstellgabel.
Die Mitnehmerlasche 13 des Steuerschiebers ist mit einem, horizontalen Gleitschlitz
versehen, um ein Gleittn zwischen Mitnehmerlasche und Mitnehmerzapfen 14 der Geradführung
während der Verstellung des Steuerschiebers zu ermöglichen. Die Verstellung des
Steuerschiebers wird durch Verschieben der Verstellstange bewirkt und kann von Hand
aas oder automatisch durch einen Fliehkraftregler während des Betriebes betätigt
werden.
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Die Verstellung des Steuerschiebers bewirkt eifre nuerschnittsdrosselung
der Einlas- und Auslaß--schlitze (Bild 3 bis 6). Die Anordnungen, die im Bild 3
bis 6 für die Einlaßkanäle dargestellt sind, gelten in analoger Weise für die Auslaßkanäle.
Bei der Ausführung im Bild 3 und 4 ist je eine Tren-. nungswand 15 in den Einlas-
baw. Auslaßkanälen vorgesehen,, die bis zum Ende der anschließenden Frischluft-
bzw. Auspuffrohre durchläuft. err Steuerschieber wird so weit verdreht, das, die
Seitenkante der Steuerschlitze vor die Trennujagswand zu liegen kommt und die betreffenden
Querschnitte der Einlas- bzw. Ausläßschlitze schließt. Die durchlaufende Trennungswand
in den Einllß-bzw. Auslaßkanälen bezweckt eine Ausschaltung der .betreffenden. Kanalquerschnitte.
Eine andere
Ausführung der Querschnittsdrosselung ist im Bild 5
und 6 dargestellt. Bei dieser Ausführung wird der Steuerschieber so weit verdreht,
daß der gesamte Querschnitt von zwei gegenüberliegenden Einlaß-bzw. Auslaßschlitzen
geschlossen wird, während die beiden anderen gegenüberliegenden Einlaß- bzw. Auslaßschlitze
geöffnet bleiben. Zu diesem Zweck werden, zwei gegenüberliegende Einlaß- bzw. Auslaßsteuerschlitze
mit der gleichen, die beiden anderen mit der doppelten Schlitzbreite der Einlaß-
bzw. Auslaßschlitze ausgeführt. Eine Trennungswand ist bei dieser Ausführung nicht
erforderlich. In den anschließenden Frischluft- bzw. Auspuffrohren muß jedoch eine
Trennung der gedrosselten und ungedrosselten Querschnitte vorgesehen werden.
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Die Querschnittsdrosselung wird in mittleren Drehzahlbereichen angewendet
(Bild 4 und 6). Sie bezweckt eine Anpassung der Steuerquerschnitte sowie der Kanal-
bzw. Rohrquerschnitte an die Strömungsvorgänge beim Gaswechselvorgang im mittleren
Drehzahlbereich. Durch die Querschnittsdrosselurig werden im mittleren Drehzahlbereich
die gleichen Zylinderfüllungen erreicht wie im maximalen Drehzahlbereich.
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Bei Motoren mit Kurbelkastenspülunä ist es zweckmäßig, die Steuerkurve
zum Antrieb des Steuerschiebers seitlich in eine der beiden Kurbelwangen der Motorkurbelwelle
einzufräsen. In die zweite Kurbelwange kann seitlich eine Steuerkurve für den Steuerungsantrieb
eines Kurbelkasten-::nsaugventils eingefräst werden. Der Steuerungsantrieb des Kurbelkastenansaugventils
erfolgt in ähnlicher Weise wie beim Steuerschieberantrieb. Die Kurbelwangen «erden
zu diesem Zweck kreisiörmig ausgeführt.