CS232755B1

CS232755B1 - Device for regulation of exhaust port opening instant

Info

Publication number: CS232755B1
Application number: CS296582A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Tichy; Pavel Husak
Original assignee: Zdenek Tichy; Pavel Husak
Priority date: 1982-04-26
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1985-02-14

Abstract

Účelem vynálezu je zajistit potřebné otevření výfuku při určitém zatíženi a otáčkách motoru. Účelu vynálezu je dosaženo tím, že šoupátko je tvořeno plochým členem, posuvným v rovině různoběžné s osou válce. Šoupátko je posouvatelné prostřednictvím hřídele s vačkou, zapadající do vybrání plochého šoupátka. Hřídel je převodově spojen s regulačním zařízením. Vynález se dá využít u vozidel s vysokovýkonnými dvoudobými motory.The purpose of the invention is to ensure the necessary opening of the exhaust at a certain load and engine speed. The purpose of the invention is achieved by the fact that the slide is formed by a flat member, sliding in a plane that is not parallel to the axis of the cylinder. The slide is movable by means of a shaft with a cam that fits into the recess of the flat slide. The shaft is connected by gearing to the control device. The invention can be used in vehicles with high-performance two-stroke engines.

Description

Vynález se týká zařízení k regulaci okamžiku otevření výfukových kanálů a k ovládání průtočného průřezu kanálů dvoudobého pístového motoru s posuvným členem zasahujícím do výfukových kanálů ve válci, kde posuvný člen je tvořen plochým šoupátkem, posuvným v rovině různoběžné s osou válce.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to an apparatus for regulating the moment of opening of exhaust ducts and for controlling the flow cross section of ducts of a two-stroke piston engine with a sliding member extending into the exhaust ducts in a cylinder.

Jsou známá zařízení na změnu časování výfuku dvoudobých motorů za chodu stroje vytvořené otočným elementem uloženým ve výfukovém kanálu válce motoru. Dosud známá zařízení jsou buď tvořena klapkou, a nebo otočným šoupátkem zakrývajícím horní část výfukového okénka, to je horní část výstupního výfukového průřezu z pracovního prostoru válce. Jsou známá i zařízení, kde výstupní průřez je rozdělen vodorovnou přepážkou na dvě samostatná okénka a horní okénko je zavíráno otočným šoupátkem. Potom se jedná o dvoustupňovou regulaci.There are known devices for changing the exhaust timing of two-stroke engines while the machine is running, formed by a rotating element housed in the exhaust port of the engine cylinder. Previously known devices are either a flap or a rotary slide covering the upper part of the exhaust window, that is, the upper part of the exhaust outlet cross-section from the working space of the cylinder. Also known are devices where the outlet cross-section is divided by a horizontal partition into two separate windows and the upper window is closed by a rotary slide. Then it is a two-stage regulation.

Dále je známé i zařízení, kde vyústění výfukového kanálu do válce je rozděleno dvěma vodorovnými přepážkami na tři samostatná okénka, která jsou postupně otvírána posuvným válcovým šoupátkem umístěným ve výfukovém kanálu a ovládaným regulačním zařízením i zařízení, kde vyústění výfukového kanálu do válce je tvořeno hlavním kanálem a pomocnými kanálky, přičemž otvírání pomocných kanálků je regulováno šoupátkem. Změna časování u dosud známých zařízení je uskutečňována automaticky nezávisle na řidiči podle otáček, zatížení nebo jiného parametru motoru.Furthermore, a device is known, where the outlet of the exhaust duct into the cylinder is divided by two horizontal partitions into three separate windows, which are gradually opened by a sliding cylindrical slide located in the exhaust duct and a controlled control device. and auxiliary channels, the opening of the auxiliary channels being controlled by the slider. The timing of known devices is changed automatically independently of the driver according to speed, load or other motor parameter.

Nevýhodou všech dosud známých zařízení je jejich složitost, nevyhovující funkce a zejména potom nedostatečný výfukový průřez, který snižují buď vodorovné a nebo svislé přepážky, rozdělující výstup výfukového kanálu z válce na několik částí. U většiny dosud známých zařízení je nevýhodou možnost profukování horkých plynů kolem styčných těsnicích ploch a možnost zapékání otočných anebo posuvných regulačních elementů. U zařízení, kde je dvoustupňová nebo třístupňová regulace místo regulace plynulé, je záporem špatná funkce v některých provozních režimech.The disadvantage of all known devices is their complexity, unsatisfactory function and, in particular, insufficient exhaust cross section, which reduces either horizontal or vertical partitions dividing the outlet of the exhaust duct from the cylinder into several parts. The disadvantage of most prior art devices is the possibility of blowing hot gases around the contact surfaces and the possibility of baking the rotating or sliding control elements. In systems where two-stage or three-stage control is continuous instead of continuous control, the malfunction in some operating modes is negative.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením k regulaci okamžiku otevření a k ovládání průtočného průřezu výfukových kanálů podle vynálezu, jehož podstatou je, že ploché šoupátko je vedeno svou spodní stranou a horní stranou ve válci a jeho přední strana tvoří část vnitřní funkční stěny válce v horní části výfukového kanálu, přičemž míra vysunutí plochého šoupátka odpovídá pootočení hřídele s vačkou zapadající do vybrání plochého šoupátka. Hřídel je otočně uložen ve válci a je převodově spojen s regulačním zařízením. Opěrný okraj plochého šoupátka se dotýká vnější stěny vložky válce. Ploché šoupátko může být složené s destiček vzájemně posouvatelných v rovinách rovnoběžných se spodní stranou plochého šoupátka.The above drawbacks are overcome by a device for controlling the opening time and for controlling the flow cross section of the exhaust ducts according to the invention, which is based on the fact that the flat gate is guided by its underside and upper side in the cylinder. The extension of the flat slide corresponds to the rotation of the shaft with the cam engaging the recess of the flat slide. The shaft is rotatably mounted in a cylinder and is coupled to a control device. The support edge of the flat slide contacts the outer wall of the cylinder liner. The flat slide may be composed of plates movable relative to one another in planes parallel to the underside of the flat slide.

Ploché šoupátko je posuvné obvykle v rovině kolmé na osu válce, ale v některých případech může být s výhodou využito i sklonu roviny, zpravidla až do úhlu +30° od roviny kolmé na osu válce. Opěrný okraj posuvného šoupátka se dotýká buď vnější stěny vložky válce, anebo jiné opěrné plochy vytvořené ve válci a v tomto stavu může být přední strana šoupátka společně načisto obrobena s funkční stěnou válce pro chod pístu. Vlastní výstup výfukových plynů z válce může být tvořen několika okénky s mezilehlými svislými nebo šikmými přepážkami anebo i jedním centrálním okénkem.The slider is usually displaceable in a plane perpendicular to the axis of the cylinder, but in some cases the inclination of the plane can be advantageously used, generally up to an angle of + 30 ° from the plane perpendicular to the axis of the cylinder. The support edge of the sliding slide contacts either the outer wall of the cylinder liner or other bearing surfaces formed in the cylinder, and in this state the front side of the slide can be co-finished with the functional cylinder wall for running the piston. The exhaust outlet of the cylinder itself may consist of several windows with intermediate vertical or inclined partitions or even one central window.

Posuv šoupátka, uskutečněný pomocí vačky anebo jiného zařízení, je zcela plynulý, takže prvá část regulace je dána hodnotou posuvu šoupátka, která se mění plynule' a teprve v druhé části je dán rozvod motoru horní hranou výfukového okénka ve válci. Zároveň s posuvem šoupátka se zvětšuje i průřez výfukového kanálu. Regulační možnosti jsou ještě rozšířeny vytvořením šoupátka ze dvou nebo více rovnoběžných destiček, které se mohou po sobě posouvat.The sliding of the slider by means of a cam or other device is completely continuous, so that the first part of the control is given by the sliding value of the slider, which changes continuously and only in the second part the engine distribution is given by the upper edge of the exhaust window in the cylinder. The cross-section of the exhaust duct increases as the slide moves. The control possibilities are further expanded by providing a slide from two or more parallel plates that can slide in sequence.

Vhodně volené výřezy v destičkách dávají spolu s tvarem vačky požadovanou charakteristiku okamžiku otvírání i průtočného průřezu výfukových kanálů. Celé zařízení je neobyčejně výhodné z hlediska utěsnění. Prostor ve válci za zadní částí šoupátka je pevně uzavřen, stejně tak, jako prostor na jedné straně uložení hřídele s vačkou. Těsnění je tedy omezeno pouze na jeden průchod hřídele, který se navíc neotáčí, ale má jen nepatrný výkyv.Suitably selected slots in the plates, together with the shape of the cam, give the desired characteristics of the moment of opening and the cross-section of the exhaust ducts. The entire device is extremely advantageous in terms of sealing. The space in the cylinder behind the rear of the slide is tightly closed as well as the space on one side of the camshaft bearing. The seal is thus limited to one shaft passage, which in addition does not rotate but has only a slight swing.

Celkovou výhodou řešení podle vynálezu je možnost docílení žádaného výfukového průřezu bez jakýchkoliv rušivých překážek pro proudění plynu a plynulou regulací změny otevření a s regulací průřezu. Parametry k regulaci jsou dány v závislosti na otáčkách, zatížení, teplotě nebo dalších prvcích motoru a regulační zařízení může být ovládáno mikropočítačem anebo v jednoduchém případě třeba jen odstředivým regulátorem.The overall advantage of the solution according to the invention is that it is possible to achieve the desired exhaust cross-section without any disturbing obstacles to the gas flow and by continuously controlling the opening change and with cross-section control. The control parameters are given depending on the speed, load, temperature or other motor elements and the control device can be controlled by a microcomputer or, in a simple case, even by a centrifugal regulator.

Zařízení je jednoduché, spolehlivé a i při eventuálním zapečení nebo jiné poruše šoupátka může motor nouzově pracovat.The device is simple, reliable and the engine can operate in an emergency even in the event of a baking or other failure of the spool.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad provedení zařízení k regulaci okamžiku otevření výfukových kanálů podle vynálezu. Obr. 1 představuje schematický průřez válcem se zařízením k regulaci výfukového kanálu a na obr. 2 je schematický průřez části válce u druhé alternativy řešení.The accompanying drawings show an exemplary embodiment of a device for controlling the opening time of the exhaust ducts according to the invention. Giant. 1 is a schematic cross-section of a cylinder with an exhaust duct control device, and FIG. 2 is a schematic cross-section of a portion of a cylinder in a second alternative solution.

Na obr. 1 je v tělese 1 válce zalisována vložka 2 válce s vnitřní funkční stěnou 3 pro posuv pístu 4. Do výfukového kanálu 5 zasahuje ploché šoupátko 6, které je vedeno svou spodní stranou 7 a horní stranou 8In Fig. 1, a cylinder liner 2 with an inner functional wall 3 for piston displacement 3 is pressed into the cylinder body 1. A flat valve 6 extends into the exhaust duct 5, which is guided by its bottom side 7 and the top side 8

32 7 5 5 v tělese 1 válce. Posuv plochého šoupátka β tvoří část vnitřní funkční stěny 3 vložky 2 válce v horní části výfukového kanálu 5. Opěrný okraj 11 plochého šoupátka 6 se dotýká vnější stěny 12 vložky 2 válce. Ploché šoupátko 6 je přitlačováno pružinou 13 tak, že opěrný okraj 11 plochého šoupátka 6 je stále tlačen k vložce 2 válce.32 7 5 5 in cylinder body 1. The displacement of the slider β forms part of the inner functional wall 3 of the cylinder liner 2 at the top of the exhaust channel 5. The support edge 11 of the flat valve 6 contacts the outer wall 12 of the cylinder liner 2. The flat slide 6 is pressed by the spring 13 so that the support edge 11 of the flat slide 6 is still pressed against the cylinder liner 2.

Do vybrání 14 plochého šoupátka 6 zapadá vačka 15 vytvořená na hřídeli 16, otočně uloženém v tělese 1 válce. Pro montáž plochého šoupátka 6 a pružiny 13 je k tělesu 1 válce připevněno víčko 17 pomocí šroubů 18. V poloze, vyznačené na výkresu, je motor ve stavu klidu a při nízkých otáčkách. Jakmile dojde ke zvýšení otáček nebo jiných prvků napojených na nevyznačeném regulačním zařízení, pootočí toto zařízení, které je převodově spojené s hřídelem 16 tento hřídel a jeho vačka 15 zapadající do vybrání 14 posune ploché šoupátko 6 směrem od pístu 4, čímž překoná sílu pružiny 13. V prvé fázi posuvu je vytvořena pouze malá vzdálenost mezi přední stranou 10 plochého šoupátka 6 a pístem 4. Při plném otevření ploché šoupátko 6 neruší průtok plynů celým výfukovým kanálem 5.A cam 15 formed on a shaft 16 rotatably mounted in the cylinder body 1 fits into the recess 14 of the flat slide 6. To mount the slider 6 and spring 13, the cap 17 is attached to the cylinder body 1 by means of screws 18. In the position shown in the drawing, the engine is at a standstill and at low speed. As the speed or other elements connected to the unlabeled regulating device increase, the latter rotatingly coupled to the shaft 16 rotates that shaft and its cam 15 engaging in the recess 14 moves the slider 6 away from the piston 4, thereby overcoming the spring force 13. In the first displacement phase, only a small distance is formed between the front side 10 of the flat valve 6 and the piston 4. When fully opened, the flat valve 6 does not disturb the flow of gas through the entire exhaust channel 5.

Na obr. 2 je schematický průřez části válce u druhé alternativy řešení, kdy ploché šoupátko je složeno z několika destiček, a to v poloze, kdy je ploché šoupátko částečně vysunuto ze základní polohy. Ploché šoupátko 6 je složeno z horní destičky 19, střední destičky 20 a spodní destičky 21, které jsou vzájemně posuvné v rovinách 22 rovnoběžných se spodní stranou 7 i horní stranou 8 plochého šoupátka 6.Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of a portion of a cylinder in a second alternative solution wherein the flat slide is composed of several plates in a position where the flat slide is partially extended from the home position. The flat slide 6 is comprised of a top plate 19, a middle plate 20 and a bottom plate 21 which are movable relative to one another in planes 22 parallel to the bottom side 7 and the top side 8 of the flat slide 6.

Horní výřez 23 horní destičky 19 tvoří spolu se středním výřezem 24 střední destičky 20 a spodním výřezem 25 spodní destičky 21 vybrání 14, do kterého zapadá vačka 15. Vhodně volené polohy horního výřezu 23, středního výřezu 24 a spodního výřezu 25 dávají spolu s tvarem vačky 15 požadovaný průběh otevírání výfukového kanáluThe top slot 23 of the top plate 19 together with the middle slot 24 of the middle plate 20 and the bottom slot 25 of the bottom plate 21 form a recess 14 into which the cam 15 fits. Suitably selected positions of the top slot 23, middle slot 24 and bottom slot 25 are 15 shows the desired opening of the exhaust duct

5. U této alternativy jsou destičky přitlačovány k vnější stěně 12 vložky 2 válce po stranách výfukového kanálu 5 samostatnými pružinkami nevyznačeným způsobem.5. In this alternative, the plates are pressed against the outer wall 12 of the cylinder liner 2 on the sides of the exhaust duct 5 by separate springs in an unmarked manner.

Claims

Subject

1. Apparatus for regulating the moment of opening the exhaust ducts and for controlling the flow cross-section of the ducts of a two-stroke piston engine with a slider extending into the exhaust ducts in a cylinder, the slider being a flat slide movable in a plane parallel to the cylinder axis; 6) is guided by the bottom side (7) and the top side (8) in the cylinder and its front side (10) forms part of the inner functional wall (3) of the cylinder at the top of the exhaust channel (5); corresponds to the rotation of the shaft (16) with the cam (15) engaging in the recess (14) of the flat slide of the invention (6), the shaft (16) being rotatably mounted in the cylinder and connected to the control device.

Apparatus for regulating the moment of opening the exhaust ducts according to claim 1, characterized in that on the flat slide (6) a support edge (11) is formed which contacts the outer wall (12) of the cylinder liner (2).

Apparatus for controlling the moment of opening the exhaust ducts according to Claims 1 and 2, characterized in that the flat gate (6) is composed of plates movable relative to one another in planes (22) parallel to its underside (7).