DD228586C2 - Auslasssystem fuer eine zweitakt-brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Auslaßsystem für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, bestehend aus einer zusätzlichen Resonanzkammer, die an einem Stutzen am Auslaßkanal vorgesehen ist und durch eine Steuereinrichtung drehzahlabhängig, selbstregelnd dem Auslaßkanal zu- oder abgeschaltet wird, wobei die Steuereinrichtung aus einem Arbeitszylinder und einem ein Drosselorgan steuernden, einerseits durch ein Medium und andererseits durch Federdruck beaufschlagten Arbeitskolben besteht.

Der motortechnische Hintergrund der Zu- und Abschaltung einer Resonanzkammer im Abzweig zur Auspuffanlage besteht darin, daß während des Ladungswechsels beim Zweitaktmotor sich komplizierte Schwingungsvorgänge im Auslaßsystem vollziehen. Ein wichtiges Merkmal bilden dabei die Eigenfrequenzen des Systems. Sie sind maßgeblich für den nutzbaren Drehzahlbereich und die Leistungs- und Drehmomententwicklung verantwortlich. Mit dem Zu- bzw. Abschalten eines Resonanzvolumens kann man währenddes Motorbetriebes die Eigenfrequenz variieren und damit den Erfolg des Ladungswechsels positiv beeinflussen. Diese Variation der Eigenfrequenz ist aber in engem Zusammenhang mit dem realisierten Druckverlauf am Auslaßschlitz zu sehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach DE-PS 721571 ist eine Zweitakt-Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Auspuffleitung eine zusätzliche Resonanzkammer so zugeschaltet ist, daß bei einer bestimmten Drehzahl der Ladungswechsel des Motors stark gehemmt wird. Die Resonanzkammer ist im gesamten Drehzahlbereich mit der Auspuffleitung verbunden.

Bei einer weiteren Ausführung nach FR-PS 2525277 ist eine Zweitakt-Brennkraftmaschine bekannt, bei der ebenfalls eine Resonanzkammer am Auspuffkanal vorgesehen ist, deren Zu- bzw. Abschalten durch ein Drosselorgan erfolgt. Das Drosselorgan wird über einen Getriebemechanismus, der mit einem einerseits durch ein Medium und andererseits durch Federdruck beaufschlagten Arbeitskolben verbunden ist, betätigt. Die Steuerung des Zu- und Abschaltens der Resonanzkammer erfolgt entsprechend einer vorher festgelegten Motordrehzahl. Als Druckquelle für den Arbeitskolben kann hierbei eine Luftpummpe, die durch die dynamische Radlaständerung betätigt wird, eine Kurbelgehäusepumpe, ein Kompressor oder eine andere druckerzeugende Einrichtung vorgesehen sein. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausführung aus, daß ein hoher Bauaufwand und damit verbundenen hohen Kosten entstehen und die Regelung nur drehzahl- und nicht lastabhängig erfolgt. Es ist ferner nach DE-Z „PS", H. 8,1983, S. 28 eine Zweitakt-Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Resonanzkammer je nach Motordrehzahl der Auspuffanlage zu- oder abgeschaltet wird. Die Steuerung erfolgt selbstregelnd durch einen, von der Kurbelwelle angetriebenen Fliehkraftregler. Bei hohen Drehzahlen expandiert das Abgas allein ins Auspuffrohr, bei niedrigen Drehzahlen wird die Resonanzkammer zugeschaltet und somit der Resonanzbereich vergrößert. Der nutzbare Drehzahlbereich der Zweitakt-Brennkraftmaschine wird durch die drehzahlabhängige Veränderung des Volumens der Auspuffanlage erweitert. Nachteilig wirkt sich auch hier aus, daß durch die drehzahlabhängige Steuerung höhere Kosten und größere Bauabmess ngen entstehen und außerdem keine lastabhängige Regelung erfolgt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine selbstregelnde Steuereinrichtung, durch die eine zusätzliche Resonanzkammer dem Auspuffkanal zu- oder abgeschaltet wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstregelnde Steuereinrichtung für eine zusätzliche Resonanzkammer zu schaffen, die in Abhängigkeit von inneren Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Steuerung des Drosselorgans drehzahl- und lastabhängig erfolgt, indem der Arbeitskolben durch den Abgasdruck des Auslaßkanals beaufschlagt ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Steuereinrichtung an der Stirnseite des Stutzens angeordnet und der Arbeitskolben als Stufenkolben mit einem Steuerkolben ausgebildet ist, der die Einlaßöffnung zur Resonanzkammer steuert. Als Drosselorgan sind in bekannter Weise eine Drosselklappe oder ein Schieber vorgesehen. Zweckmäßigerweise ist die Feder für den Arbeitskolben einstellbar ausgeführt. Der Arbeitskolben kann eine Dämpfungseinrichtung besitzen, um auftretende Druckschwankungen auszugleichen. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Zu- und Abschaltung des Zusatzvolumens drehzahl- und lastabhängig erfolgt, d.h., im unteren Lastbereich ist die Resonanzkammer ständig zugeschaltet, da sie dort wesentlich größere Effekte bringt und weil bei den kleinen Gasschieberöffnungen hohe Drehzahlen selten betrieben werden. Dagegeirerfolgt im oberen Lastbereich mit Hilfe des ansteigenden Abgasdruckes die Zu- bzw. Abschaltung der Resonanzkammer und damit werden Leistungseinbußen verhindert. Die Steuereinrichtung ist einfach und unkompliziert, da sie keinen Stellmotor oder gesonderte Regeleinrichtungen bedingt.

Ausführungsbeispiel der Erfindung

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachstehend erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Auslaßsystems mit Steuerung durch eine Drosselklappe,

Fig.2: eine schematische Darstellung des Auslaßsystems mit Steuerung durch einen Stufenkolben,

Fig.3: eine schematische Darstellung des Auslaßsystems mit Steuerung durch einen Flachschieber,

Fig.4: eine Anordnung des Auslaßsystems in einem luftgekühlten Zylinder

An einem Auslaßkanal 1 ist ein Stutzen 2 angeordnet, an dem eine Resonanzkammer 3 vorgesehen ist. Eine Einlaßöffnung 4 zur Resonanzkammer 3 wird durch ein Drosselorgan 9 zu- und abgeschaltet. Die Steuereinrichtung zur Betätigung des Drosselorgans 9 ist außerhalb des Stutzens 2 vorgesehen und besteht aus einem Arbeitszylinder 5 in dem ein Arbeitskolben 6, der einerseits durch den Abgasdruck und andererseits durch eine Feder 7 beaufschlagt ist. DerArbeitszylinder5steht mit dem Auslaßkanal 1 über eine Leitung 11 in Verbindung. Der Arbeitskolben 6 ist mit dem Drosselorgan 9 über ein Gestänge 10 verbunden. Die

Feder 7 kann verstellbar ausgeführt sein, damit ein Zu- und Abschalten der Resonanzkammer in einem größeren Drehzahlbereich möglich ist. In der Stirnseite des Arbeitszylinders 5 ist eine Entlüftung 8 vorgesehen. Der Arbeitskolben 6 kann eine Dämpfungseinrichtung besitzen, um schnell auftretende Druckschwankungen auszugleichen. In Fig. 1 wird die Einlaßöffnung 4 zur Resonanzkammer 3 durch eine Drosselklappe und in Fig.3 durch einen Flachschieber gesteuert.

Bei niedriger Last wird der Arbeitskolben 6 durch die Feder 7 in eine Endstellung gedrückt, und öffnet über das Gestänge 10 das Drosselorgan 9, so daß die Resonanzkammer 3 mit dem Auslaßkanal 1 in Verbindung steht. (Dadurch wird das Schwingungsverhalten der Auspuffanlage beeinflußt und der Resonanzbereich erweitert.) Bei hohen Drehzahlen und hoher Last wird der Arbeitskolben 6 durch den erhöhten Abgasdruck in die andere Endstellung gedrückt, so daß über das Gestänge 10 das Drosselorgan 9 die Einlaßöffnung 4 zur Resonanzkammer 3 schließt und das Volumen der Resofianzkammer 3 für den Auslaßkanal 1 nicht mehr wirksam wird. Beider Ausführung nach Fig.2 ist der Arbeitskolben 6 als Stufenkolben mit einem Steuerkolben 9 ausgebildet. Der Steuerkolben 9 schaltet die Einlaßöffnung 4 der Resonanzkammer 3 zum Auslaßkanal 1 ab und zu. Der Arbeitszylinder 5 ist an der Stirnseite des Stutzens 2 angeordnet. Der Arbeitskolben 6 wird auf der einen Seite durch die Feder 7 und auf der anderen Seite durch den Abgasdruck des Auslaßkanals 1 beaufschlagt. Der Auslaßkanal 1 ist mit dem Arbeitszylinder 5 über eine Leitung 11 verbunden.

Fig.4 zeigt eine Ausführung der Steuereinrichtung an einer luftgekühlten Zweitakt-Brennkraftmaschine. Als Stutzen 2 ist im Zylinder 12 eine Bohrung 14 vorgesehen, die mit der Bohrung 16fürden Steuerkolben 9 in Verbindung steht. Mit der Bohrung 16 wird die Verbindung zum Auslaßkanal 1 hergestellt. Der Arbeitszylinder 5 wird durch die Bohrung 15 gebildet. In Bohrung 15 und 16 gleitet der Stufenkolben 6/9, der durch eine Feder 7 und die Abstützung im Zylinderkopf 13 in einer Endstellung gehalten wird. Über die Bohrung 17 und die Aussparung 18 im Zylinderkopf 13 wird der Arbeitskolben 6 mit dem Abgasdruck beaufschlagt. Am Stutzen 2 ist das Resonanzvolumen 3 angeflanscht.

Claims (5)

Erfindungsanspruch:

1. Auslaßsystem für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, bestehend aus einer zusätzlichen Resonanzkammer, die an einem Stutzen am Auslaßkanal vorgesehen ist und durch eine Steuereinrichtung drehzahlabhängig, selbstregelnd dem Auslaßkanai zu-oder abgeschaltet wird, wobei die Steuereinrichtung aus einem Arbeitszylinder und einem, ein Drosselorgan steuernden, einerseits durch ein Medium und andererseits durch Federdruck beaufschlagten Arbeitskolben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Drosselorgans (9) drehzahl- und lastabhängig erfolgt, indem der Arbeitskolben (6) durch den Abgasdruck des Auslaßkanals (1) beaufschlagt ist.

2. Auslaßsystem nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung an der Stirnseite des Stutzens (2) angeordnet und der Arbeitskolben (6) als Stufenkolben mit einem Steuerkolben (9) ausgebildet ist, der die Einlaßöffnung (4) zyr Resonanzkammer (3) steuert.

3. Auslaßsystem nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan (9) in bekannter Weise eine Drosselklappe oder ein Schieber vorgesehen sind.

4. Auslaßsystem nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7) für den Arbeitskolben (6) einstellbar ausgeführt ist.

5. Auslaßsystem nach den Punkten 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (6) mit einer Dämpfungseinrichtung versehen ist.