DE3876589T2 - Zweitaktbrennkraftmaschine mit pneumatischer einspritzung und auspuffstroemungsdrosselung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Lufteinspritzung und Auslaßströmungsdrosselung.
• Die Zweitaktbrennkraftmaschinen mit einem oder mehreren Zylindern umfassen im allgemeinen, jedem Zylinder zogeordnet, ein Gehäuse, das Pumpengehäuse genannt ist und mit einem der Enden des Zylinders in Verbindung steht und für das Einführen frischer Gase in den Zylinder vermittels wenigstens einer Leitung und einer Durchlaßöffnung sorgt. Der Kolben, der sich in dem Zylinder hin und her verschiebt, sorgt ebenfalls für Ansaugen und Kompression der frischen Gase im Pumpgehäuse.
• Eine Einlaßklappe, die am Pumpgehäuse angeordnet ist, ermöglicht das Einführen frischer Gase in das Gehäuse, wenn der Kolben sich in der zum Gehäuse entgegengesetzten Richtung bewegt, wobei diese frischen Gase dann komprimiert werden und für das Schließen der Klappe sorgen, wenn der Kolben sich in Richtung des Gehäuses verschiebt. Wenn die entsprechenden Öffnungen des Zylinders durch den Kolben freigegeben werden, werden frische Gase in den Zylinder über die Leitungen und Durchlaßöffnungen eingeführt und erzeugen eine Spülung frischer Gase, die dazu bestimmt ist, die verbrannten Gase zu ersetzen, welche über Auslaßöffnungen abgezogen werden, die im allgemeinen geringfügig versetzt bezogen auf die Durchlaßöffnungen angeordnet sind.
• Der Kolben bewegt sich unter Entfernung vom Gehäuse derart, daß die im Zylinder enthaltenen Gase komprimiert werden. Zündung und Verbrennung des Gemisches stellen sich dann bei der Bewegung des Kolbens gegen das Gehäuse ein.
• Man hat bereits vorgeschlagen - französische Patentschrift FR- 2.496.757 (Institut Francais du Pétrole) eine Lufteinspritzung von Kraftstoff in den Zylinder dadurch sicherzustellen, daß man den Druck der frischen Gase im Inneren des Pumpgehäuses ausnutzt. Hierzu ist ein Mittel zur Dosierung flüssigen Kraftstoffs direkt mit der vom Pumpgehäuse kommenden Leitung verbunden. Die im Pumpgehäuse komprimierte zum Dosierer über die Leitung geschickte Luft sorgt für die Zerstäubung und Einspritzung des Kraftstoffs in das Innere des Zylinders.
• Gewisse Verbesserungen wurden an dieser Vorrichtung vorgenommen: Es wurde bereits beispielsweise vorgeschlagen (siehe EP-A- 0192010) einen Raum an der Leitung anzubringen, der das Pumpgehäuse mit dem Injektor verbindet und eine Klappe am Ende der mit dem Pumpgehäuse verbundenen Leitung vorzusehen. Man bildet so eine Reserve an komprimierter Luft bei einem Druck nahe dem Maximaldruck im Pumpgehäuse während des Zyklus, wobei diese Reserve an komprimierter Luft dann dazu dient, den Kraftstoff zu zerstäuben und in den Zylinder in Form von vergaster Luft bei Auslösen des Injektors einzuführen.
• Einer der Nachteile der Zweitaktmaschinen ist der Verlust an Wirkungsgrad aufgrund der Tatsache, daß die frischen vergasten Gase nicht ausreichend von den verbrannten Gasen im Innern des Zylinders getrennt sind und somit für die Erzeugung von ungünstigen Bedingungen bei der Auslösung der Verbrennung verantwortlich sind.
• Um diesem Nachteil abzuhelfen hat man bereits vorgeschlagen (siehe Automative Engineering, Band 94 N 8, 8/1986, Seiten 74- 73, Warrendale, PA, US "pneumatic fuel injection spure two stroke revival), ein Durchsatzdrosselorgan an der Motorauslaßleitung benachbart dem Zylinder anzuordnen, um das Entleeren der verbrannten Gase zu verlangsamen. Man erhält so eine Schichtung der frischen Gase und der verbrannten Gase, wobei die frischen Gase in die Zone des Zylinders zurückgedrückt werden, wo die Einspritzung und Zündung stattfindet. Man hat jedoch niemals eine solche Drosseltechnik für die Auslaßströmung für den Fall einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer Lufteinspritzung, die die komprimierte Luft des Pumpgehäuses benutzt, verwendet.
• Andererseits ist im Falle der Lufteinspritzung, die die komprimierte Luft des Pumpgehäuses benutzt, die Druckdifferenz zwischen der für das Einspritzen dienenden Luft und der den Zylinder im Augenblick der Injektion füllenden Gase im allgemeinen zu gering, um für eine günstige Zerstäubung des Kraftstoffs und eine sehr große Wirksamkeit der Injektion zu sorgen. Dieser Mangel bleibt merklich in dem Fall, wo man eine Kammer verwendet, die mit dem Injektor verbunden ist sowie eine durch ein Ventil vom Pumpgehäuse getrennte Leitung. Tatsächlich ist nämlich der Druck in dem Raum, der höchstens gleich dem Maximaldruck im Pumpgehäuse ist, nicht mehr ausreichend größer als der Druck im Zylinder im Augenblick der Einspritzung, wobei dieser Druck im Zylinder dann eine Zunahme aufgrund von Welleneffekten in der Auslaßleitung erfährt.
• Das Ziel der Erfindung besteht also darin, diese Nachteile zu beheben, indem gemäß einer ersten Ausführungsform eine Zweitaktbrennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen wird und gemäß einer zweiten Ausführungsform eine Zweitaktbrennkraftmaschine (mehrere Zylinder) gemäß Anspruch 10 vorgeschlagen wird.
• Darüber hinaus umfaßt diese Brennkraftmaschine im Innern der Auslaßleitung benachbart dem ersten Zylinder ein Organ zur Drosselung der Auslaßgase, die aus diesem Zylinder stammen, der für sein Öffnen und sein Schließen als Funktion wenigstens eines Arbeitsparameters der Brennkraftmaschine gesteuert und eingestellt ist.
• Es existiert eine Winkelverschiebung ungleich Null zwischen diesen Zyklen dieser beiden Zylinder. Diese Winkelverschiebung kann bei 120º liegen, der Zyklus des ersten Zylinders eilt dem Zyklus des zweiten Zylinders um 120º vor. Die Brennkraftmaschine kann eine Anzahl von Zylindern gleich einem Vielfachen von 3 umfassen.
• Diese Winkelverschiebung kann bei 90º liegen, der Zyklus des ersten Zylinders eilt dem Zyklus des zweiten Zylinders um 90º vor. Die Brennkraftmaschine kann eine Anzahl von Zylindern gleich einem Vielfachen von 4 umfassen.
• Die Leitung zum Speisen des Injektors mit Luft unter Druck kann direkt diesen pneumatischen Injektor mit dem Gehäuse verbinden. Dies bedeutet, daß diese Leitung nicht einen Speicherraum für Gase unter Druck darstellt.
• Somit kann der Teil dieser das Gehäuse mit dem Luftinjektor verbindenden Leitung vorzugsweise frei von einem Rückschlagventil sein und kann ein geringes Volumen haben.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun - nicht als begrenzend - unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eine Zweikraftmaschine mit Auslaßdurchsatzdrosselung nach der Erfindung sowie ihre Arbeitsweise im Vergleich mit dem Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik beschrieben.
• - Figur 1 zeigt die Druckdiagramme, die während der Arbeitsweise einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit Lufteinspritzung gemäß dem Stand der Technik aufgenommen wurden,
• - Figur 2 zeigt die Druckdiagramme, die während der entsprechenden Arbeitsweise einer Brennkraftmaschine mit Lufteinspritzung und mit Auslaßdurchsatzdrosselung gemäß der Erfindung aufgenommen wurden,
• - Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung in der Ansicht und im Schnitt einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung,
• - Figur 4 ist eine Darstellung im größeren Maßstab einer Ausführungsvariante der Brennkraftmaschine mit Durchsatzdrosselung gemäß der Erfindung,
• - die Figuren 5, 6, 7 und 8 sind schematische Draufsichten auf eine Zweitaktbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung mit drei Zylindern, deren Auslaßleitungen einem oder mehreren Durchsatzdrosselorganen zugeordnet sind und die vier Ausführungsvarianten der Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung darstellen, und
• - Figur 9 betrifft eine Ausführungsform, gemäß der die Lufteinspritzung eines Zylinders mit Gas unter Druck gespeist wird, das aus dem Gehäuse eines anderen Zylinders stammt.
• In den Figuren 1 und 2 sind die Veränderungen des Drucks im Zylinder (Kurve P1), in der Kammer der Lufteinspritzvorrichtung (Kurve P2) und am Eintritt in die Auslaßleitung (Kurve P3) als Funktion des Drehwinkels der Kurbelwelle für den Fall eines Motors nach dem Stand der Technik mit Lufteinspritzung sowie für den Fall einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung jeweils aufgezeichnet.
• In Figur 3 hat man in schematischer Weise eine Brennkraftmaschine nach der Erfindung mit Lufteinspritzung und Drosselung der Auslaßströmung dargestellt.
• Eine Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik, deren Arbeitsdiagramm in Figur 1 dargestellt ist, kann ausgehend von eben diesen Elementen mit Ausnahme der gesteuerten Anordnung zur Auslaßströmungsdrosselung beschrieben werden.
• Der Motor umfaß einen Zylinder 1, der im oberen Teil durch einen Zylinderdeckel 2 geschlossen ist und in seinem unteren Teil mit einem Pumpgehäuse 3 in Verbindung steht, wobei die Kammer des Zylinders 1 und der Innenraum des Pumpgehäuses 3 zu beiden Seiten des Kolbens 4 angeordnet sind, der sich hin- und hergehend im Innern des Zylinders 1 bewegt. Der Kolben 4 ist über eine Pleuelstange 5 mit der Kurbelwelle 6 verbunden. Die Wandung des Zylinders 1 ist durchbohrt von Auslaßöffnungen oder Schlitzen 7, die mit einer Auslaßleitung 8 in Verbindung stehen.
• Durchgangsöffnungen oder Schlitze 9, die in einer nach unten bezogen auf die Schlitze 7 geringfügig versetzen Lage, angeordnet sind, stehen mit einer Durchlaßleitung 10 in Verbindung, die mit dem Innenvolumen des Pumpgehäuses 3 verbunden ist.
• Das Pumpgehäuse 3 ist von einer Öffnung 11 durchbohrt, die mit einer Ventilklappe 11a ausgestattet ist und mit einer Lufteinlaßleitung 12 in Verbindung steht, in der eine Drosselklappe 13 angeordnet ist, die in der Lage ist, mehr oder weniger den Durchlaßquerschnitt der Leitung 12 zu schließen.
• Ein Luftinjektor 15, der am Zylinderdeckel 2 befestigt ist, mündet in den oberen Teil des Zylinders 1. Der Luftinjektor 15, der von dem in Figur 7 der französischen Patentschrift FR-2.496.757 beschriebenen und dargestellten Typ sein kann, wird mit flüssigem Kraftstoff aus einer Leitung 16 sowie mit komprimierter Luft über eine Leitung 17 versorgt, an der ein Druckluftspeicherraum 18 sitzt. Der Druckluftspeicherraum 18 selbst ist über eine die Leitung 17 verlängernde Leitung 17' mit dem Pumpgehäuse 3 verbunden. Die Öffnung, die das Gehäuse und die Leitung 17' in Verbindung setzt, trägt eine Ventilklappe 20, die von ihrem Sitz entfernt ist, um die Verbindung zwischen Gehäuse 3 und Leitung 17' herzustellen, wenn der Druck größer als ein gewisser Grenzwert im Gehäuse 3 ist. Hebt die Ventilklappe 20 sich von ihrem Sitz, so kann die Druckluft aus dem Gehäuse 3 den Raum 18 füllen, deren Nachladung sie sichert.
• Der pneumatische Injektor 15 kann eine Stange umfassen, die von einer Nocke gesteuert ist, welche den Injektionsbeginn in einem bestimmten Augenblick des Motorbetriebszyklusses sicherstellt. Luft unter Druck aus dem Raum 18 sorgt für die Zerstäubung des Brennstoffs, der dem pneumatischen Injektor über die Leitung 16 zugeführt wird, der ein Mittel für die Dosierung des Kraftstoffs und das Einführen zerstäubten Kraftstoffs in Suspension in die Luft unter Druck im Innern des Zylinders 1 umfassen kann.
• Eine Zündkerze 21 ist am Zylinderdeckel 2 befestigt.
• Ein Durchlaßdrosselorgan 22, gebildet durch eine Drosselklappe, ist im Innern der Auslaßleitung 8 benachbart dem Zylinder 1 angeordnet. Die Drosselklappe 22 kann mit der Drosselklappe 13 der Lufteinlaßleitung 12 in das Pumpgehäuse 3 über eine gelenkig gelagerte Verbindungs- und Steueranordnung 24 verbunden werden, welche für ein Öffnen und ein Schließen der Drosselklappe 22 abhängig vom Öffnen und Schließen der Drosselklappe 13 sorgt.
• Das Durchlaßdrosselorgan 22 und seine Verbindungsmittel 24 mit der Drosselklappe 13, die für eine proportionale Wirkung bei diesen beiden Durchlaßdrosselorganen sorgen, bildet das charakteristische wesentliche Element der Einrichtung, die es ermöglicht, wesentlich die Leistungen der Lufteinspritzung zu verbessern, wie weiter unten mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 erläutert wird.
• Eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Lufteinspritzung wie in Figur 3 dargestellt, arbeitet in unten zu erläuternder Weise.
• Nimmt man an, daß im Anfangsaugenblick der Kolben 4 sich in seinem oberen Totpunkt befindet, so wird vergastes Gemisch im oberen Teil des Zylinders 1 komprimiert, die Zündung dieses Gemisches vermittels der Zündkerze 21 erzeugt eine Verbrennung, die den Kolben 4 nach unten schiebt. Während seiner Verschiebung nach unten legt der Zylinder 4 die Auslaßöffnungen 7 frei und in zeitlich geringfügig verzögerter Weise die Durchlaßöffnungen 9. Die Auslaßgase werden in die Leitungen 8 getrieben und die durch den Kolben im Pumpgehäuse 3 komprimierte Luft wird in den Zylinder über die Durchlaßleitungen 10 geschickt.
• Der Druck der Luft im Pumpgehäuse 3 nimmt bis zu einem Maximum zu, die Ventilklappe 11a ist geschlossen. Wenn der Druck der Luft im Pumpgehäuse 3 den des Raumes überschreitet, öffnet die Ventilklappe 20 und der Raum 18 wird mit Luft bei einem Druck wieder beladen, der benachbart dem Maximaldruck im Pumpgehäuse 3 ist.
• Die Ventilklappe 20 schließt sich und der Kolben 4 kehrt in seinen unteren Totpunkt zurück und beginnt dann sich von Neuem nach oben zu verschieben. Die Kraftstoffeinspritzung wird oben im Zylinder durch den Injektor 15 unter dem Einfluß von der Druckluft in der Kammer 18 sichergestellt. Bei seiner Bewegung nach oben verlegt der Kolben 4 die Öffnungen 9 und 7 und sorgt für die Komprimierung des vergasten Gemisches. Die Ventilklappe 11a öffnet sich und Luft wird in das Pumpgehäuse 3 eingelassen.
• Gemäß den Figuren 1 und 2 hat man die Veränderungen der Drücke im Zylinder im Raum der Lufteinspritzungsvorrichtung und in der Auslaßleitung als Funktion des Kurbelwellenwinkels für einen kompletten Zyklus für den Fall eines Zweitaktmotors mit Lufteinspritzung nach dem Stand der Technik und für den Fall eines Zweitaktmotors gemäß der Erfindung jeweils dargestellt.
• In den Figuren 1 und 2 ist auf der Abszisse die Lage des unteren Totpunkts und des oberen Totpunkts (PMB und PMH jeweils) eingetragen. Ebenfalls angegeben sind die entsprechenden Stellungen bei Öffnen und Schließen der Durchlaßschlitze 9 und die entsprechenden Stellungen bei Öffnen und Schließen der Auslaßschlitze 7.
• Für den Fall einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik (Figur 1) nimmt der Druck P1 im Zylinder rasch ab, wenn der Kolben sich gegen seinen unteren Totpunkt verschiebt, wobei diese Verschiebung begleitet ist von dem Öffnen des Auslasses (OE) der Überführungsleitung (OT). Es stellt sich gleichzeitig ein Austritt der Auslaßgase in die Leitung 8 und ein Spülen des Zylinders mit Druckluft im Pumpgehäuse 3 ein. Der Austritt der Auslaßgase ist begleitet von Druckwelleneffekten, die in der den Auslaßdruck darstellenden Kurve P3 sichtbar sind. Man sieht insbesondere, daß der Rücklauf der Druckwelle sich gegen Ende der Spülung, bestimmt durch die Augenblicke (FT) und (FE) einstellt.
• Der Rücklauf der Druckwelle gegen den Zylinder erzeugt Störungen sowie eine Erhöhung des Druckes P1 im Zylinder beim Ende der Spülung.
• Der Druck P2 im Raum stellt sich ein bei Beginn des Spülens auf einen Maximalwert, der im wesentlichen dem Maximalwert des Drucks im Pumpgehäuse 3 entspricht.
• Die Einspritzung (1) wird bei Ende der Spülung ausgelöst, wobei diese Periode günstig wegen des relativ geringen Drucks im Zylinder und wegen der geringeren Gefahr des Mitreißens von Kraftstoff über den Auslaß durch die verbrannten Gase ist.
• Die Injektion wird durch die den Raum 18 füllende Druckluft P2 sichergestellt. Die Qualität der Zerstäubung des Kraftstoffs und der Injektion im Augenblick des Öffnens der Injektorstange 15 hängt ab von dem Druckunterschied zwischen dem Raum 18 und dem Zylinder.
• Im Diagramm der Figur 1 entspricht diese variable Druckdifferenz während des Einspritzens dem vertikalen Abstand zwischen den Kurven P2 und P1. Die Erstreckung der schraffierten Zone zwischen diesen Kurven während der Injektion gibt ein Bild für die Energie, die für die Injektion nutzbar ist. Die Druckdifferenz Δ P2 = P2 - P1 nimmt während der Injektion ab und wird zu Null vor dem Schließen des Auslaßes FE. Tatsächlich steigt der Druck P1 zunächst langsam und dann während des Spülens schnell, während der Druck P2 während der Injektion abnimmt, wobei der Raum 18 sich von einem Teil seiner Druckluft leert.
• In Figur 2 ist das Arbeitsdiagramm einer Zweitaktbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung mit einem Auslaßdrosselorgan 22 dargestellt.
• Der Druck P3 in der Auslaßleitung vor dem Drosselorgan 22 erfährt eine sehr plötzliche Erhöhung bis nach dem Öffnen des Auslasses (OE), der auf einen Ausbrucheffekt zurückzuführen ist, d.h. auf die starke Druckdifferenz, die zwischen dem Zylinder und der Auslaßleitung im Augenblick OE existiert. Diese Druckerhöhung jedoch pflanzt sich praktisch nicht mehr in der Auslaßleitung wegen des Vorhandenseins des Drosselorgans 22 fort und der Druck fällt zunächst sehr schnell, dann sehr langsam, um sich auf einen Minimalwert gegen Ende des Spülens einzustellen.
• Die im Falle der Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik (Fig. 1) vorhandenen Welleneffekte sind praktisch verschwunden und insbesondere stellt sich kein Rücklauf der Druckwelle bei Ende des Spülens ein. Somit wird der Druck P1 im Zylinder wenig gestört und nimmt regelmäßig bis zum Ende des Spülvorgangs ab. Während der Injektionsperiode ist dieser Druck auf seinem Minimum und steigt nicht mehr sehr schnell bis zum Augenblick des Schließens des Durchlaßes und des Auslasses.
• Andererseits verlangsamt das Vorhandensein des Drosselorgans 22 das Entleeren des Zylinders 1 während des ersten Teils der Spülung zwischen dem Öffnen des Auslasses (OE) und dem unteren Totpunkt.
• Da der Zylinder sich schwierig in den Auslaß entleert folgt hieraus eine gewisse Schwierigkeit beim Entleeren des Pumpengehäuses 3 in den Zylinder über die Durchlaßleitungen und Schlitze 10, 9.
• Die im Gehäuse enthaltene Luft, die eine Verdichtung bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 1 erfährt, erreicht somit einen Maximaldruck während der anfänglichen Spülphase, der höher für den Fall ist, daß keine Durchlaßdrosselung in die Auslaßleitung stattfindet. Der Raum 18, der mit Luft bei einem Druck nahe dem Maximaldruck des Pumpgehäuses 3 beladen wird, erreicht somit eine höhere Druckstufe (Kurve P2) bei einem höheren Niveau als im Fall einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik.
• Hieraus resultiert, daß die Druckdifferenz Δ P = P2 - P1 größer während der gesamten Injektionsphase 1 im Falle eines Motors gemäß der Erfindung (Fig. 2) als im Falle eines Motors gemäß dem Stand der Technik (Fig. 1) ist. Dieser günstige Effekt wird erhalten gleichzeitig dank eines geringeren Druckes P1 und einem größeren Druck P2, wenigstens bei Injektionsbeginn.
• Im Falle einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik am gleichen Betriebsort hat der Druck im Zylinder einen Minimalwert während der Injektion in der Größenordnung von 1,05 bar, während dieser Minimaldruck dagegen 1,00 bar im Falle einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist.
• Der Ladedruck P2 des Raums bei Beginn der Injektion beträgt 1,18 bar für den Fall der Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik (Fig. 1) und 1,22 bar im Falle einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung.
• Hieraus folgt, daß im Fall der Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik Δ P = 1,18 - 1,05 = 0,13 bar und im Falle einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung Δ P = 1,22 - 1,00 = 0,22 bar bei Beginn der Injektion ist.
• Man erhält also einen durchaus fühlbaren Gewinn in der Druckdifferenz, was sich als eine beachtliche Erhöhung der dem Injektor zugeführten Luftmenge darstellt und dazu dient, den Kraftstoff zu zerstäuben und gleichzeitig eine fühlbare Erhöhung der Geschwindigkeit dieser Luft herbeizuführen, die die Zerstäubung und Injektion vornimmt.
• Der Kraftstoff wird also feiner zerstäubt und unter günstigeren Bedingungen in das Innere des Zylinders eingeführt.
• Die Einstellung der Öffnungs- und Schließstellung des Drosselorgans 22 als Funktion der entsprechenden Stellung der Einlaßdrosselklappe 13 soll also ermöglichen, eine maximale Druckdifferenz des Druckes P während jeder Injektionsphase zu erhalten, was zu einer Injektionsenergie führt, die durch die gestrichelte Zone in Figur 2 dargestellt ist, und welche so groß wie möglich ist.
• In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform variiert die Position der Drosselklappe 13 mit der Ladung des Motors, obwohl die Verbindungsanordnung 24 es ermöglicht, die Position des Drosselorgans 22 ebenfalls als Funktion der Ladung des Motors einzustellen.
• In Figur 4 hat man eine Ausführungsvariante des Drosselorgans 22' dargestellt, das am Eintritt in die Auslaßleitung 8 angeordnet ist. Die Vorrichtung 22' besteht aus einer Drehklappe, die gelenkig um eine horizontale Achse auf einem Teil des Zylinders 1 ist und den Auslaßschlitz freiläßt und den Anfangsteil der Leitung 8 bildet. Die Klappe 22' umfaßt eine Schließfläche, die in der Lage ist, wenigstens teilweise den Auslaßschlitz des Zylinders zu verschließen, wenn die Klappe 22' in der herabgeklappten Stellung sich befindet.
• Die Schließfläche befindet sich somit nahe der Kammer des Zylinders 1 und der Kolben 4 und seine Segmente 40 kommen praktisch in Kontakt mit dieser Schließfläche beim Spülen der Innenfläche des Zylinders 1.
• Figur 9 zeigt eine Ausführungsform, wo der Zylinder 1 einen Lufteinspritzinjektor 15A umfaßt, der mit Kraftstoff über eine Leitung 16A und mit Luft oder allgemeiner mit Gas unter Druck über die Leitung 17A gespeist wird. Diese Leitung wird mit Gas unter Druck aus dem Gehäuse 3 eines anderen Zylinders gespeist. Dieser andere Zylinder ist ähnlich dem der Figur 3. Die der Figur 9 und der Figur 3 gemeinsamen Elemente tragen die gleichen Bezugszeichen in diesen beiden Figuren.
• Es existiert eine Winkelverschiebung ungleich Null zwischen den Arbeitszyklen des Zylinders 1 A und des Zylinders 1.
• Das Bezugszeichen 8A bezeichnet die Auslaßleitung des Zylinders 1A. Die Leitung 8A ist mit der Auslaßleitung 8 vor der Drosselklappe 22 verbunden, und dies in dem Fall, wo letztere beiden Zylindern gemeinsam ist. Wenn nicht, kann hier eine Drosselklappe vorgesehen sein, die benachbart der Auslaßöffnung jedes Zylinders vor der Verbindung zwischen der Leitung 8A und der Leitung 8 angeordnet ist.
• Die Winkelversetzung zwischen den Zyklen der beiden Zylinder 1 und 1A ermöglicht es, über einen ausreichenden Injektionsdruck zu verfügen, wie in der europäischen Patentanmeldung 88.401569.4 vom 22. Juni 1988 beschrieben. Man kann sich im übrigen auf diese ältere Anmeldung beziehen.
• Nach der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform weist die Leitung 17A kein Rückschlagventil auf ihrem Teil auf, der das Gehäuse 3 mit dem pneumatischen Injektor 15A verbindet.
• So spielt diese Leitung nicht die Rolle einer Speicherkapazität für Gas unter Druck und ihr Volumen kann gering sein.
• Allgemein kann das Drosselorgan für den Auslaßdurchsatz gebildet sein durch irgendeine Drosselklappe, Klappe oder Kücken, angeordnet im Innern der Auslaßleitung oder benachbart von die Wandung des Zylinders durchsetzenden Auslaßschlitzen.
• Diese Verschlußorgane können mechanisch über irgendein geeignetes Mittel wie Stangen verbunden sein, die gelenkig an den Drosselklappen oder Einlaßkücken für die Luft in das Gehäuse sind, deren Position von der Ladung des Motors abhängt.
• Es ist ebenfalls möglich, angetriebene Verschlußorgane zu verwenden, deren Öffnungs- und Schließsteuerung sichergestellt wird durch elektronische Mittel, die als Eintrittsdaten Parameter berücksichtigen, welche den Betriebsanlauf und die Ladung des Motors umsetzen. Diese Parameter können unterschiedlichster Natur sein und die entsprechenden dank Gebern erhaltenen Daten können relativ beispielsweise dem Öffnungsgrad der Drosselklappe oder des Kückens der Einlaßleitung oder auch des Werts des Unterdrucks zum Einlaß sein.
• Andere Parameter des Motors, die seinen Betriebsanlauf und seine Ladung umsetzen, können ebenfalls berücksichtig werden und unter diesen die Temperatur der Einlaßluft, die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine oder verschiedene Drücke im Motor, deren Wert mit dem atmosphärischen Druck verglichen wird.
• In den Figuren 5, 6, 7 und 8 hat man schematisch den Zylinderdeckel 30 eines Zweitaktmotors sowie drei Zylinder 31a, 31b, 31c dargestellt. Die Auslaßleitungen 32a, 32b, 32c dieser drei Zylinder sind mit einer gemeinsamen Auslaßleitung 33 verbunden, deren Anordnung bezüglich dieser Leitungen variabel sein kann.
• Man hat verschiedene Anordnungen dieser gemeinsamen Leitung 33 dargestellt.
• Für den Fall, daß die Leitung 33 nur eine einzige Verzweigung (Figuren 5 und 6) umfaßt, ist die Durchsatzdrosseleinrichtung 35 nach der Erfindung vorzugsweise am Eintritt in diese gemeinsame Leitung derart angeordnet, daß die Drosselung des Durchsatzes durch die Gesamtheit dieser drei Zylinder sichergestellt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, den Aufbau und die Steuerung der Durchsatzdrosseleinrichtung zu vereinfachen, die der Anordnung der drei Zylinder gemeinsam ist. Diese Anordnung ermöglicht es ebenfalls, von günstigen Interferenzen zwischen den Druckwellen zu profitieren, die aus dem Auslaß der verschiedenen Zylinder stammen. Im Falle der Figuren 7 und 8 umfaßt die Leitung 33 zwei Zweigleitungen 33a und 33b, die selbst mit einer gemeinsamen Leitung 34 verbunden sind.
• Im Falle der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform sind zwei Durchsatzdrosselorgane 35 und 35' am Eintritt in die Zweigleitungen 33a und 33b angeordnet und im Falle der Figur 8 ist ein einziges Durchsatzdrosselorgan 35 am Eintritt in die Leitung 34 angeordnet. Diese letztgenannte Anordnung hat den Vorteil, einfacher zu sein, jedoch ist das Durchsatzdrosselorgan dann von den Zylindern relativ weit entfernt.
• Selbstverständlich kann die Brennkraftmaschine nach der Erfindung irgendeinen Typ Drosselorgan für den Druchsatz am Auslaß haben, der auf Öffnen und Schließen durch irgendein Mittel mechanischer, elektronischer oder sonstiger Art gesteuert ist.
• Schließlich kann die Brennkraftmaschine nach der Erfindung eine beliebige Anzahl von Zylindern umfassen, die gemäß einer beliebigen Anordnung vorgesehen sind.

Claims (15)

1. Zweitaktbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder (1), in dem sich ein Kolben (4) bewegt, mit einem mit einem der Enden des Zylinders (1) in Verbindung stehenden Gehäuse (3) und mit einem Lufteinlaßmittel (11A) in das Gehäuse (3), wenigstens einer Einlaßleitung für Nicht- Vergaserluft (10) in den Zylinder (1), welche das Gehäuse (1) mit einer Durchgangsöffnung (9) des Zylinders verbindet, einer pneumatischen Injektoreinrichtung (15), einem Speise- und Dosiermittel (16) dieses pneumatischen Injektors mit

Brennstoff und einer Leitung (17) zum Speisen des Injektors (15) mit Luft unter Druck zur Zerstäubung des Brennstoffs, verbunden mit dem Gehäuse (3) vermittels eines Klappenventils (20) und unter Bildung eines Raumes (18) für Luft unter Druck, verbunden mit dem pneumatischen Injektor (15), sowie einer Auslaßleitung (18), die mit dem Zylinder (1) über eine Auslaßöffnung verbunden ist, die in einer entsprechend der Richtung des Hubs des Kolbens (4), bezogen auf die Durchgangsöffnung (9), des Zylinders (1), versetzten Stellung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie darüberhinaus im Inneren der Auslaßleitung (8), benachbart dem Zylinder (1), ein Organ (22, 22', 35, 35') zur Begrenzung des Durchgangs der Auslaßgase in einer, für ihr Öffnen und Schließen gesteuert und eingestellt, als Funktion wenigstens eines Arbeitsparameters der Brennkraftmaschine aufweist, wobei die Brennkraftmaschine keine diese Auslaßleitung (8) mit diesem Raum (18) für Luft unter Druck verbindenende Leitung umfaßt und dieses Organ (22) es ermöglicht, den Druck P&sub2;, der aus dem Gehäuse (3) stammenden Injektorgase zu erhöhen und zu vermeiden, daß der Druck P&sub1; im Zylinder bei Injektionsende (durch Wellenrücklauf) erhöht wird, derart, daß die Druckdifferenz Δ P = P&sub2; - P&sub1;, die mit der Injektionsenergie verknüpft ist, erhöht wird.

2. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzerorgan (22) eine im Inneren der Auslaßleitung (8) benachbart dem Zylinder (1) angeordnete Stellklappe ist.

3. Zweitaktbrennkraftmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzerorgan (22') gebildet wird, durch eine Klappe, die schwenkbar am Zylinder (1) am Eintritt der Auslaßleitung (8) gelagert und in der Lage ist, in geregelter Weise den Auslaßschlitz des Zylinders (1), der den Eintritt in die Auslaßleitung (8) bildet, zu verlegen.

4. Zweitaktbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzerorgan (22, 22') über eine mechanische gelenkige Anordnung (24), mit einem Durchlaßbegrenzerelement (13) verbunden ist, das in einer Lufteinlaßleitung (12) in das Gehäuse (3) angeordnet ist.

5. Zweitaktbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzerorgan (22, 22') angetrieben und für sein Öffnen oder sein Schließen durch ein elektronisches Gerät unter Berücksichtigung wenigstens eines Parameters gesteuert ist, der die Drehzahl oder die Last des Motors umsetzt.

6. Zweitaktkraftbrennmaschine nach Anspruch 1 mit wenigstens zwei Zylindern (31a, 31b, 31c), deren Auslaßleitungen (32a, 32b, 32c) mit einer gemeinsamen Leitung (33) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzerorgan (35) für den Durchlaß der Auslaßgase in der gemeinsamen Leitung (33) angeordnet ist.

7. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (33) Zweigleitungen (33a, 33b) umfasst.

8. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzerorgan für den Durchgang der Austrittsgase (35, 35') in jeder der Zweigleitungen (33a, 33b) der gemeinsamen Leitung (33) angeordnet ist.

9. Zweitaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Organ (35) zur Durchgangsbegrenzung der Auslaßgase in einer Leitung (34) angeordnet ist, mit der die Zweigleitungen (33a, 33b) der gemeinsamen Leitung (33) verbunden sind.

10. Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem ersten Zylinder (1A), in dem ein erster Kolben (4A) sich bewegt, einem zweiten Zylinder (1), in welchem sich ein anderer Kolben (4) bewegt; einem mit einem der Enden dieses zweiten Zylinders (1) in Verbindung stehenden Gehäuses (3), welches ein Lufteinlaßmittel (11A) in das Gehäuse (3) umfasst, wenigstens eine Einlaßleitung (10) für nicht vergaste Luft in den ersten Zylinder (1A), wobei die Leitung verbunden ist mit dem Schlitz des ersten Zylinders, einer pneumatischen Injektoreinrichtung für Brennstoff in den ersten Zylinder, einen pneumatischen Injektor (15A) umfassend, einem Speise- und Dosiermittel (16A) dieses pneumatischen Injektors mit Brennstoff und einer Leitung (17A) zur Speisung des Injektors (15A) mit Luft unter Druck zur Zerstäubung des Brennstoffs, verbunden mit dem Gehäuse (3) und einen Raum (18A) für Luft unter Druck bildend, der mit dem pneumatischen Injektor (15A) verbunden ist, sowie einer Auslaßleitung (8A), die mit dem ersten Zylinder (1A) über eine Auslaßöffnung verbunden ist, die sich in der Wandung des ersten Zylinders (1A) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß sie darüberhinaus im Inneren der Auslaßleitung (8A), benachbart diesem ersten Zylinder (1A), ein Organ (22, 22', 35, 35') zur Begrenzung des Durchgangs der Auslaßgase umfasst, das für sein Öffnen und Schließen gesteuert und geregelt bzw. eingestellt ist als Funktion wenigstens eines Arbeitsparameters der Brennkraftmaschine, daß eine Winkelverschiebung ungleich 0 zwischen den Takten dieser Zylinder besteht, wobei der Motor keine dieser Auslaßleitungen (8A) mit dem Raum (18) für Luft unter Druck verbindende Leitung umfaßt und dieses Organ (22) es zuläßt, daß der Druck P&sub2;, der aus dem Gehäuse (3) stammenden Injektorgase erhöht wird und eine Erhöhung des Drucks P&sub1; im Zylinder (1A) bei Injektionsende (durch Wellenrücklauf) vermieden wird, derart, daß die Druckdifferenz Δ P = P&sub2; - P&sub1;, die mit der Injektorenergie verknüpft ist, erhöht wird.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Winkelverschiebung 120 Grad beträgt und daß der Takt des ersten Zylinders dem Takt des anderen Zylinders um 120 Grad voreilt.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verschiebung 90 Grad beträgt und daß der Takt des ersten Zylinders dem Takt des anderen Zylinders um 90 Grad voreilt.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Brennkraftmaschine eine Zylinderzahl umfaßt, die ein Vielfaches von drei ausmacht.

14. Vorrichtung, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Brennkraftmaschine eine Anzahl von Zylindern umfaßt, die ein Vielfaches von vier ausmacht.

15. Brennkraftmaschine, nach einem der Anspruche 10 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (17A) zum Speisen des Injektors mit unter Druck stehender Luft direkt diesen pneumatischen Injektor (15A) mit dem Gehäuse (3) verbindet.