DE102008038915B4 - Two-stroke engine and method of operating a two-stroke engine - Google Patents

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Abstract

Zweitaktmotor (2) mit äußerer Gemischbildung in einem Vergaser (34) für Dieselkraftstoff- oder Kerosin-Betrieb, der für einen Betrieb mit Kurbelkammerspülung ausgelegt ist, und der eine von einem Kurbelgehäuse (14) begrenzte Kurbelkammer (18) umfasst, wobei
dem Vergaser (34) auf der Lufteinlassseite ein Ansaugtrichter (36) vorgeschaltet ist, wobei im Bereich einer Einlassöffnung (46) des Ansaugtrichters (36) ein Einsatz (48) angeordnet ist, wobei in Strömungsrichtung (50) des beim Motorbetrieb angesaugten Luftstroms sich der Einsatz (48) zunächst kontinuierlich verjüngt und dann sprungartig erweitert, und der Querschnitt des Ansaugtrichters (36) zwischen Einsatz (48) und Vergaser (34) kontinuierlich abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass
eine zum Aufheizen des Kurbelgehäuses (14) ausgelegte Heizeinrichtung vorgesehen ist, wobei die Heizeinrichtung eine Anzahl von elektrischen Heizelementen (44) umfasst und einen am Kurbelgehäuse (14) vorbeigeführten und an ihm anliegenden Auslasskrümmer (42) oder Schalldämpfer (60) umfasst.
Two-stroke engine (2) with external mixture formation in a carburetor (34) for diesel fuel or kerosene operation, which is designed for operation with crankcase scavenging, and which comprises a crankcase (14) limited by a crankcase (14), wherein
the carburetor (34) on the air inlet side upstream of a suction funnel (36), wherein in the region of an inlet opening (46) of the suction funnel (36) an insert (48) is arranged, wherein in the flow direction (50) of the sucked in during operation of the engine air flow is the Insert (48) initially continuously tapered and then expanded suddenly, and the cross section of the suction funnel (36) between insert (48) and carburetor (34) decreases continuously, characterized in that
a heating device is provided for heating the crankcase (14), the heating device comprising a number of electric heating elements (44) and comprising an exhaust manifold (42) or silencer (60) bypassing the crankcase (14).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor mit äußerer Gemischbildung in einem Vergaser. Sie betrifft weiterhin ein zugehöriges Betriebsverfahren.The invention relates to a two-stroke engine with external mixture formation in a carburetor. It also relates to an associated operating method.

Zweitaktmotoren konventioneller Bauart verfügen üblicherweise über eine so genannte Kurbelkammerspülung, bei der angesaugtes Kraftstoff-Luft-Gemisch zunächst in die die Kurbelwelle aufnehmende, durch das Kurbelgehäuse nach außen begrenzte Kurbelkammer geleitet wird. Dort wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch den beim Arbeitstakt im Zylinder nach unten gleitenden Kolben vorverdichtet und strömt anschließend, wenn der Kolben einen zugehörigen Überströmkanal in der Zylinderwand freigibt, in den Brennraum über. Im nächsten Takt gleitet der Kolben nach oben und verdichtet das übergeströmte Gemisch im Brennraum, während gleichzeitig frisches Gemisch in die Kurbelkammer angesaugt wird. Die Begriffe „oben” und „unten” beziehen sich dabei auf eine aufrecht stehende Zylinderanordnung mit oben liegendem Zylinderkopf.Conventional-type two-stroke engines usually have what is known as crankcase scavenging, in which the aspirated fuel-air mixture is first conducted into the crankshaft receiving crankcase, which is limited to the outside by the crankcase. There, the fuel-air mixture is pre-compressed by the piston sliding downwards in the cylinder during the power stroke and then, when the piston releases an associated overflow channel in the cylinder wall, flows into the combustion chamber. In the next cycle, the piston slides up and compresses the overflowed mixture in the combustion chamber, while at the same time fresh mixture is sucked into the crank chamber. The terms "top" and "bottom" refer to an upright cylinder arrangement with overhead cylinder head.

Bei einem Zweitakt-Ottomotor erfolgt die Zündung des durch den Kolben verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum durch eine aktive Zündvorrichtung in Gestalt einer Zündkerze mit zugehöriger Spannungsversorgung und Auslöseelektronik, wenn der Kolben den oberen Totpunkt durchläuft. Das verbrannte Gemisch bzw. Abgas wird am Ende des Arbeitstaktes durch einen dann vom Kolben freigegebenen Auslasskanal aus dem Brennraum entlassen und in der Regel über einen Auslasskrümmer in den Auspuff- bzw. Schalldämpfertrakt geleitet.In a two-stroke gasoline engine, the ignition of the fuel-air mixture compressed by the piston takes place in the combustion chamber through an active ignition device in the form of a spark plug with associated power supply and tripping electronics when the piston passes through top dead center. The combusted mixture or exhaust gas is discharged at the end of the power stroke by an then released from the piston exhaust passage from the combustion chamber and usually passed through an exhaust manifold in the exhaust or Schalldämpfertrakt.

Zweitaktmoren können für eine innere Gemischbildung mit Direkteinspritzung des flüssigen Kraftstoffs in den Brennraum oder für eine äußere Gemischbildung in einem Vergaser konfiguriert sein. Im Vergaser wird der flüssige Kraftstoff in den angesaugten oder über eine Ladevorrichtung hineingepressten Luftstrom eingedüst und zerstäubt. Eine Kurbelkammerspülung wird meist mit einer äußeren Gemischbildung kombiniert.Two-stroke engines may be configured for internal mixture formation with direct injection of the liquid fuel into the combustion chamber or for external mixture formation in a gasifier. In the carburetor, the liquid fuel is injected and atomized into the sucked or injected via a charger airflow. A crankcase scouring is usually combined with an external mixture formation.

Ein Zweitaktmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 5,097,814 bekannt. Ein weiterer Zweitaktmotor ist aus der US 3,054,604 A bekannt. Zweitaktmotoren mit Heizeinrichtungen sind aus der US 6,374,790 B1 und der DE 644 933 A bekannt. Ein Zweitaktmotor, der durch Auspuffgase beheizt wird, ist aus der US 1,366,530 A bekannt. Zweitaktmotoren mit äußerer Gemischbildung und aktiven Zündvorrichtungen sind in der DE 37 30 090 C2 und der US 3,817, 227 A offenbart.A two-stroke engine according to the preamble of claim 1 is known from US 5,097,814 known. Another two-stroke engine is from the US 3,054,604 A known. Two-stroke engines with heaters are from the US 6,374,790 B1 and the DE 644 933 A known. A two-stroke engine, which is heated by exhaust gases, is from the US 1,366,530 A known. Two-stroke engines with external mixture formation and active ignition devices are in DE 37 30 090 C2 and the US 3,817,227A disclosed.

Üblicherweise wird derartigen Zweitaktmotoren als Kraftstoff ein Benzin-Öl-Gemisch zugeführt, wobei der Ölzusatz der Motorschmierung dient. Gerade in jüngerer Zeit besteht aufgrund entsprechender finanzieller Anreize der Wunsch, anstelle von (Normal-)Benzin auf Kerosin, das normalerweise als Kraftstoff für Gasturbinentriebwerke verwendet wird, oder auch auf Dieselkraftstoff auszuweichen.Usually, such a two-stroke engine is supplied as fuel, a gasoline-oil mixture, the oil additive is the engine lubrication. Recently, due to appropriate financial incentives, there has been a desire to avoid kerosene instead of (normal) gas, which is normally used as fuel for gas turbine engines, or even diesel fuel.

Entsprechende Versuche, einen Zweitakt-Ottomotor für einen Diesel- oder Kerosin-Betrieb zu ertüchtigen, sind beispielsweise aus der US 5 855 192 bekannt. Für eine Verbesserung des Zündverhaltens, insbesondere in der Phase des Motorstarts, ist dort eine Beheizung des Zylinderkopfes mit Hilfe eines dort eingesetzten, von der Zündkerze unabhängigen Glühstiftes vorgesehen. Der Zylinderkopf wird dabei thermisch vergleichsweise hoch belastet, was die Verwendung von entsprechend hochwertigen, hochtemperaturfesten Werkstoffen und von beispielsweise keramischen Einsatzbauteilen im Zylinder voraussetzt. Dennoch kann das Laufverhalten derartig modifizierter Motoren insgesamt nicht überzeugen.Corresponding attempts to make a two-stroke gasoline engine for a diesel or kerosene operation, for example, from US 5,855,192 known. To improve the ignition behavior, in particular in the phase of engine start, heating of the cylinder head is provided there by means of a glow plug which is used there and is independent of the spark plug. The cylinder head is thermally relatively high load, which requires the use of correspondingly high-quality, high-temperature resistant materials and, for example, ceramic insert components in the cylinder. Nevertheless, the running behavior of such modified engines can not be convincing overall.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zweitaktmotor der eingangs genannten Art mit möglichst geringfügigen und kostengünstigen konstruktiven Änderungen für eine Zufuhr von Kerosin als Kraftstoff zu ertüchtigen, ohne dass die Laufkultur und die Betriebsfestigkeit darunter leiden. Des Weiteren soll ein zugehöriges Betriebsverfahren angegeben werden.The present invention is therefore an object of the invention to provide a two-stroke engine of the type mentioned with the least possible and cost-effective design changes for a supply of kerosene as a fuel without the running culture and durability suffer. Furthermore, an associated operating method should be specified.

In Bezug auf den Motor wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.With regard to the engine, the object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die aus dem Stand der Technik bekannte, vom Dieselmotor übernommene Aufheizung des Zylinderkopfes mittels separatem Glühstift oder ähnlichem mehr Probleme bereitet als Vorteile bringt, so dass dieses Konzept verworfen werden sollte. Vielmehr kann ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch, wie sich überraschenderweise herausgestellt hat, auch bei Verwendung von Kerosin als Kraftstoff bereitgestellt werden, indem ein Einsatz der genannten Art in den Ansaugtrichter des Vergasers eingesetzt wird, der Strömungswirbel im angesaugten Luftstrom erzeugt und den Luftdurchsatz durch den Vergaser erhöht.The invention is based on the consideration that the known from the prior art, taken over by the diesel engine heating of the cylinder head by means of separate glow plug or the like more problems than advantages, so this concept should be discarded. Rather, an ignitable fuel-air mixture, as has surprisingly been found, even when using kerosene be provided as fuel by an insert of the type mentioned in the inlet funnel of the carburetor is used, the flow vortex generated in the intake air flow and the air flow through increased the carburetor.

Mit anderen Worten: Dem Vergaser ist zweckmäßigerweise auf der Lufteinlassseite ein sich zum Vergasereinlass hin verjüngender Ansaugtrichter vorgeschaltet. Im Bereich der Einlassöffnung des Ansaugtrichters ist ein vorzugsweise ringförmiger Einsatz angeordnet, der sich in Strömungsrichtung des beim Motorbetrieb angesaugten Luftstroms zunächst kontinuierlich verjüngt und dann sprungartig erweitert.In other words, it is expedient for the carburetor to be preceded on the air inlet side by an intake funnel tapering towards the carburetor inlet. In the region of the inlet opening of the intake funnel, a preferably annular insert is arranged, which initially tapers continuously in the flow direction of the air flow sucked in during engine operation and then expands in an abrupt manner.

Der Einsatz kann beispielsweise als Nachrüstteil in einen konventionellen Ansaugtrichter eingebracht sein. Alternativ kann der Ansaugtrichter die gewünschte Innenkonturierung auch von vornherein enthalten. Insbesondere kann ein entsprechend modifizierter Ansaugtrichter auch als einkomponentiges, integrales Bauteil hergestellt sein, beispielsweise in einem Gießverfahren. The insert may for example be introduced as a retrofit part in a conventional intake funnel. Alternatively, the intake funnel can also contain the desired inner contouring from the outset. In particular, a suitably modified intake funnel can also be produced as a one-component, integral component, for example in a casting process.

Durch den Venturi-Effekt des sich verengenden Querschnitts des Strömungskanals wird der angesaugte Luftstrom zunächst beschleunigt, also seine Strömungsgeschwindigkeit erhöht. An der Übergangsstelle, wo sich der Querschnitt dann sprunghaft bzw. plötzlich erweitert, um sich anschließend zum Vergasereinlass hin wieder kontinuierlich gemäß der vorgegebenen Trichterform zu verengen, erfolgt – einhergehend mit einer Geschwindigkeitsreduktion – eine starke Verwirbelung des Luftstroms. Wie sich herausgestellt hat, ist eine derartige Verwirbelung des Luftstroms unmittelbar vor dem Eintritt in den Vergaser gerade bei der Zerstäubung von Kerosin ausgesprochen vorteilhaft und führt – insbesondere in Kombination mit einer anschließenden Vorwärmung des Kerosin-Luft-Gemisches in der Kurbelkammer (siehe unten) – zu einer besseren Verbrennung.Due to the Venturi effect of the narrowing cross-section of the flow channel of the sucked air flow is first accelerated, thus increasing its flow velocity. At the transition point, where the cross-section then suddenly or suddenly expands to then narrow again to the carburetor inlet back continuously according to the predetermined funnel shape, takes place - accompanied by a speed reduction - a strong turbulence of the air flow. As has been found, such a turbulence of the air flow just before the entry into the carburetor especially in the atomization of kerosene is extremely advantageous and leads - especially in combination with a subsequent preheating of the kerosene-air mixture in the crank chamber (see below) - for better combustion.

Der Vergaser ist vorzugsweise als Membranvergaser ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass der Vergaser lageunabhängig und auch unter großen Vibrationen einwandfrei arbeiten kann. Der so erzeugte Kraftstoff-Luft-Nebel wird vorteilhafterweise über einen Einlasskanal bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens in die Kurbelkammer des Zweitaktmotors angesaugt und dort beim anschließenden Abwärtshub des Kolbens vorverdichtet. Zweckmäßigerweise ist in dem zwischen der Kurbelkammer und dem Vergaser liegenden Einlasskanal ein beispielsweise als Flatterventil ausgebildetes Rückschlagventil angeordnet, das einen Rückfluss des Kraftstoff-Luft-Gemisches aus der Kurbelkammer in Richtung des Vergasers bei der Abwärtsbewegung des Kolbens (Vorverdichtungsphase) verhindert.The carburetor is preferably designed as a membrane carburetor. This has the advantage that the carburetor can work perfectly regardless of position and even under great vibration. The fuel-air mist thus produced is advantageously sucked via an inlet channel in the upward movement of the piston in the crank chamber of the two-stroke engine and pre-compressed there during the subsequent downward stroke of the piston. Appropriately, in the lying between the crank chamber and the carburetor inlet passage, for example, designed as a flutter valve check valve is arranged, which prevents a backflow of the fuel-air mixture from the crank chamber in the direction of the carburetor during the downward movement of the piston (precompression phase).

Weiterhin hat sich herausgestellt, dass ein besonders gutes Laufverhalten bei einem Zweitaktmotor mit Kurbelkammerspülung insbesondere dann erreicht werden kann, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch bereits vor seinem Übertritt in den Brennraum – jedoch nach erfolgter Zerstäubung im Vergaser – in der Kurbelkammer auf eine geeignete Betriebstemperatur, insbesondere über das mit der Vorverdichtung erreichbare Maß hinaus, aufgeheizt wird.Furthermore, it has been found that a particularly good running behavior in a two-stroke engine with crankcase scavenging can be achieved in particular when the fuel-air mixture before its passage into the combustion chamber - but after the atomization in the carburetor - in the crank chamber to a suitable operating temperature , in particular beyond the achievable with the pre-compression level, is heated.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine vergleichsweise großflächige Beheizung des Kurbelgehäuses durch eine zugehörige Heizeinrichtung vorgesehen, die vorzugsweise auf der von der Kurbelkammer abgewandten Außenseite des Kurbelgehäuses angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass während des Motorbetriebes eine Wärmeübertragung von der aufgeheizten Außenwand des Kurbelgehäuses über die Innenwand auf das vom Vergaser kommende, in die Kurbelkammer einströmende Kraftstoff-Luft-Gemisch stattfindet.For this purpose, a comparatively large-surface heating of the crankcase by an associated heating device is provided according to the invention, which is preferably arranged on the side remote from the crank chamber outside of the crankcase. This ensures that takes place during engine operation, a heat transfer from the heated outer wall of the crankcase on the inner wall to the coming of the carburetor, flowing into the crank chamber fuel-air mixture.

Die thermische Belastung des Kurbelgehäuses hält sich dabei in gut beherrschbaren Grenzen, während eine Überbeanspruchung des ohnehin schon durch die Verbrennungsvorgänge im Brennraum belasteten Zylinderkopfes, wie sie durch den Einsatz von Glühstiften oder dergleichen hervorgerufen werden könnte, konsequent vermieden ist. Durch die relativ lange Verweildauer des Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Kurbelkammer, jedenfalls im Vergleich zu der Verweildauer im Brennraum vor der Zündung, ist die nunmehr vorgesehene Beheizung ausgesprochen effektiv. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch tritt dabei vorgeheizt in den Brennraum ein. Die weitere Erwärmung durch den Verdichtungsvorgang bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens muss dann nicht mehr so stark ausfallen. Damit sind insbesondere bei der Verwendung von Kerosin als Kraftstoff hervorragende Zündeigenschaften sichergestellt.The thermal load of the crankcase keeps within manageable limits, while an overuse of the already loaded by the combustion processes in the combustion chamber cylinder head, as it could be caused by the use of glow plugs or the like, is consistently avoided. Due to the relatively long residence time of the fuel-air mixture in the crank chamber, at least in comparison to the residence time in the combustion chamber before the ignition, the now provided heating is very effective. The fuel-air mixture enters preheated into the combustion chamber. The further heating by the compression process during the upward movement of the piston then does not have to be so strong. This ensures excellent ignition properties, especially when using kerosene as fuel.

Erfindungsgemäß ist die Heizeinrichtung primär als Kaltstarthilfe ausgelegt und umfasst eine Anzahl von elektrischen Heizelementen. Für eine gute Wärmeübertragung auf das Kurbelgehäuse liegen diese bevorzugt als Heizstäbe oder Heizmatten ausgeführten Heizelemente vorteilhafterweise direkt an der Außenseite des Kurbelgehäuses an, stehen also in innigem thermischen Kontakt mit diesem. Die Anbringung an der Außenseite hat den Vorteil, dass die elektrischen Zuleitungen nicht durch das Kurbelgehäuse hindurchgeführt werden müssen, und dass die Heizelemente nicht direkt dem chemisch aggressiven Kraftstoff-Luft-Gemisch ausgesetzt sind. Die Heizelemente werden vor allem bei einem Kaltstart des Motors über eine externe Stromquelle mit Heizstrom beaufschlagt, um so das Kraftstoff-Luft-Gemisch beim Durchströmen der Kurbelkammer anzuwärmen. Die Anzahl der Heizelemente und deren Heizleistung richten sich insbesondere nach dem Volumen der vom Kurbelgehäuse umgebenen Kurbelkammer und nach der gewünschten, für die Erreichung eines bestimmten Temperaturniveaus erforderlichen Anwärmzeit. Um ein Kerosin-Luft-Gemisch für den Kaltstart zündfähig zu machen, sollte die Kurbelgehäusetemperatur an der dem Gemisch zugewandten Innenwand beispielsweise etwa 80°C bis 90°C betragen.According to the invention, the heating device is designed primarily as a cold start aid and comprises a number of electrical heating elements. For a good heat transfer to the crankcase these are preferably designed as heating rods or heating mats running elements advantageously directly on the outside of the crankcase, so are in intimate thermal contact with this. The attachment on the outside has the advantage that the electrical leads must not be passed through the crankcase, and that the heating elements are not exposed directly to the chemically aggressive fuel-air mixture. The heating elements are acted upon, especially with a cold start of the engine via an external power source with heating current, so as to heat the fuel-air mixture as it flows through the crank chamber. The number of heating elements and their heating power depend in particular on the volume of the crankcase surrounded by the crankcase and the desired, required for the achievement of a certain temperature level warm-up. For example, to make a kerosene-air mixture flammable for cold starting, the crankcase temperature at the interior wall facing the mixture should be about 80 ° C to 90 ° C.

In alternativer Ausgestaltung ist das Kurbelgehäuse vorteilhafterweise doppelwandig ausgeführt, wobei die Innen- und die Außenwand einen mit Flüssigkeit befüllbaren Zwischenraum umschließen. Zum Betrieb des Motors, insbesondere beim Startvorgang, wird der Zwischenraum mit einer Flüssigkeit befüllt, die dann über ein geeignetes elektrisches Heizsystem, beispielsweise durch im Zwischenraum oder außerhalb der Außenwand angeordnete Heizstäbe, erwärmt wird.In an alternative embodiment, the crankcase is advantageously designed double-walled, wherein the inner and the outer wall enclose a liquid-filled gap. To operate the engine, in particular during the starting process, the gap with a Liquid filled, which is then heated via a suitable electrical heating system, for example by arranged in the space or outside the outer wall heating elements.

Um das elektrische Heizsystem nicht dauerhaft betreiben zu müssen, sondern es nach dem Startvorgang und gegebenenfalls nach einer gewissen Mindestlaufzeit (Warmlaufphase) des Motors abschalten und von der Heizstromquelle abkoppeln zu können, ist vorteilhafterweise eine Beheizung des Kurbelgehäuses und damit der Kurbelkammer durch die beim Betrieb freigesetzten heißen Verbrennungsrückstände bzw. Abgase vorgesehen. Dazu ist erfindungsgemäß an den Brennraumauslass ein in ein nachgeschaltetes Auspuff- bzw. Schalldämpfersystem mündender Auslasskrümmer derart um das Kurbelgehäuse herum oder an ihm entlang geführt oder gegebenenfalls auch in das Kurbelgehäuse integriert, dass dieses durch Wärmeabstrahlung und/oder durch Wärmeleitung vom Auslasskrümmer beheizt wird. Für einen innigen thermischen Kontakt liegt der Auslasskrümmer vorteilhafterweise zumindest in einem Teilabschnitt an der Außenseite des Kurbelgehäuses an; bevorzugt ist der Auslasskrümmer dort mit dem Kurbelgehäuse fest verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Anstelle einer stoffschlüssigen Verbindung oder zusätzlich dazu könnte aber auch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung vorgesehen sein, z. B. durch Verschrauben, Nieten etc.In order not to have to operate the electric heating system permanently, but to turn it off after starting and possibly after a certain minimum time (warm-up phase) of the engine and can decouple from the Heizstromquelle, is advantageously a heating of the crankcase and thus the crank chamber released by the operation hot combustion residues or exhaust gases are provided. For this purpose, according to the invention, at the combustion chamber outlet, an exhaust manifold opening into a downstream exhaust or muffler system is guided around or along the crankcase or, if appropriate, also integrated into the crankcase in that it is heated by heat radiation and / or by heat conduction from the exhaust manifold. For an intimate thermal contact of the exhaust manifold is advantageously at least in a section on the outside of the crankcase on; Preferably, the exhaust manifold is fixedly connected there to the crankcase, in particular welded or soldered. Instead of a cohesive connection or in addition to but could also be provided a frictional and / or positive connection, for. B. by screwing, riveting, etc.

Alternativ kann erfindungsgemäß anstelle eines Auslasskrümmers, der an dem dem Brennraumauslass abgewandten Ende in einen Schalldämpfertopf mündet, auch ein Schalldämpfer selber in der beschriebenen Art und Weise um das Kurbelgehäuse herum geführt sein.Alternatively, according to the invention, instead of an exhaust manifold which opens into a silencer pot at the end facing away from the combustion chamber outlet, a silencer itself may also be guided around the crankcase in the manner described.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist eine thermische Isolierung zwischen dem – vorteilhafterweise durch eine Heizeinrichtung beheizten – Kurbelgehäuse und dem Vergaser vorgesehen, so dass möglichst kein oder nur ein geringer Wärmeübergang vom Kurbelgehäuse auf das Vergasergehäuse erfolgt und der Vergaser möglichst kühl gehalten wird. Zweckmäßigerweise ist dazu das zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Vergasergehäuse sitzende Ventilgehäuse, welches den Einlasskanal für das zerstäubte Kraftstoff-Luft-Gemisch mit dem darin befindlichen Rückschlagventil umschließt, aus einem im Vergleich zum Kurbelgehäuse wesentlich schlechter wärmeleitenden, wärmeisolierenden Material gefertigt, insbesondere aus einem hitzebeständigen, mechanisch und chemisch hoch beanspruchbaren Kunststoff, z. B. aus Polyphenylensulfid (PPS) oder einem ähnlichen Kunststoff. Weiterhin ist der Auslasskrümmer bevorzugt in einem ausreichenden Abstand zum Ventilgehäuse angeordnet, so dass kein nennenswerter Wärmeübergang durch Wärmeabstrahlung erfolgt.In an advantageous embodiment, a thermal insulation between the - advantageously heated by a heater - crankcase and the carburetor is provided so that as little as possible or only a small heat transfer from the crankcase to the carburetor housing and the carburetor is kept as cool as possible. Conveniently, the seated between the crankcase and the carburetor body valve housing, which encloses the inlet channel for the atomized fuel-air mixture with the check valve therein, made of a compared to the crankcase significantly poorer heat-conducting, heat-insulating material, in particular of a heat-resistant, mechanically and chemically highly stressed plastic, z. B. from polyphenylene sulfide (PPS) or a similar plastic. Furthermore, the exhaust manifold is preferably arranged at a sufficient distance from the valve housing, so that no appreciable heat transfer takes place by heat radiation.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Zweitaktmotor als Ottomotor ausgebildet, verfügt also über eine elektrische Zündanlage mit einer in den Zylinderkopf integrierten Zündkerze zur – abhängig von der Kolbenstellung gesteuerten – Zündung des durch den Kolben verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches. Denkbar wäre es auch, den Zweitaktmotor alternativ als Glühzündermotor mit im Betrieb dauerhaft glühender Glühkerze, etwa mit einer mit Platin-Iridium beschichteten Drahtwendel, auszulegen.In a preferred embodiment, the two-stroke engine is designed as a gasoline engine, so has an electric ignition system with a built-in cylinder head spark plug - controlled depending on the piston position - ignition of the compressed by the piston fuel-air mixture. It would also be conceivable alternatively to design the two-stroke engine as a glow starter motor with a glow plug glowing permanently in operation, such as a wire coil coated with platinum-iridium.

In Bezug auf das Verfahren wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 9.With regard to the method, the object mentioned at the beginning is solved by the features of claim 9.

Unter „Kerosin” ist vorliegend insbesondere ein Kraftstoff aus dem leichten Mitteldestillat der Erdölraffination, nämlich ein leichtes Petroleum, zu verstehen, der ansonsten üblicherweise in der Luftfahrt für den Betrieb von Gasturbinentriebwerken (Flugturbinen) eingesetzt wird. Die in der Regel weit gestreckte, flache Siedelinie von Kerosin liegt zwischen der von Schwerbenzin und Dieselkraftstoff. Geeignete Kerosinsorten werden beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen JP-1 (Jet Propellant-1) oder JET A-1 (frühere Bezeichnung JP-1A) oder JP-8 oder JET B oder TS-1 vertrieben. Besonders weit verbreitet und gut erhältlich ist Kerosin der Sorte JET A-1. Zum Zweck der Motorschmierung können dem Kerosin auch ein Schmieröl und/oder andere Additive, insbesondere etwa 4% synthetisches Zweitakt-Öl, beigemengt sein.By "kerosene" is meant in particular present a fuel from the light middle distillate oil refining, namely a light petroleum, which is otherwise commonly used in aviation for the operation of gas turbine engines (aircraft turbines). The usually wide, flat boiling line of kerosene is between that of heavy fuel and diesel fuel. Suitable types of kerosene are sold, for example, under the trade designations JP-1 (Jet Propellant-1) or JET A-1 (formerly JP-1A) or JP-8 or JET B or TS-1. Kerosene of the JET A-1 grade is particularly widespread and readily available. For the purpose of engine lubrication, the kerosene may also be admixed with a lubricating oil and / or other additives, in particular about 4% synthetic two-stroke oil.

Alternativ zu Kerosin kann dem hier beschriebenen Zweitaktmotor auch ein Dieselkraftstoff zugeführt werden.As an alternative to kerosene, a diesel fuel can also be supplied to the two-stroke engine described here.

Erfindungsgemäß findet das Verfahren Anwendung bei einem Zweitaktmotor mit Kurbelkammerspülung, wobei das im Vergaser erzeugt Kerosin-Luft-Gemisch oder Dieselkraftstoff-Luft-Gemisch über die Kurbelkammer in den Brennraum geleitet wird. Dabei wird das Gemisch beim Durchströmen der Kurbelkammer durch eine Heizeinrichtung vorgewärmt und nach dem Übertritt in den Brennraum durch eine aktive Zündvorrichtung gezündet.According to the invention, the method is used in a two-stroke engine with crankcase scavenging, wherein the kerosene-air mixture or diesel fuel-air mixture produced in the carburetor is conducted via the crank chamber into the combustion chamber. The mixture is preheated by flowing through the crank chamber by a heater and ignited after passing into the combustion chamber by an active ignition device.

Das Kurbelgehäuse wird während eines Startvorgangs, insbesondere während eines Motor-Kaltstarts, durch eine elektrische Heizeinrichtung beheizt. Nach einer gewissen Anlaufzeit wird die elektrische Heizeinrichtung abgeschaltet und das Kurbelgehäuse durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung von einem an den Brennraumauslass des Zweitaktmotors angeschlossenen, von heißen Verbrennungsabgasen durchströmten Auslasskrümmer oder Schalldämpfer beheizt.The crankcase is heated by an electric heater during a starting operation, particularly during a cold engine start. After a certain startup time, the electric heating device is switched off and the crankcase is heated by heat conduction and / or thermal radiation from an exhaust manifold or silencer, which is connected to the combustion chamber outlet of the two-stroke engine and through which hot combustion exhaust gases flow.

Durch die beschriebenen Maßnahmen läuft der mit Kerosin betriebene Zweitaktmotor ähnlich gut und „rund” wie ein Zweitakt-Benzinmotor. Die bessere Verbrennung lässt den Motor kühler laufen, der Kraftstoffverbrauch reduziert sich. Die mittlere Temperatur im Bereich des Zylinderkopfgehäuses beträgt dann beispielsweise nur noch 160°C bis 190°C im Vergleich zu etwa 220°C bei einem herkömmlichen Benzinmotor gleichen Hubraums. Es ist auch nicht erforderlich, ein gegenüber Benzinmotoren erhöhtes Verdichtungsverhältnis zu wählen. Das Verdichtungsverhältnis, also das Verhältnis des gesamten Brennkammerraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Raum nach der Verdichtung, kann im Gegenteil durch die beschriebenen Maßnahmen etwas geringer ausfallen als bei Benzinbetrieb und beträgt beispielsweise lediglich 8:1 bis 10:1. Dies führt zu einer Reduzierung des Vibrationsniveaus und zu damit zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Kurbelwelle sowie von zugehörigen Kugel- oder Nadellagern.By the measures described operated with kerosene two-stroke engine runs similarly well and "round" like a two-stroke petrol engine. The better combustion makes the engine run cooler, the fuel consumption is reduced. The average temperature in the region of the cylinder head housing is then, for example, only 160 ° C to 190 ° C compared to about 220 ° C in a conventional gasoline engine same displacement. It is also not necessary to choose a higher compression ratio compared to gasoline engines. The compression ratio, ie the ratio of the entire combustion chamber space before compression to the remaining space after compression, on the contrary by the measures described may be slightly lower than gasoline operation and is for example only 8: 1 to 10: 1. This leads to a reduction of the vibration level and thus to an extension of the service life of the crankshaft and of associated ball or needle bearings.

Die für den Kerosinbetrieb notwendigen konstruktiven Änderungen berühren den eigentlichen Motortrakt – Zylinder, Kolben, Kurbelgehäuse – nicht oder nur unwesentlich. Sie sind vielmehr überwiegend auf periphere Bauteile – Auslasskrümmer, Ventilgehäuse, Vergaser und Ansaugtrichter – beschränkt. Sie können damit verhältnismäßig einfach auch bei existierenden Motoren von hergebrachter Bauart nachgerüstet werden.The design changes necessary for the kerosene operation touch the actual engine tract - cylinder, piston, crankcase - not or only insignificantly. Rather, they are predominantly limited to peripheral components - exhaust manifold, valve body, carburettor and intake manifold. They can thus be relatively easily retrofitted with existing engines of hergebrachter design.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 einen Längsschnitt durch einen Zweitaktmotor (die Kurbelachse liegt in der Schnittebene), 1 a longitudinal section through a two-stroke engine (the crank axis is in the cutting plane),

2 einen Querschnitt durch den Zweitaktmotor gemäß 1 (die Kurbelachse steht senkrecht auf der Schnittebene), und 2 a cross section through the two-stroke engine according to 1 (The crank axis is perpendicular to the cutting plane), and

3 einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Zweitaktmotors. 3 a cross-section through an alternative embodiment of a two-stroke engine.

Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical parts are provided in both figures with the same reference numerals.

Der in 1 und 2 dargestellte Zweitaktmotor 2 ist von überwiegend konventioneller Bauart und dient beispielsweise zum Antrieb von Modellflugzeugen oder auch von Kettensägen, Rasenmähern etc. Bei entsprechender Hubraumgröße könnte er aber auch beispielsweise für den Antrieb eines Passagierflugzeuges oder eines Personenkraftwagens oder eines Motorades oder dergleichen vorgesehen sein.The in 1 and 2 illustrated two-stroke engine 2 is of predominantly conventional design and is used, for example, for propulsion of model airplanes or chainsaws, lawn mowers, etc. With a corresponding displacement size but it could also be provided for example for driving a passenger aircraft or a passenger car or a motorbike or the like.

Der Zweitaktmotor 2 umfasst einen in einem Zylinder 4 gleitenden, durch periodische Verbrennungsvorgänge im Brennraum 6 angetriebenen Kolben 8. Über eine Pleuelstange 10 wird die lineare Bewegung des Kolbens 8 auf die Kurbelwelle 12 übertragen und in eine Drehbewegung umgesetzt. Die Kurbelwelle 12 ist in einem Kurbelgehäuse 14 gelagert und mündet auf der Antriebsseite in eine mit dem Antriebsstrang einer anzutreibenden Maschine verbindbare oder mit einem Propeller bestückbare Antriebswelle 16. Der nach oben durch den Kolben 8 verschlossene Raumbereich zwischen der Kurbelwelle 12 und dem Kurbelgehäuse 14 wird als Kurbelkammer 18 bezeichnet. Die Kurbelkammer 18 ist über einen nach außen vom Zylindergehäuse 20 begrenzten Überströmkanal 22 mit dem Brennraum 6 verbunden, wobei die in den Brennraum 6 mündende Überströmöffnung 24 im Wesentlichen nur in der unteren Totpunktstellung des Kolbens 8 freigegeben ist. Bei dieser Kolbenstellung ist auch der an den Brennraum 6 angeschlossene Auslasskanal 26 (siehe 2) freigegeben. Im Zylinderkopf 28 ist eine elektrische Zündkerze 30 angeordnet.The two-stroke engine 2 includes one in a cylinder 4 sliding, by periodic combustion processes in the combustion chamber 6 driven piston 8th , Over a connecting rod 10 becomes the linear movement of the piston 8th on the crankshaft 12 transferred and converted into a rotary motion. The crankshaft 12 is in a crankcase 14 stored and opens on the drive side in a connectable to the drive train of a driven machine or be equipped with a propeller drive shaft 16 , The up through the piston 8th closed space between the crankshaft 12 and the crankcase 14 is called a crank chamber 18 designated. The crank chamber 18 is on the outside of the cylinder housing 20 limited overflow channel 22 with the combustion chamber 6 connected, taking in the combustion chamber 6 opening overflow opening 24 essentially only in the bottom dead center position of the piston 8th is released. In this piston position is also to the combustion chamber 6 connected exhaust duct 26 (please refer 2 ) Approved. In the cylinder head 28 is an electric spark plug 30 arranged.

Auf der von der Antriebswelle 16 abgewandten Seite des Kurbelgehäuses 14 schließen sich ein Ventilgehäuse 32, ein Vergaser 34 und ein Ansaugtrichter 36 an. Über den Ansaugtrichter 36 wird beim Motorbetrieb Umgebungsluft angesaugt und dem Vergaser 34 zugeführt. In dem als Membranvergaser ausgestalteten Vergaser 34 wird über eine Zuleitung (nicht dargestellt) zugeführter flüssiger Kraftstoff in den angesaugten Luftstrom eingedüst und zerstäubt.On the from the drive shaft 16 opposite side of the crankcase 14 Close a valve housing 32 , a carburetor 34 and a suction funnel 36 at. About the intake funnel 36 is sucked in the engine operation ambient air and the carburetor 34 fed. In the carburetor designed as diaphragm carburetor 34 is fed via a supply line (not shown) supplied liquid fuel in the sucked air stream and atomized.

Das Kraftstoff-Luft-Gemisch tritt während der Ansaugphase durch die Saugwirkung des nach oben gleitenden Kolbens 8 über den vom Ventilgehäuse 32 umschlossenen Eintrittskanal 38 in die Kurbelkammer 18 ein. Bei der nachfolgenden Abwärtsbewegung des Kolbens 8 wird das Gemisch in der Kurbelkammer 18 vorverdichtet, wobei ein in den Eintrittskanal 38 eingesetztes, als Flatterventil ausgebildetes Rückschlagventil 40 einen Rückfluss zum Vergaser 34 hin verhindert. Am Ende der Verdichtungsphase strömt das Kraftstoff-Luft-Gemisch über den Überströmkanal 22 in den Brennraum 6 über und drückt dabei gleichzeitig die vom vorherigen Verbrennungsvorgang verbliebenen Verbrennungsrückstände (Abgase) über den Auslasskanal 26 aus dem Brennraum 6 heraus. Bei der sich anschließenden Aufwärtsbewegung des Kolbens 8 wird das Gemisch zunächst im Brennraum 6 verdichtet und schließlich durch einen Zündfunken an der Zündkerze 30 gezündet; der Arbeitstakt beginnt (die beschriebenen Vorgänge laufen natürlich zum Teil parallel ab).The fuel-air mixture occurs during the suction phase by the suction of the upwardly sliding piston 8th over the valve body 32 enclosed entrance channel 38 in the crank chamber 18 one. During the subsequent downward movement of the piston 8th the mixture is in the crank chamber 18 pre-compressed, with one in the inlet channel 38 inserted, designed as a flutter valve check valve 40 a reflux to the carburetor 34 prevented. At the end of the compression phase, the fuel-air mixture flows over the overflow channel 22 in the combustion chamber 6 at the same time pushing the combustion residues (exhaust gases) remaining from the previous combustion process via the outlet channel 26 from the combustion chamber 6 out. During the subsequent upward movement of the piston 8th The mixture is first in the combustion chamber 6 compressed and finally by a spark on the spark plug 30 ignited; the working cycle begins (the processes described are of course partly parallel).

Der Zweitaktmotor 2 ist durch eine Reihe von konstruktiven Maßnahmen für einen Kerosinbetrieb ertüchtigt:
Insbesondere ist der an den Auslasskanal 26 angeschlossene, am anderen Ende beispielsweise in den Resonanztopf eines Resonanzschalldämpfers (nicht dargestellt) mündende Auslasskrümmer 42 in der Art eines Bogens um den unteren Teil des Motorblocks herumgeführt. Die Ebene, in der der Bogen verläuft, liegt im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen senkrecht zur Kurbel- bzw. Antriebsachse (siehe 2). Der Auslasskrümmer 42 liegt dabei in einem unteren Teilabschnitt an der Außenwand 43 des Kurbelgehäuses 14 an und ist dort mit diesem verschweißt. Damit erfolgt beim Motorbetrieb eine effektive Wärmeübertragung von dem durch die heißen Abgase von innen erhitzten Auslasskrümmer 42 auf das Kurbelgehäuse 14 und damit schließlich auch auf das in die Kurbelkammer 18 einströmende, vom Vergaser 34 kommende Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches somit vorgewärmt wird.
The two-stroke engine 2 is equipped with a series of design measures for a kerosene plant:
In particular, the is to the outlet channel 26 connected, at the other end, for example, in the resonant pot of a resonance muffler (not illustrated) outlet manifold 42 in the manner of an arc around the lower part of the engine block. The plane in which the arc extends is in the embodiment substantially perpendicular to the crank or drive axle (see 2 ). The exhaust manifold 42 lies in a lower section on the outer wall 43 of the crankcase 14 and is welded there with this. Thus, during engine operation, effective heat transfer occurs from the exhaust manifold heated by the hot exhaust gases from the inside 42 on the crankcase 14 and finally on the crank chamber 18 incoming, from the carburetor 34 coming fuel-air mixture, which is thus preheated.

In einer alternativen Variante, die in 3 dargestellt ist, ist kein oder nur ein sehr kurzes Auslasskrümmerstück vorgesehen. Vielmehr schließt sich hier der Schalldämpfer 60 oder Schalldämpfertopf unmittelbar an den Auslasskanal 26 an und folgt in der Art eines Bogens der Kontur des Zylinders 4 und des Kurbelgehäuses 14, wodurch die gewünschte Aufwärmfunktion gewährleistet ist.In an alternative variant, the in 3 is shown, no or only a very short Auslasskrümmerstück is provided. Rather, the silencer closes here 60 or silencer pot directly to the outlet channel 26 and follows in the manner of an arc of the contour of the cylinder 4 and the crankcase 14 , whereby the desired warm-up function is ensured.

Für einen Motor-Kaltstart ist darüber hinaus eine elektrische Beheizung des Kurbelgehäuses 14 durch mehrere an der Außenseite angebrachte, gegebenenfalls in entsprechende Vertiefungen eingesetzte und an der Gehäusewand anliegende elektrische Heizelemente 44, hier in Form von Heizstäben, vorgesehen. Die elektrischen Anschlussleitungen 45 der Heizelemente 44 sind dazu bedarfsweise mit einer hier nicht dargestellten externen Heizstromquelle verbindbar. Im Ausführungsbeispiel sind die stabförmigen Heizelemente 44 im Wesentlichen an der Unterseite des Kurbelgehäuses 14 angeordnet, parallel zur Antriebswelle 16 ausgerichtet und gleichmäßig um das Kurbelgehäuse 14 verteilt, um so eine gleichmäßige Beheizung des Innenraums, sprich der Kurbelkammer 18 zu ermöglichen. Die konkrete Ausführung und Anordnung könnte aber auch davon abweichen.For a cold engine start is also an electrical heating of the crankcase 14 by several mounted on the outside, optionally inserted in corresponding recesses and applied to the housing wall electrical heating elements 44 , here in the form of heating rods, provided. The electrical connection cables 45 the heating elements 44 If necessary, can be connected to an external Heizstromquelle not shown here. In the exemplary embodiment, the rod-shaped heating elements 44 essentially at the bottom of the crankcase 14 arranged, parallel to the drive shaft 16 aligned and evenly around the crankcase 14 distributed so as to uniformly heat the interior, ie the crank chamber 18 to enable. The concrete design and arrangement could also deviate from it.

Eine Aufheizung des Zylinderkopfes durch zusätzliche Glühstifte oder dergleichen ist vorteilhafterweise nicht vorgesehen. Eine Vorwärmung des dem Vergaser 34 zugeführten Kraftstoffs ist nicht notwendig und vorteilhafterweise auch nicht vorgesehen.A heating of the cylinder head by additional glow pins or the like is advantageously not provided. A preheating of the carburetor 34 supplied fuel is not necessary and advantageously not provided.

Im Gegensatz zu dem üblicherweise metallischen Kurbelgehäuse 14 und zum ebenfalls metallischen Auslasskrümmer 42 ist das an das Kurbelgehäuse 14 angesetzte, auf der anderen Seite mit dem Vergasergehäuse des Vergasers 34 verbundene Ventilgehäuse 32 aus einem möglichst schlecht wärmeleitfähigen Material gefertigt, hier z. B. aus einem hitzebeständigen, formstabilen Hochleistungskunststoff, der gegenüber dem im Inneren vorbeiströmenden Kerosin-Luft-Gemisch beständig ist. Ein geeignetes Material ist beispielsweise der unter dem Handelsnamen Ryton R-4 (eingetragene Handelsmarke der Chevron Phillips Chemical Company LP) bekannte glasfaserverstärkte Kunststoff auf Polyphenylensulfid-Basis. Selbstverständlich können aber auch andere Materialien, die die genannten Anforderungen erfüllen, zum Einsatz kommen. Zweckmäßigerweise ist das Ventilgehäuse 32 auf der einen Seite mit dem Kurbelgehäuse 14 und auf der anderen Seite mit dem Vergasergehäuse verschraubt.In contrast to the usually metallic crankcase 14 and to the likewise metallic exhaust manifold 42 That's the crankcase 14 on the other side with the carburetor housing of the carburettor 34 connected valve housing 32 made of a poor thermal conductivity material, here z. B. of a heat-resistant, dimensionally stable high-performance plastic, which is resistant to the flowing past in the kerosene-air mixture. A suitable material is, for example, the polyphenylene sulfide-based glass fiber-reinforced plastic known under the trade name Ryton R-4 (registered trademark of Chevron Phillips Chemical Company LP). Of course, however, other materials that meet the requirements mentioned, can be used. Conveniently, the valve housing 32 on one side with the crankcase 14 and bolted to the carburetor body on the other side.

Schließlich ist der dem Vergaser 34 auf der Luftansaugseite vorgeschaltete Ansaugtrichter 36 insofern gegenüber bislang gebräuchlichen Varianten modifiziert, als in seiner breiten Einlassöffnung 46 ein querschnittsverengender, wirbelerzeugender Einsatz 48 angeordnet ist. Durch den ringförmigen Einsatz 48 wird der freie Strömungsquerschnitt für die Ansaugluft in Strömungsrichtung 50 zunächst stetig und monoton verengt und dann an der engsten Stelle vorzugsweise plötzlich (unstetig) erweitert. Der Durchmesser an der Engstelle 52 des Einsatzes 48 beträgt je nach Motortyp und Einzelfall vorzugsweise 55% bis 75%, besonders bevorzugt 60% bis 66% des Durchmessers der Einlassöffnung 48. In Strömungsrichtung 50 gesehen direkt nach der Engstelle 52 springt der Durchmesser dann wieder annähernd auf den Wert, der im Bereich der Einlassöffnung 48 vorliegt (100%), um schließlich bis zum Vergasereinlass kontinuierlich abzunehmen. Eine derartige „Trichter-im-Trichter”-Anordnung dient zur Erhöhung des Druckes des in den Vergaser 34 einströmenden Sauerstoffanteils infolge der induzierten Wirbel und hat sich gerade bei einer Kerosin-Zerstäubung als besonders vorteilhaft erwiesen.Finally, the carburetor 34 inlet funnel upstream of the air intake side 36 insofar modified compared to previously common variants, as in its wide inlet opening 46 a cross-sectional narrowing, vortex-generating insert 48 is arranged. Through the annular insert 48 is the free flow area for the intake air in the flow direction 50 initially steadily and monotonically narrowed and then at the narrowest point preferably suddenly (discontinuously) expanded. The diameter at the bottleneck 52 of the insert 48 is depending on the engine type and individual case preferably 55% to 75%, more preferably 60% to 66% of the diameter of the inlet opening 48 , In the flow direction 50 seen directly after the bottleneck 52 then the diameter jumps again approximately to the value that is in the region of the inlet opening 48 is present (100%), to finally decrease continuously to the carburetor inlet. Such a "funnel-in-funnel" arrangement serves to increase the pressure of the carburettor 34 inflowing oxygen content due to the induced vortex and has proved to be particularly advantageous in a kerosene atomization.

Insbesondere bei einer Kombination der beschriebenen Maßnahmen ist der Zweitaktmotor ohne aufwändige Neukonstruktion und Neuauslegung der zentralen Komponenten Zylinder, Kolben und Kurbelgehäuse oder der Zündeinrichtung für einen Betrieb mit Kerosin oder auch mit Dieselkraftstoff ertüchtigt, und zwar für alle gebräuchlichen Hubraumgrößen von beispielsweise 30 cm3 oder weniger bis hin zu 700 cm3 oder mehr. Selbstverständlich lässt sich das beschriebene Konzept auch bei Mehrzylindermotoren, z. B. bei Mehrzylinder-Reihenmotoren, V-Motoren, Boxermotoren oder Sternmotoren, realisieren. Je nach Lage der Auslasskanäle und je nach „Zugänglichkeit” des Kurbelgehäuses kann es dabei unter Umständen erforderlich sein, den Verlauf des oder der Auslasskrümmer zu variieren. Unter Umständen kann dann ein einziger Auslasskrümmer auch zur Beheizung von mehreren, den einzelnen Zylindern zugeordneten Kurbelgehäuseabschnitten vorgesehen sein. Derartige Modifikationen sind aber für den Fachmann im Lichte obiger Beschreibung offensichtlich und durch die vorliegenden Patentansprüche mit erfasst.In particular, in a combination of the measures described, the two-stroke engine without elaborate redesign and redesign of the central components cylinder, piston and crankcase or the ignition device for operation with kerosene or even with diesel fuel ertüchtigt, for all conventional displacement sizes, for example, 30 cm 3 or less to 700 cm 3 or more. Of course, the concept described also in multi-cylinder engines, z. B. in multi-cylinder inline engines, V-engines, boxer engines or radial engines realize. Depending on the location of the exhaust ports and the "accessibility" of the crankcase, it may be necessary to vary the course of the exhaust manifold (s). Under certain circumstances, a single exhaust manifold can then also be provided for heating a plurality of crankcase sections assigned to the individual cylinders. Such modifications, however, will be apparent to those skilled in the art in light of the above description and are covered by the present claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
ZweitaktmotorTwo-stroke engine
44
Zylindercylinder
66
Brennraumcombustion chamber
88th
Kolbenpiston
1010
Pleuelstangeconnecting rod
1212
Kurbelwellecrankshaft
1414
Kurbelgehäusecrankcase
1616
Antriebswelledrive shaft
1818
Kurbelkammercrank chamber
2020
Zylindergehäusecylinder housing
2222
Überströmkanaloverflow
2424
Überströmöffnungoverflow
2626
Auslasskanalexhaust port
2828
Zylinderkopfcylinder head
3030
Zündkerzespark plug
3232
Ventilgehäusevalve housing
3434
Vergasercarburettor
3636
AnsaugtrichterVelocity Stacks
3838
Eintrittskanalinlet channel
4040
Rückschlagventilcheck valve
4242
Auslasskrümmerexhaust manifold
4343
Außenwandouter wall
4444
Heizelementheating element
4545
Anschlussleitungconnecting cable
4646
Einlassöffnunginlet port
4848
Einsatzcommitment
5050
Strömungsrichtungflow direction
5252
Engstellebottleneck
6060
Schalldämpfersilencer

Claims (9)

Zweitaktmotor (2) mit äußerer Gemischbildung in einem Vergaser (34) für Dieselkraftstoff- oder Kerosin-Betrieb, der für einen Betrieb mit Kurbelkammerspülung ausgelegt ist, und der eine von einem Kurbelgehäuse (14) begrenzte Kurbelkammer (18) umfasst, wobei dem Vergaser (34) auf der Lufteinlassseite ein Ansaugtrichter (36) vorgeschaltet ist, wobei im Bereich einer Einlassöffnung (46) des Ansaugtrichters (36) ein Einsatz (48) angeordnet ist, wobei in Strömungsrichtung (50) des beim Motorbetrieb angesaugten Luftstroms sich der Einsatz (48) zunächst kontinuierlich verjüngt und dann sprungartig erweitert, und der Querschnitt des Ansaugtrichters (36) zwischen Einsatz (48) und Vergaser (34) kontinuierlich abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Aufheizen des Kurbelgehäuses (14) ausgelegte Heizeinrichtung vorgesehen ist, wobei die Heizeinrichtung eine Anzahl von elektrischen Heizelementen (44) umfasst und einen am Kurbelgehäuse (14) vorbeigeführten und an ihm anliegenden Auslasskrümmer (42) oder Schalldämpfer (60) umfasst.Two-stroke engine ( 2 ) with external mixture formation in a gasifier ( 34 ) for diesel fuel or kerosene operation, which is designed for operation with crankcase scavenging, and one of a crankcase ( 14 ) limited crank chamber ( 18 ), wherein the gasifier ( 34 ) on the air inlet side a suction funnel ( 36 ), wherein in the region of an inlet opening ( 46 ) of the intake funnel ( 36 ) an insert ( 48 ) is arranged, wherein in the flow direction ( 50 ) of the air flow sucked in during engine operation, the insert ( 48 ) is first continuously tapered and then expanded abruptly, and the cross section of the suction funnel ( 36 ) between use ( 48 ) and carburetor ( 34 ) continuously decreases, characterized in that one for heating the crankcase ( 14 ) is provided, wherein the heating device comprises a number of electrical heating elements ( 44 ) and one on the crankcase ( 14 ) passed and abutting him exhaust manifold ( 42 ) or silencers ( 60 ). Zweitaktmotor (2) nach Anspruch 1, wobei die Heizeinrichtung das Kurbelgehäuse (14) von einer Außenwand (43) her beheizt.Two-stroke engine ( 2 ) according to claim 1, wherein the heating device is the crankcase ( 14 ) from an outer wall ( 43 ) Heated ago. Zweitaktmotor (2) nach Anspruch 2, wobei die Heizelemente (44) an der Außenwand (43) des Kurbelgehäuses (14) anliegen.Two-stroke engine ( 2 ) according to claim 2, wherein the heating elements ( 44 ) on the outside wall ( 43 ) of the crankcase ( 14 ) issue. Zweitaktmotor (2) nach Anspruch 1 mit doppelwandigem Kurbelgehäuse (14), wobei zwei Wände des Kurbelgehäuses (14) einen mit einer Flüssigkeit befüllbaren Zwischenraum umschließen, und wobei die Heizelemente (44) zur Erwärmung der Flüssigkeit vorgesehen sind.Two-stroke engine ( 2 ) according to claim 1 with double-walled crankcase ( 14 ), wherein two walls of the crankcase ( 14 ) enclosing a liquid-fillable intermediate space, and wherein the heating elements ( 44 ) are provided for heating the liquid. Zweitaktmotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Auslasskrümmer (42) oder der Schalldämpfer (60) mit dem Kurbelgehäuse (14) fest verbunden, insbesondere formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt ist.Two-stroke engine ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the exhaust manifold ( 42 ) or the silencer ( 60 ) with the crankcase ( 14 ), in particular positively or materially connected, in particular welded. Zweitaktmotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem ein Zylindergehäuse (20) und ein Kurbelgehäuse (14) umfassenden Motorblock, wobei eine thermische Isolierung zwischen dem Motorblock und dem Vergaser (34) vorgesehen ist.Two-stroke engine ( 2 ) according to one of claims 1 to 5 with a cylinder housing ( 20 ) and a crankcase ( 14 ) comprising a thermal insulation between the engine block and the carburettor ( 34 ) is provided. Zweitaktmotor (2) nach Anspruch 6, wobei zwischen dem Kurbelgehäuse (14) und dem Vergaser (34) ein Ventilgehäuse (32) aus hitzebeständigem Kunststoff angeordnet ist.Two-stroke engine ( 2 ) according to claim 6, wherein between the crankcase ( 14 ) and the carburetor ( 34 ) a valve housing ( 32 ) is arranged made of heat-resistant plastic. Zweitaktmotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der als Ottomotor mit einer aktiven Zündvorrichtung ausgebildet ist.Two-stroke engine ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, which is designed as a gasoline engine with an active ignition device. Verfahren zum Betreiben eines Zweitaktmotors (2), wobei der Zweitaktmotor (2) eine von einem Kurbelgehäuse (14) begrenzte Kurbelkammer (18) aufweist, bei dem Kerosin oder Dieselkraftstoff in einem Vergaser (34) zerstäubt wird und das dabei entstehende Kerosin-Luft-Gemisch oder Dieselkraftstoff-Luft-Gemisch in einen Brennraum (6) geleitet wird, wobei ein dem Vergaser (34) zugeführter Luftstrom vor dem Eintritt in den Vergaser (34) durch einen sich zunächst kontinuierlich verengenden, dann plötzlich erweiternden und wieder kontinuierlich verengenden Abschnitt eines Strömungskanals geführt wird und wobei das im Vergaser (34) erzeugte Kerosin-Luft-Gemisch oder Dieselkraftstoff-Luft-Gemisch über die Kurbelkammer (18) in den Brennraum (6) geleitet und im Brennraum (6) durch eine aktive Zündvorrichtung gezündet wird, und wobei das Kerosin-Luft-Gemisch oder das Dieselkraftstoff-Luft-Gemisch beim Durchströmen der Kurbelkammer (18) durch eine Heizeinrichtung vorgewärmt wird, wobei das Kurbelgehäuse (14) während eines Startvorgangs durch eine elektrische Heizeinrichtung beheizt wird und wobei das Kurbelgehäuse (14) durch Wärmeleitung und/oder durch Wärmestrahlung von einem an einen Brennraumauslass angeschlossenen Auslasskrümmer (42) oder Schalldämpfer (60) beheizt wird.Method for operating a two-stroke engine ( 2 ), the two-stroke engine ( 2 ) one of a crankcase ( 14 ) limited crank chamber ( 18 in which kerosene or diesel fuel in a gasifier ( 34 ) is atomized and the resulting kerosene-air mixture or diesel fuel-air mixture in a combustion chamber ( 6 ), wherein a carburetor ( 34 ) supplied air stream before entering the carburetor ( 34 ) is guided by a first continuously narrowing, then suddenly expanding and again continuously narrowing portion of a flow channel and wherein in the carburetor ( 34 ) produced kerosene-air mixture or diesel fuel-air mixture via the crank chamber ( 18 ) in the combustion chamber ( 6 ) and in the combustion chamber ( 6 ) is ignited by an active ignition device, and wherein the kerosene-air mixture or the diesel fuel-air mixture when flowing through the crank chamber ( 18 ) is preheated by a heater, wherein the crankcase ( 14 ) is heated during startup by an electric heater and wherein the crankcase ( 14 by heat conduction and / or by thermal radiation from an exhaust manifold connected to a combustion chamber outlet ( 42 ) or silencers ( 60 ) is heated.
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