DE102004002161B4

DE102004002161B4 - Two-stroke engine with one injection element

Info

Publication number: DE102004002161B4
Application number: DE102004002161.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Gorenflo Ernst
Original assignee: Dolmar GmbH
Current assignee: Makita Engineering Germany GmbH
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2014-01-02
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: DE102004002161A1

Abstract

Verfahren zur Einspritzung eines Kraftstoff/Schmieröl-Gemischvolumens mittels eines gemeinsamen Einspritzelementes (14) in den Ansaugbereich eines Zweitaktmotors mit mindestens einem Zylinder (10) und einem im Zylinder (10) bewegbaren Kolben (11), der mit einer in einer Kurbelkammer (12) drehbar gelagerten Kurbelwelle (13) verbunden ist und mit mindestens einem Überströmkanal (15), der zwischen der Kurbelkammer (12) und einem Verbrennungsraum (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das pro Arbeitsspiel einzuspritzende Kraftstoff/Schmieröl-Gemischvolumen über mindestens zwei Einspritzstrahlen (S1, S2, S3) eingespritzt wird, von denen ein erster Einspritzstrahl (S1) in den Überströmkanal (15) oder in den Verbrennungsraum (16) gerichtet wird und ein zweiter Einspritzstrahl (S2) in die Kurbelkammer (12) oder einen Einlasskanal (18), gerichtet wird.Method for injecting a fuel / lubricating oil mixture volume by means of a common injection element (14) into the intake region of a two-stroke engine having at least one cylinder (10) and a piston (11) which is movable in the cylinder (10) and which is connected to one in a crank chamber (12). rotatably mounted crankshaft (13) is connected and with at least one overflow channel (15) formed between the crank chamber (12) and a combustion chamber (16), characterized in that the injected per fuel cycle fuel / lubricating oil mixture volume via at least two injection jets (S1, S2, S3) is injected, of which a first injection jet (S1) in the overflow channel (15) or in the combustion chamber (16) is directed and a second injection jet (S2) in the crank chamber (12) or an inlet channel ( 18).

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einspritzung eines Kraftstoff/Schmieröl-Gemischvolumens mittels eines gemeinsamen Einspritzelementes in den Ansaugbereich eines Zweitaktmotors mit mindestens einem Zylinder und einem im Zylinder bewegbaren Kolben, der mit einer in einer Kurbelkammer drehbar gelagerten Kurbelwelle verbunden ist und mit mindestens einem Überströmkanal, der zwischen der Kurbelkammer und einem Verbrennungsraum ausgebildet ist, und einen Zweitaktmotor, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.This invention relates to a method for injecting a fuel / lubricating oil mixture volume by means of a common injection element in the intake of a two-stroke engine with at least one cylinder and a piston movable in the cylinder, which is connected to a crankshaft rotatably mounted in a crank chamber and with at least one overflow channel, formed between the crank chamber and a combustion chamber, and a two-stroke engine, in particular for carrying out the method.

Zweitakt-Motoren sind dem Fachmann seit langem bekannt und allgemein gebräuchlich. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Zylinder, in dem ein Verbrennungsraum für die Verbrennung eines Kraftstoff/Luftgemisches ausgebildet ist. Mit dieser Verbrennung wird ein im Zylinder auf und ab bewegbarer Kolben angetrieben, der seinerseits über eine Pleuelstange auf eine Kurbelwelle einwirkt, die in einer Kurbelkammer des Zweitakt-Motors drehbar gelagert ist. Ein aus den Vorgängen Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen bestehendes Arbeitsspiel des Zweitakt-Motors wird während eines vollständigen Auf- und Ab-Hubs des Kolbens bzw. einer vollen Umdrehung der Kurbelwelle ausgeführt, im Gegensatz zum Viertakt-Motor, bei dem der Zylinder hierfür zwei vollständige Hübe ausführt.Two-stroke engines are known in the art for a long time and in common use. They consist essentially of a cylinder in which a combustion chamber is designed for the combustion of a fuel / air mixture. With this combustion, a piston movable up and down in the cylinder is driven, which in turn acts via a connecting rod on a crankshaft, which is rotatably mounted in a crank chamber of the two-stroke engine. A working cycle of the two-stroke engine consisting of the sucking, compressing, working and discharging operations is carried out during a complete up-and-down stroke of the piston or a complete revolution of the crankshaft, in contrast to the four-stroke engine, in which the cylinder for this purpose performs two complete strokes.

Es sind Zweitakt-Motoren bekannt, bei denen durch einen Ansaugkanal in den Verbrennungsraum ein Kraftstoff/Luftgemisch angesaugt wird, wobei der Kraftstoff der Luft in einem Vergaser in einem gewünschten Mengenverhältnis zugegeben wird. Dabei ist hier unter dem Begriff Kraftstoff sowohl der reine Kraftstoff zu verstehen, der zum Betrieb des Zweitakt-Motors benötigt wird, als auch ein Kraftstoff/Schmieröl-Gemisch, das in bekannter Weise sowohl für die Verbrennung der im Verbrennungsraum angesaugten und durch den Zylinderhub verdichteten Luft dient als auch zur Schmierung aller beweglichen Teile im Zweitakt-Motor. Wird reiner Kraftstoff im Vergaser der angesaugten Luft zugegeben, so erfolgt die Schmierung der Kurbelwelle und des Zylinders über eine zusätzliche Schmierung. Diese verlangt aber einen hohen konstruktiven Aufwand sowie weitere Baugruppen wie z. B. eine Schmierölpumpe, was besonders bei kleinen Zweitakt-Motoren für u. a. Motorsägen nicht gewünscht ist.There are two-stroke engines are known in which a fuel / air mixture is sucked through an intake passage into the combustion chamber, wherein the fuel is added to the air in a desired ratio in a carburetor. Here, the term fuel is to be understood as meaning both the pure fuel required for the operation of the two-stroke engine and a fuel / lubricating oil mixture which, in a known manner, is compressed both for the combustion of the combustion chamber and for the cylinder stroke Air is used as well as for the lubrication of all moving parts in the two-stroke engine. If pure fuel is added to the intake air in the carburetor, the lubrication of the crankshaft and the cylinder via an additional lubrication. But this requires a high design effort and other components such. As a lubricating oil pump, which is especially for small two-stroke engines for u. a. Power saws is not desired.

Zum Vorverdichten der angesaugten Luft bzw. des Kraftstoff/Luft-Gemischs wird die Luft zumindest teilweise in die Kurbelkammer eingeleitet und strömt von dort angetrieben durch die Abwärtsbewegung des Kolbens durch einen oder mehrere Überströmkanäle in den eigentlichen Verbrennungsraum. Dabei sind die Überströmkanäle derart im Zylinder angeordnet, dass durch die aus ihnen aus- und in den Verbrennungsraum eintretende Luft oder das Kraftstoff/Luft-Gemisch der Verbrennungsraum gespült wird, um den Wirkungsgrad des Zweitakt-Motors zu erhöhen.For pre-compressing the intake air or the fuel / air mixture, the air is at least partially introduced into the crank chamber and flows from there driven by the downward movement of the piston through one or more overflow into the actual combustion chamber. In this case, the overflow channels are arranged in the cylinder such that the combustion chamber is purged by the air emerging from them and entering the combustion chamber or the fuel / air mixture in order to increase the efficiency of the two-stroke engine.

Die DE 195 12 566 C2 offenbart einen Zweitakt-Motor mit mehreren Überströmkanälen, die zwischen der Kurbelkammer, in der sich die Kurbelwelle dreht, und dem Verbrennungsraum, in dem die eigentliche Verbrennung stattfindet, ausgebildet sind. Durch die Überströmkanäle strömt ein Kraftstoff/Luft-Gemisch, das durch die Bewegung des Kolbens im Zylinder angetrieben ist, um den Verbrennungsraum zu spülen. Z. B. entsteht durch eine Aufwärtsbewegung des Kolbens in der Kurbelkammer ein Unterdruck, so dass bei dieser Aufwärtsbewegung ein Kraftstoff/Luft-Gemisch bzw. bloße Luft in die Kurbelkammer eingesaugt wird, während gleichzeitig im Verbrennungsraum ein Kraftstoff/Luft-Gemisch verdichtet und mit einer Zündkerze gezündet wird.The DE 195 12 566 C2 discloses a two-stroke engine having a plurality of transfer ports formed between the crank chamber in which the crankshaft rotates and the combustion chamber in which the actual combustion takes place. Through the transfer passages flows a fuel / air mixture, which is driven by the movement of the piston in the cylinder to flush the combustion chamber. For example, by an upward movement of the piston in the crank chamber, a negative pressure, so that in this upward movement, a fuel / air mixture or mere air is sucked into the crank chamber, while simultaneously compressed in the combustion chamber, a fuel / air mixture and ignited with a spark plug becomes.

Konventionelle 2-Takt-Motoren weisen prinzipbedingt hohe HC-Emissionen auf. Diese werden hauptsächlich durch Kurzschlussströmungen zwischen den beim Spülvorgang gleichzeitig offenen (Überström-)Einlass- und Auslassquerschnitten verursacht. Durch eine geschickte Ladungsschichtung ist es jedoch möglich, diese Spülverluste zu minimieren. Dabei wird die Kurzschlussströmung als unvermeidbar angesehen und daher versucht, diesen Volumenanteil an der Ladung durch reine Luft oder durch ein sehr mageres Gemisch mit geringen HC-Anteilen zu ersetzen.Conventional 2-stroke engines have inherently high HC emissions. These are mainly caused by short-circuit currents between the (overflow) inlet and outlet sections, which are open at the same time during the flushing process. A clever charge stratification, however, makes it possible to minimize these flushing losses. In this case, the short-circuit flow is regarded as unavoidable and therefore attempts to replace this volume fraction of the charge by pure air or by a very lean mixture with low HC content.

Wird als Gemischbilder eine Einspritzdüse verwendet, so kann gezielt der Kraftstoff direkt in den Brennraum oder in die Überströmkanäle eingespritzt werden. Bei richtiger zeitlicher Abstimmung des Einspritzvorgangs wird dadurch erreicht, dass der Volumenanteil der Frischladung, welcher aus dem Brennraum beim Spülvorgang unverbrannt entweicht, nur aus reiner Luft oder sehr magerem Gemisch besteht.If an injection nozzle is used as mixture images, the fuel can be injected directly into the combustion chamber or into the transfer channels. With proper timing of the injection process is achieved in that the volume fraction of the fresh charge, which escapes unburned from the combustion chamber during the flushing, consists only of pure air or very lean mixture.

Nachteilig ist bei der obengenannten Anordnung, dass die in der Kurbelkammer angeordnete Kurbelwelle und die Lager häufig nicht ausreichend geschmiert werden.A disadvantage of the above-mentioned arrangement is that the crankshaft arranged in the crank chamber and the bearings are often not sufficiently lubricated.

Die AT 006425 U1 offenbart ein Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mittels einer Einspritzdüse in den Anlaufbereich der Zweitakt-Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem im Zylinder bewegbaren Kolben, der mit einer in einem Brennraum drehbar gelagerten Kurbelwelle verbunden ist und mit mindestens einem Überströmkanal, der zwischen dem Kurbelraum und einem Brennraum ausgebildet ist und wobei das pro Arbeitsspiel einspritzende Kraftstoffvolumen über mindestens zwei Einspritzstrahlen eingespritzt wird, von denen ein erster Einspritzstrahl in den Überströmkanal oder in den Brennraum gerichtet wird und ein zweiter Einspritzstrahl in den Kurbelraum oder Einlasskanal gerichtet wird.The AT 006425 U1 discloses a method for injecting fuel in a two-stroke internal combustion engine by means of an injection nozzle in the starting region of the two-stroke internal combustion engine with at least one cylinder and a piston movable in the cylinder, which is connected to a rotatably mounted in a combustion chamber crankshaft and at least one overflow channel, is formed between the crank chamber and a combustion chamber and wherein the per-cycle injecting fuel volume is injected via at least two injection jets, one of which the first injection jet is directed into the transfer port or into the combustion chamber and a second injection jet is directed into the crank chamber or intake port.

Aus der DE 670 544 A ist eine Schmierung für schlitzgesteuerte Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Kurbelkastenpumpe bekannt, bei welchen der Brennstoff in den Zylinder eingespritzt und das Schmieröl in den Kurbelkasten eingeführt wird, wobei das Schmieröl mittels einer an sich bekannten, von der Förderpumpe gesteuerten Düse durch die Ansaugschlitze in den Kurbelkasten eingespritzt wird, wobei die Einspritzung des Schmieröls mit der Öffnung der Ansaugschlitze beginnt.From the DE 670 544 A Lubrication is known for slit controlled two-stroke internal combustion engine with crankcase pump in which the fuel is injected into the cylinder and the lubricating oil is introduced into the crankcase, wherein the lubricating oil injected by means of a known, controlled by the feed pump nozzle through the intake slots in the crankcase , wherein the injection of the lubricating oil begins with the opening of the intake slots.

Die DE 69 711 258 T2 schlägt zwar bereits ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Brennkraftmaschine des Zweitakttyps vor, bei dem zur Einspritzung des Kraftstoffs mittels eines gemeinsamen Einspritzers in den Ansaugbereich des Zweitaktmotors vorgesehen ist, wobei das pro Arbeitsspiel einzuspritzende Volumen über mindestens zwei Einspritzstrahlen eingespritzt wird, jedoch sind beide Einspritzstrahlen direkt in den Brennraum auf die Zündkerze bzw. die Kolbenoberseite gerichtet.The DE 69 711 258 T2 Although already proposes a method for controlling the operation of an internal combustion engine of the two-stroke type, is provided for injecting the fuel by means of a common injector in the intake of the two-stroke engine, wherein the injected per working cycle volume is injected via at least two injection jets, however, both injection jets directed directly into the combustion chamber on the spark plug or the piston top.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweitakt-Motor zu schaffen, der weniger unerwünschte Abgase ausstößt und gleichzeitig eine ausreichende Schmierung der relevanten Bauteile gewährleistetThe invention has for its object to provide a two-stroke engine that emits less unwanted exhaust gases while ensuring adequate lubrication of the relevant components

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a two-stroke engine having the features of claim 6.

Der Kerngedanke ist dabei, die einzuspritzende Kraftstoff/Schmierölmenge (Kraftstoff/Schmierölgemischvolumen) in verschiedene Einspritzstrahlen (Einzelvolumina) aufzuteilen, von denen mindestens einer der Schmierung entsprechender Schmierstellen im Kurbelkammerbereich und mindestens ein weiterer der Ladungsschichtung im Brennraum dient. In der Kurbelkammer ist ein ausreichend schmierfähiges Kraftstoff/Schmieröl-Gemisch als mageres Gemisch ausreichend, während im Brennraum im Bereich der Zündkerze ein gut entflammbares und brennbares Gemisch zur Erzielung einer guten Verbrennung sichergestellt werden muss. Es ist zur Realisierung dieses Gedankens vorgesehen, dass das pro Arbeitsspiel einzuspritzende Kraftstoff/Schmieröl-Gemischvolumen über mindestens zwei Einspritzstrahlen eingespritzt wird, von denen mindestens ein erster Einspritzstrahl in mindestens einen Überströmkanal oder in den Verbrennungsraum gerichtet ist und mindestens ein zweiter Einspritzstrahl in die Kurbelkammer, insbesondere auf die zu schmierenden Teile (z. B. Kolbenbolzen Pleuellager, Kolben, Kurbelwellenlager, etc.), gerichtet ist. Dies kann erreicht werden, indem entweder der erste Einspritzstrahl über ein erstes Einspritzelement und der zweite Einspritzstrahl über ein zweites Einspritzelement eingespritzt werden oder der erste Einspritzstrahl und der zweite Einspritzstrahl über ein gemeinsames Einspritzelement eingespritzt werden.The central idea is to divide the fuel / lubricating oil volume to be injected (fuel / lubricating oil mixture volume) into different injection jets (individual volumes), of which at least one serves to lubricate corresponding lubrication points in the crank chamber area and at least one further of the charge stratification in the combustion chamber. In the crank chamber, a sufficiently lubricious fuel / lubricating oil mixture is sufficient as a lean mixture, while in the combustion chamber in the region of the spark plug a well flammable and combustible mixture must be ensured to achieve good combustion. It is provided for realizing this idea that the fuel / lubricating oil mixture volume to be injected per working cycle is injected via at least two injection jets, of which at least one first injection jet is directed into at least one overflow channel or into the combustion chamber and at least one second injection jet into the crank chamber, in particular to the parts to be lubricated (eg piston pin rod bearings, pistons, crankshaft bearings, etc.), is directed. This can be achieved either by injecting the first injection jet via a first injection element and the second injection jet via a second injection element or by injecting the first injection jet and the second injection jet via a common injection element.

Die Einspritzung in verschiedene Kanäle kann durch die Verwendung mehrerer Einspritzventile erfolgen. Durch geschickte Wahl des Einspritzortes ist aber auch die Verwendung einer Mehrstrahldüse denkbar, welche gleichzeitig mehrere Kanäle mit Kraftstoff/Schmieröl-Gemisch versorgt.The injection into different channels can be done by using multiple injectors. By skillful choice of the injection site but also the use of a multi-jet nozzle is conceivable, which simultaneously supplies several channels with fuel / lubricating oil mixture.

Im Idealfall lässt sich bei entsprechender Anordnung auch auf eine separate Einspritzdüse zur Schmierölversorgung der Kurbelkammer verzichten. Dies kann zum Beispiel durch die gezielte Ausrichtung eines Strahls in Richtung Kurbelkammer oder durch Fensteröffnungen im Kolben bzw. Zylinder realisiert werden.Ideally, with a corresponding arrangement, it is also possible to dispense with a separate injection nozzle for supplying lubricating oil to the crank chamber. This can be achieved, for example, by the targeted alignment of a jet in the direction of the crank chamber or through window openings in the piston or cylinder.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen werden, eine Mehrstrahldüse zu verwenden, deren mindestens einer Strahl zur Schmierölversorgung der in der Kurbelkammer befindlichen und zu schmierenden Teile verwendet wird, entweder direkt in die Kurbelkammer oder durch Fensteröffnungen in Kolben und/oder Zylinder spritzend, und wobei mindestens ein Strahl oder andere Strahlen in den oder die Überströmkanäle spritzen. Hier ist auch denkbar, einen Strahl in einen Kanal spritzen zu lassen, der sich verzweigend dann zwei oder mehrere Überströmkanäle mit Kraftstoff-Luft-Gemisch bedient.According to the invention it can be provided to use a multi-jet nozzle whose at least one jet is used for lubricating oil supply in the crank chamber and to be lubricated parts, either directly into the crank chamber or by window openings in the piston and / or cylinder splashing, and wherein at least one beam or inject other jets into the overflow channel (s). Here is also conceivable to inject a jet into a channel, the branching then serves two or more transfer channels with fuel-air mixture.

Eine Lösung besteht also in der Verwendung einer zweiten Einspritzdüse, welche eine kleine Teilmenge des Kraftstoff/Schmieröl-Gemischs direkt in die Kurbelkammer oder in den Ansaugbereich/Einlaßkanal spritzt. Der Hauptanteil des Kraftstoff/Schmieröl-Gemischs wird dann direkt in den oder die Überströmkanäle oder direkt in den Brennraum gespritzt. Dabei ist denkbar, dass je nach Anzahl der Überströmkanäle nur in einen Kanal (z. B. mittig angeordneter Aufrichterkanal oder nur ein Überströmer asymmetrisch auf einer Seite) oder in mehrere Kanäle eingespritzt wird. Der Beginn der Einspritzung kann dabei für alle Düsen zu unterschiedlichen Zeiten während eines Arbeitsspiels erfolgen. Die genauen Zeitpunkte können motorspezifisch unterschiedlich sein und werden in der Applikation jeweils optimal gewählt. Ebenso lassen sich optimiert unterschiedliche Einspritzvolumina wählen. Mit dieser Maßnahme wird ein geringerer Kraftstoffverbrauch erreicht. In die Kurbelkammer wird von dem zusätzlichen Einspritzelement nur so viel Kraftstoff eingespritzt, dass eine ausreichende Schmierung erzielt wird. Die Hauptmenge des zur Verbrennung notwendigen Kraftstoffs wird weiterhin in bekannter Weise von dem im Verbrennungsraum oder im Überströmbereich angeordneten Einspritzelement eingespritzt.One solution is therefore the use of a second injection nozzle, which injects a small portion of the fuel / lubricating oil mixture directly into the crank chamber or into the intake / inlet channel. The majority of the fuel / lubricating oil mixture is then injected directly into the transfer port (s) or directly into the combustion chamber. It is conceivable that, depending on the number of overflow channels, injection into only one channel (eg, centrally arranged uprighting channel or only one overflowing device asymmetrically on one side) or into several channels. The beginning of the injection can be done for all nozzles at different times during a work cycle. The exact times may be engine specific different and are each optimally selected in the application. Likewise, optimized different injection volumes can be selected. With this measure, a lower fuel consumption is achieved. In the crank chamber of the additional injection element only so much fuel is injected that sufficient lubrication is achieved. The majority of the fuel necessary for combustion will continue to be in a known manner from that in the Combustion chamber or injection element arranged in the overflow region injected.

Mit einer Ladungsschichtung mit unterschiedlichen Mengenverhältnissen Luft/Kraftstoff, wie in Anspruch 5 angegeben, kann in dem Verbrennungsraum des Zweitakt-Motors in unterschiedlichen Bereichen des Verbrennungsraums eine unterschiedliche Kraftstoffkonzentration erreicht werden. Dadurch können die Spülverluste beim Ladungswechselvorgang minimiert werden. Des Weiteren ist bei geeigneter Wahl der Anordnung einer Zündkerze im Verbrennungsraum eine verbesserte Verbrennung bzw. ein erhöhter Wirkungsgrad bezüglich der Ausnutzung des Kraftstoffes erzielbar. Hierzu werden vom Einspritzelement im Bereich des Verbrennungsraums sowie von dem weiteren Einspritzelement im Bereich der Kurbelkammer jeweils in Abhängigkeit der Strömungsrichtungen der angesaugten und/oder ausgestoßenen Luft in der Kurbelkammer bzw. in den Überströmkanälen und im Verbrennungsraum die gewünschten Kraftstoffmengen eingespritzt, um die jeweils optimale Ladungsschichtung im Verbrennungsraum zu erhalten.With a charge stratification with different proportions air / fuel ratio, as stated in claim 5, in the combustion chamber of the two-stroke engine in different areas of the combustion chamber, a different fuel concentration can be achieved. As a result, the flushing losses during the charge exchange process can be minimized. Furthermore, with a suitable choice of the arrangement of a spark plug in the combustion chamber, an improved combustion or an increased efficiency with regard to the utilization of the fuel can be achieved. For this purpose, the desired fuel quantities are injected by the injection element in the region of the combustion chamber and of the further injection element in the region of the crank chamber, depending on the flow directions of the sucked and / or ejected air in the crank chamber or in the overflow channels and in the combustion chamber to the respective optimal charge stratification to get in the combustion chamber.

Ein Zweitaktmotor, der das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht und die dargestellten Vorteile erreicht, ist in Anspruch 6 angegeben. Gemäß Anspruch 6 ist dabei vorgesehen, dass das Einspritzelement im Überströmkanal oder in einem dem Überströmkanal nahen Bereich in der Kurbelkammer angeordnet ist und zur Einspritzung des pro Arbeitsspiel einspritzenden Kraftstoff/Schmieröl-Gemischvolumens über mindestens zwei Einspritzstrahlen ausgebildet ist, von denen mindestens ein erster Einspritzstrahl in den Überströmkanal oder in den Verbrennungsraum gerichtet ist und mindestens ein zweiter Einspritzstrahl in die Kurbelkammer gerichtet ist. Dies kann durch mehrere Einspritzventile oder durch eine Mehrloch- oder Mehrstrahldüse erfolgen, wobei mindestens ein Strahl zur Schmierölversorgung der in der Kurbelkammer befindlichen und zu schmierenden Teile verwendet wird und mindestens ein anderer Strahl zum Gemischaufbau im Brennraum durch Einspritzung in den oder die Überströmkanäle verwendet wird. Bei dieser Ausgestaltung weist der Zweitakt-Motor ein Einspritzelement in Form einer Mehrlochdüse auf. Mit diesen Mehrlochdüsen ist es möglich, mit einem einzigen Einspritzelement den Kraftstoff bzw. das Kraftstoff/Schmieröl-Gemisch in mehreren Richtungen im Zylinder an gewünschter Stelle einzuspritzen, so dass eine bessere Verteilung des Kraftstoffs in der angesaugten Luft erreicht wird. Mit einer Mehrlochdüse können die Vorteile von zwei oder mehr Düsen, die an unterschiedlichen Orten im Zweitakt-Motor angeordnet sind, mit nur einem Einspritzelement erreicht werden, wobei der konstruktive und der steuerungstechnische Aufwand gegenüber mehreren Einspritzelementen deutlich verringert ist.A two-stroke engine implementing the method according to the invention and attaining the illustrated advantages is stated in claim 6. According to claim 6, it is provided that the injection element is arranged in the overflow channel or in an area close to the overflow channel in the crank chamber and is formed for injection of the per-cycle injecting fuel / lubricating oil mixture volume via at least two injection jets, of which at least one first injection jet in the overflow or directed into the combustion chamber and at least a second injection jet is directed into the crank chamber. This can be done by a plurality of injection valves or by a multi-hole or multi-jet nozzle, wherein at least one jet is used for lubricating oil supply in the crank chamber and to be lubricated parts and at least one other beam is used for mixture build-up in the combustion chamber by injection into the or overflow channels. In this embodiment, the two-stroke engine has an injection element in the form of a multi-hole nozzle. With these multi-hole nozzles, it is possible with a single injection element to inject the fuel or the fuel / lubricating oil mixture in several directions in the cylinder at the desired location, so that a better distribution of the fuel in the intake air is achieved. With a multi-hole nozzle, the advantages of two or more nozzles, which are arranged at different locations in the two-stroke engine, can be achieved with only one injection element, wherein the design and the control engineering effort compared to several injection elements is significantly reduced.

Mit der im Anspruch 7 angegebenen Maßnahme ist erreicht, dass bei einem Zweitakt-Motor mit vier Überströmkanälen eine bestmögliche Spülung des Verbrennungsraums mit frischem Kraftstoff/Luft-Gemisch erreichbar ist, da in den beiden Überströmkanälen, die dem Ansaugrohr des Zweitakt-Motors benachbart sind, stets ein höherer Luftdurchfluss herrscht, als in den beiden weiter entfernt liegenden Überströmkanälen. Hierbei ist es auch möglich, dass lediglich ein Einspritzelement vorgesehen ist, das über eine Verteilungsleitung mit zwei Ausgängen den Kraftstoff in beide Überströmkanäle gleichzeitig einspritzt.With the measure specified in claim 7 it is achieved that in a two-stroke engine with four overflow channels a best possible flushing of the combustion chamber with fresh fuel / air mixture can be achieved, as in the two overflow channels, which are adjacent to the intake manifold of the two-stroke engine, There is always a higher air flow than in the two more distant overflow channels. In this case, it is also possible for only one injection element to be provided which simultaneously injects the fuel into both transfer ports via a distribution line with two outlets.

Mit einer Ausgestaltung des Zweitakt-Motors, die in Anspruch 8 angegeben ist, kann das Einspritzelement bzw. die Mehrlochdüse den Kraftstoff an beliebigen Stellen im Zweitakt-Motor einspritzen, um jeweils die gewünschte Konzentration des Kraftstoffs in der angesaugten Luft zu erhalten. Der Kraftstoff kann hierzu von der Mehrlochdüse direkt in den Verbrennungsraum, die Kurbelkammer, das Ansaugrohr oder in den Überströmkanal eingespritzt werden, wobei bevorzugt die Mehrlochdüse derart angeordnet ist, dass Kraftstoff sowohl in den Überströmkanal als auch in die Kurbelkammer eingespritzt wird. Bei der Verwendung von mehreren Einspritzventilen kann das Einspritzen in unterschiedliche Bereiche gleichzeitig oder zeitversetzt erfolgen, um den Kraftstoff in vorteilhafter Weise zu verteilen. Ebenso ist es möglich, dass in verschiedene Bereiche jeweils unterschiedliche Kraftstoffmengen eingespritzt werden.With one embodiment of the two-stroke engine recited in claim 8, the injector or multi-hole nozzle may inject the fuel anywhere in the two-stroke engine to respectively obtain the desired concentration of fuel in the intake air. For this purpose, the fuel can be injected directly from the multi-hole nozzle into the combustion chamber, the crank chamber, the intake pipe or into the overflow channel, wherein the multi-hole nozzle is preferably arranged in such a way that fuel is injected both into the overflow channel and into the crank chamber. When using multiple injectors, the injection into different areas can be done simultaneously or with a time delay in order to distribute the fuel in an advantageous manner. It is also possible that in different areas in each case different amounts of fuel are injected.

Prinzipiell ist es auch möglich, dass nur in einen der mehreren Überströmkanäle Kraftstoff eingespritzt wird, wenn eine entsprechend unsymmetrische Verteilung des Kraftstoffs bzw. des Kraftstoff/Luft-Gemischs gewünscht ist.In principle, it is also possible that fuel is injected only in one of the several transfer channels, if a correspondingly asymmetrical distribution of the fuel or the fuel / air mixture is desired.

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 10 ist für beide Erfindungsgedanken realisierbar. Durch das Einspritzen in den Überströmkanal bzw. das Einspritzen mit einer Mehrlochdüse kann insbesondere im Verbrennungsraum eine Ladungsschichtung erzielt werden. Das bedeutet, dass aus den räumlich unterschiedlichen Einspritzpositionen jeweils unterschiedlicher Kraftstoffmengen den entsprechenden Luftvolumina zugeführt werden und daraus unterschiedliche Kraftstoffkonzentrationen resultieren, so dass im Verbrennungsraum vor dem Verdichten und Zünden Bereiche mit fetterem und magererem Gemisch vorliegen. Bei geeigneter Wahl der Einspritzzeitpunkte und der Einspritzmengen kann dadurch die Spülung des Verbrennungsraums und die Neubefüllung mit frischem Kraftstoff/Luft-Gemisch verbessert werden.The embodiment according to claim 10 is feasible for both inventive concept. By injecting into the overflow channel or the injection with a multi-hole nozzle, a charge stratification can be achieved, in particular in the combustion chamber. This means that from the spatially different injection positions respectively different amounts of fuel are supplied to the corresponding air volumes and result in different fuel concentrations, so that there are areas with richer and leaner mixture in the combustion chamber before compression and ignition. With a suitable choice of the injection times and the injection quantities, the flushing of the combustion chamber and the refilling with fresh fuel / air mixture can thereby be improved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are each characterized in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in rein schematischen Darstellungen:An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawings. It shows in purely schematic representations:

1: in einem senkrechten Schnitt einen Zweitakt-Motor mit einem Einspritzelement, 1 in a vertical section a two-stroke engine with an injection element,

2: in einem senkrechten Schnitt einen Zweitakt-Motor mit zwei Einspritzelementen, und 2 in a vertical section a two-stroke engine with two injection elements, and

3 in einem waagerechten Schnitt einen Zweitakt-Motor mit drei Einspritzelementen 3 in a horizontal section a two-stroke engine with three injection elements

In den 1 und 2 ist anhand eines Zweitaktmotors 100 das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben. Der Zweitaktmotor 100 weist einen Kolben 11 auf der sich im Zylinder 10 des Zweitaktmotors 100 auf und ab bewegt. Dabei treibt der Kolben 11 eine Kurbelwelle 13 an, die drehbar in einer Kurbelkammer 12 des Zweitaktmotors 100 gelagert ist. Zwischen einem Verbrennungsraum 16, in dem die eigentliche Verbrennung des Kraftstoff/Schmierstoff/Luftgemisches stattfindet und der Kurbelkammer 12 sind in bekannter Weise ein oder mehrere Überströmkanäle 15 ausgebildet. Die Luft wird dem Zweitaktmotor 100 über ein hier nicht dargestelltes Ansaugrohr zugeführt. Mit dem Einspritzelement 14 wird das pro Arbeitsspiel einzuspritzende Kraftstoff/Schmieröl/Gemischvolumen V über die zwei Einspritzstrahlen S1, S2 eingespritzt, von denen der Einspritzstrahl S1 in den Überströmkanal 15 gerichtet ist. Der zweite Einspritzstrahl S2 ist in die Kurbelkammer 12, insbesondere auf das Kurbelwellenlager gerichtet. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Einspritzstrahlen S1, S2 zu unterschiedlichen Zeitpunkten gespritzt werden und unterschiedliche Einspritzvolumina einspritzen, um einerseits eine Schmierölversorgung bei möglichst geringer Abgasbelastung und andererseits eine optimale Verbrennung zu realisieren.In the 1 and 2 is based on a two-stroke engine 100 the process according to the invention is described. The two-stroke engine 100 has a piston 11 on the cylinder 10 of the two-stroke engine 100 moved up and down. It drives the piston 11 a crankshaft 13 on, which is rotatable in a crank chamber 12 of the two-stroke engine 100 is stored. Between a combustion chamber 16 in which the actual combustion of the fuel / lubricant / air mixture takes place and the crank chamber 12 are in a known manner one or more transfer channels 15 educated. The air becomes the two-stroke engine 100 supplied via an intake pipe, not shown here. With the injection element 14 is injected per cycle clearance fuel / lubricating oil / mixture volume V via the two injection jets S1, S2, of which the injection jet S1 in the overflow 15 is directed. The second injection jet S2 is in the crank chamber 12 , in particular directed to the crankshaft bearing. It may be provided that the injection jets S1, S2 are injected at different times and inject different injection volumes, on the one hand to realize a lubricating oil supply with the lowest possible exhaust pollution and on the other hand optimal combustion.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform des Zweitaktmotors 100 handelt es sich um eine zu 1 im Prinzip baugleiche Ausführungsform, jedoch wird hier ein zweites Einspritzelement 14b vorgesehen, wobei der erste Einspritzstrahl S1 des Einspritzelementes 14a in den Überströmkanal 15 oder direkt in den Brennraum und der zweite Einspritzstrahl S2 des Einspritzelementes 14b in die Kurbelkammer 12 gerichtet ist. Um eine zusätzliche Schmierung der Kolbenlagerung am Pleuel zu ermöglichen und/oder um eine zusätzliche Kolbenbodenkühlung zu bewirken, wird ein weiterer Einspritzstrahl S3 durch ein im Kolben 11 ausgebildetes Fenster 24 gespritzt, wodurch vorteilhafterweise eine Schmierung und Kühlung an ohne diesen zusätzlichen Einspritzstrahl nur schwer zu erreichende Stellen bewirkt.At the in 2 illustrated embodiment of the two-stroke engine 100 it is one too 1 In principle, identical embodiment, but here is a second injection element 14b provided, wherein the first injection jet S1 of the injection element 14a in the overflow channel 15 or directly into the combustion chamber and the second injection jet S2 of the injection element 14b in the crank chamber 12 is directed. In order to allow additional lubrication of the piston bearing on the connecting rod and / or to effect an additional piston bottom cooling, a further injection jet S3 by a piston in the 11 trained window 24 injected, which advantageously causes lubrication and cooling on without this additional injection jet difficult to reach places.

Wird nur ein Einspritzelement 14 verwendet, so wird das Einspritzelement 14 zum Einspritzen des Kraftstoffes in den Überströmkanal 15 im Zylinder 10 des Zweitaktmotors 100 oder in einen dem Überströmkanal nahen Bereich der Kurbelkammer angeordnet. Die entsprechende Ansteuerung des Einspritzelements 14 hinsichtlich der Einspritzzeitpunkte und der Einspritzmengen kann von einer Steuerelektronik für den Zweitakt-Motor 100 geleistet werden.Will only one injection element 14 used, then the injection element 14 for injecting the fuel into the overflow channel 15 in the cylinder 10 of the two-stroke engine 100 or arranged in a near the overflow region of the crank chamber. The corresponding control of the injection element 14 With regard to the injection times and the injection quantities can be from a control electronics for the two-stroke engine 100 be made.

Für die in 1 prinzipiell beschriebene Ausführungsform ist der Zweitakt-Motor 100 mit einem Einspritzelement 14 versehen, das ebenfalls im Überströmkanal 15 angeordnet ist. Das Einspritzelement 14 ist hier eine Mehrlochdüse, d. h., dass der Kraftstoff an mehreren, z. B. bis zu acht, Düsenöffnungen an dem Einspritzelement 14 in unterschiedlichen Richtungen austritt. Dabei ist die Mehrlochdüse derart ausgerichtet, dass ein Teil des Kraftstoffs bzw. Kraftstoff/Schmieröl-Gemischs in die Kurbelkammer 12 eingespritzt wird und ein vorzugsweise größerer Teil in den Überströmkanal 15. Somit ist die Verwendung eines weiteren Einspritzelements 14, das nur in die Kurbelkammer 12 einspritzt, vermieden und der bauliche und steuerungstechnische Aufwand verringert. Die in die Kurbelkammer 12 eingespritzte Menge ist ausreichend genug gewählt, um die Schmierung der Lagerstellen zu gewährleisten. Die Mehrlochdüse kann auch derart angesteuert sein, dass nur eine Düse oder ein Teil der mehreren Düsen in einem Einspritzvorgang Kraftstoff einspritzt und eine andere oder weitere Düsen den Kraftstoff in einem zweiten Einspritzvorgang. Auch mit der Mehrlochdüse ist eine Ladungsschichtung erreichbar.For the in 1 In principle described embodiment is the two-stroke engine 100 with an injection element 14 provided, which also in the overflow 15 is arranged. The injection element 14 Here is a Mehrlochdüse, ie, that the fuel at several, z. B. up to eight, nozzle openings on the injection element 14 exits in different directions. In this case, the multi-hole nozzle is aligned such that a part of the fuel or fuel / lubricating oil mixture in the crank chamber 12 is injected and a preferably larger part in the overflow 15 , Thus, the use of another injection element 14 that only in the crank chamber 12 injected, avoided and reduced the structural and control engineering effort. The in the crank chamber 12 Injected amount is sufficient enough to ensure the lubrication of the bearings. The multi-hole nozzle may also be controlled such that only one nozzle or part of the plurality of nozzles injects fuel in one injection process and another or further nozzles inject the fuel in a second injection process. Even with the multi-hole nozzle, a charge stratification can be achieved.

Bei der weiteren, in 3 dargestellten Ausführungsform sind bei dem Zweitakt-Motor 100 vier Überströmkanäle 20, 21, 22, 23 vorgesehen. Hierbei sind zwei Einspritzelemente 14 in den dem Einlasskanal 18 benachbarte Überströmkanäle 20, 21 angeordnet. Zusätzlich ist eine Mehrlochdüse 14 im Einlasskanal 18 (Ansaugrohr) angeordnet, die eine optimale Ladungsschichtung sichert.At the further, in 3 illustrated embodiment are in the two-stroke engine 100 four overflow channels 20 . 21 . 22 . 23 intended. Here are two injection elements 14 in the inlet channel 18 adjacent transfer channels 20 . 21 arranged. In addition, a multi-hole nozzle 14 in the inlet channel 18 (Suction tube) arranged, which ensures optimal charge stratification.

Claims

Method for injecting a fuel / lubricating oil mixture volume by means of a common injection element ( 14 ) in the intake of a two-stroke engine with at least one cylinder ( 10 ) and one in the cylinder ( 10 ) movable piston ( 11 ), which is connected to one in a crank chamber ( 12 ) rotatably mounted crankshaft ( 13 ) and with at least one overflow channel ( 15 ) between the crank chamber ( 12 ) and a combustion chamber ( 16 ), characterized in that the fuel / lubricating oil mixture volume to be injected per working cycle is injected via at least two injection jets (S1, S2, S3), of which a first injection jet (S1) is injected into the overflow channel (S1). 15 ) or in the combustion chamber ( 16 ) and a second injection jet (S2) into the crank chamber ( 12 ) or an inlet channel ( 18 ).

Method according to claim 1, characterized in that the first injection jet (S1) and the second injection jet (S2) are injected at different injection times.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that with the first injection jet (S1) and with the second injection jet (S2) different fuel / lubricating oil mixture volumes are injected from each other.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the first injection jets (S3) through an opening ( 24 ) in the piston ( 11 ) and / or in the cylinder wall on behind it, in particular to be lubricated, components such as piston crown or piston-rod bearing is addressed.

Two-stroke engine ( 100 ) with at least one cylinder ( 10 ) and one in the cylinder ( 10 ) movable piston ( 11 ), with one in the crank chamber ( 12 ) rotatably mounted crankshaft ( 13 ) is connected to at least one injection element ( 14 ) for injecting fuel / lubricating oil mixture and with at least one overflow channel ( 15 ) between the crank chamber ( 12 ) and a combustion chamber ( 16 ), in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the injection element ( 14 ) in the overflow channel ( 15 ) or in the overflow channel ( 15 ) near the area in the crank chamber ( 12 ) is arranged and for injecting the per-cycle injecting fuel / lubricating oil mixture volume is formed via at least two injection jets, of which at least a first injection jet (S1) in the overflow channel ( 15 ) or in the combustion chamber ( 16 ) and at least one second injection jet (S2) into the crank chamber ( 12 ).

Two-stroke engine according to claim 5, characterized in that with four overflow channels ( 15 ; 20 - 23 ) two first injection elements ( 14 ) in the two an intake pipe ( 18 ) adjacent overflow channels ( 20 . 21 ) are arranged.

Two-stroke engine according to one of claims 5 or 6, characterized in that at least one injection element ( 14 . 14a . 14b ) is a multi-hole nozzle.

Two-stroke engine according to one of claims 5 to 7, characterized in that at least one injection element ( 14 . 14a . 14b ) in the crank chamber ( 12 ) and / or the overflow channel ( 15 ) and / or the combustion chamber ( 16 ) and / or in the intake pipe ( 18 ) injects.

Two-stroke engine according to one of claims 5 to 8, characterized in that a charge stratification in the combustion chamber ( 16 ) is achievable.

Two-stroke engine according to one of claims 5 to 9, characterized in that the first injection jet (S1) and the second injection jet (S2) are injected at different injection times.

Two-stroke engine according to one of claims 5 to 10, characterized in characterized in that the first injection jet (S1) and with the second injection jet (S2) different from each other fuel / oil mixture volumes are injected.

Two-stroke engine according to one of claims 5 to 11, characterized in that at least one of the first injection jets (S3) through an opening ( 24 ) in the piston ( 11 ) and / or in the cylinder wall is located behind it, in particular to be lubricated, components such as piston crown or piston-rod bearing.