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Die Eintakt- Motorsteuerung  (Der Bypass)

Die Zuordnungsgrößen einer optimalen Steuerung ist das Luft- Kraftstoffverhältnis. Dazu kommen, - die Aufbereitung, - die Zumessung des Kraftstoff- Luftgemisches, - die Energie der Zündung - und der Zündzeitpunkt.

Beim Eintaktmotor übernimmt der Verdichter die Gemischaufbereitung. Die Kraftstoffzumessung übernimmt die Einspritzdüse, die Verbrennungsluftzumessung wird dadurch optimiert. indem  das Bypass Drosselventil von einem Maximum von geschöpfter Luft ausgeht. 

Der Bypass ist daher das eigentliche  Steuerelement, denn die Frischluft wird von einem Maximum herunter, dem Kraftstoff  stöchiometrisch optimal zugeteilt. Die Kraftstoffmenge wird durch eine Lamda-Sonde überwacht bzw. gesteuert.

Beim Otto- oder Dieselmotor hingegen wird  die variable Kraftstoffmenge, gleichen Luftmenge zugeteilt, die dem Hubvolumen entspricht.

Die Eintakt- Methode d.h. die veränderbare Luftzumessung,  soll die Wartung vereinfachen, indem der  immer aufwendiger  werdenden elektronischen Steuerung entgegengewirkt wird.
Dies ist möglich weil empfindliche Einstellungen, wie diese bei  der  Viertakt- Flammfrontverbrennung nötig sind, - wegfallen.
>Es gibt keinen Gaswechsel > Es gibt keinen Totpunkt, > keine Vorzündung, >keine Klopfgefahr, > keine super- genauen Einspritzzeiten, und >Zündzeitpunkte > und Ungleichheiten die durch die Spätzündung den Zündverzug auftreten können, werden voll über die Expansionsstrecke ausgeglichen. (Flammfronrverbrennung fehlt).

Am Ende der Verdichtung  öffnet das Rückschlagventil zum Segmentzylinder druckabhängig und die Heißkammer wird über Ladekanäle von zwei Seiten geladen. Die volle Luftmenge von 5 bar wird bei Maximalleistung, (bei geschlossenem Bypassventil) geliefert.

Eine Teilluftmenge bei 2 bar wird über das das Bypassventil eingeregelt. Die Kraftstoffmenge wird durch eine  im Abgasausgang angebrachte und elektrisch beheizten Lambdasonde überwacht.
Bei einer durchaus möglichen Glühschicht Zylindertemperatur von 800°C, kann diese Temperatur die  Sonde nicht mehr als auf 300°C aufheizen.

Bei einem < 270° Expansionsmotor> Typ V-A-V  mit einer extrem langen Expansionsstrecke kühlt das Abgas durch die lange Expansionsstrecke auf die  niedrigst noch mögliche Temperatur ab.

Das Drosselventil wird von der Lambdasonde angesteuert,  der Bypass- Kanal wird je nach geforderter Leistung (Leerlauf oder Beschleunigung,  geöffnet oder gesperrt).

Ist das Ventil ganz geöffnet, kommt es zu einer mäßigen Verdichtung und Ladung. Deshalb ist die Grundeistellung so eingestellt, dass im unteren Drehzahlbereich mindestens 2bar Ladedruck zustandekommt. Zwischenwerte sind dann  je nach geforderter Leistung einstellbar. D.h. die Luftmenge ist variabel !                       

In geschlossener Bypass- Stellung wird die Maximal geschöpfte Luftmenge stöchiometrisch maximal mit Kraftstoff  versorgt, die Drehzahl steigt. Es steht daher  zu jeder Zeit eine ausreichende Frischluftmenge zur Verfügung.
Die Luft wird je nach Bedarf dosiert, der Kraftstoffmenge zugeführt, wird aber   nicht aber wie im Otto- oder Dieselmotor üblich, als Kraftstoff einer feststehenden unveränderlichen Luftmenge zugeführt.

Der Eintaktmotor reagiert im Leerlauf die Kraftstoffzumessung so sicher  wie bei Belastung und  Beschleunigung.
Das geschieht anders als im Ottomotor. Im Ottomotor wird einer unveränderlichen Luftmenge der Kraftstoff zugeführt. Es wird im Leerlauf und bei Beschleunigung   zu fettes Gemisch verbrannt, was zu unsauberen Abgasen führt.

Der Verdichter im Eintaktmotor schöpft 50 - 75% mehr Luft als der Inhalt des Arbeitszylinders groß ist und verdichtet je nach Leistungsanforderung nur auf 2 bis 5 bar.(Was darüber ist, ist Energieverschwendung).

Im Eintaktmotor wird der natürliche Vorteil genutzt: Bei niedriger Drehzahl ist automatisch der Druck niedrig,  bei hoher Drehzahl ist der Druck höher, nicht aber über 5 bar. Im Stadtverkehr stellt sich der Druck automatisch ein, so dass auch bei einem Ampel zu Ampel Verkehr die Leistung z.B. bei 2 bar und damit auch eine ausreichende Frischluft für die Verbrennung zur Vefügung steht. 
Die Ladung zündet mit 2 bar im glühenden Zylinderraum als Leerlaufportion  genau so sicher,   wie bei der  Beschleunigungs und Vollgas Gemischportion. Der Explosionsraum ist  variabel, mit einen fließenden Übergang zum variablen Expansionsraum.

Eine Gemischanreicherung und Druckerhöhung  wie im Ottomotor  üblich, ist bei den hohen Zylindertemperaturen nicht nötig um zuverlässig zu zünden.   Siehe dazu <Zündung>

Durch diese, über die Drehzahl sich einstellende Automatik des Ladedrucks, ergibt sich eine hohe  Arbeits- und Kraftstoffeinsparung.

Ein hoher Verdichtungsaufwand ist Energieverschwendung daran sollte man denken. Siehe :
< der Mitteldruck >. Im Zusammenhang ist die Nutzung der so eingesparten Verdichtung als <Energiespeicherung>   interessant.
Es wird übersehen, dass ein vorgegebenes Luftvolumen, ob hoch verdichtet, oder unverdichtet die gleiche Menge an reinen Sauerstoff hat. Dass diese Erkenntnis genutzt werden kann- -und nicht so hoch verdichtet wird, ist darauf zurückzuführen dass die Zylinder nur an der Oberfläche glühend betrieben werden und die Explosion durch Doppelzündkerzen (hohe Zündenergie) gesichert ist. Das ist nötig um zuverlässig starten zu können.

Diese ungewöhnlichen Lade- Zünd- und Explosionsvorgänge erschweren die <Einordnung des Motors>.

<Kenfeldsteuerung>
          <Verzicht auf Zündsteuerung >

        

                             
                                                Bypassanordnung

 

1. Der Bypass liegt im Verdichter und steuert den Verdichtungsdruck zwischen 2 und 5 bar Verdichter ist nicht unbedingt an den Eintakt-Motorblock gebunden und kann ggf. durch einen außenliegenden Verdichter wie einen Roots-Verdichter ersetzt werden.

2. Bei maximaler Schöpfleistung der beiden Verdichter, die zusammen, ein mindestens 50% größeres Schöpfvolumen aufweisen, steht immer genügend Frischluft zur Verfügung, die von einem Maximum herunter über das Drosselventil zudosiert wird.

3. Zu jedem Zeitpunkt steht genügend bis zu 50% und mehr Frischluft zur Verfügung, Weil die Schöpfleistung der beiden Verdichter durch die verbreiterten Drehflügel dies absichert. Dazu gehören auch die Schlupfverluste weil die Drehkolben ohne Dichtleisten aber <selbstabdichtend> arbeiten.

4. Entweicht durch die Schlupfverluste Gemisch, so wird es mit dem nächsten Hub wieder mitgenommen und kann nicht verlorengehen.

Die Zeichnung zeigt die Einstellung bei Maximalleistung unabhängig von der Drehzahl des Motors.

bypa1.jpg (14029 Byte)

Zwischen Verdichter und Arbeitszylinder (schwarz eingezeichnet) liegen die Blattfeder- Rückschlagventile

Natürlich wird hier auch atmosphärisch angesaugt, es wird aber nur auf 2 –5 bar verdichtet (je nach Drehzahl und Bypasseinstellung. Der Eintaktverdichter arbeitet ohne Dichtleisten, also ist ein Schlupfverlust am Kolben nicht ganz zu vermeiden. Dies ist kein Nachteil, denn das Gemisch strömt in den Ansaugabschnitt hinter dem Drehflügel (Kolben) zurück, und wird beim nächsten Arbeitshub mitverwendet. Dadurch kommt es zu einer besseren Homogenisierung. Die niedrige Leistung bei 2bar erfolgt daher bei unverändert hohen Wirkungsgrad. Das ist das bisher unbekannte, aber es ist ein  Vorteil im Stadtverkehr z.B.im Stau von Ampel zu Ampel.

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