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Kolbenschiebersteuerung für mehrzylindrige Viertakt-Brennkraftmasehinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenschiebersteuerung für mehrzylindrige ViertaktBrennkraftmaschinen, bei der jeder Zylinder mit einem von einer Nockenwelle gesteuerten hohlen Kolbenschieber versehen ist. der die in der Zylinderwand vorgesehenen Auslassöffnungen steuert, während der Schieberinnenraum ständig mit der Frischgaszuleitung in Verbindung steht, jedoch gegen den Zylinder durch ein den Einlass regelndes Ventil verschlossen ist.
Gemäss der Erfindung erfolgt die Steuerung des Einlassventils dadurch, dass die Maschinenzylinder paarweise zusammengefasst und derart miteinander verbunden sind, dass eine über dem Kolbenschieber liegende Kammer des einen Zylinders, die durch eine Deckplatte abgeschlossen ist, mit einer Kammer im Kolbenseliieber des zugeordneten Zylinders in Verbindung steht, und der erstgenannte Kolbenschieber, wenn er den Auslass des einen Zylinders öffnet, Luft oder Gas in den Kolbenschieber des andern Zylinders drückt, wodurch das Schliessen des Einlassventils herbeigeführt wird. In den Kammern im Kolbenschieber sind Kolben geführt, die mit dem Einlassventil verbunden sind und die durch den Druck des in diese Kammern vom Kolbenschieber des andern Zylinders hineingedrückten Gases bewegt werden und das Einlassventil mitnehmen.
Die Erfindung bezieht sich noch auf die besondere Ausbildung der Ein-und Auslassorgane.
Die erfindungsgemässe Anordnung gewährt unter anderm den Vorteil, Rückzugfedern überflüssig zu machen und rasche Öffnung und Schliessung dieser Organe herbeizuführen.
Die Steuerung des den Auslass regelnden Kolbenschieber kann durch einen Kniehebel erfolgen, dessen Arme miteinander gelenkig verbunden sind und von denen einer an dem Kolbenschieber, der andere an einer am Zylinderkopf befestigten Achse angelenkt und mit einer Rolle versehen ist, die durch den auf den Kolbenschieber wirkenden Druck gegen eine Nocke der mit der halben Drehzahl der Hauptwelle umlaufenden Steuerwelle gedrückt wird, welche Nocke so geformt ist, dass der Kniehebel während des Ansaugens, der Verdichtung und der Verbrennung gestreckt bleibt, während des Auspuffes jedoch einknicken kann und dadurch dem Kolbenschieber gestattet, unter dem Druck der Auspuffgase nach oben zu gehen und die Auslassöffnungen freizugeben.
Auf der Zeichnung veranschaulicht Fig. 1 einen Schnitt durch ein Paar miteinander verbundene Zylinder einer Brennkraftmaschine während der Verbrennung bzw. des Einlasses.
Fig. 2 einen Schnitt durch diese Zylinder während des Auslasses bzw. der Verdichtung, während Fig. 3 das Zylinderpaar teilweise in waagerechtem Schnitt, von oben gesehen, darstellt.
Der Zylinderblock 1 besteht aus vier Zylindern, von denen die ersten beiden, die mit 1 und 1/bezeichnet sind, dargestellt sind. Die beiden andern Zylinder und ihre Steuerorgane sind ebenso ausgebildet und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Jeder Zylinder ist mit einem Steuerorgan versehen, das aus einem nach unten offenen Kolbenschieber 4, 41 besteht, dessen innerer Rand die Auslassöffnungen 5, 5'steuert und der von der Nockenwelle aus durch einen Kniehebel od. dgl., der an dem in den Boden des Schiebers eingeschraubten Auge 21, 211 angreift, so gesteuert wird, dass er während des Einlass-, des Verdichtungs-und des Verbrennungshubes die Auslassöffnungen geschlossen hält und sie nur während des Auspuffhubes freigibt.
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Das Innere jedes Kolbenschieber steht ständig mit der Frischgaszuleitung 9, 9'durch die Öffnungen 8, 8', die den Zylindermantel durchsetzen, und den ihnen gegenüberliegenden Öffnungen 7, 7', die im Mantel des Schiebers vorgesehen sind, in Verbindung. Die Verbindung des Innenraumes des Schiebers 4 mit dem Zylinder 1, l'wird durch ein Einlassorgan gesteuert, das aus einem Ventilteller 10, 10'besteht, der auf den inneren Rand des Schiebers passt, um den Einlass zu sperren, oder diese Öffnung freigibt, um das aus den Zuleitungen 9 kommende frische Gasgemisch in den Zylinder einströmen zu lassen.
Über dem Kolbenschieber 4, 41 ist eine Kammer 36, 36'angeordnet, welche durch
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durch eine hohle Stange 15, 151 mit dem Einlassventilteller 10, 10'verbundener Kolben 14, 14' gleiten kann. Die Kammer 38 im Kolbenschieber 4 steht in ständiger Verbindung mit der Kammer 36'über dem Kolbenschieber 4'des benachbarten Zylinders 11, u. zw. durch eine Öffnung 39 im Schieber 4, eine schräge Leitung 40, die in der Mitte des Zylindermantels vorgesehen ist, und eine gekrümmte Leitung 41', die in einem vorgewölbten Teil des Boden- stückes 35'gebildet ist.
Umgekehrt steht die Kammer 38'des Schiebers 4'in ständiger Verbindung mit der Kammer 36 über dem Kolbenschieber 4 des Zylinders 1, u. zw. durch eine Öffnung 39', durch Leitungen 40'und 11, die in Fig. 3, die die Leitung im Grundriss zeigt, sichtbar sind.
Die Zylinder 1, l'sind auf diese Weise miteinander verbunden, und das gleiche ist bei den beiden andern nicht dargestellten Zylindern der Maschine der Fall. Wenn die Maschine aus sechs oder acht Zylindern besteht, werden drei bzw. vier Gruppen aus zwei miteinander verbundenen Zylindern gebildet an Stelle der zwei Gruppen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Die Kolben der Zylinder 1, l'der ersten Gruppe sitzen gemeinsam auf einem Kurbelzapfen der Hauptwelle, und die Kolben der beiden Zylinder der nächsten Gruppe sitzen gemeinsam auf einem um 180 zum ersten versetzten Kurbelzapfen. Die Steuerung der Maschine erfolgt derart, dass der Einlass in einen Zylinder der einen Gruppe mit der Zündung im andern Zylinder dieser Gruppe zusammenfällt, während die beiden Zylinder der ändern Gruppe zur selben Zeit in der Auspuff-bzw. in der Verdichtungsperiode sich befinden. Nach Fig. 1 ist der Zylinder am Ende der Einlassperiode und der Zylinder 1 in der Zündperiode. Die Kolbenschieber 4, 4' sind in dieser Zeit in ihrer unteren Stellung durch die Steuerung festgehalten und verdecken die Auslassöffnungen 5, 5'.
Das Einlassventil 10 ist durch den Verbrennungsdruck im Zylinder 1 geschlossen, während das Einlassventil 10'durch den Unterdruck im Zylinder l'offen gehalten ist. Die Steuerorgane der beiden nicht dargestellten Zylinder der zweiten Gruppe befinden sich in diesem Augenblick in der Auslass-bzw. in der Verdichtungsstellung, wie sie in der Fig. 2 für die Zylinder 1 und l'veranschaulicht ist.
Beim folgenden Takt kommt der Zylinder 1 (Fig. 1) in die Auslassperiode und der Zylinder fol in die Verdichtungsperiode. Die den Kolbenschieber 4 steuernde Nocke gibt die Sperrung für diesen Schieber frei, so dass er durch die verbrannten Gase nach oben gedrückt wird, um die Auslassöffnungen 5 (Fig. 2) freizugeben. Bei seiner Aufwärtsbewegung schiebt der Kolben 4 das Gas oder die Luft, die die Kammer 36 erfüllen, unter Druck durch die Leitung 41, 401 unter den kleinen Kolben 14'der Kammer 38'im Schieber 4'des Zylinders 1'.
Der Druck hebt den Kolben 14', der bei seiner Aufwärtsbewegung die hohle Stange 15'und damit den Ventilteller 10'mitnimmt, der sich auf seinen Sitz legt und die Einlassöffnung schliesst. Diese Schlussbewegung des Ventiltellers 10'wird unterstützt durch die Verdichtung des Frischgases in der Kammer 1', dessen Druck zusammen mit dem Druck in der Kammer 38' auch in der Folge das Ventil geschlossen hält. Bei der praktischen Ausführung wird man den Auslass ein wenig vorschieben, derart, dass das Schliessen des Einlassventils sich gerade während des Überganges von der Einlassperiode zur Verdichtungsperiode oder sogar ein wenig früher vollzieht.
Am Ende des Auspuffs im Zylinder 1 wird der Kolben 4 durch sein Eigengewicht oder unter der Einwirkung seiner Steuerung heruntergehen und die Auslassöffnungen 5 wieder verschliessen. Die Luft oder das in der Kammer 38'verdichtete Gas entspannt sich und kehrt in die Kammer 36 zurück, jedoch wird dadurch der Ventilteller nicht beeinflusst und bleibt unter dem Druck des verdichteten Gases im Zylinder während der Zündung geschlossen.
Zu gleicher Zeit öffnet sich das Einlassventil 10 durch den Unterdruck im Zylinder 1 in der
Einlassperiode, das Gas in der Kammer 38 wird durch den Kolben 14 in die Kammer 36' übergeleitet, wo es sich, ohne besondere Wirkung hervorzurufen, verdichtet.
Wenn die Verbrennung im Zylinder 11 beendet ist, wird dessen Kolbenschieber 4'durch die verbrannten Gase hinaufgetrieben, dieser gibt die Auslassöffnungen 5'frei und treibt bei
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seiner Aufwärtsbewegung die Luft aus der Kammer 361 durch die Leitung 41', 40 in die Kammer 38 des Kolbenschieber 4, wo deren Druck den Kolben 14 hebt, der seinerseits den Ventilteller 10 auf seinen Sitz drückt und dadurch den Einlass zum Zylinder 1 schliesst und solcherart die Verdichtungsperiode vorbereitet. Die vier Takte werden somit durch die Verdichtung im Zylinder 1 und durch den Auspuff im Zylinder 11 vollendet, worauf sich die Steuerorgane wieder in der Zündstellung für den Zylinder 1 und in Einlassstellung für den Zylinder 11 befinden, wie in Fig. 1 dargestellt.
Die gleichen Vorgänge spielen sich in den beiden nicht dargestellten Zylindern der Maschine ab.
Um zu verhindern, dass die Luft oder das Gas, die sich über dem Kolben 14 befindet, einen Luftpolster im oberen Teil der Kammer 38 bilden und den Schluss des Ventils 10 ver. zögern, steht dieser Teil der Kammern 38 durch die Bohrung der hohlen Stangen 15 und durch die an deren unterem Teil angebrachten Löcher 43 in freier Verbindung mit dem Innenraum der Kolbenschieber. Hingegen spielt die durch die Kolbenschieber 4 in den Kammern 36 und 38 verdichtete Luft die Rolle von Stossdämpfern am Ende der Auslassbewegung und vermeidet dadurch zu starke Stösse in den die Kolbenschieber 4 steuernden Organen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kolbenschiebersteuerung für mehrzylindrige Viertakt-Brennkraftmaschinen, bei der jeder Zylinder mit einem von der Nockenwelle gesteuerten hohlzylindrischen Kolbenschieber versehen ist, der die in der Zylinderwand vorgesehenen Auslassffnungen steuert, während sein Innenraum ständig mit der Frischgaszuleitung in Verbindung steht, jedoch gegen den Zylinder durch ein den Einlass regelndes Ventil abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Einlassventils (10, 10') dadurch erfolgt, dass die Maschinenzylinder paarweise zusammengefasst und derart miteinander verbunden sind, dass die über dem Kolbenschieber (4, 4') liegende Kammer (36, 36') jedes Zylinders, die durch eine Deckplatte (35. 35') abgeschlossen ist,
mit einer inneren Kammer (38, 38') des Kolbenschieber (4, 41) des zugeordneten Zylinders in Verbindung steht und dieser Kolbenschieber, wenn er den Auslass des einen Zylinders öffnet, Luft oder Gas in den Kolbenschieber des andern Zylinders drückt, um durch den Druck des Gases das Schliessen des Einlassventils (10, 10') des letzteren Zylinders herbeizuführen.