Steuerung für Ein- und Auslassventile von Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Ein- und Auslassventile von Viertakt- Einspritzbrennkraftmaschinen mit Durch spülung mittels Auflacleluft.
Bei Viertakt-Einspritzb.rennkraftmaschi- nen mit Aufladung hat es sich als wünschens wert erwiesen, im Kolbentotpunkt am Ende .des Auspuffhubes den Verbrennungsraum mit Frischluft zu spülen, und zwar einer seits, um möglichst alle Verbrennungsgase auszutreiben und eine reine Füllung mit Frischluft zu erhalten und anderseits, um durch die an den stark erhitzten Auspuff ventilen vorbeistreichende kalte Frischluft eine Kühlung dieser Ventile zu erreichen.
Zu diesem Zweck wird der Beginn des Einlasses und der Schluss des Auslasses früher bezw. später gelegt, so dass die Druckluft, :die zum Beispiel von einem mit dem Motor verbun- ,denen Gebläse erzeugt wird, durch den Ver brennungsraum hindurch in die Auspuff leitung strömen kann.
Werden nun zur Steuerung ,der Ventile normale Nocken verwendet, so sind die Ven tile im innern Totpunkt schon sehr stark an gehoben, und um diesen Betrag muss auch der Kolbenboden vom Zylinderkopf entfernt sein. Hierdurch wird aber bei Einspritz- brennkraftmaschinen mit zentralem Verbren nungsraum und auch bei Vorkammermaschi- nen .eine sehr ungünstige Verteilung des Ver brennungsraumes bedingt.
Um den Mangel zu beseitigen und Jenn- noch während einer ,genügend langen Zeit einen grossen Querschnitt zum Durchspülen des Verbrennungsraumes offen zu halten;
sind nach vorliegender Erfindung Steue- rungsnocken für die Ein- und Auslassventile derart ausgebildet und angeordnet, dass die Hubbewegung der Ventile beim Durchgang des Kolbens durch den Totpunkt am Ende des Auspuffhizbes bei einer geringen Entfer nung der Ventile vom Ventilsitz vollständig oder nahezu vollständig unterbrochen wird. Hierdurch kann der Vorteil erzielt werden, dass bei einem verhältnismässig kleinen Ab- stand der Ventile von ihrem Sitz während einer genügend langen Zeit ein hinreichend grosser Querschnitt zum Durchspülen erzielt ist.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Steuerung nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Teil einer mit einer Steuerung nach der Erfindung ausgerüsteten Einspritz- brennkraftmaschine nach der Linie A-B der Fig. 2; Fig. 2 ist ein waagrechter Schnitt durch den Zylinder nach der Linie C-D der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Ventilerhebungsdiagramm im Totpunkt des Kolbens am Ende des Aus puffhubes.
Am Kopf 1 des Zylinders 2 der Ein- spritzbrennkraftmaschine sind vier Ventile, nämlich zwei Einlassventile 3 und zwei Aus lassventile 4 mit den zugehörigen Kanälen angeordnet. von denen in Fig. 1 nur die Ein lasskanäle 5 dargestellt sind. Ausserdem ist am Zylinderkopf 1 die Brennstoffeinspritz- düse 6 mit dem Brennstoffzuführungskanal 7 vorgesehen. Der Kolben 8, der in Fig. 1 in seiner obern Endstellung dargestellt ist, hat in der Mitte eine Mulde 9, die den Hauptteil des Verbrennungsraumes bildet.
Zwischen dem Kolbenbodenrand 10 und dem Zylinder kopf 1 befindet sich ein Abstand 11.
Auf der Steuerwelle 12, die von der nicht dargestellten Kurbelwelle der Maschine mit halber Umdrehungszahl angetrieben wird, sitzen der mit voller Linie dargestellte Ein. lassnocken 13 und davor der gestrichelt an gegebene Auslassnocken 14. Der Einlass- nocken 13 wirkt auf eine Rolle 15, die auf einem Zapfen 16 in einem Stössel 17 drehbar ist. Der Stössel 17 ist unten an einer Stossstange 18 vorgesehen, die oben mittels eines Zapfens 19 mit dem einen Arm 20 eines doppelarmi- gen Hebels 20, 21 verbunden ist.
Dieser He bel ist um einen am Zylinderkopf 1 in nicht gezeichneter Weise befestigten Zapfen 27 schwenkbar. An dem Hebelarm 21. ist eine Rolle 23 gelagert, welche auf eine Anschlag- fläche 24 eines um einen am Zylinderkopf 1 in nicht gezeichneter Weise befestigten Zap fen 25 schwenkbaren Hebels 26 wirkt. Ge genüber den Enden der Einlassventilschäfte 22 sind die Hebel 21 und 26 mit. Anschlag flächen 28 versehen.
Die Profilkurve des Einlassnockens 13 ist derart gestaltet, dass sich an einem geraden Teil 29 einer Tangente an den Grundkreis des Nockens ein kurzer zur Steuerwelle 12 un gefähr konzentrischer Teil 30 anschliesst, auf welchen ein gerader Teil 31 einer Tangente an den Teil 31> folgt. Dreht sich daher die Steuerwelle 12 in der Pfeilrichtung, so wird die Stossstange 18 durch den auf die Rolle 15 wirkenden Nockenteil 29 jeweils zunächst um einen geringen Betrag gehoben und es werden die beiden Einlassventile 3 unter Ver mittlung der Hebel 20, 21 und 26 um einen geringen Betrag geöffnet.
Bei der Weiter drehung der Welle 12 wirkt der nahezu kon zentrische N ockenteil 30 auf die Rolle<B>15,</B> so dass jetzt die Einlassventile 3 im wesent lichen in der etwas geöffneten Stellung ver bleiben. Kommt dann bei der Weiterdrehung der Welle 12 der Nockenteil 31 unter die Rolle 15, so werden die Einlassventile 3 wei ter bis in die volle Offnungsstellung bewegt.
Die in Fig. 1 nicht dargestellten Auslass- ventile 4 (Fig. 2), die in einer der Schnitt ebene in Fig. 1. vorgelagerten Ebene angeord net sind, werden durch den Auslassventil- nocken 14 unter Vermittlung eines dem be schriebenen Einlassventilgestänge entspre chenden Gestänges bewegt.
Der Auslassnok- ken 14 ist auf der Ablaufseite symmetrisch zur Auflaufseite des Einlassnockens 13, und zwar sind die beiden Nocken 13 und 14 der artig gegeneinander versetzt, dass die beiden nahezu konzentrischen Nockenteile in einer Flucht liegen.
In dem Diagramm nach Fig. 3 geben die Abszissen die Kurbelwinkel a an, wobei der Punkt A den Totpunkt am Ende des Aus puffhubes bezeichnet. Mit - a sind die Win kel vor und mit -I- a die Winkel nach dem Totpunkt bezeichnet. Die Ordinaten geben die Offnungsbewegungen an, wobei die Linie AB dem Ventilhub h in der Totpunktlage des Kolbens 8 entspricht.
Die volle Linie a ist die Öffnungskurve für das Einlassventil 3 und die strichpunktierte 'Linie b die Schliess kurve für das Auslassventil 4 bei der in Fig. I dargestellten Form der Nocken 13 und 14. Die gestrichelten Linien e und d stellen die Öffnungskurven für das Ein- und Aus lassventil bei Verwendung normaler Nocken dar, wenn der gleiche Ventilhub lt im Tot punkt angenommen wird.
Da der von den Ventilen freigegebene Durchströmquerschnitt proportional den Ven- tilöffnungsbewegungen und der Kurbelwin- kelweg bei einer bestimmten Umdrehungs zahl ein Mass für die Zeit ist, so stellt die in Fig. 3 einfach schraffierte Fläche F den für das Durchströmen der Aufladeluft durch den Raum 11 zur Verfügung stehenden Zeit querschnitt bei der in Fig. 1 dargestellten Nockenform dar, während die kreuzschraf fierte Fläche F' den Zeitquerschnitt für nor male Nocken veranschaulicht.
Da bei einem bestimmten, von dem Aufladegebläse erzeug ten Überdruck der genannte Zeitquerschnitt zugleich ein Mass für die durch die Ventil öffnungen durchgeströmte Luftmenge ist, so wird durch die schraffierten Flächen zu gleich die bei den beiden Nockenformen durchgeströmte Luftmenge angegeben.
Aus Fig. 3 geht hervor, dass die einfach schraffierte Fläche F bedeutend grösser als die kreuzschraffierte Fläche F' ist, wenn bei beiden Nocken im Totpunkt des Kolbens der gleiche Ventilhub angenommen wird. Es ist daher bei gleichem Ventilhub im Kolbentot punkt - die durchströmende Spülluftmenge beim gezeichneten Motor erheblich grösser als bei einer gewöhnlichen Steuerung. Wollte man aber bei Verwendung normaler Nocken die gleiche durchströmende Spülluftmenge wie bei Benutzung der gezeichneten Nocken erzielen, so müsste der Ventilhub im Kolben totpunkt mindestens doppelt so gross sein.
Der Abstand 11 zwischen Zylinderboden und dem Kolbenrand müsste dementsprechend grösser und die Mulde 9 im Kolben entspre chend kleiner sein, so dass sich bedeutend schlechtere Verhältnisse für die Mischung des eingespritzten Brennstoffes mit der Ver brennungsluft ergeben würden.