DE1526431A1

DE1526431A1 - Kreiskolben-Kraftmaschine

Info

Publication number: DE1526431A1
Application number: DE19661526431
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tado
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1965-03-13
Filing date: 1966-03-11
Publication date: 1970-04-23
Also published as: GB1128019A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolben-Kraftmaschine derjenigen Bauart, bei der an den Kanten des mehreckigen Kreiskolbens vorgesehene Kantendichtungselemente zur Durchführung des Gaswechsels die Verbindung von am Umfang des zentralen Gehäuseteils der Maschine liegenden öffnungen von Ansaug- und Auspuffkanälen mit den Arbeitsräumen der Maschine derart steuern, daß sich die Öffnungszeiten überlappen.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rückwärtsströmen von Auspuffgasen während des Arbeitens einer Kreiskolbenmaschine der oben erwähnten Art bei niedriger Drehzahl zu verhindern und so die Arbeitsweise der Maschine bei niedriger Drehzahl besser zu stabilisieren.

Bei bekannten Kreiskolben-Kraftmaschinen der oben erwähnten Art strömen größere Mengen von Auspuffgasen in den Ansaugkanal hinein, wenn die Maschine mit geringer Drehzahl läuft und nur eine verhältnismäßig schwache Ansaugströmung erzeugt, weil die Ansaug- und Auspufföffnungen große Querschnitte aufweisen und diejenige Zeitspanne, in der sowohl die Ansaug- als auch die Ausblasöffnungen gleichzeitig offen sind bzw. die Öffnungszeiten einander überlappen,

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verhältnismäßig groß ist. Außerdem kann bei diesen Maschinen, wenn sie zum Antrieb eines Seefahrzeuges verwendet werden, auch an der nach dem Auspuffen noch offenen Auspufföffnung ein Unterdruck auftreten, der das Eindringen von Wasser in das Maschinengehäuse begünstigt, in dem der Kreiskolben umläuft.

Um die oben erwähnten Nachteile der bekannten Kreiskolbenmaschinen zu vermeiden, wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, ein das Ansaugen beeinflussendes Steuer- oder Drosselorgan - vorzugsweise in Form eines Schwenkschiebers - in den Ansaugkanal an einer Stelle einzubauen, die so dicht wie möglich an der inneren Gehäusefläcne liegt, um so die Freigabe der Ansaugöffnung in Abhängigkeit von der Arbeitsdrehzahl der Maschine derart zu steuern, daß bei Arbeiten mit niedriger Drehzahl der Steuerdiagramm-Winkelbereich, in den Ansaug- und Auslaßöffnungszeiten einander überlappen, klein gemacht werden kann, um so ein Zurückströmen von Auspuffgasen in die Ansaugleitung zu verhindern, während bei hoher Arbeitsdrehzahl der Maschine der überlappungsbereich wieder vergrößert wird, um die Ansaugwiderstände so klein wie möglich zu halten.

Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigen:

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Pig, 1 einen Querschnitt durch eine Kreiskolben-Kraftmaschine, die mit einem Organ zur Beeinflussung des Ansaugens Gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist; der Schnitt zeigt einen zur Steuerung des Einlasses dienenden Schwenk-Ventilschieber in einer Arbeitsstellung während des Betriebes der Maschine mit kleiner Drehzahl;

Fig. 2 einen Ausschnitt der Darstellung von Fir,. 1, bei der jedoch das Einlaß-Steuerorgan in einer anderen Arbeitsstellung gezeigt ist, die es während des Betriebes der Maschine mit hoher Drehzahl einnimmt ;

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung des Kinlaß-Steuerventils;

Fig. U einen Querschnitt längs der Sonnittlinie A-A in Fig. 1 und

Fig, ^;j ein schematisches Diagramm, das in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Kreiskolbenwelle die Uffnungsbereiche der Ansauge- und Ausblasöffnungen wiedergibt.

In den Pi^. 1, j5 und 4 ist ein Jas Ansaugen steuerndes Organ dargestellt, das eine schwenkbare Stouerklappe oder einen Schwenkschieber mit einem Querschnitt in Form eines Kreisbogens darstellt und an einander entgegengesetzten Enden axiale Zapfen 3 und ^rj aufweist, mit ue^er. es schwenkbar in dem durch die Wand des zentralen Geaäuseteils 1 der Kreiskolben-Kraftmascnine nindurciiführender. und an der Gehäuse-Innenfläche mündender, Ansausrkanai 7 ucht vor dessen

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Mündungsöffnung gelagert ist. Die den Einlaß steuernde Schwenkklappe 1 ist derart eingebaut und wird so betätigt, daß sie während des Betriebs der Maschine mit niedriger Drehzahl im Uhrzeigersinn den Mündung-Öffnungsquerschnitt des Ansaugkanals 7 von dem durch die Kolben-Kantendichtung zunächst freigegebenen Mündungsrand aus um mehr als die Hälfte verkleinert (den Einlaßkanal aber nicht vollständig verschließt), wie dies in Pig. 1 gezeigt 1st. Durch diese Anordnung und Einstellung der Klappe 1 ist während der allmählichen Freigabe der MUndungsöffnung durch eine Kolben-Kantendichtung zunächst nur ein stark verengter Durchströmquerschnitt mit entsprechend hohem Strömungswiderstand vorhanden, so daß der Zeitpunkt des Steuerdiagramms, bei dem die Ansaugöffnung wesentlich freigegeben wird, erheblich verschoben und damit der Winkelbereich der Öffnungszeit verkleinert wird. Daraus folgt, daß eine Rüokwärtsströmung von Auspuffgasen in die Ansaugöffnung weitgehend vermieden werden kann. Während des Arbeitens der Maschine mit hoher Drehzahl wird der einen unvollständigen Kreisbogen bildende Teil der die Ansaugöffnung steuernden Klappe 1 vollständig in eine seitliche Ausnehmung im Ansaugkanal 7 versenkt (vgl. Flg. 2), so daß der dem Ansaugen entgegenstehende Widerstand keinesfalls größer ! 1st als in denjenigen Fällen, in denen ein solches, das Ansaugen steuerndes Organ nicht vorgesehen 1st. Es dürfte nicht notwendig sein, darauf hinzuweisen, daß das den Einlaß steuernde Ventil in enger Verbindung mit der Drosselklappe des Vergasers betätigt werden kann. Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein Auspuffkanal, mit 15 der Kreiskolben und mit 15 sind die Kolbenkantendichtungen bezeichnet.

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Durch die Anordnung gemäß der Erfindung, die in der oben beschriebenen Weise wirksam wird, läßt sich erreichen, daß ein nennenswertes öffnen des Ansaugkanals erst zu einer erheblich verzögerten Zeit erfolgt, wenn die Kraftmaschine mit niedriger Drehzahl arbeitet, und der Steuerdiagramm-Zeitwinkel, während dessen die Ansaugöffnung offen ist, wesentlich kleiner wird als bei dem Arbeiten der Maschine mit hoher Drehzahl; daraus ergibt sich der Vorteil der wesentlichen Verringerung eines Rückwärtsströmens von Auspuffgasen in die Ansaugleitung. Der größere . Strömungsdurchsatz im Bereich des offenen Teils der Ansaugöffnung begünstigt gleichzeitig durch stärkere Turbulenz eine feine Zerstäubung und Verteilung des Kraftstoffes und kann so das Betriebsverhalten der Maschine bei kleiner Drehzahl verbessern. Überdies wird praktisch überhaupt kein negativer Druck in der Auspuffleitung erzeugt, weil die Periode der gleichzeitigen Öffnung bzw. der Überlappung der Öffnung von Ansaug- und Ausblasöffnungen während eines Maschinenbetriebs mit kleiner Drehzahl stark verkleinert ist. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Kreiskolbenmaschine zum Antrieb von Wasserfahrzeugen benutzt wird, weil jede Gefahr des Eindringens von Wasser in das Maschinengehäuse während des Anlaufens der Maschine wirksam beseitigt werden kann.

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Claims

Patentanspruch

Kreiskolben-Kraftmaschine mit im Querscnnitt mehreckigem Kolben und am inneren Umfang des zentralen Gehäuseteils liegenden Öffnungen von Gas-Ansaug- und Ausschiebkanälen, deren Verbindung mit den Arbeitsräumen der Maschine durch an den Eckkanten des Kreiskolbens vorgesehene Kantendichtungselemente zur Durchfünrung des Gaswechsels derart gesteuert wird, daß sich die Öffnungszeiten überlappen, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugkanal (7) ein Steuer- oder Drosselorgan (l) möglichst nahe an der inneren Gehäusefläche eingebaut ist, dessen Drosselglied einen Querschnitt in Form eines Kreisbogens auf v/eist, und das in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl derart einstellbar ist, daß das Drosselglied bei normaler oder hoher Drehzahl in seiner vollgeöffneten Stellung praktisch völlig in einer Ausnehmung des Ansaugkanals versenkt ist, während es bei niedriger Betriebsdrehzahl der Kraftmaschine den Öffnungsquerschnitt der Ansaugkanalöffnung wesentlich verkleinert.

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