DE2006391B - Brennkraftmaschine mit einem durch ein Einlaßtellerventil und ein Drossel ventil bestimmten Einlaßquerschnitt - Google Patents

Description

besteht, das mit einer am hohlen Schaft des Drosselventils in axialer Richtung vorgesehenen Zahnstange kämmt.

Bei einer anderen Ausführungsform, bei der der Schaft des Einlaßventils koaxial verschieblich in dem hohlen Schaft des Drosselventils geführt ist, ist vorgesehen, daß das Stellzeug für das Drosselventil einen an einer willkürlich schwenkbaren Achse sitzenden,

Regler, wodurch die Gemischzuteilung zur Brennkammer drehzahlabhängig gesteuert wird, wobei gleichzeitig eine Beeinflussung des Einlaßquerschnittes erfolgt.

Bei einer anderen bekannten Bauart (britische Patentschrift 578 468) sind einer Ventilöffnung zwei Tellerventile zugeordnet, die jedoch bei jedem Arbeitsspiel durch die Ventilsteuerung gegen je einen

.betätigbares Stellzeug in seiner Lage zum Tellerventil io ist vorgesehen, daß das Stellzeug für das Drosselverstellbar ist. . , ventil aus einem im Zylinderkopf gelagerten Ritzel

Bei einer bekannten Bauart (schweizerische
Patentschrift 29 869)\ist das eine Ventil sowohl als
Einlaß- als auch als Auslaßventil ausgebildet, während das zweite als Schieberventil ausgebildete Ven- 15
til als Verteilerventil arbeitet, das den Ventilkanal
wahlweise mit der Ansaug- oder der Auslaßseite
verbindet. Beide Ventile werden von der Ventilsteuerung zyklisch betätigt. Das Schieberventil ist zum
anderen Ventil axial einstellbar, und zwar durch 20 im Einlaßkanal liegenden Hebel enthält, dessen geeinen von der Brennkraftmaschine angetriebenen gabeltes Ende in eine Ringnut des hohlen Schaftes

des Drosselventils eingreift.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der das Drosselventil einen den Schaft des Einlaßventils umgebenden ringförmigen Kopf aufweist, ist vorgesehen, daß das Drosselventil einen zu seinem Kopf exzentrisch liegenden Ventilschaft auf-.weistj der in einer parallel zur Bohrung, für den Schaft des Einlaßventils liegenden Bohrung im

Ventilsitz in die Schließlage bewegt werden, wobei 30 Zylinderkopf geführt ist und eine in axialer Richtung das eine den Öffnungszeitpunkt und das andere den liegende Zahnstange aufweist,-in-die ein Ritzel auf Schließzeitpunkt des Auslaßventils bestimmt. Auch
hier sind beide Ventile notwendigerweise abhängig
von maschinenbestimmten Parametern gesteuert und
führen während des Betriebes zyklische Bewegungen 35
aus.

Ferner ist in »SAE-Joumal«, Januar 1969, S. 45 bis 49, vorgeschlagen worden, die willkürliche Einstellbarkeit des Einlaßquerschnitts zum Brennraum durch Verstellung des Einlaßventils zu bewirken, um vorwiegend bei 'magerem Gemisch verbessertes¹ Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine zu erzielen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine andere
Lösung dieser Aufgabe aufgezeigt, die auch in allen 45 maschine 10 enthält einen Zylinderblock 12 mit den Fällen nützlich ist, in denen eine weitgehende mehreren Zylindern 14, denen je ein Kolben 16 zuDrosselung des Einlaßquerschnittes zum Brennraum geordnet ist. Auf den Zylinderblock 12 ist ein erwünscht ist. , . ,.... Zylinderkopf 18 aufgesetzt, der mit einer Wand 20

Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis und dem Boden des zugeordneten Zylinders einen aus, daß die genaue Einstellung kleinster Querschnitte 50 Brennraum 22 veränderlichen Volumens bestimmt, mit zyklisch bewegten Ventilen nicht erreichbar ist, Der Zylinderkopf 18 enthält ferner ein Gewindeloch

da im Betrieb eine Änderung des Ventilspiels ein- 24 zur Aufnahme einer Zündkerze.

treten kann, deren Einfluß auf den Einlaßquerschnitt In jedem Brennraum ist in der Wand 20 des

unter diesen Bedingungen beträchtlich ist. Sehr ■ Zylinderkopfes eine kreisförmige Einlaßöffnung 26 genaue Ventilnachstelleinrichtungen bedeuten aber 55 vorgesehen, die den Brennraum 22 mit einem Einlaßeinen erheblichen Mehraufwand. . kanal 28 im Zylinderkopf 18 verbindet, um Gemisch Die oben erwähnte Aufgabe wird erfindungs- in den Brennraum einzuführen. Im Zylinderkopf 18 gemäß dadurch gelöst, daß das Drosselventil teller- ist eine Ventilführungsbohrung 30 vorgesehen, in der artig ausgebildet ist, das Stellzeug willkürlich betätig- eine Einlaßventilanlage geführt ist, die aus einem bar ist und dadurch das Drosselventil in eine feste 60 Tellerventil 32 und einem Drosselventil 34 besteht. Stellung zur Öffnung des Ventilsitzes einstellbar ist. Das Tellerventil 32 weist in üblicher Weise einen Auf diese Weise werden kleine Einlaßquerschnitte Kopf 36 auf, der gegen einen ringförmigen Ventilallein durch die während des Betriebes unveränderte sitz 38 in der Einlaßöffnung 26 bewegbar ist, um Lage des Drosselventils zur Einlaßöffnung bestimmt, diese zu verschließen. Das Tellerventil 32 hat einen während die Ventilzeiten durch das Einlaßtellerventil 65 Schaft 40, der hin- und herbeweglich in dem Drosselbestimmt werden. Der jeweilige kleine Einlaß- ventil 34 geführt ist und durch einen Kipphebel 42 querschnitt ist durch das willkürlich betätigbare über eine Ventilstoßstange 44 in üblicher Weise Stellzeug des Drosselventils wählbar und kann bis zyklisch hin- und herbewegt wird, um das Teller

einer willkürlich drehbaren Welle eingreift.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Brennkraftmaschine im Bereich des Einlaßventils, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 einen Teilquerschnitt durch eine abgewandelte Ausführung der .Erfindung, I

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 3, ■ Fi g. 5 einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Brennkraft-

ventil 32 bei jedem Einlaßhub des Brennkraftmaschinenkolbens 16 um einen entsprechend der Auslegung der Maschine gegebenen Hub zu öffnen.

Das Drosselventil 34 hat einen schräg liegenden Kopf 46, der mit einem hohlen Schaft 48 verbunden ist, der hin- und herverschieblich in der Ventilführungsbohrung 30 gleitet und der als Führung für den Schaft 40 des Tellerventils 32 dient. Die beiden Ventile 32 und 34 sind also koaxial zueinander beweglich.

In der Zeichnung ist das Drosselventil 34 in seiner zurückgezogenen Stellung voll ausgezeichnet dargestellt, so daß bei geöffnetem Tellerventil 32 ein freier Durchfluß des Gemisches durch die Einlaßöffnung 26 zum Brennraum 22 freigegeben ist. Das Drosselventil 34 kann jedoch nach unten bewegt werden und in eine untere Grenzlage gelangen, die in Fig. 1 in strichpunktierten Linien angedeutet ist. Der Kopf befindet sich dann im Bereich des Einlaßkanals und verschließt diesen im wesentlichen vollständig.

Zur Steuerung der Bewegung des Drosselventils 34 ist am oberen Teil des Ventilschaftes 48 eine in axialer Richtung liegende Zahnstange 50 gebildet, in die ein Ritzel 52 eingreift. Dieses ist auf einer Welle 54 befestigt, die mechanisch von dem Bedienungsmann, beispielsweise über eine Scheibe 56 und ein Kabel 58, bedienbar ist. Die Welle 54 ist in einer Lagerung 60 am Zylinderkopf abgestützt, die zugleich als Federteller für eine übliche Ventilfeder 62 dient, welche das Tellerventil 32 in Richtung seiner Schließlage belastet.

Während des Betriebes wird durch die Ventilsteuerung 42, 44, 62 das Tellerventil 32 geöffnet, so daß die Einlaßöffnung 26 während des Saughubes der Maschine freigegeben wird, wobei dieses Spiel von der Einstellung der Ventilsteuerung abhängig ist. Eine Änderung des Einlaßquerschnitts ist durch wahlweise Bewegung des Drosselventils über dessen Stellzug 56, 58, 54, 52 möglich.

Versuche mit einer Maschine derartigen Aufbaues zeigten einen einwandfreien Betrieb bei magerem Gemisch in gleicher Weise, wie dies mit der Maschine nach der oben erwähnten bekannten Bauart entsprechend »SAE-Joumal« der Fall ist.

Eine abgewandelte Ausführungsform zeigen die F i g. 3 und 4. Da zahlreiche Bestandteile dieser Bauart denen der ersten Ausführungsform gleichen, haben diese gleiche Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 100 erhöht, erhalten.

Unterschiedlich ist bei dieser Bauart, daß der Ventilschaft 140 des Tellerventils 132 unmittelbar in der Ventilschaftbohrung 130 im Zylinderkopf 118 geführt ist, während die übliche Ausbildung des Tellerventils 132 der nach den Fig. 1 und 2 entspricht. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß das Drosselventil 134 einen scheibenförmigen Kopf 146 trägt, an dem ein kurzer zylindrischer Schaft 148 sitzt, der auf dem Ventilschaft 140 des Tellerventils 132 hin- und herbeweglich ist. Hierdurch ist das Drosselventil 134 in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform relativ zu dem Tellerventil 132 einstellbar. Die Betätigung des Drosselventils 134 erfolgt durch einen Hebel 164, der in dem Einlaßkanal 128 liegt und an einer schwenkbaren Achse 166 sitzt, die im Zylinderkopf 118 gelagert ist. Das freie Ende des Hebels 164 ist gegabelt und greift mit an den Enden sitzenden Zapfen 168 in eine Ringnut 170 am Schaft des Drosselventils, so daß bei willkürlicher Verschwenkung der Achse 166 die Stellung des Drosselventils 134 eingestellt werden kann. Durch Verbindung der Hebel 164 der einzelnen Zylinder kann eine gemeinsame Einstellung der Drosselventile 134 einer Zylinderreihe bewirkt werden.

Eine weitere Ausgestaltungsform zeigen die Fi g. 5 und 6, bei der ebenfalls gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 200 erhöht, bezeichnet sind.

Der wesentliche Unterschied bei dieser Ausführungsform besteht darin, daß das Drosselventil 234 einen scheibenförmigen Kopf 272 hat, mit dem exzentrisch zur Achse des Einlaßventils 232 ein hohler Ventilschaft 276 durch einen Sprengring 278 od. dgl. festgehalten verbunden und in einer hohlen Büchse 274 geführt ist. Der Ventilschaft 276 ist hin- und herbeweglich in einer Bohrung 280 des Zylinderkopfes geführt, die parallel mit Abstand zur Ventil-

ao schaftführung 230 für das Tellerventil 232 liegt. Am oberen Ende des Ventilschaftes 276 ist eine in axialer Richtung liegende Zahnstange 282 vorgesehen, in die ein Ritzel 284 eingreift, das über eine willkürlich drehbare Welle 286 antreibbar ist.

Die Arbeitsweise der beiden letzterwähnten Ausführungsformen ist im wesentlichen der der ersten Ausführungsform gleich, wobei sich lediglich aus der besonderen Konstruktion ergebende Unterschiede zeigen.

Die drei Ausführungsbeispiele sind einige von vielen möglichen Ausführungsformen der Erfindung, deren Grundkonzeption darin besteht, den Einlaßquerschnitt durch ein gesteuertes Einlaßventil in zeitlicher Abstimmung und ein zugeordnetes Drosselventil zur Bestimmung des wirksamen Einlaßquerschnittes einstellbar zu machen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit einem durch
Relativstellung zwischen einem gegen einen brennraumseitigen Ventilsitz bewegbaren Einlaßtellerventil und einem auf der Einlaßseite der Öffnung des Ventilsitzes angeordneten Drosselventil bestimmten Einlaßquerschnitt, wobei im wesentlichen beide Ventile koaxial bewegbar sind und das Drosselventil zur Bestimmung des effektiven Einlaßquerschnittes durch ein aperiodisch betätigbares Stellzeug in seiner Lage zum Tellerventil verstellbar ist, dadurchgekennzeichnet, daß das Drosselventil (34; 134; 234) tellerartig ausgebildet ist, das Stellzeug (50, 52, 54; 164, 166, 168; 282, 284, 286) willkürlich betätigbar ist und dadurch das Drosselventil in eine feste Stellung zur Öffnung (26) des Ventilsitzes einstellbar ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der der Schaft des Einlaßventils koaxial verschieblich in dem hohlen, in einer Bohrung des Zylinderkopfes verschieblichen Schaft des Drosselventils geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellzeug für das Drosselventil (34; 234) aus einem im Zylinderkopf (18; 218) gelagerten Ritzel (52; 286) besteht, das mit einer am hohlen Schaft (48; 276) des Drosselventils in axialer Richtung vorgesehenen Zahnstange (50; 282) kämmt.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der der Schaft des Einlaßventils koaxial ver-

schieblich in dem hohlen Schaft des Drosselventils geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellzeug für das Drosselventil (134) einen an einer willkürlich schwenkbaren Achse (166) sitzenden, im Einlaßkanal (128) liegenden Hebel (164) enthält, dessen gegabeltes Ende (168) in eine Ringnut (170) des hohlen Schaftes (148) des Drosselventils eingreift.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der das Drosselventil einen den Schaft des Einlaßventils umgebenden ringförmigen Kopf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (234) einen zu seinem Kopf (272) exzentrisch liegenden Ventilschaft aufweist, der in einer parallel zur Bohrung (230) für den Schaft (240) des Einlaßventils (232) liegenden Bohrung (280) im Zylinderkopf (218) geführt ist und eine in axialer Richtung liegende Zahnstange (282) aufweist, in die ein Ritzel (284) auf einer willkürlich drehbaren Welle (286) eingreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen