DE213135C

DE213135C -

Info

Publication number: DE213135C
Application number: DE1907213135D
Authority: DE
Filing date: 1907-06-28
Anticipated expiration: 1927-06-29

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- .M 213135-KLASSE 46/λ GRUPPEi).

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Viertakt verbrennungskraftmaschine, bei welcher das Umsteuern der Maschine auf der Vertauschung der Benutzungsweise bestimmter Ventile beruht. Diese Art des Umsteuerns ist bisher nur bei solchen" Kraftmaschinen angewendet worden, bei welchen der Brennstoff und die Saugeluft als fertiges Gemisch durch ein einziges Ventil angesaugt wird, und welche

ίο infolgedessen mit nur zwei Ventilen, einem Einlaß- und einem Auspuffventile, ausgerüstet, sind. Sollte die Benutzungsweise dieser beiden Ventile vertauscht werden, so mußte jedes von ihnen einmal mit der Leitung des Brennstoffgemisches, ein anderes Mal dagegen mit der Auspuffleitung verbunden werden. Die wechselweise Herstellung dieser Verbindungen machte aber die Anordnung eines besonderen in*- die Rohrleitungen eingebauten, von Hand zu bedienenden Umschaltorganes (Vierweghahn o. dgl.) erforderlich.

Die Erfindung bezweckt nun, eine Viertaktverbrennungskraftmaschine zu schaffen, bei welcher das Umsteuern ebenfalls auf der Vertauschung der Benutzungsweise bestimmter Ventile beruht, bei deren Einrichtung jedoch ein besonderes in die Rohrleitungen eingebautes Unischaltorgan nicht erforderlich ist. Die Erfindung besteht nun darin, daß außer "dem Brennstoffventil, durch welches der Brennstoff in bekannter Weise eingeführt wird, zwei gleichartige Ventile angeordnet sind, welche beide mit der Außenluft, in Verbindung stehen und so gesteuert sind, daß beim Vorwärtsgange der Maschine das eine Ventil als Saugevcnt.il und das andere als Auspuffventil wirktv während beim Rückwärtsgange der Maschine eine Vertauschung der Benutzungsweise dieser beiden Ventile eintritt.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt
■ Fig. ι teilweise eine der Erfindung gemäß eingerichtete Viertaktverbrennungskraftmaschirje in einer Seitenansicht, einzelne Teile sind weggeschnitten, .

Fig. 2 die dazugehörige Oberansicht,

Fig. 3 eine etwas andere Ausführungsforrn der Erfindung in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung und

: Fig. 4 die zu Fig. 3 gehörige Seitenansicht, von rechts gesehen. ■

Es soll zunächst die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform beschrieben werden.. A ist der Arbeitszylinder einer nach Art eines Diesel-Motors gebauten, im Viertakt arbeitenden Verbrennungskraftmaschine, B der Ärbeitskolben. Auf dem Deckel α¹ des Arbeitszylinders A sind drei Ventile C, D, E angeordnet, welche sich nach dem Zylinderinnern zu öffnen. Die Ventile C und E stehen durch Rohrleitungen C¹ und E¹ mit der Außenluft in Verbindung. Das Ventil D ist als Brennstoffeinspritzventil ausgebildet und ist dementsprechend an eine Brennstoffleitung D¹ und eine von einem Druckluftbehälter D³ kommende Leitung D² angeschlossen. Die Ventile C, D, E werden durch auf einer Steuerwelle F sitzende Nockenscheiben G, H, J unter Vermittlung von Steuer-

(2. Auflage, ausgegeben am 28. August

hobeln K, L, M gesteuert, welche unabhängig voneinander auf einer gemeinsamen Achse N, schwingbar sind. Die Nockenscheiben G₁H₁J sind an ihrem Umfange mit Nocken g¹, A¹, i) versehen, deren Gestalt und gegenseitige Lage inv wesentlichen aus Fig. ι der Zeichnung ersichtlich ist. Hierbei ist hervorzuheben, daß die Nocken g¹ und i¹ gleiche Höhen- und Längenausdehnung besitzen. Die Steuerwelle F wird

ίο von der (nicht dargestellten) Kurbelwelle der Kraftmaschine aus mittels eines Schraubenrädergetriebes O, P mit der halben Umdrehungs* zahl der Kurbelwelle angetrieben, so daß jedem Kolbenhube eine Vierteldrehung der Steüerwelle F und der Nockenscheiben G, H, J entspricht.

Bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Steuerung, soll von der aus Fig. 1 der Zeichnung ersichtlichen Stellung der einzelnen Teile der

ao Steuerung ausgegangen werden. Hierbei nimmt der Arbeitskolben B seine obere Totpunktlage ein, und die Ventile C₁D, E sind sämtlich geschlossen. Beim Vorwärtsgange der Maschine läuft die Steuerwelle im Sinne des Pfeiles χ

as (Fig. i) um. Hierbei öffnet zunächst der Nocken g¹ der Nockenscheibe G das Ventil C und hält es während des abwärts gerichteten ersten Kolbenhubes in der Offenstellung, so daß vom Arbeitskolben B atmosphärische Luft durch die Lei- tung C¹ und das Ventil C in den Arbeitszylinder A angesaugt werden kann. Nach Vollendung des ersten Kolbenhubes schließt sich das Ventil C unter der Wirkung seiner (nicht dargestellten) Ventilfeder. Das Ventil C wirkt somit beim Vorwärtsgange der Maschine als Saugeventil. Während des aufwärts gerichteten zweiten Kolbenhubes bleiben die

' Ventile C, D, E geschlossen, Und es findet Kompression der angesaugten Luft statt. Kurz bevor der Arbeitskolben B seine obere Totpunktlage erreicht hat, öffnet der Nocken A¹ der Nockenscheibe H das Brennstoffeinspritzventil D. Das Ventil D ist am weitesten geöffnet, wenn der Arbeitskolben B seine obere Totpunktlage einnimmt, und schließt sich unter der Wirkung seiner (ebenfalls nicht dargestellten) Ventilfeder, kurz nachdem der Arbeitskolben seine obere Totpunktlage überschritten hat. Die Strecken, um die der Kolben beim öffnen und beim Schließen des Brennstoffventils D von der oberen Totpunktlage entfernt ist, bind einander gleich. Während der Öffnung des Brennstoffventils wird in bekannter Weise eine bestimmte Menge des durch die Brennstoffleitung D¹ zugeführten Brennstoffes durch die von dem Preßluftbehälter D³ kommende Druckluft mitgerissen und in den mit hochkomprimierter Luft angefüllten Verbrennungsraum eingespritzt. Hierbei erfolgt in bekannter Weise die Zündung des Brennstoffgemisches. Bei dem nun folgenden abwärts gerichteten dritten Kolbenhube bleiben die Ventile C-, D, E geschlossen, und es findet Expansion statt. Während des aufwärts gerichteten vierten Kolbenhubes hält der Nocken i^l der Nockenscheibe / das Ventil E geöffnet, so daß der Arbeitskolben die Verbrennungsgase durch das Ventil E und die Rohrleitung E^x aus dem Zylinder ausschieben kann. Das Ventil E wirkt · somit beim Vorwärtsgange der Maschine als Auspuffventil. ,. ;

Kehrt man den Drehsinn der Maschine um, so kommen die Steuernocken g¹, h¹, i^l in umgekehrter Reihenfolge zur Wirkung. Da sie jedoch in bezug auf das Viertaktspiel zeitlich in denselben Abschnitten wirken wie beim ••Vorwärtsgange der Maschine, und da sowohl die Nocken g¹ und t¹ als auch die von ihnen gesteuerten Ventile C und E vollkommen gleichartig ausgebildet sind, so tritt nach dem Umsteuern eine Änderung in der Arbeitsweise der Maschine nur insofern ein,' als das Ansaugen •der Luft beim ersten Kolbenhube durch das Ventil E und das .Ausschieben der Verbrennungsgase beim vierten Kolbenhube durch das Ventil C erfolgt. Die Benutzungsweise der Ventile C und E wird somit beim Umsteuern der Maschine vertauscht.

Selbstverständlich könnte man den Brennstoffnocken A¹ (Fig. 1) der Nockenscheibe H, ohne das Wesen der Erfindung zu ändern, um einen kleinen Winkel gegen seine in Fig. 1 dargestellte Lage versetzt anordnen. Man müßte dann den für die eine Umlaufrichtung etwas günstiger ausfallenden Arbeitsvorgang mit einem etwas ungünstigeren Arbeitsvorgange für die andere Umlaufrichtung der Maschine erkaufen.

Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der eben beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die größte Eröffnung des Brennstoffventils D nicht in der Totpunktlage des Arbeitskolbens B, sondern erst dann erfolgt, wenn der Kolben seine Totpunktlage bereits: um eine bestimmte Wegstrecke überschritten hat. Um nun die Brennstoffzufuhr beim Vorwärts- und Rückwärtsgange der Maschine in demselben Zeitpunkte in bezug auf das Viertaktspiel der Maschine eintreten zu lassen, muß in diesem Falle eine besondere an sich bekannte Um-Steuerung für das Brennstoffventil D vorgesehen werden. Zu diesem.Zwecke ist neben der Nockenscheibe H mit dem Steuernocken A¹ noch eine zweite Nockenscheibe H² angeordnet, welche mit der Nockenscheibe H fest verbunden ist, und deren Nocken A³ gegen den Nocken A¹ versetzt ist. Die Nockenscheiben H, H² sind mit der Steuerwelle F derart durch Feder und Nut verbunden, daß sie mit der Steuerwelle umlaufen, aber in der Achsenrichtung der Steuer* iao

Claims

wile begrenzt verschiebbar sind. Hierbei ist die Einrichtung so getroffen, daß in der einen Grenzstellung die Nockenscheibe H, in der anderen Grenzstellung die Nockenscheibe H² mit dem Steuerhebel L zusammenarbeitet. Die Verschiebung kann durch einen zweiarmigen Handhebel Q erfolgen, welcher am Maschinengestell angelenkt ist und mittels seines gabelförmigen Teiles q¹ in bekannter Weise an einer

ίο mit den Nockenscheiben H, H² starr verbundenen, auf der Steuerwelle F verschiebbaren Muffe Λ⁴ angreift.

Das Umsteuern des Brennstoffventils D könnte auch in an sich bekannter Weise derart erfolgen, daß man nur eine in zwei Winkelstellungen mit der Steuerwelle kuppelbare Steuerscheibe H anordnet und dieselbe beim Umsteuern der Maschine um den erforderlichen Winkel gegenüber der Steuerwelle verdreht.

ao Die Erfindung ist, wie leicht einzusehen ist, auch auf solche Viertaktverbrennungsmaschinen anwendbar, bei welchen der Brennstoff nicht in den Verbrennungsraum eingespritzt wird, sondern während des Saughubes der Maschine gleichzeitig mit der Luft angesaugt wird. In diesem Falle sind die das Brennstoffventil D steuernden Nocken Λ¹ und h³ so anzuordnen, daß sie beim Vorwärts- bzw. Rückwärtsgange der Maschine gleichzeitig mit den das Saugeventil C bzw. E steuernden Nocken g¹ bzw. i¹ zur Wirkung kommen. '

Will man für den Vorwärtsgang der Maschine möglichst günstige Arbeitsdiagramme erzielen, so kann man für die Nocken g¹ und i¹ verschiedene Höhen und Längen und verschiedene Vor- und Nacheröffnungen in bezug auf die Totpunktlagen des Kolbens zulassen, falls die hierdurch für den Rückwärtsgang der Maschine eintretende Verschlechterung des Arbeitsdiagrammes in zulässigen Grenzen bleibt.

;■ Patent-Ansprüche:

:^; i. Viertaktverbrennungskraftmascinne, jbei welcher die Zuführung des Brennstoffes in den Verbrennungsraum der Maschine 'durch ein besonderes Brennstoffventil er-. I folgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffventil (D) so gesteuert wird, daß !die Zuführung des Brennstoffs in bezug auf das Viertaktspiel der Maschine beim Vor- und Rückwärtsgang in genau oder angenähert !demselben Zeitpunkt erfolgt, und daß außer dem Brennstoff ventile (D) zwei gleichartige ^! Ventile (E und C) angeordnet sind, die beide •'mit der Außenluft in Verbindung stehen und ^! ohne Umsteuerung so gesteuert werden, daß beim Vorwärtsgange der Maschine das eine Ventil fC^'als Saugeventil und das andere '(E) als Auspuff ventil wirkt, während beim Rückwärtsgange der Maschine eine Vertauschung der Benutzungsweise dieser beiden . ; Ventile (C₁E) eintritt.
; 2. Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge' ,kennzeichnet, daß die größte Eröffnung des' 65, Brennstoffventils (D) eintritt, Wenn der Arbeitskolben (B) sich in der der Beendigung 'des Kompressionshubes entsprechenden Totpunktlage befindet, so daß eine Umsteuerung des Brennstoff ventils entbehrlich ist. ^7°

3. Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Eröffnung des Brennstoff ventils (D) bei beliebiger Stellung desArbeitskolbensf-BjeintrittunddasBrennstoffventil (D) so umgesteuert wird, daß die !Zuführung des Brennstoffes in bezug auf das Viertaktspiel der Maschine beim Vor- und Rückwärtsgange in demselben Zeitpunkte erfolgt. . ^; _f

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.