DE2631407A1 - Brennkraftmotor - Google Patents
BrennkraftmotorInfo
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Description
·* BEIM STROHHAUSE 34
PATENTANWALT RUFΟ4Ο/2467*3
12. Juli 1976
Herrn K/mk - 5083
Walter Franke
Seevetal
Anwalt s ak-fc e: 5 08 3
Brennkraftmotor
Die Erfindung betrifft einen Brennkraftmotor mit wenigstens
einem Zylinder und wenigstens einem in dem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben, dessen Kolbenstangen mit einer Kurbelwelle
verbunden sind, wobei der Arbeitsraum des wenigstens einen Zylinders nockenwellengesteuerte Bin- und Auslaßventile
aufweist und im Zylinderkopf wenigstens eine Einlaßbzw. Einspritzvorrichtung für Kraftstoff angeordnet ist.
Solche Brennkraftmotoren sind bekannt, insbesondere bezieht
sich die Erfindung dabei auch auf einen Dieselmotor, bei
welchem durch das Einlaßventil luft angesaugt wird,,
Es ist bereits vorgeschlagen worden, durch den Ansaughub des
Kolbens ein zusätzliches Medium in den Arbeitsraum des Brennkraftmotors anzusaugen. Bekannt ist ein zusätzliches Medium
wie Wasser in das Verteilerrohr eines Yiertakt^Otto-Motors
einzugeben. Dadurch tritt aber eine Vernebelung des durch den
KONTENi DRESDNER BANK (BLZ 30080000) KONTO-NR. 933937« · POSTSCHECK HAMBURG «BLZ 30010030} NR. 193766-3OS
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Vergaser zugeführten Kraftstoff ein, so daß dessen Zündwilligkeit beeinträchtigt wird, und zwar aufgrund eines heraufgesetzten
bzw. erhöhten Feuchtigkeitsgehalts.
Die Erfindung bezieht sich in ihrer Ausführung besonders auf einen Dieselmotor, aber auch auf einen Brennkraftmotor allgemein,
d.h. unter Einbeziehung eines Otto-Motors mit einer besonderen Ausbildung von wenigstens einem Ventil, mit welchem
ein zusätzliches strömungsfähiges Medium in den Arbeitsraum unmittelbar eingebracht wird.
Ein. solches strömungsfähiges Medium kann gemäß einer vorgeschlagenen
Ausführungsform luft und/oder eine Flüssigkeit sein, wobei als Flüssigkeit Wasser einbezogens aber eine Emulsion
bevorzugt wird, die unter der Bezeichnung von Bohröl bekannt ist und eine Zusammensetzung aufweisen kann, in welcher ein
Anteil Maschinenöl auf fünfzig Anteile Wasser kommt. Die Erfindung bezweckt, einen Brennkraftmotor der eingangs angegebenen
und vorstehend geschilderten Ausführung zu verbessern, wobei einerseits eine besondere Ventilausführung geschaffen
werden soll und andererseits, abgesehen von der Verbesserung eines Brennkraftmotors beliebiger Ausführung, durch eine solche
Ventilanordnung speziell eine neu© Ausgestaltung eines Dieselmotors bezweckt ist·
Wenn von einem Brennkraftmotor mit wenigstens einem Zylinder
und wenigstens einem in dieaem hin- und herbewegbaren Kolben
ausgegangen wird, versteht sich, daß die Erfindung auch auf Mehrzylindermaschinen gerichtet ists wobei beliebige Zylinderanordnungen
nach Art eines Reihen-=, V- ©der Boxermotors möglich sind«
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst 9 daß die Zylinderwand an
wenigstens einer Stell© des Arbeitsraumes von einer Bohrung durchsetzt ist, dursh welche ein zusätzliches strömungsfähiges
Medium, luft oder Flüssigkeit, unmittelbar in den Arbeitsraum
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durch die Saugwirkung des sich in seine untere Umkehrstellung
bewegenden Kolbens ansaugbar ist, und daß ein Ventil an einer Zuleitung unmittelbar an der Zylinderwand oder im Bereich der
Zylinderwand eine Ventilkammer aufweist, die größeren Querschnitt als die Zuführungsleitung und eine sich anschließende,
durch die Bohrung in den Arbeitsraum mündende öffnung hat und in der als Ventilkörper ein im wesentlichen gleichen Durchmesser
wie die Ventilkammer aufweisendes Plättchen frei hin- und herbewegbar ist.
Hierdurch wird zweierlei erreicht. Einerseits wird ein Ventil geschaffen, welches eine außerordentlich feinfühlige Ansprechschwelle aufweist, die nicht einmal von bei bekannten Rückschlagventilen
verwendeten Federn beeinträchtigt wird, aber bei der Ansprechempfindlichkeit jeweils eine sichere Punktionsstellung zur
öffnung oder zum Abschluß der Zuführungsleitung gewährleistet, sondern die Voraussetzung für die Verbesserung auch eines Dieselmotors
erreicht, der durch die angegebene Ausbildung unter Ausnutzung der Punktionsgrößen im Arbeitsraum automatisch nicht nur
eine Überladung,sondern vor allem eine Schichtladung erfährt,die
in zweifacher Hinsicht eintreten kann, einmal unmittelbar über der Stirnfläche des Kolbens und im Bereich der Einspritzung des
Kraftstoffes. Vor allem schafft die Erfindung aber durch die direkte
Einbringung des zusätzlichen strömungsfähigen Mediums, insbesondere
der Flüssigkeit, einen Niederschlag direkt am Kolben
und Zylinder, so daß die an sich im normalen Betrieb eingespritzten oder angesaugten Medien nicht vernebelt werden.
Aufgrund dieser Art der Einbringung des zusätzlichen Mediums, entweder Luft oder insbesondere der Flüssigkeit, wird, besonders
wenn letztere als Emulsion eingeführt wird, die mit besonderem Vorteil unter den folgenden Gesichtspunkten aus etwa einem Teil
Maschinenöl und 3oo bis 4oo Teilen Wasser zusammengesetzt ist, nicht nur eine Kühlung der Arbeitsflächen, sondern auch eine zusätzliche
Schmierung erreicht, wobei aber in jedem Falle,d.h. unabhängig
von der Art des Mediums, die Zündbereitschaft des Kraftstoffes nicht herabgesetzt, sondern durch die räumliche Anord-
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nung des zusätzlichen Mediums der durch, die Zündung erzielte
Effekt hinsichtlich, einer verbesserten Energieausnutzung gesteigert
wird.
Vorteilhaft hat die Ventilkammer eine zylindrische Begrenzungswand, und das Plättchen ist im wesentlichen quadratisch, jedoch
mit abgerundeten Ecken ausgeführt, deren Abrundungsradius
etwas kleiner als der Radius der Ventilkammer ist. Hierdurch ergeben sich erhebliche Durchtrittsquerschnitte an den gradlinigen
Abschnitten der Plättchenränder9 so daß beim Abheben
vom Schließsitz unmittelbar ein erheblicher Durchtrittsquerschnitt
durch das Ventil zur Verfügung steht. Dabei sorgen aber die abgerundeten Ecken für eine ausreichende Führung.
Vorteilhaft weist die Ventilkammer neben der Zuführungsleitung einen rechtwinklig zu dieser angeordneten Wandabschnitt auf,
an den sich das Ventilplättchen flächig anlegen kann, während an der gegenüberliegenden Seite zu der in den Arbeitsraum
mündenden Öffnung ein konischer Wandabschnitt vorgesehen ist. Hierdurch wird die Sicherheit des Abschlusses bei Überdruck im
Arbeitsraum des Zylinders mit Sicherheit gewährleistet, während
beim Saughub des Kolbens der Durohtrittsquerschnitt verhältnismäßig
groß gehalten wird.
Einbezogen wird, daß der konische Wandabschnitt in einer Ventilarmatur
ausgebildet ist, die den Ventilraum einbezieht, d.h. in sich enthält. Besonders bevorzugt wird aber, daß der konische
Wandabeohnitt unmittelbar von der Zylinderwand gebildet
ist, in die eine Gewindebohrung eingelassen ist, in welcher eine Ventilarmatur einschraubbar ist. Dadurch ist es möglich,
das Ventil unmittelbar an die Innenseite der Zylinderwand zu bringen, so daß der verbleibende Totraum zum Arbeitsraum auf
ein Minimum herabgesetzt wird. Dies ist für die Wirkungsweise günstig.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß das plättchen
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eine Stärke von etwa 0,1 bis 1 mm aufweist und die Tiefe der
Ventilkammer im Bereich ihres zylindrischen Wandteils etwa 0,8 bis 2 mm beträgt. Hierdurch wird die Masse des Plättchens
auf ein Minimum gehalten, wobei eine genügende Bewegbarkeit besteht, und zwar auch im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen mit der Wandausbildung der Ventilkammer. Die Bewegbarkeit
kann dadurch gefördert werden, daß das Ventilplättchen gegenüber dem zylindrischen Wandteil der Ventilkammer mit
Untermaß in der Größenordnung von 10 °/o ausgeführt ist. Hierbei
wird auch einbezogen, daß die Zuführungsleitung düsenförmig ausgebildet ist und einen Durchmesser in der Größenordnung von
0,2 bis 1 mm aufweist. Dadurch wird auch bei kleinen Ausführungen eine sichere Abdichtung und andererseits, wenn die Quelle
für ein Medium an der Zuführungsleitung unter Druck steht,
eine Förderung der Bewegung des als Plättchen ausgeführten
Ventilkörpers erreicht, da dieses Plättchen dann voll von dem Strahl aus der düsenförmigen Zuführungsleitung getroffen wird.
Das Plättchen besteht zweckmäßig aus Metall, wobei es aus Blech, Stahl oder dergleichen ausgeführt sein kann. Es wird
nicht ausgeschlossen, das Plättchen auch aus anderen Materialien auszuführen, die gegenüber den auf es einwirkenden Einflußgrößen
widerstandsfähig sind.
Bevorzugt wird, daß ein solches Ventil im Zylinderkopf angeordnet
ist. Dadurch wird während des gesamten Ansaughubs des Kolbens das zusätzliche Medium mit angesaugt. Eine besonders
vorteilhafte Ausführung liegt aber darin, daß ein solches Ventil in der Zylinderseitenwand an einer Stelle angeordnet ist,
die vom Kolbenkopf bei einer Kurbelarmstellung der Kurbelwelle
in der Größenordnung von 60 bis 90° vor dem unteren TJmkehrpunkt
passiert wird. Hierdurch wird? sei es nun, daß üuft oder
Flüssigkeit, im letzteren Falle insbesondere Emulsion, angesaugt wird, eine Schichtladung unmittelbar über der. Kolbenstirnwand,
und zwar mit Abstand über dem Einlaßventil bzw. der Einspritzvorrichtung erreicht 9 wodurch nicht nur eine zweck-
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mäßige Kühlung bei Einführung durch Flüssigkeit aufgrund eines
Fiederschlags am Kolben und an den Zylinderwandteilen unmittelbar neben dem am unteren Umkehrpunkt befindlichen Kolben erzielt
wirdj sondern auch dadurch, daß das Gemisch bzw. der
eingespritzte Kraftstoff nicht vernebelt wird, die Zündwilligkeit beibehalten, aber durch die Verteilung des Niederschlags
die Unterstützung dei Wirkung mit oder nach der Zündung des
Kraftstoffes sichergestellt wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform steht ein im Zylinderkopf angeordnetes Ventil mit einer Quelle für eine
Flüssigkeit in Verbindung» Bs ist besonders vorteilhaft,
Flüssigkeit, insbesondere Emulsions während des gesamten Ansaughubs
einzuziehen, wobei aufgrund der spezifischen Eigenschaften
der Flüssigkeit während, des Ansaughubs im Arbeitsraum
keine Vernebelung des gleichzeitig zugeführten Kraftstoffes stattfindetj, sondern diese Flüssigkeit an der Zylinderwand
bzw« an der Kolbenstirnfläche niederschlägt. Hierbei wird bemerkt» daß eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung in der
Verwendung einer Emulsion besteht9 die einen leil Maschinenöl
auf 300 - 400 !Teile Wasser enthält. Dadurch ergeben sich besonders
günstige Bedingungen unter obigen Gesichtspunkten.
Ferner wird bevorzugt, daß das in der Zylindersextenwand angeordnete
Ventil mit einem luftfilter verbunden ist. Dadurch wird zweckmäßig, gegebenenfalls auch in Verbindung mit der
vorstehend beschriebenen Flüssigkeitszuführung, zunächst eine
Schichtladung mit Luft unmittelbar über der Kolbenstirnflache
erreicht.
In der besonders bevorzugten Ausführungsform, in welches de?
Brennkraftmotor als Dieselmotor vorgesehen ists werden gemäß
der bevorzugten Ausführungsform zusätzliche Medien, wie luft
und/oder Flüssigkeit durch die im Arbeitsraum herrschenden
Druckbedingungen angesaugt<> Hierdurch wird bereits eine Verbesserung
bekannter Dieselmotoren erreichte Diese Verbesserung
kann noch dadurch gesteigert werden, daß ein Rückschlagventil der
oben beschriebenen Art am Zylinderkopf und/oder in der Zylinderwand angeordnet ist. Dadurch wird nicht ausgeschlossen, daß die
Erfindung auch an einem Otto-Motor wesentliche Vorteile aufweist.
Bei Anordnung in der Zylinderwand wird bevorzugt, daß das Ventil mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden ist, wobei als Flüssigkeit
bevorzugt wird, daß eine Emulsion der oben angegebenen Zusammensetzung verwendet wird.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist am Zylinderkopf und/ oder der Zylinderwand eine Ventilanordnung in Form eines doppelt
wirkenden, gegebenenfalls geteilten, Ventils vorgesehen, dessen Ventilkörper in einem erweiterten Gehäuse gelagert sind,
wobei die Zuleitung zu dieser Ventilanordnung an eine Quelle für ein unter Druck stehendes Strömungsmittel angeschlossen ia.
Hierdurch wird je nach Ausführung erreicht, daß in Abhängigkeit vom Druck im Zylinder oder Unterdruck im Zylinder eine Charge
des zugeführten Mediums bezw. Strömungsmittels eingebracht wird, was für den Betrieb des Brennkraftmotors auch als Dieselmotor besonders
vorteilhaft ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind Rückschlagventile vorgesehen,
deren Ventilkörper durch getrennte Federn jeweils an ihren Sitz gepreßt werden, wobei diese Sitze an einander gegenüberliegenden
Wandteilen vorgesehen sind, zwischen denen die Ventilkörper geführt
sind.Je nach Anordnung der Ventilsitze erfolgt die Zuführung in Abhängigkeit vom Druck oder Unterdruck. Es versteht sich,
daß die wechselweise arbeitenden Ventilkörper auch verbunden sein und mittels einer Feder geführt sein können. Besonders bevorzugt
wird aber, daß die Ventilanordnung jeweils aus plattchenförmigen
Rückschlagventilen besteht, wie sie vorstehend und im folgenden noch beschrieben sind, weil dadurch eine besonders einfache
Ausführung und Anordnung erreicht wird, die sich besonders für die Zuführung in Abhängigkeit vom Unterdruck, d.h. von der
Saugwirkung des Kolbens eignet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
erläutert, die in der Zeichnung zumindest schematisch
dargestellt sind. Die Ausführungsbeispiele zeigen besonders
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vorteilhafte Anwendungen.
In allen Figuren werden gleiche oder sich entsprechende Teile
mit gleichen Bezugszeichen "bezeichnete
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine Ansicht eines Brennkraftmotors im Schnitt
durch einen Zylinder, wobei der Brennkraftmotor mehrere in Reihenanordnung hintereinander angeordnete
Zylinder haben kann und auch die zugeordneten Teile nur schematisch dargestellt sind,
Fig. 2: eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht in vereinfachter Darstellung mit zusätzlichen Mitteln,
Fig. 3: eine Seitenansicht einer "bevorzugten Ausführungsform einer eine Zylinderwand durchsetzenden
Ventilausbildung,
Fig. 4-: einen Schnitt längs der Linie IV-IV durch Fig. 3>
Fig. 5: eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht einer
anderen Ausführungsform einer Ventilanordnung, wobei hinsichtlich der Fig. 3 und 5 besondere
Druckverhältnisse in Verbindung mit einer strichpunktiert angezeigten Kolbenanordnung
angegeben sind,
Fig. 6: einen Schnitt durch eine weitere auch für einen Dieselmotor insbesondere im Zylinderkopf oder
an der Zylinderwand besonders vorteilhafte Ventilausbildung,
Fig.7+8: der Fig. 6 entsprechende Ansicht an einer anderen Ausführung der Ventilausbildung.
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Gemäß I1Ig. 1 und 2 ist eine Schnittansicht durch einen Reihenmotor
gezeigt. Auf einem Kurbelwellengehäuse 1 sind hintereinander Zylinder 2 angeordnet, wobei die Zylinderwände mit
gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Im Kurbelgehäuse ist eine Kurbelwelle 3 an den Stirnseiten, die parallel zur Zeichnungsebene
verlaufen, gelagert. Unter jeder Zylinderwand 2 besitzt die Kurbelwelle einen Kurbelzapfen 4, der durch Kurbelarme
5 mit der Welle 3 verbunden ist. Der Kurbelzapfen 4 bewegt sich auf einem Bewegungskreis 6 - er ist in den Fig«. 1
und 2 in der Stellung gezeichnet^ in welcher sich ein Kolben im unteren Umkehrpunkt befindete Der Kolben 7 ist durch eine
Kolbenstange 8 mit dem Kurbelzapfen 4 verbundene Die Kolben·=*
stange 8 ist gelenkig um den Kolbenbolzen 9 mit dem Kolben und andererseits verschwenKbar mit dem Kurbelzapfen 4 verbunden.
Der Kolben 7 selbst ist durch Kolbenringe 10 abgedichtet im Zylinder 2 geführt.
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Der Zylinder 2 ist oben durch den Zylinderkopf 11 abgeschlossens
der nur schematisch gezeigt isto Im Zylinderkopf sind ein
Einlaßventil 129 beispielsweise für luft9 und ein Auslaßventil
15 angeordnet« Die Ventile sind an Ventilsitze 14» 15 im Zylinderkopf
geführt, und zwar mittels Ventilschaften I6j 17»
die durch Federn an Kipphebeln 18 ΰ 19 gehalten sind, die
ihrerseits durch eine Hockenwelle 20 mit Betätigungsnocken 21 bewegbar sinde Die Kipphebel sind um Schwenkzapfen 22 5 25 im
Motor bewegbare Die Nockenwelle 20 steht über ein Torgeleges
beispielsweise einen Zahn-Riementrieb 249 mit der Kurbelwelle
in Verbindungο
Bei der bevorzugten s aber nicht ausschließlichen9 Ausführungsform als Dieselmotor sehließt sieh an das Einlaßventil 12 ein
Kanal 25 aa0 aa dessen lad© ein luftfilter 26 angeordnet ists
durch den Luft aagesaugt tri.rde Ia den Zylinderkopf 11 mündet
eine linsprits5T©rrioatiiBg 27 9 der üfe©r ©in© leitung 28 von
einer unter Drii©& steaeaclea Quello 2g Kraftstoff zugeführt und
taktweis© eingesprltst wirt0 wob®! di© Quell© 29 über eiae
üeituag- 30 mit eines fösrat 31 ia fertiadusg steht o Weiterhin
ist am .Zylinderkopf 11 eiae ¥entilvorrich1nine 52 angeordnet 9
die im eiaselaea no@fe ESÄ02? !©ecariebea wirä, uad die über
eiae üeituns "55 ait Q&mv Quelle 34 fte eia strömungBfähiges
Medium ia Terfeiaduag steato Bi©se Quell© 34 kann unter Druck
stehenρ bo daß di@ Yentilyorriehtung 32 iEmer unter einem
solchen Druck im 0-egeasats · sum Druck im Arbei-fcsreum 35 inaerhalb
des Zyliadere steht8 oder die Quoll® liegt druckfrei
uater atmosphärischem Druck vor-^ was baeoaaers dana bevorzugt
wirdg wena die Saugwirkaag dee Kolbeaa 1 auegenutsst werden'
solle
die Quell© 34 un'tes' Bru@^ ©t«htt k*nx. 'beispielsweise
eine Püape 36 über eine Zeitung 37 amgeeohlsesen e©ia«
Die Ventilvorrichtung 32 kann nach den !ig. 3 Ms 5 einerseits
oder Fig. 6 andererseits ausgeführt sein, worauf noch bezug genommen wird.
Wach I1Xg0 2, in der gleiche Teile wie bisher mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind, sind in der Zylinderseitenwand 38 zwei in den Arbeitsraum 35 durch Öffnungen 39» 40 mündende
Bohrungen 41, 42 vorgesehen, an denen in der Zeichnung schematisch an der Außenseite der Zylinderwand Ventilvorrichtungen
43, 44 angeordnet sind. Diese VentilvorriD'htungen stehen über Leitungen 45, 46 mit Quellen 47, 48 für ein strömungsfähiges
Medium in Verbindung, wobei es sich um eine Flüssigkeit, insbesondere Emulsion,oder Luft handeln kann. Die bevorzugte
Anwendung ist bereits oben dargelegt.
Die Bohrung 41 befindet sich unmittelbar am Zylinderkopf 11. Die Bohrung 42 ist in bezug zum Weg des Kolbens T in einer
Höhe angeordnet, daß die Kolbenkante 49 diese Öffnung 40 überstreicht,
wenn der Kurbelarm 5 eine Stellung in der Größenordnung von 60 bis 9 0° vor dem-unteren TJmkehrpunkt, doh. vor
der in Figo 2 gezeichneten nach unten gerichteten Stellung einnimmt.
Die Ventilvorrichtungen 43, 44, aber auch die Ventilvorrichtung 32, sind vorteilhaft nach den Fig. 3 "bis 5 ausgeführt.
In den Fig<■ 3 und 5 ist die Wand 50 des Zylinders 2 dargestellt,
wobei auch der Kolben 7 gezeigt ist, der in Richtung des Pfeiles 51 hin- und herbeweglich ist.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist die Zylinderwand 50 mit
einer Gewindebohrung 52 versehen, in die eine Aufnahmearmatur 53 unter Zwischenfügung einer Dichtung 54 eingeschraubt ist.
Diese Aufnähmearmatur 53 hat die Bohrung 55 und die in den
Zylinder 2 mündende Öffnung 56, die zweckmäßig konisch erweitert ist. An der vom Zylinder abgekehrten Seite hat die
Bohrung 55 einen sich von ihm in abgekehrter Richtung konisch erweiternden Wandteil 59, der einerseits die Ventilkammer 60
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begrenzt. Diese Ventilkainmer hat einen zylindrischen Wandten
61, der in einer anderen Ventilarmatur 62 ausgebildet ist.
An diesen zylindrischen Wandteil 61 schließt sich ein rechtwinklig angeordneter Wandabschnitt 65 an, in dessen Mitte die
Zuführungsleitung 64 mündet. In der durch den zylindrischen
Wandteil 61 bestimmten Ventilkammer 60 ist ein als Ventilkörper dienendes Plättchen 65 frei beweglich geführt. Dieses
hat im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit den Seiten 66, 67, wobei abgerundete Ecken 68, 69 vorgesehen sind und
der Krümmungsradius der Abrundung etwas kleiner als derjenige für den zylindrischen Wandteil 61 ist. Das Plättchen 65 ist
jedenfalls so groß, daß es immer die Öffnung der Zuführungsleitung 64- abdeckt bzw. nicht durch die Bohrung 55 treten
kann.
Nach den Pig. 3 und 4- befindet sich die eigentliche Ventilvorriehtung
mit dem Plättchen 65 außerhalb der Zylinderwand 50. Bs ist erkennbar, daß sich das plättchen 65 in der gezeichneten
Stellung befindet, wenn sich der Kolben 7 in. Richtung des Pfeiles 51 gemäß Pig. 3 nach rechts bewegt.
Der Totraum zum Arbeitsraum im Zylinder ist verhältnismäßig groß.
Uach Pig. 5 ist unmittelbar in die Zylinderwand 50 eine diese
nicht durchsetzende Gewindebohrung 70 eingesenkt, an deren Ende eine Stufe 71 vorgesehen ist, von der ein konischer Wandabschnitt
72 als Teil einer Bohrung bis zu der Öffnung 56 ausgebildet
ist. Dieser konische Wandabschnitt 72 bildet einen Teil der Ventilkammer 60, deren zylindrischer Wandabschnitt
61 in einer Armatur 73 ausgebildet ist, die in die Gewindebohrung 70 eingeschraubt ist. In der Ventilkammer 60 ist das
Ventilplättchen 65 in der angegebenen Ausführungsform beweglich gelagert, wobei in der Armatur 73 auch der Wandabschnitt 63
vorgesehen ist, und die Armatur im übrigen von der Zuführungsleitung 64- durchsetzt ist.
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I1Ig. 5 zeigt die lage des Plättchens 65 dann, wenn sich der
Kolben 7 entsprechend dem Doppelpfeil 51 .nach links "bewegt,
d.h. wenn Druck durch die Öffnung 56 ausgeübt wird.
Die in den Fig. 3 bis 5 gezeigte Ventilausbildung ohne Führung
des Ventilkörpers 65 mit komplizierten Mitteln zeigt eine
außerordentlich empfindliche und ganz eng am Arbeitsraum des Zylinders anzuordnende Ventilausbildung, die für die Zwecke
der Erfindung ganz besonders vorteilhaft ist.
Eine solche Ventilausbildung ist für Brennkraftmotoren jeder
Art zu bevorzugen. Einbezogen wird aber für solche Motoren, insbesondere Dieselmotoren, auch eine Ausbildung der in Fig. 2
mit 32 bezeichneten Ventilvorrichtung nach Fig. 6. Dabei ist die Zylinderkopfwand mit 74 bezeichnet. In sie ist, und das
gilt auch für die Anordnung der Ventilvorrichtungen 43, 44
nach Fig. 2 wahlweise, eine Ventilgehäusearmatur 75 mit einem Ventilsitz 76 eingeschraubt. Dieser Armatur ist eine Gehäusegegenarmatur
77 zugeordnet, an die sich die Verbindungsleitung 78 zu einer unter Druck stehenden Quelle 79 für ein strömungsfähiges
Medium anschließt. Diese leitung 78 ist mit einem Paßstück 80 eingeschraubt, das einen dem Ventilsitz 76 gegenüberliegenden
Ventilsitz 81 hat. In der Gehäusegegenarmatur beispielsweise ist durch radiale Wandteile 82 ein Mittelstück
83 gehalten, das eine Querwand 84 mit einer Durchgangsöffnung 85 hat. Von dieser Querwand 84 gehen zu entgegengesetzten
Seiten Führungswandstücke 86, 87 aus, die Andrückfedern 88, 89
führen, welche auf insbesondere konische Ventilkörper 90, 91 einwirken, um diese an die Ventilsitze 76, 81 zu drücken.
Ventilkörperschäfte 92» 93, die von den jeweiligen Federn umgeben
sind, führen die Ventilkörper.
Wenn somit das Ventil bei 76, 91 geschlossen ist und' der Überdruck aus der Quelle 79 den Druck der Feder 77 überwindet,
füllt sich der Raum in der Ventilvorrichtung mit dem aus der
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Quelle 79 kommenden Medium. Mimrat der Druck im Arbeitsraum zu,
wird der Ventilkörper vom Sitz j6 abgehoben, wobei gleichzeitig
der Ventilkörper 9o an seinen Sitz 81 gedruckt wird3 aber auch
der Inhalt im Ventilgehäuse in den Arbeitsraum des Zylinders gelangt. Dadurch wird die Einführung des Mediums dosiert. Bei
Abnahme des Druckes im Arbeitsraum des Zylinders schließt nämlich der Ventilkörper 91 wiederum an seinem Ventilsitz 76, so
daß dann bei entsprechender Größe des Druckes aus der Quelle 79 der Raum in der Armatur dosiert gefüllt werden kann.
Bei der Ausführung nach Pig. 6 ist eine zweckmäßige Lösung gezeigt. Die Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Abwandlung, die unter
geringem Aufwand mit den Ventilmitteln nach den Fig. 3 bis 5 ausgeführt ist. In den Fig. 7 und 8 ist die Zylinderwand ebenfalls
mit 74 bezeichnet. In die Gewindebohrung der Zylinderwand
74 ist in Fig. 7 die Ventilgehäusearmatur 96 eingeschraubt,
die an der vom Zylinder abgekehrten Seite einen Konus 97 als
Begrenzung einer Ventilkammer aufweist. Der andere Teil dieser Ventilkammer wird von der Ausnehmung 98 einer Gehäusegegenarmatur
99 gebildet, die von einer Bohrung loo durchsetzt ist. Das von der Ausnehmung abgekehrte Ende der Bohrung loo hat ebenfalls
eine stufenförmige Ausnehmung lol, die zusammen mit einem
Konus Io2 am Ende des Durchgangs Io3 eines Paßstücks Io4
eine zweite Ventilkammer bildet. In den Ventilkammern sind plattchenförmige Ventilkörper Io5, Io6 in einer Weise vorgesehen,
wie es im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 5 beschrieben ist, wobei auch die angegebenen Abmessungen herangezogen werden
können.
Durch die Länge der Bohrung loo kann der Raum bestimmt werden, in welchem eine bestimmte Charge zur Eingabe in den Zylinder gesammelt
wird.
Bei der Ausführung nach Fig. 8 wird der dem Konus 97 entsprechende
Konus Io6 unmittelbar in der Zylinderwand J^ ausgebildet,
so daß bei dieser Ausführung praktisch lediglich eine
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-JA-
der Gehäusegegenarmatur der Fig. 1J entsprechende Armatur Io7
und ein Paßstück Io8 für einen Anschluß und eine Quelle vorgesehen
sind.
Im Hinblick auf die Darlegungen zur Fig. 7 erübrigt sich eine nähere Beschreibung von Fig. 8, da auch hier zwei Ventilkammern
mit plattehenförmigen Ventilkörpern Io5, I06 mit weniger Bauteilen
und insbesondere näher an der Eintrittsöffnung Io9 in
den Zylinder geschaffen werden.
Sofern die Zylinderwand zum Zwecke der Kühlung doppelwandig ausgeführt ist, versteht sich, daß beispielsweise die Gehäusearmatur
96 so ausgeführt ist, daß sie die Doppelwand durchsetzt, gleiches gilt für die Armatur Io7 in Fig. 8.
Die gezeigten Mittel offenbaren eine sehr feinfühlig ansprechende Ventilanordnung, die zuverlässig arbeitet und ohne
zusätzliche Führung oder Steuermittel auskommt, wobei eine Anpassung durch Einstellung leicht möglich ist.
Je nach Anordnung der Konusse besteht die Möglichkeit, die Durchgangsrichtung in Abhängigkeit vom Druck im Zylinder zu
bestimmen, wobei die gezeigten Ausführungen mit den an der Zylinderseite angeordneten Konussen eine Ausführung zeigen,
bei der in dem Doppelventil eingefangene Charge aufgrund eines Unterdrucks im Zylinder eingesaugt wird % wobei gleichzeitig
der andere plattchenförmige Ventilkörper abdichtet.
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Leersesfe
Claims (1)
- DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR shamburgiBEIM STROHHAUSE 34 PATENTANWALT ΟΡΟΊ / Cl T RUF 0*0/24 67 433ΊΛ712. Juli 1976Herrn K/mk - 5085Walter FrankeSeevetalAnwaltsakte: 5083Patentansprüche1.) Brennkraftmotor mit wenigstens einem Zylinder und wenigstens einem in dem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben, dessen Kolbenstangen mit einer Kurbelwelle verbunden sind, wobei der Arbeitsraum des wenigstens einen Zylinders nockenwellengesteuerte Ein- und Auslaßventile aufweist und im Zylinderkopf wenigstens eine Einlaß- bzw. Einspritzvorrichtung für Kraftstoff angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand (2, 38, 50, 74) an wenigstens einer Stelle des Arbeitsraumes von einer Bohrung (55) durchsetzt ist, durch welche ein zusätzliches strömungsfähiges Medium, luft oder Flüssigkeit, unmittelbar in den Arbeitsraum (35) durch die Saugwirkung des sich in seine untere Umkehrstellung bewegenden Kolbens (7) ansaugbar ist, und daß ein Ventil an einer Zuleitung (33» 64, 78) unmittelbar an der Zylindeiwand (2, 50, 74) oder709884/00^2KONTENt DRESDNER BANK CBLZ 2OO 8ΟΟΟΟ1 KONTO-NR. 9 239 371 · POSTSCHECK HAMBURG {BLZ 2OOIOO 2O) NR. 193766-208im Bereich, der Zylinderwand eine Ventilkammer (60) aufweist, die größeren Querschnitt als die Zuführungsleitung (33, 64, 78) und eine sich anschließende, durch die Bohrung in den Arbeitsraum mündende Öffnung hat und in der als Ventilkörper ein im wesentlichen gleichen Durchmesser wie die Ventilkammer (60) aufweisendes Plättchen (65) frei hin- und herbewegbar ist.2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (60) eine zylindrische Begrenzungswand (61) hat, und daß das Plättchen (65) im wesentlichen quadratisch, jedoch mit abgerundeten Ecken (68, 69) ausgeführt ist, deren Abrundungsradius etwas kleiner als der Radius der Ventilkammer ist.3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (60) neben der Zuführungsleitung (33, 64) einen rechtwinklig zu dieser angeordneten Wandabschnitt (63) aufweist, an den sich das Ventilplättchen (65) flächig anlegen kann, während an der gegenüberliegenden Seite zu der in den Arbeitsraum mündenden öffnung (56) ein konischer Wandabschnitt (59) vorgesehen ist.4. Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Wandabsohnitt (59) unmittelbar von der Zylinderwand (50) gebildet ist, in die eine Gewindebohrung (70) eingelassen ist, in welcher eine Ventilarmatur (73) einschraubbar ist.5. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (65) eine Stärke von etwa 0,1 bis 1 mm aufweist und die £iefe der Ventilkammer (60) im Bereich ihres zylindrischen Wandteiles (61) etwa 0,8 bis 2 mm beträgt.6. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilplättchen (65) gegenüber dem zylindrischen Wandteil (61) der Ventilkammer mit Untermaß in der Größenordnung von709884/Q05210 fo ausgeführt ist,7. Motor nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (33, 64-) düsenförmig ausgebildet ist und einen Durchmesser in der G-rößenordnung von 0,2 bis 1 mm aufweist.8. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7 im Zylinderkopf (11) angeordnet ist.9ο Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7 in der Zylinderseitenwand (2) an einer Stelle angeordnet ist, die vom · Kolbenkopf bei einer Kurbelarmstellung der Kurbelwelle (3) in der G-rößenordnung von 60 bis 90° vor dem unteren Umkehrpunkt passiert wird.10. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das im Zylinderkopf (32) angeordnete Ventil (12, 32) mit einer Quelle (34> 47) für eine Flüssigkeit in Verbindung steht.11.. Motor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das in der Zylinderseitenwand (2) angeordnete Ventil (44) mit einem luftfilter verbunden ist.12. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er als Dieselmotor vorgesehen ist, der zusätzliche Medien, wie Luft und/oder Flüssigkeit durch die im Arbeitsraum herrschenden Druckbedingungen ansaugt, wobei ein Rückschlagventil (32, 43, 44) nach einem der Ansprüche 2 bis 7 am Zylinderkopf (11) und/oder in der Zylinderwand (2) angeordnet ist.13. Motor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (44) nach einem der Ansprüche 2 bis 7 in der Zylinderwand (2) zusätzlich vorgesehen und mit einer Plüssig-709804/0052keitsquelle (48) verbunden ist.14. Motor nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Emulsion -verwendet wird.15· Motor nach Anspruch 14 und insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Emulsion verwendet wird, die einen Teil Maschinenöl auf 3OO - 400 Teile Wasser enthält.16. Motor nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylinderkopf (11) und/oder der Zylinderwand (2) eine Ventilanordnung (Fig. 6,7 oder 8) in Form eines doppelt wirkenden, gegebenenfalls geteilten Ventiles vorgesehen ist, dessen "Ventilkörper (90, 91; 105, 106) in einem erweiterten Gehäuse (75, 77; 96, 99, 104; I07, 108) gelagert sind, wobei die Zuleitung (78) zu dieser Ventilanordnung an eine Quelle (79) für ein unter Druck stehendes Strömungsmittel angeschlossen ist.17· Motor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Rückschlagventile vorgesehen sind, deren Ventilkörper (90, 91) durch Federn (88, 89) jeweils an ihren Sitz (76, 81) gepreßt werden, wobei diese Sitze an einander gegenüberliegenden Wandteilen (80, 100) vorgesehen sind, zwischen denen die Ventilkörper geführt sind.18. Motor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung jeweils aus plattchenförmigen Eückschlagventilkörpern (105, 106) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 besteht.709884/0052
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