DE2713654A1 - Valve gear for two-stroke engine exhaust - has spherical rotary slide valve with offset tangential groove and loose ring seal - Google Patents
Valve gear for two-stroke engine exhaust - has spherical rotary slide valve with offset tangential groove and loose ring sealInfo
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- DE2713654A1 DE2713654A1 DE19772713654 DE2713654A DE2713654A1 DE 2713654 A1 DE2713654 A1 DE 2713654A1 DE 19772713654 DE19772713654 DE 19772713654 DE 2713654 A DE2713654 A DE 2713654A DE 2713654 A1 DE2713654 A1 DE 2713654A1
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Abstract
Description
PatentanwältePatent attorneys
Herbert Rau 17. März 1977Herbert Rau March 17th 1977
7303 Neuhausen Anwaltsakte 22637303 Neuhausen attorney's file 2263
Steuervorrichtung für den Einlaß oder insbesondere Auslaß von BrennkraftmaschinenControl device for the inlet or in particular Exhaust of internal combustion engines
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für den Einlaß oder insbesondere Ausleß von Brennkraftmaschinen, insbesondere Ztueitaktbrennkraftmaschinen, mit einem kugelförmigen Drehschieber, der oberhalb des Zylinders mit im wesentlichen rechtwinklig zur Zylinderachse verlaufender Drehachse umlaufend drehbar gelagert und angetrieben ist und der im Inneren einen Kühlmittelraum und ferner mindestens einen Geskanal aufweist, uiobei der Drehschieber durch mindestens einen in der Zylinderbodenöffnung dicht aber frei drehbar gehaltenen, durch den Kompressions- und Verbrennungsdruck an ihn angedrückten Dichtring abgedichtet ist, welcher außermittig angesetzt ist und durch die Drehschieberrotation in seiner Drehrichtung angetrieben wird.The invention relates to a control device for the Inlet or especially outlet of internal combustion engines, in particular Ztueitaktbrennkraftmaschinen, with a spherical Rotary slide that revolves above the cylinder with an axis of rotation running essentially at right angles to the cylinder axis is rotatably mounted and driven and which has a coolant space and furthermore at least one Geskanal inside, uiobei the rotary valve by at least one tightly but freely rotatable held in the cylinder base opening, by the Compression and combustion pressure is sealed on it pressed sealing ring, which is attached eccentrically and is driven by the rotary valve rotation in its direction of rotation.
Steuervorrichtungen mit Kugeldrehschieber, jedoch stillstehendem Dichtring, sind seit langem bekannt (DT-PS 919 378). Sie haben den Vorteil, daß das Steuerorgan gleichförmig rotiert, wodurch die Drehzahl nicht begrenzt ist, daß sich ein freierControl devices with a rotary ball valve, but with a stationary sealing ring, have been known for a long time (DT-PS 919 378). she have the advantage that the control element rotates uniformly, which means that the speed is not limited and that there is a free one
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Durchgangsquerschnitt ergibt und daß der Schiebar keina heißen Flächen besitzt, an uialchen sich das Frischgasgamisch erhitzen kann. Da3 größta Problem bei derartigen Steuervorrichtungen besteht jedoch in der Abdichtung. Es hat sich gezeigt, daß Steuervorrichtungen mit stillstehendem Dichtring sich letztlich als unbrauchbar erwiesen, iueil die Abdichtung mangelhaft war. Wird nämlich der stillstehende Dichtring an den sich drehenden Kugaldrehschiebar angedrückt, dann entstehen nach einigar Zeit Riefen, da jeweils immer gleiche Stellen aufeinander laufen. Die Riefen tuerden mit zunehmender Betriebszeit tiefer und die Abdichtung immer mangelhafter. Letztlich war also das ungelöste Dichtproblem Anlaß dazu, die grundsätzlichen Vorteile von Drehschiebersteuerungen nicht nutzen zu können. Won diesen Vorteilen sind insbesondere diejenigen zu nennen, daß der Kolben beim Auslaßhub alle Abgase bis auf wenige Spaltrestehinausschieban und dann beim Saughub den Zylinder nahezu hundertprozentig frisch füllen kann. Dadurch ist eine erhebliche Leistungssteigerung erzielbar, weil die neue Füllung durch einen geringeren Abgasanteil weniger hoch aufgeheizt u/ird mit dem Vorteil einer höheren Verdichtung.Passage cross-section results and that the Schiebar are not called a Has surfaces where the fresh gas mixture heats up can. This is the biggest problem with such control devices however, consists in sealing. It has been shown that control devices with a stationary sealing ring ultimately proved unusable because the seal was inadequate. If the stationary sealing ring is pressed against the rotating spherical rotary slide, then arise after some Time shouts, because the same places always run on each other. The grooves deepen with increasing operating time and the seal is increasingly inadequate. Ultimately, the unsolved sealing problem was the reason for this, the fundamental one Not being able to use the advantages of rotary valve controls. Of these advantages, especially those are to be mentioned that the piston pushes out all exhaust gases except for a few gap residues on the exhaust stroke and then the cylinder on the suction stroke can be filled almost one hundred percent fresh. As a result, a considerable increase in performance can be achieved because the new Filling is less heated due to a lower proportion of exhaust gas and has the advantage of higher compression.
Bekannt sind ferner scheibenförmige, umlaufende Flachschieber, die mit entsprechenden Öffnungen versehen sind und an zugeordneten Öffnungen für den Einlaß und Auslaß vorbeilau fen. Zur Abdichtung dieser Flachschieber sind Dichtringe bekannt, die frei drehbar sind und mit Kolbenringen zur Abdichtung versehen sind, luobei die Dichtringe durch den Gasdruck an die Fläche des Drehschiabers angedrückt uiardsn und so dan Brennraum gegenüber dem Flachschieber abdichten. Um dem Verschleiß zwischen Flachschisber und Dichtring Harr zu werden, wird der an den Flachschiebar angedrückte Dichtring durch die Schieberrotation mitgenommen, wobai er sich langsam dreht, und zwar deswegen, weil ei I a Gleit gascnuindigkBit am Drehschieber im radial äußeren Harwich ογΗιΙβγ J.-:at ι·1 3 im innaran Baraich.Also known are disc-shaped, circumferential flat slide, which are provided with corresponding openings and fen vorbeilau at associated openings for the inlet and outlet. To seal this flat slide, sealing rings are known which are freely rotatable and are provided with piston rings for sealing, luobei the sealing rings are pressed against the surface of the rotary slide by the gas pressure and thus seal the combustion chamber against the flat slide. In order to reduce the wear and tear between the flat slide and sealing ring Harr, the sealing ring pressed against the flat slide bar is carried along by the slide rotation, whereby it rotates slowly, namely because a sliding gascnuindigkBit on the rotary slide in the radially outer Harwich ογΗιΙβγ J.-: at ι · 1 3 in the innaran Baraich.
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Nachteilig ist für derartige Flachschiebar, daß sie durch den Verbrennungsdruck, der auf dia die Steueröffnungen verschließende Steuerscheibe uiirkt, belastet werden. Der Flachschieber wird durch den Druck an den AbschluQdeckel angepreßt und bedarf deshalb dort reichlicher Schmierung. Nachteilig ist ferner, daß derartige Flachschieber, quer zu ihrer Drehachse gesehen, relativ viel Platz benötigen. Problematisch ist ferner die Wärmeableitung, also Kühlung des Flachschiebers.It is disadvantageous for such a flat slide that they are loaded by the combustion pressure which acts on the control disk which closes the control openings. The flat slide is pressed against the end cap by the pressure and therefore needs ample lubrication there. Another disadvantage is that such flat slide, transversely to viewed their axis of rotation, require a relatively large amount of space. Another problem is the heat dissipation, i.e. cooling of the Flat slide.
fflan hat daher versucht, diese bei Flachschiebern bekannten Konstruktionsprinzipien auf Steuervorrichtungen mit Kugeldrehschieber zu übertragen. Es wurde daher daran gedacht, einen UJalzanschieber mit kugeliger Laufbahn auszustatten und über dem Zylinderkopf anzuordnen. Um eine Drehung das Dichtringea zu erzielen, wäre dieser etwas außermittig anzusetzen. Das Kühlproblem dachte man dadurch zu lösen, daß der Kugeldrahschiebar mit z.B. Wasser durchspült wird. Von dieser hypothetischen Gestaltung einer Steuervorrichtung geht die Erfindung aus.fflan has therefore tried to use this well-known for flat slide valves Transferring design principles to control devices with rotary ball valves. It was therefore thought that to equip a UJalzanschieber with a spherical raceway and to be arranged above the cylinder head. A twist that To achieve sealing rings a, this would be somewhat off-center to apply. The cooling problem was thought to be solved by rinsing the kugeldrahschiebar with e.g. water. The invention is based on this hypothetical design of a control device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs definierten Gattung zu schaffen, die einen möglichst großen Füllungsgrad ermöglicht, die ferner ausreichend gekühlt und vor allem auch dicht ist, um selbst hohen Verbrannungsdrücken zu genügen, die dabei hinsichtlich des Verschleißes von Kugeldrahschieber einerseits und Dicht ring andererseits standfest ist und heutigen Ansprüchen hinsichtlich Langlebigkeit von Brennkraftmaschinsn genügt, dia vor allem konstruktiv einfach und billig ist und derart konstruktiv durchgestaltet ist, da3 sich bei allem ein großer Durchtrittsqusrschnitt des G33k3naie3 argibt, wodurch hai gleichbleibender-; Hubrau1"; sin auGerordentl icher Leistungsanstieg hai Klairien ίΐβ33Γπ t η b^aS^n und fc-rnsr sin lus The invention is based on the object of creating a control device of the type defined at the beginning, which enables the greatest possible degree of filling, which is also sufficiently cooled and, above all, also tight to meet even high combustion pressures, which on the one hand and sealing ring on the other hand is stable and sufficient current requirements as regards durability of Brennkraftmaschinsn, dia is especially constructively simple and inexpensive and is designed so by constructive da3 at all a great Durchtrittsqusrschnitt of G33k3naie3 argibt whereby hai gleichbleibender-; Hubrau 1 "; sin extraordinary increase in performance hai Klairien ίΐβ33 Γ π t η b ^ aS ^ n and fc-rnsr sin lus
Dia Aufgebe ist bai einer Steuervorrichtung dar eingangs genannten Art gemäß der Erfindung galöst durch dia Karabination folgender Merkmale:The task is at the start of a control device said type according to the invention galöst by dia karabination following features:
* im wesentlichen,* essentially,
a) Der Gaskanal ist als tangentiale,/geradlinig durch-a) The gas duct is designed as a tangential / straight through
gehende, etwa rechtwinklig zur Drehachse ausgerichtete Nut gestaltet, die von der Kugelumfangsfläche her nach innen fuhrt und zu dieser sowie baidendig offen ist und deren Symmetriemittelebene durch den Kugelmittelpunkt verläuft und gegenüber einer Kugeldiametralebene, welche etwa rechtwinklig zur Drehachse gerichtet ist und die Zylinderachse enthält, zumindest geringfügig schräg gestellt ist, derart, daß eine Nutaußenkante auf einem größeren Umfangsdrehkreis des umlaufenden Drahschiebers liegt und eine größere Umfangsgeschwindigkeit erfährt als dia andere Nutaußenkante,going, aligned approximately at right angles to the axis of rotation Groove designed according to the circumferential surface of the ball leads inside and is open to this as well as baidendig and its center plane of symmetry through the center of the sphere runs and opposite a spherical diametrical plane, which is directed approximately at right angles to the axis of rotation and the cylinder axis contains, is at least slightly inclined, such that a groove outer edge is on a larger circumferential turning circle of the revolving Drahschieber and a greater circumferential speed experiences than the other groove outer edge,
b) dar Dichtring besitzt einen Innendurchmesser, darb) the sealing ring has an inner diameter,
im wesentlichen gleich der Öffnungsbraita dar Nut ist.is substantially equal to the opening size of the groove.
c) der Dichtring erstreckt sich innerhalb einer Ebene, die zur Symmetriemittelebene der Nut zumindest im wesentlichen rechtwinklig verläuft, wobei die Dicht— ringmitte innerhalb dieser Symmetriemittelebene und gegenüber der Zylinderachse ausmittig verläuft,c) the sealing ring extends within a plane which is at least in the plane of symmetry of the groove runs essentially at right angles, the center of the sealing ring being within this center plane of symmetry and runs off-center in relation to the cylinder axis,
d) der Dichtring besitzt im Querschnitt an dem Ringrand, mit dem der Dichtring am kugelförmigen Drehschieber anliegt, im wesentlichen Halbkreisform, während der gegenüberliegende Ringrand als Planfläche gestaltet ist,d) the sealing ring has in cross section on the ring edge with which the sealing ring on the spherical rotary valve rests, essentially semicircular shape, while the opposite ring edge is designed as a flat surface is,
!mindestens»!at least"
e) der Dichtring enthält in einer äußeren Radialnut/äinene) the sealing ring contains in an outer radial groove / äinen
federelastischen, in Drahrichtung des Dichtringes mitresilient, in the direction of threading of the sealing ring with
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letzterem gekoppelten Kolbenring zur Abdichtung zwischen dem Dichtring und seinem Sitz in der Zylinderbodenöffnung,the latter coupled piston ring for sealing between the sealing ring and its seat in the Cylinder bottom opening,
f) der kugelförmige Drehschieber ist auf einer um die Drehachse drehbaren Kugelrolle gehalten,f) the spherical rotary valve is held on a ball roller that can be rotated about the axis of rotation,
g) die Kugelrolle und der Drehschieber sind längsachsig durchgehend hohl, unter Bildung des Kühlmittelraumes, und tragen auf der Innenwandung radial vorspringende, in Richtung der Drehachse spiralförmig gewundene Kühlmittelleitstege, mittels denen das Kühlmedium in einer Richtung der Drehachse von einer Zuführung durch die Kugelwelle und den Drehschieber hindurch und zu einer Ableitung förderbar ist.g) the ball roller and the rotary valve are longitudinal continuously hollow, forming the coolant space, and have radially protruding, in the direction of the axis of rotation spirally wound coolant guide webs, by means of which the cooling medium in a direction of the axis of rotation from a feed through the ball shaft and the rotary valve and can be promoted to a discharge.
Durch das Merkmal a ist mit konstruktiv einfachen mitteln, und daher billig, ein großer Durchtrittsquerschnitt für das zu strömende Medium, also die Ladung oder die Varbrennungsgase, erreicht. Erreicht ist ferner, daß bei Einsatz für die Auslaßsteuerung der Auslaß beim Umlauf des Drehschiebers sehr schnell ganz öffnet, so daß der Kolben beim AuslaQhub alle Abgase bis auf nur wenige Spaltreste hinausschieben kann und sich die neue Füllung durch diesen nur äußerst geringen verbleibenden Abgasanteil fast gar nicht mehr aufheizt. Es ist somit ein wesentlich verbesserter Füllungsgrad erreichbar mit einhergehender höherer Verdichtung und erheblicher Leistungssteigerung. Die tangentiale Anordnung der Nut ermöglicht je nach Drehstellung des Drehschiebers eine mehr oder weniger starke Durchwirbelung des zu steuernden Mediums. Wird die Steuervorrichtung zur Auslaßsteuerung verwendet, so ist bai Stellung des Kolbens im unteren Totpunkt erreichbar, daß die Verbrennungsgase zu beiden Enden der Nut hin aus dieser austreten, was mit dafür verantwortlich ist, daß beim Öffnen des Steuerausschnittes die Abgase nahezu völlig mit Unterstützung der Frischgase oder Luft bei FremdfüllungWith feature a, with structurally simple means, and therefore cheap, a large passage cross-section for the medium to be flowed, i.e. the cargo or the combustion gases, achieved. It is also achieved that, when used for the outlet control, the outlet as the rotary valve rotates opens completely very quickly, so that the piston pushes out all exhaust gases except for a few remains of the gap during the exhaust stroke can and the new filling almost no longer heats up due to this extremely small amount of exhaust gas remaining. A significantly improved degree of filling can thus be achieved with an associated higher compression and significant increase in performance. The tangential arrangement the groove allows depending on the rotary position of the rotary valve a more or less strong swirling of the to be controlled Medium. If the control device is used to control the exhaust, then the position of the piston is at bottom dead center achievable that the combustion gases escape from this at both ends of the groove, which is partly responsible for it is that when you open the control cutout, the exhaust gases almost entirely with the support of fresh gases or air in the case of foreign filling
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ausgeschoban werden und dar Zylinder baim nachfolgend an Druckhub durch dan Kolben und die über ihm befindlichen Frischgase oder Luft gänzlich, sogar mit mehr als 100 % frisch gefüllt wird, z.B. auch bai Fr9mdfüllung.are pushed out and the cylinder is completely, even with more than 100 % freshly filled, e.g. also when filled with fresh air.
Durch dia Iflarkmala a - c wird ein Drehantrieb da9 Dichtringea erzielt, und zwar hervorgerufen durch die Umlaufdrahung das Drahschiabers. Denn der Dichtring liegt einerseits auf dem größeren Umfangsdrehkreis des Drehschiebars und andererseits auf dam kleineren Umfangsdrehkreis des Drehschieb8rs an. Er wird somit an beiden Stellen mit unter-*· schiedlich großen Geschwindigkeiten angetrieben, die einander entgegengarichtet sind. Die GBSchiuindigkaitsdifferanz führt dazu, daß der an den Drehschieber angedrückte Dichtring durch dia Drahschiaberrotatian mitgenommen wird und langsam umläuft. Dadurch u/ird arraicht, daß die miteinander in Berührung stehenden Laufflächen des Drahschiabers einerseits und des Dichtringes andererseits sich feinstens zusammenläppen, so daß sich eine dauerhafte vorzügliche Abdichtung zwischen Drehschieber und Dichtring ergibt, und zuiar bei jeder Drehzahl des Drehschiebars. Evtl. Fremdkörper, die bei stillstehendem DicHxing sonst in sich bildenden Riefen stecken bleiben und an gleicher Stelle die Laufbahn immer mehr zerkratzen und zerstören, werden vom sich drehende*n Dichtring nach außen transportiert. Es ist somit sichergestellt, daß im Bereich dar Berührungsflächen zwischen Drehschieber und Dichtring nahezu kein Verschleiß auch auf lange Betriebsdauer eintritt. Die Abdichtung ist somit nahezu verschleißfrei und bleibt dauerhaft erhalten. Dias und die außerordentlich gute Dichtwirkung wird gesteigert durch das Merkmal d; denn dia im Querschnitt halbkreisförmige Gestaltung das oberen Ringrandas das Dichtringas stallt eine zuverlässige Dauaranlaga in jeder Drehstellung des Drehschieber::; dar,, ts liegt dabei im wesentlichen jsiuails Linienbar-uhruHq vor. dia varschlaißmindarnd uiirkt und kaum Reibungsvarl u:-> t s j ^d :rm,j.t Leistungsvarlusta nach sich zieht»Through dia Iflarkmala a - c a rotary drive da9 sealing ring a achieved, namely caused by the circulation wire the Drahschiabers. Because the sealing ring is on the one hand on the larger circumferential turning circle of the rotary slide bar and on the other hand on the smaller circumferential turning circle of the Rotary slide on. It is thus in both places with under- * · different high speeds driven, which are opposite to each other. The GBSchiuindigkaitsdifferanz leads to the fact that the sealing ring pressed against the rotary valve is taken along by dia Drahschiaberrotatian and turns slowly. This ensures that they are together running surfaces of the wire scraper on the one hand and the sealing ring on the other hand that are in contact are finely lapped together, so that there is a permanent excellent seal between the rotary valve and sealing ring, and zuiar at any speed of the rotary slide bar. Possible foreign bodies, which otherwise get stuck in the grooves that are formed when the dicHxing is stopped and the career always remains in the same place scratching and destroying more, are from the rotating * n Sealing ring transported to the outside. It is thus ensured that in the area of the contact surfaces between the rotary valve and sealing ring almost no wear even in the long term Operating time occurs. The seal is therefore almost wear-free and is retained over the long term. Slides and the extremely good sealing effect is increased by the feature d; because the cross-section is semicircular in shape the upper edge of the ring, the sealing ring, provides a reliable one Dauaranlaga in every rotary position of the rotary valve ::; dar ,, ts essentially there is a jsiuails line bar clock. slide Varschlaißmindarnd works and hardly any friction varl u: -> t s j ^ d: rm, j.t Performance varlusta entails »
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Durch dia Merkmale d und a iuird dia Abdichtung noch iaaitar verbessert. Dar Kolbanring am Dichtring arbeitet dabai in gleicher lUaisa iuie ein harkömmlichar, am Kolben eines Verbrennungsmotors gehaltener Kolbenring. Auf dan Kolbanring uiirkt dar Kompressiona- und Verbrennungsdruck, dar dan Kolbanring einerseits an die AuQenflächa seiner Radialnut und andererseits an die Gahäusedichtfläche praßt.Dabai ist auch diese Gestaltung konstruktiv außerordentlich einfach und vor allem nahezu wartungsfrei.Due to the features d and a, the seal is still iaaitar improved. Dar Kolbanring on the sealing ring works dabai in The same lUaisa iuie a convenient piston ring held on the piston of an internal combustion engine. On to the Kolbanring This affects the compression and combustion pressure Kolbanring on the one hand on the outer surface of its radial groove and on the other hand presses against the Gahäusetichtfläche.Dabai is too this design is extremely simple in terms of construction and, above all, almost maintenance-free.
Durch die Merkmale f und g uiird mit außerordentlich einfachen Mitteln eine zuverlässige Kühlung nicht nur der Kugeluielle sondern vor allem auch des kugelförmigen Drehschiebers von innen her erreicht. Die Kühlmittallaitstege sorgen für dia Umwälzung des Kühlmittels, und zuiar in Richtung der Drehachse. Der Innanraum das kugelförmigen Drahschiabars wird also dauernd mit frischem Kühlmittel versorgt. Eine besondere Kühlmittelumiuälzpumpe kann entfallen, da die spiralförmig gauiundenan Kühlmittellaitstega diese Funktion voll übernahmen könnan, also quasi als Kühlmittalpumpe uiirksam sind. Dies vereinfacht dan Aufbau zusätzlich.Due to the features f and g it is extremely simple Means a reliable cooling not only of the Kugeluielle but above all the spherical rotary valve is achieved from the inside. The coolant bars ensure dia Circulation of the coolant, and also in the direction of the axis of rotation. The interior space is the spherical Drahschiabars so constantly supplied with fresh coolant. A special coolant circulation pump can be dispensed with, since the spirally gauiundenan coolantellaitstega this function can fully take over, so to speak as a coolant pump are ineffective. This additionally simplifies the structure.
Von Vorteil kann as sein, uienn die Nut im Querschnitt U-Form aufu/aist. Eine darartige Nut ist relativ einfach und billig in dia Kugal das Drahschiabars einzuarbeiten. Vor allem gestattet es diasa Nutform, dia Stauarzeiten, z.B. für das Öffnen und Schließen des Auslasses, fertigungstechnisch sahr einfach zu verwirklichen, Diase Querschnitts form führt vorteilhaft zu möglichst groBam Durchachnittsquarschnitt. Gleichwohl varstoht as sich, daß auch andara Nut formen im Rahmen dar Erfindung liegan. It can be advantageous if the groove is U-shaped in cross-section. A dar-like groove is relatively easy and cheap to incorporate into the dia Kugal das Drahschiabars. Above all , the groove shape allows the stowage times, for example for opening and closing the outlet, to be realized very easily in terms of production technology, the cross-sectional shape advantageously leads to the largest possible average cross-section. Nonetheless, it turns out that andara groove shapes are also within the scope of the invention.
Dar Drehschieber kann au 3 ainar nitriarton Stahllggisrung ocGi· a;jc.!"i aus A1 i.i;™i;τ.ivjr.i b33ta';a;;, uilchss mit Ni|<ssil Dascnici. h.j'·; ist, ba~j Die hfe ring k^nn s·- rjacchniadat=^ Laicht-'The rotary valve can be made of 3 ainar nitriarton steel casting ocGi · a; jc. ! "i from A1 ii ; ™ i; τ.ivjr.i b33ta ';a;;, uilchss with Ni | < s sil Dascnici. h.j'·; is, ba ~ j The hfe ring k ^ nn s · - rjacchniadat = ^ spawn '
A l':r*inA l ': r * in
Dar Kolbenring ist zweckmäQigarweise mittels eines Fixierstiftes in Drehrichtung mit dam Dichtring gekuppalt, damit dar Kolbenring dia Umlaufdrahung das vom Drehschieber angetriebenen Dichtringes mitmacht.The piston ring is expediently arranged by means of a locating pin Coupled in the direction of rotation with the sealing ring, so that the piston ring is the circulating wire that is driven by the rotary valve The sealing ring.
Bei einer u/eiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Nut attua auf der Längenmitta eine größere Tiefe auf als an beiden Enden, wobei der Nutgrund vom Bereich größerer Nuttiefa im wesentlichen stetig und stufenlos in beide Nutenden geringerer Nuttiefe einläuft. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die in dia Nut einströmenden Gass im Bereich das Zantrumseina große Nuttiefe zur Aufnahme antreffen und von dort möglichst verlustarm und wirbelfrai zu beiden Nutendan hingelenkt wardsn.In another advantageous embodiment, the groove attua a greater depth on the central length than on both Ends, with the groove base essentially from the area of larger groove depths runs steadily and steplessly into both groove ends with a smaller groove depth. This has the advantage that the in dia groove inflowing gas in the area of the Zantrumseina large Find the groove depth for the recording and from there wardsn steered towards both groove ends with as little loss as possible and vertically.
UJeitera Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbaispielas näher erläutert. Es zeigen:Further details and advantages of the invention are set out below based on an exemplary embodiment shown in the drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen schamatischen senkrechten Längsschnitt eines Zylinders einer Brennkraftmaschine mit AuslaQateuerung,Fig. 1 is a shamatic vertical longitudinal section of a cylinder of an internal combustion engine with exhaust gas control,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt entlang der Linie II - II in Fig. 1,FIG. 2 shows a schematic section along the line II - II in FIG. 1,
Fig. 3 eine schematische Ansicht von unten in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1.3 shows a schematic view from below in the direction of arrow III in FIG. 1.
In den Zeichnungen ist schematisph ein Zylinder 10 mit Zylinderachse 11, Kolben 12 und Übarströmkanälan 13 einer Zweitaktbrennkraftmaschine gezeigt. Der Zylinder 10 ist in herkömmlicher Weise von Kühlmittelkanälen 14 durchsetzt. Sein Zylinderraum 15, in dem der Kolben 12 arbeitet, ist gegenüber dem darüberlieganden Abgasraum 16, welcher mit nicht weiter gezeigten AuslaQöffnungen verbunden ist, durch einen Zylinderboden 17 mit gegenüber der Zylinderachse 11A cylinder 10 is schematically shown in the drawings Cylinder axis 11, piston 12 and Übarströmkanälan 13 one Two-stroke internal combustion engine shown. The cylinder 10 is in conventionally penetrated by coolant channels 14. Its cylinder space 15, in which the piston 12 works, is compared to the overlying exhaust gas space 16, which with outlet openings not shown further is connected by a cylinder base 17 opposite to the cylinder axis 11
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ausmittiger Zylinderbodanöffnung 18 abgeteilt. Ein besonderer Zylinderkopf ist nicht vorgesehen. Stattdessen ist dar Zylinder 10 bis hin zum oberen Abgasraum 16 ain einstückiges Teil.eccentric cylinder base opening 18 separated. A special Cylinder head is not provided. Instead, the cylinder 10 is a one-piece up to the upper exhaust gas chamber 16 Part.
Oberhalb des Zylinders 10 ist eina allgemein mit 19 bezeichnete Steuervorrichtung für den Auslaß angeordnet. Dia Steuervorrichtung 19 weist einen kugelförmigen Drehschieber auf, der oberhalb des Zylinders 10 im Gehäuse in schematisch angedeuteten Lagern 21 mit im wesentlichen rechtwinklig zur Zylinderachse 11 verlaufender Drehachse 22 umlaufend drehbar gelagert ist. Der Drehschieber 20 ist, wie nicht weiter gezeigt ist, mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über Kette, Zahnriemen od.dgl. getrieblich gekoppelt und wird darüber rotatorisch z.B. in Drehrichtung gemäß Pfeil 23 angetrieben. Im Inneren enthält der Drehschieber 20 einen rohrförmig durchgehenden oder auch, wia gazaigt, einen etwa kugelförmigen Kühlmittelraum 24. Ferner weist der Drehschieber 20 einen Gaskanal in Form einer Nut 25 auf.Above the cylinder 10 is a generally designated 19 Control device arranged for the outlet. The control device 19 has a spherical rotary slide valve on, the above the cylinder 10 in the housing in schematically indicated bearings 21 with substantially at right angles to Cylinder axis 11 extending axis of rotation 22 is rotatably mounted circumferentially. The rotary valve 20 is like no further is shown, with the crankshaft of the internal combustion engine via chain, toothed belt or the like. geared coupled and is driven in a rotary manner, e.g. in the direction of rotation according to arrow 23. Inside the rotary valve 20 contains a tubular continuous or also, as gazaigt, an approximately spherical coolant space 24. Furthermore, the Rotary valve 20 has a gas channel in the form of a groove 25.
Der Drehschieber 20 ist durch einen in der Zylinderbodenöffnung 18 dicht, aber frei drehbar gehaltenen, durch den Kompressions- und Verbrennungsdruck an ihn angedrückten Dichtring 26 abgedichtet. Der Dichtring 26 ist außermittig angesetzt und wird, wie später noch näher erläutert wird, durch die Rotation des Drehschiebers 20 gemäß Pfeil 23 in seiner Drehrichtung angetrieben, und zwar in Richtung des Pfeiles 27.The rotary valve 20 is through one in the cylinder bottom opening 18 held tightly but freely rotatable, pressed against it by the compression and combustion pressure Sealing ring 26 sealed. The sealing ring 26 is attached eccentrically and, as will be explained in more detail later, driven by the rotation of the rotary valve 20 according to arrow 23 in its direction of rotation, namely in the direction of arrow 27.
Die Nut 25 verläuft tangential zur Kugel des Drehschiebers 20. Sie geht geradlinig durch (Fig. 2) und ist dabei im wesentlichen rechtwinklig zur Drehachse 22 des Drehschiabers 20 ausgerichtet. Die Nut 25 führt von dar Kugelumfangsfläche des Drehschiebsrs 20 her nach innan und ist zur Kugelumfangsfläche sowie zu baidan Endan 28 und 29 hin offen. Ersichtlich ist, daß dia SymmetriernittelabanB 30 der Nut 25 durch den Kugelmittalpunkt 31 das Drahschiabars 20 verläuft (Fig. 1) und dabai gegenüber einer Kugaldiamatralabana 32, welcheThe groove 25 is tangential to the ball of the rotary valve 20. It goes straight through (FIG. 2) and is in the essentially at right angles to the axis of rotation 22 of the rotary slide 20 aligned. The groove 25 leads from the spherical circumferential surface of the Drehschiebsrs 20 her inward and is to the circumferential surface of the sphere as well as open to baidan Endan 28 and 29. Obviously is that the SymmetriernittelabanB 30 of the groove 25 through the Ball center point 31 that Drahschiabars 20 runs (Fig. 1) and dabai opposite a Kugaldiamatralabana 32, which
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- re -- re -
etwa rechtwinklig zur Drehachsa 22 garichtat ist und zugleich die Zylinderachse 11 enthält, zumindest geringfügig mit Winkel oC schräg gastallt ist. Diese Schrägausrichtung ist derart gewählt, daß eine Nutaußenkanta 33 auf einem größeren Umfangsdrehkreis des umlaufenden Drehschiabars liegt, als die gegenüberliegende NutauGankanta 34, dia auf einem kleineren Umfangsdrehkreis das Drehschiebers 20 liegt.is approximately at right angles to the Drehachsa 22 garichtat and at the same time the cylinder axis 11 contains, is at least slightly sloping at an angle oC. This skew is chosen so that a Nutaußenkanta 33 on a larger circumferential turning circle of the revolving rotary slide bar lies than the opposite NutauGankanta 34, dia on the rotary valve 20 is a smaller circumferential turning circle.
Diese Verhältnisse sind am besten aus Fig. 3 ersichtlich. Diese Anordnung hat zur Folge, daß ein Punkt auf der Nutaußenkante 33 bei Umlauf das Drehschiebers 20 eine größere Umfangsgeschwindigkeit erfährt als ein Punkt auf der anderen Nutaußenkante 34.These relationships can best be seen from FIG. 3. This arrangement has the consequence that a point on the groove outer edge 33 as the rotary valve 20 rotates, it experiences a greater peripheral speed than one point on the other Groove outer edge 34.
Der Dichtring 26 besitzt einen Innendurchmesser 36, der im wesentlichen gleich der Offnungsbreite der NutThe sealing ring 26 has an inner diameter 36, the essentially equal to the opening width of the groove
25 ist. Der Dichtring 26 erstreckt sich innerhalb einer Ebene 35, die zur Symmatriemittelebene 30 der Nut 25 rechtwinklig v/erläuft (Fig. 1), wobei die Mitte des Dichtringes25 is. The sealing ring 26 extends within a Plane 35 which is at right angles to the symmetry center plane 30 of the groove 25 v / runs (Fig. 1), the center of the sealing ring
26 innerhalb dieser Symmatriemittelebene 30 und gegenüber dar Zylinderachse 11 ausmittig verläuft. Der Dichtring 26 besitzt im Querschnitt an dem in Fig. 1 oberan Ringrand 36, mit dem der Dichtring 26 am kugelförmigen Drehschieber 20 anliegt, im wesentlichen Halbkreisform. Der gegenüberliegende untere Ringrand 37 ist dagegen als Planfläche gestaltet, die parallel zur Ebene 35 verläuft.26 within this symmetry center plane 30 and opposite the cylinder axis 11 extends off-center. The sealing ring 26 has in cross section on the ring edge 36 above in FIG. 1, with which the sealing ring 26 rests on the spherical rotary valve 20, essentially semicircular shape. The opposite In contrast, the lower ring edge 37 is designed as a flat surface which runs parallel to the plane 35.
In einer äußeren Radialnut 38 des Dichtringes 26 ist ein federelastischer, in Drehrichtung des Dichtringas 26 gemäß Pfeil 27 mit letzterem über einen nicht gezeigten Fixierstift gekoppelter Kolbenring 39 gehalten, der als offener Graugußring ausgebildet ist. Der Kolbenring 39 arbeitet in herkömmlicher UJeisa wie ein am Kolben 12 gehaltener Kolbenring. Er dient zur Abdichtung zwischen darr! Dichtring 26 und seinem Sitz in der Zylinderbodenö^nunq '8, Der Kolbenring 39 trägt also in dar SchliaßsisIL·.;"-; c^s Oz-~h- schiebars 20 dafür Sorqa, da3 dsr ZyI ind nr:-. ■ -; ■ '·. ·:■■■■; ,-:'::JhGV dam Abgasraum 16 abgedichtet ial ur.ö bi^:'::■"■ , . -: '■ .: .- ■■_·■.,■::!*·!■,'■ zusätzlich dar Dichtring 25,.In an outer radial groove 38 of the sealing ring 26 there is held a resilient piston ring 39, which is coupled in the direction of rotation of the sealing ring 26 according to arrow 27 to the latter via a fixing pin (not shown) and is designed as an open gray cast iron ring. The piston ring 39 works in a conventional UJeisa like a piston ring held on the piston 12. It is used to seal between darr! Sealing ring 26 and its seat in the cylinder base 8, the piston ring 39 thus carries in the SchliaßsisIL ·.; "-; c ^ s Oz- ~ h- schiebars 20 for Sorqa, da3 dsr ZyI ind no: -. ■ - ; ■ '·: ■■■■; -.': JhGV dam exhaust space 16 sealed ial ur.ö bi ^ ':: ■ "■. - : '■.: .- ■■ _ · ■., ■ ::! * ·! ■,' ■ additionally the sealing ring 25 ,.
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Der Drehschieber 20 ist auf einer um die Drehachse 22 drehbaren Kugelwelle 40 gehalten, die b9im gezeigten Ausführungsbeispiel einstückiger Bestandteil des Drehschiebers 20 ist. Die Kugelrolle 40 strebt beidseitig des Drehschiebers in Achsrichtung 22 ab und ist in den Lagarn 21 im Gehäuse drehbar gelagert.The rotary valve 20 is on a pivot axis 22 rotatable ball shaft 40 held, the b9 in the embodiment shown an integral part of the rotary valve 20 is. The ball roller 40 strives on both sides of the rotary valve in the axial direction 22 and is rotatably mounted in the Lagarn 21 in the housing.
Vor allem Fig. 1 zeigt, daß die Kugelwelle 40 längsachsig durchgehend hohl ist und im Inneren mit dem Kühlmittelraum 24 des Drehschiebers 20 durchgängig in Verbindung steht« Auf der Innenwandung 41 sowohl der Kugelwelle 40 als auch im Inneren des Drehschiebers 20 sind radial vorspringende, in Richtung der Drehachse 22 etiua spiralförmig gewundene Kühlmittelleitstege 42 angeordnet. Mittels letzterer ist das Kühlmedium, z.B. Kühlwasser, in einer Richtung der Drehachse 22 von einer Zuführung durch die Kugelujalle 40 und den Drehschieber 20 hindurch und zu einer Ableitung forderbar. Einer besonderen Kühlmittelpumpe bedarf es infolge der Gestaltung der Kühlmittelleitstege 42 nicht.Above all, FIG. 1 shows that the spherical shaft 40 is continuously hollow along its longitudinal axis and with the coolant space on the inside 24 of the rotary valve 20 is continuously connected to the inner wall 41 of both the spherical shaft 40 and the Inside the rotary valve 20 are radially projecting coolant guide webs which are helically wound in the direction of the axis of rotation 22 etiua 42 arranged. By means of the latter, the cooling medium, e.g. cooling water, is in one direction of the axis of rotation 22 from a supply through the Kugelujalle 40 and the rotary valve 20 through and demandable for a derivation. A special coolant pump is required due to the design the coolant guide webs 42 are not.
Die Nut 25 besitzt im Querschnitt U-Form (Fig. 1). Der Drehschieber 20 besteht aus einer nitrierten Stahllegierung oder statt dessen auch aus Aluminium, wobei er dann mit Nikasil beschichtet ist. Der Dichtring 26 kann aus geschmiedetem Leichtmetall, insbesondere Aluminium^bestehen.The groove 25 has a U-shape in cross section (FIG. 1). The rotary valve 20 consists of a nitrided steel alloy or, instead, of aluminum, which is then combined with Nikasil is coated. The sealing ring 26 can consist of forged light metal, in particular aluminum ^.
Die Wirkungsweise ist bereits eingangs beschrieben, so daß auf Wiederholung verzichtet werden kann.The mode of operation is already described at the beginning, so that repetition can be dispensed with.
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Claims (5)
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| DE19772713654 DE2713654A1 (en) | 1977-03-28 | 1977-03-28 | Valve gear for two-stroke engine exhaust - has spherical rotary slide valve with offset tangential groove and loose ring seal |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19772713654 DE2713654A1 (en) | 1977-03-28 | 1977-03-28 | Valve gear for two-stroke engine exhaust - has spherical rotary slide valve with offset tangential groove and loose ring seal |
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| DE2713654A1 true DE2713654A1 (en) | 1978-10-05 |
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ID=6004900
Family Applications (1)
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| DE19772713654 Withdrawn DE2713654A1 (en) | 1977-03-28 | 1977-03-28 | Valve gear for two-stroke engine exhaust - has spherical rotary slide valve with offset tangential groove and loose ring seal |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE2713654A1 (en) |
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- 1977-03-28 DE DE19772713654 patent/DE2713654A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |