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Anlaßsteuerung für Viertaktbrennkraftmaschinen. Den Gegenstand der
Erfindung bildet eine Anlaßsteuerung für Viertaktbrennkraftmaschinen mit hohem Druck
bzw. Dieselmaschinen, bei der durch Verstellung eines Ventilsteuerorgans, z. B.
durch Längsverschiebung der Steuerwelle, die Preßluftanlaßventile und die Betriebsventile
für den Zylinder entsprechend eingeschaltet werden.
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Von den bekannten Einrichtungen dieser Art unterscheidet sich der
Erfindungsgegenstand dadurch, daß zwei Anlaßstellungen vorhanden sind und in der
ersten der Zylinder mit Preßluft im Zweitakt arbeitet, worauf in der zweiten das
Preßluftventil im Viertakt, das Auslaßv entil im Zweitakt arbeitet und schließlich
in der dritten oder Betriebsstellung die Maschine mit Brennstoff im Viertakt arbeitet.
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Dadurch wird eine starke und wirksame Anlaufkraft unter allen Betriebsumständen
für Vorwärtsgang sowohl wie für Rückwärtslauf gewährleistet. Dabei ist die neue
Einrichtung bei beliebigen Viertaktmotoren und besonders Vielzylindermotoren leicht
anbringbar.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
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Abb. i ist eine Seitenansicht eines Teils eines Motors, Abb.2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht in größerem Maßstabe, Abb. 3 ein Schnitt rechtwinklig
zur Abb. 2, Abb. q. eine Endansicht der Nockenwelle, Abb. 5 eine Seitenansicht der
Welle nach Abb. ., Abb.6 eine der Abb.5 ähnliche Ansicht, Nocken um go° gedreht.
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Abb. 7 bis 13 sind Schemata zur Veranschaulichung der Einwirkung der
Nocken auf die Ventilheber bei den verschiedenen Einstellungen der Nockenwelle;
die Nocken sind ohne Rücksicht auf ih-e relative Umfangslage an der Welle dargestellt.
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Abb. 14 bis 2o zeigen schematisch die wirksamen Nocken bei den verschiedenen
Einstelhingen der Nockenwelle entsprechend Abb. 7 bis 13 unter Berücksichtigung
der relativen Umfangslage der Nocken an der Welle.
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Der T4lotorunterteil i trägt die Zylinder 2, deren drei dargestellt
sind, und die Kurbelwelle 3, deren Kurbeln so angeordnet sind, daß eine stets außer
Mittellage ist. Jeder Zylinder hat ein Außenlufteinlaßventil q., Preßlufteinlaßventil5,
Auspuffventil 6 und Brennstoffeinspritzventil7, die alle vorzugsweise durch Nocken
der Nockenwelle 8 mechanisch bewegt werden. Das Ventil q. kann auch selbsttätig
sein. Die Nockenwelle ist in
der Längsrichtung einstellbar, um die
Nocken in Flucht mit den entsprechenden Ventilhebern zu bringen und die Ventile
in noch zu beschreibender Art wirken zu lassen.
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Die Bewegung wird von den Nocken auf die Ventile z. B. durch sogenannte
Ventilheber übertragen, die auf einer Welle 9 schwingbar sind und auf die Ventile
durch Stößel und Schwingen wirken, um die Ventile zu heben.
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Vorzugsweise tragen die Ventilheber Gleitrollen.
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Von einer Preßluftquelle führt ein Rohr 1o zu den Gehäusen der Preßluftventile
(Abb. 2): Das Ventil s befindet sich in einem Gehäuse i i, in das direkt über dem
Ventil Preßluft eintritt. Die Kammer direkt unter dem Ventil ist durch einen Kanal
12 mit dem zugehörigen Zylinder 2 verbunden. Bei offenem Ventil 5 fließt Preßluft
durch den Kanal 12 in den Zylinder und drückt dessen Kolben nieder. Der Schaft des
Ventiles 5 ragt von einem Kolben 14 aufwärts, der im Gehäuse I I hin und her geht
und durch eine Stange 15 mit einem der Ventilheber der Zwischenwelle 9 verbunden
ist.
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Oberhalb des Ventiles 5 ist am Ventilschaft ein Überausgleichskolben
16 befestigt, der sich in dem benachbarten zylindrischen Teil des Gehäuses befindet.
Ist die Preßluft angestellt, so schließt dieser Kolben das Ventil 5 und hält es
gewöhnlich geschlossen (Abb. 2).
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Zur Steuerung der Preßluft dient ein Drosselventil 17. Wird sie abgestellt,
so kann das Ventil 5 durch Schwerkraft in Offenlage fallen, so daß seine Schwinge
außer dem Bereich ihres Nockens steht, so daß Geräusch und Abnutzung vermieden werden.
Zwischen dem Preßluftventil 5 und dem Zylinder :2 sitzt ein 1Zückschlagventil 18,
damit ein den Preßluftdruck überschreitender Druck im Zvlinder nicht in das Ventilgehäuse
11 r ückwirken kann. Die Nockenwelle 8 wird von der Hauptwelle 3 z. B. durch Getriebe
19, 2o mit halber Motorgeschwindigkeit gedreht, wie beim Viertakt üblich.
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Die Nockenwelle kann durch einen Handliebel 2t zwecks Steuerung des
Motors längsverstellt werden.
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In Abb. 7 bis 20 stellt 22 die Ventilheberrolle für das Außenlufteinlaßventil4
eines Zylinders dar, 23 die Heberrolle für das Brennstoffzuführungsventil7 eines
Zylinders, 24 die Heberrolle für das Preßluftventil5 eines Zylinders und 25 die
Heberrolle für das Auspuffventil 6 eines Zylinders.
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Bei der Lage der Teile nach Abb. 1o und 17 hat die Nockenwelle keine
Einwirkung auf die Ventilheber, und der Motor steht daher still. Um ihn für Vorwärtslauf
oder Rückwärtslauf anzulassen, wird die Nockenwelle 8 in die erste Anlaßlage (Abb.
9 und 16) längsverschoben. Die Preßluftdrossel 17 wird dann geöffnet. Bei dieser
Lage liegen gewisse Nocken der Welle 8 zu den Hebern so, daß das Preßluftventil
geöffnet wird. Preßluft strömt dann zu den Zylindern und dreht den Motor vorwärts.
Dabei bewegen zwei Nocken nacheinander den Preßluftventilhebel 24, so daß bei jedem
Abwärtshube des Kolbens Preßluft eingelassen wird und diese im Zweitakt arbeitet.
Gleichzeitig wird der Ventilheber 25 für das Auspuffventil 6 bei jedem Aufwärtshube
des Kolbens bewegt, um die Luft aus dem Zylinder entweichen zu lassen. In dieser
ersten Anlaßlage stehen keine Nocken so, daß sie die Ventilheber 22 und 23 bewegen.
Daher bleiben das Außenlufteinlaßventil und BrennstofFeinspritzventil ohne Bewegung.
Ist der Motor durch die Zweitaktarbeit mit Preßluft auf genügend raschen Gang gekommen,
so wird die Welle 8 in eine zweite Anlaßlage (Abb. 8 und 15) verschoben. In dieser
Lage bewegen die Nocken den Preßluftventilheber 24 nur bei jedem zweiten Abwärtshube
des Kolbens, während der AuspufFventilheber noch wie vorher bewegt wird, um das
Auspuffventil bei jedem Aufwärtshube des Kolbens zu öffnen. Bei dieser zweiten Anlaßlage
bewegt ein anderer Nocken den Heber für das Außenluftventil, das jetzt bei jedem
Viertaktsaughube geöffnet wird. Nach Abb. 8 und 15 ist das Brennstoffventil 7 noch
bewegungslos. Die Nockenwelle wird in dieser zweiten Anlaßlage nur kurze Zeit gehalten.
Ein wichtiger Zweck ist dabei, beim regelmäßigen Viertaktverdichtungshube die Preßluft
herauszulassen, die sonst in diesem Zylinder von einem vorhergehenden Zweitaktpreßluftkrafthube
her zurückgehalten werden würde. Andernfalls könnte sich in diesem Zylinder beim
Aufw ärtshube eine übermäßige Verdichtung ergeben und die Drehung des Motors erheblich
verzögern.
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Von der zweiten Anlaßlage wird die Nockenwelle 8 aus der Lage nach
Abb. 8 in die nach Abb. 7 und 14 verschoben. In letzterer Lage sind die Nocken an
der Nockenwelle so angeordnet, daß sie alle die Ventilheber 22,. 23, 24, 25 in solcher
Reihenfolge bewegen, daß der Motor in gewöhnlichem Viertakt läuft, wobei Außenluft
beini Saughube eindringt, die beim Verdichtungshube verdichtet wird. Brennstoff
wird an oder nahe dem oberen Ende des Verdichtungshubes eingespritzt und gezündet,
um während des nächsten Abwärtshubes Arbeit zu leisten. Das Auspuffventil wird-beim
nächsten Aufwärtshube geöffnet, um das Entweichen von verbrannten Gasen zu gestatten.
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Damit ist das Anlassen des Motors für Vorwärtslauf aus der Neutralstellung
beschrieben;
es wird dadurch erzielt, daß man die Nockenwelle aus
der Neutralstellung in einer Richtung längsverschiebt. Lm den Motor für Rückwärtslauf
anzulassen, wird die Nockenwelle entgegengesetzt verschoben; sie trägt einen entsprechenden
Nockensatz, der beim Rückwärtslauf mit den Ventilhebern richtig zusammenwirkt.
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Wenn irgend die Drossel 17 offen ist, sind die Preßluftventilheber
24 in Stellung, um die Preßluftv entile 5 zu bewegen, so daß, wenn der Arbeitsdruck
in den Arbeitszylindern 2 unter den Preßluftdruck sinkt, die Preßluft in den Zylinder
fließt und das Drehmoment aufrechterhält, um ein Stehenbleiben zu verhüten. Dies
ist besonders beim Anlassen des Motors unter schwerer Belastung aus dem kalten Zustande
sehr vorteilhaft. Hat sich der Motor erwärmt und ist er auf normalen Gang gekommen,
so kann die Drossel 17 geschlossen «-erden.
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Auch wenn man die sogenannte zweite Anlaßlage außer acht läßt und
so vorgeht, daß man aus der ersten Anlaßlage, bei der der Motor als Zweitaktpreßluftmaschine
arbeitet, auf die endgültige Viertaktbetriebslage übergeht, so ist es klar, daß
ein großer Vorteil beim Anlassen der Maschine gegen eine schwere Belastung vor Erreichung
der normalen Betriebsgeschwindigkeit erzielt wird, da die Preßluft im Viertakt im
Zylinder beim Viertaktkrafthub arbeitet, sofern der Arbeitsdruck darin unter den
Preßluftdruck fällt. Die Preßluft unterstützt dann den Druck der brennender. Gase
gegen den Kolben und gewährleistet eine kräftige Anlaßwirkung.