DE488216C

DE488216C - Internal combustion engine with rotatable tubular slide valve between piston and cylinder, in which the compression chamber can be changed depending on the gas regulation

Info

Publication number: DE488216C
Application number: DES84918D
Authority: DE
Original assignee: CHARLES E SARGENT
Current assignee: CHARLES E SARGENT
Priority date: 1928-03-31
Filing date: 1928-03-31
Publication date: 1929-12-30

Description

Brennkraftmaschine mit drehbarem Rohrschieber zwischen Kolben und Zylinder, bei welcher in Abhängigkeit von der Gasregelung der Kompressionsraum veränderlich ist Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit drehbarem Rohrschieber zwischen Kolben und Zylinder. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Maschinen den Kompressionsraum in Abhängigkeit von der Drosselung zu regeln, wie man es bei anderen Maschinen bereits mit Vorteil getan hat. Zu diesem Zweck ist der Robrschieber gemäß der Erfindung mit einem den Verbrennungsraum abschließenden Boden versehen und nicht nur in an sich bekannter Weise um seine Achse drehbar, sondern auch in der Längsrichtung verschiebbar, so daß durch die Drehung die Gasdrosselung und durch die Axialverschiebung der Kompressionsraum verändert wird. Zum Unterschied von bekannten Maschinen, bei denen zur Änderung des Kompressionsraumes der Laufzylinder verschoben wurde, erfolgt also gemäß der Erfindung die Veränderung des Verbrennungsraumes durch die Bewegung des zugleich die Füllung regelnden Rohrschiebers.Internal combustion engine with rotatable pipe slide between piston and Cylinder in which the compression space is variable depending on the gas control The invention relates to an internal combustion engine with a rotatable pipe slide between Piston and cylinder. The invention is based on the object in such machines to regulate the compression space depending on the throttling, as one would with other machines has already done to advantage. The Robr slide is for this purpose according to the invention provided with a floor closing off the combustion chamber and not only rotatable around its axis in a manner known per se, but also in the longitudinal direction, so that the gas throttling and through the rotation the axial displacement of the compression space is changed. In contrast to known ones Machines in which the barrel cylinder is moved to change the compression space was, so according to the invention, the change in the combustion chamber is carried out the movement of the pipe slide that also regulates the filling.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Abb. i ein waagerechter Längsschnitt durch die Maschine nach Linie i-i der Abb. 2 und 7 ist, während Abb.2 einen senkrechten Querschnitt nach Linie 2-2 der Abb. i darstellt.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in which Fig. i is a horizontal longitudinal section through the machine along line i-i in Fig. 2 and Figure 7 is while Figure 2 is a vertical cross-section along line 2-2 of Figure i.

Abb.3 ist ein senkrechter Teilschnitt nach Linie 3 der Abb. i und Abb. q. ein horizontaler Teilschnitt nach Linie 4-4 der Abb. 2. . Abb. 5 stellt einen horizontalen Teilschnitt nach der gebrochenen Linie 5-5 in Abb. 7 dar.Fig.3 is a vertical partial section along line 3 of Fig. I and Fig.q. a horizontal partial section along line 4-4 of Fig. 2.. Fig. 5 represents a horizontal partial section along the broken line 5-5 in Fig. 7.

Abb.6 ist ein senkrechter Teilschnitt nach der gebrochenen Linie 6-6 der Abb. 5, während Abb. 6a einen ähnlichen Schnitt nach Linie 6a der Abb. 5 zu erkennen gibt.Fig.6 is a partial vertical section along the broken line 6-6 of Fig. 5, while Fig. 6a shows a similar section along line 6a of Fig. 5 recognize there.

Abb. 7 ist eine teilweise Ansicht der Maschine mit abgenommenen Ansaug- und Auspuffrohren. Abb. 8 ist eine schematische Abwicklung des oberen Zylinderteiles, die die relativen Stellungen der Einlaß- und Auslaßäffnungen zu erkennen gibt.Fig. 7 is a partial view of the machine with the intake manifold removed and exhaust pipes. Fig. 8 is a schematic development of the upper part of the cylinder, which shows the relative positions of the inlet and outlet openings.

Das dargestellte Beispiel gibt eine Vierzylindermaschine zu erkennen, doch ist die Erfindung nicht etwa auf diese Zylinderzabl beschränkt; sie kann sinngemäß auch für Maschinen mit anderer Zylinderzahl verwendet werden. Der Motor weist das übliche Kurbelgehäuse io auf, die Kurbelwelle ii (Abb. 6a), die Pleuelstange 12, den Kolben 13 und einen Zylinder 1q..The example shown shows a four-cylinder engine but the invention is not limited to this cylinder number; it can analogously can also be used for machines with a different number of cylinders. The engine knows that usual crankcase io on, the crankshaft ii (Fig.6a), the connecting rod 12, the piston 13 and a cylinder 1q ..

Zwischen den Kolben 13 und dem Zylinder 14. befindet sich ein Rohrschieber 15, dessen oberes Ende mittels einer Kopfplatte 16 abgeschlossen ist, welche vorzugsweise mit dem Schieber aus einem Stück besteht und eine Reihe von Rippen 17 aufweist. Diese Rippen werden mittels durch das Einlaßrohr i8 zugeführter Luft gekühlt.A pipe slide is located between the piston 13 and the cylinder 14 15, the upper end of which is closed by means of a head plate 16, which is preferably consists of one piece with the slide and has a series of ribs 17. These fins are cooled by means of air supplied through the inlet pipe 18.

Das Rohr 18 ist mittels senkrechter Enden 1g über einen Rohrstutzen 2o jedes Zylinderkopfes gestülpt. Der Stutzen 2o weist einen Flanschen 21 auf, welcher an den Rippen 17 mittels der Schrauben 22 befestigt ist. Die Luft, welche unter Wirkung der infolge der umlaufenden Rippen 17 auftretenden Zentrifugalkraft oder von einem nicht dargestellten Gebläse durch das Luftrohr 18 gesaugt wird, streicht zwischen den Rippen 17 hindurch und umspült die äußeren Kanten der Flanschen 21. Die Zylinder 14 sind in beliebiger Weise mittels Wassermänteln 14a gekühlt.The pipe 18 is connected to a pipe socket by means of vertical ends 1g 2o of each cylinder head turned upside down. The connecting piece 2o has a flange 21, which on the ribs 17 by means of Screws 22 is attached. The air, which under the action of the centrifugal force occurring as a result of the circumferential ribs 17 or is sucked through the air pipe 18 by a fan (not shown), strokes between the ribs 17 and washes around the outer edges of the flanges 21. The cylinders 14 are cooled in any way by means of water jackets 14a.

Das untere Ende des Rohrschiebers 15 ist mit einem ringförmigen Kugelkäfig 23 versehen; der zugehörige andere Käfig 24 ist auf einem Stellring 25 angeordnet. Die Kugeln. 26 sind zwischen diesen beiden Käfigen gelagert.The lower end of the pipe slide 15 is provided with an annular ball cage 23 provided; the associated other cage 24 is arranged on an adjusting ring 25. The balls. 26 are stored between these two cages.

Hieraus ergibt sich, daß der Schieber 15 innerhalb des Zylinders 14 frei drehbar ist, während seine Höhe mittels des Stellringes 25 eingestellt werden kann. Dieser Stellring hat eine Reihe von Schneckengewindegängen, welche in die Gänge 27 des Kurbelgehäuses io eingreifen. Dieser Stellring kann sich nur um einen Bruchteil einer ganzen Umdrehung drehen und trägt ein ungleichmäßig gezahntes Triebrad 28, das in eine entsprechend geteilte Zahnstange 29 eingreift, welche von der Schiene 3o getragen wird. Diese Schiene erstreckt sich über alle Zylinder und weist eine gleiche Zahnstange auf,.die in einen gleichen Stellring eingreift, um die Stellung des Schiebers jedes Zylinders derart zu regeln, daß alle gleichzeitig und um gleiche Beträge auf und nieder gehen. Die Zahnschiene 3o besitzt eine Verlängerung 3oa, welche an einem Hebel 31 oder an einem anderen Teil drehbar befestigt ist, welcher von dem Maschinisten gesteuert wird, so daß dieser durch Hinundherbewegung dieser Teile die Höhe der Schieber 15 aus noch zu erläuternden Gründen einstellen kann. Die schneckenförmigen Gewindezüge gehen durch die Zähne des Rades 28 hindurch, doch sind sie der Übersicht halber nicht dargestellt.This results in the slide 15 being freely rotatable within the cylinder 14, while its height can be adjusted by means of the adjusting ring 25. This adjusting ring has a number of worm threads which engage in the threads 27 of the crankcase. This adjusting ring can only rotate a fraction of a full revolution and carries an unevenly toothed drive wheel 28 which engages in a correspondingly divided rack 29 which is carried by the rail 3o. This rail extends over all the cylinders and has the same rack. Which engages in the same adjusting ring in order to regulate the position of the slide of each cylinder in such a way that they all go up and down at the same time and by the same amount. The rack 3o has an extension 3oa which is rotatably attached to a lever 31 or to another part which is controlled by the machinist so that he can adjust the height of the slide 15 by moving these parts back and forth for reasons to be explained. The helical threads pass through the teeth of the wheel 28, but are not shown for the sake of clarity.

Die verschiedenen Schieber 15 werden gleichzeitig und. gleichmäßig in der gleichen Richtung mittels der Triebzähne 32 gedreht, die an den unteren Enden der äußeren Schieberflächen angebracht sind. Die beiden mittleren Schieber greifen in. der aus Abb. 6 ersichtlichen Weise in ein Zahnrad 33 ein, das auf einer Welle 34 festgekeilt ist, welche mittels der Kurbelwelle ii (Abb. 6a) durch die Gewindezüge 35, 36 getrieben wird. Die Übersetzung ist so gewählt, daß die Schieber 15 mit halber Motordrehzahl umlaufen. Die Endschieber werden durch Zwischenräder 33a angetrieben, welche mit den Getriebezähnen auf den mittleren Schiebern in Eingriff stehen.The various slide 15 are simultaneously and. rotated evenly in the same direction by means of the pinion teeth 32 attached to the lower ends of the outer slide surfaces. The two middle slides engage in the manner shown in FIG. 6 in a gear wheel 33 which is keyed onto a shaft 34 which is driven through the threads 35, 36 by means of the crankshaft ii (FIG. 6a). The translation is chosen so that the slide 15 rotate at half the engine speed. The end slides are driven by idler gears 33a which mesh with the gear teeth on the middle slides.

Jeder Zylinder ist mit einer Einlaßöffnung 37 versehen und weist eine Auspufföffnung 38 auf; diese beiden Öffnungen sind mit den Ansaug-und Auspuffrohren 39 und 4o verbunden. In Abb. 8 ist mit 41 in gestrichelten Linien die Offnung des Schiebers 15 dargestellt. Beim Umlauf des Schiebers 15 wird sich die Öffnung 41 in den Pfeilrichtungen vorwärts bewegen. Sie nimmt zunächst die Stellung 41a ein, in welcher sich das Einlaßventil gerade öffnet, und dann. die Stellung 41d, in der der Einlaß gerade geschlossen wird. Sie wird ihre Drehung fortsetzen, bis sie wieder die Stellung 41 einnü",mt, in der der Auspuff teilweise geöffnet ist.Each cylinder is provided with an inlet port 37 and an exhaust port 38; these two openings are connected to the intake and exhaust pipes 39 and 4o. In Fig. 8, the opening of the slide 15 is shown with 41 in dashed lines. As the slide 15 rotates, the opening 41 will move forward in the directions of the arrows. It first assumes the position 41a, in which the inlet valve is just opening, and then. the position 41d in which the inlet is about to be closed. It will continue to turn until it returns to position 41, in which the exhaust is partially open.

In den Stellungen 44 4ia und 41b befindet sich der Schieber 15 in seiner höchsten Lage, wobei die Einlaßöffnung während des gesamten Ansaughubes geöffnet bleibt. Die Schließstellung 41b ist derart, daß die Öffnung am Ende dieses Saughubes geschlossen ist.The slide 15 is in the positions 44 4ia and 41b its highest position, with the inlet opening open during the entire intake stroke remain. The closed position 41b is such that the opening at the end of this suction stroke closed is.

Wenn jedoch der Schieber 15 gesenkt wird, so wird dessen Öffnung die Stellungen 41c, 41d, 41e einnehmen, welche die Einlaßöffnungen im wesentlichen auf dreiviertel, einhalb und einviertel abdecken. Dies ergibt sich- aus der Abschrägung oder dem diagonalen Ausschnitt der letzten aneinanderstoßenden Kanten der Öffnung 37 einerseits und der Öffnung 41 andererseits. Da der Einlaß 37 im wesentlichen der ganzen go'-Bewegung der Kurbelwelle entspricht, die den Ansaughub ausführt, so ergibt sich aus den vier gezeichneten Stellungen der Scbieberöffnung 41 in Abb. 8, daß die Einlaßöffnung um so eher geschlossen wird, als der Schieber 15 gesenkt wird.However, when the slide 15 is lowered, its opening will assume the positions 41c, 41d, 41e, which cover the inlet openings essentially to three quarters, one half and one quarter. This results from the bevel or the diagonal cutout of the last abutting edges of the opening 37 on the one hand and the opening 41 on the other hand. Since the inlet 37 corresponds essentially to the entire go'-movement of the crankshaft which executes the intake stroke, it follows from the four positions of the slide opening 41 in Fig. 8 that the inlet opening is closed all the sooner than the slide 15 is lowered.

Ferner ergibt sich, daß der Kopf 16 in entsprechender Weise gesenkt wird, so daß der Zwischenraum zwischen dem Zylinderkopf und dem oberenTeil des Kolbens um so kleiner wird, je eher die Öffnung geschlossen wird. Dies hat zur Folge, daß eine gleiche und konstante Schlußkompression für alle Stellungen des Schiebers erzielt wird.It also follows that the head 16 is lowered in a corresponding manner so that the clearance between the cylinder head and the top of the piston the sooner the opening is closed, the smaller it becomes. This has the consequence that an equal and constant final compression achieved for all positions of the slide will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Internal combustion engine with rotatable pipe slide between piston and cylinder, in which, depending on the gas control, the Compression space is variable, characterized in that the pipe slide (i5) is provided with a floor (i6) closing off the combustion chamber and for the purpose of Filling control of the machine executes a vertical movement in addition to its rotation, whereby the compression space and the gas throttling are changed at the same time. z. Internal combustion engine according to claim x, characterized in that the slide opening and the intake port in the cylinder (i4) extends diagonally so that the intake port (37) is closed sooner than the pipe slide (i5) is lowered. 3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the gate opening extends to below the lowermost edge of the cylinder inlet opening (37). q .. Internal combustion engine according to claim z, characterized by a rotatable on the pipe slide (z5) attached adjusting ring (25), the circumference of which partially has worm flights, partially has drive teeth (28) which are in engagement with a rack (2g), by swinging the slide (i5) up and down in the longitudinal direction is moved.