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Steuerung für Brennkraftmaschinen Durch das Patent 521 394 ist eine
Steuerung für Brennkraftmaschinen mit im Zylinderkopf ineinanderliegenden Kolbenschiebern
geschützt. Der Auslaß wird hierbei von dem durch einen Kniehebel bewegten äußeren
der beiden Kolbenschieber gesteuert. Die Regelung des Einlasses wird durch den inneren
Kolbenschieber bewirkt, dessen Verschiebung zur Freigabe der Einlaßöffnungen durch
den während des Ansaughubes im Zylinder herrschenden Unterdruck hervorgerufen wird.
Die Schließbewegung des Einlaßschiebers wird durch den Kompressionsdruck und eine
Rückdrückfeder bewirkt, die für einen rechtzeitigen Abschluß des Einlaßschiebers
sorgt und damit einen Verlust an Kompression oder ein Zurückschlagen der Flamme
in den Vergaser verhindert. Auf der Rückdrückfeder ruht also zum großen Teil die
Betriebssicherheit des Motors, was mit Rücksicht auf die leichte Zerbrechlichkeit
einer Feder nachteilig ist.
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Dieser Nachteil wird bei Brennkraftmaschinen mit mehreren, paarweise
angeordneten Zylindern erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in einer Kammer des
Auslaßschiebers eines jeden Zylinders ein axial verschiebbarer und mit dem Einlaßventil
verbundener Kolben angeordnet ist, unter welchen zwecks Schließung des Ventils Druck-Luft
geführt wird, deren Verdichtung durch den Auslaßschieber des benachbarten Zylinders
bei seinem Aufwärtsgang in einer Kammer des Zylinderkopfes erfolgt.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß jedesmal, wenn der Auspuff des
einen Zylinders sich öffnet, der Einlaß des anderen sich schließt. Um nun ein Arbeiten
des Motors in der beabsichtigten Weise herbeizuführen, sind jedesmal zwei Zylinder
zusammen nebeneinander angeordnet. Dadurch wird auch gleichzeitig die Anordnung
der Leitungen, die beide Zylinder verbinden,- vereinfacht.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Motors
nach der Erfindung.
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Fig. i und 2 sind Teilansichten im senkrechten Schnitt durch die beiden
linken Zylinderköpfe eines Vierzylindermotors und zeigen die Verteilungsorgane in
verschiedenen aufeinanderfolgenden Stellungen.
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Fig. 3 zeigt einen teilweise geschnittenen Grundriß in Höhe der Einlaßleitungen
und -schlitze, und zeigt außerdem die Zylinder ohne die Verteilungsorgane.
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Der Zylinderblock i des Motors enthält vier Zylinder, von denen zwei
Zylinder 2 und 2' dargestellt sind. Die beiden anderen
Zylinder
und ihre Verteilungsorgane sind den beiden dargestellten gleich, und bedarf es daher
nicht ihrer eingehenden Beschreibung.
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Jeder Zylinder trägt im Kopf eine Schieberbüchse 3, 3', deren unterer
Rand die Auslaßschlitze 4., q.' steuert und die selbst in. der im Hauptpatent beschriebenen
Weise durch einen Kniehebel, der auf die Stoßstange 5, 5' wirkt, die im Boden der
Büchse festgeschraubt ist, gesteuert wird. Das Innere jeder Schieberbüchse3, 3'
steht mit den Einlaßleitungen6, 6' durch die Schlitze 7, 7', die die Wand des Zylinders
durchbrechen, und entsprechenden Schlitzen 8, 8', die durch die Wandung der Büchse
führen, in Verbindung. Die Verbindung zwischen dem Inneren der Büchse 3, 3' und
dem Inneren der Zylinder 2, 2' wird durch ein Einlaßorgan in Form eines Ventiltellers
9, 9' gesteuert. Dieser kann sich auf die untere Öffnung der Büchse auflegen und
so den Einlaß abschließen, oder er hebt sich infolge des Unterdruckes im Zylinder
von der Öffnung der Büchse ab und läßt die aus den Leitungen 6, 6' kommenden frischen
Gase in den Zylinder einströmen.
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Bis hierher ist die Bauart sinngemäß dieselbe, wie die in, dem Hauptpatent.
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Sie unterscheidet sich aber dadurch von dieser, daß über jeder Schieberbüchse
3, 3' eine Kammer i i, i i' angeordnet ist, die gegen die Außenluft durch eine Deckelplatte
i o, i o' luftdicht abgeschlossen ist. Oberhalb der Einlaßschlitze 8, 8' ist jede
Büchse 3, 3' mit einer Scheidewand i->, 1:2' versehen, die im Innern der Büchse
eine Kammer 13, 13'
bildet, in der ein kleiner Kolben i4., 14' hin und her
gleiten kann, der mittels der hohlen Ventilstange 15, 15' mit dem
Einlaßventil9, 9' verbunden ist. Die Kammer 13 der Büchse 3 ist mit der Kammer i
i' im oberen Teil des danebenliegenden Zylinders 2' durch einen Schlitz 16
der Büchse 3, eine entsprechende Öffnung 17 in der Wand zwischen den Zylindern
und eine gebogene Leitung i8', die in einer Verdickung i g' des Deckels i o' liegt,
in ständiger Verbindung. Umgekehrt steht die Kammer 13' der Büchse 3' dauernd
mit der Kammer i i im oberen Teil des Zylinders 2 durch einen Schlitz 161 und Leitungen
17' und 18, die in Fig. 3 im Grundriß gezeigt sind, in Verbindung.
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Die Zylinder 2, 2' arbeiten zusammen, für die beiden anderen Zylinder
des Motors, die nicht dargestellt sind, gilt dasselbe. Wenn der Motor sechs oder
acht Zylinder hätte, wären also drei oder vier Gruppen von je zwei verbundenen Zylindern
nötig. Die Kolben der Zylinder 2, 2' der ersten Gruppe sind auf derselben Kröpfung
der Kurbelwelle und die der beiden Zylinder der zweiten Gruppe auf einer um i8o°
gegen die der ersten Gruppe versetzten Kröpfung der Kurbelwelle angelenkt. Die Steuerung
des Motors ist so eingestellt, daß der Einlaßhub in einen Zylinder der einen Gruppe
mit dem Ausdehnungshub des anderen Zylinders derselben Gruppe zusammenfällt, während
die beiden Zylinder der anderen Gruppe auspuffen und verdichten.
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In dem in Fig. i dargestellten Falle beendet der Zylinder 2' seinen
Einlaßhub und der Zylinder 2 seinen Ausdehnungshub. Die beiden Schieberbüchsen 3,
3' werden in diesem Augenblick durch ihre entsprechenden Kniehebel in ihrer Lage
festgehalten und verschließen die Auslaßschlitze 4,4!. Das Einlaßventil 9 wird durch
den Ausdehnungsdruck im Zylinder :2 geschlossen gehalten, während das Einlaßventil
9' durch den im Zylinder 2' herrschenden Unterdruck offen gehalten wird. Die Verteilungsorgane
der Zylinder der zweiten, nicht dargestellten Gruppe nehmen dann die entsprechenden
Stellungen für Auspuff und Verdichtung, wie in Fig. 2 für die Zylinder 2, 2' dargestellt,
ein.
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Im folgenden Zeitabschnitt (Fig. 2) kommt der Zylinder 2 zum Auspuffen
und der Zylinder 2' zum Verdichten. Der Kniehebel des Schiebers 3 wird jetzt durch
seinen Nocken entriegelt, wie es in dem Hauptpatent beschrieben ist. Der Hebel kann
jetzt einknicken und gestattet. dem Schieber 3, daß er durch die verbrannten Gase
zurückgetrieben wird und so die Auslaßschlitze q. freigibt (Fig. 2). Bei seiner
Aufwärtsbewegung wirkt der Schieber 3 in der Kammer i i wie ein Kolben, so daß die
Luft oder das Gas, die diesen Raum erfüllen, unter Druck durch die Leitungen 18
und 17' in die Kammer 13' des Kopfes 3' des Zylinders 2' unterhalb
des kleinen Kolbens 1q.' geleitet wird. Der Druck hebt diesen Kolben, der bei seiner
Aufwärtsbewegung den hohlen Schaft 15' und damit das Ventil g' mitnimmt.
Dieses setzt sich auf seinen Sitz und schließt dieEinlaßöffnung ab. Diese Schließbewegung
des Ventiles 9' wird durch die Verdichtung der frischen Gase in dem Zylinder2' unterstützt,
deren Druck dann das Ventil geschlossen hält. Im Betrieb wird man den Auspuff etwas
früher öffnen, derart, daß das Schließen des Einlaßventiles sich gerade in dem Zeitraum
zwischen Einlaß und Verdichtung oder ein wenig vor letzterer vollzieht.
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Am Ende des Auspuffes in Zylinder 2 sinkt der Schieber 3 infolge seiner
Schwere bzw. unter Eimvirkung seines Kniehebels herab. Hierbei verdeckt er die Auslaßschlitze
.I. Die Luft oder das Gas, die in der Kammer 13'
zusammengedrückt sind, dehnen
sich wieder aus, wenn sie in die Kammer i i zurückkominen, aber das Ventil 9' wird
davon nicht beeinflußt
und bleibt unter dem Druck des im Zylinder
2' verdichteten Gases geschlossen. Zu gleicher Zeit öffnet sich das Einlaßventil
9 infolge des Unterdruckes im Zylinder 2, der ansaugt. Die Luft wird aus der Kammer
13 durch den Kolben 14 in die Kammer i i' befördert, wo sie ohne weitere Wirkung
zusammengedrückt wird.
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Ist die Ausdehnung in dem Zylinder?,' beendet, so wird der Schieber
3' dieses Zylinders durch die verbrannten Gase zurückgedrückt und gibt die Auslaßschlitze
4' frei; bei seiner Aufwärtsbewegung drückt er die Luft aus der Kammer i i' durch
die Leitungen 18' und 17 in die Kammer 13 des Schiebers 3, wobei der Druck den Kolben
14 hebt, der das Ventil 9 auf seinen Sitz zieht und so den Einlaß des Zylinders
2 schließt und diesen zur Verdichtung vorbereitet.
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Der Kreis der vier Hübe schließt sich mit dem Verdichtungshub in Zylinder?-
und dem Auspuffhub in Zylinder 2'; dann befinden sich die Teile wieder in der Stellung
für Ausdehnung im Zylinder 2 und Einlaß in Zylinder 2', wie es in Fig. i gezeigt
ist.
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Dieselbe Arbeitsfolge vollzieht sich in den beiden anderen, nicht
dargestellten Zylindern des Motors, so daß man sie ohne weitere Erklärungen versteht.
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Die beschriebene pneumatische Steuerung der Schieber hat den Vorteil,
daß die Rückholfedern fortgelassen werden können, die ein sehr plötzliches Schließen
und Öffnen der Ventile bedingen. Um zu verhindern, daß die Luft oder das Gas, die
sich oberhalb der Kolben 14 befinden, Luftpolster in dem oberen Teil der Kammer
13 bilden und das Schließen der Ventile 9 verhindern würden, steht dieser Teil der
Kammer 13 mit dem inneren Raum der Schieber durch das Innere der hohlen Ventilschäfte
15 und durch die Schlitze zo am unteren Ende der Schäfte in Verbindung. Die in den
Kammern i i und 13 durch die Schieber zusammengepreßte Luft wirkt als Luftpuffer
am Ende des Auspuffhubes und vermeidet so schädliche Stöße der Anschläge an den
Knieliebeln. y "