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Steuerluftzuleitungen für die Anlaßventfle von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung der Steuerluftleitungen bei mehrzylindrigen
Brennkraftmaschinen, insbesondere Vielzylindermaschinen sehr großer Abmessungen,
bei denen die Anlaßventile durch Druckluft von einem gemeinsamen Verteilerblock
aus gesteuert werden. Dabei werden die Luftzuführungen infolge des ungleichmäßigen
Abstandes der Zylinder vom Verteiler verschieden lang, s'o daß sich Verschiebungen
in den öffnungs- und Schließzeiten der einzelnen Anlaßventile gegeneinander ergeben,
die imInteresse eines guten,geregelten Anfahrens der Maschine vermieden werden müssen.
Auch die Verwendung von Leitungen verschiedenen Durchmessers, wobei die zu den entfernter
liegenden Zylindern führenden längeren Leitungen eine größere lichte Weite besitzen
müßten als die anderen, ist unzweckmäßig' weil dann der Verbrauch an wertvoller
hochggspannter Luft zu groß wird. Die Steuerluft kann nämlich jeweils nur einmal
verwendet werden, da. alle Leitungen bei jedem Ventilhub abwechselnd be- und entlüftet
werden.
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Um an Anlaßluft zu sparen, kann man alle Steuerluftleitungen
mit einem gleichen und verhältnismäßig kleinen Durchmesser ausführen und die Gleichmäßigkeit
der Steuerung aller Anlaßventile durch gleich lange Leitungen zu erreichen suchen,
indem man die zu den Anlaßventilen der näher liegenden Zvlinder führenden Leitungen
durch Krümmungen oderWindungen künstlichverlängert. Man erreichtdamit zwar einezeitlicheGleichmäßigkeit
der Steuerung der Anlaßventile bei nicht zu hohem Luftverbrauch; es verzögert sich
aber dadurch die Auswirkung des Steuervorganges auf die Anlaßventile wegen der langen
engen Leitungen in unerwünschter Weise.
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Die Erfindung bezweckt, zwischen den verschiedenen Einflüssen den
bestmöglichenAusgleich zu schaffen. Sie besteht darin, daß zwecks Zuführung der
Luft zu den einzelnen Ventilen in gleichen Zeitabschnitten und zwecks gleichmäßiger
Steuerung der Ventile die Durchmesser der einzelnen Leitungen nach Maßgabe der Eigenschaften
der Luft (Veränderung des Volumens, der Reibung u. dgl.) insofern verschieden groß
bemessen sind, als für den oder die nahe am Verteilerblock liegenden Zylinder eine
einzige geringe Lichtweite und für die entfernter liegenden Zylinder eine nach den
Anlaßventilen zu stufenweise abnehmende Lichtweite vorgesehen ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung an einemAusführungsbeispiel
dargestellt. Die Abbildung zeigt die Längsansicht einer Vierzylinderdieselmaschine,
bei der die Zylinderdeckel mit al, al, al, a4 bezeichnet
sind,
auf denen entsprechend die Anlaßventile bl, b:!, b3, b4 angeordnet sind.
Von einer gemeinsamen Anlaßluftleitung c zweigen kurze Teilleitungen d.1, d2,
d3, d 4 ZU# den einzelnenAnlaßventilen ab. Eine -,%,eitere,' Anlaßluftleitung
e führt von dem Ende def',' ersten Leitungc zum Verteilerblockf. Dieser enthält
die Steuerschieber für die Betätigung der Anlaßventile; dementsprechend führt
je
eine Steuerluftleitung gl, g2, g3, g4 VOM Verteilerblock
zu den verschiedenen Anlaßventilen. Der Steuerungsantrieb für die Steuerschieber
erfolgt von der Kurbelwelle lt der Maschine aus über ein Kegelräderpaar
i, k
und eine Steuerstatige in.
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Die Steuerluftleitungen gl, g2, g3, g4 sind je
nach ihrer
Länge mit gleichbleibender oder mit stufenweise sich ändernder lichter Weite ausgeführt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat also die kürzeste Leitung gl, die zu
dem Anlaßventil bl des dem Verteilerblock am nächsten gelegenen Zylinders führt,
einen gleichbleibenden, und zwar verhältnisinäßig geringen Durchmesser. Die beiden
nächstlängeren Leitungen g2 und g3 sind je
einmal und die längste
Leitung g4 ist zweimal im Durchmesser derart abgestuft, daß der engste Leitungsquerschnitt
jeweils auf der Seite des Anlaßventils liegt. Damit die Steuerung der Anlaßventile
in der gewünschten Weise erfolgt, müssen bei der Bemessung der Querschnitte der
Steuerluftleitungen die Faktoren berücksichtigt werden, die maßgebend sind für die
Zeit, nach der die an dem einen Ende der Leitungen von den Steuerschiebe#rn kommende
Druckluft sich an ihrem anderen Ende auf die Anlaßventile auswirkt.
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In einer Leitung, die mit Rücksicht auf ein möglichst geringes, zu
ihrer Auffüllung erforderliches Luftvolunien eine kleine lichte Weite hat, ist die
Reibung der durchströmenden Luft an der Innenwand der Leitung wegen der im Verhältnis
zum Luftvolumen sehr großenWandfläche entsprechend groß. Dieser Reibungswiderstand
hemmt nun aber die Strömungsgeschwindigkeit der Druckluft. Daher muß je nach
den vorliegenden Verhältnissen untersucht werden, wo der beste Ausgleich zwischen
den einander widerstreitenden Bedingungen eines mäßigen Druckluftverbrauches und
einer angemessen kurzen Zeitspanne von der Betätigung der Steuerschieber bis zur
Auswirkung der Stenerluft auf die Anlaßventile liegt. Dazu kommt noch die Forderung,
daß die Steuerung der einzelnen Anlaßventile trotz der verschiedenen Entfernungen
der einzelnen Zylinder vom Verteiler möglichst gleichmäßig erfolgen muß.
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Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen .ist es vorteilhaft, sämtliche
Steuerluftleitungen ihrer Einmündung in die Anlaßventile
| gleichem Durchmesser auszuführen, der |
| aus der beabsichtigten Anhubgeschwin- |
digkeit des Anlaßventils ergibt. Die bei den längeren Leitungen zu wählenden Abstufungen
stellt man am besten versuchsmäßig fest. Der rechnungsmäßigen Bestimmung stellen
sich dadurch Schwierigkeiten entgegen, daß der Strömungswiderstand von dein Leitungsdurchmesser
und dem Gesetz der eintretenden Expansion der Luft abhängt. Es hat sich gezeigt,
daß man den letzten und engsten Teil zweckmäßig so lang macht, daß er eine Luftmenge,
die -bei atmosphärischem Druck die ganze Leitung zwischen Steuerschieber und Anlaßventil
ausfüllt, nach ihrer Verdichtung auf den Druck der Anlaßluft gerade aufnehmen kann.