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Steuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf gemischverdichtende oder nach dem Dieselverfahren arbeitende Zweitaktbrennkraftmaschinen,
bei denen der Einlaß und Auslaß durch den Kolben und einen vorzugsweise rohrförmigen
Schieber unsymmetrisch zum unteren Totpunkt gesteuert werden, und besteht im wesentlichen
in der Anordnung von zwei Gruppen von Einlaßöffnungen, von denen die eine Gruppe
von Einlaßöffnungen nur durch den Kolben symmetrisch zum unteren Kolbentotpunkt
und die andere Gruppe von Einlaßöffnungen unsymmetrisch durch den Kolben uifd den
Schieber gesteuert wird, .insbesondere derart, daß sie noch nach dem Schluß der
ersten Einlaßgrupp:e geöffnet bleibt.
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Durch die unsymmetrische Steuerung von Aus- und Einlaß kann. eine
wesentlich wirksamere Spülung und ein höherer effektiver Mitteldruck als bei symmetrischer
Steuerung erzielt werden.
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Gegenüber bekannten Einrichtungen mit unsymmetrischer Steuerung von
Aus- und Einlaß hat die erfindungsgemäße Anordnung mehrerer Gruppen von Einlal@öffnungen
den Vorteil, daß die Steuerzeiten trotz Anordnung nur eines Schiebers in einfacher
Weise abgestimmt bzw. geregelt werden können und eine zweckmäßige Aufeinanderfolge
mehrerer verschieden gerichteter oder unter verschiedenem Druck stehender Spülströme
bzw. eine zweckmäßige Teilung des Spül- und Rufladestromes ermöglicht wird. In der
Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in sechs Kurbelstellungen (Abt.
i bis 6) und im Querschnitt (Abt. 7) nach Linie 7-7 der Abb. q. schematisch dargestellt.
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Es ist g das Zylindergehäuse, k der Kolben und s ein zum Kolben konzentrischer
Steuerschieber. Die Auslaßleitung ist mit a, die Haupteinlaßöffnungen im Zylindergehäuse
mit e, die Nebeneinlaßöffnungen mit e' bezeichnet. Zur Steuerung des Auslasses
dienen des weiteren die im Schieber vorgesehenen Ö fnungen a, und zur Steuerung
des Nebeneinlasses die ebenfalls im Schieber angeordneten öffnungen,es . Sowohl
die öffnungen a, als auch die Ofinung es' wirken mit der Oberkante des Kolbens zum
Eröffnen und Schließen der Öffnungen a und e' derart zusammen, daß der den Arbeitskolben
umschließende Rohrschieber eine im wesentlichen gegenläufige Bewegung zum Kolben
ausführt. Diese gegenläufige Bewegung von Kolben und Schieber ergibt den Vorteil,
daß das Schließen bzw. das Eröffnen der Zeitquerschnitte mit erhöhter Geschwindigkeit
vor sich geht, was man bisher in bekannter Weise durch Anordnung von Doppelschiebern
zu verwirklichen gesucht hat. Der Antrieb des Schiebers erfolgt z. B. mittels Exzenter,
wozu in einfacher Weise die Wangen der Kurbelkröpfung dienen können.
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Im Gegensatz zum Auslaß und zum Nebeneinlaß, welche gemeinsam durch
den Kolben
und dcii Schieber gesteuert werden, erfolgt die Steuerung
des Haupteinlasses e allein durch den Kolben. Der Schieber ist zu diesem Zweck,
wie die Abb. 4. und 7 zeigen; an den Stellen der Haupteinlaßöfnungen.`e, durch üniiutigetir
ausgespart, während ds Gehäuse ä die üffnungen e uinseliließenden, rriitihni bei
der Herstellung oder nachträglich fest verbundenen Ansätze lt besitzt, welche nach
innen in die Aussparungen r des Schiebers bis zur Kolbenlauffläche vorspringen.
Die Aussparungen können z. B. als geschlossene oder nach oben oder unten offene
Schlitze ausgeführt und müssen mindestens derart bemessen sein, daß der Schieber
seinen vollen, dem Durchmesser des inneren Kurbelkreises entsprechenden liub unbehindert
durch dte Ansätze k ausführen kann.
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Wie Abb.7 zeigt, sind im Ausführungsbeispiel die Auslaßkanäle im wesentlichen
radial gerichtet, während die Einlaßkanäle im Querschnitt im wesentlichen nach einem
dem Auslaß gegcniiberliegenden mittleren Punkt J1 gerichtet sind, so daß sich z.
B. bei schräg zum Zylinderkopf gerichteten Eintrittskanälen eine O-irnstiäe Umkehrspülung
ergibt. Die Haupteinlaßschlitze e sind ferner tiefer als die N ebeneinlal3schlitzee'
angeordnet.
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Die Steuerung ist in den Abb. i bis 6 näher erläutert, wobei die Steuerpunkte
sämtlich auf den Kurbelkreis des. Kolbens bezogen sind. .
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In Abb. i ist der öffnungsbeginn des Auslasses a dargestellt. Der
Kurbelzapfen des Isolbeiis befindet sich im Punkt Ai, der Kurbelzapfen des Schiebers
in einem um den konstanten Winkel von nahezu i 8o" zurückliegenden Punkt BI des
kleineren Kurbelkreises. Die Bewegung des Kolbens ist nach unten, die des Schiebers
noch nach oben gerichtet. Die Kolbenoberkante und die Schieberöf-tnung a, werden
daher die Auslaßöffnung a beschleunigt freigeben. Der Haupteinlaß e ist noch vom
Kolben, der Nebeneinlaß e' vom Schieber bedeckt.
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Abb. 2 zeigt den Eröffnungsbeginn des Haupteinlasses e durch die Kolbenoberkante
im Kurbelpunkt El, Abb. ä den Eröffnungsbeginn des Nebeneinlasses e' durch die Schieberöffnung
e.,' im Kurbelpunkt Ei'. Während der Kurbelpunkt EI noch verhältnismäßig weit vom
unteren Kolbentotpunkt uT entfernt liegt, hat der Kolben beim Eröffnen des Nebeneinlasses
bereits den unteren Totpunkt überschritten. Der Schiebers befindet sich in schnellem
Abwärtsgang, der eine schnelle Eröffnung des Nebencinlassese' bewirkt, und hat die
Auslaßöffnung a schon von oben her teilweise abgedeckt.
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Der Abschluß des Auslasses erfolgt nun durch die gegenläufige Bewegung
des abwärts gehenden Schk°burs und des aufwärts gehenden Kolbens. Das Ende des Abschlusses
ist in Abb. ¢ dargestellt.. Der Kurbelzapfen des Kolbens befindet sih im Punkt A2.
Der Haupteinlaß e ist bereits teilweise wieder Aurch den Kolben abgedeckt, während
der Nebeneinlaß erst teilweise durch den Schieberschlitz es' geöffnet ist.
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In Abb. 5 wird der Haupteinlaß e kurz darauf in der Kurbelstellung
E, vom Kolben vollständig abgedeckt. Der. Nebeneinlaß e' befindet sich ungefähr
im Zustand größter Eröffnung.
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Abb.6 stellt schließlich den Augenblick des Abschlusses des Nebeneinlasses
e' im Kurbelpunkt E_>' dar. Da der Kolben eine verhältnismäßig schnelle Aufwärtsbewegung,
der Schieber eine verhältnismäßig schnelle Abwärtsbewegung besitzt, geht der Abschluß
des Nebeneinlasses schnell vor sich. Dies hat den Vorteil, daß noch kurz vorher,
wie z. B. Abb.5 zeigt, ein sehr großer öffnungsquerschnitt freigelegt werden kann
und infolgedessen ein wirksames Spülen bzw. Laden oder Nachladen möglich ist, daß
aber trotzdem der Zeitpunkt des Abschlusses nicht so spät erfolgt, daß die Einbringung
der Ladung gegen einen erheblichen Verdichtungsdruck erfolgen muß.
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In Abb.,4. ist auf dem Kurbelkreis des Kolbens das Steuerdiagramm
zusammenhängend dargestellt. Wie ersichtlich, öffnet die Auslaßöffnung A, in bezug
auf den unteren Kolbentotpunkt wesentlich früher, als der Auslaßschluß A2 nach dem
Totpunkt erfolgt. Unigekehrt wird der Einlaß in einem Punkt Ei vor dem unteren Totpunkt
eröffnet, der an diesen wesentlich näher herangerückt ist als der erst verhältnismäßig
spät nach dem Totpunkt erfolgende endgültige Abschlußpunkt E2' für den Einlaß. Das
Auslaßdiagranun Al -- A; - a und das Einlaßdiagramm Ei - E'_: überschneiden
sich daher in günstiger )leise, wie in Abb. 4 dargestellt.
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Das Einlaßdiagramm wird hierbei durch das symmetrisch zum unteren
Kolbentotpunkt liegende Steuerdiagramm E', - E2 = s des Haupteinlasses und durch
das stark unsymmetrisch zum Totpunkt liegende Steuerdiagramm E,'- E2' = E' des Nebeneinlasses
. erzielt.
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Die Haupteinlaßschlitze können hauptsächlich zum Spülen, die Neben-
oder Zusatzein laßschlitze hauptsächlich zum Laden und Nachladen dienen.
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Als Lademittel kann, z. B. bei Dieselmaschinen, Luft, Gas oder, z.
B. bei Vergasermaschinen, Brennstoffgemisch verwendet werden, wobei in den letzteren
beiden Fällen durch die Haupteinlaßschlitze reine Spülluft, durch die Neben- oder
Zusatzschlitze dagegen Gas oder Brennstoffgemisch eingeführt werden kann.
Weiterhin
kann der Druck, mit dem die Ladeluft durch die Haupt- bzw. Hüfseinlaßschlitze eintritt,
je nach der Anordnung des Spülmittellieferers verschieden sein.
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Beim Ausführungsbeispiel ist ein Nachladen vorgesehen. Selbstverständlich
kann die gegenseitige Anordnung der Hauptsteuer= punkte Al, A2, Ei, E2, El', E'.'
auch so getroffen werden, daß E2 mit A2 zeitlich zusammenfällt, oder auch, daß der
Auslaß am spätesten abgeschlossen wird, ohne daß damit die oben beschriebene grundsätzliche
Lage der Einlaß- oder Auslaßzeiten aufgehoben wird.
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Der Schieber kann ferner infolge der unteren Lage der Steuerschlitze
so ausgebildet werden, daß er im wesentlichen mit den Steuerschlitzen a, und es
abschließt und nicht, wie in Abb. 4. dargestellt, in den Zylinderkopf eingreift.