DE688744C

DE688744C - l running, reversible four-stroke injection internal combustion engines

Info

Publication number: DE688744C
Application number: DE1935M0132871
Authority: DE
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1935-12-10
Filing date: 1935-12-10
Publication date: 1940-02-29

Description

In stehender Blockkonstruktion ausgeführte schnell laufende, umsteuerbare Viertakteinspritzbrennkraftmaschinen Die Steigerung der Drehzahl hzw, der Schnellaüf der Brennkraftmaschine, kleiner oder mittlerer Leistung erfordert eine Reihe von Sondermaßnahmen. So, ist es notwendig, bei solchen Maschinen verdrefisteife Kurbelwellen vorzusehen, damit nach Möglichkeit die Betriebsdrehzahlen nicht in die die Maschine gefährdenden kritischen Schwingungsgebiete zu liegen kommen. Dies bedingt möglichst kleine Zylinderabstände.Fast running, reversible ones made in upright block construction Four-stroke injection internal combustion engines The increase in speed hzw, the Schnellaüf the internal combustion engine, small or medium power, requires a number of Special measures. So, it is necessary for such machines to have torsionally rigid crankshafts to ensure that the operating speeds do not interfere with the machine if possible dangerous critical vibration areas come to rest. This requires as much as possible small cylinder distances.

Der Schnellauf der Maschinen erfordert fern-er gute Schmierung und geringe Massen der Steuerungsteile. Dies wird mit einfachsten Mitteln erreicht, wenn man die Steuerwelle, wie an sich bekannt, in den Kurbelraum legt und die Ventile unmittelbar über Rollenstößel und Stoßstangen antreibt.The high speed of the machines also requires good lubrication and low masses of the control parts. This is achieved with the simplest means, if you put the control shaft, as is known per se, in the crankcase and the valves drives directly via roller tappets and bumpers.

Die 'Verbrenn-,ingsvorgänge bei schnell laufenden Motoren werden stark beeinflußt durch die Längeder Brennstoffleitungen, weil die Flüssigkeitssäule in der Druckleitung ein schwingungsfähiges System darstellt.The combustion processes in high-speed engines become strong influenced by the length of the fuel lines because the liquid column is in the pressure pipe is a vibratory system.

Am besten sind daher möglichst kurze und gleich lange Druckleitungen, wds bei Einzelpumpen leicht zu erreichen ist. Die Anordnung von Einzelpumpen, die an sich bekann:t ist, bringt wiederum den unnättelbaren. Antrieh dieser Pumpen von der Steuerwelle aus mit sich.It is therefore best to have pressure lines that are as short as possible and of the same length, wds is easy to reach with single pumps. The arrangement of single pumps that known in itself: t is, in turn, brings the unsaddled. These pumps were powered by the steering shaft out with itself.

Beim Anlassen der Maschinen treten allgemein starke Zündstöße auf. Diese können verringert werden, wenn die eingespritzte Brennstoffmenge, wie ebenfalls bereits bekannt ist, beim Anlassen verkleinert wird und der Einspritzbeginn spätergelegt wird.When the engine is started, strong ignition surges generally occur. These can be reduced if the amount of fuel injected, as well is already known, is reduced when starting and the start of injection is set later will.

Um beim Unisteuern, Fehler in der Bedienung zu. verhindern, müssen, falls mehrere Bedienungshebel vorhanden sind, diese gegenseitig verblockt sein. Solche Verbleckungsei.nrichtungen gehören ebenfalls zum All- gemeingut der Technik.In order to avoid errors in the operation of the university. prevent, if there are several operating levers, they must be mutually interlocked. Such Verbleckungsei.nrichtungen also part of the all-common art.

Das Anlassen bei umsteuerbaren Motoren erfolgt in der Regel mittels Druckluft. Die Steuerung der Anlaßventile im Zylind-erkopf kann entweder mechanisch oder mittels Druckluft erfolgen. Anzustreben ist auf jeden Fall die mechanische Steuerung, da dieselbe vor allen Ding-en betriebssicherer ist und sich unter Umständen auch einfacher bauen läßt. Es muß daher eine einfache und betriebssichere Umsteuerun#g für rasch laufende Brennkraftmaschinen kleiner oder mittlerer Leistung folgenden Forderungen gerecht werden: i. Kleinstmöglicher Zylinderabstand, 2. reichliche Schmierung der Nocken und Rollen, 3. geringe Massen der zu bewegenden Steuerungsteile, 4. Einzelbrennstoffpumpen, unmittelbar von der Steuerwelle aus angetrieben, 3. gegenseitige Verblockung der Bedienun- gshebel, 6. Vernieidung zu hoher Zünddrücke beim Anlassen der Maschine, 7. mechanisch gesteuerte Anlaßventile.Reversible motors are usually started using compressed air. The starter valves in the cylinder head can be controlled either mechanically or by means of compressed air. In any case, the mechanical control is to be aimed for, since it is above all more reliable in operation and, under certain circumstances, can also be built more easily. A simple and reliable reversal for high-speed internal combustion engines of small or medium power must therefore meet the following requirements: i. Smallest possible cylinder spacing, 2. Abundant lubrication of the cams and rollers, 3. Low masses of the control parts to be moved, 4. Individual fuel pumps, driven directly by the control shaft, 3. Interlocking of the operating levers, 6. Avoidance of excessive ignition pressures when starting the Machine, 7. mechanically controlled starting valves.

Es sind Umsteuervorrichtungen für Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen die für Vohrwärts- oder Rückwärtslauf notwendigen Steuernocken (Schrägnocken) lediglich durch Verschieben der Steuerwelle eingeschaltet werden. Hierbei ergeben sich zur Betätigung der Ventile (Anlaß, Einlaß und Auslaß) und der Brennstoffpumpe eine Halt- und je eine Betriebs- und Anlaßstellung für beide Drehrichtungen, zusammen fünf Stellungen. Diese erfordern für die Nocken bzw. Steuerwelle groß#e Verschiebewege, die baulich nur bei solchen Maschinen unterzubringen sind, die einen großen Zylinderabstand haben.There are known reversing devices for internal combustion engines where the control cams (inclined cams) required for forward or reverse operation can only be switched on by moving the control shaft. Result here to operate the valves (starter, inlet and outlet) and the fuel pump one stop and one operating and starting position for both directions of rotation, together five positions. These require large displacement distances for the cam or control shaft, which can only be structurally accommodated in machines that have a large cylinder spacing to have.

Derartige Umsteuervorrichtungen können daher die Forderung zu i nicht erfüllen, während sich die übrigen Forderungen verwirklichen lassen.Such reversing devices can therefore not meet the requirement for i meet, while the other requirements can be realized.

Bei anderen bekannten Umsteuervorrichtun,-en (mit abliebbaren Rollen), bei welcher je ein Nocken für Vorwärts- und Rückwärtslauf vorhanden ist, werden die Rollen der Lenkerhebel in der Haltestellung durch Drehen einer Hilfswelle von dem zugehörigen Nocken abgehoben und in der Betriebs- bzw. Anlaßstellung g nac li Verschiebung der Steuerwelle auf die entsprechenden Nocken wieder aufgesetzt. Diese Ausführung mit abliebbaren Rollen kann zwar die Forderungen zu 1, 4, 5, 6 und 7 erfüllen, jedoch nicht die Forderungen zu 2 und 3, die bei hohen Motordrehzahlen unbedingt zu berücksichtigen sind.In other known reversing devices (with optional rollers), in which there is one cam each for forward and reverse rotation, the rollers of the handlebars are lifted in the holding position by rotating an auxiliary shaft from the associated cam and in the operating or operating position. Starting position g after li displacement of the control shaft placed on the corresponding cams again. This version with optional rollers can meet the requirements for 1, 4, 5, 6 and 7 , but not the requirements for 2 and 3, which must be taken into account at high engine speeds.

Ferner sind Umsteuervorrichtungen bekannt, welche zwar die Forderungen zu 1, 2, 3, 5 und 6 erfüllen, bei denen aber die Anlaßventile nicht wie bei der Erfindung mechanisch, sondern pneumatisch betätigt werden und die Brennstoffpumpen nicht unmittelbar von der Steuerwelle aus angetriebene Einzelpumpen sind, sondern mit einer besonderen Welle angetriebene Brennstoffpumpen in Blackkonstruktion. Die Erfindung ermöglicht mit einfachsten Mitteln den Bau einer rasch lauf-enden, umsteuerbaxen Einspritzbrennkraftrnaschine kleiner und mittlerer Leistung in stehender Blockkonstruktien mit im Kurhelgehäuse verschiebbbar gelagerter Steuerwelle, deren Ein- und Auslaßnocken ineinandergreifende schräge Auflaufflächen mit nur z%vei Stellungen besitzen, mit unmittelbar üb#er Stößel angetriebenen Ventilen und einer Brennstoffpumpe je Zylinder, welche die unter i bis 7 angeführten Forderungen erfüllt. Sie besteht in der Kombination folg-ender, an sich einzeln bekannter Bauteile und Merkmale bei einer verdrehbaren, zur Steuerwelle parallelen Hilfswelle, näriflich, daß eine Einrichtung zum Blockieren der Steuerwelle, ferner Abflach-ungen zum Aufsetzen und Abheben der Brennstoffpumpenstmö.-ßel vorgesehen sind, und zwar derart, daß beim Anlassen die Brennstofförderung verringert und der Einspritzbeginn spätergestellt wird und daß je Zylinder eine Zungengabel angeordnet ist, durch welche die zweiteilige Stoßstange für das Luftanlaßventil in der Anlaßstellung verlängert und in der Bctriebs- und Haltestellung verkürzt wird.Furthermore, reversing devices are known which meet the requirements of 1, 2, 3, 5 and 6 , but in which the starting valves are not mechanically, as in the invention, but pneumatically operated and the fuel pumps are not driven directly by the control shaft. but with a special shaft driven fuel pumps in black construction. With the simplest means, the invention enables the construction of a fast-running, reversible internal combustion engine of small and medium power in upright block constructions with a control shaft that is slidably mounted in the crankcase, the inlet and outlet cams of which have interlocking inclined run-up surfaces with only z% vei positions, with directly over he tappet driven valves and a fuel pump per cylinder, which meets the requirements listed under i to 7. It consists in the combination of the following, individually known components and features in a rotatable auxiliary shaft parallel to the control shaft, of course, that a device for blocking the control shaft, and also flattening for placing and lifting the fuel pump capsules are provided In such a way that when starting the fuel delivery is reduced and the start of injection is set later and that a tongue fork is arranged per cylinder, through which the two-part push rod for the air inlet valve is extended in the starting position and shortened in the operating and holding position.

Die Zusammenfassung der 'die Erfindung bildenden, an sich bekannten Bauteile ergibt neben der Erfüllung der eingangs genannten Forderungen die Möglichkeit, mit einfachsten Mitteln eine- glatte, formschöne Maschine zu ,erhalt-en.The summary of the 'forming the invention, known per se In addition to fulfilling the requirements mentioned above, components provide the possibility of to obtain a smooth, elegant machine with the simplest means.

Eine Ausführungsfo-rni einer Umsteuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.An embodiment of a reversing device with the features according to the invention is illustrated in the drawing, for example.

Es zeigen: Abh. i die neue Umste.,tiervorriclitung im Aufriß auf die Breitseite der Maschine gesehen, Abb. 2 Ansicht auf die Schalthebel in der Haltstellung in PfeilrichtungE gesehen, Abb. 3 Gestänge zum nicht dargestellten Luftanlaßv,en-ti*d in der Anlaßstellung nach A-B geschnitten, -Abb. 4 den Brennstoffpumpenantrieb in der Anlaßstellung nach C-Di geschnitten.They show: Dep. I the new changeover, animal device in front view on the broad side of the machine, Fig. 2 View of the switch lever in the stop position, seen in the direction of arrow E, Fig. 3 Linkage to the air inlet valve (not shown), en-ti * d in the tempering position cut according to AB, -Fig. 4 cut the fuel pump drive in the starting position according to C-Di.

Darin bezeichnen i die verschiebbare Steuerwelle, 2 den Einlaßnocken, 3 den Auslaßnocken, 4 den Anlaßnocken und 5 den Brennstoffnocken für Vorlauf, 6, 7, 8 und 9 die gleichnainigen Nocke-u für Rücklauf. Sowohl bei den Einlaßnocken 2 und 6 als auch bei den Auslaßnocken 3 und 7 laufen die Hubkurven ineinander. io und i i sind die Stoßstangen für die nicht dargestellten Ein-und Auslaßventile, 12 die Stoßstange für das Anlaßventil mit der Verlängerung 13. 14 ist die Brennstoffpurripe und 15 der Pumpenstößel. Mit 16 ist die verdrehbare Hilfswelle, mit 17 die Rastenscheibe, mit 18 die Querwelle, mit ig der Blockierungsriegel -und mit 2o die Schaltgabel zur Verschiebung der, Steuerwelle bezeichnet.Here i denote the sliding control shaft, 2 the inlet cam, 3 the exhaust cam, 4 the starter cam and 5 the fuel cam for flow, 6, 7, 8 and 9 the cam with the same name for return. Both in the inlet cams 2 and 6 and in the outlet cams 3 and 7 , the lift curves run into one another. io and ii are the bumpers for the non-illustrated inlet and outlet valves, the bumper 12 of the shut-off valve 13 with the extension 14, the Brennstoffpurripe 1 and 5 of the pump plunger. The rotatable auxiliary shaft is denoted by 16, the detent disc with 17 , the transverse shaft with 18, the locking bar with ig - and the shift fork for shifting the control shaft with 2o.

Die Abb, i und 2 zeigen die Haltstellinig der Maschine, geschaltet für Vorlauf. Soll die Maschine umgesteuert werden, so wird der Umsteuerliebel 2 1 in die Rücklaufstellung gebracht, wobei dem Riegel ig der Weg durch die Rast 22 freigegeben und die Steuerwelle i um die Strecke S verschoben wird. Soll die Maschine angelassen werden, so ist der Anlaßhehel 23 in die Anlaßstellung zu bringen. Hierbei ergibt sich für das Anlassen die ül Abb. 3 dargestellte Anlaßstellung. In dieser Stellung hat die Zungengabel 24 die Verlängerung 13 entgegen dem Druck der Feder 25 so weit nach unten verschoben, daß die Verlängerung 13 den Anlaßnocken 4 nahezu b:erührt.Fig, i and 2 show the stop position of the machine, switched for flow. If the machine is to be reversed, the Umsteuerliebel 2 1 is brought into the return position, the bolt ig the path through the catch 22 is released and the control shaft i is shifted by the distance S. If the engine is to be started, the starting lever 23 is to be brought into the starting position. This results in the tempering position shown in Fig. 3 . In this position, the tongue fork 24 has moved the extension 1 3 against the pressure of the spring 25 so far downwards that the extension 13 of the cam 4 cause almost b: erührt.

Nach dem Anlassen wird der Anlaßtebel 23 in die Betriebsstellung gebracht, wobei die Zungengabel 24 außer Eingriff kommt. Hierbei wird die Verlängerung 13 :durch die Feder 2 5 so, weit nach oben gehoben, bis der Anlaßnocken 4 bZW- 8 frei durchlaufen kann.After starting, the starting lever 23 is brought into the operating position, the tongue fork 24 disengaging. Here, the extension 13: is lifted far up by the spring 2 5 until the starter cam 4 or 8 can pass freely.

Die Verlängerung 13 behält diese Lage auch in der Haltstellung bei.The extension 13 also maintains this position in the stop position.

Eine Schaltung mit dem Umsteuerhebel 2 1 ist nur möglich, wenn dex Anlaßhehel 23 auf Halt steht, und eine Schaltung mit dem Anlaßhebel 23 ist nur möglich, wenn der Umsteuerhebel 21 in einer Endstellung (für Vor-oder Rücklauf). sich befindet. In jeder anderen Hebelstellung blockieren sich Rastenscheibe 17 und Riegel ig gegenseitig.Switching with the reversing lever 2 1 is only possible when the starter lever 23 is on hold, and switching with the starting lever 23 is only possible when the reversing lever 21 is in an end position (for forward or reverse). located. In any other lever position, the detent disk 17 and latch block each other.

Die Hilfstvelle 16 besitzt Abflachungen 26, durch welche der Plungerhub der Brennstoffpumpe 14 und das Rollenspiel beim Drehen der Hilfswelle 16 verändert werden kann. Nachdem die Hilfswelle mit'nur einem Hebel, dem Anlaßhebel 23, betätigt wird, ist die Einrichtung so getroffen, daß beim Einschalten des Luftanlaßventils in der Anlaßstellung gleichzeitig die zu fördernde Brennst-offm-enge durch Verkleinerung des Pumpenhubes verringert wird.The auxiliary shaft 1 6 has flats 26 through which the plunger stroke of the fuel pump 14 and the role play when rotating the auxiliary shaft 16 can be changed. After the auxiliary shaft is actuated with only one lever, the starter lever 23, the device is made such that when the air inlet valve is switched on in the starter position, the fuel quantity to be delivered is simultaneously reduced by reducing the pump stroke.

Claims

PATENT CLAIM: High-speed, reversible four-stroke injection internal combustion engines of small and medium power with a slidingly mounted control shaft in the crankcase, the inlet and outlet cams of which are in one another and have inclined run-up surfaces with only two positions, in an upright block construction the valves are driven directly via tappets and a fuel pump is provided for each cylinder, characterized by a rotatable auxiliary shaft (16) parallel to the control shaft, on which a device for blocking the control shaft (i), as well as flats for placing and lifting the fuel pump , en, st, tappets (i5) are provided in such a way that the fuel delivery is reduced when the engine is started and the start of injection is set later and on which a tongue fork (24) is arranged for each cylinder. which the two-part bumper for the air inlet valve is extended in the starting position and shortened in the operating position and holding position.