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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von
Brennkraftmaschinen, die wenigstens einen Zylinder aufweisen und deren
jeweilige Brennkammer mit einem kohlenwasserstoffhaltigen Gemisch
unter Druck über eine von der Seite der Brennkammer durch ein
Ventil selbst verschlossene Leitung zum Einlaß bzw. zur Zufuhr
versorgt wird, wobei die Bewegung jedes Ventiles durch eine
Nocke gesteuert bzw. geregelt bzw. betätigt wird.
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Ganz besonders stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur
Abdichtung eines Schaftes eines Ventiles zur Verfügung, die bestimmt
ist, die Verluste von Kraftstoff aus dem Kanal zum Einlaß bzw.
zur Zufuhr in Richtung des Gehäuses, welches die Nocke bzw. die
Nocken umschließt bzw. einschließt, zu vermeiden.
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Man versucht, solche Verluste zu vermeiden, da sie insbesondere
zu der Verschmutzung bzw. dem Zusetzen des Gehäuses mit Nocken
und einer Verschlechterung des Öles, das in dem Nockengehäuse
enthalten ist, beitragen.
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Es ist bekannt, die Abdichtung von Ventilschäften mittels einer
Dichtung, welche den Ventilschaft umgibt und zum Beispiel auf
einem Führungselement des Schaftes des Ventiles angeordnet ist,
umgibt (siehe US-A-3,120,221).
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Die so verwendeten Dichtungen können sich verbrauchen, unter der
Wirkung der Bewegung des Ventiles selbst, der Temperaturen
beschädigt werden bzw. verloren gehen, derart, daß deren Funktion
zur Abdichtung nach einer bestimmten Betriebsdauer nicht mehr
(oder schlecht) erfüllt wird.
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Die vorliegende Erfindung schlägt insbesondere eine Lösung für
das vorerwähnte Problem zur Abdichtung vor.
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Tatsächlich hat die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur
Abdichtung zur Aufgabe, die bestimmt ist, die zuvor definierten
Verluste zu vermeiden.
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Die Vorrichtung zur Abdichtung gemäß der Erfindung kann eine
klassische Vorrichtung zur Abdichtung ersetzen oder ergänzen.
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Die Vorrichtung zur Abdichtung gemäß der Erfindung basiert auf
der Verwendung eines Gegendruckes.
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Es ist bekannt, einen Gegendruck oder einen zusätzlichen Druck
zu verwenden, um die Bewegung des Ventiles selbst zu
unterstützen. Zum Beispiel offenbaren die Dokumente US 1,361,109 oder
FR 2.641.336 Hilfsvorrichtungen zur Bewegung bzw. Verschiebung
eines Ventiles mittels eines Druckunterschiedes zwischen zwei
Volumina bzw. Rauminhalten.
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Auf unterschiedliche Weise weist der gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendete Gegendruck im wesentlichen eine Funktion
zur Abdichtung zwischen zwei Volumina bzw. Rauminhalten auf.
Tatsächlich wird die Bewegung bzw. Verschiebung jedes Ventiles
gemäß der vorliegenden Erfindung mittels einer Nocke oder einer
äquivalenten Einrichtung realisiert. Die zwei Funktionen,
Bewegung bzw. Verschiebung und Dichtigkeit bzw. Dichtheit überlagern
sich bzw. interferieren untereinander keineswegs, da die
Bewegung bzw. Verschiebung durch mechanische Einrichtungen erhalten
wird, während die Dichtigkeit bzw. Dichtheit durch im
wesentlichen pneumatische Einrichtungen einer unterschiedlichen
physikalischen Natur realisiert wird.
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Das System gemäß der vorliegenden Erfindung ist einfach, leicht
zu verwenden, folglich zuverlassig.
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Es benötigt keine besonders bedeutsame Transformation von
wesentlichen klassischen Elementen des Systems zum Einlaß bzw. zur
Zufuhr: Das Ventil (der Sitz des Ventiles), der Schaft des
Ventiles, die Einlaßleitung bzw. Zufuhrleitung, die Nocken, das
Nockengehäuse sind keineswegs modifiziert; deren entsprechenden,
seit langem bewährten und bekannten Funktionen bleiben folglich
unverändert.
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Die vorliegende Erfindung zielt insbesondere darauf ab, eine der
Funktionen, die mit der Einspritzung bzw. Injektion von
Kraftstoff in die Brennkammer verbunden ist, zu verbessern.
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Um dies zu ermöglichen, hat die vorliegende Erfindung eine
Vorrichtung zur Abdichtung eines Schaftes eines Ventiles, das durch
eine Nocke gesteuert bzw. geregelt bzw. betätigt wird, welche in
einem Nockenwellengehäuse einer Brennkraftmaschine mit
wenigstens einem Zylinder enthalten ist, zur Aufgabe.
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Gemäß der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zur Abdichtung eine
Leitung, die einerseits eine Leitung zum Einlaß bzw. zur Zufuhr
eines kohlenwasserstoffhaltigen Gemisches in eine Brennkammer,
welche durch ein Ventil verschlossen ist, und andererseits ein
Wellengehäuse mit Nocken verbindet, wobei die Vorrichtung
außerdem ein Rückschlagventil, das in der Leitung angeordnet ist,
umfaßt, um die Leitung in zwei Volumina bzw. Rauminhalte zu
trennen, wobei das erste Volumen bzw. der erste Rauminhalt mit
dem Gehäuse verbunden ist und eine unter Druck stehende
Kapazität bildet, die einen zu dem in der Einlaßleitung bzw.
Zufuhrleitung und in dem zweiten Volumen bzw. Rauminhalt herrschenden
Druck P2 größeren oder gleichen Druck P1 aufweist, wobei die
Vorrichtung bestimmt ist, die Verluste von Kraftstoff aus der
Einlaßleitung bzw. Zufuhrleitung in Richtung des
Nockenwellengehäuses zu vermeiden.
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Gemäß einem Ausführungsmodus der Erfindung ist das zweite
Volumen bzw. der zweite Rauminhalt mit einer Gehäuse-Pumpe eines
Zylinders der Brennkraftmaschine verbunden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsmodus der Erfindung ist das
zweite Volumen bzw. der zweite Rauminhalt mit einem zum Zylinder
externen Verdichter bzw. Kompressor verbunden.
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Gemäß einem besonderen Ausführungsmodus der Erfindung ist die
Einlaßleitung bzw. Zufuhrleitung mit komprimierter Luft versorgt
und umfaßt einen pneumatischen Injektor für Kraftstoff, derart,
daß das Ventil ebenso wie ein pneumatischer Injektor wirkt, um
den Kraftstoff in der Brennkammer zu zerstäuben.
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Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert, wobei weitere
Einzelheiten und Verbesserungen anhand der Lektüre der
nachfolgenden beispielhaften und nicht beschränkenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen verdeutlicht
werden, wobei:
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Fig. 1 auf schematische Weise einen Teil eines Motors
darstellt, der eine Vorrichtung zur Abdichtung gemäß
einem Ausführungsmodus der Erfindung umfaßt; und
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Fig. 2 auf schematische Weise einen Teil eines Motors zeigt,
der eine Vorrichtung zur Abdichtung gemäß einem
anderen Ausführungsmodus der Erfindung umfaßt.
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In der Fig. 1 gibt die Bezugsziffer 1 die Brennkammer an, trägt
der Kanal zum Einlaß bzw. zur Zufuhr die Bezugsziffer 2, ist
eine Nocke mit 3 bezeichnet, ist das Gehäuse mit einer Nocke mit
4 bezeichnet; umfaßt das Ventil 5 von der Seite der Brennkammer
1 einen Trichter bzw. eine Tulpe 51, welcher bzw. welche die
Einlaßöffnung bzw. Zufuhröffnung 6 verschließt und auf einem
Sitz (nicht mit einer Bezugsziffer versehen) ruht bzw. aufliegt;
umfaßt das Ventil 5 außerdem einen Schaft (oder ein hinteres
Ende bzw. Endstück) 52, welcher bzw. welches den Trichter bzw.
die Tulpe 51 verlängert und durch eine Führung oder eine
äquivalente Einrichtung 7 in Translationsrichtung geführt ist; drückt
ein elastisches Rückstellelement 8 das Ventil 5 gegen die Nocke
3, was dazu führt, den Trichter bzw. die Tulpe 51 auf seinen
bzw. ihren Sitz zurückzuführen, d.h. die Öffnung 6 zu
verschließen. Die Nocke 3 drückt demgegenüber das Ventil 5 in die andere
Richtung, was dazu führt, die Öffnung 6 zu öffnen.
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Ein Dichtungselement 9, wie eine Dichtung, kann zum Beispiel auf
Höhe des Rückstellelementes 8 vorgesehen sein, um eine erste
Abdichtung zwischen dem Einlaßkanal bzw. Zufuhrkanal 2 und dem
Nockengehäuse 4 sicherzustellen. Das unter Druck stehende Fluid,
das in dem Kanal 2 zirkuliert, kann zum Beispiel ein Gemisch aus
Luft und Kraftstoff umfassen; der Kraftstoff kann geführt
werden, um sich längs des Ventilschaftes 52 anzusammeln, um
jenseits des Dichtungselementes 9 einzudringen.
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Auf bekannte Weise ist das Element 9 besonders wirksam, um
Verluste in der Richtung Nockengehäuse 4 zu der Leitung 2 zu
verhindern, ist aber dafür sehr wenig wirksam, um Verluste in der
Richtung der Leitung 2 zu dem Nockengehäuse 9 zu verhindern.
Diese letzte Funktion ist diejenige, für welche die Wirksamkeit
gemäß der Erfindung gesucht wird.
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Gestützt auf diese Feststellung, schlägt die vorliegende
Erfindung folglich eine andere Vorrichtung zur Abdichtung vor, die,
wie es schon beschrieben worden ist, zum Beispiel eine bekannte
Vorrichtung 9 zur Abdichtung ersetzen oder ergänzen kann.
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Die Vorrichtung zur Abdichtung gemäß der Erfindung umfaßt
insbesondere eine Leitung 10, welche die Einlaßleitung bzw.
Zufuhrleitung 2 mit dem Nockengehäuse 4 verbindet. Ein
Rückschlagventil bzw. eine Rückschlagklappe 11 oder jede andere Einrichtung,
die bestimmt ist, das Fluid unter der Wirkung eines vorgegebenen
Druckunterschiedes durchströmen bzw. passieren zu lassen und
diese Durchströmung zu verhindern, wenn der Druckunterschied
kleiner ist als der vorgegebene Druckunterschied, ist außerdem
in der Leitung 10 angeordnet.
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Das (Klappen-)Ventil 10 gestattet folglich, die Leitung 11 in
zwei Volumina bzw. Rauminhalte zu trennen: das erste Volumen
bzw. der erste Rauminhalt 12 in Verbindung mit dem Nockengehäuse
4, das zweite Volumen bzw. der zweite Rauminhalt 13, der mit der
Einlaßleitung bzw. Zufuhrleitung 2 kommuniziert. In dem ersten
Volumen bzw. Rauminhalt 12 herrscht ein Druck P1, während in dem
zweiten Volumen bzw. Rauminhalt 13 ein Druck P2 (vor-)herrscht.
Das (Klappen-)Ventil 11 öffnet sich, wenn der Druck P2 größer
ist als der Druck P1, wobei so dem Volumen bzw. Rauminhalt 12
die Rolle eines Druckspeichervolumens bzw.
Druckspeicherrauminhaltes bzw. einer Druckspeicherkapazität zukommt.
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Es bleibt zu präzisieren, daß das Volumen bzw. der Rauminhalt 12
gemäß dem Ausführungsmodus der Fig. 1 tatsächlich quasi
inexistent ist, derart, daß der Druck P1 der Druck in dem
Nockengehäuse 4 ist.
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Die Fig. 2 zeigt einen Ausführungsmodus, bei welchem das Volumen
bzw. der Rauminhalt 12 deutlich auftritt.
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Die Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 unterscheiden sich
insbesondere durch den Ort bzw. die Stelle, an welchem bzw. welcher
die Leitung 10 einmündet:
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In der Fig. 1 mündet die Leitung 10 in die Brennkammer 1 in Nähe
der Einlaßöffnung 6 ein, während sich die (Rohr-)Abzweigung in
der Fig. 2 mehr oberhalb bzw. anströmseitig befindet.
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Die Leitung 2 kann zum Beispiel ein Fluid transportieren, das
den Druck der Gehäuse-Pumpe, den Druck, welcher
selbstverständlich während jedem Motorzyklus variiert, aufweist.
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Das Rückschlagventil bzw. die Rückschlagklappe 11 gestattet
folglich, den maximalen Druck P1, der während jedem Zyklus
erhalten wird, in dem Volumen bzw. Rauminhalt 12 und in dem
Zwischenraum 4 zu speichern. Dieser Druck wirkt dem Druck P2
insbesondere auf Höhe des Schaftes 52 des Ventiles 5 entgegen,
welcher in Nähe der Einlaßöffnung 6 (vor-)herrscht und welcher
zwangsläufig kleiner oder höchstens gleich zu P1 ist.
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Das Ventil 5 kann verwendet werden, um eine pneumatische
Einspritzung bzw. Injektion von Kraftstoff in die Brennkammer 1 auf
der Grundlage von komprimierter Luft, die zum Beispiel aus der
Gehäuse-Pumpe eines Zeitaktmotors abgezogen ist, zu realisieren.
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Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann die
komprimierte Luft durch einen zu dem Zylinder externen Verdichter bzw.
Kompressor geliefert werden.
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Ein Organ zur Einführung von Kraftstoff (in den Figuren nicht
sichtbar) kann vorgesehen sein; es kann in die Einlaßleitung
bzw. Zufuhrleitung 2 einmünden, derart, daß das Ventil dann eine
Funktion einer pneumatischen Einspritzung bzw. Injektion von
Kraftstoff in die Brennkammer verwirklicht.