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Mehrstufige Brennkraftmaschine Vorliegende Erfindung bezieht sich
auf eine mehrstufige Brennkraftmaschine, die ein Fahrzeugoder eine andere Vorrichtung
antreibt, wobei in dieser Maschine, die zwei im Viertakt iarbeitende Hochdruckzylinder
der Verbrennungsstufe und einen zwischen diesen angeordneten, im Zweitakt arbekenden
Niederdruckzylinder der Entspannungsstufe "besitzt, die Nockenwellen mit dem Bremspedal
derart ;gekuppelt sind, daß beim Betätigen des Bremspedals zuerst die Nockenwellen
in die zum Bremsen erforderliche Lage verstellt werden, während erst beim völligen
Durchtreten des Bremspedals die mechanischen Bremsen in Tätigkeit treten.
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Diese Anordnung zum Bremsen normaler, einstufiger Brennkraftmaschinen
zu verwenden, ist bekannt. Hierbei wurde die Umsteuerung vom Entspannen sauf Verdichten
bisher dadurch bewirkt, daß die Nockenwelle um einen entsprechenden Winkel gedreht
wird, indem man sie in .einer spiralförmigen Nut mit entsprechenden Keilen verschiebt,
oder dadurch," daß die Nockenwelle mit Nocken und Gegennücken versehen ist und durch
axiales Verschieben der eine oder der ,andere Nocken in Tätigkeit tritt.
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Ferner ist es bekannt, zur Umsteuerung -einer einstufigen Explosionskraftmaschine
von Vorwärts- ailf Rückwärtsgang zwei auf einem Schlitten, der auf einer Schlittengleitbahn
läuft, befestigte Steuerwellen mittels einer Schrauhspindel so zu verschieben, daß
entweder die eine Moder die andere Steuerwelle, auf den Kipphebel wirkt.
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Diese bekannten. Verrichtungen weisen bei Verwendung zur Umsteuerung
von mehrstufigen Brennkraftmaschinen, bei deinen die Brennkraftstufe im Viertakt
-und die Entspannungsstufe im Zweitakt läuft, erhebliche Mängel auf. Würde man zur
Steuerung der Entspannungsstufe für jedes Ventil zwei um 18o°
versetzte
Nöcken verwenden, so müßte bei Umsteuerung auf Verdichten mittels Verdrehens die
Steuerwelle um 9o° gedreht wer,- ,: den. Da aber der Brennkraftteil im Vier takt,
der Entspannungsteil aber im Zweitaki' läuft, so. ist es zweckmäßig, für die Steuerung
der Ventile der Entspannungsstufe eine beson>' dere Nockenwelle zu benutzen; die
die gleiche Drehzahl wie die Kurbelwelle besitzt. Diese N.ockentvelle müßte nun
bei Umsteuerung um i8o° gedreht werden. Hierdurch ist ein langer Verschiebungsweg
bedingt; so daß jeder Nocken drei- bis viermal so breit sein müßte wie normal. Auch
bei dem axialen Verschieben zwecks Betätigen eines Gegennockens ist ein Weg von
etwa dreifacher Nockenbreiteerforderlich, also von etwa 6o mm, so. daß auch hier
die Nocken mindestens diese Breite besitzen müssen. Gemäß der vorliegenden Erfindung
sind die Nockenwellen während des Normalbetriebes mit unter ihnen liegenden * Ventilantriebsheb@eln
im Eingriff, dagegen beim Bremsen werden diese mittels eines durch das Bremspedal
betätigten Schwenkhebels um etwa Nockenhöhe, also etwa 6 mm, gehoben, so daß die
Nacken dann auf über ihnen liegende für den Bremsbetrieb. erforderliche Ventilantriebshebel
reinwirken. Hierbei läßt man das zum Antrieb der Nockenwelle dienende Stirnrad ,auf
dem gemeinsamen Antriebsrad abrollen, und zwar infolge der Kleinheit der Bewegung
ist hierzu eine Relativbewegung von nur zwei bis drei Zähnen erforderlich.
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Zur besseren Erläuterung wird zuerst in Fig. i mittels eines Schaltschemas
die Arbeitsweise der mehrstufigen Brennkraftmaschine veranschaulicht. Die im Viertakt
arbeitenden Verbrennungszylinder IQ und Ib, deren Arbeitshub um zwei Takte auseinanderliegt,
geben ihr Verbrennungsgas nach vollendetem Arbeitshub in den nachgeschalteten Entspannungszylinder
II, in welchem es während des Ausschubes aus IQ bzw. Ib auf .etwa Außendruck entspannt
wird. Im Normalbetrieb werden also, durch Nocken betätigt die Ventile A1 und A2
als Saugventile der ersten Stufe, B1 und B2 als Auslaß der ersten Stufe und damit
gleichzeitig als Einlaß der zweiten Stufe und C als Auslaß der zweiten Stufe, also
Halseigentlicher Auspuff. Beim Bremsen. bleiben infolge der beschriebenen Umsteuerung
B, und B2 geschlossen, C wird Einlaß- und D wird Auslaßventil der zweiten Stufe,
so, daß die angesaugte und verdichtete Luft in den Speicher F gedrückt wird. Beim
Beschleunigen herrscht wieder der bereits geschilderte Normalbetrieb, nur daß durch
Ziehen eines Drahtzuges oder Betätigen einer anderen mechanischen Vorrichtung über
das Ventil E aus dem Speicher F durch den mittels der Auspuffgase beheizten Wärmeaus-Lauscher
G zusätzliche Druckluft der zweiten ",Stufe zugeführt wird.
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in Fig.2 dargestellt, ist gemäß vor-<@lcnder Erfindung die Anordnung
=für -die zl:nisteuerung der zweiten Stufe so getroffen, w,däß die Stößelstange
c mit zwei Kipphebeln I(3 und I(4 in Verbindung steht, von denen der eine unter
der Nockenwelle, der andere darüberliegt, wobei durch entsprechende Wahl des Drehpunktes
gleiche Bewegungsrichtung und gleiche Hubhöhe vorhanden ist. Es erfolgt die Umsteuerung
durch das Heben oder Senken der NockenwelIeg. Die zu der Vorrichtung gehörenden
Federn und übrigem Einzelteile sind nicht gezeichnet.
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Im folgenden soll die Änderung der Steuerzeiten erläutert werden.
Bedeutet rx = auf und z = zu und wird die Bezeichnung des Taktes auf die Brennkraftstufe
IQ bezogen; so erhält man folgende tabellarische Übersicht: a) für normalen Betrieb
| Ventil A1 B2 C D E B2 A2 |
| r. Takt a z a z z z z |
| 2. - z z z z z a z |
| 3. - z z a z z z a |
| 4. - z a z z z H z |
b) für Bremsung
| Ventil- A1 Bi C 1? E B2 A2 |
| z. Takt a ° z z a z z a |
| 2. - a z a z z z a |
| 3. - a z z a z z a |
| 4. - a z a z z z a |
c) für Beschleunigen
| Ventil A1 B, C D E B2 A2 |
| r: Takt a z a z z z z |
| 2. `- 'z z z z a a z |
| 3. - z z a z z z a |
| 4. - z a z z a z z |
Eine Gesamtanordnung ist in Fig. 3 gezeigt. Hiernach erfolgt die Umschaltung vom
normalen Betrieb sauf Bremsen, indem die Nockenwellen gehoben werden, so daß die
Stößel b1, b2 Und e nicht mehr betätigt werden, während er Stößel C infolge des
Anschlagens der Nocke an den oberen KipphebelI(3 um i8o° versetzt öffnet gegenüber
dem normalen Betrieb, bei dem der Stößel C durch den unteren Kipphebel I(4 betätigt
wird. Gleichzeitig wird beim Bremsen mittels der durch Seilzug ml und m2 betätigten
Kipphebel K1 und I(2 die Stößelstange a1 und a2 angehoben, so daß die Einlaßventile
der Brennkraftstufe,offen sind, ferner der Stößel d
für das Ventil
D. Das Heben der Nockenwellen erfolgt mittels des Seilzuges L über den Schwenkhebel
h, indem die Zahnräder f' und g' der Nockenwellen f _ und ;g auf dem Treibrad p
abrollen. Die Seilzüge werden gemeinsam vom Bremspedal bedient. Der Stößel e läuft
im normalen Betrieb ständig mit. Jedoch befindet sich in der Zuleitung zum Ventil
E ein vom Führersitz aus zu betätigendes Absperrorgan, so daß nur b.ei Beschleunigen
gemäß Steuerdiagramm die Preßluft zusätzlich in den Entspannungszylinder gelangt.