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Ventilsteuerung für Zweitaktbrennkraftinaschinen Die Erfindung betrifft
eine Ventilsteuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen, wobei die Steuerung der Ein-
und Auslaßventile von der umlaufenden Kurbelwelle aus vorgenommen wird.
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Es ist bekannt, die Betätigung der Ventile durch Steuerstangen zu
bewirken, die in Zylinderlängsrichtung angeordnet sind. Zur übertragung der Steuerbewegung
von der Kurbelwelle auf,die Steuerstangen und von den Steuerstangen auf die Ventile
sind die verschiedensten Vorschläge gemacht worden. So ist es beispielsweise vielfach
üblich, die Steuerstangen von der Kurbelwelle aus über ein Hebelgestänge anzutreiben.
Desgleichen wirken die Steuerstangen auf -die Ventilschäfte wieder über Hebel, meistens
sog. Kipphebel, ein. Im allgemeinen sind die Anordnungen so getraff.en, daß die
Steuerstangen auf Druck beansprucht sind. In einzelnen Fällen liegen die Steuerstangen
auch gleichachsig zu den Ventilschäften, so daß die Steuerstangen unmittelbar auf
die Ventilschäfte durch Druck einwirken.
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Die Erfindung geht zunächst von der Erwägung aus, daß, insbesondere
bei größeren Zylindereinheiten, auf ' Zug beanspruchte Steuerstangen praktischer
sind, weil eine Druckbeanspruchung der _ Steuerstangen in bezug auf den Festigkeitsstandpunkt
unangenehm ist. Außerdem ist es unzweckmäßig, oberhalb der Zylinder bzw. der Zylinderköpfe
ein viel Platz beanspruchendes Gestänge unterzubringen, da hierdurch die Bauhöhe
der Maschine unnötig vergrößert wird.
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Gemäß der Erfindung ist die Steuerung so ausgebildet, daß der durch
den Zylinderkopf geführte Schaft des nach außen schließenden Tellerventils an einem
oberhalb des Zylinderkopfes liegenden Querbalken befestigt ist, an dessen Enden
zwei Zugstangen angreifen, die,
durch Führungsteile, z. B. Nocken
oder Nuten, an den Kurbelarmen oder deren Gegengewichten unmittelbar oder mittelbar
besteuert>: zwecks Ventilöffnung eine Zugkraft auf def@-Qu@erbalken entgegen der
Wirkung von Fedüi=ri ausüben, die vorzugsweise auf die Enden des Querbalkens einwirken.
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Infolge Verwendung von auf Zug beanspruchten Steuerstangen können
diese verhältnismäßig dünn ausgeführt werden, zumal diese Steuerstangen nur den
Druck der Ventilschließfedern zu überwinden haben. Infolge der Tatsache, daß der
aus dem Zylinderkopf herausragende Ventilschaft unmittelbar an einem Querbalken
angebracht ist, wird ferner nur wenig Platz oberhalb des Zylinderkopfes in Anspruch
genommen. Die Verwendung derartiger Querbalken ist zwar bei Steuerungen schon vorgeschlagen
worden, aber entweder wurden hier noch von den Querbalken aus besondere Hebelgestänge
betätigt, oder es waren an den Querbalken Steuerkolben angesetzt. Gemäß der Erfindung
ist es also wesentlich, daß normale Tellerventile unmittelbar an den Querbalken
angesetzt sind. In Verbindung mit der erwähnten Zugbeanspruchung der Steuerstangen
hat dies insofern eine besondere Bedeutung, als bei den Steuerkolben der Druck innerhalb
des Zylinders sich über die Steu-crkolben auf die Steuerstangen auswirkt, die also
in diesem Falle verhältnismäßig stark ausgeführt sein müssen.
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Durch das weitere Merkmal der Erfindung, wonach .die Betätigung der
Steuerstangen von der Kurbelwelle aus durch Führungsteile erfolgt. die an den Kurbelarmen
oder deren Gegengewicht, -n unmittelbar oder mittelbar gesteuert sind, wird ferner
eine wesentliche Vereinfachung der Steuerung erreicht, weil auch hier umfangreiche
Hebelgestänge in Fortfall kommen. Die Erfindung besteht also in der Kombination
der im Anspruch gekennzeichneten Einzelheiten-, die zum Teil an sich bekannt sind,
in ihrer Gesamtwirkung jedoch eine äußerst betriebssichere, wenig Teile und wenig
Platz erfordernde Steuerung ergeben.
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Auf der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführungsform der' Erfindung
dargestellt, und zwar ein Ziveitaktdieselmotor.
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Fig. i ist ein Querschnitt und Fig. 2 ein Längsschnitt durch den Zylinder
und das Kurbelgeliäus.e. Die Fig.3. 4. und 5 zeigen in größerem Maßstabe einige
Einzelheiten der in den Fig. i und 2 dargestellten Ventilsteuerung.
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Der auf der Zeichnung ,dargestellte Zweitaktmotor besteht aus dem
Kurhelgehäuse 1, 2, an dessen oberem Teil 2 der Zylinder 3 festgeschraubt ist. Der
obere Teil des Zylinders ist in üblicher Weise durch einen Zylinderdeckel 4 abgedeckt.
Die Kurbelwelle 5 ist im Kurbelgehäuse in Lagern 6 gelagert. Die Kurbel 7, 8, 9
ist über die Pleuelstange i i mit dem Kolben io verbunden. Der Zylinder 3 und der
Zylinderdeckel 4. sind mit Kühlmänteln 12 bzw. 1.3 versehen. Im unteren Teile des
Zylinders sind Öffnungen 1¢ für den SpüliLift7utritt vorgesehen. und im Zylinderdeckel
ist das Auslaßventil 15 angeordnet. Die Spülluft wird durch eine für sämtliche Zylinder
gemneinsamne Leitung 16 zugeführt, und die Abgase «-erden durch eine Leitung i;
abgeleitet.
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Das Ventil 15 wird gemäß der Erfindung durch an den Kurbelarmen 7.
S vorgesehene Führuilgsteile gesteuert; diese bestehen aus Nocken 2o. 21, die an
den an den Kurbelarmen befestigten Gegengewichten 18, i9 ausgebildet sind und sich
über den kreisförmigen Teil 22 der Gegengewichte erheben. wie dies in Fig. i dargestellt
ist. Dies-- Nocken betätigen eine Vorrichtung für die Neuerung des Ventils 15,
diese Vorrichtung besteht aus zweiarmigen Hebeln 2q. und 25, die je gerade vor einem
Gegengewicht auf am oberen Tcil2 des Kurbelgehäuses befestigten Zapfen 23 gelagert
sind und an einem Ende Rallen 26 tragen, die auf den Führungsnocken der Gegengewichte
rollen; die anderen End°n der Hebel 2,1. 25 sind gelenkig mit Zugstangen
27, 28 verbunden, .deren obere Enden mit den Enden eines Querbalkens 29 gelenkig
verbunden sind. Die Zugstangen sind zweckmäßig an einem Ende mit einer Vorrichtung
zur Einstellung ihrer Länge versehen. Diese Vorrichtung kann z. B. aus an den oberen
Enden der 31 bestehen, Zustangen Z, von angeschraubten denen die Mutter Muttern
3o mit 30-einer kugelförmigen Fläche gegen eine ebenfalls kugelförmige Fläche einer
Scheibe 32 anliegt, wie dies in Fig.3 dargestellt ist. Die Scheibe 32 stützt sich
auf eine Feder 33, die zwischen der erwähnten Scheibe und einem Teller 34. vorgesehen
ist, gegen den sich eine Feder 35 abstützt. die in einer Kappe 36 angeordnet ist
und mit ihrem unteren Ende auf einem Flansch des Zylinders 3 sitzt; beide Federn
sind bestrebt, den Querbalken 29 nach oben zu drücken und dadurch das Ventil 15
zu schließen. Durch die beschriebene Befestigung der Zugstangen 27, 28 am Querbalken
29 wird eine gewisse Beweglichkeit und Elastizität der Verbindung zwischen diesen
Teilen erreicht.
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Das Ventil 15 kann in beliebiger Weise mit dem Querbalken 29 verbunden
sein. In den Fig. 4. und 5 ist eine Art der Befestigung der Ventilspindel dargestellt,
durch die eine gewisse Beweglichkeit zwischen dem Querbalken 29 und der Ventilspindel
erhalten wird, so daß die letztere keinen vom Querbalken 29 herrührenden Biegungsbeanspruchungen
ausgesetzt wird. Zu diesem Zwecke sind am oberen
Ende der Ventilspindel
zwei Blöcke 37 befestigt, die teilweise kugelförmig ausgebildet sind und in Lagern
38, 3.9 ruhen, die in eine Aussparung in der Mitte des Querbalkens 2g. eingepaßt
und durch Schrauben 4o festgehalten sind. Diese Anordnung hat außer einer gewissen
Beweglichkeit auch noch den Vorteil, daß der Zylinderdeckel mit dem Ventil ausgebaut
werden kann, ohne daß der Querbalken 29 und die übrige Ventilsteuerung entfernt
zu werden brauchen. Das Ventil 15 kann auch von einer zwischen den Zylinderdeckel
und einen an der Ventilspindel vorgesehenen Teller eingespannten Feder gegen seinen
Sitz gedrückt werden, wobei die Federn 35 in Wegfall kommen.
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Während des größten Teiles einer Umdrehung :der Kurbelwelle -befinden
sich die Rollen 26 außer Eingriff mit den Gegengewichten 18, 1g. Die Federn 35 und
der Gasdruck im Zylinder drücken dabei das Ventil 15 gegen seinen Sitz und halten
den Querbalken 29 und die Zugstangen 27, 28 in gehobener Stellung. In diesem Fall
befinden sich die Rollen 26 in solcher Entfernung von der Kurbelwellenmitte, daß.
ein gewisses Spiel zwischen den Rollen und den zylindrischen Teilen der Gegengewichte
vorhanden ist, wenn sich :die letzteren unter die Rollen 26 hineinbewegen. Bei :der
weiteren Drehung der Kurbelwelle treten dann die Nocken 20, 21 unter die Rollen,
wodurch die beiden-Zugstangen 27, 28 von den Hebeln 24, 25 nach Unten gezogen werden;
der Querbalken 29 wird somit nach unten bewegt, so daß das Ventil 15 gegen die Wirkung
der Federn35 öffnet. Die Bauart des Querbalkens hat zur Folge, daß etwaige Ungleichmäßigkeiten
zwischen den Nocken 2o. 21 der beiden Gegengewichte ausgeglichen werden und daß
die Vorrichtung mit Bezug auf die Zylindermitte symmetrisch wird. Ein anderer Vorteil
der dargestellten Ventilsteuerung besteht darin, daß die Stangen 27, 28 nur Zugbeanspruchungen
ausgesetzt werden; da das Ventil 15 nur während solcher Zeitperioden der
Kolbenbewegung betätigt wird, in denen der Druck im Zylinder niedrig ist, werden
die von den Stangen und der gesamten Ventilsteuervorrichtung aufgenommenen Kräfte
verhältnismäßig klein, weshalb diese Teile kleine Abmessungen er-. halten können.
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Die zur Zylinderachse parallelen Zugstangen können auch in einer Ebene
angeordnet sein, die von der Längsmittel:ehene der Maschine abweicht. Um die Bewegungen
der Stangen und Hebel, z. B. bei einem Ventilspindelbruch o. dgl., zu begrenzen,
können federnde Anschläge 41 am Kurbelgehäuse vorgesehen sein, gegen welche die
Hebel24, 25 in diesem Fall zum Anliegen kommen.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung gemäß
der Erfindung dem Auslaßventil zugeordnet. Bei Zweitaktmaschinen mit einem Einlaßventil
und Auslaßschlitzen kann aber auch das Einlaßventil auf die gleiche Weise gesteuert
werden. Bei Maschinen, welche sowohl Ein- als auch Auslaßventile besitzen, können
natürlich sämtliche Ventile durch Vorrichtungen gemäß der Erfindung gesteuert werden.