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Steuerung für Viertakt-Brennkraftmaschinen mit Aufladung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Steuerung für Viertakt-Brennkraftmaschinen mit Aufladung,
insbesondere schnell laufende Schiffsdieselmaschinen mit Aufladegebläse, die in
der .Weise arbeiten, daß der Druckleitung des Aufladegebläses während der.Einsaugperiode
Luft im Bereich des oberen und unteren Totpunktes des Kolbens entnommen wird, während
im übrigen der Kolben sich selbständig die aus der Atmosphäre ansaugt. Bisher wurde
bei derartigen Maschinen nur im unteren Totpunkt des Kolbens Gebläseluft zur Aufladung
der Zylinderluft eingedrückt. Bekannt sind ferner Ausführungen, bei denen im oberen
Totpunkt ein mit Druckluft gefüllter, um das Einsaugventil angeordneter Vorkanal
in den Verbrennungsraum expandiert, um die Restgase auszuspülen. Eine derartige
Spülung. des '\'erbreiinungsraumes trägt den Verhältnissen bei schnell laufenden
Dieselmaschinen keine Rechnung und genügt nicht.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der Lufteinsaugkanal
und die Gebläsedruckleitung mittels unabhängig von den Zylinderventilen angetriebener
Drehschieber .o gesteuert werden, daß bei gleichzeitig geöffnetem Lufteinlaß- und
Auspuffventil in der oberen Totpunktlage des Kolbens die Gebläsedruckleitung geöffnet
ist, bevor der Lufteinsaugkanal geöffnet wird und beim Öffnen des letzteren schließt.
Es ist an sich bekannt, die Steuerorgane durch eine unabhängig vorn Antrieb der
Zylinderventile angetriebene Welle zu bewegen. Weiter ist bekannt, in einem Vorkanal
befindliche Druckluft beim Öffnen des Ansaugventils in der oberen Totpunktlage des
Kolbens in den Verbrennungsraum expandieren zu lassen. Es ist ferner bekannt, durch
entsprechende Stellung eines Kolbenschiebers außer der expandierten Restluft aus
dem Varkanal eine beschränkte Menge Gebläsedruckluft in der oberen Totpunktläge
des Kolbens in den Zylinder zu blasen.
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Demgegenüber wird gemäß der Erfindung in der oberen Totpunktlage ein
kräftiger Spülstrom vom Gebläsekanal erzielt, der, in Abhängigkeit vom Überdruck
der Gebläseluft, so
stark gewählt «-erden kann, (laß er ein( sichere
Spülung und gleichzeitig Kühlung (fies Verbrennungsraumes und der Ventile gewährleistet.
Ferner sind auch hier nieder, vor allem bei schnell laufenden Dieselmaschinen, durch
die Anordnung von Dreh- bzw. Schwingschiebern die Massenkräfte leichter zu beherrschen.
Eine Einrichtung nach der Erfindung ist auch baulich und hinsichtlich der Einstellungsmöglichkeiten
einfacher, wandelbarer und außerdem betriebssicherer.
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Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen in Fig.
i und 2 im Querschnitt durch die Luftzuleitungen und in Fig.3 des zugehörigen Stetieräiagramms.
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Nach Fig. i ist beispielsweise die Leitung nach dem Einsaugventil
F in zwei Kanäle A und B unterteilt. Durch den Kanal A saugt der Kolben die Verbrennungsluft
aus der Atmosphäre, durch den Kanal L' wird Luft aus dem Gebläsedruckkanal C entnommen.
Dabei ist es gleichgültig, nie das Gebläse angetrieben wird, entweder direkt von
der 'Maschine oder durch Abgasturbine, elektromotorisch o. dgl.
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Zur richtigen Einhaltung der Steuervorgänge wird die Verbindung des
Kanals A mit der Atmosphäre durch den umlaufenden Drehschieber D gesteuert und die
Verbindung deg Kanals B mit dein Druckluftkanal C durch den Schwingschieber F.
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Der Schieber D wird beispielsweise (furch Zahnräder, eine Kette oder
ein Gestänge mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben, und zwar unabhängig
vom Antrieb des Einsaugventils F. Der Antrieb kann beispielsweise mittels einer
durchgehenden, d. 1i. für alle Zylinder gemeinsamen Welle H von der Kurbelwelle
oder einem anderen geeigneczn Antriebsteil der Maschine aus erfolgen. Der Antrieb
des Schiebers E erfolgt beispielsweise durch einen Nocken J!, der auf der Antriebswelle
H befestigt ist, und ein Gestänge G.
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Die Formgebung der Schieber und die Lage der Steuerkanten (fieser
Schieber ist eine solche, daß beispielsweise bei offener Verbindung zwischen Kanal
B und Druckleitung C durch den Schieber I; die Verbindung zwischen dem Kanal A und
der Atmosphäre durch den Schieber D abgeschlossen ist, wie gezeichnet. Umgekehrt
ist dann, wenn der Schieber E den Kanal B voll dein Kanal C abgeschlossen hat, der
Kanal A durch den offen stehenden Schielfer I) finit der Atmosphäre verbunden.
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Weiter ist die gegenseitige Einstellung der beiden Schieber so durchgeführt,
daß die gezeichnete Stellung für den Bereich des oberen und unteren Kolbentotpunktes
gilt. Dabei ergibt sich, daß im olleren Totpunkt wegen des
gleICh"/.eitigen
Offenseins des Einsaug- und Auspuffventils Druckluft aus dein Kanal C durch den
Konipressionsrautll des ArbeitszvIinders hindurchgespült wird.
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In der unteren Totpunktstellung des Kolbens ist vermöge der übrigen
Steuervorgänge der Viertakt-Dieselmaschine das Einsaugventil noch geöffnet, (las
Auspuffventil jedoch geschlossen, infolgedessen wird am Ende der Binsaugperiode
Druckluft aus dein Kanal C durch den geöffneten Schieber B und den Kanal B in den
Hubrauen des _lrl)eitszvlinders hineingepre13t. -Bei einer Stellung, die gegenüber
der gezeichneten für den Schieber D um etwa 4.j' versetzt ist, also nenn sich der
Kolben etwa in der Mitte zwischen seinem oberen und unteren Totpunkt befindet, ist
der Zustrom aus dem Kanal C nach dem Kanal B abgesperrt, während durch den ganz
geöffneten Schieber D die Verbindung zwischen dein Hubraum und der Atmosphäre bei
ganz aufstehendem Einsaugventil vorhanden ist. In dieser Stellung saugt der Kolben
die Verbrennungsluft an, und das ständig weiterlaufende Gebläse setzt den Kanal
C unter Druck.
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Diese Vorgänge sind in dem Steuerdiagramin F ig. 3 näher erläutert.
Der Zeitwinkel für das Spülen des Verbrennungsraunies durch Luftförderung des Gebläses
ilii Bereich der oberen Totpunktstellung des Kolbens ist durch einen Maßpfeil gekennzeichnet.
ebenso der Zeitwinkel für das Aufladen (furch Luftförderung des Gebläses im Bereich
der unteren Totpunktstellung des Kolbens. Im Bereich der oberen Totpunktstellung
wird demnach der Schieber E gleichzeitig mit dem Ventil F geöffnet und bleibt offen,
bis Schieber D die Verbindung zur Außenluft herstellt.
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Statt des einen Rundlaufschiebers D und eines pockengesteuerten Schwingschiebers
E können naturgemäß auch zwei nockengesteuerte Schwingschieber verwendet werden,
oder es kann die Wirkung der beiden Schieber durch einen für beide Luftzuleitungen
gemeinsamen Schwingschieber I nach Fig. 2 erzielt werden, der seinen Antrieb von
der gemeinsamen Welle H aus durch ein Nockengetriebe K, I_ oder Kurvenschleifen
o. dgl. erhält. Die Schieberl;ehäuseÖffnungeei @ll, 1" sind dann in geeigneter Weise
an die Kanäle für die atmosphärische und die Gebläseluft angeschlossen. Der Schieber
kann vollwandig oder finit mehreren Durchlässen versehen sein.