DE820652C - Drehschieber zur Steuerung von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

• Drehschieber zur Steuerung von Verbrennungsmotoren Um die Leistung von Verbrennungsmotoren zu steigern, hat man zur Vermeidung von Ventilen zahlreiche Konstruktionen entwickelt, die als Schieber bezeichnet werden. Bekanntgeworden sind Schieber von scheibenförmiger, walzenförmiger, auch kugelförmiger Ausbildung, die aber den Nachteil haben, <iaß sie durch den Verbrennungsdruck von ihrem Sitz abgedrückt werden, so daß komplizierte Dichtungsanordnungen erforderlich sind, um die Spaltverluste klein zu halten. Außerdem sind sie teils wegen ihrer Form, teils wegen der Anordnung nicht in der Lage, genügend Wärme abzuführen, so claß Cberhitzungen und gegebenenfalls Anfressungen erfolgen. Weiterhin sind kegelförmige Drehschieber bekanntgeworden, deren Aufbau verhältnismäßig einfach ist. Dabei fällt die Kegelachse mit der Achse des Arbeitskolbens zusammen oder liegt ihr parallel. Die kegelförmige Anordnung hat aber den Nachteil, da13 ein Längslager den axial wirkenden Verbrennungsdruck aufnehmen und daß mit Rücksicht auf die Kegelfläche dies Lager sehr genau eingestellt werden muß, weil einerseits die Anpressung der rotierenden Kegelfläche an die fest stehende Gegenfläche nicht zu hoch werden darf, zum andern aber, weil zwecks Vermeidung der Spaltverluste doch ein verhältnismäßig inniger Kontakt zwischen der rotierenden und der fest stehenden Kegelfläche erzielt werden muß. Bei den starken Temperaturschwankungen im Motor ist aber diese genaue Einstellung des Kegelschiebers kaum in der erforderlichen@Weise durchzuführen, so daß die Gefahr des Einfressens vorliegt oder aber bei zu großem Spalt zu große Verluste und ein zu schlechter Wärmeübergang zu befürchten sind.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, einen zylindrischen, etwa kolbenförmigen, rotierenden Schieber zu verwenden, in welchem sich ein Steuerschlitz befindet, der nacheinander die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung steuert. Falls die Zündkerze sich in der Höhe des Drehschiebers befindet, muß sie natürlich eine solche Position erhalten, daß im Augenblick der Zündung der Steuerschlitz dem Zündvorgang die Ausdehnung in den Explosionsraum gestattet. Allerdings steht dem nichts im Wege, die Zündkerze in einer solchen Höhe anzubringen, daß sie nicht von der Mantelfläche des zylindrischen Drehschiebers zeitweilig abgedeckt wird. Doch kann gerade der Wärmehaushalt der Zündkerze, insbesondere bei hochbeanspruchten Motoren, es wünschenswert machen, sie zeitweilig abzuschirmen. In diesem Falle ist sie in Drehschieberhöhe anzuordnen. In Spezialfällen kann man auch zwei Zündkerzen umschaltbar anordnen, eine in Drehschieberhöhe und eine darunter. Die Achse dieses zylindrischen Drehschiebersfällt ganz oder annähernd mit der Kolben-bzw. Zylinderachse zusammen und kann mit Rücksicht auf eine genügende Wärmeabfuhr gestaltet werden, also die erforderliche Oberfläche ohne weiteres erhalten. Der Steuerschlitz erstreckt sich in schräger Führung oder auch in anderer zweckmäßiger Gestaltung von der dem Arbeitskolben zugekehrten Grundfläche des zylindrischen Schiebers zur Mantelfläche hin. Der in Längsrichtung der Schieberachse wirkende Gasdruck wird durch ein im Zylinderkopf angebrachtes Längslager aufgenommen, dessen genaue Einstellung jedoch ohne große Bedeutung für die Wirkungsweise des Schiebers ist, im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der kegelförmigen Gestaltung des Schiebers. Durch die Form des Steuerschlitzes entsteht eine radiale Komponente des Explosionsdruckes, welche im Augenblick der Zündung, wenn der Steuerschlitz gerade mit der Zündeinrichtung koinzidiert und sich somit der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung etwa diametral gegenüber befindet, den Schieber festdichtend gegen Einlaß- und Auslaßöffnung preßt. Die Abdichtung des rotierenden Steuerschiebers gegen die Atmosphäre kann, wie beim Arbeitskolben, durch Kolbenringe erfolgen. Es hängt aber von den Umständen ab, ob man die Dichtung durch Kolbenring (oder Ringe) oder durch genaue Einpassung des Drehschiebers unter Herbeiführung günstiger Reibungsbedingungen oder noch auf andere Weise bewirkt.
• Die gekennzeichnete Anordnung zeichnet sich durch große Einfachheit aus und ist in der Abbildung schematisch dargestellt. Mit A ist der Arbeitskolben bezeichnet, der entsprechend der Pfeilrichtung eine hin und her gehende Bewegung ausführt, während mit S der rotierende Steuerkolben bezeichnet ist, in welchem sich der Steuerschlitz St befindet, der in der gezeichneten Anordnung gerade einer als Auslaß bezeichneten Öffnung gegenübersteht. Die Form des Schlitzes, die in der Umfangsrichtung entsprechend den Steuerbedingungen gestaltet sein muß, erhält im übrigen eine solche Ausbildung, daß im Explosionsaugenblick eine entsprechende Druckkomponente den dichten Abschluß der Ein- und Auslaßöffnung bewirkt. Der Steuerzylinder wird im übrigen zweckmäßig hohl ausgeführt. Damit ist die :Möglichkeit gegeben, eine besonders günstige Kühlung mittels Flüssigkeiten oder Gasen durchzuführen. Durch die Pfeile Z1 und Z_2 sind die beiden möglichen Anordnungen der Zündkerzen angedeutet: Z_1 in Höhe des Drehschiebers erfordert eine richtige Placierung an der Peripherie, bei der Placierung in der Höhe Z2 ist die Kerze der Einwirkung des Drehschiebers entrückt. Im übrigen ist es nicht unbedingt erforderlich, eine rotierende Bewegung des Steuerzylinders anzuwenden, 1 vielmehr kann man durch entsprechende Anordnung der Zündung sowie der Ein-und Auslaßöffnung auch mit einer hin und her gehenden Drehbewegung die Steuerung bewirken. Im allgemeinen muß die Rotation des Steuerschiebers mit der halben Tourenzahl der Motorwelle vor sich gehen. Allerdings läßt sich bei Anbringung mehrerer Steuerschlitze die Tourenzahl in ganzzahligen Verhältnissen herabsetzen. Es muß nur die Bedingung erfüllt sein, daß kein Steuerschlitz etwa im ungeeigneten Augenblick Einlaß oder Auslaß freigibt. Gerade in solchen Fällen wird man zur Vereinfachung die Zündung in der Position Z, in der Abbildung anordnen.
• Die Vorteile der gekennzeichneten Anordnung zeigen sich nun besonders deutlich darin, daß man eine Beweglichkeit des Drehschiebers in Richtung der Zylinderachse vorsehen kann. Eine solche Beweglichkeit, die auch eine während des Betriebes durchführbare Veränderung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht, läßt sich ohne weiteres einrichten, etwa durch Verstellbarkeit des den Längsdruck des Schiebers aufnehmenden Längslagers. Auch eine zur Behebung des Klopfens vorgesehene periodische Bewegung, die von einer geeigneten Feder aufgenommen werden könnte, ist ohne weiteres zu verwirklichen, da die Anordnung bezüglich der Position des Drehschiebers in axialer Richtung in weiten Grenzen unempfindlich ist.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehschieber zur Steuerung der Ansatig-und Auspuffvorgänge bei Explosionsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (S) zylindrisch bzw. kolbenförmig gestaltet ist und daß seine Achse ganz oder annähernd mit derjenigen des Arbeitskolbens zusammenfällt und daß sich von der dem Arbeitskolben (A) zugewandten Bodenfläche des Drehschiebers (S) zur Mantelfläche hin ein Steuerschlitz (St) erstreckt.
2. 2. Drehschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze in solcher Höhe angebracht ist, daß sie zeitweilig von der Mantelfläche des Drehschiebers (S) abgedeckt ist und zur Zündung im Zündaugenblick vom Steuerschlitz (St) freigegeben wird.
3. 3. Drehschieber nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß z. B. durch Verstellbarkeit des den Längsdruck aufnehmenden Längslagers eine axiale Verstellbarkeit des Drehschiebers (S) und damit Änderung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht ist.
4. 4. Drehschieber nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter Anbringung einer in axialer Richtung wirkenden Feder eine von den Vorgängen im Arbeitszylinder abhängige axiale Beweglichkeit des Drehschiebers (S) ermöglicht ist.