-
Einrichtung zur Steuerung von Viertakt-Brennkraftmaschinen durch eine
hin und her gehende und verdrehbare Zylinderbüchse I>en Gegenstand der vorliegenden
Frhndung bildet die Steuerung \-on Brennkraftmaschinen, bei denen zu diesem l\%-eclc
die "Zylinderbüchse gedreht und zugleich hin und her verschoben wird. Da die Schwierigkeit
des Antriebes der Zylinderbüchse hauptsächlich im X'erdrehungswinkel liegt, welcher
bei bekannten :Totoren dieser Art ungefähr gleich <lein vertikalen Huh der Zylinderbüchse
ist, wird hei der Erfindung eine verhältnismäßig geringe Verdrehung der Zylinderbüchse
im Vergleich zum benötigten vertikalen ffub erzielt. Dadurch ist es möglich, den
Antrieb der Zylinderl>iichse betriebssicher zu gestalten und zugleich die benötigte
fful>-höhe zur l,.rzielung eines genügend großen Durchgangsquerschnittes und einer
einwandfreien Abdichtung während ,der Kompressions- und Expansionsperiode ztt erreichen.
Der Antrieb der Zylinderbüchse wird nach der vorliegenden Erfindung durch einen
Hebel, welcher auf einer Kurbel oder Exzenter aufgesetzt ist, betätigt. Dieser Hebel
ist an einer Seite durch ein Gelenk mit der Zvlinderbüchse verbunden. Dadurch ist
der horizontale Hub (die Verdrehung) gleich der Exzentrizität der Kurbel, dagegen
läßt sich der vertikale Hub trotz der geringen horizontalen Exzentrizität nach Bedarf
vergrößern.
-
Die Anordnung der Steuerung ist bei dem Viertaktmotor so eingerichtet,
daß der Vorauspuff (während der Expansionsperiode) und der Ansaugeschluß (während
der Kompressionsperiode) sich ungefähr auf gleicher Höhe der elliptischen Bewegungskurve
befinden, außerdem am Ende der Auspuffperiode eire kurze Öffnung des Ansaugequerschnittes
stattfindet zur Erzielung einer vollständigen
Entleerung des .Arbeitszylinders
von den Auspuffgasen.
-
Außerdem ist je nach der Wahl der Form des Kompressionsraumes die
Anordnung der Steuerungsschlitze so gewählt, daß in der oberen Stellung des Kolbens
(Ende der Auspuffperiode oder Anfang der Ansaugeperiode) die Verbindung zwischen
dem Steuerungsschlitz der Zylinderbüchse und den im Motorgehäuse befindlichen Auspuff-
und Ansaugeschlitzen stattfindet.
-
Damit der Steuerungsschlitz der Zylinderbüchse nicht übermäßig erhitzt
wird, ist nach der vorlie= genden Erfindung die Steuerung so angeordnet, daß das
Ansaugen und der Auspuff durch denselben Steuerungsquerschnitt der Zylinderbüchse
erfolgen.
-
In Abb.I ist die erzielte elliptische Bewegung des Antriebes der Zylinderbüchse
dargestellt. 1lit i ist die drehende Kurbel oder Exzenterbewegung veranschaulicht.
Mit 2 ist der schwingende Stützpunkt entsprechend der horizontalen Bewegung des
Exzenters oder der Kurbel angedeutet. Dabei ist es möglich, die vertikale Bewegung
des Angriffspunktes an der Zylinderbüchse durch die Wahl des Abstandes von der Mitte
der Zylinderbüchse bis zur Mitte der Kurbel und von dort bis zum Schwinghebel 2
beliebig zu wählen. Dadurch aber vergrößert sich nicht die horizontale Bewegung,
welche der Verdrehung dir Zylinderbüchse entspricht. In der Weise ist es möglich,
die Wahl der beiden Bewegungen mit Rücksicht auf die konstruktiven N'otwendigkeiten
zu bestimmen. In Abb. 1I und III sind ein Querschnitt und Längsschnitt des oben
beschriebenen Motors dargestellt. In Abb. III ist der Motor im Moment der Zündung
gezeichnet. Der Kolben befindet sich in der oberen Totlage. Das Steuerungsloch 3
der Zylinderbüchse befindet sich hinter den Kolbenringen des Zylinderkopfes 23,
so daß der Verbrennungsraum vollständig abgeschlossen ist. Beim Heruntergehen des
Kolbens während der Expansionsperiode macht das Loch 3 die in Abb. I gezeichnete
Ellipsen@bewegung, und mit der Verminderung des Verbrennungsdruckes vermindert sich
zugleich die Anzahl der noch abdichtenden Kolbenringe, so daß der Vorauspuff beim
Überschreiten des letzten Kolbenringes erfolgt. Anschließend wird der Querschnitt
5 des Auspuffes allmählich eröffnet, und in der Zwischenstellung zwischen 5 und
Ansaugequerschnitt 6 findet eine Mittelstellung des Loches 3 statt, bei der für
kurze Zeit beide Ouerschnitte geöffnet sind.
-
Bei Motoren, bei denen der Arbeitskolben bis an den Zylinderkopf mit
kleinem Abstand (etwa i mm) herangeführt ist, und bei Benzinmotoren, wo der gesamte
Kompressionsraum im Zylinderkopf sich befindet (Kugelbrennraum), muß der Steuerungsschlitz
an der beweglichen Zylinderbüchse zu dem Loch 3 noch den Zusatzschlitz 3' erhalten,
damit am Ende der Auspuffperiode oder zu Anfang der Ansaugeperiode der Arbeitskolben
die Steuerungsschlitze nicht überdeckt.
-
In Abb. IV ist der Kompressionsraum für einen Benzinmotor dargestellt,
und zwar am Ende der Auspuffperiode, und in Abb. V ist der Kompressionsraum eines
Dieselmotors in derselben Steuerungslage gezeichnet.
-
Die bewegliche Zylinderbüchse ist im vorliegenden Beispiel mit vier
Öffnungen ausgerüstet. Durch jede Öffnung strömen der Auspuff und bei der weiteren
Drehung der Ansaugestrom. An der Zylinderbüchse befindet sich die Verbindungsstelle
8, an der der Flansch 9 mit dem Zapfen io angeschlossen ist. Auf dem Zapfen io (Abb.
I\) befindet sich das Kugelgelenk i i, welches im -Auge 12 des Kipphebels 13 sich
befindet. Der Hebel wird abgestützt im Zapfen 14 der Schwinge 2. Der Hebel 13 sitzt
auf dem Kurbelzapfen i5 der Welle 16. welche durch das Zahnrad 17 angetrieben wird.
Das Zahnrad 17 ist im Deckel i9 (Abb. 1I) gelagert und wird durch die beiden Kugellager
2o abgestützt und von dem auf der Kurbelwelle sitzenden Ritzel 18 angetrieben.
-
Im vorliegenden Beispiel ist das Motorgehäuse 21 und 22 bis zum Zylinderkopf
23 geteilt und durch die Schrauben 2,4 auf der ganzen Länge zusammengehalten. Die
Auspufflöcher 5 werden durch Bobrungen 25 an die beiden Auspuffrohre 26 angeschlossen
(Abb. VI). Die Ansaugelöcher 6 bekommen Verbindung zum Vergaser oder Lufteinlaß
bei Dieselmaschinen durch den Schlitz 27 zum Ringquerschnitt 28 (Abb. 1I1). welcher
an der Bohrung 29 für Vergaserbrennstoff oder Luft angeschlossen ist (Abb. VII).
In der Weise bekommt der Motor zwei Auspuffrohre 26 und einen Anschluß 29 für Gemisch
oder reine Luft (Diesel) (Abb. VIII).
-
Die Zweiteilung des Motorgehäuses bis zum Zylinderkopf ergibt die
Möglichkeit für eine präzise Bohrung der Steuerungsquerschnitte 5 und 6.
-
Die übrigen Elemente des dargestellten Motors entsprechen der bekannten
Ausführung.
-
Die Einrichtung des Motors nach der Erfindung ermöglicht die Erzielung
hoher Leistung bei hoher Drehzahl infolge der Einfachheit des Zylinderkopfes (keine
Ventile), günstiger Verbrennungsform (Kugelbrennrattm) und geringer Durchströmungsgesch-,vindigkeit
der Gase bei hoher Drehzahl. Die Anordnung der Hebelsteuerung ermöglicht bei geringer
Verdrehung die benötigte Hubhöhe der Zylinderhüchse.