EP0101431A2 - Multiple-slide valve gear - Google Patents

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EP0101431A2
EP0101431A2 EP83890129A EP83890129A EP0101431A2 EP 0101431 A2 EP0101431 A2 EP 0101431A2 EP 83890129 A EP83890129 A EP 83890129A EP 83890129 A EP83890129 A EP 83890129A EP 0101431 A2 EP0101431 A2 EP 0101431A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slide
rotary
rotary valve
valves
outlet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83890129A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0101431A3 (en
Inventor
Harald Rus
Georg Dipl. Ing. Enzinger
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Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0101431A2 publication Critical patent/EP0101431A2/en
Publication of EP0101431A3 publication Critical patent/EP0101431A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/04Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston
    • F01L7/045Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston with two or more valves arranged coaxially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Definitions

  • the invention relates to a multiple slide control, in particular for two and four-stroke engines in single or Aehrylinderausment, with at least two controlling, provided in rotary slide sealing surfaces, which slide in the same direction, pass through openings for the media to be controlled and to control the rotary slide at different speeds are circulated, the slower rotating outer slide having more passage openings than the faster rotating inner slide.
  • the rotary valve In the area of the combustion chamber of reciprocating piston engines for controlling gas exchange operations, the rotary valve is a known such construction element.
  • the rotary slide valve in the cylinder head and / or in the cylinder wall serves to periodically release the inlet and the outlet. It is rotatably mounted and rotates at a rational speed ratio to the crankshaft.
  • the invention has as its object to optimize the gas exchange with the rotary valve, to reduce the dead zones by means of a swirling gas flow, to thermally decouple the inlet and outlet, to make it possible to change the control times during operation with the aid of the phase shift, a simple possibility for Add stratified charge, solve the existing problems of the rotary valve, such as sealing, cooling and reaction forces, and enlarge the duct cross-sections.
  • the outer rotary valve is rotated at half the speed when using two nested rotary valves or the middle rotary valve when using three nested rotary valves than the inner and the opening of the slower rotating rotary valve than separate inlet or outlet valves are designed.
  • the outer rotary valve has a much larger wall thickness, in particular a wall thickness four times as large as the inner one.
  • the invention is characterized in that the speeds of the three rotary valves from the inside to the outside essentially obtained as 2: 1: 2.
  • the outer and the inner rotary valve are arranged in the cylinder head and gears are provided for driving both rotary valves.
  • the inner rotary valve has a greater wall thickness than the outer one.
  • the invention is characterized in that the drive takes place via two gears which can be moved independently of one another. Furthermore, the drive takes place via two gearwheels fastened on a common axis. Furthermore, the invention is characterized by a stratified charge in terms of flow technology, the fatter mixture components being brought into the immediate vicinity of the spark plug through the opening by centrifugal force separation, even during the inflow process, by means of a flow divider.
  • FIG. 6 to 9 represent a further embodiment of this type.
  • FIGS. 10 to 13 show further exemplary embodiments in a more constructive representation.
  • the inlet channel 15 is closed and the opening 11 of the inner rotary valve 2 moves past the inlet 14, so that the inlet channel 15 then remains closed by the full part of the inner rotary valve and compression can take place.
  • the openings 11 of the inner rotary valve 2 and the openings 4, 5 of the outer rotary valve 1 on the one hand and the openings 4, 5 of the outer rotary valve 1 meet with regard to the wall of the cylinder 6 on the other , together at the beginning of the exhaust bar. That is, the gap lengths of the inner rotary valve 2 and the outer rotary valve 1 add up, the same applies to the gap lengths of the outer rotary valve 1 and the channel openings 14, 15 in the cylinder 6.
  • the outer rotary valve 1 has a wall thickness that is approximately four times as large as the inner one.
  • the mode of operation of this rotary slide unit (start of outlet, start of inlet, start of compression and start of the work cycle) is analogously the same as set out above when describing FIGS. 1 to 4.
  • This embodiment Fig. 5 offers a possibility of increasing the opening angle.
  • the radius 16 of the outer rotary valve 1 is increased, as shown.
  • FIG. 5 shows the position of the outlet 5 and the opening 11 in the inner rotary valve 2 to the outlet duct 14 after a 90 ° crank angle outlet.
  • the opening 11 in the inner rotary valve 2 is still congruent with the outlet 5 and the outlet 5 is congruent with the outlet channel 14.
  • the outlet channel 14 is closed by the full wall parts of the inner rotary valve 2.
  • the inner rotary valve 2 rotates twice as fast, double arrow 12, as the outer rotary valve 1, single arrow 13.
  • 6 to 9 illustrate a multiple rotary valve in triple design.
  • This multiple slide is divided into two groups; the first group comprises the inner rotary valve 2 and an orifice 19, the second group consists of the middle rotary valve 3 and the outer rotary valve 1.
  • This second group lies between the orifice 19 and the wall of the cylinder 6.
  • opening angles of 45 ° each opening angles of 45 ° each.
  • the purpose of this construction is therefore also to enlarge the channel cross-sections.
  • the inner rotary valve 2 rotates faster (double arrow 12) than the central rotary valve 3 (single arrow 13).
  • the operation of this triple rotary valve is as follows
  • Outlet Fig. 6.
  • the opening 20 of the outer rotary valve 1 and the opening 21 of the inner rotary valve 2 are seen in the direction of rotation in front of the outlet channel 14.
  • the outlet channel 14 is closed by the fixed wall parts of the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2.
  • Inlet 4 and outlet 5 of the middle rotary valve 3 enclose an angle 21 of 90 °.
  • the middle rotary valve 3 now moves 22.5 ° twice, which is 45 ° further, see also FIG. 7.
  • the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2 turn twice 45 °, this is 90 ° further.
  • the openings 20 and 21 are after 45 ° (not 90 0 ) crank angle congruent with the outlet channel 14, inlet 4 and outlet 5 are also congruent with this outlet channel 14.
  • outlet can take place.
  • Inlet Fig. 7.
  • the openings 20 and 21 are seen in the direction of rotation, in front of the inlet channel 15.
  • the inlet channel 15 is closed by the fixed wall parts of the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2.
  • Inlet and outlet 4, 5 of the central slide valve 3 are open for the inlet.
  • FIGS. 10 and 11 relate to a constructive embodiment of the rotary slide valve construction according to FIGS. 1 to 4.
  • the outer rotary slide valve 1 and the inner rotary slide valve 2 are located in the cylinder head 6 and are driven from the outside via gear wheels 7, 8.
  • FIG. 11 shows a section along the line XI-XI in FIG. 10. This is the simplest installation option for the rotary slide unit.
  • the spark plug 23 is flushed free of incoming fresh gases. As stated, the drive takes place via the separately running gears 7 and 8.
  • the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2 are located in the cylinder head 6 and are driven from the outside via gear wheels 9, 10.
  • the cut is made as indicated in the other embodiment, Fig. 10 at XII-XII.
  • the thicker inner rotary valve 2 carries the opening 11, which is designed in the shape of a manifold, and the inflowing fresh gas in the direction of ZY. linder redirects.
  • the opening 24 and the flow divider 25 are located on the outside of the manifold.
  • the richer mixture components located here are branched off in the immediate vicinity of the spark plug 23.
  • the size of the inner slide valve 2 creates space for cooling.
  • FIG. 13 shows a section which is performed as indicated in the other embodiment in FIG. 10 under XI-XI.
  • the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2 are located in the cylinder head 6 and are driven from the outside via separate gear wheels 7, 8.
  • the flow distribution is achieved by the same principles, but on elements of the cylinder head 6. That is, flow divider 25 and opening 24 are components of the cylinder head 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

Mehrfachschiebersteuerung mit an Drehschiebern vorgesehenen Dichtflächen, welche Schieber gleichsinnige Bewegungen vollführen. Durchtrittsöffnungen für die zu steuernden Medien aufweisen und zur Steuerung die Drehschieber mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen gelassen werden, wobei der äußere Drehschieber (1) bei Verwendung von zwei ineinandergeschachtelten Drehschiebern (1, 2) (Figure 1 bis 4 und 10 bis 13) bzw. der mittlere Drehschieber (3) bei Verwendung von drei ineinandergeschachtelten Drehschiebern (Figure 6 bis 9) mit der halben Drehzahl umlaufen gelassen wird als der innere (2) (Figure 3), und die Öffnungen (Einlaß 4, Auslaß 5) des sich langsam drehenden Schiebers (1) als getrennte Ein- oder Auslaßventile ausgeführt sind und funktionell eine strömungstechnisch gelöste Schichtladung vorliegt, derart, daß die schwereren Gemischanteile im Zuge des Ansaugvorganges aufgrund ihres Beharrungsvermögens nicht in axialer Richtung umgeleitet werden, sondern gegen die Krümmeraußenwand prallen und schließlich durch die Zuströmöffnung zur Zündkerze gelangen, womit der Zylinderraum im Bereich der Zündkerze in vorteilhafter Weise ein reicheres Germisch erhält.Multiple slide control with sealing surfaces provided on rotary valves, which slide in the same direction. Have openings for the media to be controlled and the rotary valve can be rotated at different speeds for control, the outer rotary valve (1) when using two nested rotary valves (1, 2) (Figure 1 to 4 and 10 to 13) or the middle rotary valve (3) when using three nested rotary valves (Figure 6 to 9) is rotated at half the speed than the inner one (2) (Figure 3), and the openings (inlet 4, outlet 5) of the slowly rotating valve (1) are designed as separate inlet or outlet valves and functionally there is a stratified charge in terms of flow technology, such that the heavier mixture components in the course of the intake process are not redirected in the axial direction due to their persistence, but rather hit the outer wall of the manifold and finally through the inflow opening to Spark plug arrive, with which the cylinder space in the area of the spark plug in front partially get a richer Germanic.

Description

)ie Erfindung betrifft eine Mehrfachschiebersteuerung, insbesondere für Zwei- und Viertaktmotoren in Ein- oder Aehrzylinderausführung, mit mindestens zwei steuernden, in Drehschiebern vorgesehenen Dichtflächen, welche Schieber gleichsinnige Bewegungen vollführen, Durchtrittsöffaungen für die zu steuernden Medien aufweisen und zur Steuerung die Drehschieber mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen gelassen werden, wobei der sich langsamer drehende äußere Schieber mehr Durchtrittsöffnungen aufweist als der sich schneller drehende innere Schieber.) ie the invention relates to a multiple slide control, in particular for two and four-stroke engines in single or Aehrylinderausführung, with at least two controlling, provided in rotary slide sealing surfaces, which slide in the same direction, pass through openings for the media to be controlled and to control the rotary slide at different speeds are circulated, the slower rotating outer slide having more passage openings than the faster rotating inner slide.

Im Bereich des Brennraumes von Hubkolbenmotoren zur Steuerung von Gaswechselvorgänge dienendes Element ist der Drehschieber ein bekanntes solches Konstruktionselement. Drehbar gelagert und in einem rationellen Drehzahlverhältnis zur Kurbelwelle rotierend dient der Drehschieber im Zylinderkopf und/oder in der Zylinderwand der periodischen Freigabe von Ein- und Auslaß.In the area of the combustion chamber of reciprocating piston engines for controlling gas exchange operations, the rotary valve is a known such construction element. The rotary slide valve in the cylinder head and / or in the cylinder wall serves to periodically release the inlet and the outlet. It is rotatably mounted and rotates at a rational speed ratio to the crankshaft.

Bisher standen die Probleme der Kühlung (DE-PS 678 268) und der Dichtung (DE-PS 678 268, AT-PS 307 158) im Vordergrund. Die Reaktionskräfte infolge der Zünddrücke (AT-PS 184 777) wurden in einigen Anordnungen direkt über die Dichtfläche (DE-PS 678 268) in anderen über externe Lagerungselemente (AT-PS 184 777) z.B. Wälzlager an der Antriebswelle abgefangen. Das führt im ersten Fall zu zu großem Dichtflächenverschleiß, im zweiten Fall zu thermischen Problemen aus den oft beträchtlichen Stützlängen,da sich der Leichtmetallzylinderkopf und der Stahldrehschie- ber mit Welle im Temperaturwechsel stark unterschiedlich verhalten und so auch weite Dichtspalten erforderlich sind. Ein weiteres Merkmal bekannter Drehschieberkonstruktionen, besonders des Flachdrehschiebers, ist die starke gegenseitige Kopplung von Kanalquerschnitt und Steuerzeiten sowie der gegenüber dem Hubventil zwar relativ weit, aber für diesen Typ dennoch unzureichende Kanalquerschnitt welcher bei Vorgabe von zudem extremen Steuerzeiten und Kolbendurchmessern - konzentrische Bauweise vorausgesetzt - streng limitiert ist. Der Gaswechsel in unmittelbarer Umgebung der Zündkerze beeinflußt den Verbrennungsverlauf wesentlich. Sein Einfluß auf die Leistungsgrenzen, auf iie Schadstoffemission der Abgase, auf die Treibstoffausnützung und den Wirkungsgrad bleibt in den bekannten Konstruktionen unbeachtet. Erweiterungsmöglichkeiten der an sich schon dem Hubventil überlegenen Drehschieberkonstruktion wurden früher nicht erkannt.So far, the problems of cooling (DE-PS 678 268) and sealing (DE-PS 678 268, AT-PS 307 158) have been in the foreground. The reaction forces due to the ignition pressures (AT-PS 184 777) were intercepted in some arrangements directly via the sealing surface (DE-PS 678 268) in others via external bearing elements (AT-PS 184 777), for example roller bearings on the drive shaft. This results in the first case to be large sealing surface wear, thermal problems from the often considerable support lengths, as the light-alloy cylinder head and the steel rotary slide in the second case - about behave very differently with wave in temperature change and so wide sealing gaps are required. Another feature of known rotary slide valve designs, especially of the flat rotary slide valve, is the strong mutual coupling of channel cross-section and control times, as well as that which is relatively large compared to the globe valve for this type, however, an insufficient duct cross-section, which is strictly limited when extreme valve timing and piston diameters are specified - provided that the construction is concentric. The gas change in the immediate vicinity of the spark plug significantly affects the course of the combustion. Its influence on the performance limits, on the pollutant emissions of the exhaust gases, on the fuel utilization and the efficiency remains unconsidered in the known designs. Possibilities for expanding the rotary slide valve design, which is already superior to the globe valve, were previously not recognized.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, den Gaswechsel mit dem Drehschieber zu optimieren, durch eine drallbehaftete Gasströmung die Totzonen zu reduzieren, Ein- und Auslaß thermisch zu entkoppeln, es zu ermöglichen mit Hilfe der Phasenverschiebung die Steuerzeiten im Betrieb zu verändern, eine einfache Möglichkeit zur Schichtladung zugeben, die vorhandenen Probleme der Drehschieber wie Abdichtung, Kühlung und Reaktionskräfte einer Lösung zuzuführen und die Kanalquerschnitte zu vergrößern.The invention has as its object to optimize the gas exchange with the rotary valve, to reduce the dead zones by means of a swirling gas flow, to thermally decouple the inlet and outlet, to make it possible to change the control times during operation with the aid of the phase shift, a simple possibility for Add stratified charge, solve the existing problems of the rotary valve, such as sealing, cooling and reaction forces, and enlarge the duct cross-sections.

Die obengenannte Aufgabe wird in erster Linie dadurch gelöst, daß der äußere Drehschieber bei Verwendung von zwei ineinandergeschachtelten Drehschiebern bzw. der mittlere Drehschieber bei Verwendung von drei ineinandergeschachtelten Drehschiebern mit der halben Drehzahl umlaufen gelassen wird als der innere und die Öffnung des sich langsamer drehenden Drehschiebers als getrennte Ein- oder Auslaßventile ausgeführt sind. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist, daß der äußere Drehschieber eine wesentlich größere Wandstärke, insbesondere eine vier Mal so große Wandstärke aufweist als der innere. Fernerhin ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drehzahlen der drei Drehschieber von innen nach außen im wesentlichen rerhalten wie 2 : 1 : 2. Erfindungsgemäß sind der äußere and der innere Drehschieber im Zylinderkopf angeordnet und zum Antrieb beider Drehschieber sind Zahnräder vorgesehen. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung weist der innere Drehschieber eine größere Wandstärke auf als der äußere. Weiters ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb über zwei voneinander unabhängig zu bewegende Zahnräder erfolgt. Fernerhin erfolgt der Antrieb über zwei auf einer gemeinsamen Achse befestigten Zahnräder. Fernerhin ist die Erfindung gekennzeichnet durch eine strömungstechnisch gelöste Schichtladung, wobei durch Fliehkraftseparation , noch während des Einströmvorganges,durch einen Strömungteiler die fetteren Gemischanteile in die unmittelbare Nähe der Zündkerze durch die Öffnung gebracht werden. Das heißt, die schwereren Gemischanteile werden im Zuge des Ansaugvorganges aufgrund ihres Beharrungsvermögens nicht in axialer Richtung umgeleitet, sondern prallen gegen die Krümmeraußenwand und gelangen schließlich durch die Zuströmöffnung zur Zündkerze, womit der Zylinderraum im Bereich der Zündkerze in vorteilhafter Weise ein reicheres Gemisch erhält.The above-mentioned object is primarily achieved in that the outer rotary valve is rotated at half the speed when using two nested rotary valves or the middle rotary valve when using three nested rotary valves than the inner and the opening of the slower rotating rotary valve than separate inlet or outlet valves are designed. Another feature of the invention is that the outer rotary valve has a much larger wall thickness, in particular a wall thickness four times as large as the inner one. Furthermore, the invention is characterized in that the speeds of the three rotary valves from the inside to the outside essentially obtained as 2: 1: 2. According to the invention, the outer and the inner rotary valve are arranged in the cylinder head and gears are provided for driving both rotary valves. According to a further characteristic of the invention, the inner rotary valve has a greater wall thickness than the outer one. Furthermore, the invention is characterized in that the drive takes place via two gears which can be moved independently of one another. Furthermore, the drive takes place via two gearwheels fastened on a common axis. Furthermore, the invention is characterized by a stratified charge in terms of flow technology, the fatter mixture components being brought into the immediate vicinity of the spark plug through the opening by centrifugal force separation, even during the inflow process, by means of a flow divider. This means that the heavier mixture components are not diverted in the axial direction during the intake process due to their persistence, but rather hit the outer wall of the manifold and finally reach the spark plug through the inflow opening, which advantageously gives the cylinder space in the area of the spark plug a richer mixture.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Die Figuren sind zum Teil schematisch gehalten.In the drawing, the subject matter of the invention is shown for example in some embodiments. The figures are partly schematic.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel veran schaulicht. Aus Fig. 5 ist eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform zu ersehen. Die Fig. 6 bis 9 stellen eine weitere solche Ausführungsform dar. Die Fig. 10 bis 13 lassen weitere Ausführungsbeispiele in mehr konstruktiver Darstellung erkennen.1 to 4, a first embodiment is illustrated. Another embodiment of the invention can be seen from FIG. 6 to 9 represent a further embodiment of this type. FIGS. 10 to 13 show further exemplary embodiments in a more constructive representation.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Drehschiebereinheit mit zwei ineinandergesteckten Drehschiebern 1 und 2 innerhalb des Zylinderkopfes bzw. des Zylinders 6 dargestellt. Diese beiden Drehschieber 1 und 2 drehen sich gleichsinnig, im vorliegenden Ausführungsbeispiel dreht sich der innere Drehschieber doppelt so schnell, Doppelpfeil 12 als der äußere Drehschieber 1, Einfachpfeil 13. Die verschiedenen vier Takte dieser Drehschiebereinheit seien wie folgt erklärt:

  • Auslaßbeginn Fig. 1. Der Auslaß 5 liegt im Sinne der Drehrichtung vor dem Auslaßkanal 14 im Zylinder 6. Die öffnung 11 des inneren Drehschiebers 2 ist deckungsgleich mit dem Auslaß 5. Der Auslaßkanal 14 und der Einlaßkanal 15 sind durch die vollen Teile der Drehschieber 1 und 2 geschlossen. Beim Weiterdrehen beider Drehschieber 1 und 2 wird der Auslaßkanal 14 über den Auslaß 5 und die Öffnung 11 geöffnet. Da, wie schon gesagt, sich der innere Drehschieber 2 schneller dreht als der äußere Drehschieber 1, ist die Öffnung 11 größer, um den Auslaß 5 bei diesem Takt stets voll offen zu halten. Der Einlaßkanal 15 ist jeweils verschlossen. Es sei schon jetzt darauf hingewiesen, daß der innere Drehschieber 2 zwei Öffnungen 11 trägt, die sowohl den Einlaß wie auch den Auslaß steuern.
1 to 4, a rotary valve unit with two nested rotary valves 1 and 2 is shown within the cylinder head or cylinder 6. These Both rotary valves 1 and 2 rotate in the same direction, in the present exemplary embodiment the inner rotary valve rotates twice as fast, double arrow 12 as the outer rotary valve 1, single arrow 13. The four different cycles of this rotary valve unit are explained as follows:
  • 1. The outlet 5 lies in the sense of the direction of rotation in front of the outlet channel 14 in the cylinder 6. The opening 11 of the inner rotary valve 2 is congruent with the outlet 5. The outlet channel 14 and the inlet channel 15 are through the full parts of the rotary valve 1st and 2 closed. As both rotary valves 1 and 2 continue to rotate, the outlet channel 14 is opened via the outlet 5 and the opening 11. Since, as already mentioned, the inner rotary valve 2 rotates faster than the outer rotary valve 1, the opening 11 is larger in order to always keep the outlet 5 fully open at this cycle. The inlet channel 15 is closed in each case. It should already be pointed out that the inner rotary valve 2 carries two openings 11 which control both the inlet and the outlet.

Einlaßbeginn Fig. 2. Beim Weiterdrehen der Drehschieber 1 und 2 hat sich der äußere Drehschieber 2 um zwei Mal 22,5° das ist um 45° und der innere Drehschieber 1 um vier Mal 22,5° das ist um 90° weitergedreht. Der Auslaßkanal 14 ist geschlossen. Der Einlaß 4 liegt im Sinne der Drehrichtung vor dem Einlaßkanal 15, die Öffnung 11 ist deckungsgleich mit dem Einlaß 4. Beim Weiterdrehen öffnen 4 und 11 den Einlaßkanal 15, sodaß Einlaß erfolgen kann.2. When turning the rotary valve 1 and 2, the outer rotary valve 2 has rotated twice by 22.5 °, that is by 45 ° and the inner rotary valve 1 by four times 22.5 °, that is by 90 °. The outlet channel 14 is closed. The inlet 4 lies in the sense of the direction of rotation in front of the inlet channel 15, the opening 11 is congruent with the inlet 4. When turning further 4 and 11 open the inlet channel 15 so that inlet can take place.

Kompressionsbeginn Fig. 3. Der Einlaßkanal 15 ist geschlossen und die Öffnung 11 des inneren Drehschiebers 2 zieht am Einlaß 14 vorbei, sodaß dann der Einlaßkanal 15 jedenfalls durch den vollen Teil des inneren Drehschiebers verschlossen bleibt und Kompression erfolgen kann.3. The inlet channel 15 is closed and the opening 11 of the inner rotary valve 2 moves past the inlet 14, so that the inlet channel 15 then remains closed by the full part of the inner rotary valve and compression can take place.

Beginn des Arbeitstaktes, Fig..4. Die Öffnungen 11 des inneren Drehschiebers 2 sind durch die vollen Teile des äußeren Drehschiebers 1 geschlossen, ebenso Auslaß 5 und Einlaß 4 durch die Wandung des Zylinders 6.Start of the work cycle, Fig..4. The openings 11 of the inner rotary valve 2 are closed by the full parts of the outer rotary valve 1, as are outlet 5 and inlet 4 through the wall of the cylinder 6.

Wie man schon beim übergang vom Kompressionsbeginn zum Arbeitstakt feststellen kann, treffen die Öffnungen 11 des inneren Drehschiebers 2 und die öffnungen 4, 5 des äußeren Drehschiebers 1 einerseits und die Öffnungen 4, 5 des äußeren Drehschiebers 1 im Hinblick auf die Wandung des Zylinders 6 andererseits, erst am Beginn des Auslaßtaktes zusammen. Das heißt, die Spaltlängen des inneren Drehschiebers 2 und des äußeren Drehschiebers 1 addieren sich, das gleiche gilt für die Spaltlängen des äußeren Drehschiebers 1 und die Kanalöffnungen 14, 15 im Zylinder 6.As can be seen at the transition from the start of compression to the work cycle, the openings 11 of the inner rotary valve 2 and the openings 4, 5 of the outer rotary valve 1 on the one hand and the openings 4, 5 of the outer rotary valve 1 meet with regard to the wall of the cylinder 6 on the other , together at the beginning of the exhaust bar. That is, the gap lengths of the inner rotary valve 2 and the outer rotary valve 1 add up, the same applies to the gap lengths of the outer rotary valve 1 and the channel openings 14, 15 in the cylinder 6.

Im Zuge der obenstehenden Erklärungen sind im wesentlichen jeweils nur die eine Position dieser Drehschiebereinheit beschrieben worden. Wie man aus den Zeichnungen ersieht, spielen sich diese Positionen jeweils auch auf der gegenüberliegenden Seite spiegelbildlich ab.In the course of the above explanations, essentially only one position of this rotary slide unit has been described. As can be seen from the drawings, these positions are also mirror images of each other on the opposite side.

Beim Ausführungsbeispiel Fig. 5 weist der äußere Drehschieber 1 eine etwa vier Mal so große Wandstärke auf als der innere. Die Wirkungsweise dieser Drehschiebereinheit (Auslaßbeginn, Einlaßbeginn, Kompressionsbeginn und Beginn des Arbeitstaktes) ist sinngemäß die gleiche wie oben beim Beschreiben der Fig. 1 bis 4 auseinandergesetzt. Diese Ausführung Fig. 5 bietet eine Möglichkeit zur Vergrößerung des Öffnungswinkels. Hierbei wird der Radius 16 des äußeren Drehschiebers 1 vergrößert, wie dargestellt. Es ergibt sich hier ein Verhältnis des Radius 17 des inneren Drehschiebers 2 zum Radius 16 des äußeren Drehschiebers 1 wie 1 : 2. Dadurch kann der öffnungswinkel 18 gemessem am Radius des nicht dargestellten Kolbens (= 17) auf zwei Mal 45° je Ein- und Auslaß 4, 5 gesteigert werden. Weiters zeigt Fig. 5 die Stellung von Auslaß 5 und-der Öffnung 11 im inneren Drehschieber 2 zu Auslaßkanal 14 nach 90° Kurbelwinkelauslaß. Die Öffnung 11 im inneren Drehschieber 2 ist immer noch deckungsgleich zum Auslaß 5 und der Auslaß 5 ist deckungsgleich mit dem Auslaßkanal 14. Nach weiteren 90° wird der Auslaßkanal 14 durch die vollen Wandteile des inneren Drehschiebers 2 geschlossen. Auch bei dieser Ausführungsform rotiert der innere Drehschieber 2 doppelt so rasch, Doppelpfeil 12, als der äußere Drehschieber 1, Einfachpfeil 13.In the embodiment shown in FIG. 5, the outer rotary valve 1 has a wall thickness that is approximately four times as large as the inner one. The mode of operation of this rotary slide unit (start of outlet, start of inlet, start of compression and start of the work cycle) is analogously the same as set out above when describing FIGS. 1 to 4. This embodiment Fig. 5 offers a possibility of increasing the opening angle. Here, the radius 16 of the outer rotary valve 1 is increased, as shown. This results in a ratio of the radius 17 of the inner rotary valve 2 to the radius 16 of the outer rotary valve 1 as 1: 2. As a result, the opening angle 18 measured on the radius of the piston (not shown) (= 17) can be done twice 45 ° per inlet and outlet 4, 5 can be increased. 5 shows the position of the outlet 5 and the opening 11 in the inner rotary valve 2 to the outlet duct 14 after a 90 ° crank angle outlet. The opening 11 in the inner rotary valve 2 is still congruent with the outlet 5 and the outlet 5 is congruent with the outlet channel 14. After a further 90 °, the outlet channel 14 is closed by the full wall parts of the inner rotary valve 2. In this embodiment too, the inner rotary valve 2 rotates twice as fast, double arrow 12, as the outer rotary valve 1, single arrow 13.

Die Fig. 6 bis 9 veranschaulichen einen Mehrfachdrehschieber in Dreifachausführung. Dieser Mehrfachschieber ist in zwei Gruppen unterteilt; die erste Gruppe umfaßt den inneren Drehschieber 2 und eine Blende 19, die zweite Gruppe besteht aus dem mittleren Drehschieber 3 und dem äußeren Drehschieber 1. Diese zweite Gruppe liegt zwischen der Blende 19 und der Wandung des Zylinders 6. Durch die Aufteilung in zwei Gruppen lassen sich öffnungswinkel von jeweils 45° erreichen. Der Sinn dieser Konstruktion liegt somit ebenfalls in der Vergrößerung der Kanalquerschnitte. Wiederum läuft der innere Drehschieber 2 schneller um (Doppelpfeil 12) als der mittlere Drehschieber 3 (Einfachpfeil 13). Die Wirkungsweise dieses Dreifachdrehschiebers ist die folgender6 to 9 illustrate a multiple rotary valve in triple design. This multiple slide is divided into two groups; the first group comprises the inner rotary valve 2 and an orifice 19, the second group consists of the middle rotary valve 3 and the outer rotary valve 1. This second group lies between the orifice 19 and the wall of the cylinder 6. By dividing into two groups opening angles of 45 ° each. The purpose of this construction is therefore also to enlarge the channel cross-sections. Again, the inner rotary valve 2 rotates faster (double arrow 12) than the central rotary valve 3 (single arrow 13). The operation of this triple rotary valve is as follows

Auslaß, Fig. 6. Die Öffnung 20 des äußeren Drehschiebers 1 und die Öffnung 21 des inneren Drehschiebers 2 liegen in der Drehrichtung gesehen vor dem Auslaßkanal 14. Der Auslaßkanal 14 ist durch die festen Wandungsteile des äußeren Drehschiebers 1 und des inneren Drehschiebers 2 geschlossen. Einlaß 4 und Auslaß 5 des mittleren Drehschiebers 3 schliessen einen Winkel 21 von 90° ein. Im Betrieb bewegt sich nun der mittlere Drehschieber 3 um zweimal 22,5°, das ist um 45° weiter, siehe auch Fig. 7. Der äußere Drehschieber 1 und der innere Drehschieber 2 drehen sich um zweimal 45°, das ist um 90° weiter. Die Öffnungen 20 und 21 sind nach 45° (nicht 900) Kurbelwinkel deckungsgleich mit dem Auslaßkanal 14, Einlaß 4 und Auslaß 5 sind dabei ebenfalls deckungsgleich mit diesem Auslaßkanal 14. Es kann somit Auslaß erfolgen.Outlet, Fig. 6. The opening 20 of the outer rotary valve 1 and the opening 21 of the inner rotary valve 2 are seen in the direction of rotation in front of the outlet channel 14. The outlet channel 14 is closed by the fixed wall parts of the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2. Inlet 4 and outlet 5 of the middle rotary valve 3 enclose an angle 21 of 90 °. In operation, the middle rotary valve 3 now moves 22.5 ° twice, which is 45 ° further, see also FIG. 7. The outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2 turn twice 45 °, this is 90 ° further. The openings 20 and 21 are after 45 ° (not 90 0 ) crank angle congruent with the outlet channel 14, inlet 4 and outlet 5 are also congruent with this outlet channel 14. Thus, outlet can take place.

Einlaß, Fig. 7. Die Öffnungen 20 und 21 liegen in der Drehrichtung gesehen, vor dem Einlaßkanal 15. Der Einlaßkanal 15 ist durch die festen Wandungsteile des äußeren Drehschiebers 1 und des inneren Drehschiebers 2 geschlossen. Einlaß und Auslaß 4, 5 des mittleren Drehschiebers 3 sind für den Einlaß offen.Inlet, Fig. 7. The openings 20 and 21 are seen in the direction of rotation, in front of the inlet channel 15. The inlet channel 15 is closed by the fixed wall parts of the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2. Inlet and outlet 4, 5 of the central slide valve 3 are open for the inlet.

Kompression, Fig. 8. Während der ersten 90° Kurbelwinkel dichtet die Öffnung 21 des inneren Drehschiebers 2 gegen die Blende 19 ab. Bei den darauf folgenden weiteren 90° Kurbelwinkel dichten die festen Wandungsteile des mittleren Drehschiebers 3 gegen den äußeren Drehschieber 1.Compression, Fig. 8. During the first 90 ° crank angle, the opening 21 of the inner rotary valve 2 seals against the aperture 19. In the subsequent 90 ° crank angle, the fixed wall parts of the middle rotary valve 3 seal against the outer rotary valve 1.

Arbeitshub, Fig. 9. Im Moment der Zündung dichtet wiederum der mittlere Drehschieber 3 gegen den äußeren Drehschieber 1 bis zum nächsten Auslaß.Working stroke, Fig. 9. At the moment of ignition, the middle rotary valve 3 again seals against the outer rotary valve 1 until the next outlet.

Die Fig. 10 und 11 betreffen eine konstruktive Ausführungsmöglichkeit der Drehschieberkonstruktion nach den Fig. 1 bis 4. Wie man sieht, befinden sich hier der äußere Drehschieber 1 und der innere Drehschieber 2 im Zylinderkopf 6 und werden von außen über Zahnräder 7, 8 angetrieben. Die Fig. 11 zeigt einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10. Dies ist die einfachste Einbaumöglichkeit der Drehschiebereinheit. Die Zündkerze 23 wird frei von einströmenden Frischgasen umspült. Der Antrieb erfolgt, wie gesagt, über die getrennt laufenden Zahnräder 7 und 8.10 and 11 relate to a constructive embodiment of the rotary slide valve construction according to FIGS. 1 to 4. As can be seen, the outer rotary slide valve 1 and the inner rotary slide valve 2 are located in the cylinder head 6 and are driven from the outside via gear wheels 7, 8. FIG. 11 shows a section along the line XI-XI in FIG. 10. This is the simplest installation option for the rotary slide unit. The spark plug 23 is flushed free of incoming fresh gases. As stated, the drive takes place via the separately running gears 7 and 8.

Gemäß Fig. 12 befinden sich der äußere Drehschieber 1 und der innere Drehschieber 2 im Zylinderkopf 6 und werden von außen über Zahnräder 9, 10 angetrieben. Der Schnitt ist so geführt, wie dies bei der anderen Ausführungsform, Fig. 10 bei XII-XII angedeutet ist. Der dicker ausgeführte innere Drehschieber 2 trägt die öffnungll, die krümmerförmig ausgeführt ist und das einströmende Frischgas in Richtung Zy- . linder umleitet. Krümmeraußen liegt die Öffnung 24 und der Strömungsteiler 25. Die hier befindlichen fetteren Gemischanteile werden zur unmittelbaren Nähe der Zündkerze 23 abgezweigt. Durch die Größe des inneren Drehschiebers 2 ist Platz für die Kühlung geschaffen.According to FIG. 12, the outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2 are located in the cylinder head 6 and are driven from the outside via gear wheels 9, 10. The cut is made as indicated in the other embodiment, Fig. 10 at XII-XII. The thicker inner rotary valve 2 carries the opening 11, which is designed in the shape of a manifold, and the inflowing fresh gas in the direction of ZY. linder redirects. The opening 24 and the flow divider 25 are located on the outside of the manifold. The richer mixture components located here are branched off in the immediate vicinity of the spark plug 23. The size of the inner slide valve 2 creates space for cooling.

Fig. 13 stellt einen Schnitt dar, der so geführt ist, wie dies bei der anderen Ausführungsform Fig. 10 unter XI-XI angedeutet ist. Der äußere Drehschieber 1 und der innere Drehschieber 2 befinden sich im Zylinderkopf 6 und werden von außen über getrennte Zahnräder 7, 8 angetrieben. Hier wird die Strömungsaufteilung durch dieselben Prinzipien , jedoch an Elementen des Zylinderkopfes 6, erreicht. Das heißt, Strömungsteiler 25 und Öffnung 24 sind Bestandteile des Zylinderkopfes 6.FIG. 13 shows a section which is performed as indicated in the other embodiment in FIG. 10 under XI-XI. The outer rotary valve 1 and the inner rotary valve 2 are located in the cylinder head 6 and are driven from the outside via separate gear wheels 7, 8. Here the flow distribution is achieved by the same principles, but on elements of the cylinder head 6. That is, flow divider 25 and opening 24 are components of the cylinder head 6.

Claims (8)

1. Mehrfachschiebersteuerung, insbesondere für Zwei- und Viertaktmotoren in Ein- oder Mehrzylinderausführung, mit mindestens zwei steuernden, an Drehschiebern vorgesehenen Dichtflächen, welche Schieber gleichsinnige Bewegungen vollführen, Durchtrittsöffnungen für die zu steuernden Medien aufweisen und zur Steuerung die Drehschieber mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen gelassen werden, wobei der sich langsamer drehende äußere Schieber mehr Durchtrittsöffnungen aufweist als der sich schneller drehende innere Schieber, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Drehschieber (1) bei Verwendung von zwei ineinandergeschachtelten . Drehschiebern (1, 2) (Fig. 1 bis 4 und 10 bis 13) bzw. der mittlere Drehschieber (3) bei Verwendung von drei ineinandergeschachtelten Drehschiebern (Fig. 6 bis 9) mit der halben Drehzahl umlaufen gelassen wird als der innere (2) (Fig. 3), und die öffnungen (Einlaß 4, Auslaß 5) des sich langsam drehenden Schiebers (1) als getrennte Ein- oder Auslaßventile ausgeführt sind.1.Multiple slide valve control, in particular for two- and four-stroke engines in single or multi-cylinder design, with at least two controlling sealing surfaces provided on rotary slide valves, which perform slide movements in the same direction, have passage openings for the media to be controlled and the rotary slide valves are rotated at different speeds for control purposes , wherein the slower rotating outer slide has more openings than the faster rotating inner slide, characterized in that the outer rotary slide (1) when using two nested. Rotary valves (1, 2) (Fig. 1 to 4 and 10 to 13) or the middle rotary valve (3) when using three nested rotary valves (Fig. 6 to 9) is rotated at half the speed than the inner one (2nd ) (Fig. 3), and the openings (inlet 4, outlet 5) of the slowly rotating slide (1) are designed as separate inlet or outlet valves. 2. Mehrfachschiebersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Drehschieber (1) eine wesentlich größere Wandstärke, insbesondere eine vier Mal so große Wandstärke aufweist als der innere (Fig. 5).2. Multiple slide control according to claim 1, characterized in that the outer rotary slide (1) has a much larger wall thickness, in particular a four times the wall thickness than the inner (Fig. 5). 3. Mehrfachschiebersteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drehzahlen der drei Drehschieber (1,2,3) von innen nach außen im wesentlichen verhalten wie 2 : 1 : 2 (Fig. 6 bis 9).3. Multiple slide control according to claim 2, characterized in that the speeds of the three rotary slide (1,2,3) behave from the inside to the outside essentially as 2: 1: 2 (Fig. 6 to 9). 4. Mehrfachschiebersteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere und der innere Drehschieber (1,2) im Zylinderkopf (6) angeordnet sind und zum Antrieb beider Drehschieber (1,2) Zahnräder (7,8) vorgesehen sind (Fig. 10 bis 13).4. Multiple slide control according to one of the preceding claims, characterized in that the outer and the inner rotary valve (1,2) are arranged in the cylinder head (6) and gears (7,8) are provided for driving both rotary valves (1,2) ( 10 to 13). 5. Mehrfachschiebersteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Drehschieber (2) eine größere Wandstärke aufweist als der äußere (1) (Fig. 12).5. Multiple slide control according to claim 4, characterized in that the inner rotary slide (2) has a greater wall thickness than the outer (1) (Fig. 12). 6. Mehrfachschiebersteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb über zwei voneinander unabhängig zu bewegende Zahnräder (7,8) erfolgt (Fig. 10, 11, 13).6. Multiple slide control according to one of the preceding claims, characterized in that the drive takes place via two gears (7, 8) which can be moved independently of one another (FIGS. 10, 11, 13). 7. Mehrfachschiebersteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb über zwei auf einer gemeinsamen Achse (11) befestigten Zahnräder (9, 10) erfolgt (Fig. 12).7. Multiple slide control according to one of the preceding claims, characterized in that the drive via two on a common axis (11) fixed gears (9, 10) takes place (Fig. 12). 8. Mehrfachschiebersteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine strömungstechnisch gelöste Schichtladung, wobei durch Fliehkraftseparation, noch während des Einströmvorganges, durch einen Strömungsteiler (25) die fetteren Gemischanteile in die unmittelbare Nähe der Zündkerze (23) durch die Öffnung (24) gebracht werden.8. Multiple slide control according to one of the preceding claims, characterized by a fluidically stratified charge, the fatter mixture components brought into the immediate vicinity of the spark plug (23) through the opening (24) by centrifugal force separation, even during the inflow process, through a flow divider (25) will.
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