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Steuerung für Verbrennungskraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem den Maschinenkolben konzentrisch umschliessenden, rohrförmigen Hauptschieber und einem von diesem durch eine Verbindung mit totem Gang hin und her bewegten Hilfsschieber.
Nach der Erfindung ist der Hilfsschieber gleichfalls rohrförmig und besitzt nur einer der beiden Schieber den Ein-und Auslass steuernde Öffnungen, die während des ersten Teiles der Bewegung des Hauptschiebers in der einen Richtung (z. B. nach abwärts) geöffnet werden.
Bei der Bewegung des Hauptschiebers in der anderen Richtung (z. D. nach aufwärts) werden die Steueröffnungen zunächst bei stillstehendem Hilfsschieber geschlossen und nach Mitnahme des Hilfsschiebers dieser vorzugsweise durch den Druck der im Zylinder befindlichen Gase gegen den Hauptschieber gedrückt, um während des Verdichtungs-und Arbeitshuhes einen dichten Abschluss herbeizuführen.
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als Fig. i.
Der Zylinder A der Maschine, dessen Wandung wassergekühlt ist, besitzt einen nach innen ragenden Zylinderkopf . Die Einlasskanäle B und die Auslasskanäle C, die an einem Ende des Zylinders, vorzugsweise am Kopfende, vorgesehen sind. können die Form von Ringen haben, um
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an zwei Stellen BI zugelassen, und der Auspuff erfolgt an zwei Stellen Cl. Der Trennungssteg D zwischen den Einlass-und den Auslasskanälen ist zweckmässig ein Teil des Zylinders. Im Zylinder gleitet der Hauptrohrschieber E und in diesem der Kolben F. An einem Ende des Schiebers E ist ein Rohrschieber G vorgesehen, der von dem Schieber E mittels einer Verbindung mit totem Gang betätigt wird.
Der Hilfsschieber G. der so leicht wie möglich, zweckmässig aus Stahl, hergestellt wird, hat eine Verlängerung G, die zwischen Zylinderkopf Al und Zylinderwand geführt ist. Der Zylinderkopf besitzt Packungsringc , während zwischen dem Schieber G und der Zylinderwand eine federbelastete Packung vorgesehen ist. Diese besteht aus einer Schraubenfeder H, die durch einen Ring H3 und eine in eine Vertiefung des Zylinders greifende Unterlagsscheibe B in Lage gehalten wird. Der Raum zwischen der Feder H und der Scheibe Hl ist mit Packung H2 gefüllt. Lecken um den Schieber G herum ist verhindert, da bei geschlossenen Kanälen
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geschraubten Verlängerung EI.
Diese besitzt einen Flansch EI, der mit einem entsprechenden Flansch G2 des Schiebers G zusammenwirkt, um diesen abwärts zu ziehen. Die Verlängerung Ei ist mit Kanälen E3 versehen. Die einander zugewendeten Enden E4 und G3 der Schieber E und G sind vorzugsweise abgeschrägt.
Die Grösse des toten Ganges zwischen den zwei Schiebern wird durch den Abstand des Flansches G2 von dem Flansch E2 des Schiebers E bestimmt. Die Kanäle E3 in der Verlängerung Ei sind derart angeordnet, dass, wenn die beiden Schieber mit ihren abgeschrägten Enden in Berührung sind (Fig. 2), die Kanäle E3 durch Schieber G geschlossen sind. Die Aufwärtsbewegung des Hauptschiebers bewirkt bei. Aufnahme des toten Ganges das Schliessen der Kanäle erz
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Die sich berührenden Enden der beiden Schieber müssen nicht abgeschrägt ein; sie können leicht abgeschliffen werden, so dass dichter Abschluss erzielt wird.
Um diesen aufrecht zu erhalten, kann die Verbindung zwischen den zwei Schiebern eine solche sein, dass der Schieber C sich in bezug auf den Hauptschieber frei drehen kann. Um dichten Abschluss zwischen den zwei Schiebern aufrecht zu erhalten, wenn die beiden Enden derselben in Berührung sind, kann der IIilhichieher G mit einem Innenflansch versehen sein. dessen eine Seite dem Druck der Gase im Zylinder ausgesetzt ist und dessen andere Seite von dem Druck der Gase freigehalten wird, entweder durch einen entsprechenden Flansch an dem Hauptschieber oder durch den Hauptschieber selbst.
Der Druck im Zylinder bewirkt dadurch, dass die zwei Schieber in Berührung miteinander gehalten werden.
Die Antriebsvorrichtung des Hauptschiebers besteht aus einem Kurbelzapfen/. der das eine Ende der Stange trägt ; das andere Ende ist mit einem Arm L drehbar verbunden,
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Bewegung erteilt, als wenn die Stange N unmittelbar mit der Stange K verbunden wäre, denn die Bewegung des Schiebers ist dadurch geändert worden, dass die Stange K und das Gelenk N mittels des Armes L mit dem Kurbelgehäuse verankert sind. Durch geeignete Wahl dieser Verbindung können die erforderlichen Perioden für das Öffnen und Schliessen der Kanäle erzielt werden, Der Kurbelzapfen I wird vorzugsweise von der Kurbelwelle 0 aus gedreht, und zwar mit der halben Geschwindigkeit dieser Welle.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Schiebervorrichtung ist in ihrer Anwendung auf eine ViertaKtmaschine folgende :
Zu Beginn des Einlasshubes wird der Hauptschieber E mittels seiner Verlängerung E1 den Hilfsschieber G abwärts ziehen, bis die Auslasskanäle C des Zylinders nahezu geschlossen sind und die Einlasskanäle B soeben geöffnet werden. Während des Einlasshubes des Kolbens bewegt der Hauptschieber E den Hilfsschieber G abwärts, bis die Kanäle E3 des Hauptschiebers mit den Einlasskanälen B des Zylinders vollständig in Linie liegen, so dass Gas in den Zylinder eingesaugt werden kann.
Während dieses Kolbenhubes schliesst der Hilfsschieber G die Auslass- kanäle des Zylinders vollkommen und am Ende oder. kurz nach dem Ende des Einlasshubes werden sowohl die Einlass-als auch die Auslasskanäle des Zylinders geschlossen.
Während des letzten Teiles des Einlasshubes des Kolbens und auch während des Verdichtungshubes bewegt sich der Hauptschieber aufwärts, aber wegen des zwischen beiden Schiebern bestehenden toten Ganges treibt er den Hilfsschieber nicht sofort aufwärts, so dass die Einlass-und Auslasskanäle in dem Zylinder'geschlossen bleiben. Wenn der tote Gang aufgehoben ist, kommt das Ende des Hauptschiebers mit den FlanschenG3 des Hilfsschiebers in Berührung und dann beginnt die Aufwärtsbewegung des letzteren. Diese Stellung der Schieber ist in Fig. 2 gezeigt. Die Aufwärtsbewegung beider Schieber setzt sich dann nahezu bis zum Ende des Krafthubes des Kolbens fort, so dass die Aufwärtsbewegung der Schieber während der Perioden stattfindet, während der grösste Druck im Zylinder besteht.
Die Enden der Schieber sind deshalb in sicherer Berührung während dieser Periode, so dass mit der beschriebenen Packung keine Gefahr vorliegt, dass von dem Zylinder Gase entweichen.
Kurz vor Beendigung des Krafthubes des Kolbens, d. h. kurz bevor der Hauptschieber seine
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mit den Auslasskanälen C des Zylinders in Linie liegen. Es können keine Entweichungen nach dem Auslass hin stattfinden, da das Hilfsventil die Kanäle E3 überdeckt. Da der Hauptschieber sich abwärts bewegt, wird er anfangen, die Kanäle E3 zu öffnen und so gestatten, dass Auspuff stattfindet, da wegen des toten Ganges zwischen beiden Schiebern die Abwärtsbewegung des Hilfsschiebers nicht sofort beginnt, Wenn die Abwärtsbewegung des Hauptschieberb ihren Anfang nimmt.
Während des Auspuffhubes des Kolbens nimmt der Hauptschieber den toten Gang zwischen beiden Schiebern auf und beginnt, den Hilfsschieber abwärts zu bewegen, so dass die Stellung der Teile die in Fig. i gezeigte ist. Am Ende des Auslasshubes haben die Hilfsschieber die Auslasskanäle im Zylinder fast ganz geschlossen. Der oben beschriebene Kreislauf der Arbeitsvorgänge beginnt dann von neuem,
Eine Maschine der beschriebenen Ausführung gibt einen sehr hohen Grad von Verdichtung und daher einen hohen Wirkungsgrad, während die Einfachheit des Getriebes, das für die Betätigung der Schieber erforderlich ist, ein sicheres Arbeiten der Maschine gewährleistet.
Es sind verschiedene Änderungen in der dargestellten Ausführungsart der Maschine möglich.
Beispielsweise kann der Hilfsschieber eine mit Kanälen versehene Verlängerung besitzen, die über den Hauptschieber passt, um eine Verbindung mit totem Gang zu schaffen, oder die Verlängerung des Hilfsschiebers kann in das Innere des Hauptschiebers passen, anstatt dessen Aussenfläche zu umgeben.
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Control for internal combustion engines.
The invention relates to a control for internal combustion engines with a tubular main slide that concentrically surrounds the machine piston and an auxiliary slide that is moved back and forth by this through a connection with a dead gear.
According to the invention, the auxiliary slide is also tubular and has only one of the two slides controlling the inlet and outlet openings, which are opened during the first part of the movement of the main slide in one direction (e.g. downwards).
When the main slide is moved in the other direction (e.g. upwards), the control openings are initially closed with the auxiliary slide at a standstill and, after the auxiliary slide has been taken along, it is preferably pressed against the main slide by the pressure of the gases in the cylinder in order to and work shoes to bring about a tight seal.
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as Fig. i.
The cylinder A of the machine, the wall of which is water-cooled, has an inwardly protruding cylinder head. The inlet channels B and the outlet channels C, which are provided at one end of the cylinder, preferably at the head end. can be in the shape of rings to
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Approved at two points BI, and the exhaust takes place at two points Cl. The separating web D between the inlet and outlet channels is expediently part of the cylinder. The main pipe slide E slides in the cylinder and the piston F slides in it. At one end of the slide E there is a pipe slide G which is operated by the slide E by means of a connection with dead gear.
The auxiliary slide G. which is made as light as possible, suitably from steel, has an extension G which is guided between the cylinder head A1 and the cylinder wall. The cylinder head has packing rings, while a spring-loaded packing is provided between the slide G and the cylinder wall. This consists of a helical spring H, which is held in position by a ring H3 and a washer B that engages in a recess in the cylinder. The space between the spring H and the disc Hl is filled with packing H2. Licking around the slide G is prevented because the channels are closed
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screwed extension EI.
This has a flange EI which cooperates with a corresponding flange G2 of the slide G in order to pull it downwards. The extension Ei is provided with channels E3. The mutually facing ends E4 and G3 of the slides E and G are preferably beveled.
The size of the dead passage between the two slides is determined by the distance between the flange G2 and the flange E2 of the slide E. The channels E3 in the extension Ei are arranged such that when the two slides are in contact with their beveled ends (FIG. 2), the channels E3 are closed by slide G. The upward movement of the main slide causes at. Recording of the dead corridor the closing of the canals ore
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The touching ends of the two slides do not have to be beveled; they can be easily sanded off so that a tight seal is achieved.
In order to maintain this, the connection between the two slides can be such that the slide C can rotate freely with respect to the main slide. In order to maintain a tight seal between the two slides when the two ends thereof are in contact, the connector G can be provided with an inner flange. one side of which is exposed to the pressure of the gases in the cylinder and the other side of which is kept free from the pressure of the gases, either by a corresponding flange on the main slide or by the main slide itself.
The pressure in the cylinder thereby causes the two slides to be kept in contact with each other.
The drive mechanism of the main slide consists of a crank pin /. who carries one end of the pole; the other end is rotatably connected to an arm L,
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Movement granted as if the rod N were directly connected to the rod K, because the movement of the slide has been changed by the fact that the rod K and the joint N are anchored by means of the arm L to the crankcase. By a suitable choice of this connection, the required periods for opening and closing the channels can be achieved. The crank pin I is preferably rotated from the crankshaft 0, namely at half the speed of this shaft.
The mode of operation of the slide device described is as follows in its application to a four-stroke machine:
At the beginning of the inlet stroke, the main slide E will pull the auxiliary slide G downwards by means of its extension E1 until the outlet channels C of the cylinder are almost closed and the inlet channels B have just opened. During the inlet stroke of the piston, the main spool E moves the auxiliary spool G downwards until the channels E3 of the main spool are completely in line with the inlet channels B of the cylinder so that gas can be sucked into the cylinder.
During this piston stroke, the auxiliary slide G closes the outlet ducts of the cylinder completely and at the end or. shortly after the end of the intake stroke, both the intake and exhaust ports of the cylinder are closed.
During the last part of the inlet stroke of the piston and also during the compression stroke, the main slide moves upwards, but because of the dead gear existing between the two slides, it does not immediately drive the auxiliary slide upwards, so that the inlet and outlet channels in the cylinder remain closed. When the dead gear is released, the end of the main slide comes into contact with the flanges G3 of the auxiliary slide and then the upward movement of the latter begins. This position of the slide is shown in FIG. The upward movement of both slides then continues almost to the end of the power stroke of the piston, so that the upward movement of the slide takes place during the periods when the greatest pressure exists in the cylinder.
The ends of the slide are therefore in safe contact during this period, so that with the packing described there is no risk of gases escaping from the cylinder.
Shortly before the end of the power stroke of the piston, d. H. just before the main slide his
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are in line with the exhaust ports C of the cylinder. There can be no escapes to the outlet, as the auxiliary valve covers the channels E3. As the main slide is moving downwards, it will begin to open the channels E3, thus allowing exhaust to take place, since, because of the dead pass between both slides, the downward movement of the auxiliary slide does not start immediately when the downward movement of the main slide B starts.
During the exhaust stroke of the piston, the main slide takes up the dead gear between the two slides and begins to move the auxiliary slide downwards, so that the position of the parts is that shown in FIG. At the end of the exhaust stroke, the auxiliary slides have almost completely closed the exhaust ports in the cylinder. The cycle of work processes described above then begins anew,
A machine of the type described gives a very high degree of compression and therefore a high degree of efficiency, while the simplicity of the gear mechanism required to operate the slides ensures that the machine operates safely.
Various changes are possible in the illustrated embodiment of the machine.
For example, the auxiliary slide can have a channeled extension that fits over the main slide to create a dead passage connection, or the extension of the auxiliary slide can fit inside the main slide rather than encompassing its outer surface.