DE292271C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Steuerung, die vorzugsweise für Zweitakt-Verbrenhungskraftmaschinen bestimmt ist. Bei den meisten Zweitaktmotoren sind die Ein- und Auslaßkanäle ungefähr in der gleichen Höhe im Zylinder angebracht, und der Kolben, welcher diese Kanäle steuert, trägt einen Ansatz, den sogenannten Ablenker, der die eintretenden Frischgase nach dem oberen Teil des Zylinders leitet, während die verbrannten Gase unten ausströmen. Diese Anordnung bringt erhebliche Gasverluste mit sich, die um so beträchtlicher sind, je geringer die Geschwindigkeit des Motors ist. Es ist also wünschenswert, daß die Ein- und Ausströmung an den entgegengesetzten Enden des Zylinders stattfindet, was für den Einlaß die Anwendung eines besonderen, für sich angetriebenen Steuerungsorgans notwendig macht.

Die Anwendung von Einlaßventilen bei Zweitaktmotoren bietet jedoch sehr erhebliche Schwierigkeiten wegen der geringen Dauer der Einlaßperiode, die sich nur über die kurze Zeit erstreckt, in welcher der Kolben am Ende seiner Aufwärtsbewegung ist, und ferner auch wegen der Unmöglichkeit, Wirbelurigen des eingelassenen Gases zu verhindern. Außerdem sind bei hohen Umdrehungszahlen die Ventile Störungen in der Wirkungsweise, Abweichungen, Stößen und Brüchen unterworfen.

Es sind nun schon Schiebersteuerungen für Zweitaktmotoren verschiedenster Art vorgeschlagen worden, die aber alle mit mehr oder weniger Nachteilen verbunden sind. In der Tat ist der Drehschieber, welcher eben durch seine Drehung in Berührung mit den brennenden Gasen an einem großen Teil seines Umfanges steht, einer schnellen Abnutzung unterworfen und wird daher bald undicht. Andererseits ist es bei einem Schieber mit hin und her gehender Bewegung schwer, zu vermeiden, daß die Trägheitskräfte nicht unzulässig hoch werden, wenn man große Geschwindigkeiten anwenden will. Die Schwierigkeiten wachsen noch in allen den Fällen, wo,, wie bei einem Zweitaktmotor, zwei Einströmungen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle notwendig sind, die eine in den allgemein von dem Kurbelgehäuse gebildeten Pumpenkörper und die andere in den Zylinder, wobei sich die Einlaßöffnungen schnell auf einen großen Querschnitt öffnen müssen.

Diese zahlreichen Schwierigkeiten sollen durch die Steuerung gemäß der Erfindung überwunden werden. Das innere Steuerungsorgan ist an'der Seite des Zylinders angeordnet und wird durch eine Welle angetrieben, die mit der halben Geschwindigkeit der Motorwelle umläuft. Diese langsam laufende Steuerwelle treibt drei Schieber an, von denen zwei in einem gemeinsamen Rohrschieber angeordnet sind und während

jeder Umdrehung der Motorwelle zwei Einströmungen veranlassen, nämlich eine Einströmung in den Pumpenkörper und eine Einströmung in den Zylinder.

Die Schieber sind in einem Gehäuse neben dem Arbeitszylinder untergebracht, das mit dem vom Kurbelgehäuse gebildeten Pumpenkörper bzw. mit diesem in dauernder Verbindung steht. Dieses Gehäuse steht ferner durch geeignete

ίο Kanäle einerseits mit dem Zylinder an dessen Deckelseite, andererseits mit dem Gaszuführungskanal in Verbindung. Der äußere Rohrschieber und die beiden in diesem arbeitenden Hilfs- oder Expansionsschieber steuern die zum Zylinder bzw. Kurbelgehäuse führenden Einlaßschlitze. Alle drei Schieber werden getrennt von der Steuerwelle angetrieben. Die Anordnung der inneren Steuerungsorgane kann selbstverständlich senkrecht, horizontal oder schräg sein.

Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Zweitaktmotor mit der neuen Steuerungseinrichtung, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie X-Y der Fig. 1. Die Fig. 3 bis 16 stellen die relativen Lagen der Steuerungsorgane während einer vollständigen Umdrehung der Steuerwelle, d. h. während zweier Umdrehungen der Motorwelle dar.

Am Motorzylinder 1 ist ein Gehäuse 2 befestigt, das mit zwei Reihen von Schlitzen versehen ist, von denen die einen 3, 3 in dauernder Verbindung mit dem oberen Teil des Zylinders stehen und die anderen 4, 4 mit dem Zuführungskanal der Brenngase. In diesem Gehäuse bewegt sich ein zylindrischer Hauptschieber 5, der als Rohrschieber ausgebildet ist. Der Hauptschieber hat oben eine Reihe von Einlaßöffnungen 6, 6 für die Einströmung der Frischgase in den Motorzylinder und unten zwei Reihen übereinanderliegender Öffnungen 7, 7 und 8, 8, welche abwechselnd als Einlaß für die Frischgase zum Kurbelgehäuse 9 dienen, welches gleichzeitig als Pumpenkörper dient, so daß sich das darin eingeblasene explosive Gemisch vor der Einführung in den Kompressionszylinder hierin komprimiert. Im Innern des Hauptschiebers 5 gleiten in seinem oberen und unteren Teil zwei Expansionsschieber 10 und 11. Der obere Schieber ist mit einer Reihe von öffnungen 12, 12 versehen, die mit den öffnungen 6, 6 des Schiebers 5 zusammentreffen können, während der untere Schieber 11 mit zwei Reihen von öffnungen 13, 13 und 14, 14 versehen ist, die mit den öffnungen 7, 7 bzw. 8, 8 des Schiebers 5 in Übereinstimmung gebracht werden können. Die verschiedenen Schieber sind an geeigneten Stellen mit Liderungsringen 15 versehen.

Die drei Schieber 5, 10 und 11 werden durch Vermittlung der Kurbeln 19, 20 und 21 und der Kurbelstangen 16,17 und 18 von der Steuerwelle 22 aus angetrieben, die sich mit halber Geschwindigkeit der Motorwelle dreht. Man bestimmt die relativen Aufkeilwinkel der Kurbeln 19, 20 und 21 derart, daß man den Einlaßperioden die gewünschte Dauer gibt. In dem dargestellten Beispiel ist die Kurbel 19 des Hauptschiebers in einem Winkel von 180° zur Kurbel 20 des oberen Schiebers 10 und von 60 ° zur Kurbel 21 des unteren Schiebers 11 aufgekeilt.

Die in das Kurbelgehäuse durch die Schlitze 4 und die öffnungen 7 und 13 oder 8 und 14 eingelassenen Gase werden durch den Arbeitskolben 23 komprimiert, dann in den Zylinder 1 in der Nähe der Zündkerze 24 durch die Öffnungen 12 und 6 und die Schlitze 3 eingelassen, während die durch die vorhergehende Explosion verbrannten Gase durch die Auslaßschlitze 25, welche der Kolben 23 freigibt, entweichen. Die Gase treffen auf ihrem Wege nur Kanäle von großem Querschnitt, geraten in keine Wirbelungen und sind keinen Ladungsverlusten unterworfen, wie sie auch eine vorzügliche Zylinderspeisung, selbst bei den größten Geschwindigkeiten, gestatten.

Die Stellungen der Schieber 5, 10 und 11 relativ zum Gehäuse 2 während einer vollständigen Umdrehung der Steuerwelle entsprechend zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 26 sind schematisch in den Fig. 3 bis 16 dargestellt, deren unterer Teil die entsprechenden Stellungen der Motorkurbel 26 zeigt. Die ausgezogenen Pfeile stellen die Bewegungsrichtung der Schieber dar, während die punktierten Pfeile die Richtungen der einströmenden Gase andeuten. Man sieht, daß die Einströmung der Gase in den Zylinder in dem Augenblick statt-. findet', wo der Kolben 23 am Ende seiner Abwärtsbewegung ist, während der Hauptschieber 5 und der Expansionsschieber 10 sich in der Mitte ihres Hubes befinden, d. h. in dem Augenblick, wo die Geschwindigkeit dieser Schieber am größten ist. Die Einströmung der Gase in das Pumpengehäuse findet statt, wenn der Einlaß der Frischgase in den Zylinder beendigt ist. Sie beginnt während des Aufwärtshubes des Kolbens 23, dauert während der ganzen Dauer dieses an und findet erst ihr Ende, wenn der Kolben von neuem nach abwärts geht, wie die Fig. 9 und 6 zeigen. Man sieht auch, daß die oberen Öffnungen 7 und 13 und die unteren öffnungen 8 und 14, welche nacheinander mit den Schlitzen 4 in Übereinstimmung gelangen, abwechselnd zum Einlaß der Gase in das Pumpengehäuse dienen. Es ist allerdings nicht durchaus notwendig, in dieser Weise die Einlaßöffnungen im Steuerungsorgan in zwei Reihen zu unterteilen, die abwechselnd in Wirkung treten, aber die Anordnung gestattet, den Quer-

schnitten der Einlaßöffnungen und den Hüben der Zylinder vorteilhafte Werte zu geben.

Andererseits können die Expansionsschieber, obgleich sie sich auf der Zeichnung im Innern des Hauptschiebers befinden, naturgemäß diesen auch umgeben.

Die Kühlung des Steuerungsorgans wird auf sehr [wirkungsvolle Weise am äußeren Umfang durch einen Wassermantel 27 bewirkt, welcher das Gehäuse 2 umgibt, und im Innern durch die Zuströmung der frischen Gase. Es ist im übrigen nur der sehr kleine Teil des äußeren Schiebers 5, welcher begrenzt wird von dem Schlitze 4, der überhaupt der hohen Zylindertemperatur ausgesetzt ist.

Die in den Zylinder am entgegengesetzten Ende der Auslaßöffnungen für die verbrannten Gase eingelassenen Frischgase werden von den Verbrennungsrückständen, die sie vor sich hertreiben, sauber getrennt. Sie werden außerdem in der Nähe des Zündapparates eingeführt, und im Augenblick der Explosion befindet sich dieser inmitten eines leicht entzündlichen Gemisches, 'wie groß auch immer das eingelassene Gasvolumen ist.

Endlich ist auch noch wichtig zu erwähnen, daß die Geschwindigkeit der hin und her gehenden Organe viel geringer ist als diejenige des Kolbens, so daß nur geringe Trägheitskräfte im Spiel sind und der Gang des Motors außerordentlich regelmäßig und ruhig ist. Da die Schieber vorzüglich ausbalanciert sind, keine seitliche Beanspruchungen erleiden und keinen hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist die Steuerung nur einer ganz geringfügigen Abnutzung unterworfen und kann sehr lange arbeiten.

Die beschriebene Steuerung kann offensichtlich auf Zweitaktmotore beliebiger Art Anwendung finden, wobei insbesondere die Vorkompression der Gase in einer vom Kurbelgehäuse unabhängigen.Kammer anstatt in jenem selbst erfolgen kann.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Rohrschiebersteuerung für Verbrennungsmotoren, die getrennt voneinander durch eine mit, der halben Geschwindigkeit der Motorwelle sich drehende Welle angetrieben werden, während der Einlaß der Gase in den Zylinder und der Auslaß aus demselben an den entgegengesetzten Enden des Laufes des Kolbens erfolgt, der den Auslaßkanal steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß durch drei Schieber (5, 10, 11) gesteuert wird, von denen die beiden Hilfsschieber (10, 11) in einem Hauptschieber (5) gleiten, der am oberen Ende mit einer Reihe von mit den Öffnungen (12) des Schiebers (10) zusammenwirkenden Öffnungen (6) versehen ist, um die Einlaßöffnungen (3) des Zylinders (1) in Verbindung mit dem mittleren Raum des Schiebers (5) zu setzen, und der am unteren Ende mit zwei Reihen öffnungen (7, 8) versehen ist, welche abwechselnd mit zwei entsprechenden Reihen Öffnungen (13, 14) des Schiebers (11) zusammenwirken, um den Zutritt des Brennstoffgemisches aus dem mittleren Raum des Schiebers (5) zu ermöglichen, welcher beständig mit dem Pumpenkörper in Verbindung steht.

2. Rohrschiebersteuerung für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß in den Zylinder stattfindet, nachdem der Hauptschieber (5) und der den Zulaß in den Zylinder regelnde obere Schieber (10) sich in der Mitte ihres Laufes, d. h. in derjenigen Stellung befinden, in welcher ihre Geschwindigkeit am größten ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.