-
Steuerung für Viertaktverbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung bezieht
sich auf eine Steuerung für Viertaktverbrennungsmaschinen, bei welcher ein Muffenschieber
und ein konzentrischer Kolbenschieber Anwendung finden, die sich beide gegeneinander
und in einer oberhalb des Zylinders liegenden Schieberbüchse bewegen, welche mit
getrennten, vom Einströmungsschlitz des Muffenschiebers gesteuerten Einströmungsöffnungen
und von einem Schieberrand gesteuerten Auspufföffnungen versehen ist. Die Erfindung
besteht darin, daß der Muffenschieber und der Kolbenschieber derart hin und her
bewegt werden, daß der Kolbenschieber während der Verdichtung und Verbrennung sowie
während des Auspuffhubes der Maschine die Einströmungsschlitze im Kolbenschieber
überdeckt, dagegen diese Schlitze während des Einströmungshubes freigibt, so daß
die Steuerung der Einströmungsöffnung während des Einströmungshubes nur durch den
Muffenschieber erfolgt. Durch das Überdecken der Einströmungsschlitze mittels des
Kolbenschiebers wird verhindert, daß Gas nach rückwärts durch das Eintrittsventil
heraustritt, während bei Mehrzylindermaschinen dadurch eine Sperrung geschaffen
wird, durch die ein unbeabsichtigtes Ansaugen durch den Muffenschlitz eines Zylinders
verhindert wird, wenn der nebenliegende Zylinder gerade Gas ansaugt. Der Kolbenschieber
wird während des Einlaßhubes von den Einströmungsschlitzen im Muff enschieber wegbewegt,
so daß diese Schlitze allein die Einlaßöffnung steuern und den vollen Einlaß während
eines beträchtlichen Teiles des Einlaßhubes aufrechterhalten.
-
Der Arbeitszylinder wird in an sich bekannter Weise durch ein flaschenartiges
Gehäuse gebildet, in dessen als Schieberbüchse dienendem Hals der Muffenschieber
beweglich angeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist der Hals des flaschenartigen Gehäuses
im Maschinengehäuse befestigt, und es ist der breitere Teil des flaschenartigen
Gehäuses gegenüber dem Kühlmantel und Kurbelgehäuse frei beweglich. Die verschiebbare
Verbindung zwischen dem breiteren Teil des Flaschenkörpers und dem Gehäuse wird
durch eine nachgiebige Dichtungspackung gebildet.
-
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i einen Längsschnitt durch den Muffen- und Kolbenschieber,
wobei der erstere in der Anfangsstellung des Einströmungshubes. steht; der Auspuff
ist -geschlossen, und die innere Austrittsöffnung des Einströmungsschlitzes des
Muffenschiebers ist geöffnet Abb. 2 die Stellung der Teile in der Mitte des Einströmungshubes;
Abb. 3 die nachgiebige Dichtungspackung zwischen dem unteren Ende des flaschenförmigen
Schiebergehäuses
und dem Maschinengehäuse; Abb. q. die Antriebsvorrichtung des Ventils mit dem notwendigen
Übersetzungsverhältnis für die Geschwindigkeit; Abb. 5, 6, ; und 8 die gegenseitige
Lage der einzelnen Teile bei der vollen Öffnung der Einströmung, in der Mitte der
Verdichtung, im Augenblick der Zündung und bei der . Öffnung des Auspuffs; Abb.9
die Eintrittsöffnungen im Einsatzzylinder und Gehäuse.
-
Am oberen Kopfende i des Zylinders 2 ist zweckmäßig in Richtung der
Zylinderachse in einer Bohrung der Muff enschieber i i angeordnet: Die Bohrung des
Kopfendes hat vorteilhaft geringeren Durchmesser als die Bohrung des Zylinders 2,
um die einzelnen Steuerteile kleiner machen zu können. Der Zylinder 1, 2 hat so
die Form einer Flasche, deren Hals im Maschinengehiuse befestigt ist und die Steuerteile
aufnimmt, während der breitere Teil 2 die Verbrennungskammer und den Zylinder für
den Arbeitskolben bildet. Der Flaschenhals i kann in den als Kühlwasserbehälter
dienenden Teil 4 des am Motorgehäuse 5 befindlichen Ventilkopfes einge-. fügt, gesichert
oder in beliebiger Weise befestigt sein. Der breitere Teil des Einsatzzylinders
kann sich daher frei ausdehnen, so claß das Maschinengehäuse 5 und Einsatzzylinder
aus verschiedenen Metallen gemacht werden können, letzteres z. B. aus Eisen oder
Stähl, ersteres aus einer Aluminiumlegierung. Das untere Ende des Flaschenteiles
2 ist mit dem Gehäuse 5 durch eine nachgiebige Dichtungspackung 6 und Bolzen 7 verbunden,
! so daß der Einsatzzylinder sich beim Erhitzen oder Abkühlen leicht gegenüber dem
Maschinengehäuse ausdehnen oder zusammenziehen kann. Der zwischen dem Einsatzzylinder
und dem Maschinengehäuse 5 befindliche freie Raum 7a dient als Kühlwasserbehälter.
Der flar.schenförinige Einsatzzylinder kann über seine ganze Länge in einer beliebigen
bestimmten Wandstärke gegossen oder hergestellt werden, so daß die Wände der Verbrennungskammer
von gleichförmiger Dicke sind und der Nachteil ungleichmäßiger Metallverteilung
um die Verbrennungskammer herum vermieden ist, wodurch der Vorteil einer gleichförmigen
Kühlung gewährleistet wird.
-
Der wassergekühlte Ventilkopf 4 ist mit einer Auspufföffnung io und
mit zwei diametral versetzten Einströniungsöffnungen 8, 9 versehen, die teilweise
rund um den Ventilkopf herumreichen, wodurch eine wirkungsvolle Mischung der Gase
erreicht wird.
-
In dem Ventilkopf ist ein einfacher Muffenschieher i i angeordnet,
der mit einem Einströmungsschlitz versehen ist, welcher aus einer oder mehreren
Öffnungen bestehen kann und in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel aus zwei diametral
versetzten öffnungen 12, 13 besteht. Die beiden Einströmungsöffnungen 12a und 13a
(Abb. 9) in dem Einsatzzylinder und 8, 9 (Abb. 5 bis 9) in dem Zylindergehäuse selbst
können nach dem Zusammenfügen des Einsatzzylinders und des Gehäuses mittels der
üblichen Werkzeuge von außen genau bearbeitet werden. Diese Eintrittsöffnungen erstrecken
sich in Richtung des LTrnfanges, während das zwischen ihnen stehengebliebene Metall
(lern oberen Teil (los flaschenförmigen Einsatzzylinders einen Wesentlichen Halt
gibt und gleichzeitig den wassergekühlten Teil bildet, der den Schlitzkranz trägt.
Dasselbe Prinzip findet bei dem Muffenschieber i i Verwendung. Dadurch, daß man
rund um den Ventilkopf laufende Gaskanäle und Gaskanäle, die einen Kranz von Einströmungsschlitzen
speisen, vermeidet, dafür aber die gekühlten Flächen möglichst nahe an die Schieber
heranbringt, wird eine wirkungsvollere Kühluiih und bessere Schmierung erreicht.
-
Zum Antrieb des Muffenschiebers sind geeignete Antriebsvorrichtungen
vorgesehen. In (lein dargestellten Ausführungsbeispiel wir-.1 der :@Zuffenscliie'-er
von einer darüberrelagerten Schieberantriebswelle 14. unter Zwischenschaltung eines
die Geschwindigkeit von 2 : 1 herabsetzenden tTbersetzungsgetriebes i4bb, ij, i4.d
und i4e von der Hau ptkurbel-@velle 14a (Abb.4) des Motors angetrieben'. Der lluffenscliieber
ist mit der über ihn liegenden Welle 1.4 in geeigneter Weise, z. B. durch die Schubstange
15, verbunden, die z. B. mittels eines Bolzens am Müffenschieber gesichert
ist. Der Muffenschieber ist an seinem oberen Ende abgeschnitten, so daß die Schuhstatige
i 9 für den inneren Kolbenschieber 18 in den Muff enschieber i i hineinreichen kann
und die Richtung der Stange nach Möglichkeit auf das Druckzentrum zeigt.
-
Gemäß der Erfindung werden der Querschnitt und die Weite der Einströmungsöffnung
des Muffenscliieber s (gemessen in der Längsrichtung des Schiebers) größer als Querschnitt
und Weite der Einströmungsöffnung im '#,'etitill;opf gemacht, oder es werden unigekehrt
die Weite der I:inströrnungsöffnung des Muffenschiebers und ihr OOuerschnitt kleiner
als die Weite der Einströmungsöffnung am Ventilkopf gemacht. Dadurch bewegt sich
die Einströmungsöffnung des Muffenschiebers in und außer Deckung mit den Einströmungsöffnungen
im Ventilkopf (los Einsatzzylinders, und zwar bleibt sie für eine -ziemlich lange
Zeitdauer während des Schieberhubes in tThereinstimmung mit den Einstr ömungsöffnungen
(los Ventilkopfes.
Hierdurch wird eine vollständige Öffnung der
Einströmung und der Eintritt einer sehr ,großen Menge von Gas während einer langen
Periode des Einströmungsbubes erreicht.
-
Der --\luffenschieber ist mit einem besonderen Rand 16 versehen, der
die Auspufföffnung io öffnet und abschließt. Der Einströmungsschlitz steuert nur
die Einströmung und kommt nicht zur Überdeckung mit der Auspufföffnung. Diese wird
vielmehr durch den Rand 16 gesteuert. Sicherungsringe 17 dienen zur Gasdichtung
zwischen dem Muffenschieber und dem Ventilsitz oder Zylinder, in dem sich der Schieber
bewegt.
-
Der Kolbenschieber 18 ist im- dargestellten Ausführungsbeispiel gleichfalls
von der Schieberantriebswelle 14 angetrieben. Eine Schubstange i9, die den Kolbenschieber
mit der Antriebswelle verbindet, ist durch einen Bolzen an den Kolbenschieber gesichert.
Der Kolbenschieber trägt in ringförmigen Einkerbungen einen oder mehrere Ringe 2o.
-
Während des Einströmtrngshubes steht der Kolbenschieber 18 frei von
dein Einströmungsschlitz (Abb. 1, 2, 5 und 6). Nur in den Stellungen der Verdichtung
und Zündung verhindert er den Rücktritt von Gasen aus der Verbrennungskammer des
Motors in die Einströmungsöffnung des Muffenschiebers.
-
Muffenschieber und Kolbenschieber werden beide mit Öl geschmiert.
Das Öl tropft oder wird in beliebiger anderer Weise von oben, z. B. von der Schieberantriebswelle,
dem becherartig geformten Kopf des Muffenschiebers zugeführt. Cferschüssiges Öl
wird durch die Ölringe 2,1. und 22 arn Kolben- bzw. Muffenschieber entfernt. Diese
Ringe pumpen das Öl in die beiden Öllochpaare 23 und 2d.. Der Ring 21 am oberen
Teil des Kolbenschiebers pumpt das überschüssige Öl in das Ölloch 23 im oberen Teil
des Muff enschiebers, worauf das 01 nach unten zwischen Muffenschieber und
Einsatzzylinder dringt. Von hier wird das überschüssige Öl wieder durch den oberen
Ring 22 des N-luffenschiebers in die (-)llöcher 24 im Einsatzzvlinder gepumpt, worauf
der Überschuß auf den schräg liegenden Kopf 25 abläuft. Hierdurch wird eine gute
Schmierung zwischen Muffen- und Kolbenschieber einerseits und Muffenschieber und
Einsatzzvlinder anderseits erreicht.
-
Zündkerzen sind bei 26 und 27 vorgesehen (Abb. 2). Geeignete Büchsen
28 und 29 dienen zum Verschluß der Öffnungen im Gehäuse, uni den Austritt von Wasser
zu verhindern.