DE534951C - Selbsttaetige Regelung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Regelung für Brennkraftmaschinen mit nicht regelbarem Verdichtungsraum. Es ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei welcher der im Arbeitszylinder herrschende Druck gemeinsam mit einer synchron mit der Maschine umlaufenden Vorrichtung den Zündzeitpunkt regelt. Bei selbsttätigen Leistungsregelungsvorrichtungen für Flugmotoren hat man bereits den

ίο durch den Luftdruck beeinflußten Arbeitsdruck im Zylinder zur Regelung der Motorfüllung entsprechend der Flughöhe verwendet.

Bei Brennkraftmaschinen mit veränderlichem Verdichtungsraum ist es bekannt, bei sich ändernder Belastung vermittels des Drehzahlreglers den Verdichtungsraum und gleichzeitig zwecks Konstanthaltung der Verdichtung die Gasdrossel zu verstellen. Bei derartigen Maschinen hat man auch vorgeschlagen, gleichzeitig mit der Verstellung der Zylinder gegenüber der Kurbelwelle zwecks Konstanthaltung der Kompressions- und Expansionsdrücke die Einstellung des Drosselorganes, der Zündung und der Nocken zu ändern.

Die Erfindung bezweckt eine selbsttätige Regelung für Maschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine gegenüber den bekannten Maschinen verbesserte Wirkungsweise besitzt. Die Erfindung besteht darin, daß durch die Differenz zweier aus dem Arbeitszylinder entnommener, sich entsprechend dem Zündzeitpunkt ändernder Drücke die Zündung der Maschine bei Überwiegen des Druckes im Totpunkt im Sinne einer Spätzündung und bei Überwiegen des Druckes während des Expansionshubes im Sinne einer Frühzündung verstellt wird.

Vorzugsweise ist eine zusätzliche Regelvorrichtung vorgesehen, auf die der Saugdruck und der Expansionsdruck des Arbeitszylinders gegen den Zug einer Feder gleichsinnig einwirken und welche die Gemischbildung, Ladungsdichte und Ladungstemperatur beeinflußt.

Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt besteht darin, daß die Regelung in sehr feinstufiger Weise arbeitet, von sich ändernden äußeren Faktoren, z. B. dem Atmosphärendruck und Federdrücken, unabhängig ist, an beliebiger Stelle der Brennkraftmaschine angeordnet und unter weitgehender Ausschaltung mechanischer Übertragungsglieder mit der Zündverstellvorrichtung zu einer einheitlichen Vorrichtung zusammengebaut werden kann. Bei Anwendung der Erfindung auf Automobilmotoren ergibt sich der Vorteil, daß die Zündvorrichtung und gegebenenfalls die übrigen die Wirkungsweise der Maschine beeinflussenden Faktoren, wie z. B. Gemischmenge, -zusammensetzung und -tempe-

ratur, bei allen Geschwindigkeiten und Belastungsverhältnissen selbsttätig auf ihren günstigsten Wert eingeregelt werden.

Die Erfindung sei an Hand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt.

Abb. ι ist eine Ansicht zum Teil im Seitenriß und zum Teil im Schnitt, und zwar einer Zweitaktbrennkraftmaschine .

Abb. 2 und 3 sind ähnliche Darstellungen anderer Ausführungsformen der Erfindung.

Abb. 4 ist ein Diagramm.;, das die Wirkungsweise und. den Erfolg der Erfindung im Falle der Anwendung auf eine Brennkraftmaschine erkennen läßt.

Abb. 5 ist eine Teilansicht der Bürstenbefestigung für den Kommutator, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind.

Abb. 6 veranschaulicht eine Brennkraftmaschine, von der einzelne Teile geschnitten sind, im Seitenriß.

Abb. 6 a veranschaulicht eine durch einen

Thermostaten beeinflußte Gemischsteuerung.

Abb. 7 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 der

Abb. 6 von unten gesehen, wobei Teile des Steuerzylinders herausgebrochen sind.

Abb. 8 ist ein Schnitt in Richtung 3-3 der Abb. 7.

Abb. 9 ist ein Schnitt in einer zu Abb. 8 senkrechten Ebene.

Abb. 10 ist ein Grundriß der Abb. 8, wobei' einzelne Teile weggebrochen sind, um die innere Bauart erkennen zu lassen.

Abb. 11 ist ein Zeitdruckdiagramm, welches die Druckverhältnisse im Maschinenzylinder und die angenäherten Zeiten der Kanalöffnungen, die zur Erzielung der gewünschten Wirkungsweise der verschiedenen Steuervorgänge dienen, veranschaulicht.

Abb. 12 ist ein Seitenriß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Abb. 13 zeigt eine im Viertakt arbeitende,

von oben gesteuerte Brennkraftmaschine nach

. der Erfindung teils im Seitenriß und teils im Schnitt.

Abb. 14 ist ein Grundriß dieser Maschine, wobei bestimmte Teile im Schnitt dargestellt sind.

Abb. 15 ist eine Vorderansicht der Maschine, ebenfalls teilweise im Schnitt. Abb. 16 bis 18 sind Einzeldarstellungen.

Abb. 19 bis 23 sind Einzeldarstellungen von Anordnungen zur Veränderung der Drücke in zwei Zylindern von Viertaktmaschinen.

In Abb. ι ist die Brennkraftmaschine eine Zweitaktmaschine mit einem Zylinder 10 und einem Kolben 11. Außerhalb des Zylinders 10 ist ein Zylinder 12 mit einem Kolben 13 angeordnet, dessen Kolbenstange 14 durch eine Kurbel 15 mit der Verstellvorrichtung 16 bekannter Bauart verbunden ist. Die Verstellvorrichtung wird durch die Bewegung des Kolbens 13 verschoben, so daß die Zündung verzögert oder beschleunigt wird, indem die Öffnungszeit des Stromkreises der Primärspule der Lichtbogenspule 17 des Zündungssystems geändert wird. Jedes Ende des Zylinders 12 der so gebauten Steuereinrichtung kann mit der Verbrennungskammer 18 der Maschine verbunden werden, so daß ein Druckausgleich oder eine Druckgleichheit zwischen dem Gasdruck auf einer Seite des Kolbens 13 oder auf der anderen (je nachdem, welches Ende des Zylinders 12 mit dem Verbrennungsraum verbunden wird) und dem Druck in der Verbrennungskammer eintritt. Wenn der Druck auf den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 13 ungleich ist, wird sich der Kolben 13 in Richtung des niedrigeren Druckes bewegen. Eine Feder 20 innerhalb des Zylinders 12, die einerseits an dem Zylinder anliegt, bewirkt eine derartige Be- go wegung des Kolbens 13, daß die Verstellvorrichtung 16 im Sinne der Spätzündung gedreht wird, so daß die Verstellvorrichtung beim Stillstand der Maschine auf Spätzündung eingestellt ist. S₅

Von dem Ende des Zylinders 12, und zwar auf der Seite des Kolbens 13, an der sich die Feder 20 befindet, führt ein Rohr 21 zu einer Kammer ■22, die durch einen Kanal 23 mit dem Verbrennungsraum 18 in Verbindung steht. Vom go entgegengesetzten Ende des Zylinders 12 führt ein Rohr 24 ebenfalls, zu der Kammer 22. Ein Ventil 25 steuert in der Kammer 22 die Verbindung zwischen der Kammer und dem Rohr 21, und ein Ventil 26 steuert in gleicher Weise die Verbindung· zwischen der Kammer 22 und dem Rohr 24. - Diese Ventile werden wechselweise geöffnet und geschlossen durch Nocken 27 und 28, die auf der Welle 29 der Verstellvorrichtung aufgekeilt sind. Die Welle wird durch ein geeignetes" Getriebe von der Maschinenwelle 30 angetrieben, derart, daß die Welle 29 mit der gleichen Drehzahl wie die Kurbelwelle umläuft. Der Nocken 27 ist so eingesteht, daß er das Ventil 25 von seinem Sitz dann anhebt, wenn der Kolben 11 nach Beendigung des Kompressionshubes sich in der inneren Totlage befindet, so daß ein Druckausgleich zwischen dem Verbrennungsraum und dem Zylinder 12 an der Seite des Kolbens 13, no an der das Rohr 21 mündet, erfolgt. Wenn der Arbeitskolben 11 der Maschine sich von der inneren Totlage über eine Strecke seines Arbeitshubes bewegt hat, beispielsweise ¹Z₁₀ des Arbeitshubes, so öffnet der Nocken 28 das n₅ Ventil 26 (das Ventil 25 hat inzwischen die Verbindung zwischen der Kammer 22 und der Leitung 21 unterbrochen), und auf diese Weise findet ein Druckausgleich statt zwischen dem Verbrennungsraum und dem Zylinder 12 auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens 13. Es ist ersichtlich, daß die Steuereinrichtung den

Kolben 13 in einer oder der anderen Richtung bewegen wird, je nachdem der Druck innerhalb des Zylinders 12 auf einer der Seiten des Kolbens 13 größer oder geringer ist. Wenn die Zündung verzögert wird oder in einem Zeitpunkt nach Beginn der Bewegung des Arbeitshubes des Maschinenkolbens 11 eintritt, so bewirkt (wobei gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem Verbrennungsraum und derjenigen Seite des KoI-bens 13, an welcher das Rohr 24 endigt, besteht) der schnelle Anstieg des Verbrennungsdruckes einen höheren Druck auf dieser Seite des Kolbens 13, als er auf der entgegengesetzten Seite herrscht, welch letzterer dem Druck des Maschinenkolbens in der Totlage entspricht und von diesem hervorgerufen wurde. Das Ergebnis wird dann sein, daß der Kolben 13 so bewegt wird, daß die Verstellvorrichtung die Zündung früher eintreten läßt.

Dieser Vorgang ist graphisch in Abb. 4 durch die mit 2 bezeichnete Kurve dargestellt. Der Punkt C dieser Kurve bedeutet den Augenblick der verspäteten Zündung, und die von diesem Punkt sehr schnell ansteigende Linie stellt den Verbrennungsdruck dar. Der durch den Maschinenkolben erzeugte Druck ist in dem Linienzug mit H bezeichnet; von hier aus geht die Druckkurve aus, und natürlich fällt der Druck von diesem Punkt bis zum Zeitpunkt der Zündung in C. Die gestrichelte Linie in Abb. 4 zeigt den Druckverlauf bei Frühzündung, d. h. wenn die Zündung in dem mit G angedeuteten Punkt eintritt. Dies hat den größten Druck in der inneren Totpunktlage des Kolbens zur Folge, in Abb. 4 mit I bezeichnet (gleichzeitig ist das Ventil 25 offen, und der Steuerkolben 13 steht durch das Rohr 21 unter der Druckwirkung des Arbeitszylinders). Der Druck vermindert sich von der inneren Totpunktlage des Kolbens ab, so daß, wenn ¹Z₁₀ des Arbeitshubes verstrichen ist, der Druck den mit F bezeichneten Wert hat. Da das Ventil 26 während dieser Zeit offen ist, ergibt sich in dem Zylinder 12 auf der Seite des Kolbens 13, auf der sich das Rohr 24 öffnet, ein geringerer Druck als auf der entgegengesetzten ■ Seite des Kolbens 13. Folglich wird die Verstellvorrichtung durch die Bewegung des Kolbens 13 im Sinne einer Zündverzögerung eingestellt.
Durch die selbsttätige Änderung des Zünd-Zeitpunktes entsprechend den Druckyerhältnisser· in dem Maschinenzylinder wird ein Gleichgewichtszustand erreicht, wenn die Drücke in der Totpunktlage des Maschinenkolbens am Ende des Kompressionshubes und nach Zurücklegung von ¹Z₁₀ des Arbeitshubes gleich sind. Diese Drücke sind in Abb. 4 in der mit 1 bezeichneten Kurve als A und B eingetragen. Der Zeitpunkt der Verbrennung fällt mit dem Punkte E zwischen den als Druck und ^x/₁₀ Hub bezeichneten Ordinaten des Diagramms zusammen. Der Höchstwert des Druckes tritt also zwischen der Totpunktlage und etwa ^x/₁₀ Kolbenweg ein, wodurch ein Höchstwert des Wirkungsgrades gewährleistet wird. Natürlich kann der Teil des Arbeitshubes, der zum Vergleichen der Drücke untereinander angenommen ist, größer oder kleiner als ¹Z₁₀ des Hubes sein; ein kleinerer Abstand gibt ein steileres und ein größerer Abstand ein flacheres Diagramm.

An Stelle der in Abb. 1 dargestellten Tellerventile, die dazu dienen, die einander gegenüberliegenden Kammern des Steuerzylinders 12 mit dem Verbrennungsraum zu verbinden, können auch andere Arten von Ventilen oder Steuereinrichtungen verwendet werden, und an Stelle eines Antriebes durch Nocken können diese Ventile auch durch andere Einrichtungen bewegt werden.

Bei der Anordnung nach Abb. 2 wird die Steuerung der Ventile, die zum Druckausgleich zwischen der Verbrennungskammer und dem Zylinder dienen, durch elektrische Mittel erreicht. Diese Anordnung hat besondere Vorteile. Vor allem wird dadurch die Möglichkeit gegeben, die Steuereinrichtung an einem von der Maschine selbst entfernten Ort aufzustellen. Die Kammer 220 steht durch, einen Kanal 230 mit dem Verbrennungsraum der Maschine in Verbindung. Zwei Ventile 250 und 260 stellen die Verbindung mit den entgegengesetzten go Enden des Steuerzylinders 120 her. Jedes dieser Ventile kann von seinem' Sitz durch die Bewegung einer Stoßstange 31, die mit dem Anker 32 eines Magneten 33 verbunden ist, angehoben werden. Der Magnet liegt in einem Stromkreise mit einer Bürste 34 für' jeden Magneten und einem Kommutator 35, der auf der Kurbelwelle 300 der Maschine angeordnet ist und nacheinander den Stromkreis über die Bürsten schließt. Die Verstellvorrichtung 160 ist auf der Kurbelwelle der Maschine angeordnet und wird durch Verbindung mit dem Kolben 120 so verstellt; wie es in Abb. 1 dargestellt wurde. Um die schnelle Entmagnetisierung jedes Magneten nach erfolgter Unterbrechung seines Stromkreises zu gewährleisten und dadurch eine Verzögerung des Schließens der Tellerventile zu verhüten, kann jeder Magnet mit einer aus dünnem Draht bestehenden Ummagnetisierungswindung ausgerüstet sein. n₀

Abb. 5 ist eine Einzeldarstellung in Vorderansicht des Kommutators und der Bürsten, die den Stromunterbrecher nach Abb. 2 bilden. Die Bürsten 34 sind zwecks Einstellung in einem Schlitz 36 angeordnet, der sich in einer mit dem Maschinengestell befestigten Scheibe 37 befindet.

Die Steuereinrichtung nach Abb. 2 kann ersichtlicherweise so gedrängt angeordnet und zusammengebaut werden, daß ihre Hauptteile eine einheitliche Bauart ergeben.

Die Steuereinrichtung nach Abb. 3 wird vermittels eines Bürstenpaares 340 und eines

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Kommutators 350 ähnlich denen nach Abb. 2 elektrisch gesteuert. Die Bürsten 340 liegen je in einem Stromkreise mit den in entgegengesetztem Sinne gewickelten Spulen 39 und 40 eines Magneten 41, so daß der Kern 42 des Magneten abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen bewegt wird. Der Kern ist mit einem Schieberventil 43 eines Servomotors verbunden, dessen Kolben 44 durch Öl, Luft oder andere unter Druck stehende, durch das Schieberventil gesteuerte Flüssigkeiten hin und her bewegt wird. Die Kolbenstange 45 wirkt auf die Verstellvorrichtung oder auf eine andere Einrichtung o. dgl. ein, deren Bewegungen selbsttätig gesteuert oder erzielt werden sollen. Der Magnet 41 hat dabei eine dem Zylinder 12 der Abb. ι entsprechende Funktion.

Die Gegenspulen 39 und 40 des Magneten liegen in parallelen Zweigen eines Stromkreises, ao der einen Schalter enthält, der den Stromkreis bei Erreichung des höchsten Druckes in dem Zylinder der Maschine schließt und mit dem Schließen des Stromkreises durch die Bürsten 340 so in Verbindung steht, daß er die Bewegungsrichtung des Magnetkernes 42 bestimmt und dadurch die erforderliche Früh- oder Späteinstellung der Zündung ermöglicht. Wenn also der höchste Druck im Zylinder der Maschine in der inneren Totpunktlage des Kolbens nach VoIlendung des Kompressionshubes oder in der Nähe dieses Punktes eintritt, wird ein Strom nur durch die Spule 39 fließen und eine Verschiebung des Schieberventils 43 zwecks Verzögerung der Zündung bewirken. Wenn jedoch der Höchstwert des Druckes nach Zurücklegung'oder nahezu nach Zurücklegung von beispielsweise ¹Z₁₀ des Arbeitshubes auftritt, wird der Stromkreis über die Spule 40 geschlossen, wodurch eine Bewegung des Kolbens 44 im Sinne einer Einstellung der Frühzündung erzielt wird. Die Schalteinrichtung enthält eine Membran 46 in einer Kammer 47, die auf einer Seite der Membran durch einen Kanal 48 in Verbindung mit dem Verbrennungsraum der Maschine steht. Ferner enthält die Schalteinrichtung einen Schaft 49 auf der äußeren Seite der Membran, der in einen Kontakt 50 innerhalb eines Zylinders 51 ausläuft. Der Kontakt 50 kommt in- ^;: folge der Aufwärts- oder Auswärtsbewegung der Membran in Berührung mit einem Kontakt oder einer Klemme 52 an einem Kolben 53 in dem Zylinder 51, und der Kolben 53 wird dadurch mit dem Zylinder nach oben bewegt. Der Zy-■ linder 51 hat ein Luftventil, das durch ein nach außen sich öffnendes Ventil 54 geschlossen ist. Dieses gestattet dem Kolben, auf einen Schlag von der Membran her sich schnell nach oben zu bewegen. Die Abwärtsbewegung des Kolbens (welche durch Schwerkraft oder durch Federdruck herbeigeführt werden kann) ist so verzögert, daß, wenn" sich die Membran abwärts bewegt, der Kontakt 50 außer Berührung mit der Klemme 52 kommt und dadurch der Stromkreis zwischen ihnen unterbrochen wird und so lange unterbrochen bleibt, bis ¹Z₁₀ des Arbeitshubes des Maschinenkolbens zurückgelegt ist. Diese Bewegung des Kolbens tritt schneller ein, als es dem Schaltkolben 53 möglich ist, sich zu senke'n und seine Klemme 52 in Berührung mit dem Kontakt 50 zu bringen. Da auf diese Weise der Stromkreis zu beiden Magneten unterbrochen ist, tritt keine Bewegung des Kernes 42 ein, sondern dieser bleibt in der Stellung, in die er durch Erregung der Spule 39 gebracht war. Da die Bedingung, welche diesen Vorgang herbeiführt, durch das Vorhandensein des höchsten Druckes in oder in der Nähe der inneren Totpunktlage des Arbeitskolbens bedingt ist und der Druck sich dann während des Arbeitshubes dieses Kolbens vermindert, ist die Beanspruchung der Membran 46 ein Ergebnis der Druckverminderung während der Zurücklegung von ¹Z₁₀ des Arbeitshubes. Der Magnetstromkreis von einem Pol der Batterie enthält den Schaltzylinder 51 und eine Erdverbindung zu dem Maschinenzylinder, und dies macht die Isolierung des Zylinders 51 durch eine Isolation 55 zwischen dem Zylinder 51 und der Membrankammer erforderlich.

Die Anordnung nach Abb. 3 vermeidet die Notwendigkeit der Verwendung von Ventilen im Verbrennungsraum oder in Berührung mit den Brenngasen -im Maschinenzylinder und hat infolge ihrer elektrischen Wirkungsweise den weiteren Vorteil,'daß eine entfernte Aufstellung der Steuereinrichtung -möglich ist.

Die elektrischen Steuerungen nach Abb. 2 und 3 sind mit einem Schalter derart versehen, daß der Strom nicht fließen braucht, wenn die Maschine stillsteht. Zweckmäßigerweise ist ioo dieser Schalter ein Teil der Schalteinrichtung des Zündungssystems oder wird von diesem beeinflußt.

Es ist also ersichtlich, daß, wenn das ideale, mit ι bezeichnete Diagramm in Abb. 4 erreicht ist, der festgelegte Zündzeitpunkt unverändert bleibt, bis die Zylinderdrücke eine Änderung der Zündung erfordern. Bis dahin bleibt der Stromkreis des Magneten unterbrochen, ohne daß Strom durch eine Spule fließt.

Selbstverständlich kann der Magnetkern 42 auch unmittelbar mit der Zündverstellvorrichtung verbunden werden, wie es bei der Kolbenstange 14 der in Abb. 1 dargestellten Steuereinrichtung der Fall ist.

Es ist sehr wichtig, daß, wenn Tellerventile verwendet werden, wie beispielsweise die Ventile und 26, sie gegen Hängenbleiben geschützt werden. Dem kann dadurch vorgebeugt werden, daß ihre Schäfte in geeigneter Weise geschmiert werden. So können Einrichtungen vorgesehen werden, die Öl den Ventilschäften vermittels

einer besonderen Pumpe unter Druck zuführen, wenn der Wagen nicht selbst mit einem Hochdruckschmiersystem ausgerüstet ist. Das Öl wird durch eine Rohrleitung unter Druck zugeführt, welche das Öl in eine öffnung seitlich von den Ventilschäften der Ventile 25 und 26 einführt. Ferner wird ein Rückschlagventil der Kugeltype vorgesehen, welches durch eine Feder nachgiebig auf seinem Sitz gehalten wird und im

geschlossenen Zustande das Rückfließen von Öl zu der Pumpe oder in das Drucksystem verhindert, sofern der Rückdruck größer ist als der Pumpen- oder Systemdruck. Dieses Rückschlagventil kann auch dazu dienen, die Zu-

führung von Öl zu steuern, so daß Öl nur dann zu den Ventilschäften zugeführt wird, wenn bei hoher Maschinendrehzahl auch der Öldruck hoch ist. ölüberfluß oder das von den Ventilen abfließende Öl wird in einen Überströmraum in dem Unterbrechergehäuse hineingeleitet, von dem es durch ein Überlaufrohr in das Maschinenkurbelgehäuse abfließen kann. Der hohe Druck an den Enden der Ventilführungen verhütet, daß das Öl in Richtung der durch die Ventilköpfe gesteuerten Drucköffnungen an den Ventilschäften entlang fließt, da an der anderen Seite, nämlich an den federbelasteten Enden der Ventilschäfte, atmosphärischer Druck herrscht.

Es können auch Mittel vorgesehen werden, um Schlagen der Maschine zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, daß der Druck vom Maschinenzylinder, der normalerweise die Zündung beschleunigt, selbsttätig vermindert wird, wenn der Druck im Maschinenzylinder so hoch wird, daß er in der Nähe des zum Schlagen erforderlichen Wertes liegt. Bei manchen Maschinen liegt der Wert der Höchstleistung sehr nahe bei den Bedingungen für das Schlagen, und oft ist das Schlagen sogar notwendig, um die Höchstleistung zu erreichen. Es wird also ein einstellbares Entlastungsventil angeordnet, welches in Verbindung steht mit der durch die Ventile gesteuerten Ausdehnungskammer, welche den Druck für den Kolben zum Zwecke der Voreinstellung der Zündung liefert. Dieses Ventil kann eine Kugel sein, die durch eine Feder nachgiebig auf ihrem Sitz gehalten wird, wobei die Spannung der Feder durch eine Stellschraube geändert werden kann, so daß der Druck in der Expansionskammer, unter dem das Ventil sich öffnet, einstellbar ist. Dadurch wird verhindert, daß die Zündvoreinstellung in einer solchen Stellung verharrt, wenn dies ein Schlagen zur Folge haben würde. Auf diese Art und Weise ist man in der Lage, einen Höchstwert an Wirkungsgrad bei Teillast und geringen Verlust an Höchstleistung, wenn Schlagen verhindert werden soll, zu erreichen.

Die Maschine 100 nach Abb. 6 bis 10 ist eine Mehrzylindermaschine mit Wassermantel. Der Steuermotorzvlinder 110 ist oben auf der Maschine angeordnet und zweckmäßigerweise ein Teil des Gehäuses i20^r der Ventilsteuereinrichtung, welche die Verbindung zwischen dem Arbeitszylinder und dem Steuermotor oder -motoren herstellt. Das Gehäuse 120* besitzt eine Kappe 130, die durch Bolzen 140 gehalten wird, die das Gehäuse und den aus einem Stück mit diesem bestehenden Zylinder oben auf dem Arbeitszylinder der Maschine oder dem Zylinderkopf befestigen.

Der Kolben 150 des Zündsteuermotors weist eine ringförmige Nut i6o^v auf, in die ein Zapfen 170 an einen Kurbelarm 180 eingreift. Der Kurbelarm 180 sitzt an einer senkrechten Welle 190, die ober- und unterhalb des Kurbelarmes in Lagern in dem Gehäuse und in der Kappe gelagert ist. Oberhalb der Kappe trägt die senkrechte Welle eine Kurbel 200, die einen Zapfen 210 aufweist, der sich in einer radialen Aussparung 220¹·' in der Scheibe 230¹' bewegt, auf der der Unterbrecherverteilerkopf 240 angeordnet ist. Die Scheibe 230¹" ist auf einem runden Ansatz der Kappe gelagert, an der sie so befestigt ist, daß eine Trennung nicht möglieh, während eine freie Drehbewegung ausführbar ist. Diese Befestigung wird durch eine radiale Schraube 240J' erzielt, die durch eine Nabe der Scheibe in eine ringförmige Nut 250* eingreift. Entsprechend der Bewegungsrichtung go des Steuermotorkolbens wird der Verteilerkopf gedreht und die Zündung verzögert oder beschleunigt.

Die Nabe des Kurbelarmes 180 wird dazu verwendet, eine Dichtung zu erzielen, die ein Entweichen von Gas nach auswärts an dem oberen Teil dor Welle 190 entlang verhindert. - Das untere Ende dieser AVelle wird nämlich unter · Druck von dem Motorzylinder durch eine Öffnung 2Öo^v gehalten, die von diesem Zylinder zu einem Raum an der Welle führt. Dieser Druck ist höher als der atmosphärische Druck an dem anderen Ende der Welle, und dadurch wird die obere Seite der Nabe abdichtend gegen die gegenüberliegende Fläche des Deckels gedrückt. Eine Feder 270, die die Grundfläche der Welle 190 nach oben drückt, dient zu dem gleichen Zweck der Abdichtung gegen Gasverluste, indem die obere Fläche der Nabe des Armes gegen die gegenüberliegende Gehäusefläche gedrückt wird. Die Unterbrecherwelle 280 erstreckt sich durch das obere Gehäuse des Zylinderblockes und besitzt Lagerungen in dem Gehäuse I2O^V" und in der Kappe 130 und ferner in einer nach unten sich erstreckenden Verlängerung des Gehäuses und in dem runden Ansatz des Deckels, auf dem die Scheibe 230¹·' drehbar befestigt ist. Innerhalb des Gehäuses ist die Unterbrecherwelle mit einem Getriebe 290 ausgerüstet, das mit einem Getriebe 300 kämmt.

Konzentrisch mit dem Getriebe 30ο¹" liegt ein Scheibenventil 310 unterhalb der Grundfläche

des Gehäuses I3O^V, dessen Fläche einen Sitz für die obere Fläche der Scheibe bildet. Die Scheibe liegt ferner in einer kreisförmigen Höhlung oder Aussparung 320 in der oberen Wandung des Maschinenkopfes. Das Scheibenventil 310 besitzt einen von seiner oberen Flache ausgehenden Zapfen 330, der sich durch eine senkrechte Öffnung und durch das Getriebe 30O^v sowie dessen Naben hindurch erstreckt. Die untere Nabe 34O^Y ruht mit ihrer Grundfläche auf einer waagerechten Schulterlagerfläche an dem Gehäuse und besitzt konzentrisch mit dem Schaft des Scheibenventils einen sich nach unten erstreckenden Flansch 350* mit einer V-Nut 360. Die Nut arbeitet mit den hervorstehenden Teilen eines in den Schaft des Scheibenventils in radialer Richtung eingetriebenen Zapfens 370 zusammen, so daß hierdurch eine Kupplungsverbindung zwischen dem Getriebe und dem Scheibenventil zwecks Drehung des letzteren erzielt wird. Die Kupplung ermöglicht ein selbsttätiges Lösen, um den Bruch von einzelnen Teilen zu verhindern, der dann auftreten kann, wenn die von der Unterbrecherwelle ausgeübte Kraft einen nicht zulässigen Wert erreicht. Die Wirkung dieser Teile unter diesen Verhältnissen ist so, daß die geneigte Seite der auf den Zapfen einwirkenden V-Nut das Scheibenventil genügend weit nach abwärts bewegt, um außergewöhnlich große Beanspruchungen zu verhüten. Eine Feder 380 innerhalb des Getriebes 3Ό0^ν" und seiner Naben, die einerseits an der unteren Nabe und andererseits an einem Schulterring 390 auf dem Schaft des Scheibenventils aufliegt, hält den Zapfen und die V-Nut nachgiebig in Eingriff und drückt die obere Seite des Scheibenventils mit dem erforderlichen Druck gegen den durch die an-■ liegende Fläche des Gehäuses 20 gebildeten Sitz. Das Scheibenventil besitzt eine Öffnung 400, die sich von der Grundfläche nach der oberen Fläche, und zwar zweckmäßigerweise von der Mitte der Grundfläche, erstreckt, wo sie sich in dauernder Verbindung mit der Öffnung 410 befindet. Die Öffnung 410 geht durch die Zylinderwandung von der Spitze der Verbrennungskammer durch den Wassermantel hindurch, so daß durch eine derartige Lage und Anordnung die Öffnung nur eine geringe Länge aufweist und wassergekühlt ist. Durch Drehung des Scheibenventils wird sein Kanal an der oberen Seite nacheinander mit Kanälen in Übereinstimmung gebracht, die zu den Steuermotoren führen, welche dadurch in einer im folgenden näher beschriebenen Weise dem Druck innerhalb des Maschinenzylinders ausgesetzt werden. Der Kanal 410 ist spitz zulaufend, wobei die größere Öffnung in den Verbrennungsraum und die kleine Öffnung bei dem Scheibenventil mündet. Dies bewirkt das Auftreten von Drücken an den Kanälen des Scheibenventils, die sich sehr weit den Drücken in der Verbrennungskammer annähern. Dies ist besonders wichtig, wenn lange Verbindungsleitungen zwischen den Kanälen und den Steuermotoren notwendig werden, deren zugeführter Druck dem in dem Verbrennungsraum herrschenden möglichst gleich sein soll. Die spitz zulaufende Öffnung bewirkt eine Verminderung der gesamten in Bewegung befindlichen Gasmenge und ermöglicht nur einen geringen Betrag an der Ventilöffnung und einen größeren Betrag an dem an dem Maschinenzylinder liegenden Ende des Kanales.

Die eine der Öffnungen, mit denen die Öffnung 400 des Scheibenventils Verbindung herstellt, ist eine Öffnung 470, die durch ein Rohr 460 mit dem Steuermotorzylinder der Zündverstellvorrichtung auf der Seite verbunden ist, die den inneren Kolben dem Maschinendruck in der Totpunktlage des Arbeitskolbens aussetzt (Abb. 7). Dabei stellt das Rohr 490 mit einer Expansionskammer 450 an dieser Seite des Steuermotorzylinders eine Verbindung her. An der anderen Seite des Steuermotorz3'linders findet sich eine gleiche Expansionskammer 440, die durch ein Rohr 430 mit einer Öffnung 42 in dem Gehäuse in Verbindung steht, mit der die Scheibenventilöffnung 400 dann Verbindung herstellt. Auf diese Weise wird die entgegengesetzte Seite des Steuermotorkolbens dem Druck in der Brennkammer ausgesetzt, wenn ein Teil des Arbeitshubes des Maschinenkolbens, beispielsweise ¹Z₁₀, zurückgelegt ist. Die- Verbindung zwischen der Ausdehnungskammer und dem Steuermotorzylinder wird durch eine kleine Durchbrechung 480 in der Abschlußwänd des Zylinders auf der einen Seite und durch die Öffnung 490 auf der anderen Seite des Zylinders hergestellt. Diese Ausdehnungskammern vermindern das Schlagen des Steuermotorkolbens auf .einen geringstmöglichen Wert und dienen ferner als Wasser- und Ablagerungsabscheider, die den Zutritt von Wasser, welches durch Gefrieren die Bewegung des Kolbens verhindern würde, und von Ablagerungen, die ein Hängenbleiben des Kolbens verursachen, verhindern. Sie unterstützen also sowohl den ruhigen als auch den ununterbrochenen Gang des Steuermotors.

Eine Feder 231 ist mit einem Ende an einem no Zapfen 230^ auf der Unterseite der Scheibe 230* befestigt. Das andere Ende der Feder ist mit einem auf der oberen Fläche des Steuermotorzylinders fest angeordneten Zapfen 232 verbunden. Die Feder sucht die Scheibe 23O^1- und den Verteilerkopf normalerweise in die Stellung der völligen Spätzündung zu drehen, und im Falle des plötzlichen Stehenbleibens der Maschine stellt die Feder die Zündung auf volle Spätzündung ein. Der Befestigungspunkt 231 der Feder mit der Scheibe 230 ist so angeordnet, daß die Hebel- oder Kurbelarmlänge in der

Stellung für volle Spätzündung am größten ist und abnimmt, wenn die Scheibe 230* im Sinne der Frühzündung gedreht wird, so daß das Rückdrehmoment der Feder kleiner und kleiner wird, wenn die Vorrichtung die Zündung beschleunigt. Die größere Rückdrehwirkung der Feder bei voller Spätzündung bewirkt eine sogenannte weiche Maschine bei kleinen Geschwindigkeiten, da die Zündung etwas später eintritt bei ganz geöffneter oder nahezu ganz geöffneter Drosselklappe als bei einer Zündeinstellung, die die höchste Leistung der Maschine ermöglicht. Bei höheren Geschwindigkeiten, wenn die Zündung vorgestellt wird, vermindert sich die Rückdrehkraft der Scheibe 230^v, imd die Früheinstellung erhält den Wert, der für die volle Leistung erforderlich ist und eine sogenannte harte Maschine bewirkt. Die Einstellung der Federspannung oder eine Änderung in der Lage des festen Zapfens und des Zapfens auf der Scheibe 230¹·' ermöglicht eine Einstellung der Zündung, ohne die Öffnringszeiten des Ventils zu ändern. Dadurch wird die Steuerung vereinfacht und die Kosten vermindert, da die Ver-Wendung anderer Einstellungen oder auswechselbarer Scheibenventile oder neuer Ventilsitze mit einem anderen Winkel zwischen den öffnungen unnötig werden. Eine Änderung in der Anfangsemstellung kann dadurch erzielt werden, daß das Getriebe 290 auf der Welle der Verstellvorrichtung drehbar einstellbar gemacht wird, und dadurch, daß eine Einstellbarkeit des Unterbrechernockens für den Primärstromkreis vorgesehen wird oder durch Vereinigung beider Ein-Stellungen.

Der dritte Kanal, mit dem in der Folge die Öffnung 400 des Scheibenventils Verbindung herstellt, ist eine Öffnung 500, die durch ein Rohr 510 den Druck zu einem Zylinder oder einer Kammer 520 führt. Die Kammer besitzt eine biegsame Membran 530, die innerhalb der Kammer dem Druck in dem Maschinenzylinder ausgesetzt wird, der in dem Zeitpunkt der Verbindung der beiden Öffnungen vorhanden ist. Von aui3en wirkt auf dieKammer oder den Zylinder der atmosphärische Druck. Die Membran 530 ist durch eine Stange 540 mit einem Hebel 550 verbunden, der in der Mitte zwischen seinen Enden durch einen Drehzapfen 560 an einem Stützarm des Zylinderblockes drehbar befestigt ist. Der Hebel besitzt Verbindungen, wie später noch genauer beschrieben wird, zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zu dem Vergaser, des Durchflusses der Ladung in das Einlaßverteilungsrohr und der Temperatur, die der Ladung erteilt wird, und steuert auf diese Weise das Mischlingsverhältnis, die Ladungsdichte und die Gemischtemperatur.

Auf derjenigen Seite des Drehzapfens 560, die entgegengesetzt zu der Verbindung der Membran mit dem Hebel 550 liegt, ist der Hebel 550 durch eine Stange 570 mit einem Kolben 580 in einem Zylinder 590 verbunden. Mit dem einen Ende des Zylinders steht ein Rohr 600 in Verbindung, das von der Ausdehnungskammer 440 herführt, und zwar von der Seite des Zündverstellmotors, die die Späteinstellung der Zündung bewirkt. Die Verbindung des Kanals 400 des Scheibenventils mit der dritten Öffnung 500 wird, wie das Diagramm in Abb. 11 zeigt, am Ende des Saughubes des Maschinenkolbens, gerade nachdem dieser die äußere Totpunktlage erreicht hat, hergestellt. Dadurch wird in der Kammer 520 ein teilweises Vakuum hervorgerufen, und die Membran 530 wird durch den atmosphärischen Druck nach aufwärts bewegt und ist-bestrebt, den Hebel 550 in einer Richtung zu bewegen, in der auch der Druck auf den Kolben 580 einwirkt, so daß tatsächlich das Vakuum in der Membrankammer und der positive, aus der Ausdehnungskammer von der Verzögerungsseite der Zündverstelleinrichtung hergeleitete Druck zusammen die Bewegung des Hebels 550 bewirken. Der Druck innerhalb des Zylinders 590 steht in einem festen Verhältnis zu dem Verbrennungsdruck im Maschinenzylinder. Bei einem gegebenen Verhältnis zwischen den Flächen der Membran 530 und der Fläche des Kolbens 580, derart, daß die Membranfläche beispielsweise 7 mal größer ist g₀ als die Kolbenfläche, ist die Summe ihrer Kräfte über den gesamten Bereich der Drosselklappen-, öffnungen bei verschiedenen Geschwindigkeiten der Maschine konstant. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Verbrennung eines genau verhältnisgleichen Gemisches mit richtiger Temperatur stets normal ist. Da der Unterdruck im Maschinenzylinder bei Vergrößerung der Öffnung der Drosselklappe abnimmt, beherrscht der Kolben 580 die Steuerung. Bei Maschinen mit hoher Kompression, deren Verbrennungsdrücke den Punkt unbeabsichtigter Explosion mit der Begleiterscheinung des Klopfens erreichen, dient der zu hohe Zylinderdruck nach der Erfindung dazu, die Maschine etwas zu drosseln, und vermindert dadurch die Gemischmenge und vermindert diese auf eine Dichte, die Explosionen verhütet. Zum Zwecke einer derartigen Drosselung wird im Ansaugrohr 610 oberhalb des Vergasers 620 ein zusätzliches Drosselventil 630 angeordnet, welches hinter dem Hauptventil 640 liegt. An der Welle 650 der Zusatzdrosselklappe 630 ist an der Außenseite des Ansaugrohres ein Hebelarm 660 befestigt, der mit dem vertikalen Arm eines T-Hebels 670 betriebs- n₅ mäßig verbunden ist. Der Hebel 670 greift durch eine Stange 680, die an einen seiner horizontalen Arme angelenkt ist, an dem Ende des Hebels 550 an, auf das die Membran mittels der Verbindungsstange 540 einwirkt. Die Auf- χ₂ο wärtsbewegung der Membran bewegt das Zusatzdrosselventil 630 aus seiner normalen weit

offenen Stellung in eine teils geschlossene Stellung, wobei dieser Vorgang von dem Grad der Bewegung des Steuerhebels 550 infolge der auf ihn einwirkenden Kräfte abhängig ist. Der T-Hebel 670 wird durch eine Feder 690 in einer zu der druckbewegten Membran und dem Kolben entgegengesetzten Richtung bewegt. Die Feder 690 ist mit ihrem oberen Ende an dem Hebelarm befestigt, an den auch die Stange 680 angreift, während das untere Ende in einer einstellbaren Führung 700 angeordnet ist, die eine Einstellung ihrer Spannung oder ihres Zuges ermöglicht. Die Feder 690 ist bestrebt, den T-Hebel 670 so zu drehen, daß das Zusatzventil 630 in seine völlig geöffnete Stellung gelangen kann. Die Verbindung zwischen dem T-Hebel 670 und dem Drosselkurbelarm 660 ist gleitend oder lose, damit eine unabhängige Bewegung des T-Hebels aus später zu erläuternden Gründen möglich ist, zo nachdem die Drosselklappe ihre ganz offene Stellung erreicht hat (diese Stellung entspricht der größten Dichte der Ladung). Eine derartige Verbindung ist das Teleskop 710, so daß nur die Schließbewegung des zusätzlichen Drosselventils 630 durch den T-Hebel 670 erzielt wird. Eine einstellbare Feder 720 ist vorgesehen, die an einem Ende an dem Hebelarm 660 befestigt ist, der die Drosselklappe 630 in die Offenstellung bewegt, worauf ihre Bewegung aufhört.
Der waagerechte Arm 730 des T-Hebels 670 dient dazu, die Brennstoffzufuhr selbsttätig zu regehi. Dazu wirkt er mit einem Ring 740 an einem vertikal beweglichen Brennstoffventil 750 zusammen. Wenn dieses Ventil von seinem Sitz 760 infolge der Aufwärtsbewegung - des Hebelarmes 730 angehoben wird, · wird die Brennstoffzufuhr zu dem Vergaser vergrößert, wogegen eine Senkung des Ventils durch Abwärtsneigung des Armes 730 die Brennstoffzufuhr drosselt. Folglich wird durch die Bewegung des Brennstoffsteuerventils infolge der auf den T-Hebel 670 einwirkenden Kräfte das Mischungsverhältnis des Brennstoffes selbsttätig eingestellt. Ein Anschlag, der aus einem Stück Rohr 770 um das Ventil 750 besteht, legt sich an die obere Fläche des Vergasers an und verhütet das völlige Anlegen des Ventils 750 an seinen Sitz. Er verhindert dadurch das Absperren des Brennstoffes und gibt dem Vergaser die normale Einstellung, wenn die Maschine die gewünschte größte Leistung bei allen Geschwindigkeiten und Drosselöffnungen hergibt. Diese selbsttätige Brennstoff- und Anreicherungssteuerung ist so ausgebildet, daß ihre Tätigkeit aufhört, wenn der Zylinderdruck beispielsweise 9O°/₀ des angestrebten höchsten Wertes bei irgendeiner Belastung oder Geschwindigkeit beträgt, um zu vermeiden, daß die Anreicherung dauernd fortgesetzt wird und dadurch ein außerordentlich reiches Gemisch der Maschine zugeführt wird. Ein derartig reiches Gemisch würde den Punkt des höchsten Druckes in dem Zylinder der Maschine überschreiten und Verhältnisse niedrigeren Druckes schaffen, die durch ein reiches Gemisch bedingt sind. Niedriger Druck im Zylinder der Maschine, der die durch die Feder 690 ausgeübte Kraft den Druckkräften der Membran und des Kolbens 580 überlegen machen würde, läßt eine Anreicherung des Brennstoffes durch Anheben des Ventils 750 eintreten. Würde jener andere niedrigere Druck vorhanden sein (der sich durch ein reiches Gemisch einstellt), so \vürde er ein Arbeiten der Feder gestatten, und eine Anreicherung des Gemisches würde eintreten, was jedoch nicht zulässig ist. Nur wenn niedriger Druck vorhanden ist, der durch ein armes Gemisch verursacht ist, soll eine Steigerung der Brennstoffzufuhr bewirkt werden.

Die selbsttätige Gemischsteuerung, die in ihrer Wirkungsweise von dem Druck innerhalb des Arbeitszylinders der Maschine abhängt, wie im vorhergehenden beschrieben wurde, kann so ausgebildet werden, daß das Mischungsverhältnis konstant bleibt, solange beispielsweise 90% ⁸S der vollen Leistung gefordert werden. Dadurch wird eine höchste Sparsamkeit im Brennstoffverbrauch erzielt, ausgenommen dann, wenn der Bedienungsmann die Drosselklappe weiter als 90% ihrer gesamten öffnung öffnet oder eine 9c höhere Leistung als 90% verlangt. Wenn die Hauptdrosselklappe 640 mehr als 90°/,, geöffnet wird, so öffnet ein an dem Bedienungshebel befindlicher Ansatz 780, der unter den Ring 740 greift, das Brennstoffventil 750 bis zu der Stellung, die der Höchstleistung entspricht. Diese liefert jedoch nicht ein derart reiches Gemisch, wie es einer kalten Maschine beim Anwerfen zugeführt wird. Bei einer derartigen Betriebsweise, wie sie oben beschrieben wurde, würde die selbsttätige Steuereinrichtung bestrebt sein, das Gemisch magerer zu machen und würde die Maschine so weit drosseln, daß ein, unerwünscht hoher und zu Explosionen neigender Druck im Zylinder der Maschine vorhanden wäre. Die Steuereinrichtung nach der Erfindung hat besondere Bedeutung beim Anwerfen von kalten Maschinen, da der Bedienungsmann unter den schlechtesten Bedingungen nur durch Handbetätigung den Vorgaser zu öffnen und zu schließen braucht, bis mehrere Explosionen stattgefunden haben. Dann übernimmt die selbsttätige Steuereinrichtung die.Überwachung der Anwärmperiode, und zwar wird dazu nur eine geringe Menge Brennstoff benötigt. Wenn die Maschine zum Stillstand gebracht wird, bringt die selbsttätige Steuereinrichtung das Brennstoffventil 750 in eine solche Stellung, daß die Brennstoffzufuhr zu dem Vergaser vergrößert wird, und das Ventil χ₂ο bleibt in dieser Stellung, bis die Maschine wieder angeworfen wird.

Der Hebel 550 kann, wenn es erforderlich ist, _ein handbetätigter Hebel sein und ist zu diesem Zweck mit einem Griff 790 versehen, der in irgendeiner zweckmäßigen Lage angeordnet sein kann, beispielsweise an dem Instrumentenbrett, wo er leicht zugänglich ist.

Die Drosselung durch die zusätzliche Drosselklappe 630 bewirkt ferner eine Verbesserung der Zerstäubung des Brennstoffes bei geringer Geschwindigkeit der Maschine. Infolge des verminderten Druckes im Ansaugrohr wird ferner der Brennstoff in stärkerem Maße absorbiert. Schließlich werden Schwingungen in dem Vergaser durch diese zusätzliche Drosselklappe vermindert und die Feinheit der Brennstoff teilchen durch nochmalige Zerstäubung an dem Drosselventil 630 vergrößert. Die erzielte bessere Zerstäubung hat einen größeren Gewinn an Leistung zur Folge, als der Verlust durch die verminderte Dichte der Ladung beträgt. Dadurch wird der doppelte Vorteil eines verbesserten Wirkungsgrades und der Verhütung zu großer Ladungsdichte erreicht.

Das Vorhandensein von niedrigen Drücken in dem Zylinder der Maschine, welches eine unvollständige Verbrennung der Ladung anzeigt, wird dazu verwendet, der Ladung selbsttätig Wärme beim Durchgang durch das Einlaßverteilerrohr zuzuführen. Dazu wird die Bewegung des Hebels 550 durch die Feder 690, wenn diese die ausschlaggebende Kraft infolge niedrigen Druckes im Zylinder der Maschine ist, verwendet. Zu diesem Zweck wird ein Vorwärmer Soo im Ansaugverteilerrohr angeordnet, der einfach aus einem Rohr besteht, durch welches heiße Auspuffgase von der Abgasleitung ■ Sio durch eine Z\veigleitung 820 hindurchgeleitet werden. In der Abgasleitung 810 ist hinter dem Anschlußpunkt der Zweigleitung 820 eine Dämpfungseinrichtung oder ein Ventil 830 eingebaut, an dessen Verstellhebel 840 ein Ende einer Verbindungsstange 850 angreift, dessen anderes Ende mit dem Hebel 550 verbunden ist. Infolge der Bewegung des Hebels 550 durch die Feder 690 wird die Dämpfungseinrichtung 830 mehr oder weniger geschlossen und die Menge der durch den Vorwärmer 800 hindurchgehenden heißen Gase vergrößert und auf diese Weise der durch das Einlaßverteilerrohr hindurchgehenden Ladung zusätzliche Wärme zugeführt und die Verdampfung der Ladung gefördert. Auf diese Weise zugeführte zusätzliche Wärme vermin- - dert den durch die Vergasersteuerung zuzuführenden Brennstoffbetrag auf einen geringeren Wert, als er ohne Zufuhr von Wärme erforderlich ist. Es wird also dadurch an Brennstoff gespart. Sobald die Drücke im Zylinder der Maschine genau ausgeglichen sind, infolge der Zusatzwärme und des Zusatzbrennstoffes, wird die Drossel in der Abgasleitung geöffnet, die der Ladung zugeführte Wärme vermindert, und dies ist der Erzielung hoher Leistung förderlich, da nur wenig Wärme bei hoher Geschwindigkeit der Maschine, wenn die höchste Dichte der Ladung erforderlich ist, nötig ist.

Wie in Abb. 6a dargestellt ist, sind selbsttätige Einrichtungen zur Regelung des Brennstoffes vom Vergaser her vorgesehen, die ein zu reiches Gemisch unter Betriebsverhältnissen verhindern, die eine derartige Wirkung ausüben könnten. Diese selbsttätige Einrichtung besteht aus einem Thermostaten, der so angeordnet ist, daß er beispielsweise durch die Temperatur des Ansaugrohres der Maschine gesteuert wird, derart, daß der Thermostat die Bewegungen eines mit dem Vergaser verbundenen Anreicherungsventils überwacht. Da sämtliche Maschinen bei einem Gemisch, das 100% reicher ist, als es für ⁹/₁₀ belastete Wagen bei voller Leistung erforderlich ist, zufriedenstellend arbeiten, genügt es, wenn die selbsttätige Einrichtung eine Gemischanreicherung über 100% des für ein befriedigendes Arbeiten der Maschine erforderlichen Gemischreichtumes verhindert. Das Anreicherungsventil 108 besitzt eine leichte Feder 104, die bestrebt ist, das Ventil durch Anheben von seinem Sitz zu öffnen, während das Ventil sich in Richtung auf seinen Sitz bewegt. Zum Schließen des Ventils ist ein Hebel 103 vorgesehen, der unter der Einwirkung eines KoI-bens 106 innerhalb eines Zylinders steht, dem Druck von dem Zylinder der Maschine durch ein Rohr 75 zugeführt wird. Wenn dieser Druck auf den Kolben 106 einwirkt, bewegt er den Hebel im Sinne der Schließbewegung des Ventils. Der Hebel wird ferner beeinflußt durch eine vom Vakuum gesteuerte Membran 100, deren eine Seite durch ein Rohr mit der Einlaßleitung in Verbindung steht. Die Membran ist durch eine Stange 101 mit einem Hebel 102 verbunden, der den Hebel 103 im gleichen Sinne wie der Kolben 106 bewegt. Eine Feder 110 ist an dem Hebel 103 befestigt, welche das Ventil 108 öffnet, wenn die Drücke der Maschine bei * einer gegebenen Drosselklappenöffnung niedrig sind. ·Αη der Seite der Einlaßleitung ist oberhalb des freien Endes des Ventilschaftes 105 eine Platte angeordnet, die eine exzentrische oder nockenartige Fläche 115 aufweist. Diese Fläche berührt das obere freie Ende des Ventilschaftes und sichert das Ventil entsprechend der Stellung dieser Fläche gegen Bewegungen von seinem Sitz und bestimmt das Maß der Ventilbewegung. Die Drehbewegung der Nockenscheibe wird durch einen spiralförmigen Thermostaten 120 hervorgerufen, der zweckmäßigerweise aus Stoffen mit verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten besteht. Das innere Ende der Spirale ist mit einem Drehzapfen 116 befestigt, während das äußere Ende mit einem an der Nockenscheibe angeordneten Zapfen 121 angeschlossen ist. Auf diese Weise kann die Öff-

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nung des Anreicherungsventils völlig verhindert werden, nachdem eine bestimmte Temperatur erreicht ist, und der Anreicherungsgrad kann selbsttätig durch den Thermostaten geregelt werden.

Der Hebel 103 weist einen Griff auf, durch den er von Hand bewegt werden kann. Natürlich kann der zu steuernde Thermostat überall dort angeordnet werden, wo es erwünscht oder zweckmäßig ist; auch kann die vom Vakuum beeinflußte Membran jede gewünschte oder zweckmäßige Bauart aufweisen.

Wenn nicht sämtliche Zylinder einer MehrzyHnderbrennkraftmaschine mit einer automatischen Steuereinrichtung versehen sind, deren Wirkung durch die inneren Verhältnisse des Zylinders hervorgerufen wird, so können diejenigen Zylinder, die ohne Steuereinrichtung sind, andere Betriebsverhältnisse aufweisen als die gesteuerten Zylinder. Wenn also einer dieser nicht gesteuerten Zylinder eine höhere Kompression hat oder überhitzt wird, hat er Neigung zum Klopfen. Diesem Zustande kann dadurch Rechnung getragen werden, daß der gesteuerte Zylinder der Maschine so ausgebildet wird, daß in ihm zuerst die zu verhütenden Bedingungen auftreten. Dadurch, daß dieser Zylinder dann gesteuert und in ihm beispielsweise das Klopfen verhütet wird, wird die Möglichkeit, zu verhüten, daß sämtliche Zylinder klopfen, auf einen Höchstwert gesteigert. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß der Verdichtungsraum eines Zylinders, wie es in den Abbildungen dargestellt ist, vermindert wird, so daß der Steuerzylinder eine etwas höhere Verdichtung aufweist als die anderen Zylinder.

Die Erfindung läßt natürlich eine Reihe von praktischen Ausführungsformen von Anordnungen zur Regelung und Verwendung der Druck- und Temperaturverhältnisse zwecks Betätigung der selbsttätigen Motorsteuerung zu. Die Schmierung der umlaufenden Ventilscheibe 300 ist außerordentlich wichtig, und im folgenden werden Einrichtungen zur Schmierung erläutert. Das Öl wird einem Ölbehälter zugeführt, der in dem Gehäuse unterhalb des Zahnrades' auf der Unterbrecherwelle gebildet wird. In das Gehäuse hängt ein ölspritzring, der auf der Welle befestigt ist, so daß beim Umlaufen der letzteren öl auf einen Sims oder eine Platte oben an dem Lager für die untere Nabe des Antriebsrades 290 geschleudert wird. Von dieser Platte führt eine Bohrung S90 nach unten und führt öl einer waagerechten Öffnung 900 zu, die an ihrem inneren Ende eine Verlängerung 910 nach unten hin aufweist. Die Verlängerung 910.mündet auf den Ventilsitz an der oberen Fläche des Scheibenventils, das in einer bestimmten Stellung Verbindung mit der Öffnung 910 und der Ventilöffnung 400 herstellt. Dies geschieht, wenn ein Unterdruck im Maschinenzylinder am Ende des Saughubes des Kolbens vorhanden ist, so daß dadurch ein geringer Betrag Öl in den Kanal des Ventiles hineingesogen wird. Durch den anschließend auftretenden Druck im Maschinenzylinder infolge der Verdichtung und der Verbrennung, die dem Saughub folgen, wird das Öl in dem Ventilkanal in bestimmtem Maße zwischen das Ventil und seine Sitzfiächen um die öffnung herum herausgedrückt, und diese Flächen sind gerade besonders schwer zu schmieren. Es kann erwünscht sein, das obere Ende der Bohrung 880 durch einen Stopfen zu verschließen und die Schraube 920, die eine Verbindung zwischen der Bohrung 880 und der Außenseite des Gehäuses abdichtet, zu entfernen und dadurch Verbindung mit dem Druckschmiersystem, mit dem die Maschine ausgerüstet ist, herzustellen. Dadurch wird eine dauernde Zufuhr von Öl zu den hinsichtlich der Schmierung schwierigsten Punkten gewährleistet.

Ein Kanal 930 verläuft waagerecht vom Boden des Ölbehälters zu einer senkrechten Bohrung 940, die an der oberen Seite des Scheibenventils ausmündet und durch die Öl infolge der Schwerkraft hindurchfließt. Zweckmäßigerweise ist dieser Kanal 930 weitergeführt, um öl zu dem unteren Teil der öffnung der unteren Nabe des Getriebes 3oo^v' zu führen. Der Ventil- _go schaft ist durch die Nabe mit so viel Spiel durchgeführt, daß das Öl in das Getriebe und in die innere Nabe fließen kann.

Ferner ist ein Kanal 950 vorgesehen, der von der Außenseite des Gehäuses zur oberen Fläche des Scheibenventils führt und durch ein Rohr 960 mit dem Druckschmiersystem der Maschine verbunden sein kann, um dauernd Öl im beschränkten Maße dem Ventil zuzuführen. Das Ventil weist eine Öffnung 970 auf, die mit der Mündung des Kanals 950 in Verbindung tritt, jedoch so angeordnet ist, daß kerne Verbindung mit anderen Öffnungen im Ventilsitz eintritt. Der Kanal 950 endigt nach oben hin in den Ölbehälter, um ihm Öl zuzuführen. Auch kann .Öl dem Behälter zugeführt werden durch eine Bohrung in der Nähe der oberen Fläche des Gehäuses für den Ölbehälter, die durch einen entfernbaren Stopfen 980 verschlossen ist. Die miteinander kämmenden Zahnräder 290 und 300 können, wenn es erwünscht ist, so im Gehäuse angeordnet werden, daß sie als Getriebepumpe für die Zuführung von Öl zu dem Scheibenventil und zu anderen Teilen, deren Schmierung erwünscht ist, wirken.

Zur Sicherung gegen Versagen der ölschmierung kann das Scheibenventil aus selbstschmierendem Werkstoff bestehen.

Natürlich können auch andere Arten drehender Ventile an Stelle des Scheibenventils verwendet werden. Auch kann es erwünscht sein, daß zwei getrennte Zylinder der Maschine je ein

Ventil für einen Steuermotor besitzen. Durch Verdoppelung der Ventile würde die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Zündverstellung verbessert werden, da im Falle des Versagens eines Zylinders, beispielsweise durch Nichtzünden oder undichte Ventile, der andere Zylinder wirksam wäre.

Der Raum in dem Gehäuse 520 oberhalb der Membran 530 kann mit der Ansaugleitung der Maschine in dem Punkte 990 hinter der Drosselklappe oder auch an einem Punkte in der Nähe der Einlaßventile verbunden werden, um das gewünschte Druckverhältnis in der Maschine zu schaffen.

!5 Natürlich ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, daß die Steuereinrichtung und die zugehörigen Teile durch Wasser gekühlt werden, vielmehr können auch andere Kühlmittel angewandt werden. In Abb. 12 ist eine Anordnung unter Verwendung von Luftkühlung dargestellt. An Stelle einer unmittelbaren Anordnung der Steuervorrichtung auf der oberen Fläche" des Zylinderblockes und Lagerung der Ventilscheibe in einer Aussparung dieses Blockes kann die Einrichtung auch über der oberen Fläche des Z}^rlinderblockes 110 angeordnet werden, indem ein Abstandshalter 300«, der die Unterbrecherwelle umgibt, und ein Gehäuse 101 zwischen der Ventilscheibe 300* und der oberen Kante des Zylinderblockes angeordnet wird. Das Gehäuse ist kreisförmig und stellt Verbindung zwischen dem Ventil und dem düsen artigen Kanal 4io^v her und ist mit Rippen 102 versehen. Auch das Äußere des Gehäuses i20^r kann mit Luftkühlrippen 102 ausgerüstet sein.

Die Erfindung kann in Verbindung mit das Klopfen verhütenden Mischungen oder Stoffen, die Explosionen verhüten, angewendet werden. So kann beispielsweise eine das Klopfen verhindernde Flüssigkeit durch ein Ventil zugeführt werden, das unter der Einwirkung der Vergaserregelvorrichtung steht, die die Zufuhr dieser Flüssigkeit im gewünschten Augenblick herbeiführt. Auf diese Weise können beispielsweise Wasser, Dampf oder gekühlte Abgase zugesetzt werden.

Die Temperatur der Maschine wird dadurch herabgesetzt und die Tendenz zum Klopfen vermindert. Die Erfindung läßt sich auch zur

Regelung der Öleinspritzung in Dieselmaschinen oder jeder Art von Verbrennung verwenden. Auch ist sie geeignet, ein gewünschtes Indikatordiagramm durch Änderung der Ventilzeiten der Maschinenventile einzuhalten, wenn Änderungen des Heizwertes des verwendeten Gases, beispielsweise des Generatorgases, eine Änderung der Ventilzeiten zwecks Erzielung eines guten Wirkungsgrades und konstanter Leistung erforderlich machen.

Wenn eine genaue Einstellung gefordert wird, so kann jeder von zwei Zylindern mit einem Steuerventil ausgerüstet werden, anstatt daß beide Ventile zu einem Zylinder gehören. Eine derartige Anordnung kann wünschenswert sein, wenn ein scheibenförmiges Scheibenventil an einer Maschine mit V-förmig angeordneten Zylindern zur Anwendung kommt.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Abb. 13 bis 18 ist außerhalb der Maschine 10 ein Zylinder 12 mit einem inneren Kolben 13 angebracht. Der Kolben ist mit der Zündverstellvorrichtung 14 bekannter Bauart verbunden. Durch die Bewegung des Kolbens 13 wird der Kolben im Sinne einer Früh- oder Späteinstellung der Verbrennung verschoben, indem die Öffnungszeit des Primärstromkreises der Lichtbogenspule geändert wird. Jedes Ende des Zylinders 12 kann mit dem Verbrennungsraum 15 in Verbindung gebracht werden, um einen Druckausgleich oder Druckgleichheit auf jeder Seite des Kolbens 13 (je nachdem welches Ende des Zylinders 12 mit dem Verbrennungsraum verbunden wird) mit dem Druck in dem Verbrennungsraum herbeizuführen* Sind die Drücke auf den Kolben 13 nicht ausgeglichen, so bewegt er sich in Richtung des niedrigeren Druckes.

Der Kurbelarm 16 an der Verstellvorrichtung ist drehbar mit einer Stange 17 verbunden, an die ferner ein Kurbelarm 18 drehbar angelenkt ist, der auf einer senkrechten Welle 19 sitzt. Dieser weist innerhalb des Zylinders 12 einen Arm 20 auf, der durch ein Glied 21 mit dem Kolben 13 zusammenwirkt. Auf diese Weise ist die Verstellvorrichtung mit dem Steuerkolben i3_s betriebsmäßig verbunden.

Die Verstellvorrichtung ist als Zentrifugalregler ausgebildet und wirkt derart, daß eine Frühzündung eingestellt wird, wenn die Geschwindigkeit der Maschine ansteigt. Zu diesem Zweck kann der Regler einen Ring 22 auf einer Welle 2.3 besitzen, die durch Kegelräder 24 mit der Nockenwelle 25 der Maschine verbunden ist und mit gleicher Geschwindigkeit wie diese umläuft. 10g

Ohne Rücksicht darauf, wie die Wirkungsweise des Zentrifugalreglers ist, ist die selbsttätige Steuerung durch den Kolben 13 wirksam, da letztere auf den Körper der Verstellvorrichtung einwirkt und diesen dreht.

Durch Verwendung einer durch Fliehkraft gesteuerten Zündverstellvorrichtung, die etwas auf Spätzündung eingestellt und so gebaut ist, daß sie auch den Wirkungsbereich einer Maschine bei ganz geöffnetem Drosselventil umfaßt, wird ein Versagen des mit der selbsttätigen Ventilsteuerung versehenen Maschinenzylinders (beispielsweise infolge Defektwerdens der Zündkerze oder infolge undichter Ventile, von denen jeder Fall die Steuerung auf volle Spätzündung einstellen würde) die Maschine nicht in so starkem Maße beeinflussen als ohne Vorhandensein des

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Zentrifugalreglers. Praktisch sind sämtliche Wagen, beispielsweise in Amerika, mit durch Fliehkraft geregelter Zündverstellung versehen, lind infolge der Tatsache, daß kaum jemand die Handzündung betätigt, ausgenommen beim Anlassen, ist die wirkliche Zündeinstellung eine Spätzündung, und zwar in mehr als 95% der Fahrzeit des Wagens, insbesondere im städtischen Betriebe. Der Fahrer will nicht eine ίο klopfende Maschine haben und beschleunigt die Zündung nicht, wenn er es eigentlich sollte. Deshalb laufen praktisch alle Maschinen mit Spätzündung, ausgenommen dann, wenn die Drosselklappe ganz geöffnet ist, wobei der Zentrifugalregler die richtige Zündeinstellung bei allen Drehzahlen einstellt. Die Verbindung der selbsttätigen Steuerung mit einer Zentrifugalregelung beseitigt die volle Spätzündung, die beim Versagen der selbsttätigen Ventilsteuerung eintritt, wenn der Steuerzylinder fehlerhaft arbeitet, dadurch, daß eine Spätzündung nur bis zur Stellung der Zündvorrichtung eintritt, die dem ganz geöffneten Drosselventil bei beliebiger Geschwindigkeit entspricht. Eine derart ausgerüstete Maschine würde in gleicher Weise wie die jetzt gebräuchlichen Maschinen arbeiten, obwohl die Ventilsteuerung in diesem Falle nicht wirksam wäre. Diese Kombination ist nur bei sehr hochwertigen Wagen erforderlich, kann jedoch bei allen Wagen angewendet werden, die bereits einen Zentrifugalregler für die Zündung besitzen.

Im folgenden werden Einrichtungen beschrieben, die den Zylinder 12 mit der Verbrennungskammer 15 der Maschine selbsttätig in Verbindung bringen. Dabei ist vorausgesetzt, daß von entgegengesetzten Seiten des Kolbens Rohre 26 und 27 von dem Zylinder zu Kanälen 28, 29 im Maschinengehäuse führen, die in einer durch Ventile gesteuerten Verbindung mit dem Verbrennungsraum stehen. Die besondere Ausbildung des Ventils bildet einen der Gegenstände der Erfindung. Das Ventil 30 ist von zylindrischer Gestalt und besitzt eine axiale, spitz zulaufende Öffnung 31, die in unmittelbarer Verbindung mit dem Verbrennungsraum der Maschine steht. Die oben liegende Nockenwelle 32 der Maschine wird mit halber Kurbelwellengeschwindigkeit durch eine 2 : i-Übersetzung 33 und 34 angetrieben, deren Bewegung von "der (nicht dargestellten) Kurbelwelle der ' Maschine abgeleitet ist. Die dargestellte Maschine arbeitet, wie bereits gesagt wurde, nach dem Viertaktverfahren und besitzt von oben gesteuerte Ventile. Die Ein- und Auslaßventile können von normaler, für Maschinen mit oben liegender Nockenwelle üblicher Bauart sein. Das Einlaßventil 35 wird durch eine Ventilfeder 36 geschlossen gehalten und wird durch den Schwinghebelarm 37 geöffnet. Der Einlaßnocken ist mit 38 bezeichnet. 39 kennzeichnet den Auslaßnocken, und 40 stellt die Führung des Auslaßventilschaftes dar. Die Teile des Auslaßventils sind ähnlich denen des Einlaßventils und in der Zeichnung nur angedeutet.

Das Steuerventil 30 erhält eine hin und her gehende und drehende oder schwingende Bewegung durch einen Exzenter 41, der auf der Welle 32 so befestigt ist, daß seine Achse einen Winkel von 22¹Z₂ ⁰ mit der Nockenwelle bildet. Dadurch schwingt der Exzenter bei jeder vollständigen Umdrehung der Nockenwelle durch einen Bereich von 45 ° und erteilt dem Ventil 30 die gewünschte schwingende Bewegung, wobei gleichzeitig eine hin und her gehende Bewegung stattfindet. Eine Scheibe 42 hat eine Nabe, gegen die sich eine Unterlegscheibe 43 anlegt, die durch eine Kopfschraube 44 gehalten wird. Die Scheibe bildet die eine Seite einer Rille, in der Schuhe mit Zapfen 45 und 46 gleiten. Die Stellung des Exzenters 41 kann durch Lösen der Kopfschraube eingestellt werden, da der Exzenter durch die Klemmwirkung dieser Schraube gehalten wird. Dies ermöglicht die zeitliche Einstellung des Steuerventils 30. Der Exzenter 41 ist durch die einander gegenüberliegenden Zapfen 45 und 46 drehbar in einer sich nach dem Ventil hin erstreckenden Gabel 47 gelagert. Die Gabel ist durch einen Zapfen 48 an einen Block 49 angelenkt, der von einer Gabel go 50 am Ende des Ventils umschlossen wird und an dieser drehbar gelagert ist. Daraus ergibt sich, daß die Verbindung an jedem Ende der Exzenterstange oder Gabel 47 eine allseitig bewegliche ist.

Der Exzenter 41 ist dargestellt in dem Punkte der größten Geschwindigkeit des Ventils 30, und zwar während des Arbeitshubes. Der Maschinenkolben P befindet sich in der oberen Totpunktlage am Anfang des Arbeitshubes. Die Öffnung 51 im Ventil 30 ist soeben nach dem Vorbeigehen an der Öffnung 28 im Gehäuse des Maschinenzylinders geschlossen worden. Dadurch war die Öffnung 28 in unmittelbarer Verbindung mit dem Verbrennungsraum 15, und zwar während eines kurzen Zeitraumes vor Erreichung des inneren Totpunktes. Die Öffnung 52 tritt mit der Bohrung 29 in Verbindung, "sobald jetzt das Ventil 30 weiter abwärts bewegt wird und der Maschinenkolben P etwa ¹J₁₀ des Arbeitshubes nach abwärts zurückgelegt hat. Die weitere Abwärtsbewegung des Ventils 30 bewirkt ein Schließen der Öffnung 29, und da das Ventil um nahezu 45 ° gedreht wurde, bevor die öffnungen 52 und 51 wieder in ihrer oberen Lage angelangt sind, in der sie mit den zugehörigen Öffnungen Verbindung herstellen, ist ersichtlich, daß die Verbindung zwischen den öffnungen und Bohrungen nur während des Abwärtshubes des Ventils 30 eintritt. Es läßt sich jede gewünschte Einstellung für die öffnung der Kanäle erzielen, und die Einrichtung wird

wirksam und in einfacher Weise durch das sich um den Ventilkopf in einer im Maschinengehäuse vorgesehenen Rille ansammelnde Öl geschmiert. Das Öl kann beispielsweise von der Druck-Schmieranlage der Maschine durch die hohle Nockenwelle 32 zugeführt werden. Dabei wird das Öl unter Druck einer Rille 53 in der Nockenwellenlagersäule 54 und von da durch die Bohrungen 55, 56 und 57 der Fläche des Exzenters 41, wo das überschüssige Öl die verschiedenen Gelenke und Flächen der Steuerventileinrichtung schmiert, zugeführt.

Wie aus den Abbildungen hervorgeht, weist das Ventil 30 eine nur sehr kurze Öffnung 31 zwischen dem Verbrennungsraum der Maschine und den Öffnungen des Ventils auf. Dies ist wichtig, da eine kurze Verbindung eine genaue Regelung ermöglicht. Ferner ist ersichtlich, daß das Ventil und die Kanäle 28, 29, welche den Wassermantel oberhalb des Z3'linderkopfes durchdringen, völlig vom Wasser gekühlt werden.

Das Ventil 30 kann geschlitzt sein, um eine Dichtung der Öffnungen infolge Ausdehnung des Ventils unter dem Druck der Verbrennung zu erzielen.

Die Öffnungen können auch in den Schiebern des Knightmotors oder anderer Schiebermotoren angeordnet werden, um die gewünschte Ventilwirkung ohne zusätzliche Einrichtungen zu erzielen.

Eine Haube 58 umgibt die Ventilanordnung, und auf dieser ist der Steuerzylinder 14 angeordnet.

Die Stange 17 besitzt einen Zeiger 59, dessen Stellung auf einer Skala 60 am Instrumentenbrett des Wagens jederzeit erkenntlich gemacht ist.
Zttm Anwerfen der Maschine drückt der Fahrer auf den Knopf 61 an der Stange 17 und schließt damit den Schalter für den Anwurfmotor. Die Vereinigung des Anlaßschalters mit der handbetätigten Späteinstellung der Zündungsregelung beseitigt jede Gefahr oder Möglichkeit, daß sich die selbsttätige Regelung in Frühzündungsstellung befindet, wenn der Anlaßmotor in Tätigkeit ist. Es sind mancherlei Anordnungen natürlich möglich, um besonderen Erfordernissen Rechnung zu tragen, beispielsweise ein Hebelgestänge zur Verzögerung der Zündung, das in Tätigkeit tritt, wenn ein fußbetätigter Anlaßschalter verwendet wird.

Der Anlaßschalter am Ende der Stange 17 besteht aus einem Lamellenkontakt 62, der gegen die Stange 17 isoliert ist und den Stromkreis durch Berührung zweier fester Kontakte 62 und 63 schließt, die gegenüber anderen Teilen durch eine an dem Maschinendeckel 58 befestigte Scheibe 64 isoliert sind. Eine kurze kräftige Feder 65 hält den Stromkreis offen, wenn nicht auf den Knopf 61 eine zur Bewegung der Stange genügende Kraft ausgeübt wird. Die Anlaßbatterie ist mit 66 bezeichnet, während 67 den Anlaßmotor der Maschine darstellt.

Es ist zweckmäßig, die Steuerwelle 13 mit einem Puffer zu versehen. Das untere Ende der Welle 19 ist geschlitzt und mit einem Flügel 68 ausgerüstet, der in der zylindrischen Öffnung 69 am Grunde des Zylinders 14 schwingt. Ein Deckel schließt die Öffnung 69 gegen Ölverlust ab. Zwei Flügel 70 und 71 bestehen mit diesem Deckel aus einem Stück. Sämtliche Teile besitzen nur geringes Spiel, um die erstrebte Piifferwirkung zu erzielen. Der Behälter 73 enthält eine geringe Reservemenge Öl für die Pufferkammer 69 und weist eine Füllschraube 72 auf. Beide Räume 73 und 79 sind bei der Inbetriebnahme zu füllen.

In Abb. 19 bis 22 ist ein Doppelkolbenventil einer Zündungs- und Maschinenregelung dargestellt, welches sich durch seine einfache Bauart auszeichnet und besonders geeignet ist, Druckproben aus zwei Zylindern einer Viertaktmaschine zu entnehmen, deren vier, sechs oder acht Zylinder in einer Reihe liegen und deren mittlere Zylinder 360 oder 180 ° auseinanderliegen, bezogen auf den Unterbrecher oder die Nockenwelle. Dies ist allgemein der Fall bei vielen normalen Motoren für Automobil-, Marine-, Luftfahrt- und andere Zwecke. In Abb. 13 und 14 ist die Regeleinrichtung oben auf den Block einer Maschine mit zwei oder mehr Zylindern aufgeschraubt, wobei die benachbarten Zylinder um 180 ° gegeneinander versetzt sind, bezogen auf die Nockenwellengeschwindigkeit. In sämtlichen Abbildungen bedeutet 1 die Unterbrecher- oder Mittelwelle, die mit Nockenwellengeschwindigkeit angetrieben wird und durch den Zylinderblock oder in sonstiger Weise nach oben geführt ist. Die Welle 1 besitzt zwei Exzenter .2 und 3, wobei 3 um 90° dem Nocken 2 nacheilt, wenn die Welle im Uhrzeigersinne umläuft. Exzenter 2 bewegt eine Doppelgabel 4 und Exzenter 3 eine Gabel 5, die an im Gehäuse 8 befestigten Stangen 6 und 7 geführt sind. Das Gehäuse 8 ist am Maschinengehäuse ^drehbar gelagert. Mit dem Gehäuse 8 ist ein Regelzylinder 9 verbunden, der einen Kolben 10 und eine Kolbenstange 11 aufweist, die mit dem Verteilerkopf einer Batteriezündung oder mittels geeigneter Hebelübertragung mit einem Zündmagneten verbunden ist. Der Pfeil zeigt die Bewegungsrichtung der Kolbenstange, wenn die Zündung infolge Drehung der Welle 2 im Uhrzeigersinne verzögert werden soll. Die Gabel 4 ist mit einer Doppelgabel 12 versehen und steuert zwei einander ähnliche Ventile 13. Die Gabel 5 bewegt die Ventile 14, die keine Einzelteile aufweisen. Die Ventile 13 könnten aus einem Stück bestehen, wenn nicht auf falsche Stellung ihrer Bohrungen zu achten wäre, die sich im Betriebe einstellen könnte. Dies paßt

auf Ventile 14. Die Stege des Ventiles 14 öffnen beide in die Maschinenzylinder 16 mittels Durchbrechungen 15, und das Ventil 14 dient dazu, die Öffnungen 18 während eines größeren Teiles der Verstellbewegung zu verschließen, um Gasverluste zu vermeiden.

Nur dann, wenn Proben des Maschinendruckes genommen werden sollen, sind die Durchbrechungen 18 geöffnet oder vom Ventil 14 freigegeben, wenn es sich in seiner inneren Mittellage, d. h. in größter Nähe der Welle 1, befindet. Nach Abb. 22 links nimmt Ventil 13 die Probe des Maschinendruckes in der inneren Totpunktlage durch eine öffnung auf, der Druck wird dann in das Innere und in die Bohrung des Ventils geleitet. Ventil 13 bewegt sich nach links, wie durch den Pfeil angedeutet ist, und der Druck wird durch Kanal 25 der Verzögerungsseite des Kolbens 10 zugeführt. Das Innere des rechten Endes des Ventils 13 ist mit dem Kanal 25 verbunden, und der Probedruck wird hier 180 ° später, bezogen auf die Unterbrecherwelle 1, oder 360 ° später, bezogen auf die Kurbelwelle der Maschine, ge-

^a5 nommen. Die Öffnung 20 wird durch Ventil 14 abgesperrt. Bei etwa 350 ° Drehung im Uhrzeigersinn des Exzenters 2 steht die andere Öffnung 30 (Frühzündungsprobedrucköffnung) mit den Öffnungen 18 und 31 in Verbindung,

und mittels der Öffnungen 32 wird diese letztere Probe des Maschinendruckes zu der Frühzündungsseite des Kolbens 10 geleitet. Die Ventile sind 'in einem nicht rostenden Gehäuse 150 untergebracht, das zum Zwecke der Luftkühlung mit Rippen versehen ist und in nicht dargestellter Weise mit dem Gehäuse 8 verbunden ist. Sämtliche Teile können durch Spritzölung mittels Öles, das im Gehäuse 8 enthalten ist, oder in anderer Weise geschmiert werden. Es können verschiedene andere Anordnungen für die öffnungen verwendet werden, wobei zwei einzelne oder Doppelventile angeordnet sein können, um die Probedrücke aus einem Zylinder oder beiden Zylindern zu entnehmen. Zwei einzelne Ventile, die mit ¹Z₁ der Maschinengeschwindigkeit angetrieben werden, können verwendet werden, wenn jedes nur eine öffnung aufweist. Dabei entnimmt das eine Ventil den Druck in der inneren Totpunktlage und das andere die spätere Probe (35 oder 70 °). Zwei Doppelventile überwachen zwei Maschinenzylinder. Das Ventilgehäuse kann, wenn es erwünscht ist, auch wassergekühlt werden. Das Rohr 75 stellt die Verbindung mit einer Vergaserregelung, einer Aufladeregelung oder einer Drosselregelung für eine überkomprimierte Maschine her.

Abb. 20 a läßt Kanäle in exzentergesteuerten Ventilen erkennen, die es ermöglichen, den Kanälen und dem Steuerzylinder nur Luft zuzuführen und die Kolbenventile, mit Maschinendämpfen selbsttätig zu schmieren. Eine Öffnung α verbindet die Exzenterkammer mit der äußeren Luft und eine andere öffnung e verbindet das Exzentergehäuse mit dem Maschinenkurbelgehäuse, so daß Luft und ölnebel oder -dampf für die beiden angegebenen Zwecke zugeführt werden.

Abb. 23 zeigt ein Ventil, das an Stelle der in Abb. 19 bis 22 dargestellten Anordnungen zur Verwendung kommen kann. Es besteht aus einem Kolbenventil, welches quer zu der Richtung eines Kanals gleitet, der von dem Zylinder der Maschine in die Ventilkammer führt. Das t eine Ende des Ventils ist durch einen Hebel mit einer Kurbel verbunden, die bei jeder halben Umdrehung das Ventil in die Offenstellung bringt. Die Kurbel wird bei Viertaktmaschinen mit ¹Z₄ Maschinengeschwindigkeit angetrieben, und zwei Maschinen und zwei Ventile sind zu verwenden, wenn die vorher beschriebene Regelung erzielt werden soll, wogegen nur ein Ventil für die Regelung der Ladedichte erforderlich ist.

Die Maschine nach Abb. 24 bis 27 ist ein Dreizylinder-, luftgekühlter, im Viertakt arbeitender Flugzeugmotor. Die Einrichtung ist mit einem Aufladegebläse oder einem Zentrifugalluftkompressor ausgerüstet und mit einer selbsttätigen Steuerung der Ladedichte versehen, welche entsprechend der barometrischen Höhe die das go Klopfen bewirkenden Eigenschaften des Brennstoffes ändert und die Maschine im Falle der Überhitzung innerhalb bestimmter Grenzen und gegen Beschädigungen, hervorgerufen durch armes Brennstoffgemisch, schützt. Dieser Schutz ist besonders wichtig bei Flugzeugmotoren, ist jedoch auch von Wichtigkeit bei sämtlichen Brennkraftmaschinen. Die Drosselregelung hat den gleichen Wert in einer hochkomprimierten oder' überkomprimierten Maschine, da die überkomprimierte Maschine ein sehr hohes Verdichtungsverhältnis besitzt, d. h. einen kleinen Verdichtungsraum.

Der Maschinenzylinder 1 weist einen Kolben 2 (die anderen beiden Zylinder sind nur zum Teil angedeutet), ferner ein Kurbelgehäuse 3, Auslaßventil 4, Einlaßventil 5 und Einlaßleitung 6, Ausstoßstange 7, Auslaßstößel 8, Schwinghebel 10, Stützarm 11, Ventilfeder 12, Auslaßöffnung 13 und Auslaßnocken 14 auf. Sämtliche Teile sind allen Ventilen im Kopf der Maschine gemeinsam. Der Nocken 14 dreht sich auf einem Teil des Kurbelgehäuses 3 so schnell, wie es zur Betätigung des Ventils 4 bei jeder zweiten Um- drehung der Kurbelwelle 15 erforderlich ist. Diese Forderung besteht bei jeder Viertaktmaschine. Bei Maschinen mit radial angeordneten Zylindern sind vielfach vier Lappen pro Nocken vorgesehen, und der Nocken läuft dann mit ^x/₈ der Kurbelwellengeschwindigkeit um. In der Zeichnung ist der Nocken 14 so angeordnet, daß die Zeichnung möglichst klar wird,

ohne auf seine wirkliche Lage in der Maschine Rücksicht zu nehmen. Der Kolben 2 befindet sich in der Totpunktlage beim Verbrennungshub, wobei angenähert eine Probe des Verbrennungsdruckes gewünscht wird, um die Druck- oder Verbrennungsverhältnisse zur Maschine zu bestimmen. Ein mit Rippen versehenes Ventilgehäuse 16 ist mit dem Maschinenzylinder ι in geeigneter Weise verbunden. Der Druck im Maschinenzylinder wird durch Öffnungen ig im Zylinder 1 und im Gehäuse 16 zu der Öffnung 20 des Ventils 17 durch 22 zu der Öffnung 21 geführt, die sich in das Innere des Ventils 18 öffnet, welches art seinem unteren Ende in die Ventilbohrung mündet. Von dort wird der Druck durch ein Rohr 23 zu dem Reglerzylinder 24 geleitet, der einen metallischen Blasebalg 25 (in handelsüblicher Weise als Siphon bezeichnet) enthält. Eine Membran, die in der unteren Hälfte des Zylinders 24 angeordnet ist, bildet eine luftdichte Kammer um den Blasebalg 25. Die Proben des Druckes aus dem Arbeitszylinder sind bestrebt, den Blasebalg 25 zusammenzudrücken und die Stange 26 gegen die Wirkung einer Feder 27, die einerseits auf einer Scheibe der Stange 26 und andererseits oben an dem Gehäuse oder Zylinder 24 angreift, anzuheben. Die Feder kann mit einer Einstellvorrichtung versehen sein, um die Spannung der Feder ändern zu können, je nach dem Druck, bei dem der Blasebalg die Stange 26 anheben soll. Die Stange bewegt einen Kniehebel 28 an der Drosselklappenwelle 29, die eine Drosselscheibe 30 trägt. Wenn der Druck im Zylinder der Maschine zu hoch wird, wird die Drosselklappe 30 teilweise geschlossen und die Maschine auf einen ungefährlichen Explosionsdruck gedrosselt, wobei eine genügend niedrige Temperatur im Zylinder aufrechterhalten wird. Der Vergaser ist mit 31 bezeichnet, und die handbetätigte Drosselstange 32 dient zur Betätigung der Maschine. Der Kniehebel 28 arbeitet gegen die Spannung einer leichten Feder 33 auf der Stange 32, die mit Scheiben 34 und 35 ausgerüstet ist. An der Kurbelwelle des Motors ist der Läufer oder der Flügel 36 eines Zentrifugalaufladegebläses befestigt, dessen Leitapparat und Sammelleitung 37 sich an das Gehäuse 3 anschließen. Die Einlaßleitungen 6 führen die verdichtete oder gedrosselte Ladung der Maschine von der Sammelleitung 37 den Einlaßventilen 7 zu, von denen eines mit 5 bezeichnet ist. Das Ventil 17 ist in Hubmitte dargestellt und wird durch eine Stange 50, durch einen Kniehebel 51, der an einem im Kurbelgehäuse 3 fest angeordneten Zapfen drehbar gelagert ist, und einen Stößel bewegt, dessen Kopf verbreitert ist, um einen Anschlag gegen die obere Fläche der einen Teil des Kurbelgehäuses 3 bildenden Führung darzustellen. Dadurch wird verhütet, daß der Stößel 53 auf dem Grundkreis des Nockens 14 schleift. Der Stößel 53 ist in einem Zeitpunkt dargestellt, in der der Stößel die halbe Aufwärtsbewegung auf den Nocken 14 zurückgelegt hat. Das Ventil 18 in Mittelstellung weist eine Stange 60, einen Kniehebel 61, einen Drehzapfen 62 und einen Stößel 63 auf, der gerade die halbe Abwärtsbewegung vom Nocken 14 zurückgelegt hat, wobei letzterer im Uhrzeigersinne umläuft. Es ist ersichtlich, daß nur einmal in je zwei Kurbelwellenumdrehungen die Öffnungen in den Ventilen zwecks Entnahme einer Probe des Maschinendruckes geöffnet sind und daß dies angenähert in der oberen Totpunktlage beim Verbrennungshub der Fall ist. Der durch diese Regelung ermöglichte sichere Betrieb des Motors gestattet die Verwendung höherer Verdichtungen und stärkerer Aufladung.

Claims (10)

80 Patentansprüche:

1. Selbsttätige Regelung für Brennkraftmaschinen mit nicht regelbarem Verdichtungsraum, bei welcher der im Arbeitszylinder herrschende Druck auf eine mit der Zündverstellung verbundene Steuervorrichtung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Differenz zweier aus dem Arbeitszylinder entnommener, sich entsprechend dem Zündzeitpunkt ändernder Drücke die Zündung der Maschine bei Überwiegen des Druckes im Totpunkt im Sinne einer Spätzündung und bei Überwiegen des Druckes während des Expansionshubes im Sinne einer Frühzündung verstellt wird.

2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Druck etwa am Totpunkt des Kolbens am Ende der Verdichtung und der zweite Druck an einer Stelle des Expansionshubes dem Arbeitszylinder entnommen wird.

3. Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeldrücke durch von synchron mit der Maschine umlaufenden Wellen gesteuerte Ventile o. dgl. dem Arbeitszylinder nacheinander entnommen und kurzzeitig verschiedenen Kolbenseiten einer aus einem Zylinder mit doppelt wirkendem Kolben bestehenden Steuervorrichtung zugeführt werden. no

4. Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine zusätzliche Regelvorrichtung, auf die der Saugdruck und der Expansionsdruck des Arbeitszylinders gegen den Zug einer Feder gleich- ng sinnig einwirken, die Gemischbildung, die Ladungsdichte und Ladungstemperatur beeinflußt werden.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung aus einem drehbar gelagerten Doppelhebel (550) besteht, auf dessen einen Arm eine innen vom

i6

584951

Saugdruck des Arbeitszylinders, außen vom • Atmosphärendruck beeinflußte iiembrandose (520, 530) und eine Zugfeder (690) und auf dessen anderen Arm ein unter dem Expansionsdruck des Arbeitszylinders stehender Kolben (580) in einem Zylinder (590) derart einwirken, daß Saugdruck und Expansionsdruck gegen den Federdruck wirken, und der Doppelhebel (550) durch Gestänge (680, 710,

850) und Kniehebel (670, 730) derart mit der Schwimmernadel (750) des Vergasers oder ■einem Anreicherungsventil verbunden ist, daß bei steigendem Saugdruck und/oder Expansionsdruck ein ärmeres Brennstoffgemisch eingestellt wird und umgekehrt.

6. Regler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugleitung außer der üblichen Drosselklappe ein weiteres Drosselorgan angeordnet ist, welches durch das Gestänge der Zusatzregelvorrichtung so gesteuert wird, daß bei Einstellung eines ärmeren Gemisches gleichzeitig eine Drosselung der angesaugten Ladung erfolgt und umgekehrt und daß die Zusatzregelvorrichtung bei Anreicherung des Gemisches die Wirkung der Gemischvorwärmvorrichtung vermindert und umgekehrt.

7. Regler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischregelung überwacht wird durch einen Thermostaten, der beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur in der Ansaugleitung arbeitet.

8. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 7 für Mehrzylinderrnaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Arbeitszylinder, aus dem die Regeldrücke entnommen werden, in an sich bekannter Weise eine höhere Verdichtung aufweist als die übrigen Zylinder.

9. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Arbeitszylinder und dem Regelzylinder durch einen von der Nockenwelle oder von der Maschinenhauptwelle angetriebenen Drehschieber gesteuert wird.

10. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verbindung zwischen Arbeitszylinder und Regclzylinder steuernde Schieber als Hohlzylinder ausgebildet ist, dem von der Nockenwelle aus mittels eines schräg zur Nockenwellenachse auf die Nockenwelle aufgekeilten Exzenters eine geradlinige und eine oszillierende Bewegung erteilt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen