Steuerung für Brennkraftmaschinen Bei ventilgesteuerten Brennkraftmaschinen
führt die verschiedene Wärmedehnung der Teile zu einer Änderung des an der kalten
Maschine eingestellten Ventilspieles. Zylinder und Zylinderkopf werden stärker erwärmt
als der Ventilantrieb, so daß insbesondere bei kopfgesteuerten Metoren, bei welchen
der Ventilantrieb im allgemeinen eine langgestreckte Stoßstange enthält, eine erhebliche
Vergrößerung des Ventilspieles stattfindet, wenn sich die Maschine .erwärmt. Die
Nachteile dieser Erscheinung sind bekannt. Sie bestehen vor allem darin, daß durch
die Vergrößerung des Spieles einerseits das Ventilgeräusch .stark anwächst -Lind
anderseits die Ventile später geöffnet und früher geschlossen werden als bei kalter
Maschine, so: daß die öffnungsdauer kleiner wird und: die Leistung der Maschine
sinkt. Ferner schlagen sich die Ventile leichter in ihren Sitz ein, so daß die Betriebssicherheit
darunter leidet. Es ist aber nicht möglich, diese Mängel dadurch zu beseitigen,
daß man die Einstellung des richtigen Spieles an der warmen Maschine vornimmt, weil
dann bei der kalten Maschine ein negatives Spiel sich einstellt, was bedeutet, daß
die Ventile nicht vollständig geschlossen werden.Control for internal combustion engines In valve-controlled internal combustion engines
the different thermal expansion of the parts leads to a change in the cold
Machine set valve clearance. The cylinder and cylinder head are heated more strongly
than the valve drive, so that especially with head-controlled Metoren, with which
the valve drive generally includes an elongated bumper, a substantial one
The valve clearance increases when the machine warms up. the
Disadvantages of this phenomenon are known. Above all, they consist in that through
the enlargement of the game on the one hand the valve noise. strong increases -Lind
on the other hand, the valves are opened later and closed earlier than when it is cold
Machine, so: that the opening time is shorter and: the performance of the machine
sinks. Furthermore, the valves hit their seat more easily, so that operational safety
suffer from. However, it is not possible to eliminate these deficiencies by
that you set the correct game on the warm machine, because
then negative play occurs with the cold machine, which means that
the valves are not closed completely.
Man hat zahlreiche Mittel vorgeschlagen, die durch entstehende Änderung
des Ventilspieles zu beseitigen. So hat man z. B. eine hydraulisch wirkende Einrichtung
vorgesehen, bei der mit Hilfe von öldruck der Stößel gegen seine beiden Druckflächen
(Nockenbahnen und Stoßstange oder Ventil) dauernd gedrückt wird. Man hat ferner
versucht, die zu geringe Dehnung des Ventilantriebes durch Beheiztmg zu erhöhen,
indem man z. B, das Auspuffrohr in der Nähe der Stoßstange entlang führte. Diese
Mittel ,erfordern. meist erhebliche bauliche Änderungen und sind zudem teuer. Man
hat ferner versucht, die Vergrößerung des Spieles dadurch zu beseitigen, daß man
die Stoßstange aus ,einem Metall hoher Wärmedehnung, beispielsweise aus Leichtmetall,
fertigte. Diese Möglichkeit ist auf die Anwendung kopfgesteuerter Motoren beschränkt.
Zudem erhält man auch .damit keine völlige Gleichhaltung des Ventilspieles, sondern
nur eine Minderung des Fehlers, weil der Ausdehnungskoeffizient des Leichtm.etalles,
der 22 # 1o-6 bis 27 # i o-6 beträgt, nicht so groß ist, um :die -Dehnung des um
einige hundert Grad Celsius höher erwärmten Zylinders und Zylinderkopfes zu kompensieren.
Denn man erhält nur eine Verdoppelung der Dehnung gegenüber Stahl, dessen Ausdehnungskoeffizient
i i # 10-6 ist. Hat der Motor im übrigen einen Leichtmetallkopf, so versagt dieses
Mittel praktisch vollständig, weil der Ausdehnungskoeffizient des Leichtmetalls
von dem der Aluminiumlegierungen nicht wesentlich- verschieden ist.Numerous means have been proposed to overcome this by resulting change
to eliminate the valve clearance. So one has z. B. a hydraulically acting device
provided, with the help of oil pressure the plunger against its two pressure surfaces
(Cam tracks and bumper or valve) is pressed continuously. One also has
tries to increase the insufficient expansion of the valve drive by heating,
by z. B, which ran the exhaust pipe near the bumper. These
Means, require. mostly significant structural changes and are also expensive. Man
has also tried to eliminate the increase in the game by
the bumper made of a metal with high thermal expansion, for example made of light metal,
manufactured. This possibility is limited to the use of head-controlled motors.
In addition, there is no complete equality of valve clearance, but rather
only a reduction of the error, because the expansion coefficient of the light metal,
which is 22 # 1o-6 to 27 # i o-6, is not so great as to: the elongation of the um
to compensate cylinder and cylinder head heated a few hundred degrees Celsius higher.
Because you only get a doubling of the expansion compared to steel, its coefficient of expansion
i i is # 10-6. If the motor also has a light metal head, this will fail
Means practically completely because of the expansion coefficient of the light metal
is not significantly different from that of the aluminum alloys.
Die Erfindung schafft einen Ausgleich der verschiedenen Wärmedehnungen
durch ein Mittel, das keinerlei bauliche Änderungen. am Motor erfordert, das außerordentlich
billig
ist und das vor allem den Fehler nicht nur mindert, sondern
vollkommen zu beseitigen vermag. Sie besteht darin, daß in den Ventilantrieb ein
Teil aus nichtmetallischem Werkstoff eingeschaltet ist, dessen Ausdel-. nungskoeffizient
höher ist als der der 1VI-taue. Derartige Stoffe sind z. B. Hartgummi oder Kunstharz.
Ihr -Ausdehnungskoeffizient ist etwa siebenmal so groß wie der des Stahls und beträgt
etwa 64 # 10-6 bis 77 # 10-'-
Durch geeignete Bemessung der Länge dieses Teiles
kann man trotz der erheblichen Tem= peraturunterschiede die gesamte Längendehnung
des Ventilantriebes .so groß machen, daß sie der Längendehnung des Zylinders und
Zylinderkopfes entspricht, so da.ß das Ventilspiel in dem eingestellten Mindestwert
konstant bleibt. Man kann, wenn nötig, @es auch so einrichten, daß das Spiel bei
Erwärmung kleiner wird.The invention creates a compensation for the various thermal expansions by means of which no structural changes whatsoever. on the engine, which is extremely cheap and, above all, not only reduces the error, but is able to completely eliminate it. It consists in the fact that a part made of non-metallic material is switched into the valve drive, its Ausdel-. coefficient is higher than that of the 1VI ropes. Such substances are z. B. hard rubber or synthetic resin. Its expansion coefficient is about seven times that of steel and is about 64 # 10-6 to 77 # 1 0 -'- By suitably dimensioning the length of this part, despite the considerable temperature differences, the entire length expansion of the valve drive can be achieved Make large that it corresponds to the elongation of the cylinder and cylinder head, so that the valve clearance remains constant in the set minimum value. If necessary, @it can also be set up so that the play becomes smaller when it warms up.
Da die Temperatur, die der Ventilantrieb höchstens annimmt, selbst
bei luftgekühlten Maschinen meist unterhalb von 15o° C liegt, so steht @es der Anwendung
nichtmetallischer Baustoffe, z. B. von -Hartgummi, nicht entgegen, daß diese Stoffe
bei höheren Temperaturen ihren festen Zusammenhalt verlieren. Im Übrigen kann man
diese Erscheinung unschädlich machen, indem man den nichtmetallischen Teil so anordnet,
daß er nur Druckkräfte überträgt, auf Biegung und Knickeng aber nicht beansprucht
wird. Z. B. kann man den Teil im Innern der Stoßstange oder des Stößels anordnen,
die dann beispielsweise aus zwei teleskopartig ineinandergesteckten Teilen hergestellt
werden.Since the maximum temperature that the valve drive assumes itself
is mostly below 150 ° C in air-cooled machines, @es depends on the application
non-metallic building materials, e.g. B. of hard rubber, does not oppose that these substances
lose their solidity at higher temperatures. By the way, you can
make this appearance harmless by arranging the non-metallic part in such a way that
that it only transmits compressive forces, but does not apply them to bending and kinking
will. E.g. you can place the part inside the bumper or the tappet,
which are then made, for example, of two telescopically nested parts
will.
Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele, und zwar
zeigt Abb. i die Anwendung der Erfindung an einer kopfgesteuerten Maschine, Abb.2
einen Längsschnitt durch die Stoßstange der Abb. i in vergrößertem Maßtabe, Abb.3
die Anwendung der Erfindung an einer seitengesteuerten Maschine und Abb.4 einen
Längsschnitt durch den Stößel der Abb. 3 in vergrößertem Maßstabe. In Abb. i wirkt
der Nocken i in üblicher Weise auf einen bei 2 geführten Stößel 3,
der seinerseits
,eine Stoßstange 4 antreibt, deren Bewegung über einen Kipphebel s auf das Ventil
6 übertragen wird, dessen Sitz in dem z. B. aus Leichtmetall bestehenden Kopf 7
des Zylinders 8 angeordnet ist. Die Stoßstange 4 besteht in der aus Abb. 2 ersichtlichen
Weise aus einem Rohr 9, in dem eine Einlage 1o aus nichtmetallischem Baustoff untergebracht
ist, deren Ausdehnungskoeffizient höher ist als der der Metalle. Sie besteht z.
B. aus Hartgummi oder Kunstharz. In die Enden des Rohres 9 sind zwei Kolben i i
eingesteckt, deren äußere Stirnflächen 12 die Anschlagflächen für den Stößel 3 und
den Kipphebels bilden, während die inneren Stirnflächen an der nichtmetallischen
Ein-Jage 1o anliegen. Einer der Kolben 11 kann ,zach durch den Boden des Mantelrohres
er-'_.,%etzt werden.The drawing illustrates two exemplary embodiments, namely, Fig. I shows the application of the invention to a head-controlled machine, Fig. 2 shows a longitudinal section through the bumper of Fig. 1 on an enlarged scale, Fig. 3 shows the application of the invention to a side-controlled machine and Fig .4 a longitudinal section through the plunger of Fig. 3 on an enlarged scale. In Fig. I, the cam i acts in the usual way on a plunger 3 guided at 2, which in turn drives a push rod 4, the movement of which is transmitted via a rocker arm s to the valve 6, the seat of which is in the z. B. made of light metal head 7 of the cylinder 8 is arranged. The bumper 4 consists in the manner shown in Fig. 2 from a tube 9 in which an insert 1o made of non-metallic building material is housed, the coefficient of expansion is higher than that of the metals. It consists z. B. made of hard rubber or synthetic resin. Two pistons ii are inserted into the ends of the tube 9, the outer end faces 12 of which form the stop surfaces for the plunger 3 and the rocker arm, while the inner end faces rest against the non-metallic Ein-Jage 1o. One of the pistons 11 can be etched through the bottom of the jacket tube.
Idas Ventilspiel wird bei kalter Maschine z.- B. bei 13 auf den für
den Betrieb gewünschten Wert eingestellt. Erwärmt sich die Maschine, so ist die
Längenausdehnung der Teile 6, 7 und 8 infolge der höheren Temperaturen zwar größer
als die cler metallischen Teile des Ventilantriebes. Durch die erheblich stärkere
Dehnung der Einlage i o verschieben sich aber die Kolben 11 in dem Rohr 9, so daß
der Abstand der Anschlagflächen 12 der Stoßstange ,. in höherem Maße wächst, als
es der einfachen Dehnung des Rohres q entspricht. Die Länge der Einlage i o ist
:so bemessen, daß ihre Dehnung einer Änderung des Ventilspieles entgegenwirkt und
sie ganz .oder nahezu aufhebt.When the engine is cold, for example, the valve clearance is set at 13 to the for
set the desired value for operation. If the machine warms up, it is
Longitudinal expansion of parts 6, 7 and 8 due to the higher temperatures is greater
than the metallic parts of the valve drive. Due to the considerably stronger
Expansion of the insert i o but move the piston 11 in the tube 9, so that
the distance between the stop surfaces 12 of the bumper,. grows to a greater extent than
it corresponds to the simple expansion of the pipe q. The length of the insert i o is
: dimensioned so that their expansion counteracts a change in the valve clearance and
it completely or almost eliminates.
Bei der seitengesteuerten Maschine der Abb.3 wirkt der Stößel 3 unmittelbar
auf das stehend angeordnete Ventil 6'. Die nichtmetallische Einlage ist im Stößel
untergebracht, der zu diesem Zweck aus zwei teleskopartig ineinandergesteckten Hohlteilen.
1 ¢ und 15 besteht. Bei zunehmender Temperatur dehnt sich die nichtmetallische Einlage
i o stärker als die metallischen Teile des Ventilantriebes, so daß Teil 14 aus dem
Teil 15 etwas herausgeschoben wird. Die Länge der Einlage 1o ist wieder so
bemessen, als es dem gewünschten Ausgleich des Ventilspieles entspricht.In the side-controlled machine of Figure 3, the plunger 3 acts directly on the vertically arranged valve 6 '. The non-metallic insert is housed in the plunger, which for this purpose consists of two telescopically nested hollow parts. 1 ¢ and 15. With increasing temperature, the non-metallic liner expands io stronger than the metallic components of the valve actuator so as to part from the part of bit is shifted out 14 1. 5 The length of the insert 1o is again dimensioned as it corresponds to the desired compensation of the valve clearance.