DE806921C

DE806921C - Exhaust valve control for four-stroke internal combustion engines

Info

Publication number: DE806921C
Application number: DEP51842A
Authority: DE
Inventors: Rodolfo Drocker
Original assignee: RODOLFO DROCKER
Current assignee: RODOLFO DROCKER
Priority date: 1948-08-24
Filing date: 1949-08-13
Publication date: 1951-06-21

Description

Auspuffventilsteuerung für Viertakt-Brennkraftmaschinen Zweck der Erfindung ist eine wesentliche Verbesserung des Arbeitsdiagramms von Viertaktmaschinen, und zwar sowohl von Lxplosionsmotoren wie von Motoren mit Selbstzündung (Dieselmotor).Exhaust valve control for four-stroke internal combustion engines Purpose of Invention is a significant improvement in the working diagram of four-stroke engines, both from explosion engines and from engines with compression ignition (diesel engine).

Diese Verbesserung wird insbesondere für das Intervall unmittelbar nach der Verbrennung, d. h. während der Expansionsphase der Verbrennungsgase, und zwar dadurch erzielt, daß das Auspuffventil im unteren Totpunkt schlagartig geöffnet wird, statt daß eine allmähliche Öffnung 5o bis 60° vor diesem unteren Totpunkt, wie dies in üblichen Maschinen der Fall ist, erfolgt und außerdem das Ventil in diesem unteren Totpunkt sofort voll geöffnet wird, statt 5o bis 6o° jenseits dieser Stellung. Expansions- und Auspuffhub werden dadurch, und zwar aus folgenden Gründen wirkungsmäßig erheblich verbessert: r. her Expansionshub wird fast über seine gesamte Länge ausgenutzt.This improvement is immediate, especially for the interval after incineration, d. H. during the expansion phase of the combustion gases, and achieved by the fact that the exhaust valve opens suddenly at bottom dead center instead of a gradual opening 5o to 60 ° before this bottom dead center, as is the case in conventional machines, and also the valve in this bottom dead center is immediately fully opened, instead of 5o to 6o ° beyond this Position. Expansion and exhaust strokes are thereby reduced for the following reasons Effectively significantly improved: r. forth expansion stroke is almost over its entire Length used.

a. Die schnell nach dem Auspuff strömenden Verbrennungsgase erreichen infolge der nahezu augenblicklichen völligen Öffnung des Auspuffventils eine außerordentlich hohe Geschwindigkeit, bei welcher sie infolge des Vakuums, das durch die hohe Ausströrngeschwindigkeit der Gase in der Verbrennungskammer erzeugt wird, in vorzüglicher Weise Verbrennungsrückstände mit sich reißen. Deshalb erreicht während des folgenden Saughubes das frische Gemisch, welches in einen Raum eintritt, der kaum noch irgendwelche verbrannten Gase enthält, eine sehr hohe Eintrittsgeschwindigkeit. Ferner wird der Kolben, statt daß er die Auspuftgase nach dem Auslaß pressen muß, durch den in der Verbrennungkammer erzeugten Unterdruck während des nach oben gerichteten vierten Hubes angesaugt. 3. Die Arbeitsweise der Maschine wird günstig durch den Abfall der Temperatur der Verbrennungsgase, der als Folge der Ausströmung eintritt, bceinflußt.a. Reach the combustion gases flowing quickly after the exhaust due to the almost instantaneous full opening of the exhaust valve, an extraordinary one high speed, at which it is due to the vacuum created by the high discharge speed of the gases generated in the combustion chamber, excellently combustion residues to be carried away. Therefore, during the next suction stroke, the fresh mixture reaches which enters a room that hardly contains any burnt gases, a very high speed of entry. Furthermore, the piston, instead of being the Exhaust gases must press after the outlet by the one generated in the combustion chamber Vacuum sucked in during the upward fourth stroke. 3. The operation of the machine is favored by the drop in the temperature of the combustion gases, which occurs as a result of the outflow influences.

Die Abbildungen zeigen beispielsweise und schetttatisch die Anordnung nach der Erfindung und die Arbeitsweise, durch welche die gewünschte Wirkung erzielt wird.The illustrations show the arrangement, for example, and in the form of a table according to the invention and the method by which the desired effect is achieved will.

I# ig. i ist ein teilweiser Auf riß einer Vorrichtung nach der Erfindung in dem Augenblick, in welchem der Expansionshub beginnt; Fi(1 . 2 ist eine Darstellung ähnlich Fig. i, in #xelcher die Vorrichtung nahe dein Ende des Expansionshubes vor dein schlagartigen Öffnungsvorgang dargestellt ist: Fig. 3 ist ein Polardiagramm des Kurbelwellengetriebes; Fig. 4 zeigt das Arbeitsdiagramm einer Maschine. In Fig. t ist mit A ein Teil eines Zvlinders einer Viertaktinaschine, mit B der Kolben, mit C das \usputfventil und mit D die Ventilfeder bezeichnet. l: ist ein 1lebel, der ein Glied des Kipphebels bildet, welcher auf den Ventilstößel wirkt. F ist ein llel)el, der das andere Glied dieses Kipphebels bildet, welcher an der mit dem Hebel E fest verbundenen Buchse F_1 angelenkt ist. Das Maß der Schwingbewegung des Hebels F gegenüber dem 1lebel E wird durch einen Vorsprung E_ an dem I Iebel E begrenzt, der in eine Off nung A' in dem I lebel F eingreift und in einer seiner Endstellungen (Fig. i) an die untere Kante der Öffnung zur Anlage kommt, in seiner anderen Endstellung (Fig. 2) an einen verstellbaren Anschlag, der durch eine Schraube H. die in den Hebel F eingeschraubt ist, gebildet wird. Die zwei Hebel E und F, die den Kipphebel bilden, sind an einer gemeinsamen Welle I angelenkt, die durch die Bohrung der (luchse Et hindurchgeht. Mit L ist eine Spiralfeder bezeichnet, die zwischen den beiden Hebeln E, F uni die Buchse Et leerumgelegt ist. Diese Feder ist vorgespannt, und ihre Enden wirken auf zwei in bezug auf die Hebel E, F feste Vorsprünge E3, Ft, "vie dies durch die Pfeile _(T angedeutet ist. In der in Fig. i dargestellten Lage druckt die Feder den Finger E, an dem Hebel E gegen die untere Kante der Öffnung \-, die durch eine Bohrung des Hebels F gebildet wird. Der Hebel F ruht mit seinem Anschlag O auf der -Nockenwelle P auf.I # ig. i is a partial elevation of a device according to the invention at the moment in which the expansion stroke begins; Fi (1. 2 is a representation similar to Fig. I, in #xelcher the device is shown near the end of the expansion stroke before the sudden opening process: Fig. 3 is a polar diagram of the crankshaft transmission; Fig. 4 shows the working diagram of a machine . t denotes part of a cylinder of a four-stroke engine with B, the piston, C denotes the output valve and D denotes the valve spring. l: is a lever that forms a link of the rocker arm that acts on the valve tappet. F is a llel) el, which forms the other link of this rocker arm, which is hinged to the socket F_1, which is firmly connected to the lever E. The extent of rocking motion of the lever F against the 1lebel E is limited by a projection E_ on the I Iebel E, the voltage in an off A 'in the I lebel F engages in one of its end positions (Fig. I) to the lower edge the opening comes to rest, in its other end position (Fig. 2) to an adjustable stop, which is formed by a screw H. which is screwed into the lever F. The two levers E and F, which form the rocker arm, are articulated on a common shaft I, which passes through the bore of the (lynxes Et. L denotes a spiral spring which, between the two levers E, F and the socket Et This spring is pretensioned and its ends act on two projections E3, Ft which are fixed in relation to the levers E, F, as indicated by the arrows T. In the position shown in FIG the finger E, on the lever E against the lower edge of the opening \ -, which is formed by a hole in the lever F. The lever F rests with its stop O on the camshaft P.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist die fol-"ende: Im Augenblick der Zündung der vorher durch den Kolben B komprimierten Gase erfolgt in dem Zvlinder die Verbrennung, durch die ein praktisch gleichmäßiger Druck ausgeübt wird, der das \"entil C auf den Sitz Q aufpreßt. Infolgedessen müssen der Kipphebel E, F sowie die Nockenwelle P, um das Ventil C in dem geeigneten Augenblick honen zu können, die Summe der Widerstände Überwinden, die dieser Öffnung durch die Ventilfeder l) und den ()ruck der expandierten Gase, die auf cktt Ventilteller C in der durch die Pfeile R angedeuteten Richtung wirken, entgegengesetzt wc r(len.The operation of the device is as follows: At the moment the ignition of the gases previously compressed by piston B takes place in the cylinder the combustion, through which a practically even pressure is exerted, the the valve C presses onto the seat Q. As a result, the rocker arms E, F and the camshaft P to be able to honing the valve C at the right moment, the sum of the resistances overcome this opening by the valve spring l) and the () pressure of the expanded gases, which cktt on valve disc C in the through the The direction indicated by the arrows R act in the opposite direction (len.

Die vorgespannte Feder L ist so bemessen, daß sie einer Belastung Widerstand leistet, die größer ist als die Spannung vier Ventilfeder D, aber geringer als die Summe der Spannungen der Feder 1) und des Gasdruckes.The preloaded spring L is dimensioned so that it is a load Resistance is greater than the tension four valve spring D, but less as the sum of the tensions of the spring 1) and the gas pressure.

Der Auspuffnocken I', der, wie in der Abbildung durch den schraffierten "heil S dargestellt ist, in besonderer Weise ausgebildet ist, dreht sich in der durch den Pfeil T angedeuteten Richtung und 1>ewirkt eine völlige Öffnung des Ventils C, sobald der Kolben B annähernd seinen unteren Totpunkt erreicht, statt 5o bis 6o° jenseits dieses Totpunktes wie bei gewöhnlichen Maschinen. Beim Drehen der Kurbelwelle betätigt der Kipphebel E, F, welcher aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Gliedern besteht, jedoch durch die Feder I_ in der in Fig. i dargestellten Lage als eine Einheit zusammengehalten wird, das Ventil C, welches sich unter der Einwirkung des Nockens I', der bei S in besonderer, der Erfindung angepaßter Weise ausgebildet ist, früher zu öffnen beginnt als bei gewöhnlichen Maschinen und seine volle Offfnungsstellung erreicht. sobald der Kolben nahezu an seinem unteren Totpunkt angelangt ist.The exhaust lobe I ', which, as shown in the figure, by the hatched "Heil S is shown, is formed in a special way, rotates in the The direction indicated by the arrow T and 1> causes the valve to open completely C, as soon as the piston B almost reaches its bottom dead center, instead of 5o to 60 ° beyond this dead center as with ordinary machines. When turning the crankshaft actuates the rocker arm E, F, which consists of two articulated links exists, but by the spring I_ in the position shown in Fig. i as a Unit is held together, the valve C, which is under the action of the Cam I ', which is formed at S in a special manner adapted to the invention is, begins to open earlier than with ordinary machines and its fully open position achieved. as soon as the piston has almost reached its bottom dead center.

Während des Arbeitens der Maschine bewirkt, sobald der Druck der expandierenden Gase zur Wirkung kommt, die Feder L, welche der Stimme der Spannung der Feder I) und des Gasdruckes nicht Widerstand leisten kann, daß der Hebel F sich in der Buchse Et relativ in bezug auf den Hebel E unter der Wirkung des Nockens l' dreht. bis die Schraube an (lein Vorsprung E2 (Fig. 2) zur Anlage kommt. Infolgedessen vergrößert sich die Spannung der vorgespannten Feder I_. Das Auspuftventil beginnt in diesem Augenblick sich zu öffnen und ermöglicht den Austritt der Verbrennungsgase. Die Belastung des Ventils L: nimmt infolge der Verringerung des Druckes der expandierenden Gase alt, so daß, sobald der Kolben nahezu seinen unteren Totpunkt erreicht hat, die vom Gasdruck befreite Feder I_ ein schlagartiges Umschlagen des Kipphebels F_ und damit die Öffnung des Auspuffventils C mit einer Geschwindir;-keit bewirkt, welche durch irgendwelche Nocken nicht erreicht werden kann. Der Augenblick, in welchem dieses Umschlagen stattfindet, wird mit Hilfe der Schraube H so eingestellt, daß die Berührung zwischen (lern Vorsprung E, und der Schraube H erfolgt, sobald der Nocken P seinen vollständigen Aufwärtslitib vollführt hat, beispielsweise in' der Stellung des Nockens, der in Fig. 2 dargestellt ist. Schließlich wird, sobald der Kippliebel nach dem Umschlagen :eine in Fig. i dargestellte starre Lage wieder einnimmt, das Ventil durch seine Feder P Nvie bei gewöhnlichen Nfaschinen geschlossen.While working the machine as soon as the pressure causes the expanding Gases come into effect, the spring L, which is the voice of the tension of the spring I) and the gas pressure cannot resist that the lever F is in the socket Et rotates relatively with respect to the lever E under the action of the cam l '. until the screw on (lein projection E2 (Fig. 2) comes to rest. As a result, enlarged the tension of the pretensioned spring I_. The exhaust valve begins in this Moment to open and allow the combustion gases to escape. the Loading of the valve L: increases as a result of the decrease in the pressure of the expanding Gases old, so that as soon as the piston has almost reached its bottom dead center, the spring I_ released from the gas pressure a sudden turning of the rocker arm F_ and thus causes the opening of the exhaust valve C with a speed, which cannot be reached by any cams. The moment in which this reversal takes place is adjusted with the help of the screw H so that that the contact between (learn projection E, and the screw H takes place as soon as the cam P has performed its complete upward litib, for example in ' the position of the cam shown in FIG. Finally, as soon as the Kippliebel after turning: a rigid position shown in Fig. i again assumes, the valve is closed by its spring P Nvie in ordinary Nfaschinen.

In dem in Fig.3 dargestellten Polardiagramm ist mit i der annähernde Augenblick angedeutet, in welchem die Spannung der Feder L beginnt, und mit 2 der Augenblick, in welchem der Hebel E unter der Wirkung der Feder L freigegeben wird.In the polar diagram shown in FIG. 3, i is the approximate Moment indicated in which the tension of the spring L begins, and with 2 the Moment at which the lever E is released under the action of the spring L.

Das Diagramm gemäß Fig. .I veranschaulicht den annähernden Arbeitskreislauf, wie er gemäß der Erfindung erreicht wird. Mit 3 ist der Punkt bezeichnet, an welchem der Hebel E unter der Wirkung der Feder 1. Hinschlägt, und mit .4 der Unterdruck, welcher durch den plötzlichen 1)zw. augenblicklichen Austritt der .\tisptiffgase erzielt wird. The diagram according to FIG. I illustrates the approximate working cycle as achieved according to the invention. With 3 is the point denotes on which the lever E under the Effect of the spring 1. Strikes, and with .4 the Underpressure caused by the sudden 1) betw. instantaneous exit of the. \ tisptiff gases achieved will.

Claims

PATE \ TA \ St'PCCnE: i. Exhaust valve control for four-stroke combustion kraftinaschiiien, characterized. that biased iiacligieliege funds provided that are close to (lein bottom dead center at the end the expansion stroke of the machine suddenly opening the exhaust valve 1). 2. Valve control according to claim i, characterized characterized in that a rocker arm, which the Exhaust valve (C) actuated, from two to one common pin (I) hinged levers (E, F), which has a relative angular oscillation movement can carry out their way through two end stops (H, E,) is limited, where prestressed resilient means between them Levers are switched on, which during the first part of the expansion stroke sparint and the lever (E), which on the valve (C) acts for the purpose of a sudden movement of the latter during of the last part of the stroke as soon as the piston is close to its bottom dead center, sharp lieruniscliwingen.

3. Valve control according to claim 2, characterized. that the initial tension of the resilient 'means acting simultaneously on the two levers (E, F). which form the rocker arm. act, is greater than the tension of the return spring (D) for the exhaust valve (C), but less than the sum of the tension of this spring (D) and the force. which acts under the action of the gas pressure of the explosion on (read valve (C). Valve control according to claim 2 or 3, characterized in that at least one of the mutually interacting stops (H, E.,) love the two (E, F) who love the Form rocker arms through which the degree of their relative pivoting movement is limited, is adjustable. ;. Valve control according to claim 2 to characterized. that the yielding Middle. which simultaneously on the two the Kipl) - lever-forming lever (E, I ') act, from a spring (L). ( ) . Valve sterility according to = \ nsprticli -> to indicated by the fact that one of the two 1 live] (l-, 1 '). which form the rocker arm with a socket (l ?,) is provided on which the other lever (l #) is swingably attached. "whereby turn this socket onto your pin (I) is arranged bar. 7. Valve control according to: \ iisetzt z bis characterized in that at first Lever (F) that actuates the valve control Acting means whose arrangement is like this (iaß a swinging movement of the first 1-lever (F) in in relation to the other is effected by which the yielding means are stretched and that near the end of the expansion hubes an initial opening of the exhaust veiitils (C) causes its full opening then by releasing the flexible gen means in: \ l) frequency of the reduction tion of the pressure caused by the gases (read Valve (C) is exerted as a result of the mentioned initial opening of the valve and the continuation of the piston stroke occurs below, is effected. B. Valve locking according to _ @ \ nspruch 2 to 7. characterized in that the controller. which acts on the first lever (F) through a cam (P) is formed which is profiled in this way is. (Measure one turn of the first lever (F) in relation to the second. until this have reached the second stop (H), and the initial opening of the exhaust valve (C) causes.