[0001] Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Heißgas-Kraftmaschine
mit einem nockengesteuerten, schaftgeführten Einlaßventil, wobei das einen eine gesonderte
Verbrennungskammer mit einer Arbeitskammer der Kraftmaschine verbindenden Einlaßkanal
steuernde und in die Arbeitskammer gegen eine Schließfeder öffnende, als Tellerventil
gestaltete Einlaßventil über den Ventilschaft mit einem vom kanalseitigen Gasdruck
der Verbrennungskammer beaufschlagten Ausgleichskolben in Verbindung steht.
[0002] Eine derartige, als Brennkraftmaschine gestaltete Heißgas-Kraftmaschine ist beispielsweise
aus der DE-PS 730 040 bekannt, bei der zur Entlastung des Ventiltriebes des nockengesteuerten
Einlaßventils durch den im Einlaßkanal herrschenden hohen Gasdruck jedes Einlaßventil
mit einem Gegenkolben ausgebildet ist, dessen dem kanalseitigen Gasdruck ausgesetzte
Fläche im wesentlichen der insbesondere in der Ventil-Schließstellung diesem Gasdruck
ausgesetzten Fläche des Ventiltellers entspricht. Mit dieser Druck-Kompensation erübrigt
sich für das Teller-Einlaßventil eine verstärkt ausgelegte Schließfeder, so daß in
dem Einlaßventil-Trieb beim Öffnen des Teller-Einlaßventiles Belastungen in üblicher
Weise gegeben sind.
[0003] In der Schließphase dieses Einlaßventils bei einem etwa mit dem in der Gleichdruck-Verbrennungskammer
herrschenden Druck in der Arbeitskammer wirkt auf das Tellerventil arbeitskammerseitig
dieser Druck und zusätzlich im Einlaßkanal der dort herrschende Gasdruck auf den Gegenkolben
bzw. Ausgleichskolben, so daß in dem Ventiltrieb in Schließrichtung hohe Schließbelastungen
auftreten, die während des Kontaktes des Einlaßventil-Triebes mit dem Steuernocken
der Nockenwelle auf diese nachteilig einwirken.
[0004] Aus der DE-PS 521 925 ist für eine Heißgas-Kraftmaschine eine gesonderte Verbrennungskammer
bekannt, aus der ein Gas von im wesentlichen konstantem Druck einer nachgeschalteten
Brennkraftmaschine über ein gesteuert nach innen öffnendes Auslaßventil zugeführt
ist. Dieses gegen den Gasdruck in der Verbrennungskammer zu öffnende Auslaßventil
ist zur Entlastung des Ventilgetriebes mit einem gesteuert beidseitig druckbeaufschlagten
Ausgleichskolben ausgerüstet. Zum Öffnen dieses Auslaßventils gegen den Gasdruck in
der Verbrennungskammer ist beispielsweise der einerseits vom Gasdruck beaufschlagte
Ausgleichskolben andererseits von einem diesem Gasdruck entsprechenden Druck beaufschlagt
und dadurch der Druck auf beiden Seiten des Ausgleichskolbens zum Öffnen des Ventils
ausgeglichen.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße Heißgas-Kraftmaschine
eine Anordnung des mit dem Teller-Einlaßventil verbundenen Ausgleichskolbens aufzuzeigen
derart, daß beim Schließen des Teller-Einlaßventils aus dem hohen Gasdruck in der
Arbeitskammer der Kraftmaschine resultierende Belastungen auf den Ventiltrieb vermieden
sind.
[0006] Diese Aufgabe ist mit dem Patenanspruch 1 gelöst und zwar dadurch, daß der Ausgleichskolben
auf der dem Einlaßkanal-Gasdruck abgewandten Seite in einer Ausgleichskolben-Kammer
über einen Verbindungskanal mit der Arbeitskammer der Kraftmaschine in gasführender
Verbindung steht derart, daß am Ausgleichskolben in der Schließphase des Teller-Einlaßventiles
im wesentlichen ein Druckausgleich bewirkt ist.
[0007] Mit der Erfindung sind in vorteilhafter Weise hohe mechanische und tribologische
Belastungen im Ventiltrieb des Teller-Einlaßventiles vermieden.
[0008] In Ausgestaltung der Erfindung ist eine in baulich vorteilhaft einfacher Weise für
unterschiedliche Ventiltriebsarten geeignete Anordnung dadurch erreicht, daß die Ausgleichskolben-Kammer
zum benachbarten Einlaßkanal offen ausgebildet angeordnet ist derart, daß der Ausgleichskolben
insbesondere bei geschlossenem Teller-Einlaßventil zur Kompensation des auf den Ventilteller
wirkenden Gasdruckes von diesem direkt beaufschlagt ist.
[0009] In einer anderen erfindungsgemäßen Anordnung ist der Ausgleichskolben als Betätigungselement
des Teller-Einlaßventiles kanalgasdruckseitig von der Schließfeder und arbeitskammer-druckseitig
vom Steuernocken einer Nockenwelle beaufschlagt, wobei die Nockenwelle in einer mit
der Ausgleichskolben-Kammer gasführend verbundenen Nische im Maschinengehäuse im wesentlichen
gasdicht gelagert angeordnet ist.
[0010] Die Erfindung ist anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Beispiele beschrieben.
Es zeigt
- Figur 1
- eine erste erfindungsgemäße Anordnung eines Ausgleichskolbens eines Teller-Einlaßventils
einer Heißgas-Kraftmaschine, und
- Figur 2
- eine zweite erfindungsgemäße Anordnung mit einem als Ventil-Betätigungselement dienenden
Ausgleichskolben des Teller-Einlaßventiles.
[0011] Eine nicht näher gezeigte Heißgas-Brennkraftmaschine 1 ist mit einem nockengesteuerten,
schaftgeführten Teller-Einlaßventil 2 ausgerüstet, wobei das einen eine gesonderte,
nicht gezeigte Gleichdruck-Verbrennungskammer mit einer lediglich angedeuteten Arbeitskammer
3 der Brennkraftmaschine 1 verbindenden Einlaßkanal 4 steuernde und in die Arbeitskammer
3 gegen eine Schließfeder 5 öffnende Teller-Einlaßventil 2 über den Ventilschaft 6
mit einem vom kanalseitigen Gasdruck der Verbrennungskammer beaufschlagten Ausgleichskolben
7 in Verbindung steht.
[0012] Um beim Schließen des Teller-Einlaßventiles 2 die Belastungen auf den Ventiltrieb
8 aus dem am Ventilteller 9 durch den in der Arbeitskammer 3 herrschenden Druck, der
etwa dem in der Verbrennungskammer entspricht, zu reduzieren, steht der Ausgleichskolben
7 auf der dem Einlaßkanal-Gasdruck abgewandten Seite 10 in einer Ausgleichskolben-Kammer
11 über einen im Ventilschaft 6 angeordneten Verbindungskanal 12 mit der Arbeitskammer
3 der Brennkraftmaschine 1 in gasführender Verbindung derart, daß am Ausgleichskolben
7 in der Schließphase des Teller-Einlaßventiles 2 im wesentlichen ein Druckausgleich
bewirkt ist.
[0013] Eine baulich einfache erfindungsgemäße Anordnung ist gemäß Figur 1 dadurch erreicht,
daß die Ausgleichskolben-Kammer 11 zum benachbarten Einlaßkanal 4 offen ausgebildet
angeordnet ist derart, daß der Ausgleichskolben 7 insbesondere bei geschlossenem Teller-Einlaßventil
2 zur Kompensation des auf den Ventilteller 9 wirkenden Gasdruckes von diesem direkt
flächig beaufschlagt ist. Diese Anordnung ist vorteilhafterweise für alle Ventiltriebsarten
8 verwendbar, beispielsweise für einen in der Figur 1 gezeigten Tassenstößeltrieb.
[0014] Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt die Figur 2, bei
der der Ausgleichskolben 7' als Übertragungselement des Teller-Einlaßventiles 2' kanaldruckseitig
von der Schließfeder 5' und arbeitskammer-druckseitig vom Steuernocken 13 einer Nockenwelle
14 des Ventiltriebes 8' beaufschlagt ist, wobei die Nockenwelle 14 in einer mit der
Ausgleichskolben-Kammer 11' verbundenen Nische 15 im Maschinengehäuse 16 im wesentlichen
gasdicht gelagert angeordnet ist. Hierbei ist die Ausgleichskolben-Kammer 11' über
einen im Maschinengehäuse 16 angeordneten Verbindungskanal 12' mit der Arbeitskammer
3' verbunden, womit ein im Durchmesser dünner, ungeschwächter Ventilschaft 6' erzielt
ist. Weiter ist dem Ausgleichskolben 7' der im Einlaßkanal 4' herrschende Gasdruck
über einen im Maschinengehäuse 16 vorgesehenen Stichkanal 17 vermittelt.
1. Heißgas-Kraftmaschine mit einem nockengesteuerten, schaftgeführten Einlaßventil,
- wobei das einen eine gesonderte Verbrennungskammer mit einer Arbeitskammer (3, 3')
der Kraftmaschine (1, 1') verbindenden Einlaßkanal (4, 4') steuernde und in die Arbeitskammer
(3, 3') gegen eine Schließfeder (5, 5') öffnende, als Tellerventil gestaltete Einlaßventil
(2, 2') über den Ventilschaft (6, 6') mit einem vom kanalseitigen Gasdruck der Verbrennungskammer
beaufschlagten Ausgleichskolben (7, 7') in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Ausgleichskolben (7, 7') auf der dem Einlaßkanal-Gasdruck abgewandten Seite
(10, 10') in einer Ausgleichskolben-Kammer (11, 11') über einen Verbindungskanal (12,
12') mit der Arbeitskammer (3, 3') der Kraftmaschine (1, 1') in gasführender Verbindung
steht derart,
- daß am Ausgleichskolben (7, 7') in der Schließphase des Teller-Einlaßventiles (2,
2') im wesentlichen ein Druckausgleich bewirkt ist.
2. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Ausgleichskolben-Kammer (11) zum benachbarten Einlaßkanal (4) offen ausgebildet
angeordnet ist derart,
- daß der Ausgleichskolben (7) insbesondere bei geschlossenem Teller-Einlaßventil
(2) zur Kompensation des auf den Ventilteller (9) wirkenden Gasdruckes von diesem
direkt flächig beaufschlagt ist.
3. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskolben-Kammer
(11) über einen im Ventilschaft (6) angeordneten Verbindungskanal (12) mit der Arbeitskammer
(3) in gasführender Verbindung steht.
4. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß der Ausgleichskolben (7') als Übertragungselement des Teller-Einlaßventiles
(2') kanalgasdruckseitig von der Schließfeder (5') und arbeitskammer-druckseitig vom
Steuernocken (13) einer Nockenwelle (14) beaufschlagt ist, wobei
- die Nockenwelle (14) in einer mit der Ausgleichskolben-Kammer (11') verbundenen
Nische (15) im Maschinengehäuse (16) im wesentlichen gasdicht gelagert angeordnet
ist.
5. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskolben-Kammer
(11') über einen im Maschinengehäuse (16) angeordneten Verbindungskanal (12') mit
der Arbeitskammer (3') in gasführender Verbindung steht.