DD242077A5 - Kurbeltrieb eines Kolbenverbrennungsmotors mit variablem Kröpfungsradius - Google Patents
Kurbeltrieb eines Kolbenverbrennungsmotors mit variablem KröpfungsradiusInfo
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Abstract
Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, eine laufende kontinuierliche Regelung des Kompressionsgrades in einem Kolbenverbrennungsmotor zu erreichen. Die Aufgabe besteht insbesondere in der Entwicklung eines Kurbeltriebes mit veraenderlichem Kroepfungsradius. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass der Kurbeltrieb eine Exzenterbuechse aufweist, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle und dem Pleuelkopf darstellt. Die Achse der inneren Bohrung der Buechse ist gegenueber der Achse der aeusseren Zylinderflaeche der Buechse um die Exzentergroesse versetzt, die groesser als Null und kleiner oder gleich 30% des Kroepfungsradius der Kurbelwelle ist. Die Exzenterbuechse ist mit einem Triebwerk verbunden, das eine Winkelgeschwindigkeit (vm) der Buechse gegenueber dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle innerhalb des Bereiches von 12 v bis v gewaehrleistet, wobei durch (v) die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle (6) bezeichnet ist. Fig. 1
Description
Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb eines Kolbenverbrennungsmotors mit variablem Kröpfungsradius.
Es ist aus der Publikation „The variable stroke engine — its problems and promises" von D.G. Siegla, Robert M. Siewert, SAE Paper 780700,1978 ein Pouliot'scher Motor mit variablem Hub bekannt, dereine Kurbelstange, eine Kurbelwelle, einen Kolben und eine zusätzliche Kurbelstange mit Pleuel aufweist. Die zusätzliche Kurbelstange verkoppelt mit ihrem von der Achse der Kurbelwelle entfernten Vorstand die Kurbelstange und den Pleuel, dessen anderes Ende mit der Hubregulierungsschraube verbunden ist und durch die Führungsstange geführt wird.
Ein solcher Motor besitzt einen komplizierten Mechanismus mit wesentlich reduziertem mechanischen Wirkungsgrad und beträchtlichen Hubänderungszeiten. Außerdem sind die Kurbeltriebe mit zahlreichen zusätzlichen Bauteilen beträchtlich mechanisch beansprucht und dadurch sperrig und schwer.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine laufende kontinuierliche Regelung des Kompressionsgrades in einem Kolbenverbrennungsmotor zu erreichen.
Die zu lösende Aufgabe besteht in der Entwicklung eines Kurbeltriebes mit veränderlichem Kröpfungsradius. Der erfindungsgemäße Kurbeltrieb, versehen mit einem mit der Kurbelwelle durch einen Kolbenbolzen verbundenen Kolben und einer Kurbelwelle, ist dadurch gekennzeichnet, daß er eine Exzenterbuchse enthält, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle und dem Pleuelkopf darstellt. Die Achse der inneren Bohrung in der Büchse ist gegenüber der Achse der externen Zylinderfläche der Büchse um eine Exzentergröße versetzt^die größer als Null und kleiner bzw. gleich 30% des Kröpfungsradius der Kurbelwelle ist. Die Exzenterbüchse ist auch mit einem Triebwerk verbunden, das eine Winkelgeschwindigkeit der Exzenterbüchse gegenüber dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle im Bereich der Winkelgeschwindigkeit der Büchse von Plus- oder Minushälfte der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bis zur
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Plus- oder Minuswinkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle gewährleistet. Der Kurbeltrieb ist außerdem mit einem Werk zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse um einen bestimmten Winkel gegenüber dem Radius der Kröpfung der Kurbelwelle versehen; der bei der Lage des Kröpfungsradius bestimmt wird, bei der der Kolben von der Kurbelwelle am weitesten entfernt ist.
Das erste Triebwerk besteht aus dem ersten außenverzahnten Zahnradpaar, wobei das erste Zahnrad mit der Kurbelwelle mittels einer Zahnradeinheit verkoppelt ist. Das zweite Triebwerk besteht aus dem ersten und dem zweiten außenverzahnten Zahnradpaar, wobei das erste Zahnrad des ersten Paares mit der Exzenterbüchse und das zweite Zahnrad des ersten Paares mit der Kurbelwelle im Eingriff steht. Das zweite Zahnrad des ersten Paares und das erste Zahnrad des zweiten Paares sind auf eine gemeinsame Welle gesetzt, die in dem Schenkel der Kurbelwelle gelagert ist.
Das dritte Triebwerk besteht aus einem Zahnradpaar, wobei das erste außenverzahnte Zahnrad mit der Exzenterbüchse und das zweite innenverzahnte Zahnrad mit der Kurbelwelle verkoppelt ist.
Das vierte Triebwerk besteht aus dem ersten außenverzahnten Zahnradpaar und dem zweiten Zahnradpaar. Das erste Zahnrad des ersten Paares ist mit der Exzenterbüchse und das zweite Zahnrad des zweiten Paares mit Innenverzahnung mit der Kurbelwelle verkoppelt. Das zweite Zahnrad des ersten Paares und das erste Zahnrad des zweiten Paares sind auf einer gemeinsamen, im Schenkel der Kurbelwelle gelagerten zweiten Welle gesetzt. Erfindungsgemäß wurde die Möglichkeit einer kontinuierlichen laufenden Änderung des Kompressionsgrades innerhalb eines breiten Bereiches mit gleichzeitiger Änderung des Hubvolumens des Motors erreicht. Außerdem wurde durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kurbeltriebes sowie des ersten, des zweiten und des dritten anderen Kurbeltriebes die Möglichkeit erreicht, kontinuierlich den thermodynamischen Kreislauf des Motors zu ändern, wodurch die Parameter eines solchen Kolbenmotors verbessert werden. Die einfache Konstruktion und Seuerungsfähigkeit bieten keine konstruktiven Probleme und ermöglichen den Einsatz in beliebigen Kolbenmotoren.
Ausführungsbeispiel
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, worin die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch die Kröpfung der Kurbelwelle;
Fig. 2: einen Querschnitt der Ansicht „W" der Kröpfung der Kurbelwelle;
Fig.3: ein Getriebeschema des Kurbeltriebes;
Fig.4: ein Getriebeschema des Triebwerkes,des Exzenters in Seitenansicht;
Fig. 5: ein Getriebeschema des Antriebes des Exzenters längs der Achse der Kurbelwelle; Fig. 6: ein Getriebeschema des Triebwerkes des Exzenters des zweiten Kurbeltriebes in Seitenansicht; Fig.7: ein Getriebeschema des Triebwerkes des Exzenters des zweiten Kurbeltriebes längs der Achse der Kurbelwelle; Fig.8: ein Getriebeschema des Triebwerkes des Exzenters des dritten Kurbeltriebes in Seitenansicht; Fig. 9: ein Getriebeschema des Triebwerkes des dritten Kurbeltriebes längs der Achse der Kurbelwelle; Fig. 10: ein Getriebeschema des Triebwerkes des Exzenters des vierten Kurbeltriebes in Seitenansicht; Fig. 11: ein Getriebeschema des Triebwerkes des Exzenters des vierten Kurbeltriebes längs der Achse der Kurbelwelle; Fig. 12: ein Getriebeschema des Kurbeltriebes;
Fig. 13: ein Getriebeschema der einzelnen Phasen eines Viertaktmotors (füroom = ±1/2ω); Fig. 14: ein Getriebeschema der einzelnen Phasen des Motors für Cum = ±ω, und Fig. 15: ein Getriebeschema des fünften, sechsten, siebten und achten Kurbeltriebes.
Der in Fig. 1,2,3 der Zeichnung dargestellten Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1, der mittels eines Kolbenbolzens 3 mit der Kurbelstange 2 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 der Kurbelwelle 6 und dem Pleuelkopf 2 darstellt.
Die Achse der äußeren Bohrung der Büchse 4 ist gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Exzenterbüchse 4 um die Größe des Exzenters e versetzt, die 6% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 beträgt.
Die Exzenterbuchse 4 ist mit einem Triebwerk verbunden, das eine Winkelgeschwindigkeit u>m der Büchse 4 gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um den Wert ü)m = 157s"1 gewährleistet, wobei die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 6 gleich 314s~ ist.
Das in Fig.4 und 5 der Zeichnung dargestellte Triebwerk besteht aus einem außenverzahnten Zahnradpaar 7 und 8, wobei das Zahnrad 7 mit der Exzenterbuchse 4 und das Zahnrad 8 mit der Kurbelwelle 6 mittels einer Zahnradeinheit 9 verkoppelt ist.
Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse 4 laut Fig. 6 bewirkt eine bestimmte Lage der Achse 11 der Büchse 4, die sich durch einen Winkel a0 = 0° gegenüber dem Radius der Kröpfung R der Kurbelwelle 6 ausdrückt, der bei der Lage des Radius R bestimmt wird, bei der der Kolben 1 am weitestens von der Kurbelwelle 6 entfernt ist.
Das Werk funktioniert folgendermaßen:
Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bewirkt dasTriebwerk der Büchse 4 die Rotation der Büchse 4 um den Kurbelzapfen 5 mit einer Winkelgeschwindigkeit cum = 157s~1,d.h. mit einer zweimal kleineren Geschwindigkeit als die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle 6, wobei die Rotation der Büchse 6 in der Richtung erfolgt, die mit dem Drehsinn der Kurbelwelle 6 übereinstimmt.
Die nacheinanderfolgenden Lagen des Kurbeltriebes sind in Fig.7 dargestellt. Bei einem Umdrehungswinkel der Kurbelwelle 6 gleich 0° befinden sich der Kröpfungsradius R, die Exzenterachse e und die Kurbelstange 2 in einer Linie. Bei Umdrehung der Kurbelwelle 6 um 180° zeigt der Kröpfungsradius R nach unten und die Achse des Exzenters e ist gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um 90° versetzt. Inzwischen hat der Kolben 1 einen Hub S1 ausgeführt. Bei einem Umdrehungswinkel der Kurbelwelle 6 um 360° wird der Kröpfungsradius R nach oben zeigen und die Achse des Exzenters e hat eine Umdrehung gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um 180° ausgeführt. Inzwischen hat der Kolben 1 einen Hub S2 ausgeführt, der kürzer ist als der Hub SI.
Bei einem Umdrehungswinkel der Kurbelwelle 6 um 540° hingegen hat der Kolben 1 wieder einen Hub S2 ausgeführt. Nach der Umdrehung der Kurbelwelle 6 um 720° endet das Arbeitsspiel des Motors, wobei die Elemente des Kurbeltriebes dieselben ι anon oinnpnnmmpn hahpn wit? hfii einem Umdrehunaswinkel von 0° der Kurbelwelle 6.
Der Kröpfungsradius R rotiert in der durch mit kontinuierlicher Linie gezeichneten Pfeil bezeichneten Richtung und die Büchse 4 rotiert um den Kurbelzapfen 5 in der Richtung, die durch einen mit kontinuierlicher Linie gezeichneten Pfeil bezeichnet ist.
Für den Fall der Winkelgeschwindigkeit cum = —157s"1, ist die Funktion des Kurbeltriebes ähnlich, wobei die Exzenterbüchse 4 um den Kurbelzapfen 5 in einer zur Richtung der Kurbelwelle 6 entgegengesetzten Richtung rotiert, wie das durch Strichlinie in Fig.7 dargestellt ist.
Der in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1,der mit der Kurbelstange 2 mittels eines Kolbenbolzens 3 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 und dem Pleuelkopf 2 darstellt.
Die Achse der inneren Bohrung der Büchse 4 ist gegenüber der äußeren Achse der Zylinderfläche der Büchse 4 um die Exzentergröße e versetzt, die gleich 7% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ist.
Die Exzenterbüchse 4 ist mit dem Triebwerk verbunden, das eine Winkelgeschwindigkeit ü)m der Büchse 4 gegenüber dem Kurbelzapfen um den Wert com = 400s"1 gewährleistet, wobei die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 6 400s"1 beträgt.
Das in Fig. 8 und 9 gezeigte Triebwerk besteht aus zwei Zahnradpaaren 12,13 und 14,15 mit Außenverzahnung, wobei das Zahnrad 12 mit der Exzenterbüchse 4 und das Zahnrad 15 mit der Kurbelwelle 6 mittels der Zahnradeinheit 9 verkoppelt ist.
Die Zahnräder 13 und 14sitzenauf eiper gemeinsamen, in dem Schenkel der Kurbelwelle 6 gelagerten Welle 16.
Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbuchse 4 bewirkt, wie in Fig. 6 gezeigt, eine bestimmte Lage der Achse 11 der Büchse 4, die durch den Winkel a0 = 90° gegenüber dem Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 bestimmt ist, der bei der Lage des Radien R ermittelt wird, bei der der Kolben 1 am weitesten von der Kurbelwelle 6 entfernt ist.
Der zweite Kurbeltrieb funktioniert wie nachstehend beschrieben. Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bewirkt das Triebwerk der Büchse 4 die Rotation der Büchse 4 um den Kurbelzapfen 5 mit einer Winkelgeschwindigkeit u>m = 400s"1, d. h. mit einer Winkelgeschwindigkeit, die der Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle 6 gleich ist, wobei die Rotation der Büchse 4 in derselben Richtung erfolgt, wie die Rotation der Kurbelwelle 6.
Die nacheinanderfolgenden Lagen des Kurbeltriebes sind in Fig. 10 gezeigt. Bei dem Umdrehungswinkel der Kurbelwelle 6 von 0° ist der Kröpfungsradius R nach oben gerichtet und die Achse des Exzenters e ist gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um 90° verdreht. Beider Umdrehung der Kurbelwelle 6 um 180° zeigt der Kröpfungsradius R nach unten und die Achse des Exzenters e ist gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um 90° verdreht. Inzwischen hat der Kojben 1 einen Hub S ausgeführt. Bei dem Umdrehungswinkel der Kurbelwelle 6 um 360° zeigt der Kröpfungsradius R nach oben und die Achse des Exzenters e hat eine Umdrehung gegenüber dem Kurbelzapfen 5 auch um 360° ausgeführt. Inzwischen hat der Kolben 1 auch einen Hub S ausgeführt.
Die Umdrehung der Kurbelwelle um jede weitere 360° bewirkt, daß das beschriebene Arbeitsspiel wiederholt wird, währenddessen der Kolben 1 zwei weitere Hübe S ausführt.
Der Kröpfungsradius R rotiert in der durch den mit kontinuierlicher Linie gezeichneten Pfeil bestimmten Richtung und die Büchse 4 rotiert gegenüber dem Kurbelzapfen 5 in der durch einen mit kontinuierlicher Linie gezeichneten Pfeil bestimmten Richtung.
In dem Falle, wenn die Winkelgeschwindigkeit com = —400s"1, ist die Funktion des Kurbeltriebes ähnlich, wobei die Exzenterbüchse 4 gegenüber dem Kurbelzapfen 5 in der zur Drehrichtung der kurbelwelle 6 entgegengesetzten Richtung rotiert, wie das in Fig. 10 mit Strichlinie bezeichnet ist.
Der in Fig. 1,2 und 3 gezeigte Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1,der mit der Kurbelstange 2 mittels eines Kolbenbolzens 3 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, welche ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 der Kurbelwelle 6 und dem Pleuelkopf 2 darstellt.
Die Achse der inneren Bohrung der Büchse 4 ist gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Büchse 4 um die Exzentergröße e versetzt, die gleich 5% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ist.
Die Exzenterbüchse 4 ist mit einem Triebwerk verbunden, das eine Winkelgeschwindigkeit cüm der Büchse 4 gegenüber dem Kurbelzapfen 5 mit dem Wertcom = 300s"1 gewährleistet, während die Kurbelwelle 6 mit einer Winkelgeschwindigkeit von = 300 s~1 rotiert.
Das in Fig. 11 und 12 gezeigte Triebwerk besteht aus einem Zahnradpaar 17 und 18, wobei das Zahnrad 17 mit Außenverzahnung mit der Exzenterbuchse 4 und das Zahnrad 18 mit Innenverzahnung mit der Kurbelwelle 6 mittels einer Zahnradeinheit 19 verkoppelt ist. Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse 4, wie in Fig. 6 gezeigt, bewirkt eine bestimmte Lage der Achse 11 der Büchse 4, die durch einen Winkel ao = 91° gegenüber dem Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ausgedrückt ist, der bei der Lage des Kröpfungsradius R ermittelt wird, bei der der Kolben 1 am weitesten von der Kurbelwelle 6 entfernt ist. Der dritte Kurbeltrieb arbeitet wie nachstehend beschrieben. Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bewirkt das Triebwerk der Büchse 4 die Rotation der Büchse 4 um den Kurbelzapfen 5 mit einer Winkelgeschwindigkeit cüm = 300s"1, d.h. mit einer Winkelgeschwindigkeit, die gleich der Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle 6 ist, wobei die Rotation der Büchse in der Richtung erfolgt, die der Rotationsrichtung der Kurbelwelle 6 entspricht.
Die nacheinanderfolgenden Lagen des Kurbeltriebes sind in Fig. 10 gezeigt. Bei der Umdrehung der Kurbelwelle 6 um einen Winkel 0° zeigt der Kröpfungsradius R nach oben und die Achse des Exzenters e ist gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um 91° versetzt. Bei der Umdrehung der Kurbelwelle 6 um 180° zeigt der Kröpfungsradius R nach unten und die Achse des Exzenters e ist gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um den Winkel von 91° verdreht. Inzwischen hat der Kolben 1 den Hub S ausgeführt. Bei dem Umdrehungswinkel der Kurbelwelle 6 um 360° zeigt der Kröpfungsradius R nach oben und die Achse des Exzenters e hat eine Umdrehung um 360° gegenüber dem Kurbelzapfen 5 ausgeführt. Inzwischen hat der Kolben 1 auch einen Hub S ausgeführt. Die Umdrehung der Kurbelwelle um jede weitere 360° bewirkt die Wiederholung des Arbeitsspieles, währenddessen der Kolben 1 zwei weitere Hübe S ausführt.
Der in Fig. 1,2 und 3 gezeigte Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1, der mit der Kurbelstange 2 mittels eines Kolbenbolzens 3 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 der Kurbelwelle 6 und dem Pleuelkopf 2 darstellt.
Die Achse der inneren Bohrung der Büchse 4 ist gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Büchse 4 um die Exzentergröße e versetzt, die gleich 5% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ist.
Die Exzenterbüchse 4 ist mit einem Triebwerk verbunden, daß eine Winkelgeschwindigkeit ü)m der Büchse 4 gegenüber dem Kurbelzapfen 5 mit dem Wertü)m = 160s"1 gewährleistet, während die Kurbelwelle 6 mit einer Winkelgeschwindigkeit
Das in Fig. 13 und 14 gezeigte Triebwerk besteht aus zwei Zahnradpaaren 19 und 20 sowie 21 und 22, wobei die Zahnräder 19 und 20 mit Außenverzahnung versehen sind. Das Zahnrad 19 ist mit der Exzenterbüchse 4 und das Zahnrad 22 mit der Kurbelwelle mittels einer Zahnradeinheit 23 verkoppelt. Die Zahnräder 20 und 21 sind auf eine gemeinsame, in dem Schenkel der Kurbelweile 6 gelagerte Welle 24 gesetzt.-
Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbuchse 4, wie gezeigt in Fig. 6, bewirkt eine bestimmte Winkellage der Achse 11 der Büchse 4, die durch den Winkel a0 = 89° gegenüber dem Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ausgedrückt ist, der bei der Lage des Kröpfungsradius R ermittelt wird, bei der der Kolben 1 am weitesten von der Kurbelwelle entfernt ist. Der vierte Kurbeltrieb funktioniert folgendermaßen. Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bewirkt das Triebwerk der Buchse 4 die Rotation dieser Büchse 4 um den Kurbelzapfen 5 mit einer Winkelgeschwindigkeit com = 160s"1, d.h. mit der Rotationsgeschwindigkeit, die gleich der Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle 6 ist, wobei die Rotation der Büchse 4 in der Richtung erfolgt, die der Rotationsrichtung der Kurbelwelle 6 entspricht.
Die nacheinanderfolgenden Lagen des Kurbeltriebes sind in Fig. 10 dargestellt. Bei der Umdrehung der Kurbelwelle 6 um einen Winkel von 0° zeigt der Kröpfungsradius R nach oben und die Achse des Exzenters e ist gegenüber detti Kurbelzapfen 5 um einen Winkel von 89° verdreht.
Bei der Umdrehung der Kurbelwelle 6 um 180° zeigt der Kröpfungsradius R nach unten und die Achse des Exzenters e ist gegenüber dem Kurbelzapfen 5 um 89° verdreht.
Inzwischen hat der Kolben 1 einen Hub S ausgeführt. Bei der Umdrehung der Kurbelwelle 6 um 360°zeigt der Kröpfungsradius R nach oben und die Achse des Exzenters e hat eine Umdrehung gegenüber dem Kurbelzapfen auch um 360° ausgeführt.
Inzwischen hat der Kolben 1 auch einen Hub S ausgeführt. Die Umdrehung der Kurbelwelle um jede weitere 360° bewirkt eine Wiederholung des beschriebenen Arbeitsspieles, währenddessen der Kolben 1 zwei weitere Hübe S ausführt.
Der Kröpfungsradius R rotiert in der durch den mit einer kontinuierlichen Linie gezeichneten Pfeil bestimmten Richtung und die Büchse-4 rotiert gegenüber Kurbelzapfen.5 in der durch den Pfeil bezeichneten Richtung, der mit einer kontinuierlichen Linie gezeichnet ist.
In dem Falle, wenn die Winkelgeschwindigkeit ü)m = — 160s"1, ist die Funktion des Kurbeltriebes ähnlich, wobei die Exzenterbüchse 4 gegenüber dem Kurbelzapfen 5 in der zur Drehrichtung der Kurbelwelle 6 entgegengesetzten Richtung rotiert, wie das durch die Strichlinie in Fig. 10 bezeichnet ist.
Der in Fig. 1,2, und 3 gezeigte Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1, der mit der Kurbelstange 2 mittels eines Kolbenbolzens 3 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 der Kurbelwelle 6 und dem Pleuelkopf 2 darstellt. Die innere Achse der Büchse 4 ist gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Büchse 4 um die Exzentergröße e versetzt, die gleich 3% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle ist.
Das Werk zur Steuerung der Winkellage 10 der Exzenterbüchse 4, wie in Fig. 6 gezeigt, bewirkt eine bestimmte Lage der Achsen der Büchse 4, die durch einen Winkel a0 = 30°gegenüber dem Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ausgedrückt ist, der bei der Lage des Kröpfungsradius R ermittelt wird, bei der der Kolben 1 am weitesten von der Kurbelwelle entfernt ist.
Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse 4 beeinflußt diese Winkellage der Büchse 4 mittels des in Fig. 4 und 5 gezeigten außenverzahnten Zahnradpaares 7 und 8, wobei das Zahnrad 8 mit dem Steuerungswerk 10 verkoppelt ist.
Das fünfte Triebwerk funktioniert folgendermaßen. Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bleibt die Exzenterbüchse 4 gegenüber der Kurbelwelle 6 unbeweglich, wobei der kinematische Kröpfungsradius R konstant ist und sich aus dem Sollwinkel a0 ergibt, wie das in Fig. 15 gezeigt ist.
Der in Fig. 1,2 und 3 gezeigte Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1, der mit der Kurbelstange 2 mittels eines Kolbenbolzens 3 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 der Kurbelwelle 6 und dem Pleuelkopf 6 darstellt. Die Achse der inneren Bohrung der Büchse 4 ist gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Büchse 4 um die Exzentergröße e versetzt, die gleich 4% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ist.
Das Werk 10 zur Steuerung der Lage der Exzenterbuchse, wie das in Fig. 6 gezeigt ist, bewirkt eine bestimmte Lage der Achse der Büchse 4, die sich durch den Winkel ao = 60° gegenüber dem Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ausdrückt, der bei der Lage des Kröpfungsradius R ermittelt wird, bei der der Kolben 1 am weitesten von der Kubelwelle 6 entfernt ist. Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse 4 beeinflußt die Winkellage der Exzenterbüchse 4 mittels des in Fig. 8 und 9 gezeigten außenverzahnten Zahnradpaares 12 und 13 und des Zahnradpaares 14 und 15, wobei die Zahnräder 13 und 14 auf eine gemeinsame, in dem Schenkel der Kurbelwelle 6 gelagerte, Welle 16 gesetzt sind.
Das fünfte Triebwerk funktioniert folgendermaßen,-Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bleibt die Exzenterbüchse 4 gegenüber der Kurbelwelle 6 unbeweglich, wobei der kinematische Kröpfungsradius R konstant ist und sich aus dem Sollwinkel a0 ergibt, wie das in Fig. 15 gezeigt ist.
Der in Fig. 1,2 und 3 gezeigte Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1, der mit der Kurbelstange 2 mittels eines Kolbenbolzens 3 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 der Kurbelwelle 6 und dem Pleuelkopf 2 darstellt. Die Achse der inneren Bohrung der Büchse 4 ist gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Büchse 4 um die Exzentergröße e versetzt, die 4,5% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 gleich ist.
Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse 4, wiegezeigt in Fig. 6, bewirkt eine bestimmte Winkellage der Achse 11 der Büchse 4, die sich durch den Winkel a0 = 120° gegenüber dem Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ausdrückt, der bei der Lage des Kröpfungsradius R bestimmt wird, bei der der Kolben 1 am weitesten von der Kurbelwelle 6 entfernt ist.
Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse 4 beeinflußt die Winkellage der Exzenterbüchse 4 mittels des in Fig. 11 und 12gezeigtenZahnradpaares17und 18. Das Zahnrad 17 dieses Paares besitzt eine Außenverzahnung und das Zahnrad 18 ist innenverzahnt.
Das siebte Triebwerk funktioniert folgendermaßen. Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bleibt die Exzenterbüchse 4 unbeweglich gegenüber der Kurbelwelle 6, wobei der kinematische Kröpfungsradius R konstant ist und sich aus dem Sollwinkel CL0 ergibt, wie das in Fig. 15 gezeigt ist.
Der in Fig.1, 2 und 3 gezeigte Kurbeltrieb enthält einen Kolben 1, der mit der Kurbelstange 2 mittels eines Kolbenbolzens 3 verbunden ist. Außerdem enthält er eine Exzenterbüchse 4, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen 5 der Kurbelwelle 6 und dem Pleuelkopf 2 darstellt. Die Achse der inneren Bohrung der Büchse 4 ist gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Büchse 4 um die Exzentergröße e versetzt, die gleich 8% des Kröpfungsradius R der Kurbelwelle 6 ist.
Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbuchse 4, wie gezeigt in Fig. 6, bewirkt eine bestimmte Winkellage der Achse 11 der Büchse 4, die sich durch einen Winkel a0 = 180° gegenüber dem Kröpfungsradius R der Kurbelwelle ausdrückt, der bei der Lage des Kröpfungsradius R bestimmt wird, bei der der Kolben 1 am weitesten von der Kurbelwelle 6 entfernt ist. Das Werk 10 zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse 4 beeinflußt die Winkellage der Exzenterbüchse 4 mittels des in Fig. und 14 gezeigten Zahnradpaares 19 und 20 und des Zahnradpaares 21 und 22, wobei das Zahnrad 22 innenverzahnt ist und die Zahnräder 20 und 21 auf eine gemeinsame, im Schenkel der KurbelwelIe 6 gelagerte. Welle 24 gesetzt sind. Das achte Triebwerk funktioniert folgendermaßen. Während der Umdrehung der Kurbelwelle 6 bleibt die Exzenterbüchse 4 unbeweglich gegenüber der Kurbelwelle 6, wobei der kinematische Kröpfungsradius R konstant ist und sich aus dem Sollwinkel ao ergibt, wie das in Fig. 15 gezeigt ist.
Claims (7)
- - 1 - £.**£. MilErfindungsanspruch:1. Kurbeltriebeines Kolbenverbrennungsmotors mit variablem Kröpfungsradius, versehen mit einem mit der Kurbelstage mittels eines Kolbenbolzens verbundenen Kolben und einer Kurbelwelle, gekennzeichnet dadurch, daß er eine Exzenterbuchse (4) enthält, die ein Zwischenelement zwischen dem Kurbelzapfen (5) der Kurbelwelle (6) und dem Pleuelkopf (2) darstellt, wobei die Achse der inneren Bohrung der Büchse (4) gegenüber der Achse der äußeren Zylinderfläche der Büchse (4) um die Exentergröße (e) versetzt ist, die größer als Null und kleiner oder gleich 30% des Kröpfungsradius (R) der Kurbelwelle (6) ist.
- 2. Kurbeltrieb nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Exzenterbüche (4) mit einem Triebwerk verbunden ist, das mit einem Werk (10) zur Steuerung der Winkellage der Exzenterbüchse (4) um einen bestimmten Winkel (a0) gegenüber dem Kröpfungsradius (R) der Kurbelwelle (6) versehen ist, der bei der Lage des Kröpfungsradius (R) ermittelt wird, bei der der Kolben (1) am weitesten von der Kurbelwelle (6) entfernt ist.
- 3. Kurbeltrieb nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Triebwerk aus einem ersten außenverzahnten Zahnrädpaar (7,8) besteht, wobei das erste Zahnrad (7) mit der Exzenterbüchse (4) und das zweite Zahnrad (8) mit der Kurbelwelle (6) verkoppelt sind.
- 4. Kurbeltrieb nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Triebwerk aus einem ersten und einem zweiten außenverzahnten Zahnradpaar (12,13) und (14,15) besteht, wobei das erste Zahnrad (2) des ersten Paares mit der Exzenterbüchse (4) und das zweite Zahnrad (15) mit der Kurbelwelle (6) verkoppelt ist, während das zweite Zahnrad (13) des ersten Paares und das erste Zahnrad (14) des zweiten Paares auf einer gemeinsamen in dem Schenkel der Kurbelwelle (6) gelagerten Welle (16) gesetzt sind.
- 5. Kurbeltrieb nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Triebwerk aus einem Zahnradpaar (17,18) besteht, wobei das erste Zahnrad (17) mit Außenverzahnung mit der Exzenterbüchse (4) und das zweite innenverzahnte Zahnrad (18) mit der Kurbelwelle verkoppelt ist.
- 6. Kurbeltrieb nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Triebwerk aus einem ersten außenverzahnten Zahnradpaar (19, 20) und aus einem zweiten Zahnradpaar (21,22) besteht, wobei das erste Zahnrad (19) des ersten Paares mit der Exzenterbuchse (4) und das zweite Zahnrad (22) des zweiten innenverzahnten Paares mit der Kurbelwelle (6) verkoppelt ist, während das zweite Zahnrad (20) des ersten Paares und das erste Zahnrad (21) des zweiten Paares auf eine gemeinsame, in dem Schenkel der Kurbelwelle (6) gelagerte Welle (24), gesetzt sind.
- 7. Kurbeltrieb nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Exzenterbüchse (4) eine Winkelgeschwindigkeit (ü)m) gegenüber dem Kurbelzapfen (5) der Kurbelwelle (6) aufweist, die innerhalb des Bereiches von ±1/2ü) bis ±ω liegt, wodurch (ω) die Geschwindigkeit der Kurbelwelle (6) bezeichnet.Hierzu 4 Seiten Zeichnungen
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