DE102008005333A1 - Reciprocating piston-internal combustion engine, has inlet- and outlet valves controlled by regulation of valve drive for changing compression volume, where sealing ratio of engine is variable based on stroke change - Google Patents

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Abstract

The engine has inlet- and outlet valves controlled by regulation of a valve drive for changing a compression volume, where a sealing ratio of the engine is variable based on stroke change. The valves are arranged above a cylindrical valve seat, and inlet- and outlet channels are formed corresponding to geometry of the valves. Rollers (3, 4) are supported on eccentric shafts (1, 2), whose eccentricity is arbitrarily selected, where a desired position of the rollers is changed at cam followers (5, 6).

Description

Stand der TechnikState of the art

Das Verdichtungsverhältnis ist ein wichtiger Parameter im Hinblick auf die Erhöhung des Prozesswirkungsgrads des Motors. Grundsätzlich gilt: je höher das Verdichtungsverhältnis desto effizienter ist die Energieumsetzung. Dessen maximal zulässige Grenze wird von der Klopfgrenze bei Volllast bestimmt. Ein zu hoch gewähltes Verdichtungsverhältnis kann zu unkontrollierte Verbrennung und damit zu Beschädigung des Motors führen. Vor diesem Hintergrund wird das maximale Verdichtungsverhältnis unter Volllastbetrieb festgelegt. Dieses so bei konventionellen Motoren festgelegte Verdichtungsverhältnis bleibt in allen Betriebspunkten, unabhängig von den vielen Betriebszuständen des Motors, unverändert. Um den Motor an die jeweiligen Betriebsanforderungen anpassen zu können, ist der Einsatz einer variablen Verdichtung notwendig.The Compression ratio is an important parameter with regard to on increase of process efficiency of the engine. in principle applies: the higher the compression ratio the more the energy conversion is more efficient. Its maximum permissible Limit is determined by the knock limit at full load. A too high chosen Compression ratio can cause uncontrolled combustion and cause damage to the engine. In front This background sets the maximum compression ratio determined under full load operation. This is conventional Engines set compression ratio remains in all Operating points, regardless of the many operating conditions the engine, unchanged. To the engine to the respective Being able to adjust operating requirements is the mission a variable compression necessary.

Aus der Literatur sind die Möglichkeiten wie z. B. exzentrische Verstellung der Kurbelwellenlagerung [MTZ 12/2001], Neigen des Zylinderkopfs zum Kurbelgehäuse über eine hydraulische Verstelleinrichtung [MTZ 6/2001] oder Kolbenkurbel-Mechanismus mit Mehrfachverbindungsstangen [ DE 601 25 431 T2 ] bekannt. Weitere Lösungsmöglichkeiten sind Kolben mit variabler Bauhöhe [0 289 872 B1, 0 219 634 oder 0 082 996].From the literature, the possibilities such. B. eccentric adjustment of the crankshaft bearing [MTZ 12/2001], tilting of the cylinder head to the crankcase via a hydraulic adjusting device [MTZ 6/2001] or piston crank mechanism with multiple connecting rods [ DE 601 25 431 T2 ] known. Further possible solutions are variable-height pistons [0 289 872 B1, 0 219 634 or 0 082 996].

Alle bisher bekannten Verfahren zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses sind hinsichtlich Konstruktion, Kosten, Brennraumgeometrie, Bauaufwand, Massenkräfte und Regelbarkeit äußerst aufwändig und nur unter in Kaufnahme eines inakzeptablen Kosten-Nutzenverhältnisses umsetzbar.All previously known methods for changing the compression ratio are in terms of construction, costs, combustion chamber geometry, construction costs, Massive forces and controllability extremely consuming and only taking into account an unacceptable Cost-benefit ratio feasible.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein variables Verdichtungsverhältnis mit einfachen und kostengünstigen Maschinenelementen zu realisieren.task This invention is a variable compression ratio with simple and inexpensive machine elements too realize.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst.These The object is achieved by the characterizing Characteristics of the claims solved.

Die vorliegende Erfindung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis greift im wesentlichem auf die bereits in den herkömmlichen Ventiltriebe zum Einsatz kommenden Komponenten, wie hier beispielsweise auf einen erfindungsgemäß modifizierten Ventiltrieb mit Schlepphebel, zurück. Hierbei wird der Ventiltrieb mit Schlepphebel mit zusätzlichen Komponenten wie Verstellwellen (21, 22), Zahnräder (15, 17, 19, 16, 18, 22), Exzenter-Wellen (1, 2), exzentrisch gelagerte Rollen (3, 4), Schlepphebeln (5, 6) und Stellmotoren (13, 14) ergänzt. Darüber hinaus sind die Einlass- und Auslassventile (25, 26) im Bereich oberhalb des Ventilsitzes (28) zylinderförmig (27, 29, 35, 36) sowie mit Zinnen (39) ausgeführt und die Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) entsprechend der Einlass- und Auslassventile (25, 26) ebenfalls zylindrisch (35, 36) geformt.The present invention of a reciprocating internal combustion engine with a variable compression ratio is essentially based on the already used in the conventional valve trains components used, as here, for example, a modified according to the invention valve train with cam follower. Here, the valve train with rocker arm with additional components such as adjusting shafts ( 21 . 22 ), Gears ( 15 . 17 . 19 . 16 . 18 . 22 ), Eccentric shafts ( 1 . 2 ), eccentrically mounted rollers ( 3 . 4 ), Drag levers ( 5 . 6 ) and servomotors ( 13 . 14 ) added. In addition, the inlet and outlet valves ( 25 . 26 ) in the area above the valve seat ( 28 ) cylindrical ( 27 . 29 . 35 . 36 ) and with battlements ( 39 ) and the inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) corresponding to the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) also cylindrical ( 35 . 36 ) shaped.

Je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine (Drehzahl und Last) kann das gewünschte Verdichtungsverhältnis (ε) über die Stellmotoren (13, 14), die Verstellwellen (21, 22), Zahnräder (15, 17, 19, 16, 18, 22) und somit die Exzenter-Wellen (1, 2) verstellt und hierbei die gewünschte Position der Rollen (3, 4) an den Schlepphebeln (5, 6) verändert werden. Diese exzentrische Positionsänderung der Rollen (3, 4) um die Exzenter-Achse (37) führt durch Abstützen/Abrollen der Rollen (3, 4) auf die jeweils zugehörigen Nockenwellenzapfen (7, 8) zu Auslenkung der Schlepphebel (5, 6) um den Schlepphebel-Winkel (α bzw. β) = arcsin{eingestellte Exzentrizität (30)/Exzenter-Abstand zu Rollen-Mittelpunk (31 bzw. 32)} und damit zu Hubänderung (he) der Einlass- und Auslassventile (25, 26) in Richtung der Zylinderachse (38). Je größer die Exzenter-Wellen (1, 2) verstellt und damit die Rollen (3, 4) exzentrisch verstellt werden, umso größer ist die entsprechende Hubänderung (he) der Einlass- und Auslassventile (25, 26). Aufgrund der erfindungsgemäßen zylindrischen Form (27, 29) der Einlass- und Auslassventile (25, 26) sowie der zylindrischen Form (23, 24, 35, 36) der Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) führt diese Hubänderung (he) jedoch nicht zum Öffnen der Einlass- und Auslassventile (25, 26). Denn die Abdichtung des Kompressionsvolumens (Vc) gegenüber den Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) erfolgt bei Ventilhub kleiner als Hubänderung (he) hierbei über die zylindrische Mantelfläche der Einlass- und Auslassventile (25, 26) in Verbindung mit den entsprechend geformten Einlass- und Auslasskanäle (23, 24). Während der Hubänderung (he) zu Variation des Verdichtungsverhältnisses (ε) werden die Einlass- und Auslassventile (25, 26) in den Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) über die Ventilführung (41) zentriert und geführt. Hierbei ist ein ausreichend kleiner Spiel zwischen Einlass- und Auslassventile (25, 26) und Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) zu effektiven Abdichtung des Brennraumes notwendig. Vor allem während bei Ansteuerung der Einlass- und Auslasstakte sind die Zinnen (39) zu Zentrierung der Einlass- und Auslassventile (25, 26) notwendig. Darüber hinaus kann die Form der Zinnen (39) zu Erzeugung einer Drallströmung zu besseren Zerstäubung des Kraftstoffes genutzt werden. Während der Variation des gewünschten Verdichtungsverhältnisses (ε) über die Hubänderung (he) wird die konstruktiv vorgehaltene Ventilschafthöhe (29) nicht überschritten und die Durchgänge zwischen Brennraum und den Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) bleiben hierbei verschlossen. Erst wenn die Hubänderung (he) größer als die Ventilschafthöhe (29) ist sind die Durchgänge zwischen Brennraum und den Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) geöffnet. Eine Hubänderung (he), die größer ist als die Ventilschafthöhe (29), sollte in erster Linie über die Nockenwellen (9, 10) zur Regelung der Einlass- und Auslasstakte eingestellt werden.Depending on the operating state of the internal combustion engine (speed and load), the desired compression ratio (ε) via the servomotors ( 13 . 14 ), the adjusting shafts ( 21 . 22 ), Gears ( 15 . 17 . 19 . 16 . 18 . 22 ) and thus the eccentric waves ( 1 . 2 ) and thereby the desired position of the rollers ( 3 . 4 ) on the rocker arms ( 5 . 6 ) to be changed. This eccentric change in position of the rollers ( 3 . 4 ) about the eccentric axis ( 37 ) leads by supporting / unrolling the rollers ( 3 . 4 ) on the respectively associated camshaft journals ( 7 . 8th ) to deflection of the drag levers ( 5 . 6 ) about the rocker arm angle (α or β) = arcsin {set eccentricity ( 30 ) / Eccentric distance to roller center point ( 31 respectively. 32 )} and thus to stroke change (h e ) of the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) in the direction of the cylinder axis ( 38 ). The larger the eccentric waves ( 1 . 2 ) and thus the roles ( 3 . 4 ) are adjusted eccentrically, the greater the corresponding stroke change (h e ) of the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ). Due to the cylindrical shape according to the invention ( 27 . 29 ) of the inlet and outlet valves ( 25 . 26 ) as well as the cylindrical shape ( 23 . 24 . 35 . 36 ) of the inlet and outlet channels ( 23 . 24 ), however, this stroke change (h e ) does not open the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ). Because the sealing of the compression volume (V c ) with respect to the inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) takes place at valve lift smaller than stroke change (h e ) in this case over the cylindrical lateral surface of the inlet and outlet valves ( 25 . 26 ) in conjunction with the correspondingly shaped inlet and outlet channels ( 23 . 24 ). During the stroke change (h e ) to the variation of the compression ratio (ε), the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) in the inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) via the valve guide ( 41 centered and guided. Here is a sufficiently small clearance between intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) and inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) to effective sealing of the combustion chamber necessary. Especially during activation of the intake and exhaust strokes, the battlements ( 39 ) to center the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) necessary. In addition, the shape of the battlements ( 39 ) to produce a swirl flow to better Zer Dusting of the fuel can be used. During the variation of the desired compression ratio (ε) over the stroke change (h e ), the structurally held valve stem height ( 29 ) and the passages between the combustion chamber and the inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) remain closed. Only when the stroke change (h e ) is greater than the valve stem height ( 29 ) are the passages between the combustion chamber and the inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) open. A stroke change (h e ) that is greater than the valve stem height ( 29 ), should primarily be via the camshafts ( 9 . 10 ) to control the intake and exhaust strokes.

Sobald die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Berennraum begonnen hat, können die Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) gegen den hohen Verbrennungsdruck über den herkömmlichen Ventilsitz (28) abgedichtet werden. Denn nach erfolgter Zündung/Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird die Temperatur im Brennraum primär von der Verbrennung und nicht mehr vom eingestellten Verdichtungsverhältnis (ε) bestimmt. Vor diesem Hintergrund kann die vorgenommene Ansteuerung der Einlass- und Auslassventile (25, 26) und damit die Hubänderung (he), kurz nach erfolgter Zündung/Verbrennung, wieder zurückgesetzt werden, um den Brennraum bzw. die Verbrennungsdrücke bestmöglich über die Ventilsitze (28) abzudichten.Once the combustion of the air-fuel mixture has started in the breathing room, the inlet and outlet ducts ( 23 . 24 ) against the high combustion pressure over the conventional valve seat ( 28 ) are sealed. Because after ignition / combustion of the air-fuel mixture, the temperature in the combustion chamber is determined primarily by the combustion and not by the set compression ratio (ε). Against this background, the control of the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) and thus the stroke change (h e ), shortly after ignition / combustion, be reset to the combustion chamber or the combustion pressures as possible through the valve seats ( 28 ) seal.

Die erfindungsgemäße Hubänderung (he) kann sich bei Bedarf mit der Ansteuerung des Ventiltriebs zu Regelung der Einlass- und Auslasstakte über die Nockenwelle (9, 10) bzw. Nockenwellenzapfen (7, 8) überlagern. Dadurch wird der über den Nockenwellenzapfen (7, 8) für die Einlass- und Auslasstakte vorgesehene maximale Ventilhub um die Hubänderung (he) vergrößert. Sollten z. B. in einem Volllastbetriebspunkt die Einlass- und Auslassventile (25, 26) und damit die Hubänderung (he) zu Veränderung des Verdichtungsverhältnisses (ε) nicht angesteuert werden, so sind für solche Betriebspunkte der Nockenhub der Nockenwellenzapfen (7, 8) ausreichend groß zu dimensionieren, um mindestens die Ventilschafthöhe (29) zu überwinden sowie die Einlass- und Auslasstakte ungedrosselt auszuführen. Kompressionsraum und Kolbenfläche sind in der Konstruktionsphase einer Hubkolben-Brennkraftmaschine so zu konfigurieren, dass ausreichend Hub-Raum zur Verstellung der Einlass- und Auslassventile (25, 26) im oberen Totpunkt des Kolbens gegeben ist.The stroke change (h e ) according to the invention can, if necessary, be controlled by the control of the valve train for controlling the intake and exhaust strokes via the camshaft (FIG. 9 . 10 ) or camshaft pins ( 7 . 8th overlay). As a result, the over the camshaft pin ( 7 . 8th ) provided for the intake and exhaust strokes maximum valve lift to the stroke change (h e ) increases. Should z. B. in a full load operating point, the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) and thus the stroke change (h e ) to change the compression ratio (ε) are not controlled, so for such operating points of the cam lift of the camshaft pins ( 7 . 8th ) sufficiently large to at least the valve stem height ( 29 ) and to perform the intake and exhaust strokes unthrottled. Compression space and piston surface are to be configured in the design phase of a reciprocating internal combustion engine so that sufficient stroke space for adjusting the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) is given at the top dead center of the piston.

Das Verdichtungsverhältnis (ε) herkömmlicher Hubkolben-Brennkraftmaschinen ist definiert als (Gleichung 1):

Figure 00040001
The compression ratio (ε) of conventional reciprocating internal combustion engines is defined as (Equation 1):
Figure 00040001

Vh entspricht hierbei dem Hubraum eines Zylinders und dieser errechnet sich aus dem Produkt Kolbenfläche (AK) mal Kolbenhub (s). Das Kompressionsvolumen (Vc) wird als Konstruktionsmaß festgelegt. Bei der hier vorliegende Erfindung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis wird durch das Einschieben der Einlass- und Auslassventile (25, 26) in den Kompressionsraum das Kompressionsvolumen (Vc) um den Volumenanteil der Ventilgeometrie (Vv) vermindert. Dieser setzt sich aus dem Produkt Anzahl (n) der Einlass- und Auslassventile (25, 26), ausgeführte Hubänderung (he) und dem Ventilquerschnittsfläche (Av) zusammen. Das Verdichtungsverhältnis (ε) wird aufgrund dieser erfindungsgemäßen Änderung des Kompressionsvolumens (Vc) in Abhängigkeit von der Hubänderung (he) der Einlass- und Auslassventile (25, 26) variabel und nachfolgend als variables Verdichtungsverhältnis ε(he) bezeichnet. Erfindungsgemäß gelten bezüglich Verdichtungsverhältnisses ε(he) nun folgende Zusammenhänge (Gleichung 2):V h here corresponds to the displacement of a cylinder and this is calculated from the product piston area (A K ) times piston stroke (s). The compression volume (V c ) is set as the design dimension. In the present invention of a reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio by the insertion of the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) In the compression space, the compression volume (V c ) by the volume fraction of the valve geometry (V v ) reduced. This consists of the product number (s) of intake and exhaust valves ( 25 . 26 ), executed stroke change (h e ) and the valve cross-sectional area (A v ) together. The compression ratio (ε) is due to this invention change in the compression volume (V c ) in dependence on the stroke change (h e ) of the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) variable and hereinafter referred to as a variable compression ratio ε (h e ). According to the invention, the following relationships apply with regard to the compression ratio ε (h e ) (equation 2):

Variables Kompressionsvolumen Vc(he) errechnet sich aus:

  • – Kompressionsvolumen (Vc)
  • – Hubänderung (he)
  • – Ventilquerschnittsfläche (Av)
  • – Anzahl der ansteuerbaren Ventile (n) Vc(he) = Vc – Av·he·n = Vc – Vv(he)
Variable compression volume V c (h e ) is calculated from:
  • - compression volume (V c )
  • - stroke change (h e )
  • - Valve cross-sectional area (A v )
  • - Number of controllable valves (s) V c (H e ) = V c - A v ·H e · N = V c - V v (H e )

Substitution des Kompressionsvolumens (Vc) in Gleichung 1 durch das variable Kompressionsvolumen Vc(he) folgt die Gleichung 2 des variablen Verdichtungsverhältnisses ε(he) in Abhängigkeit von der Hubänderung (he) (Gleichung 3):

Figure 00050001
Substitution of the compression volume (V c ) in equation 1 by the variable compression volume V c (h e ) follows the equation 2 of the variable compression ratio ε (h e ) as a function of the stroke change (h e ) (equation 3):
Figure 00050001

Als Ausführungsbeispiel werden folgende Parameter beispielhaft zur Grunde gelegt:

  • – Kompressionsvolumens (Vc) = 30.000 mm3
  • – Hubraum eines Zylinders Vh = 500.000 mm3
  • – Ventilschaftdurchmesser (27) = 30 mm
  • – Ventilquerschnittsfläche (Av) = π·(30 mm)2/4 ≈707 mm2
  • – Hubänderung (he) von 0 bis 2 mm
  • – Anzahl der ansteuerbaren Ventile (n) = 4
As an exemplary embodiment, the following parameters are used as an example:
  • - Compression volume (V c ) = 30,000 mm 3
  • - Displacement of a cylinder V h = 500,000 mm 3
  • - Valve stem diameter ( 27 ) = 30 mm
  • - Valve cross-sectional area (A v ) = π · (30 mm) 2/4 ≈707 mm 2
  • - stroke change (h e ) from 0 to 2 mm
  • - Number of controllable valves (n) = 4

Verdichtungsverhältnisses ε(he = 0 mm):

Figure 00050002
Compression ratio ε (h e = 0 mm):
Figure 00050002

Verdichtungsverhältnisses ε(he = 2 mm):

Figure 00050003
Compression ratio ε (h e = 2 mm):
Figure 00050003

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels naher beschrieben. Erfindungswesentlich sind dabei alle bezeichneten Merkmale. Es zeigen:in the Below, the present invention is based on a preferred Embodiment described closer. essential to the invention are all designated features. Show it:

1 Prinzipdarstellung das erfindungsgemäß modifiziertem Ventiltrieb mit Schlepphebel in Seitenansicht dargestellt. 1 Schematic representation of the inventively modified valve train with rocker arm shown in side view.

2 Das erfindungsgemäß modifiziertem Ventiltrieb mit Schlepphebel mit Prinzipdarstellung des Zylinderkopfs in der Oben-Ansicht. Hierbei ist Nockenwelle (9, 10) gemäß 1 zwecks Übersichtlichkeit nicht mit abgebildet. 2 The present invention modified valve train with cam follower with a schematic diagram of the cylinder head in the top view. Here is camshaft ( 9 . 10 ) according to 1 not shown for clarity.

3 Das erfindungsgemäßer Ventiltrieb mit Zylinderkopf und Kurbelgehäuse mit Kolben im oberen Totpunkt bei einer Hubänderung (he) = 0 mm. Das Verdichtungsverhältnis ε(he = 0 mm) erreicht hierbei ein Minimum. 3 The inventive valve train with cylinder head and crankcase with piston at top dead center at a stroke change (h e ) = 0 mm. The compression ratio ε (h e = 0 mm) reaches a minimum.

4 Das erfindungsgemäßer Ventiltrieb mit Zylinderkopf und Kurbelgehäuse mit Kolben im oberen Totpunkt bei einer Hubänderung (he) = 2 mm. Das Kompressionsvolumen (Vc) ist hierbei um die Ventilgeometrie (Vv) reduziert und das Verdichtungsverhältnis ε(he = 2 mm) erreicht dabei ein Maximum. 4 The inventive valve train with cylinder head and crankcase with piston at top dead center at a stroke change (h e ) = 2 mm. The compression volume (V c ) is reduced by the valve geometry (V v ) and the compression ratio ε (he = 2 mm) reaches a maximum.

5 Die erfindungsgemäßen Exzenter-Wellen (1, 2) und Rollen (3, 4). 5 The eccentric shafts according to the invention ( 1 . 2 ) and roles ( 3 . 4 ).

6 Den erfindungsgemäßen Einlass- und Auslassventile (25, 26) in Oben- und Seiten-Ansicht. 6 The inlet and outlet valves ( 25 . 26 ) in top and side view.

7 Die Variation des Verdichtungsverhältnisses ε(he) in Abhängigkeit von Hubänderung (he). 7 The variation of the compression ratio ε (h e ) as a function of stroke change (h e ).

Diese Erfindung greift Vorteilhafterweise auf bekannte, zuverlässige sowie auf im Wesentlichem im Ventiltrieb bereits vorhandenen Komponenten zurück. Die Erfindung zeichnet sich durch äußerst geringen Platzbedarf, keine Änderung bezüglich Massenkräfte und Kurbeltrieb-Mechanik und benötigt keine große Verstellkräfte sowie durch sehr gute Regelbarkeit aus und hat aufgrund des einfachen Aufbaus ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis.These Advantageously, the invention takes advantage of known, reliable as well as components that are already essentially in the valve train back. The invention is characterized by extremely small space requirement, no change regarding Mass forces and crank mechanism and needed no great adjusting forces as well as very good Controllability and has a good due to the simple structure Cost-benefit ratio.

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Claims (8)

Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ansteuerung der Einlass- und Auslassventile (25, 26) das Kompressionsvolumen (Vc) veränderbar und hierbei das Verdichtungsverhältnis (ε) in Abhängigkeit von der Hubänderung (he) variabel ist.Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio, characterized in that by controlling the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) The compression volume (V c ) changeable and in this case the compression ratio (ε) in dependence on the stroke change (h e ) is variable. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- und Auslassventile (25, 26) oberhalb vom Ventilsitz (28) mit Ventilschaftdurchmesser (27) und Ventilschafthöhe (29) zylinderförmig ausgeführt sind und die zugehörigen Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) entsprechend der Ventilgeometrie geformt sind.Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio according to claim 1, characterized in that the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) above the valve seat ( 28 ) with valve stem diameter ( 27 ) and valve stem height ( 29 ) are cylindrical and the associated inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) are shaped according to the valve geometry. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Einlass- und Auslassventile (25, 26), neben der Ansteuerung über die Nockenwellen (9, 10) und Nockenwellenzapfen (7, 8), über Stellmotoren (13, 14), Verstellwelle (21, 22), Zahnräder (15, 17, 19, 16, 18, 22) und Exzenter-Wellen (1, 2), Rollen (3, 4), Tassenstößel (42) und Schlepphebel (5, 6) erfolgt.Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio according to one of claims 1 or 2, characterized in that the control of the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ), in addition to the control via the camshafts ( 9 . 10 ) and cam journal ( 7 . 8th ), via servomotors ( 13 . 14 ), Adjusting shaft ( 21 . 22 ), Gears ( 15 . 17 . 19 . 16 . 18 . 22 ) and eccentric waves ( 1 . 2 ), Roll ( 3 . 4 ), Bucket tappets ( 42 ) and drag lever ( 5 . 6 ) he follows. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (3, 4) auf den Exzenter-Wellen (1, 2) gelagert und beliebig verstellbar sind.Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rollers ( 3 . 4 ) on the eccentric shafts ( 1 . 2 ) are stored and freely adjustable. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu Führung und Zentrierung die Einlass- und Auslassventile (25, 26) beliebige Anzahl von Zinnen (39) mit entsprechender Ventilführung (41) aufweisen, diese oberhalb auf dem zylindrisch verlängerten Ventilsitz (28) angeordnet sind und ihre Form und Anordnung jeweils beliebig wählbar sind.Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio according to one of claims 1 to 4, characterized in that for guiding and centering the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) any number of battlements ( 39 ) with appropriate valve guide ( 41 ), these above on the cylindrically elongated valve seat ( 28 ) are arranged and their shape and arrangement are arbitrary arbitrary. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung, Größen und Formen alle in dieser Erfindung gekennzeichneten Bauteile wie zum Beispiel Stellmotoren (13, 14), Verstellwellen (21, 22), Zahnräder (15, 17, 19, 16, 18, 22), Exzenter-Wellen (1, 2), Rollen (3, 4), Schlepphebeln (5, 6), Zinnen (39), Ventilführung (41), Tassenstößel (42), Einlass- und Auslassventile (25, 26) und Einlass- und Auslasskanäle (23, 24) beliebig wählbar sind.Reciprocating variable compression ratio internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the arrangement, sizes and shapes all components characterized in this invention such as servomotors ( 13 . 14 ), Adjusting shafts ( 21 . 22 ), Gears ( 15 . 17 . 19 . 16 . 18 . 22 ), Eccentric shafts ( 1 . 2 ), Roll ( 3 . 4 ), Drag levers ( 5 . 6 ), Battlements ( 39 ), Valve guide ( 41 ), Bucket tappets ( 42 ), Intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) and inlet and outlet channels ( 23 . 24 ) are arbitrary. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentrizität (30) der Exzenter-Wellen (1, 2) beliebig wählbar ist.Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio according to one of claims 1 to 6, characterized in that the eccentricity ( 30 ) of the eccentric shafts ( 1 . 2 ) is arbitrary. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die konstruktive Gestaltung der Schnittstelle zwischen Schlepphebeln (5, 6) und Einlass- und Auslassventile (25, 26) beliebig wählbar ist und wie hier beispielhaft die Einlass- und Auslassventile (25, 26) über Tassenstößel (42) ansteuerbar sind.Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio according to one of claims 1 to 7, characterized in that the structural design of the interface between rocker arms ( 5 . 6 ) and intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) is arbitrary and as here exemplified the intake and exhaust valves ( 25 . 26 ) via bucket tappets ( 42 ) are controllable.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011008128B4 (en) * 2011-01-07 2017-10-26 Suheyla Lemouré Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio
CN108071498A (en) * 2017-11-10 2018-05-25 任军 A kind of internal combustion engine for becoming geometrical compression ratio

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013003567U1 (en) 2013-04-09 2013-04-29 Ziyavdin Achmerzaev Piston-driven machine
DE102013006553B4 (en) 2013-04-09 2019-09-05 Ziyavdin Achmerzaev Piston-cylinder engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0082996A1 (en) * 1981-12-28 1983-07-06 Wankel, Felix, Dr. h.c. Reciprocating piston engine
EP0219634B1 (en) * 1985-10-25 1989-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Compression ratio changing device using an eccentric bearing for an internal combustion engine
EP0289872B1 (en) * 1987-05-04 1991-10-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Piston with a variable headroom
DE4417309A1 (en) * 1993-05-27 1994-12-01 Volkswagen Ag Reciprocating-piston internal combustion engine with compression control
DE60125431T2 (en) 2000-07-07 2007-04-12 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Internal combustion engine with variable compression ratio

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0082996A1 (en) * 1981-12-28 1983-07-06 Wankel, Felix, Dr. h.c. Reciprocating piston engine
EP0219634B1 (en) * 1985-10-25 1989-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Compression ratio changing device using an eccentric bearing for an internal combustion engine
EP0289872B1 (en) * 1987-05-04 1991-10-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Piston with a variable headroom
DE4417309A1 (en) * 1993-05-27 1994-12-01 Volkswagen Ag Reciprocating-piston internal combustion engine with compression control
DE60125431T2 (en) 2000-07-07 2007-04-12 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Internal combustion engine with variable compression ratio

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011008128B4 (en) * 2011-01-07 2017-10-26 Suheyla Lemouré Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio
CN108071498A (en) * 2017-11-10 2018-05-25 任军 A kind of internal combustion engine for becoming geometrical compression ratio

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