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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der am 31. März 2008
eingereichten koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2008-0029944,
wobei der gesamte Inhalt dieser Anmeldung für alle Zwecke durch diese Bezugnahme
aufgenommen wird.
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Die
Erfindung betrifft eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung, die
das Verdichtungsverhältnis
eines Luft-Kraftstoff-Gemisches
in einem Brennraum gemäß einem
Antriebszustand eines Verbrennungsmotors ändert.
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Im
Allgemeinen nimmt der thermische Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren
zu, wenn ein Verdichtungsverhältnis
dieser zunimmt, und wenn ein Zündzeitpunkt
in einigem Ausmaß vorverlegt wird,
nimmt der thermische Wirkungsgrad von Otto-Motoren bzw. Verbrennungsmotoren mit
Zündkerze
zu. Wenn jedoch bei einem hohen Verdichtungsverhältnis der Zündzeitpunkt von Otto-Motoren
vorverlagert wird, kann eine unnormale bzw. fehlerhafte Verbrennung
auftreten und der Verbrennungsmotor kann beschädigt werden. Daher kann der
Zündzeitpunkt
nicht viel vorverlagert werden und demgemäß kann sich die Motorleistung
verschlechtern.
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Eine
Variabel-Verdichtungsverhältnis
(Variable Compression Ratio-VCR)-Vorrichtung ändert das Verdichtungsverhältnis eines
Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß einem
Antriebszustand eines Verbrennungsmotors. Die Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
erhöht
das Verdichtungsverhältnis des
Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Niederlast-Zustand des Verbrennungsmotors,
so dass der spezifische Kraftstoffverbrauch verbessert bzw. reduziert
wird. Andererseits verringert die Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung das Verdichtungsverhältnis des
Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Hochlast-Zustand des Motors,
so dass einem Auftreten von Klopfen vorgebeugt wird und die Motorleistung
erhöht
wird.
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Eine übliche Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
kann ein vorbestimmtes Verdichtungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches
gemäß einem
Antriebszustand des Verbrennungsmotors erzielen, jedoch kann sie
keine unterschiedlichen Hübe
korrespondierend zu einem Ansaughub, einem Verdichtungshub, einem
Expansionshub bzw. einem Ausstoßhub
erzielen. Insbesondere wenn der Hub (bzw. die Hublänge) des
Expansionshubes länger
als jener des Verdichtungshubes ist, kann der thermische Wirkungsgrad
weiter zunehmen. Jedoch ist es schwierig, gemäß bzw. mit der üblichen
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
einen längeren
bzw. größeren Expansionshub
als einen Verdichtungshub zu erzielen.
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Außerdem können ein
hohes Verdichtungsverhältnis
bei einem geringen Ausstoßbetrag
in einem Niederlast-Zustand und ein geringes Verdichtungsverhältnis bei
einem hohen Ausstoßbetrag
in einem Hochlast-Zustand vorteilhaft sein zum Erzielen eines niedrigen
Kraftstoffverbrauches und einer hohen Leistungsabgabe.
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Die
in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung offenbarte Information
dient nur zum Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds
der Erfindung und sollte nicht als ein Anerkenntnis oder irgendeine
Form von Anregung angesehen werden, dass diese Information den Fachleuten
bereits bekannten Stand der Technik bildet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Variabel- Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
bereitzustellen, die infolge des Veränderns des Verdichtungsverhältnisses
von Luft-Kraftstoff-Gemisch gemäß Antriebszuständen eines
Verbrennungsmotors Vorteile hinsichtlich des Verbesserns bzw. Reduzierens
des spezifischen Kraftstoffverbrauches und des Erhöhens einer
Leistungsausgabe des Verbrennungsmotors aufweist.
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Der
Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
bereitzustellen, die durch Erzielen unterschiedlicher Hübe korrespondierend
zu einem Ansaughub, einem Verdichtungshub, einem Expansionshub bzw.
einem Ausstoßhub
Vorteile hinsichtlich eines weiteren Verbesserns bzw. Reduzierens
des spezifischen Kraftstoffverbrauchs aufweist.
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Der
Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen mit einer erfindungsgemäßen Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung ausgerüsteten Verbrennungsmotor
bereitzustellen.
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Die
oben genannten Aufgaben werden durch eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß Anspruch
1 bzw. gemäß Anspruch
9 und einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 17 gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert.
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Eine
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß diversen
Ausführungsformen
der Erfindung kann in einen Verbrennungsmotor integriert sein, bei
dem eine Verbrennungskraft eines Luft-Kraftstoff-Gemisches von einem
Kolben empfangen wird zum Antreiben eines Fahrzeuges, und kann das
Verdichtungsverhältnis
des Luft-Kraftstoff-Gemisches ändern.
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Ein
Aspekt der Erfindung ist auf eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung für einen
Verbrennungsmotor gerichtet, bei dem eine Verbrennungskraft eines
Luft-Kraftstoff-Gemisches in einer Kolbenkammer zum Antreiben eines
Fahrzeugs empfangen wird, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist
zum Ändern
des Verdichtungsverhältnisses
des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Kolbenkammer. Die Vorrichtung
kann eine obere Pleuelstange (bzw. Verbindungsstange), die ein Ende
hat, das schwenkbar mit dem Kolben verbunden ist, zum Aufnehmen
von Verbrennungskraft des Luft-Kraftstoff-Gemisches, eine untere
Pleuelstange (bzw. Verbindungsstange), die ein Ende hat, das schwenkbar
mit einem zweiten Ende der oberen Pleuelstange verbunden ist, und
die durch die von der oberen Pleuelstange empfangene Verbrennungskraft
des Luft-Kraftstoff-Gemisches in Rotation versetzt wird, eine Kurbelwelle,
die exzentrisch an die untere Pleuelstange montiert ist, so dass sie
dadurch rotiert wird, eine Steuerstange, die ein Ende hat, das schwenkbar
mit einem zweiten Ende der unteren Pleuelsange verbunden ist, zum Ändern des
Bewegungspfades der unteren Pleuelstange, und/oder eine Steuerwelle
aufweisen, die exzentrisch und drehbar mit einem zweiten Ende der
Steuerstange verbunden ist und die eine Position des anderen Endes
der Steuerstange ändert.
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Die
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
kann ferner ein Planetengetriebe aufweisen, das Drehmoment von einer
Antriebseinheit empfängt und
das Phasenwinkel der Kurbelwelle und der Steuerwelle ändert. Das
Planetengetriebe kann ein erstes Betriebselement, das mit der Steuerwelle
verbunden ist und das sich mit der Steuerstange dreht, ein zweites
Betriebselement, das mit der Kurbelwelle verbunden ist und das die
Kurbelwelle dreht, und/oder ein drittes Betriebselement aufweisen,
das mit der Antriebseinheit verbunden ist und das das Drehmoment zum Ändern des
Phasenwinkels der Steuerwelle empfängt. Ein Kurbelwellenzahnrad
bzw. Kurbelzahnrad kann fest auf die Kurbelwelle montiert sein, und
ein Steuerzahnrad, das mit dem Kurbelzahnrad in Eingriff steht,
kann fest an das zweite Betriebselement montiert sein.
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Die
Antriebseinheit kann eine Antriebswelle aufweisen. Eine Leistungszuführeinheit
bzw. Leistungsliefereinheit, die mit dem dritten Betriebselement
verbindbar bzw. verbunden ist und die zum Übertragen des Drehmomentes
an das dritte Betriebselement dient, kann an die Antriebswelle montiert sein.
Die Antriebseinheit kann so konfiguriert sein, dass Verhältnis einer
Drehzahl der Kurbelwelle zu einer Drehzahl der Steuerwelle annähernd 1:1
oder 1:2 ist. Das Planetengetriebe kann ein Sonnenrad, ein Hohlrad
und einen Planetenradträger
aufweisen. Das erste Betriebselement kann der Planetenradträger sein,
das zweite Betriebselement kann das Hohlrad sein und das dritte
Betriebselement kann das Sonnenrad sein.
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Die
untere Pleuelstange kann eine Fächerform
aufweisen, wobei die beiden Enden der unteren Pleuelstange an zwei
Enden eines fächerförmigen Bogens
angeordnet sind.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gerichtet, die eine obere Pleuelstange (bzw. Verbindungsstange)
mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende schwenkbar
mit einem Kolben verbunden ist zum Hin- und Herbewegen des Kolbens,
eine untere Pleuelstange (bzw. Verbindungsstange) mit einem ersten
und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende schwenkbar mit dem
zweiten Ende der oberen Pleuelstange verbunden ist, eine Kurbelwelle,
die drehbar an eine Exzentrisch-Position der unteren Pleuelstange
montiert ist, eine Steuerstange mit einem ersten und einem zweiten
Ende, wobei das erste Ende schwenkbar mit dem zweiten Ende der unteren
Pleuelstange verbunden ist zum Steuern einer Position des zweiten
Endes der unteren Pleuelstange, und/oder eine Steuerwelle aufweist,
die mit dem zweiten Ende der Steuerstange verbunden ist, zum Steuern
einer Position des zweiten Endes der Steuerstange.
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Ein
Planetengetriebe kann eingerichtet sein zum Steuern von Phasenwinkeln
der Kurbelwelle und der Steuerwelle. Das Planetengetriebe kann ein erstes
Betriebselement, das mit der Steuerwelle verbunden ist, zum Rotieren
mit der Steuerstange, ein zweites Betriebselement, das mit der Kurbelwelle verbunden
ist, zum Rotieren der Kurbelwelle und/oder ein drittes Betriebselement
aufweisen, das mit der Antriebseinheit verbunden ist, zum Steuern des
Phasenwinkels der Steuerwelle.
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Die
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
kann ferner ein Kurbelwellenzahnrad bzw. Kurbelzahnrad, das auf
die Kurbelwelle montiert ist, und ein Steuerzahnrad aufweisen, das
an das zweite Betriebselement montiert ist und das mit dem Kurbelzahnrad
in Eingriff steht. Die Antriebseinheit kann eine Antriebswelle aufweisen,
und die Vorrichtung kann ferner eine Leistungszuführeinheit
bzw. Leistungsliefereinheit aufweisen, die an die Antriebswelle montiert
ist, zum Betätigen
des dritten Betriebselements. Die Antriebseinheit kann eingerichtet
sein, so dass ein Verhältnis
einer Drehzahl der Kurbelwelle zu einer Drehzahl der Steuerwelle
annähernd
1:1 oder 1:2 ist. Das erste Betriebselement kann ein Planetenradträger sein,
das zweite Betriebselement kann ein Hohlrad sein und das dritte
Betriebselement kann ein Sonnenrad sein. Die untere Pleuelstange
weist eine längliche
bzw. rechteckige Form auf.
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Ein
Verbrennungsmotor kann einen Kolbenzylinder und eine der oben beschriebenen
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtungen aufweisen.
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsformen
beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer exemplarischen Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht einer exemplarischen Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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3 zeigt
eine Seitenansicht, in der Kombinationsstrukturen eines exemplarischen
Planetengetriebes und einer exemplarischen Steuerwelle, die in einer
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß der Erfindung
verwendet sind, dargestellt sind.
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4 zeigt
eine Seitenansicht, in der Kombinationsstrukturen eines exemplarischen
Planetengetriebes und einer exemplarischen Antriebseinheit, die in
einer Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß der Erfindung
verwendet sind, dargestellt sind.
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5 zeigt
eine schematische Ansicht, in der der Betrieb einer exemplarischen
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß der Erfindung
dargestellt ist.
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6 zeigt
Graphen, in denen die Geschwindigkeit und die Beschleunigung eines
Kolbens und der Hub in einem exemplarischen Verbrennungsmotor, bei
dem eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß der Erfindung
verwendet ist, dargestellt sind.
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Wie
in 1 und in 2 gezeigt,
ist eine Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung 10 gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform
der Erfindung an einen Verbrennungsmotor montiert, bei dem Verbrennungskraft
eines Luft-Kraftstoff-Gemisches von einem Kolben 30 empfangen
wird und der ein Fahrzeug antreibt, wobei die Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung 10 das
Verdichtungsverhältnis
des Luft-Kraftstoff-Gemisches ändert bzw. ändern kann.
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Der
Kolben 30 bewegt sich in einem Zylinder 20 hoch
und runter, und eine Brennkammer ist zwischen dem Kolben 30 und
dem Zylinder 20 definiert bzw. gebildet. Zusätzlich sind
ein Einlassventil zum Einlassen des Luft-Kraftstoff-Gemisches und
ein Auslassventil zum Auslassen des verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches
an der Oberseite des Zylinders 20 in sonst üblicher
Weise montiert. Wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer verbrannt
wird, wird Verbrennungskraft an den Kolben 30 übertragen
und treibt das Fahrzeug an.
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Die
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung 10 weist
eine obere Verbindungssange bzw. Pleuelstange 40, eine
untere Verbindungsstange bzw. Pleuelstange 50, eine Kurbelwelle 60,
eine Steuerstange 80, eine Steuerwelle 90 und
ein Planetengetriebe 110 auf.
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Die
obere Pleuelstange 40 überträgt die Verbrennungskraft
von dem Kolben 30 an die untere Pleuelstange 50.
Ein Ende der oberen Pleuelstange 40 ist über ein
erstes Gelenkelement bzw. Verbindungselement 35, wie beispielsweise
einen Stift und einen Bolzen bzw. ein Nadellager und einen Bolzen, drehbar
bzw. schwenkbar mit dem Kolben 30 verbunden. Eine erste
Aufnahmeaussparung 42 an dem unteren Ende der oberen Pleuelstange 40 formt
ein Joch, das die obere Pleuelstange 40 mit der unteren Pleuelstange 50 wirkverbindet.
Ein Stift und ein Bolzen bzw. ein Nadellager und ein Bolzen, die
die beiden Elemente drehbar bzw. schwenkbar verbinden, können für das erste
Verbindungselement 35 verwendet sein.
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Die
untere Pleuelstange 50 empfängt die Verbrennungskraft von
der oberen Pleuelstange 40 und rotiert die Kurbelwelle 60.
Ein Ende der unteren Pleuelstange 50 ist in der ersten
Aufnahmeaussparung 42 der oberen Pleuelstange 40 angeordnet
und ist mittels eines zweiten Gelenkelements bzw. Verbindungselements 45 drehbar
bzw. schwenkbar mit der oberen Pleuelstange 40 verbunden.
Ein Stift und ein Bolzen bzw. ein Nadellager und ein Bolzen, die die
beiden Elemente drehbar bzw. schwenkbar verbinden, können für das zweite
Verbindungselement 45 verwendet sein.
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Bei
der dargestellten exemplarischen Ausführungsform ist die untere Pleuelstange 50 fächerförmig (fan-shaped),
d. h. dünn
und flach, und etwas ovalförmig
und weist eine im Wesentlichen bogenförmige Seite auf, wobei jedoch
die beanspruchte Erfindung nicht als darauf beschränkt interpretiert
werden sollte. Es ist erkennbar, dass andere geometrische Formen
und Konfigurationen in Übereinstimmung
mit der Erfindung ebenfalls verwendet werden können. Bei der dargestellten
Ausführungsform
sind die beiden Enden der unteren Pleuelstange 50 an zwei
Enden eines fächerförmigen (fan-shaped)
Bogens angeordnet.
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Die
Kurbelwelle 60 ist über
einen Kurbelzapfen 65 drehbar mit der unteren Pleuelstange 50 zusammenmontiert.
Da die Kurbelwelle 60 exzentrisch an der untern Pleuelstange 50 montiert
ist, rotiert die untere Pleuelstange 50 einen Kurbelarm
um die Kurbelwelle 60, wenn die untere Pleuelstange 50 rotiert. Daher
empfängt
die Kurbelwelle 60 die Verbrennungskraft von dem Kolben 30,
wandelt die Verbrennungskraft in Drehmoment um und überträgt das Drehmoment
an ein Getriebe. Ferner ist ein Kurbelwellenzahnrad bzw. Kurbelzahnrad 70 koaxial
und fest auf die Kurbelwelle 50 montiert. Ein Lager 170 kann
zwischen der Kurbelwelle 60 und dem Verbrennungsmotor bzw.
einem Gehäuse
des Verbrennungsmotors angeordnet sein, so dass Reibungskraft reduziert
wird.
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Die
Steuerstange 80 weist zwei Enden auf und dient zum Verändern des
Verdichtungsverhältnisses
des Luft-Kraftstoff- Gemisches
mittels Veränderns
einer Rotationsbahn oder eines Rotationspfades der untern Pleuelstange 50.
Eine zweite Aufnahmeaussparung 82 ist an einem Ende der
Steuerstange 80 geformt, so dass ein Joch gebildet ist,
in dem die untere Pleuelstange 50 angeordnet ist, wobei
das andere Ende der unteren Pleuelstange 50 in die zweite
Aufnahmeaussparung 82 eingesetzt ist. Das andere Ende der
unteren Pleuelstange 50 ist mittels eines dritten Gelenkelements
bzw. Verbindungselements 85 drehbar bzw. schwenkbar mit
der Steuerstange 80 verbunden. Ein Stift und ein Bolzen
bzw. ein Nadellager und ein Bolzen, die die beiden Elemente drehbar
bzw. schwenkbar verbinden, können für das dritte
Verbindungselement 85 verwendet sein.
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Die
Steuerwelle 90 ist exzentrisch und drehbar mit der Steuerstange 80 verbunden.
Daher wird eine Position des anderen Endes der Steuersange 80 verändert, wenn
sich die Steuerwelle 90 dreht. Ein weiteres Lager 170 kann
zwischen der Steuerwelle 90 und dem Verbrennungsmotor bzw.
einem Gehäuse
des Verbrennungsmotors angeordnet sein zum Reduzieren von Reibungskraft.
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Das
Planetengetriebe 110 ist ein einfaches Planetengetriebe,
das ein Sonnenrad 130, einen Planetenradträger 120 und
ein Hohlrad 105 als Betriebselemente dessen aufweist. Eine
Mehrzahl von Ritzeln 140, die mit dem Sonnenrad 130 und
dem Hohlrad 105 in Eingriff stehen, sind mit dem Planetenradträger 120 verbunden,
wobei der Planetenradträger 120 durch
die Ritzel 140 rotiert wird. Zusätzlich ist ein Betriebselement 150 des
Planetengetriebes 110 mit einer Antriebseinheit 165 verbunden
und empfängt Antriebsleistung
von dieser.
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Die
Antriebseinheit 165 ist mit einer Antriebswelle 160 versehen,
welche eine Leistungszuführeinheit
aufweist, wie beispielsweise ein Schneckenrad an ihrer Außenfläche. Wie
in 4 gezeigt, steht das Schneckenrad mit dem Sonnenrad 130 in
Eingriff, so dass es Antriebsleistung (d. h. Rotation) der Antriebseinheit 165 an
das Sonnenrad 130 überträgt. Es ist erkennbar,
dass, wenn gewünscht,
andere geeignete Mittel zum Rotieren des Sonnenrades verwendet werden
können.
Die Antriebseinheit 165 kann ein Gleichstrommotor, ein
Schrittmotor oder ein anderes geeignetes Mittel zum Übertragen
von Antriebsleistung an die Antriebswelle 160 sein. Die
Antriebseinheit 165 ist in sonst üblicher Weise elektrisch mit
einer Motorsteuereinheit gekoppelt bzw. verbunden und arbeitet gemäß einem
Signal der Motorsteuereinheit.
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Ein
Steuerzahnrad 100 ist an dem Hohlrad 105 befestigt,
wobei das Steuerzahnrad 100 mit dem Kurbelzahnrad 70 der
Kurbelwelle 60 in Eingriff steht. Daher wird eine Rotation
der Kurbelwelle 60 über
das Steuerzahnrad 100 an das Hohlrad 105 übertragen. Alternativ
wirkt das Hohlrad 105 selbst als das Steuerzahnrad und
kann an einer Außenfläche dessen eine
Zahnung aufweisen.
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Wie
in 3 gezeigt, ist der Planetenradträger 120 koaxial
mit der Steuerwelle 90 verbunden und versetzt die Steuerwelle 90 in
Rotation. Eine Drehzahl des Planetenradträgers 120 wird gemäß den Eigenschaften
bzw. der Charakteristik des Planetengetriebes 110 durch
Drehzahlen des Sonnenrades 130 und des Hohlrades 105 bestimmt.
Daher wird eine Drehzahl der Steuerwelle 90 durch eine Drehzahl
der Kurbelwelle 60 und eine Drehzahl der Antriebswelle 160 bestimmt,
und demgemäß kann die
Drehzahl der Kurbelwelle 60 sich von der Drehzahl der Steuerwelle 90 unterscheiden.
Daher gibt es eine Phasendifferenz zwischen der Kurbelwelle 60 und
der Steuerwelle 90, und die Position des oberen Endes der
Steuerstange 80 ändert
sich gemäß der Phase
der Kurbelwelle 60. Daher werden die Rotationsbahn der
unteren Steuerstange 50 und demgemäß das Verdichtungsverhältnis des
Luft-Kraftstoff-Gemisches
ebenfalls geändert.
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Das
Verhältnis
der Drehzahlen der Kurbelwelle 60 und der Steuerwelle 90 kann
als irgendein geeignetes Verhältnis
gewählt
werden, wie beispielsweise 1:1 oder 1:2. Die Motorsteuereinheit
steuert die Antriebseinheit 165 auf Basis von Antriebszuständen, so
dass das Drehzahlverhältnis
den gewünschten
Wert hat.
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Wie
in 5 gezeigt, in der ein Fall, in dem die Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
in einem hohen Verdichtungsverhältnis
arbeitet, mit einem Fall verglichen ist, in dem die Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
in einem niedrigen Verdichtungsverhältnis arbeitet, wird ein oberer
Totpunkt (Top Dead Center-TDC) des Kolbens 30 erhöht bzw. höher gelegt
und wird ein unterer Totpunkt (Bottom Dead Center-BDC) des Kolbens 30 abgesenkt
bzw. nach unten verlegt.
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Wenn
die Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß diversen
Ausführungsformen der
Erfindung verwendet wird, kann der Verdichtungshub von bzw. gegenüber dem
Expansionshub durch Steuern des Drehzahlverhältnisses von Kurbelwelle 60 und
Steuerwelle 90 variiert werden. Solche Beispiele sind in 6 gezeigt.
Wie in 6 gezeigt, ist, wenn die Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß diversen
Ausführungsformen der
Erfindung mit einem geringen Verdichtungsverhältnis betrieben wird, der Verdichtungshub
84,09 mm und ist der Expansionshub 95,8 mm. Ferner ist, wenn die
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß diversen
Ausführungsformen
der Erfindung mit einem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben wird, der Verdichtungshub
82,63 mm und ist der Expansionshub 106,9 mm. Daher können der
thermische Wirkungsgrad und der spezifische Kraftstoffverbrauch
verbessert werden, da der Hub (bzw. die Hublänge) des Expansionshubes länger als
jener des Verdichtungshubes ist.
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Hier
wurden nur der Verdichtungshub und der Expansionshub erörtert, jedoch
ist erkennbar, dass jeder bzw. irgendeiner von dem Ansaughub, dem
Verdichtungshub, dem Expansionshub oder dem Ausstoßhub durch
Steuern des Drehzahlverhältnisses
von Kurbelwelle 60 und Steuerwelle 90 variiert
werden kann.
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Es
ist ferner erkennbar, dass oben beschriebene, spezifische numerische
Werte natürlich
auf Basis einer Soll-Motorleistung
bzw. einer zu erzielenden Motorleistung ausgewählt werden können.
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Gemäß einer
Variabel-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
gemäß der Erfindung
kann in einem Niederlast-Antriebszustand der spezifische Kraftstoffverbrauch
verbessert bzw. reduziert werden und kann in einem Hochlast-Antriebszustand
eine Leistungsausgabe vergrößert werden,
da das Verdichtungsverhältnis
des Luft-Kraftstoff-Gemisches während
des Motorbetriebs kontinuierlich verändert werden kann bzw. sich
kontinuierlich ändert.
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Ferner
kann ein variables Verdichtungsverhältnis durch ein Drehzahlverhältnis von
Kurbelwelle und Steuerwelle von 1:1 erzielt werden, und können ein
Atkinson-Zyklus sowie ein variables Verdichtungsverhältnis durch
ein Drehzahlverhältnis
von Kurbelwelle und Steuerwelle von 1:2 erzielt werden.
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Für die Einfachheit
bzw. Zweckdienlichkeit beim Erläutern
und eine genaue Definition in den anhängenden Ansprüchen wurden
die Begriffe „obere” oder „untere” usw. zum
Beschreiben von Merkmalen der exemplarischen Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die wie in den Figuren dargestellten Positionen
jener Merkmale verwendet.