DE102010051825A1 - Internal combustion engine mounted on vehicle e.g. car, has supplementary portion which is in form of nut that is secured at connecting rod through screw - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/023—Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like

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Abstract

The engine has a piston (4) which is connected with a connecting rod (6) by piston pin. The connecting rod is connected with crankshaft (9). The piston is moved forward and backward through connection rod according to rotational movement of crankshaft. A supplementary portion is in form of a nut (15) that is secured at connecting rod through screw (6b).

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet des Maschinenbaus, insbesondere die Kolbenverbrennungsmotoren und kann in verschiedenen Motoren eingesetzt werden, unabhängig von der Zielsetzung, der Kraftstoffart, des Durchmessers und der Zylinderplatzierung. Die Anwendung ist sowohl für die Motoren in Produzierungs- und Entwicklungsphase als auch für die sich im Betrieb befindenden Motoren möglich, sowie auch für die Kompressoren und andere Kolbenmaschinen. Im weiteren Verlauf werden die Motoren betrachtet.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular piston internal combustion engines and can be used in various engines, regardless of the objective, the fuel, the diameter and the cylinder placement. The application is possible both for the engines in production and development phase as well as for the engines in operation, as well as for the compressors and other piston engines. In the course of the engines are considered.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung schlägt eine vereinfachte Lösung der Probleme der traditionellen Motoren vor. In diesen Motoren sind die Zylinder vorhanden, in denen es die bewegenden Kolben mit den Kolbenringen gibt. Die Kolben sind mit den Pleueln durch die Kolbenbolzen verbunden, und die Pleuel sind mit Kurbelwelle verbinden. Das Kurbelgetriebe als kinematische Basis der überwiegenden Mehrheit der traditionellen Motoren weist mindestens ein Problem auf: Der höchste Druck und entsprechend die maximale Kraft auf dem Kolben ist im einem Zylinder während des Ausganges des Arbeitshubs, das heißt im Augenblick des Austrittes von dem oberen Totpunkt. Das Drehmoment von dieser höchsten Kraft ist jedoch Null in allen traditionellen Verbrennungsmotoren, weil die Pleuelstange und die Kurbel der Kurbelwelle in diesem Augenblick auf der einzigen geraden Linie liegen und deshalb der Vektor dieser Kraft durch die Drehachse der Kurbelwelle geht. Das Drehmoment ereicht der niminalen Nennwert nur bei dem Wenden der Kurbelwelle um ca. 15–70 Winkelgrad, wann der Druck im Zylinder schon 60–20% von dem höchsten Druck ist. Diese Verluste vermindern den effektiven Druck das heißt den Wirkungsgrad der traditionellen Verbrennungsmotore. Außerdem besteht eine Schlagbelastung auf allen Details bei jedem Zyklus der Arbeit des Motors, was die Laufruhe der Kurbelwelle sinkt und ihr Verschleiß erhöht.The invention proposes a simplified solution to the problems of traditional engines. In these engines there are cylinders in which there are moving pistons with piston rings. The pistons are connected to the connecting rods by the piston pins, and the connecting rods are connected to crankshaft. The crank mechanism as the kinematic basis of the vast majority of traditional engines has at least one problem: the highest pressure and, correspondingly, the maximum force on the piston is in one cylinder during the output of the power stroke, ie at the moment of exit from top dead center. However, the torque from this highest force is zero in all traditional internal combustion engines because the connecting rod and crank of the crankshaft are at the moment on the single straight line and therefore the vector of that force is passing through the axis of rotation of the crankshaft. The torque reaches the nominal nominal value only at the turning of the crankshaft about 15-70 degrees of angle, when the pressure in the cylinder is already 60-20% of the highest pressure. These losses reduce the effective pressure, that is, the efficiency of traditional combustion engines. In addition, there is a shock load on all the details at each cycle of engine work, which decreases the quietness of the crankshaft and increases its wear.

Es ist bekannt, dass entsprechend dem Patent DE 10 2006 061 484 B3 , der Druckschriften DE 10 2007 027 202 A1 , DE 2008 028 188 A1 , rechts an dem Pleuel ein zusätzliche Teil enthält. Die Trägheitskräfte von diesen Teilen gestalten bei der Arbeit des Motors ein ergänzendes Drehmoment auf der Kurbelwelle. Es lässt der maximalen Kraft, die in dem Anfang des Arbeitshubs, das heißt bei dem Ausgang des Kolbens aus dem oberen Totpunkt wirkt, zur Erhöhung des effektiven Drucks ausnutzen.It is known that according to the patent DE 10 2006 061 484 B3 , the printed matter DE 10 2007 027 202 A1 . DE 2008 028 188 A1 , right on the connecting rod contains an additional part. The inertial forces of these parts make additional torque on the crankshaft as the engine is operating. It allows the maximum force acting in the beginning of the power stroke, that is, at the exit of the piston from top dead center, to be used to increase the effective pressure.

Diese technischen Lösungen sehen die Modernisierung verschiedener Motore vorzugsweise auf der Entwicklungs- und Serienproduzierphasen vor. Der Austausch der Baugruppen „Kolben-Pleuel” für die sich im Betrieb befindenden Motoren hat jedoch hohen Arbeitsaufwand, weil dabei den Ölwanne und auch Kopf des Zylinderblocks zu demontieren notwendig ist.These technical solutions provide for the modernization of various engines, preferably at the development and serial production stages. The replacement of the assemblies "piston-connecting rod" for the in-service engines, however, has a lot of work because it is necessary to disassemble the oil pan and head of the cylinder block.

Bekannt ist die Erfindung DE 10 2009 003 900 A1 , die die Befestigung der zusätzlichen Teilen an der Pleuelstangen mit der Demontage nur der Ölwanne vorsiecht. Dabei ist die Konstruktion solcher Teile nicht einfache und nicht universelle. Außerdem ist Befestigung solcher Baugruppen an der Pleuelstangen ist nicht ausreichend sicher und unbequem. Es ist bekannt, dass es zur Zeit in der Welt ca. 800 Millionen nur verschiedenen Autos mit den traditionellen Motoren gibt, dabei diese Zahl sehr schnell erhöht. Die gewaltige Zahl der traditionellen Verbrennungsmotore gibt es auch in anderen verschiedener Fahrzeugen und Aggregaten. Deshalb ist die weitere Einfachheit der Modernisierung der Motore mit dem Ziel des bedeutenden Sinkens der verschiedenen Kraftstoffsverbrauchsweise und die Verbesserung der Umwelt immer aktuelle ist.The invention is known DE 10 2009 003 900 A1 , which foresees the attachment of the additional parts to the connecting rods with the disassembly of only the oil pan. The construction of such parts is not simple and not universal. In addition, attachment of such assemblies to the connecting rods is not sufficiently safe and uncomfortable. It is known that at the moment there are about 800 million different cars with traditional engines in the world, increasing this number very fast. The huge number of traditional combustion engines also exist in other different vehicles and aggregates. Therefore, the further simplicity of the modernization of the engines with the aim of significantly sinking the different fuel consumption and improving the environment is always current.

Aufgabestellungtask

Der Erfindung liegt die Aufgabe der Erhöhung der ökonomischen und ökologischen Merkmale der Verbrennungsmotore infolge der Realisierung der Reserven des Kurbelgetriebes zugrunde durch die Ausnutzung des maximalen Drucks in den Zylinder am Anfang des Arbeitshubs ebenso wie die Steigerung der konstruktiven und technologischen Möglichkeiten unter anderen mit der völligen Bereitschaft zur Montage sowohl in einem neuen Motor als auch gebrauchten mit der minimalen Arbeitsauswand und maximalen Bequemlichkeit und Ergonomie, ebenso Erweiterung der technologischen Möglichkeiten in Gebiet der Serienproduzierung, Montage, Anwendbarkeit und Universalität der zusätzlichen Teile für Erhaltung wesentlicher Erhöhung des Wirkungsgrades beliebiger Motore infolge der Wirkung der Trägheitskräfte von dieser zusätzlichen Teilen rechts an den Pleueln.The invention is based on the object of increasing the economic and environmental characteristics of the internal combustion engines as a result of the realization of the reserves of the crank mechanism by exploiting the maximum pressure in the cylinder at the beginning of the power stroke as well as the increase in design and technological possibilities among others with the complete readiness for installation both in a new engine and used with the minimum workload and maximum comfort and ergonomics, as well as expansion of technological possibilities in the area of mass production, assembly, applicability and universality of additional parts for preserving substantial increase in the efficiency of any engine due to the effect of Inertia forces from these additional parts right at the connecting rods.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Montage eines zusätzlichen Teiles vorzugsweise in die Form einer Speziellmütter, oder einer Buchse mit Hilfe einer ursprünglichen Mutter an der rechten existierenden Schraube für die Befestigung des Deckels des Pleuelfußes jedes Pleuels, oder der Beschwerung der rechten Seite vorzugsweise der Deckel der Pleuel. Während der Arbeit des Motors bestehen die Trägheitskräfte von der Speziellmütter, die an den Pleuelstangen während allem Zyklus der Arbeit jedes Zylinders an der Kurbelwelle die zusätzlichen Drehmoment bildet.The object is achieved by mounting an additional part, preferably in the form of a special mother, or a socket with the help of an original mother to the right existing screw for attachment of the cap of the connecting rod of each connecting rod, or the weighting of the right side, preferably the lid of the connecting rods. During work of the engine inertial forces consist of special nuts making at the connecting rods during all cycle of work of each cylinder at a cranked shaft additional torque.

Die vorliegende Erfindung gewährleistet folgendes technisches Ergebnis:

  • – Die Einfachheit der Konstruktion des zusätzlichen Teils und des Verfahrens seiner Befestigung.
  • – Die Erhöhung der Effektivität der Wirkung der Trägheitskräfte infolge der Verlängerung der Momentschulter.
  • – Die Bequemlichkeit und Ergonomie bei der Montage der zusätzlichen Teile.
  • – Die Möglichkeit der Vereinheitlichung der zusätzlichen Teile für die Montage in verschiedenen Verbrennungsmotoren und in anderen Kolbenmaschinen.
  • – Dies macht es möglich, die Stoßbeleistungen auf die Teile des Kurbelgetriebes und des ganzen Motors zu vermindern und folglich ihre Lebensdauer weiter zu verlängern.
  • – Die Entstehung des zusätzlichen Drehmomentes von den Trägheitskräften auf der Kurbelwelle macht es möglich die Masse des Schwungrades weiter zu vermindern, weil dabei die Schlagbelastungen auf den Teilen des Kurbelgetriebes verschwinden und deshalb die Sanftheit der Drehung der Kurbelwelle sich erhöht.
  • – Dies zusammen mit den zusätzlichen Drehmomenten am Anfang des Arbeitshubs macht es möglich, das Beschleunigungsmögen weiter zu erhöhen.
  • – Die Entstehung des zusätzlichen Drehmomentes wegen des Einsatzes der Trägheitskraft in dem Zeitpunkt des Austritts des Kolbens aus dem Totpunkt und am Anfang des Arbeitshubs ebenso in den anderen Takten erhöht weiter den Effektiven Druck, den Wirkungsgrad und andere Kennziffern der Motorarbeit verbessert
  • – Die Erhöhung des effektiven Drucks und des Wirkungsgrades machen es möglich, den spezifischen Kraftstoffsverbrauch weiter zu vermindern und folglich die ökologischen Kennziffern zu erhöhen.
  • – Die Einfachheit der Konstruktion und Technologie der zusätzlichen Teile.
  • – Diese Modernisierung der Motore fordert keine Änderungen Konstruktionen und Technologie der Details der Motoren.
  • – Die Verminderung des Kraftstoffsverbrauchs garantiert proportional Senkung der Menge der Gasen von dem Auspuff; das bei breiter Verwertung dieser Modernisierung wesentliche Verbesserung der Umwelt garantiert.
The present invention provides the following technical result:
  • - The simplicity of construction of the additional part and the method of its attachment.
  • - Increase of efficiency of impact of inertial forces due to extension of the moment shoulder.
  • - The convenience and ergonomics in the assembly of additional parts.
  • - The possibility of standardizing the additional parts for assembly in various internal combustion engines and in other piston engines.
  • - This makes it possible to reduce the shock loads on the parts of the crank gear and the whole engine and thus further extend their life.
  • - The emergence of the additional torque of the inertial forces on the crankshaft makes it possible to further reduce the mass of the flywheel, because the impact loads on the parts of the crank gear disappear and therefore the gentleness of the rotation of the crankshaft increases.
  • - This, together with the additional torques at the beginning of the power stroke, makes it possible to further increase the acceleration capacity.
  • - The emergence of additional torque due to the use of inertial force in the time of the piston exit from the dead center and at the beginning of the power stroke as well in the other cycles further increases the effective pressure, efficiency and other indicators of engine work
  • - Increasing the effective pressure and efficiency makes it possible to further reduce the specific fuel consumption and consequently to increase the ecological indicators.
  • - The simplicity of construction and technology of additional parts.
  • - This modernization of the motors does not require changes constructions and technology of the details of the engines.
  • - The reduction of fuel consumption guarantees proportional reduction of the amount of gases from the exhaust; which, by the widespread exploitation of this modernization, guarantees significant improvements in the environment.

Ausführungsbeispieleembodiments

Das Wesentliche der Erfindung wird in einer Zeichnung verdeutlich:The essence of the invention is illustrated in a drawing:

Die 1 stellt den Querschnitt des Motors dar, der die Pleuelstange mit der Speziellmutter enthält.The 1 represents the cross section of the engine containing the connecting rod with the special nut.

Die 2 zeigt die Ansicht A der 1 und die Pleuel mit dem zusätzlichen Teil in Art der Speziellmutter – die Variante 0 – bei der Lage des Kolbens in dem Anfang des Arbeitshubs.The 2 shows the view A of 1 and connecting rods with additional part in a special nut type - a variant 0 - at a position of the piston in the beginning of a working stroke.

Die 3 zeigt die Variante 1 der Konstruktion des zusätzlichen Teils.The 3 shows variant 1 of the construction of the additional part.

Die 4 zeigt die Variante 2 der Konstruktion des zusätzlichen Teils.The 4 shows variant 2 of the construction of the additional part.

Die 5 zeigt die Variante 3 der Konstruktion des zusätzlichen Teils.The 5 shows variant 3 of the construction of the additional part.

Die 6 zeigt die Variante 4 der Konstruktion des zusätzlichen Teils.The 6 shows variant 4 of the construction of the additional part.

Die 7 zeigt die Ansicht A der 1 bei der Lagen I und II des Kolbens mit der Zeichenebene der Zuschlagsdrehmomente auf dem Feld des Quadrantes Q in einem Zylinder.The 7 shows the view A of 1 in the positions I and II of the piston with the plane of the aggregate torques on the field of the quadrant Q in a cylinder.

Die 8 zeigt die Ansicht A der 1 bei Lagen VII und VIII des Kolbens mit der Zeichenebene der Zuschlagsdrehmomente des ganzen Zyklus in einem Zylinder.The 8th shows the view A of 1 at positions VII and VIII of the piston with the drawing plane of the aggregate torques of the whole cycle in one cylinder.

Der Verbrennungsmotor enthält folgende Bestandteile: den Zylinderblock (1) mit den Zylindern (Z), den Zylinderkopf (2) und die Ölwanne (3). In den Zylinder (Z) befinden sich die Kolben (4) mit den Kompression- und Ölabstreifringen (5). Die Kolben sind mit Hilfe der Pleuel (6) und der Kolbenbolzen (7) mit den Kurbeln (8) der Kurbelwelle (9) verbunden. Die Kurbelwelle (9) läuft in Lager (10) mit Bedeckung (11). Jeder Pleuel (6) hat den Deckel (6a), der sich mit Hilfe zwei Schrauben (6b) und Müttern (6c) befestigen sind. Der Deckel (6a) wird mit Hilfe der zwei Schrauben (6b) mit den Mütter, wobei die linke Mutter (6c) gewöhnlich das heißt standardisierte ist, aber an dem rechter Schraube (6b) die Speziellmutter (15) anschraubt wird. Die Speziellmutter (15) hat die mehr Masse als die Mutter (6c). Deshalb ist die Speziellmutter (15) ein zusätzlicher Teil an dem Pleuel (6) entsprechend der Variante 0. Es ist möglich die Anwendung der Speziellmutter (15c) entsprechend der Variante 3 aus dem Sechskantestahl mit vereinfachter Technologie. Die Variante 1 in Form einer Buchse (15a) und Variante 2 in Form eines Winkels (15b) mit der Bohrungen für der Schrauben (6b) der Konstruktion der zusätzlichen Teile lassen bei der Modernisierung der verbrauchten Motore mit Hilfe der ursprünglichen Schrauben (6b) die zu befestigen. Entsprechend der Variante 4 wird der zusätzliche Teil (15d) wie eine Ganze mit der Deckel (6e) herstellt. Dabei hat die Schraube (6d) eine vergrößere Lange.The internal combustion engine contains the following components: the cylinder block ( 1 ) with the cylinders (Z), the cylinder head ( 2 ) and the oil pan ( 3 ). In the cylinder (Z) are the pistons ( 4 ) with the compression and oil scraper rings ( 5 ). The pistons are connected by means of connecting rods ( 6 ) and the piston pin ( 7 ) with the cranks ( 8th ) of the crankshaft ( 9 ) connected. The crankshaft ( 9 ) runs in warehouse ( 10 ) with covering ( 11 ). Each connecting rod ( 6 ) has the lid ( 6a ), using two screws ( 6b ) and mothers ( 6c ) are attached. The lid ( 6a ) with the help of two screws ( 6b ) with the mothers, with the left mother ( 6c ) that is usually standardized, but on the right-hand screw ( 6b ) the special mother ( 15 ) is screwed. The special mother ( 15 ) has more mass than the mother ( 6c ). That's why the special mother ( 15 ) an additional part on the connecting rod ( 6 ) according to the variant 0. It is possible to use the special nut ( 15c ) according to variant 3 of the hexagonal steel with simplified technology. Variant 1 in the form of a socket ( 15a ) and variant 2 in the form of an angle ( 15b ) with the holes for the screws ( 6b ) of construction of additional parts let in modernization of the spent engines with the help of original screws ( 6b ) to fix the. According to variant 4, the additional part ( 15d ) like a whole with the lid ( 6e ). The screw ( 6d ) an enlarged length.

Der Motor funktioniert wie folgt:
Bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens (4) im Zylinder (Z) wendet sich der Pleuel (6) um den Kolbenbolzen (7) entsprechend der Drehung der Kurbelwelle (9).The engine works as follows:
During the reciprocation of the piston ( 4 ) in the cylinder (Z) turns the connecting rod ( 6 ) to the Piston pin ( 7 ) according to the rotation of the crankshaft ( 9 ).

Bei der Arbeit des Motors in dem Anfang des Arbeitshubs, das heißt während des Ausgangs des Kolbens (4) aus dem oberen Totpankt herrschen der maximale Druck in dem Zylinder (Z) und die maximale Kraft, die auf dem Kolben wirkt. Das Drehmoment von dieser maximalen Kraft auf die Kurbelwelle (9) ist jedoch gleich Null, weil die Pleuelstange und die Kurbel (8) an der einzigen geraden Linie sich befinden und deshalb der Vektor dieser Kraft durch die Achse der Drehung der Kurbelwelle (9) geht. Dabei hat der Kolben (4) eine sehr große Beschleunigung von (au) – ungeführ 10 000–20 000 m/S2 und mehr, die nach unten geführt wird. Der Kolben und folglich die Speziellmutter anfangen ihre Bewegung nach unten auch mit der Beschleunigung (au). Deshalb besteht eine Trägheitskraft FTr.0, die ein Wendenmoment (Mpl0 = FPl0 × b). Dieses Moment strebt dem Pleuel (6) gegen den Urzeigersinn den Pleuel zu wenden. Dieses Moment sich der Kraftpaar Ftang mit der Schulter (1) einander ausgleicht. Die Kraft Ftang = MPl0/h. Das bedeutet, dass die Kraft Ftang, die an der Kurbel (8) wirkt und das zusätzlichen Drehmoment Mzus = Ftang × r bildet. Die Realität der wartenden Ergebnisse der Anwendung dieser technischen Lösung sich von der nächsten Berechnungen bestätigt: Zum Beispiel hat ein Motor die Parametern: Die Leistung N = 75 PS bei Drehzahl n = 5000 l/min; Zylinderzahl 4; Hub des Kolbens 86,4 mm; Zylinderbohrung D = 81 mm = 0,081 m; Abstand zwischen der Pleuelköpfen h = 144 mm = 0,144 m; Radius der Kurbel r = 86,4/2 = 43,2 mm = 0,0432; Der Abstand zwischen den Pleuelschrauben k = 60 mm = 0,06 m. Druck in dem Zylinder in dem Anfang des Arbeitshubs p0 = 70 bar = 70 kg/cm2; die Masse der Speziellmutter m = 60 g = 0,06 kg; φ – der Winkel der Wendung der Kurbelwelle im Uhrzeitigsinn.At the work of the engine in the beginning of the power stroke, that is during the output of the piston ( 4 ) from the top dead center, the maximum pressure prevailing in the cylinder (Z) and the maximum force acting on the piston prevail. The torque from this maximum force on the crankshaft ( 9 ) is equal to zero because the connecting rod and the crank ( 8th ) are located on the single straight line and therefore the vector of this force through the axis of rotation of the crankshaft ( 9 ) goes. The piston ( 4 ) a very large acceleration of (au) - about 10 000 - 20 000 m / s 2 and more, which is led down. The piston and consequently the special nut start moving downwards with the acceleration (au). Therefore, there is an inertial force F Tr.0 , which is a turning moment (M pl0 = F Pl0 × b). This moment strives for the connecting rod ( 6 ) turn the connecting rod counterclockwise. This moment the force pair F tang with the shoulder ( 1 ) balances each other. The force F tang = M Pl0 / h. That means that the force F tang that is on the crank ( 8th ) and the additional torque M zus = F tang × r. The reality of waiting results of application of this technical solution is confirmed by the following calculations: For example, one engine has parametres: Power N = 75 HP at speed n = 5000 l / min; number of cylinders 4 ; Stroke of the piston 86.4 mm; Cylinder bore D = 81 mm = 0.081 m; Distance between the connecting rod heads h = 144 mm = 0.144 m; Radius of the crank r = 86.4 / 2 = 43.2 mm = 0.0432; The distance between the connecting rod bolts k = 60 mm = 0.06 m. Pressure in the cylinder in the beginning of the working stroke p 0 = 70 bar = 70 kg / cm 2 ; the mass of the special nut m = 60 g = 0.06 kg; φ - an angle of rotation of a cranked shaft in the sense of a clock.

Die Beschleunigung des Kolbens (4) ebenso des Pleuels (6) und deshalb der Speziellmutter in dem Augenblick des Anfangs des Arbeitshubs a0 = rω2(1 + λ) ( „Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau” von K.-H. Grote und J. Feldhusen; „Springer” Seite P6 ), wo Winkelgeschwindigkeit ω = πn/30 = 3,14 × 5000/30 = 523,3; λ = r/1 = 43.2/144 = 0,3.The acceleration of the piston ( 4 ) as well as the connecting rod ( 6 ) and therefore the special nut at the moment of the beginning of the working stroke a 0 = rω 2 (1 + λ) ( "Dubbel Paperback for Mechanical Engineering" by K.-H. Grote and J. Feldhusen; "Springer" page P6 where angular velocity ω = πn / 30 = 3.14 × 5000/30 = 523.3; λ = r / 1 = 43.2 / 144 = 0.3.

a0 = 0,0432 × 523,32 × (1 + 0,3) = 15 379 m/S2. Diese Beschleunigung hat die Richtung nach unten. Deshalb hat die Trägheitskraft nach oben.a 0 = 0.0432 × 523.3 2 × (1 + 0.3) = 15 379 m / s 2 . This acceleration has the direction down. Therefore, the inertial force has upwards.

Die Trägheitskraft von der Speziellmutter (15) FTr.0 = ma = 0,06 kg × 15 379 m/S2 = 922 N = 92,2 kg. Diese Kraft wirkt an der Momentschulter b = k/2 = 0,06 m/2 = 0,03 m und bildet das Wendungsmoment MPl.0 = FTr.0 × b = 922 × 0,03 = 27,7 Nm mit der Richtung gegen den Uhrzeitigersinn. Dieses Moment sich dem Kraftpaar aus der zwei Kräften Ftang ausgleicht, wobei Ftang = MP1.0/h = 27,7/0,144 = 192,4 N. Diese Kraft bildet das zusätzliche Drehmoment Mzus an der Kurbelwelle von einen Zylinder, wobei dieses Drehmoment Mzus-1 = Ftang × r = 192,4 × 0,0432 = 8,3 Nm, die Kurbelwelle im Uhrzeitigsinn dreht. Das zusätzliche Drehmoment von den 4 Zylindern Mzus-4 = Mzus-1 × 4 = 8,3 × 4 = 33,2 Nm. The inertial force of the special nut ( 15 ) F Tr.0 = ma = 0.06 kg × 15 379 m / S 2 = 922 N = 92.2 kg. This force acts on the moment shoulder b = k / 2 = 0.06 m / 2 = 0.03 m and forms the turning moment M Pl.0 = F Tr.0 × b = 922 × 0.03 = 27.7 Nm the direction against the clock sense. This moment equals the force pair of the two forces F tang , where F tang = M P1.0 / h = 27.7 / 0.144 = 192.4 N. This force forms the additional torque M zus at the crankshaft of one cylinder, wherein this torque M zus-1 = F tang × r = 192.4 × 0.0432 = 8.3 Nm, the crankshaft rotates in the clockwise direction. The extra torque from the 4 cylinders M add-4 = M add-1 × 4 = 8.3 × 4 = 33.2 Nm.

Der ursprüngliche nennwerte Drehmoment dieses betrachtenden Verbrennungsmotors gemäß der bekannten Formel Mur = 71620 N/n = 71620 × 75 PS/5000 l/min = 1074,3 kgcm = = 10,74 kgm = 107,4 Nm.The original rated torque of this contemplated internal combustion engine according to the known formula M ur = 71620 N / n = 71620 × 75 hp / 5000 l / min = 1074.3 kgcm = = 10.74 kgm = 107.4 Nm.

Es bedeutet, dass in dem Augenblick des Anfangs des Arbeitshubs der Motor schon wesentliche Drehmoment hat, wann in den traditionellen Motoren das Drehmoment Mtrad.0 ist. Bei φ = 0 gibt es die Zulage des Drehmomentes 33,2/107,4 × 100 = 31% relativ dem ursprünglichen Drehmoment Mur. Dabei wirkt die Trägheitskraft FTr.0 = 922 N, die gegen der Kraft von dem Gasendruck führend ist. Die maximemalle Gasenkraft FG = πD2/4 × pG = 3.14 × 8,12/4 × 70 = = 3605 kg = 36053 N. Der Verlust von dieser Kraft ist 922/36053 × 100 = 2,6%. Deshalb ist die ergänzende Zulage 31% – 2,6% = 28,4%.It means that at the moment of the beginning of the power stroke, the engine already has substantial torque when in the traditional engines the torque is M trad.0 . At φ = 0, there is the allowance of the torque 33.2 / 107.4 × 100 = 31% relative to the original torque M ur . In this case, the inertial force F Tr.0 = 922 N, which is leading against the force of the gas pressure. The maximum gas force FG = πD 2/4 × p G = 3.14 × 8.1 2/4 × 70 = = 3605 kg = 36053 N. The loss of this force is 922/36053 × 100 = 2.6%. Therefore, the supplementary allowance is 31% - 2.6% = 28.4%.

Die Zeichenebene auf der 7 zeigt die Eigenart der Änderung des zusätzlichen Drehmomentes in dem Quadrant (Q) bei Arbeit eines Zylinders. In einem Zylinder erzeugt sich ¼ der Leistung des Motors das heißt N/4 = 107,4/4 = 26,85 Nm. Die entsprechende Zulage ist 28,3% das heißt 8,3 Nm. Bei φ = 40° Mzus40 = 3,6 Nm. Bei φ = 72,46° ist die Beschleunigung a40 = 0 und deshalb Mzus40 = 0. Die weitere Änderungen des zusätzlichen Drehmomentes in allen Quadranten – Q, P, R, S zeigt für einen Zylinder die Zeichenebene auf der 8. Diese Änderungen geschehen in jeden Zylinder, dabei die Ergebnisse der Erhöhung der Drehmomente sich summieren.The drawing plane on the 7 shows the nature of the change of additional torque in the quadrant (Q) when working a cylinder. In a cylinder ¼ of the power of the engine is generated, that is N / 4 = 107.4 / 4 = 26.85 Nm. The corresponding allowance is 28.3% that is 8.3 Nm. At φ = 40 ° M zus40 = 3.6 Nm. At φ = 72.46 ° the acceleration a 40 = 0 and therefore M zus40 = 0. The further changes of the additional torque in all quadrants - Q, P, R, S shows for a cylinder the drawing plane on the 8th , These changes happen in each cylinder, thus the results of increase of torques add up.

Diese Erfindung lässt die in der Aufgabenstellung genannten Probleme der traditionellen Verbrennungsmotore lösen und den effektiven Druck erhöhen. Es bedeutet die Verminderung des spezifischen Kraftstoffsverbrauchs ebenso wie die entsprechende Reduzierung der Quantität der Auspuffgase vermindert wird. Diese Vorteile können infolge der Modernisierung verschiedener Motore realisiert werden. Diese Modernisierung sieht nur das Aufschrauben der Speziellmüttern anstatt der existierenden ursprünglichen Schraube an rechter Stiftschraube jedes Pleuels vor. Deshalb kann man diesen Austausch sowohl für die Motoren in der Entwicklungs- und Serienproduzierungsphase als auch für die in Betrieb befindenden Motoren – für die wesentliche Verbesserung ihrer ökonomischen und ökologischen Kennwerte vornehmen.This invention solves the problems of traditional combustion engines mentioned in the problem and increases the effective pressure. It means reducing the specific fuel consumption as well as decreasing the corresponding reduction in the quantity of exhaust gases. These advantages can be realized as a result of the modernization of various engines. This upgrade only involves unscrewing the special nuts instead of the existing original screw on the right stud of each connecting rod. Therefore, this replacement can be made both for the engines in the development and series production phase as well as for the engines in operation - for the substantial improvement of their economic and ecological characteristics.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (5)

Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder (Z), in dem zur Möglichkeit einer Hin- und Herbewegung ein Kolben (4) enthalten ist, dessen Bewegung durch den Pleuel (6) in der Drehbewegung der Kurbelwelle (9) umgesetzt wird, dabei jeder Pleuel (6) rechts, wenn an dem Motor auf der Vorderseite sehen, einen zusätzlichen Teil hat, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Teil vorzugsweise in Form einer Speziellmutter (15) erfüllt und an der Pleuelschraube (6b) befestigt wird.Internal combustion engine with at least one cylinder (Z), in which, for the possibility of a reciprocating motion, a piston ( 4 ), whose movement through the connecting rod ( 6 ) in the rotational movement of the crankshaft ( 9 ), each connecting rod ( 6 ) right, when seen on the engine on the front, has an additional part, characterized in that the additional part is preferably in the form of a special nut ( 15 ) and at the connecting rod screw ( 6b ) is attached. Verbrennungsmotor nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speziellmutter (15c) die Außerform vorzugsweise eines Sechsflächners hat.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the special nut ( 15c ) has the outer shape, preferably a six-flattener. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Teil in Form einer Buchse (15a) mit der Bohrung für die Schraube (6b) hat und von der etatmäßigen Mutter (6c) befestigt wird.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the additional part in the form of a bushing ( 15a ) with the bore for the screw ( 6b ) and of the regular mother ( 6c ) is attached. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Teil in Form eines Winkels (15b) mit der Bohrung für die Schraube (6b) hat und von der etatmäßigen Mutter (6c) befestigt wird.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the additional part takes the form of an angle ( 15b ) with the bore for the screw ( 6b ) and of the regular mother ( 6c ) is attached. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Teil (15d) vorzugsweise wie eine Ganze mit der Deckel (6e) herstellt wird.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the additional part ( 15d ) preferably like a whole with the lid ( 6e ) is produced.
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