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Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstes eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Die
DE 601 29 392 T2 offenbart einen Mechanismus für ein variables Verdichtungsverhältnis für eine Hubkolbenverbrennungskraftmaschine, die einen Kolben aufweist. Der Kolben ist durch einen Hub in dem Motor bewegbar und umfasst einen Kolbenbolzen. Die Hubkolbenverbrennungskraftmaschine umfasst eine Kurbelwelle, die die Hin- und Herbewegung des Kolbens in Drehbewegung ändert und einen Kurbelwellenzapfen aufweist. Der Mechanismus umfasst ferner eine Vielzahl von Verbindungen, die den Kolbenbolzen mechanisch mit dem Kurbelwellenzapfen verbinden. Der Mechanismus umfasst eine Steuerwelle, die sich parallel zu einer Achse der Kurbelwelle erstreckt. Es ist ein Exzenternocken vorgesehen, der so an der Steuerwelle angebracht ist, dass eine Mitte der Exzenternockens zu einer Mitte der Steuerwelle exzentrisch ist. Der Mechanismus umfasst ein Steuerglied, das an ein einem ersten Ende mit einer der Vielzahl von Verbindungen verbunden und an einem zweiten Ende mit dem Exzenternocken verbunden ist. Der Mechanismus umfasst ferner einen Aktor, der die Steuerwelle innerhalb eines vorgegebenen geregelten Winkelbereichs antreibt und die Steuerwelle in einer erwünschten Winkelstellung so hält, dass sich ein Verdichtungsverhältnis des Motors durch Antreiben der Steuerwelle in einer ersten Drehrichtung kontinuierlich verringert, wenn sich die Motordrehzahl und/oder die Motorlast von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert ändert. Der zweite Wert ist dabei höher als der erste Wert.
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Ferner treibt der Aktor die Steuerwelle so an und hält sie so, dass sich das Verdichtungsverhältnis durch Antreiben der Steuerwelle in einer zweiten Drehrichtung, entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung kontinuierlich erhöht, wenn sich die Motordrehzahl und/oder die Motorlast von dem zweiten Wert auf den ersten Wert ändert. Es ist ein Abstand von der Mitte der Steuerwelle zu einer Mittellinie des Steuerglieds vorgesehen, wobei die Mittellinie sowohl durch einen Verbindungspunkt des ersten Endes als auch einen Verbindungspunkt des zweiten Endes verläuft. Der Abstand ist, gemessen mit dem Kolben nahe dem oberen Totpunkt, so bemessen, dass sich der Abstand kontinuierlich verkleinert, wenn sich das Verdichtungsverhältnis verringert.
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Darüber hinaus ist aus der
DE 601 27 919 T2 ein Mechanismus zum Erzeugen von variablen Verdichtungsverhältnissen für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor bekannt, der einen Kolben, der über einen Hub in dem Motor bewegt werden kann und einen Kolbenbolzen hat, sowie eine Kurbelwelle enthält. Die Kurbelwelle wandelt Hubbewegungen des Kolbens in Drehbewegungen um und hat einen Kurbelzapfen. Der Mechanismus umfasst eine Vielzahl von Verbindungsgliedern, die den Kolbenbolzen mit dem Kurbelzapfen mechanisch verbinden. Der Mechanismus umfasst eine Steuerwelle, an der ein exzentrischer Nocken so angebracht ist, dass ein Mittelpunkt des exzentrischen Nockens exzentrisch zu einem Mittelpunkt der Steuerwelle ist. Der Mechanismus umfasst ein Steuer-Verbindungsglied, dass am einen Ende mit einer der Vielzahl von Verbindungsgliedern verbunden ist und am anderen Ende mit dem exzentrischen Nocken verbunden ist. Es ist ein Betätigungselement vorgesehen, das die Steuerwelle innerhalb eines vorgegebenen Steuerwinkelbereichs antreibt und die Steuerwelle an einer gewünschten Winkelposition hält, sodass ein Verdichtungsverhältnis des Motors kontinuierlich abnimmt, wenn die Steuerwelle in einer ersten Drehrichtung angetrieben wird, und das Verdichtungsverhältnis kontinuierlich zunimmt, wenn die Steuerwelle in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung angetrieben wird.
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Das Betätigungselement umfasst ein sich hin- und herbewegendes Block-Gleitelement, das an einem ersten Endabschnitt mit der Steuerwelle verbunden ist. Das Betätigungselement umfasst ein Drehelement, das über ein kämmendes Paar von Schraubengewindeabschnitten in kämmendem Eingriff mit dem zweiten Endabschnitt des Gleitelements ist, sodass Drehbewegung des Drehelements in axiale Gleitbewegung des Gleitelements umgewandelt wird, um die Steuerwelle in der ersten oder der zweiten Drehrichtung anzutreiben. Das Betätigungselement umfasst eine Hydraulikdruckkammer die einer axialen Endfläche des zweiten Endabschnitts des Gleitelements zugeordnet ist, sodass der Arbeitsfluiddruck in der Hydraulikkammer das Gleitelement in die gleiche axiale Richtung drückt, wie die Wirkungsrichtung einer sich hin- und herbewegenden Last, die während des Abwärtshubes des Kolbens auf das Gleitelement wirkt, wobei die sich hin – und herbewegende Last während der Aufwärts – und Abwärtsschübe des Kolbens in axialen Richtungen des Gleitelement auf das Gleitelement wirkt.
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Auf derartige Stelleinrichtungen von Verbrennungskraftmaschinen mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis wirken hohe Belastungen, welche insbesondere aus Massen- und Gaskräften resultieren. Diese Belastungen treten insbesondere in Form von Wechselmomenten auf, die die Stelleinrichtungen sehr stark belasten.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine derart weiterzuentwickeln, sodass die Belastung der Stelleinrichtung reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in übrigen Ansprüchen angegeben.
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Eine solche Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, umfasst eine Stellwelle zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses. Dies bedeutet, dass über die Stellwelle der Stelleinrichtung das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar bzw. verstellbar ist. Die Stellwelle ist dabei an zumindest einer Lagerstelle an einem Lagerelement um eine Drehachse relativ zu dem Lagerelement drehbar gelagert. Bei dem Lagerelement handelt es sich beispielsweise um ein Gehäuseteil der Stelleinrichtung.
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Die Stellwelle weist wenigstens einen zur Drehachse exzentrischen Exzenterzapfen auf. Dies bedeutet, dass die Stellwelle als Exzenterwelle ausgebildet ist. Die Stelleinrichtung umfasst ein Übertragungselement, über welches das Verdichtungsverhältnis einstellbar ist und welches an dem Exzenterzapfen um eine weitere Drehachse relativ zu dem Exzenterzapfen drehbar gelagert ist.
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Erfindungsgemäß weist wenigstens eine Lagerstelle mit der die Stellwelle in einem Gehäuseteil (z. B. einem Kurbelgehäuse) gelagert ist, einen Durchmesser auf, durch welchen bzw. infolge dessen, bei von dem Übertragungselement über den Exzenterzapfen auf die Stellwelle in wenigstens einer Wirkrichtung wirkenden Kräften, zumindest im Wesentlichen eine Selbsthemmung der Stellwelle zumindest an dieser Lagerstelle in wenigstens eine Drehrichtung der Stellwelle um ihre Drehachse bewirkbar ist, Mit anderen Worten ist der Durchmesser derart bemessen, dass bei den in der einen Wirkrichtung wirkenden Kräften die Selbsthemmung, oder zumindest nahezu die Selbsthemmung der Stellwelle auftritt.
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Die Selbsthemmung beschreibt dabei einen durch Reibung verursachten Widerstand gegen ein Verrutschen oder ein Verdrehen zweier aneinander liegender Körper. Sobald die Haftreibung überschritten ist, sind die Körper nicht mehr selbsthemmend.
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Infolge der Selbsthemmung kann sich die Stellwelle nicht (mehr) um ihre Drehachse drehen. Dies bedeutet, dass die Kräfte keine Drehung der Stellwelle um ihre Drehachse bewirken. Da die Kräfte über den Exzenterzapfen auf die Stellwelle wirken, wirken sie exzentrisch, das heißt dezentral, zur Drehachse der Stellwelle. Herkömmlicherweise bewirken diese dezentralen Kräfte, welche eine dezentrale Last für die Stelleinrichtung bzw. die Stellwelle darstellen, unerwünschte und insbesondere wechselnde Momente an der Stellwelle. Dadurch, dass die Selbsthemmung oder zumindest nahezu die Selbsthemmung der Stellwelle bewirkt wird, werden die schädlichen und für die Stelleinrichtung belastenden und insbesondere wechselnden Momente sehr gering gehalten und können insbesondere von einem Stellglied zum Drehen der Stellwelle und damit zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses zumindest im Wesentlichen ferngehalten werden.
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Dabei ist eine sorgfältige und präzise Auslegung und Ausgestaltung des Durchmessers der Lagerstelle vorteilhaft um sicherzustellen, dass die Stelleinrichtung hinreichend von den Momenten, insbesondere den Wechselmomenten, entlastet wird, ohne die Stellmomente und/oder Stellkräfte zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses unerwünscht stark zu erhöhen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Stellwelle an einer Mehrzahl von Lagerstellen an dem Lagerelement um die Drehachse relativ zu dem Lagerelement drehbar gelagert, wobei die Stellwelle in Längserstreckungsrichtung zwischen den Lagerstellen zumindest im Wesentlich drehelastisch ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass ein erster, im Bereich einer ersten der Lagerstellen angeordneter Bereich der Stellwelle relativ zu einem zweiten, im Bereich einer zweiten, auf die erste Lagerstelle folgenden der Lagerstellen angeordneter Bereich der Stellwelle bei an der ersten Lagerstelle bewirkter und an der zweiten Stelle unbewirkter Selbsthemmung verdrehbar ist. Da die Stellwelle immer wieder zeitlich sowie örtlich in Abhängigkeit von entsprechenden Brennräumen, insbesondere Zylindern, der Verbrennungskraftmaschine, über welche die geschilderten Kräfte wirken, in ihre Selbsthemmung geht und sich nicht drehen kann, ist es durch die drehelastische Ausbildung und so gestaltete Drehelastizitäten der Stellwelle zwischen den Lagerstellen sowie zwischen einer ersten der Lagerstellen und dem Stellglied möglich, dass sich eine durch das Stellglied vorgegebene Drehung der Stellwelle um ihre Drehachse von Lagerstelle zu Lagerstelle und damit von Brennraum zu Brennraum von Anfang der Stellwelle bis zum Ende fortsetzen kann, wenn die wechselnden Kräfte bzw. Momente auf die Lagerstellen durch ihre Nulldurchgänge gehen.
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Bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung ist es somit auf einfache und kostengünstige Weise ermöglicht, die schädlichen Wechselmomente bereits innerhalb der Stelleinrichtung und innerhalb eines Gehäuses der Stelleinrichtung zumindest weitgehend kurzzuschließen und somit die Belastungen auf die Stelleinrichtung insbesondere auf das Stellglied gering zu halten oder zu vermeiden. Gegebenenfalls durch diese Maßnahme höher aufzubringende Stellmomente in einer Richtung, sind dabei besonders leicht und kostengünstig durch eine entsprechende Auslegung und Ausgestaltung des Stellglieds kompensierbar. Das Stellglied ist dabei beispielsweise als elektromechanisches Stellglied, insbesondere als Elektromotor, ausgebildet. Ebenso ist des möglich, dass das Stellglied hydraulisch betätigbar ist. Anderweitige Ausgestaltungen sind ebenso möglich.
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Die Stelleinrichtung kann ebenso ein Getriebe und gegebenenfalls eine Kupplung umfassen, über welche das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Damit werden das gegebenenfalls vorhandene Getriebe und/oder die gegebenenfalls vorhandene Kupplung besonders gering belastet, da die Wechselmomente gering gehalten oder vermieden werden.
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Vorteilhafterweise ist zwischen den Lagerteilen eine Drainageeinrichtung vorgesehen, mittels welcher Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, von den Lagerteilen abführbar ist. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte Drainagemöglichkeit für das Schmieröl geschaffen. Dies kann beispielsweise durch entsprechend gestaltete Ölnuten, welche beispielsweise tannenbaumförmig ausgebildet sind, vorgesehen sein. Ebenso möglich ist es, poröses Material, zum Beispiel Sinterwerkstoff, zu verwenden, um Schmiermittel besonders effizient und effektiv von einem Bereich zwischen den Lagerteilen abzuführen. Die Drainageeinrichtung ermöglicht es, dass sich in einen Schmierspalt zwischen den Lagerteilen eingesaugtes Schmieröl infolge von Pumpbewegungen der Stellwelle schnell entweichen kann, um die erwünschte Selbsthemmung in den dafür vorgesehenen Bereichen nicht durch einen Schmierölfilm zu behindern.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit einer Darstellung von auf die Stelleinrichtung wirkenden Kräften;
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2 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Stelleinrichtung gemäß 1; und
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3 ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Drehbewegung einer Stellwelle der Stelleinrichtung gemäß der 1 und 2, wodurch dass Verdichtungsverhältnis variabel eingestellt wird.
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Die 1 und 2 zeigen eine Stelleinrichtung 10 zum variablen Einstellen von jeweiligen Verdichtungsverhältnissen jeweiliger Zylinder einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist dabei eine Mehrzahl von Zylindern auf, in welchen jeweilige Kolben translatorisch relativ zu den Zylindern bewegbar aufgenommen sind. Die Kolben sind über jeweilige Kolbenbolzen mit jeweiligen Pleueln gelenkig gekoppelt. Die Pleuel sind dabei wiederum mit jeweiligen Querhebeln der Stelleinrichtung 10 gelenkig gekoppelt. Die Querhebel sind an jeweiligen Hubzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine relativ zu den Hubzapfen drehbar gelagert.
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Infolge dieser Kopplung der Kolben über die Pleuel und die Querhebel mit der Kurbelwelle können translatorische Bewegungen der Kolben in den Zylindern in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umgewandelt werden. Dazu ist die Kurbelwelle um eine Drehachse relativ zu einem Kurbelgehäuse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine drehbar an dem Kurbelgehäuse gelagert.
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Die einerseits gelenkig mit den Pleueln gekoppelten Querhebel sind andererseits gelenkig mit jeweiligen Nebenpleuel 12 der Stelleinrichtung 10 gelenkig gekoppelt. Die Nebenpleuel 12 wiederum sind an Exzentern 14 einer Verstellwelle 16 der Stelleinrichtung 10 um jeweilige Drehachsen 18 relativ zu den Exzentern 14 drehbar gelagert. Die Verstellwelle 16 wiederum ist an einem Gehäuse der Stelleinrichtung 10, welches das Kurbelgehäuse sein kann, um eine Drehachse 20 relativ zu dem Gehäuse drehbar gelagert. Wie der 2 zu entnehmen ist, sind die Drehachsen 18 exzentrisch zur Drehachse 20.
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Die Stelleinrichtung 10 umfasst einen Steller 23, welcher über eine Kupplung 28 drehfest mit der Verstellwelle 16 gekoppelt ist. Dadurch kann der Steller 22 die Verstellwelle 16 antreiben und um ihre Drehachse 20 drehen. Dies bewirkt über die Nebenpleuel 12 eine translatorische Verschiebung der Kolben in den Zylindern relativ zu den Zylindern, wodurch die jeweiligen Verdichtungsverhältnisse der Zylinder variabel eingestellt und an thermodynamische Erfordernisse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine angepasst werden können.
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Während des Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine treten, bedingt durch Massen- und Gaskräfte, hohe Wechselmomente auf. Besonders die Massenkräfte wechseln mit der zweiten Ordnung der Drehzahl der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ihre Richtung und können daher Momente an der Verstellwelle 16 mit wechselndem Vorzeichen, so genannte Wechselmomente, hervorrufen. Falls keine entsprechenden Vorkehrungen getroffen sind, können diese Wechselmomente den Steller 23 stark belasten.
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In der 1 ist eine, insbesondere durch die Massenkräfte bedingte und über die Kolben, die Pleuel und die Nebenpleuel 12 auf die Stelleinrichtung 10 und insbesondere auf die Verstellwelle 16 wirkende Kraft F schematisch dargestellt. In der 1 ist auch eine von mehreren Hauptlagern 22 erkennbar, über welche die Verstellwelle 16 an entsprechenden Hauptlagerstellen 24 an dem Gehäuse der Stelleinrichtung 10 um die Drehachse 20 drehbar gelagert ist. Bezogen auf die Drehachse 20 weisen die Hauptlagerstellen 24 jeweilige Durchmesser und damit jeweilige Radien R' auf.
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Wird ausgehend von einem Radius R, welcher kleiner ist als der Radius R', dieser Radius R hin zu dem Radius R' vergrößert, so verkleinert sich dabei, bei gleich bleibender Kraft F auf die Exzenter 14 und gleich bleibender Exzentrizität e, der Winkel α' zwischen Normalmalkraft F'N und der Kraft F. Gleichzeitig nimmt die tangential wirkende Reibkraft F'R ab. Sie wirkt auf dem größeren Radius R' und erzeugt zumindest annähernd das gleiche Reibmoment, wie eine auf den kleinen Radius R bezogene Reibkraft FR (auf dem Radius R).
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Infolge der relativ großen Ausgestaltung der Radius R' der Hauptlager 22 befindet sich die Kraft F nun allerdings innerhalb des Reibungswinkels αmax, der durch den Reibungskoeffizienten μ zumindest im Wesentlichen bestimmt wird, bei dem noch kein Gleiten, das heißt noch kein Drehen der Verstellwelle 16 um ihre Drehachse 20 eintritt.
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Die Hauptlager 22 sind dabei als jeweilige Gleitlager ausgebildet, welche zwei relativ zueinander bewegbare Lagerteile umfassen, über die die Verstellwelle 16 in dem Gehäuse gelagert ist. Der Reibungskoeffizient μ bezieht sich dabei auf den Reibungskoeffizienten μ zwischen diesen Lagerteilen und wird insbesondere durch die jeweilige Werkstoffe der Lagerteile beeinflusst.
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Eine Kraft FM, die das unerwünschte und störende Gegenmoment, das heißt die unerwünschten Wechselmomente, auf den Steller 22 generiert, tritt nun im Vergleich zum kleineren Radius R nicht mehr auf. Die Hauptlager 22 bzw. dasjenige Hauptlager 22, an dem die geschilderten Bedingungen gegeben sind, befindet sich nun im Zustand der Selbsthemmung. Dies bedeutet, dass sich die Verstellwelle 16 zumindest an diesem Hauptlager 22 nicht um die Drehachse 20 drehen kann.
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Der Winkel αmax ist dabei zumindest im Wesentlichen von den Werkstoffeigenschaften der Lagerteile und von Umgebungsbedingungen, beispielsweise von einer Schmierung der Lagerteile, abhängig. Dabei gilt: FR = F × sinα = FN × μ FN = F × cosa F × sinα = F × cosα × μ sinα/cosα = μ und daher: αmax = arc tanμ
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Ein Mindestradius R'min der Hauptlager 22, ab dem gerade Selbsthemmung unter allen Umständen eintritt, also auch dann, wenn die Exzentrizität e gerade einen rechten Winkel zur wirkenden Kraft F einnimmt, ergibt sich aus: R'min × sind αmax = e also: R'min = e/sin αmax R'min = e/sin arc tanμ oder R'min ~ e/v
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Es kann dabei vorteilhaft sein, eine Selbsthemmung nicht unter allen Umständen anzustreben, da in diesem Fall zwar keine Wechselmomente mehr auf den Steller 23 wirken, die Stellmomente zum Verstellen und Einstellen des Verdichtungsverhaltnisses bzw. der Verdichtungsverhältnisse aber wegen einer unerwünscht hohen Reibung unerwünscht groß werden könnten. Besonders vorteilhaft ist dabei der Bereich 0,5R'min < R' < 1,2 R'min
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Um die Drehbewegung ausgehend vom Steller 23 vorteilhafterweise trotz der temporären Selbsthemmung an den einzelnen Hauptlagerstellen 24 auf alle Exzenter 14 der Verstellwelle 16 zu übertragen, sind zwischen den Hauptlagern 22 und zwischen dem Steller 23 und der Verstellwelle 16 drehelastische Bereiche 26 vorgesehen.
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Bei diesen drehelastischen Bereichen 26 handelt es sich um Drehelastizitäten, welche relativ zueinander im Rahmen der Elastizität verdreht werden können. Die Drehelastizitäten können dabei durch gezielte örtliche Verschlankungen, das heißt Querschnittsverengungen, der Verstellwelle 16 gebildet sein, wodurch eine etwaige bereits vorhandene Drehelastizität der Verstellwelle 16 gezielt erhöht ist.
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In der 1 ist auch ein Nebenpleuellager 52 zu erkennen, über welches das bzw. die Nebenpleuel 12 an dem korrespondierenden Exzenter 14 gelagert sind. Das Nebenpleuellager 52 weist dabei bezogen auf die Drehachse 18 der Exzenter 14 einen entsprechenden, durch einen Radius r charakterisierten Durchmesser auf.
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Wie der 3 zu entnehmen ist, können sich dann Drehstellungen des Stellers, insbesondere eines Rotors des Stellers, mit gewissen Verzögerungen auf alle Hauptlager 22 und Exzenter 14 der Verstellwelle 16 übertragen.
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Die 3 zeigt ein Schaubild 30, auf dessen Abszisse 32 Umdrehungen der Kurbelwelle gemäß einem Richtungspfeil 34 ansteigend aufgetragen sind. Auf der Ordinate 36 des Schaubilds 30 sind Winkelstellungen der Verstellwelle 16 gemäß einem Richtungspfeil 38 ansteigend aufgetragen. Ein Verlauf 40 charakterisiert dabei die Winkelstellungen des Stellers 23, während Verläufe 42, 44, 46, 48 und 50 jeweilige Verstellwinkel der beispielsweise fünf Hauptlager 22 der Verstellwelle 16 zeigen. Dabei wird beispielsweise angenommen, dass sich eines der Hauptlager 22, sobald dieses frei wird und die Selbsthemmung nicht mehr gegeben ist, insbesondere reibungsbedingt in die Mitte zwischen Winkelstellungen der benachbarten Hauptlager 22 einstellt. Weiterhin wird angenommen, dass sich die Hauptlager 22 im Bereich der Totpunkte (+/–30° KW [Grad Kurbelwinkel]) der jeweiligen Kolben durch Massenkräfte und zusätzlich während des gesamten Arbeitstaktes in Selbsthemmung befinden. Die damit in der Simulation auftretenden leichten Abweichungen der Hauptlager – bzw. Exzenterpositionen untereinander sind tolerabel. Der Einfluss auf die Verdichtungsverhältnisse der einzelnen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine ist gering, da die Abweichungen der Verdrehwinkel in der Simulation stark vergrößert dargestellt werden. Dennoch ist die Verstellgeschwindigkeit ausreichend groß, denn die Phasen der Selbsthemmung und Freigabe der Lagerstellen erfolgen zeitlich sehr schnell hintereinander.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stelleinrichtung
- 12
- Nebenpleuel (Übertragungselement)
- 14
- Exzenter
- 16
- Verstellwelle
- 18
- Drehachse
- 20
- Drehachse
- 22
- Hauptlager
- 23
- Steller
- 24
- Hauptlagerstelle
- 26
- Bereich
- 28
- Kupplung
- 30
- Schaubild
- 32
- Abszisse
- 34
- Richtungspfeil
- 36
- Ordinate
- 38
- Richtungspfeil
- 40
- Verlauf
- 42
- Verlauf
- 44
- Verlauf
- 46
- Verlauf
- 48
- Verlauf
- 50
- Verlauf
- 52
- Nebenpleuel
- F
- Kraft
- F'N
- Normalkraft
- F'R
- Reibkraft
- FM
- Moment erzeugende Kraft Winkel
- αmax
- Winkel
- R
- Radius
- R'
- Radius Reibungskoeffizient
- r
- Radius
- e
- Exzentrizität
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 60129392 T2 [0002]
- DE 60127919 T2 [0004]
