DE102014214185A1 - Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism - Google Patents

Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism Download PDF

Info

Publication number
DE102014214185A1
DE102014214185A1 DE102014214185.0A DE102014214185A DE102014214185A1 DE 102014214185 A1 DE102014214185 A1 DE 102014214185A1 DE 102014214185 A DE102014214185 A DE 102014214185A DE 102014214185 A1 DE102014214185 A1 DE 102014214185A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
external gear
combustion engine
internal combustion
outer gear
reciprocating internal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014214185.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Manfred Holzmann
Walter Hübner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102014214185.0A priority Critical patent/DE102014214185A1/en
Publication of DE102014214185A1 publication Critical patent/DE102014214185A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/32Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02Engines with prolonged expansion
    • F02B41/04Engines with prolonged expansion in main cylinders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Vier-Takt-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbeltrieb, mit dem ein Kolben über einen Hubzapfen und ein Pleuel in einem Zylinder der Brennkraftmaschine hubbeweglich lageveränderbar ist, wobei der Hubzapfen verdrehgesichert in einer radial in einem ersten Außenzahnrad angeordneten weitgehend geradlinigen Kulisse geführt ist, wobei das erste Außenzahnrad um eine Drehachse drehbar ist und ein zweites um die Drehachse drehbares Außenzahnrad vorgesehen ist, mit einer auf der dem Kolben zugewandten Stirnseite weitgehend runden exzentrisch angeordneten Kulisse, in die der Hubzapfen eingreift, wobei ein drittes, mit einem vierten Außenzahnrad drehfest verbundenes Außenzahnrad vorgesehen ist, wobei das dritte Außenzahnrad mit dem ersten Außenzahnrad und das vierte Außenzahnrad mit dem zweiten Außenzahnrad kämmt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der Wirkungsgrad der Vier-Takt-Hubkolben-Brennkraftmaschine verbessert.Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism, with which a piston via a crank pin and a connecting rod in a cylinder of the internal combustion engine is displaceable positionally variable, wherein the crank pin is guided against rotation in a radially arranged in a first outer gear largely rectilinear backdrop, wherein the first external gear is rotatable about an axis of rotation and a second about the axis of rotation rotatable outer gear is provided with a on the piston facing end face largely round eccentric backdrop, in which engages the crank pin, wherein a third, provided with a fourth external gear rotatably connected external gear with the third outer gear meshing with the first outer gear and the fourth outer gear meshing with the second outer gear. The inventive design, the efficiency of the four-stroke reciprocating internal combustion engine is improved.

Description

Die Erfindung betrifft eine Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbeltrieb mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism with the features of the preamble of patent claim 1.

Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf das amerikanische Patent US1,326,129 hingewiesen. Aus diesem Patent ist eine Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbeltrieb bekannt, der über Zahnräder derart ausgelegt ist, dass der Kolben einen größeren Expansionshub als den Kompressionshub durchführt.For technical environment is for example on the American patent US1,326,129 pointed. From this patent, a four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism is known, which is designed via gears such that the piston performs a larger expansion stroke than the compression stroke.

Die Durchmesser der Zahnräder (Wälzkreisdurchmesser) sind in negativer Weise durch den Kurbelradius der Kurbelwelle und das Durchmesserverhältnis der Zahnräder eindeutig definiert und nicht veränderbar. Darüber hinaus ist der sinusförmige Hubverlauf durch den Kurbelradius, den Exzenter und die Pleuellänge festgelegt.The diameters of the gears (Wälzkreisdurchmesser) are clearly defined by the crank radius of the crankshaft and the diameter ratio of the gears and not changeable. In addition, the sinusoidal stroke profile is determined by the crank radius, the eccentric and the connecting rod length.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, o. g. Nachteile zu vermeiden.The object of the present invention is o. G. To avoid disadvantages.

Diese Aufgabe ist durch einen Kurbeltrieb mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a crank mechanism with the features of the characterizing part of patent claim 1.

In vorteilhafter Weise sind die Durchmesser des ersten und des zweiten Zahnrades unter Berücksichtigung der Übersetzung frei wählbar. Darüber hinaus ist in vorteilhafter Weise der sinusförmige Hubverlauf durch die Ausführung der geradlinigen Kulisse, einer Führungsspur in dem zweiten Zahnrad, in gewissen Grenzen einstellbar.Advantageously, the diameters of the first and the second gear, taking into account the translation freely selectable. In addition, in an advantageous manner, the sinusoidal stroke course is adjustable within certain limits by the design of the straight-line link, a guide track in the second gearwheel.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

So sind die Ausführungen gemäß den Patentansprüchen 2 und 3 besonders bevorzugte Ausführungsvarianten.Thus, the embodiments according to claims 2 and 3 are particularly preferred embodiments.

Weiter beträgt das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Außenzahnrad gemäß Patentanspruch 4 bevorzugt den Faktor 2:1.Further, the transmission ratio between the first and the second external gear according to claim 4 is preferably the factor 2: 1.

Um eine einseitige Belastung des Kurbeltriebs bzw. des Pleuels zu vermeiden ist gemäß Patentanspruch 5 bevorzugt spiegelbildlich zum Pleuel ein zweiter Kurbeltrieb vorgesehen.In order to avoid a one-sided loading of the crank mechanism or the connecting rod, a second crank drive is preferably provided in mirror image to the connecting rod according to claim 5.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in zwei Figuren näher erläutert.In the following the invention with reference to an embodiment in two figures is explained in more detail.

1 zeigt eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Kurbeltriebs für eine Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine. 1 shows an exploded view of a crank mechanism according to the invention for a four-stroke reciprocating internal combustion engine.

2 zeigt schematisch den Hubverlauf des Kolbens über 720° Kurbelwinkel. 2 schematically shows the stroke of the piston over 720 ° crank angle.

1 zeigt eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Kurbeltriebs 1 für eine Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine. Mit dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb 1 ist ein Kolben 2 über einen Hubzapfen 3 und ein Pleuel 4 in einem Zylinder der nicht dargestellten Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine hubbeweglich lageveränderbar. Der Hubzapfen 3 ist verdrehgesichert durch einen nicht separat bezifferten Vierkant in einer radial in einem ersten Außenzahnrad 5 angeordneten, weitgehend geradlinigen Kulisse 6 geführt. Das erste Außenzahnrad 5 ist um eine Drehachse 7 drehbar. Weiter ist ein zweites, um die Drehachse 7 drehbares Außenzahnrad 8 vorgesehen, mit einer auf der dem Kolben 2 zugewandten Stirnseite weitgehend runden exzentrisch angeordneten Kulisse 9. In diese weitgehend runde, exzentrisch angeordnete Kulisse 9 greift eine Verlängerung des Hubzapfens 3 ein, der am Ende zylindrisch ausgeführt ist. Weiter ist ein drittes 10, mit einem vierten Außenzahnrad 11 drehfest verbundenes Außenzahnrad vorgesehen. Das dritte Außenzahnrad 10 kämmt mit dem ersten Außenzahnrad 5 und das vierte Außenzahnrad 11 kämmt mit dem zweiten Außenzahnrad 8. 1 shows an exploded view of a crank mechanism according to the invention 1 for a four-stroke reciprocating internal combustion engine. With the crank mechanism according to the invention 1 is a piston 2 via a crankpin 3 and a connecting rod 4 in a cylinder of the not shown four-stroke reciprocating internal combustion engine liftable variable position. The crankpin 3 is secured against rotation by a not numbered square in a radially in a first outer gear 5 arranged, largely linear backdrop 6 guided. The first external gear 5 is about a rotation axis 7 rotatable. Next is a second, about the axis of rotation 7 rotatable external gear 8th provided with one on the the piston 2 facing end face largely round eccentric backdrop 9 , In this largely round, eccentrically arranged backdrop 9 engages an extension of the crank pin 3 a, which is cylindrical at the end. Next is a third 10 , with a fourth external gear 11 rotatably connected external gear provided. The third external gear 10 meshes with the first external gear 5 and the fourth external gear 11 meshes with the second external gear 8th ,

Weiter weist das zweite Außenzahnrad 8 einen koaxial umlaufenden Einstich auf, in dem das erste Außenzahnrad 5 geführt ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch das erste Außenzahnrad 5 diese koaxiale Nut aufweisen. Somit ist entweder das erste Außenzahnrad 5 im zweiten Außenzahnrad 8 oder das zweite Außenzahnrad 8 in dem ersten Außenzahnrad 5 drehbeweglich gelagert. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Außenzahnrad 5, 8 beträgt 2:1. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist spiegelbildlich zum Pleuel 4 ein zweiter Kurbeltrieb 12 vorgesehen. Somit ist eine gleichmäßige Belastung der Kurbeltriebe 1, 12 gewährleistet. Sämtliche Bauelemente können beispielsweise aus einem Eisenwerkstoff dargestellt werden, wie sie aus dem Maschinenbau bekannt sind.Next, the second external gear 8th a coaxial circumferential groove in which the first external gear 5 is guided. In a further embodiment, the first external gear can also 5 have this coaxial groove. Thus, either the first external gear 5 in the second external gear 8th or the second external gear 8th in the first external gear 5 rotatably mounted. A gear ratio between the first and the second external gear 5 . 8th is 2: 1. In the embodiment shown here is a mirror image of the connecting rod 4 a second crank mechanism 12 intended. Thus, a uniform load of the crank mechanisms 1 . 12 guaranteed. All components can be represented for example from a ferrous material, as they are known from mechanical engineering.

2 zeigt schematisch den Hubverlauf des Kolbens 2 zwischen 0° und 720° Kurbelwinkel. Wie aus 2 erkennbar ist, weist der erfindungsgemäße Kurbeltrieb in der Expansionsphase (360° bis 720°) einen doppelt so hohen Hubverlauf auf wie im Ansaugtakt (0° bis 360°) auf. Das Hubverhältnis muss nicht zwingend 2:1 sein, auch 1,6:1 bis 2,5:1 ist darstellbar. Somit lässt sich ein deutlich besserer Wirkungsgrad für eine Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine darstellen. 2 shows schematically the stroke course of the piston 2 between 0 ° and 720 ° crank angle. How out 2 can be seen, the crank mechanism according to the invention in the expansion phase (360 ° to 720 °) on a twice as high stroke course as in the intake stroke (0 ° to 360 °). The stroke ratio does not necessarily have to be 2: 1, even 1.6: 1 to 2.5: 1 can be displayed. Thus, a much better efficiency for a four-stroke reciprocating internal combustion engine can be represented.

Im Gegensatz zum Stand der Technik sind die Durchmesser der Außenzahnräder unter Berücksichtigung der Übersetzung frei wählbar. Der sinusförmige Hubverlauf des Kolbens 2 ist durch die Ausführung der runden Kulisse 9 im zweiten Außenzahnrad 8 in gewissen Grenzen einstellbar. In contrast to the prior art, the diameters of the external gears are freely selectable taking into account the translation. The sinusoidal stroke course of the piston 2 is by the execution of the round backdrop 9 in the second external gear 8th adjustable within certain limits.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kurbeltriebcrankshaft
22
Kolbenpiston
33
Hubzapfencrank pins
44
Pleuelpleuel
55
erstes Außenzahnradfirst external gear
66
geradlinige Kulissestraightforward backdrop
77
Drehachseaxis of rotation
88th
zweites Außenzahnradsecond external gear
99
runde Kulisseround backdrop
1010
drittes Außenzahnradthird external gear
1111
viertes Außenzahnradfourth external gear
1212
zweiter Kurbeltriebsecond crank mechanism

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 1326129 [0002] US 1326129 [0002]

Claims (5)

Vier-Takt-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbeltrieb (1), mit dem ein Kolben (2) über einen Hubzapfen (3) und ein Pleuel (4) in einem Zylinder der Brennkraftmaschine hubbeweglich lageveränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzapfen (3) verdrehgesichert in einer radial in einem ersten Außenzahnrad (5) angeordneten weitgehend geradlinigen Kulisse (6) geführt ist, wobei das erste Außenzahnrad (5) um eine Drehachse (7) drehbar ist und ein zweites um die Drehachse (7) drehbares Außenzahnrad (8) vorgesehen ist, mit einer auf der dem Kolben (2) zugewandten Stirnseite weitgehend runden exzentrisch angeordneten Kulisse (9), in die der Hubzapfen (3) eingreift, wobei ein drittes (10), mit einem vierten Außenzahnrad (11) drehfest verbundenes Außenzahnrad vorgesehen ist, wobei das dritte Außenzahnrad (10) mit dem ersten Außenzahnrad (5) und das vierte Außenzahnrad (11) mit dem zweiten Außenzahnrad (8) kämmt.Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism ( 1 ), with which a piston ( 2 ) via a crankpin ( 3 ) and a connecting rod ( 4 ) is positionally movable in a cylinder of the internal combustion engine, characterized in that the crankpin ( 3 ) secured against rotation in a radially in a first external gear ( 5 ) arranged largely linear backdrop ( 6 ), wherein the first external gear ( 5 ) about a rotation axis ( 7 ) is rotatable and a second about the axis of rotation ( 7 ) rotatable external gear ( 8th ), with one on the piston ( 2 ) facing end face largely round eccentrically arranged backdrop ( 9 ) into which the crankpin ( 3 ), with a third ( 10 ), with a fourth external gear ( 11 ) is provided rotatably connected external gear, wherein the third external gear ( 10 ) with the first external gear ( 5 ) and the fourth external gear ( 11 ) with the second external gear ( 8th ) combs. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Außenzahnrad (8) in dem ersten Außenzahnrad (5) drehbeweglich gelagert ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the second external gear ( 8th ) in the first external gear ( 5 ) is mounted rotatably. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außenzahnrad (5) in dem zweiten Außenzahnrad (8) drehbeweglich gelagert ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the first external gear ( 5 ) in the second external gear ( 8th ) is mounted rotatably. Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten (5) und dem zweiten Außenzahnrad (8) den Faktor 2:1 beträgt.Internal combustion engine according to one of the claims 1 to 3, characterized in that a transmission ratio between the first ( 5 ) and the second external gear ( 8th ) is the factor 2: 1. Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass spiegelbildlich zum Pleuel (4) ein zweiter Kurbeltrieb (12) vorgesehen ist.Internal combustion engine according to one of the claims 1 to 4, characterized in that a mirror image of the connecting rod ( 4 ) a second crank drive ( 12 ) is provided.
DE102014214185.0A 2014-07-22 2014-07-22 Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism Withdrawn DE102014214185A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014214185.0A DE102014214185A1 (en) 2014-07-22 2014-07-22 Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014214185.0A DE102014214185A1 (en) 2014-07-22 2014-07-22 Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014214185A1 true DE102014214185A1 (en) 2016-01-28

Family

ID=55065340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014214185.0A Withdrawn DE102014214185A1 (en) 2014-07-22 2014-07-22 Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014214185A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018118322B4 (en) 2018-07-30 2022-02-17 ATARAXIA GmbH Crank mechanism for a four-stroke reciprocating internal combustion engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1326129A (en) 1919-12-23 Internal-combustion engine
DE19607920A1 (en) * 1996-03-01 1997-09-04 Bayerische Motoren Werke Ag Hypocycloidal crank mechanism for reciprocating piston machines, in particular internal combustion engines
WO2002027163A1 (en) * 2000-09-29 2002-04-04 Peter Robert Raffaele Internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1326129A (en) 1919-12-23 Internal-combustion engine
DE19607920A1 (en) * 1996-03-01 1997-09-04 Bayerische Motoren Werke Ag Hypocycloidal crank mechanism for reciprocating piston machines, in particular internal combustion engines
WO2002027163A1 (en) * 2000-09-29 2002-04-04 Peter Robert Raffaele Internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018118322B4 (en) 2018-07-30 2022-02-17 ATARAXIA GmbH Crank mechanism for a four-stroke reciprocating internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011018166A1 (en) Device for changing a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine
DE102013112983A1 (en) Variable compression ratio device and internal combustion engine using same
DE102012113004A1 (en) VARIABLE-COMPRESSION RATIO DEVICE
DE102014013382A1 (en) Device for changing the dead center positions of a piston connected to a crankshaft via a connecting rod within a cylinder
DE102012113200A1 (en) Variable compression ratio device
DE102014214185A1 (en) Four-stroke reciprocating internal combustion engine with a crank mechanism
DE102020110793A1 (en) Crankshaft with oil supply
DE102016212064A1 (en) Device for changing a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine
DE102017200924A1 (en) Opposed piston engine
DE102015210597A1 (en) Reciprocating engine and motor vehicle
DE102017200918B4 (en) Crank mechanism for a reciprocating internal combustion engine
DE102013009430A1 (en) Internal combustion engine and method for operating the same
DE102012007465A1 (en) Internal combustion engine
DE672398C (en) Hose made of inner armor with wire mesh and manufacturing process
DE413309C (en) Rotary compressor for explosion engines
DE10242228A1 (en) Compact piston crank drive has a drive shaft with cranked drive with a pinion with gear teeth meshing with an outer ring attached to a piston
DE102014214188A1 (en) Crank drive for a reciprocating internal combustion engine
DE102016123309A1 (en) internal combustion engine
DE102017128572B4 (en) Combustion engine with rotary valves for gas exchange
DE102014015884B3 (en) Multi-joint crank drive for a row cylinder block of an internal combustion engine and corresponding internal combustion engine
DE308193C (en)
DE102016221603A1 (en) Thrust bearing for a synchronous shaft
DE102015219886A1 (en) Engine block of an internal combustion engine
DE962838C (en) Oil supply to crankshafts in internal combustion engines, especially for motor vehicles
DE202010011581U1 (en) Reciprocating engine with periodically changing piston stroke and crank lever crank mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination