DE102015011724A1

DE102015011724A1 - pleuel

Info

Publication number: DE102015011724A1
Application number: DE102015011724.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2016-07-07

Abstract

Pleuel eines Verbrennungsmotors oder anderer Kolbenmaschine besteht aus der Pleuelstange mit einer Abbiegung, den Pleuelkopf mit der Buchse und Pleuelfuß mit dem Deckel und der Einlagen, wobei die Abbiegung mit dem Pleuelkopf durch dem Zwischenteil sich verbinden; der Zwischenteil und die Abbiegung finden rechts von der Längsachse der Pleuelstange bei der Drehung der Kurbelwelle (Kw) im Uhrzeigersinn statt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen (10ob), (10un) an den gegenliegenden Stirnseiten vorzugsweise die Schräge (10a) bei der Fläche der Teilung (T1) des Pleuelfußes (2) mit dem Deckel (3) senkrecht relativ von der Längspleuelachse (Z-Z) haben.Connecting rod of an internal combustion engine or other piston engine consists of the connecting rod with a bend, the connecting rod with the socket and connecting rod with the lid and the deposits, the turn with the connecting rod through the intermediate part to connect; the intermediate part and the turn take place to the right of the longitudinal axis of the connecting rod in the clockwise rotation of the crankshaft (Kw), characterized in that the inserts (10ob), (10un) on the opposite end faces preferably the slope (10a) in the area the pitch (T1) of the connecting rod (2) with the lid (3) perpendicular relative to the Längspleuelachse (ZZ) have.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet des Maschinenbaus unter anderen den Details der Kolbenverbrennungsmotoren und anderen Kolbenmaschinen, insbesondere, der Konstruktion des Pleuels, in dem mit Hilfe der Umverteilung der Masse seines Materials die Realisierung der Innerreserven für die Verbesserung der ökologischen und ökonomischen Kennziffern der Motoren ermöglicht. Diese Erfindung kann in verschiedenen Motoren eingesetzt werden, unabhängig von der Zielsetzung, der Kraftstoffart, des Durchmessers und Zylinderplatzierung. Die Anwendung ist sowohl für Motoren in der Serienproduktions- und Entwicklungsphase als auch für die sich in Betrieb befindenden Motoren möglich, sowie auch für die Kompressoren und anderen Kolbenmaschinen.The invention relates to the field of mechanical engineering, among other things, the details of reciprocating internal combustion engines and other reciprocating engines, in particular, the construction of the connecting rod, in which by means of the redistribution of the mass of its material allows the realization of internal reserves for the improvement of the ecological and economic parameters of the engines. This invention can be used in various engines, regardless of the objective, fuel type, diameter and cylinder placement. The application is possible both for engines in the series production and development phase as well as for the engines in operation, as well as for the compressors and other piston engines.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt ist die symmetrische Form des Pleuels mit der Anordnung des Schwerpunktes an der Symmetrieachse, zum Beispiel im Buch von Dr. Alfred Urlaub „Verbrennungsmotoren, Grundlagen, Verfahrenstheorie, Konstruktion„ Springer-Verlag Berlin Heidelberg, New York, London Paris, Tokio, Hong Kong ...” u. a., Seite 142, Bild 7.11a . Dabei gemäß dem Patent DE 10 2006 061 484 B3 , Absatz [0007]: „Der höchste Druck und entsprechend die maximale Kraft auf dem Kolben ist in einem Zylinder während des Ausganges des Arbeitshubs, das heißt im Augenblick des Austrittes von oberem Totpunkt. Das Drehmoment von dieser höchsten Druck ist jedoch Null in allen traditionellen Verbrennungsmotoren, weil die Pleuelstange und der Kurbel der Kurbelwelle in diesem Augenblick auf der einzigen geraden Linie liegen und deshalb der Vektor dieser Kraft die Drehachse der Kurbelwelle passiert. Das Drehmoment nähert sich dem Nennwert nur bei dem Wenden der Kurbelwelle um ca. 15–70 Winkelgrad, wann der Druck im Zylinder schon 50–20% von der höchsten Kraft ist. Diese Verluste vermindern den effektiven Druck”. Dabei bestimmt unvermeidlich das Fehlen der Bewegung bei Vorhandensein maximale Kraft die Schläge in der Pleuelstange und ihren Verbindungen mit den Kolbenbolzen und Kurbelzapfen. Es ist offensichtlich, dass diese Verluste die Hauptversache des allbekante niedrigen Wirkungsgrades aller traditionellen Verbrennungsmotoren (20–45%) sind.Known is the symmetrical shape of the connecting rod with the arrangement of the center of gravity on the axis of symmetry, for example in Book by dr. Alfred Urlaub "Combustion Engines, Fundamentals, Process Theory, Construction" Springer-Verlag Berlin Heidelberg, New York, London Paris, Tokyo, Hong Kong ... "etc., page 142, Figure 7.11a , In accordance with the patent DE 10 2006 061 484 B3 Paragraph [0007]: "The highest pressure and, correspondingly, the maximum force on the piston is in a cylinder during the output of the power stroke, ie at the moment of top dead center exit. The torque from this highest pressure, however, is zero in all traditional internal combustion engines because the connecting rod and crank of the crankshaft are at that moment on the single straight line and therefore the vector of that force passes the axis of rotation of the crankshaft. The torque approximates the nominal value only when the crankshaft turns by about 15-70 angular degrees when the pressure in the cylinder is already 50-20% of the highest force. These losses reduce the effective pressure ". Inevitably, the absence of movement in the presence of maximum force determines the strokes in the connecting rod and their connections to the piston pins and crankpins. It is obvious that these losses are the main failure of the well-known low efficiency of all traditional internal combustion engines (20-45%).

Das Fehlen des Drehmomentes im Augenblick des Anfangs des Arbeitshubs in jedem Zylinder eines traditionellen Verbrennungsmotors bestimmt die Unvermeidlichkeit der Schlag – oder Schwellbelastung entlang der Längsachse jedes Pleuels und in seiner Kontakte mit den Kolbenbolzen, mit der Kurbelzapfen der Kurbelwelle durch die Einlagen und auf an entsprechenden Details des Zylinderblocks während der Arbeit des Motors. Diese Schläge übergehen unvermeidlich an die entsprechenden Ausführungsmechanismus, zum Beispiel an der Kupplung und Transmission der Fahrzeuge, oder an den Rotor des Generators der Elektrokraftanlage. Der Schlagcharakter der Belastungen auf die oben genannten Details bestimmt entsprechend dieser Art der Belastungen den Sicherheitsgrad, der die Arbeitsschnitte der Details und folglich ihren Metallansätze und die Massen entsprechend den Normen für die Schlagbelastungen feststellt. Gemäß den existierenden Normen müssen die Arbeitsschnitte und folglich die Masse der Details des Kurbelmechanismus mehr als bei ihrer Arbeit bei schlagfreien Belastungen. Die Anwesenheit der Schläge bei dem Funktionieren des Kurbelgetriebes erhöht die Ungleichförmigkeitszahl der Drehung der Kurbelwelle mit dem Schwungrad und der Bewegung anderer Details. Es erhöht unvermeidlich die dynamischen Widerstanden in dem Motor und arbeitenden mit ihm Mechanismen oder Aggregate. Es versinkt unvermeidlich ergänzend den effektiven Druck des Motors und Wirkungsgrad zum Beispiel des ganzen Fahrzeuges oder anderen Aggregates mit den Motoren. Außerdem erhöhen diese Schlagen den Geräuschpegel von den Motoren.The absence of torque at the moment of the start of the power stroke in each cylinder of a traditional internal combustion engine determines the inevitability of impact loading along the longitudinal axis of each connecting rod and in its contacts with the piston pins, with the crankshaft crank pins through the inserts and on corresponding details of the cylinder block during engine work. These shocks inevitably go to the appropriate execution mechanism, for example to the clutch and transmission of the vehicles, or to the rotor of the generator of the electric power plant. The impact character of the loads on the above details determines according to this type of loads the safety level that determines the working cuts of the details and therefore their metal lugs and the masses according to the standards for the impact loads. According to the existing standards, the working cuts and consequently the mass of the details of the crank mechanism must be more than in their work at impact loads. The presence of the bumps in the operation of the crank gear increases the nonuniformity number of the rotation of the crankshaft with the flywheel and the movement of other details. It inevitably increases the dynamic resistances in the engine and works with it mechanisms or aggregates. It inevitably sinks in addition the effective pressure of the engine and efficiency of for example the whole vehicle or other aggregate with the engines. In addition, these beats increase the noise level of the engines.

Es ist bekannt die Druckschrift DE 10 2004 010 074 A1 „Verbrennungsmotor”, die den Unterscheidungsmerkmal „... dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelstange (7) mit dem zusätzlichen Teil (7a), der bei Drehung im Uhrzeigersinn der Kurbelwelle (5) recht vorzugsweise an dem oberen Pleuelstangekopf versehen wird; ...” (s. „Patentansprüche”) in ihrem Hauptpatentanspruch, enthaltet. Das Vorhandensein des Teils (7a) verschiebt den Schwerpunkt des Pleuels rechts von der Geradelinie, die die Zentren der Löcher für ihre Kontakte mit den Kolbenbolzen und Kurbelzapfen verbindet. Es bedeutet, dass die Linie, die die Achsen der Löcher in dem Pleuelkopf und im Pleuelfuß verbindet, kleiner als die Linie, die die Schwerpunkte der Konstruktivelemente des Pleuels und die Schwerpunktlinie unter Berücksichtigung des Teil (7a), ist. Bei der Arbeit des Motors oder anderer Kolbenmaschine entsteht eine Trägheitskraft von dem Teil (7a) im Augenblick des Austritts des Kolbens aus Obertotpunkt. Der Vektor dieser Kraft wirkt an dem Hebelarm bezüglich der Achse des Kolbenbolzens. In diesem Augenblick hat er seine Richtung nach oben, weil die Beschleunigung des Kolbens mit dem Pleuel seine Richtung nach unten hat. Deshalb entsteht ein Wendemoment am Pleuel, das ihn gegen Uhrzeigersinn um der Achse des Kolbenbolzens zu wenden strebt. Wie Ergebnis der Zusammenwirkung des Pleuelfußes mit dem Kurbelzapfen entsteht ein ergänzendes Drehmoment an der Kurbelwelle im Augenblick, wann in allen traditionellen Verbrennungsmotoren das Drehmoment gleich Null ist. Das Vorhandensein dieses Drehmomentes im Anfang des Arbeitshubs beseitigt die Schlage im Kurbelgetriebe. Dabei wachst jedoch der dynamische Widerstand vom Pleuel wegen wesentlichen Trägheitsschwingmoment vom Teil (7a) des Pleuels. Im Kontakt des Kurbelzapfens mit der oberen Einlage des Pleuelfußes wirken zwei Kräften: die Kraft vom Druck im Zylinder und die Trägheitskräften von der Masse von den Kolben und Pleuel, die die Richtung gegen der Kraft von den Gase hat. Es versinkt die Effektivität der Wirkung der Arbeit der Gase im jeden Zylinder. Im Kontakt des Kurbelzapfens mit der unteren Einlage wirkt nur die Trägheitskraft von dem Pleuel mit dem Kolben, das heißt die Untereinlagen die weniger Belastung als die Obereinlage. Diese Trägheitskräfte sind die dynamischen Widerstände. Dabei ist immer die Spannung der Pressung der oberen Einlage großer als der unteren Einlage des Pleuelfußdeckels, weil die Druckkraft während der Ausführung der Takte „Druck”, „Arbeitshub” und „Auslass” auf den Pleuel immer großer als die Zugkraft während des Taktes „Einsaugen”. In der allen traditionellen Pleuel sind gleiche die Einlagen, was eine Disproportion zwischen den Belastungen und Metallansatz des Pleuels, des Pleueldeckels und entsprechenden gleichen Einlagen erreicht wird. Es vergrößert dynamischen Widerständen, was den effektiven Druck versinkt. Deshalb befindet sich immer ein überschüssige Metallansatz des Lagermetalls und unbegründete Erhöhung der Trägheitskräften und Trägheitsschwingmoment des Pleuels. Es führt auch zur Erhöhung des Selbstkostens der Pleuel und Motoren und auch zur Versenkung des effektiven Drucks, was des Wirkungsgrades vermindert.It is known the publication DE 10 2004 010 074 A1 "Internal combustion engine", which is the distinguishing feature "... characterized in that the connecting rod ( 7 ) with the additional part ( 7a ), which, when turned clockwise, of the crankshaft ( 5 ) is preferably provided on the upper connecting rod head; ... "(see" Claims ") in its main claim. The presence of the part ( 7a ) shifts the center of gravity of the connecting rod to the right of the straight line connecting the centers of the holes for their contacts with the piston pins and crankpins. It means that the line connecting the axes of the holes in the connecting rod and the big end of the rod is smaller than the line which shows the center of gravity of the constructional elements of the connecting rod and the center of gravity line ( 7a ) is. In the work of the engine or other piston engine, an inertial force arises from the part ( 7a ) at the moment the piston exits from the top dead center. The vector of this force acts on the lever arm with respect to the axis of the piston pin. At this moment he has his direction upwards, because the acceleration of the piston with the connecting rod has its direction downwards. Therefore, there is a turning moment on the connecting rod, which tends to turn it counterclockwise around the axis of the piston pin. As a result of the interaction of the big end with the crankpin, a complementary torque is created at the crankshaft at the moment when in all traditional internal combustion engines the torque is zero. Existence of this torque in the beginning of a power stroke eliminates blows in a crank gear. However, the dynamic resistance of the connecting rod grows due to significant moment of inertia of the part ( 7a ) of the connecting rod. In contact of a crankpin with the top insert of a big end of a piston two forces act: force by pressure in the cylinder and inertial forces by weight of pistons and connecting rods which has a direction against force by gases. Efficiency of impact of work of gases in each cylinder disappears. In contact of the crank pin with the lower liner, only the inertial force from the connecting rod to the piston, that is, the lower inserts, acts as the less load than the upper liner. These inertial forces are the dynamic resistances. It is always the tension of the pressure of the upper insert greater than the lower insert of the Pleuelfußdeckels, because the pressure force during the execution of the clocks "pressure", "stroke" and "outlet" on the connecting rod always greater than the tensile force during the cycle "sucking ". In all the traditional connecting rods are the same deposits, which is achieved a disproportion between the loads and metal neck of the connecting rod, the connecting rod cover and corresponding equal deposits. It increases dynamic resistances, which sinks the effective pressure. Therefore, there is always an excess metal attachment of the bearing metal and unfounded increase in inertial forces and moment of inertia of the connecting rod. It also leads to an increase in the cost of the connecting rods and motors and also to the sinking of the effective pressure, which reduces the efficiency.

Die Druckschriften DE 10 2006 061 484 B3 , 10 2008 028 188 A1 , US 8,156,918 B2 , DE 10 2009 003 900 B4 , DE 10 2010 051 825 A1 , DE 2011 009 497 A1 , DE 10 2011 108 947 A1 , DE 10 2011 113 525 A1 sind die Weiterentwicklungen der Erfindung DE 10 2004 010 074 A1 , die gemäß oben beschriebenem Konzept verschiedene Variante der Konstruktionen des Gewichtes zu den Pleuel, das heißt der zusätzlichen Teile, sowohl zu den produzierenden und projektierenden Kolbenmotoren als auch für den Motoren auf am Stadium des Betriebs anwendbaren sind. Die Beschreibungen enthalten die Berechnungen des ergänzenden Drehmomentes und seine Linie (s. zum Beispiel die 8 des Patentes DE 10 2009 003 900 B4 ), ebenso die ökonomischen und ökologischen Effekten. Dabei haben die Verbesserungen der entsprechenden Parameter mehreren Serienmotoren die Experimentalbestätigungen mit Hilfe der Messungen vor und nach der Modernisierung gemäß dem Konzept dieser Erfindungen.The pamphlets DE 10 2006 061 484 B3 . 10 2008 028 188 A1 . US 8,156,918 B2 . DE 10 2009 003 900 B4 . DE 10 2010 051 825 A1 . DE 2011 009 497 A1 . DE 10 2011 108 947 A1 . DE 10 2011 113 525 A1 are the further developments of the invention DE 10 2004 010 074 A1 according to the above-described concept, different variants of the constructions of the weight to the connecting rods, that is, the additional parts, both to the producing and projecting piston engines as well as the engines are applicable to the stage of operation. The descriptions include the calculations of the complementary torque and its line (see, for example, the 8th of the patent DE 10 2009 003 900 B4 ), as well as the economic and ecological effects. At the same time improvements of corresponding parametres of several series engines have experimental confirmations by means of measurements before and after modernization according to concept of these inventions.

Bekannt ist die Druckschrift DE 10 2009 004 434 B3 „Vorrichtung zum Verbindung eines Kolbenelementes mit einer Kurbelwelle einer Kolbenmaschinen”, das heißt Pleuel. Entsprechend ihrem Hauptanspruch „ ... Mittenverbindungslinie zwischen den Befestigungseinrichtungen (9, 10) ... kleiner als ein Abstand zwischen der Mittelverbindungslinie (Lm) und ... Schwerpunktlinie (Ls)”. Es bedeutet die Verschiebung des Schwerpunktes von der Achse der Symmetrie des Pleuels, das heißt eine Wiederholung des Inhaltes des Hauptanspruchs der Druckschrift DE 10 2004 010 074 A1 , des Patentes DE 10 2006 061 484 B3 und anderen Druckschriften, unter anderen des Patentes DE 10 2009 003 900 B4 mit Hilfe anderen Wörter, den Inhalt des Wesens des Hauptanspruchs und des Konzeptes dieser oben genannten vorhergehenden Erfindungen.The document is known DE 10 2009 004 434 B3 "Device for connecting a piston element to a crankshaft of a piston engine", that is, connecting rod. According to their main claim "... center connecting line between the fastening devices ( 9 . 10 ) ... is smaller than a distance between the middle line (Lm) and ... center of gravity line (Ls) ". It means the displacement of the center of gravity of the axis of symmetry of the connecting rod, that is, a repetition of the content of the main claim of the publication DE 10 2004 010 074 A1 , the patent DE 10 2006 061 484 B3 and other pamphlets, among others of the patent DE 10 2009 003 900 B4 with the help of other words, the essence of the essence of the main claim and the concept of these above-mentioned previous inventions.

Bekannt ist die Druckschrift DE 10 2007 000 762 A1 , die eine Zweiteilung der Pleuelstange unter dem Pleuelfuß und einseitigen Beschweren einzigen ihres Teils mit ihrer Zweiteilung oder mit der lokalen Vergrößerung des Querschnittes hat. Das ist eine Wiederholung des eigentümlichen Merkmals der Erfindung DE 10 2004 010 074 A1 , weil in dieser Konstruktion eine Verschiebung des „Mittelpunktes” der Verbindungsstange stattfindet. Gemäß der Beschreibung der Druckschrift DE 10 2007 000 762 A1 entsteht das Effekt jedoch nur wegen der Verbesserung der „... Schmierung zwischen dem Kolbenstift und dem Kolben ...” (Absatz [0053]). Außerdem befindet sich ein wesentliches Trägheitsschwingmoment, wie von einem Pleuel der traditionellen Form mit entsprechenden hohen dynamische Widerstand und deshalb die entsprechende Verminderung des effektiven Drucks bestimmt.The document is known DE 10 2007 000 762 A1 which has a bipartition of the connecting rod under the big end of the connecting rod and unilateral weighting single of its part with its division in two or with the local enlargement of the cross section. This is a repetition of the peculiar feature of the invention DE 10 2004 010 074 A1 because in this construction, a shift of the "center" of the connecting rod takes place. According to the description of the document DE 10 2007 000 762 A1 However, the effect arises only because of the improvement in "... lubrication between the piston pin and the piston ..." (paragraph [0053]). In addition, there is a substantial inertial vibration moment, as determined by a connecting rod of the traditional form with correspondingly high dynamic resistance and therefore the corresponding reduction of the effective pressure.

Bekannt ist die Druckschrift EP 1 424 484 A1 , die eine krümmende Form des Pleuels vorsiecht. Während des Funktionierens des beliebigen Pleuels entstehen die Hauptdeformationen der Druck und Zug entlang seiner Längsachse in seiner beliebigen Lagen von dem Kolben entsprechend dem Winkel der Wendung der Kurbel. Dabei liegen die Wirkungskraft von den Gasen im Zylinder und Reaktionskraft in der Kontakte des Pleuels mit den Kolbenbolzen und mit dem Kurbelzapfen immer an der geradeeinzigen Linie liegen. Diese Kräften haben gleichen Werte und wechselgegenüberliegen Richtungen (s. obengenannte Buch von Dr. A. Urlaub, Seite 366, Bild 13.5 ). Diese Regel aus der theoretischen Mechanik wirkt immer unabhängig von Form des Festkörpers, unter anderen für die Pleuelstangen. Deshalb muss solcher Pleuel noch der ergänzend von der Deformation der Längsbiegung sich unterziehen. Für die Versorgung der Normen des notwendigen Sicherheitsgrads entsteht Notwendigkeit der Vergrößerung der Arbeitsschnitten des Pleuels im Vergleich mit den analogen Schnitten der traditionellen Pleuel. Es führt unvermeidlich zur Erhöhung seiner Masse, des Metallansatzes und der Vergrößerung der dynamischen Widerstände, unter anderen, von vergrößerten Trägheitsschwingmoment und folglich zur Versenkung des effektiven Drucks.The document is known EP 1 424 484 A1 which suggests a curving shape of the connecting rod. During functioning of any connecting rod the main deformations arise pressure and tension along its longitudinal axis in its arbitrary positions from the piston corresponding to an angle of turn of a crank. The effect of the gases in the cylinder and the reaction force in the contacts of the connecting rod with the piston pin and the crank pin are always on the straight line. These forces have the same values and opposite directions (see above Book by dr. A. Holidays, page 366, Figure 13.5 ). This rule from the theoretical mechanics always works independently of the form of the solid, among other things for the connecting rods. Therefore such a connecting rod still has to undergo a supplementary deformation of a longitudinal bend. For maintenance of norms of necessary safety degree there is a necessity of increase of working sections of a connecting rod in comparison with analog sections of traditional connecting rods. It inevitably leads to an increase of its mass, of the metal approach and of the increase of the dynamic resistances, among other things, of increased inertial vibration moment and consequently to the sinking of the effective pressure.

Bei der Arbeit der oben genannten Konstruktionen des Pleuels, außer der traditionellen Konstruktionen, das heißt symmetrischen Formen, befindet sich die Deformation der Längsbiegung von der Wirkung des Ergänzungsmomentes infolge der Aktion der Trägheitskräften höchstens der Verschiebung seines Schwerpunktes rechts bei der Drehung der Kurbelwelle im Uhrzeigersinn. Es fördert entsprechenden Vergrößerung des Arbeitsschnittes der Pleuelstange und folglich Erhöhung des Metallansatzes und des dynamischen Widerstandes. In the work of the above constructions of the connecting rod, except the traditional constructions, that is, symmetrical shapes, the deformation of the longitudinal bend from the action of the supplementary moment due to the action of inertial forces is at most the shift of its center of gravity to the right when the crankshaft is rotated clockwise. It promotes corresponding enlargement of the working section of the connecting rod and thus increasing the metal neck and the dynamic resistance.

Bekannt ist die Druckschrift DE 10 2013 009 589 A1 „Pleuel” – (US) Appl. No.: 14/297,951. Gemäß dem Hauptunterscheidungsmerkmal dieser Erfindung „... bei der Drehung der Kurbelwelle (6) um Uhrzeigersinn ... das rechte Teil (der Pleuelstange) (3a) wird ... mit dem Pleuelkopf (1) durch einen Zwischenteil (4) verbindet.” Das Vorhandensein des Zwischenteils lässt infolge der Wirkung der Trägheitskräfte das ergänzende Drehmoment an der Kurbelwelle zu bilden.The document is known DE 10 2013 009 589 A1 "Connecting Rod" - (US) Appl. No .: 14 / 297,951. According to the main distinguishing feature of this invention "... during the rotation of the crankshaft ( 6 ) clockwise ... the right part (the connecting rod) ( 3a ) is ... with the connecting rod ( 1 ) by an intermediate part ( 4 ). "The presence of the intermediate part makes it possible to form the supplementary torque on the crankshaft due to the effect of the inertial forces.

Dabei beseitigt das Vorhandensein des Zwischenteils (4) die Deformation der Längsbiegung der Pleuelstange. Solche Konstruktion des Pleuels bestimmt jedoch eine unbegründete Größe des dynamischen Widerstandes folglich Vorhandensein des wesentlichen Trägheitsschwingmomentes, was unvermeidlich den effektiven Druck vermindert. Die Arbeitsschnitte der existierenden Pleuel bestimmen sich gemäß dem Sicherheitsfaktor, der den Schlagbelastungen entspricht. Die Versorgung der Angemessenheit der Maßen der Arbeitsschnitten des Pleuels ist eine Reserve der Erhöhung des effektiven Drucks verschiedener Verbrennungsmotoren.The presence of the intermediate part ( 4 ) the deformation of the longitudinal bend of the connecting rod. However, such a construction of the connecting rod determines an unfounded magnitude of the dynamic resistance, thus the presence of the substantial inertial vibration moment, which inevitably reduces the effective pressure. The working sections of the existing connecting rods are determined according to the safety factor that corresponds to the impact loads. Provision of adequacy of measures of working sections of a connecting rod is a reserve of increase of effective pressure of various internal combustion engines.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines Pleuels für die Erhöhung des effektiven Drucks der Verbrennungsmotoren und anderer Kolbenmaschinen mit der Verbesserung seiner ökologischen und ökonomischen Kennziffern mit Hilfe weiteren Realisierung der ihrer Innerreserven infolge der Versenkung der dynamischen Widerstanden mit Hilfe der weiteren Optimierung seiner Form und der Verteilung seines Materials bei der Verminderung seiner Masse mit der Verbildung der Detail für seiner Kontakte mit den Kolbenbolzen und Kurbelzapfen.The aim of the invention is therefore to provide a connecting rod for increasing the effective pressure of the internal combustion engines and other reciprocating engines with the improvement of its ecological and economic indicators with the help of further realization of their internal reserves as a result of the sinking of the dynamic resistances with the help of further optimization of its shape and the Distribution of its material in reducing its mass with the formation of detail for its contacts with the piston pin and crank pin.

Das Ziel wird dadurch erreicht, dass der Pleuel entsprechend der existierenden Verteilung der Belastungen in den Kontakten mit den Kurbelzapfen und Kolbenbolzen die Kontaktflächen seinen Einlagen proportional den Kontaktspannungen hat; der Deckel des Pleuelfußes hat vorzugsweise die Nuten für die Verminderung seiner Masse; die Arbeitsschnitte der Konstruktivelementen des Pleuels haben die Flächen, die den schlagfreien Arbeitsbelastungen entsprechen.The objective is achieved by the connecting rod having proportionally to the contact stresses according to the existing distribution of stresses in the contacts with the crankpins and piston pins, the contact surfaces of its inserts; the lid of the connecting rod has preferably the grooves for the reduction of its mass; the working sections of the construction elements of the connecting rod have the surfaces that correspond to the impact-free workloads.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention will be explained below with reference to the illustrated embodiments.

Es zeigen:Show it:

1: Der Pleuel in der Kombination mit dem Kolben im Zylinder und mit dem Kurbelzapfen; das Belastungsdiagramme in der Kontakten des Pleuels mit den Pleuelfuß und Kolbenbolzen; der Vektor der Beschleunigung des Kolbens mit dem Pleuel im Anfang des Arbeitshubs; die Vektoren der Kräfte, die an den Konstruktivelemente wirken und der Zwischenteil, der das ergänzende Drehmoment von der Trägheitskraft an der Kurbelwelle bildet. 1 : The connecting rod in combination with the piston in the cylinder and with the crank pin; the load diagram in the contacts of the connecting rod with the big end and piston pin; the vector of acceleration of the piston with the connecting rod in the beginning of the power stroke; the vectors of the forces acting on the structural elements and the intermediate part forming the complementary torque of the inertial force on the crankshaft.

2: Der Schnitt A-A gemäß 1: die Verordnung des Zwischenteils bezüglich des Kolbens. 2 : The section AA according to 1 : the Regulation of the intermediate part concerning the piston.

3: Der Schnitt B-B gemäß 1: die Konstruktion der Pleuelstange über zwei Varianten: mit zwei Vertiefungen und mit durchgehenden Aussprung. 3 : The section BB according to 1 : the construction of the connecting rod over two variants: with two recesses and with continuous projection.

4: Die Einlage der Pleuelfuß und Pleuelfußdeckel gemäß 1 – mit dem Ansatz für seine Fixierung in den Pleuelfuß und seinem Deckel. 4 : The insert of the big end and conrod end cap according to 1 - with the approach for its fixation in the big end and its lid.

5: Die Abwicklung der Einlage gemäß 4 mit den Abschrägungen und einem Loch für den Durchgang des Motoröls. 5 : The settlement of the deposit according to 4 with the chamfers and a hole for the passage of the engine oil.

6: Der Ansicht C gemäß 1: der Pleuelfußdeckel mit den Vertiefungen. 6 : View C according to 1 : the big end cap with the indentations.

7: Die Variante des Pleuelfußes mit einer schrägen Fläche der Teilung. 7 : The variant of the big end with an oblique surface of the division.

8: Die Variante der Konstruktion der Einlage gemäß der 7 in der Abwicklung. 8th : The variant of construction of insert according to 7 in the transaction.

9: Die Buchse in dem Pleuelkopf gemäß 1 mit den Ausschnitten von der Seiten der Stirne und auch die Variante 1 der Konstruktion der Buchse. 9 : The bush in the connecting rod according to 1 with cut-outs from the parties of a forehead and also a variant 1 of a socket construction.

10: Ansicht D gemäß 9: die Anordnung der Ausschnitte und der Loch in der Buchse bezüglich der Langachse des Pleuels. 10 : View D according to 9 : the arrangement of the cutouts and the hole in the bushing with respect to the long axis of the connecting rod.

11: Die Zeichenebene der Zuschlagsdrehmomente in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors mit dem Pleuel gemäß der Erfindung; die Kurbel befindet sich in der Quadrant S; Torsionsmomentebene spiegelt die Zahl des zusätzlichen Drehmomentes in den Quadranten Q, P, R, S; der Zwischenteil befindet sich rechts am Pleuelkopf bei der Richtung der Drehung der Kurbelwelle im Urzeigersinn. 11 : The drawing plane of the aggregate torques in a cylinder of an internal combustion engine with the connecting rod according to the invention; the crank is in the quadrant S; Torsional moment plane reflects the number of additional torque in quadrants Q, P, R, S; of the Intermediate part is located on the right side of the connecting rod in the direction of rotation of the crankshaft in the clockwise direction.

Der Pleuel (P) besteht aus den Pleuelkopf (1), Pleuelfuß (2) mit dem Deckel (3) und der Pleuelstange (4). Die Pleuelstange (4) enthält vorzugsweise zweigeteilte Form mit einem Abbiegen (4a) rechts bei der Richtung der Drehung der Kurbelwelle (Kw) des Motors (M) oder anderer Kolbenmaschine im Uhrzeigersinn. Zwischen dem Oberteil der Abbiegen (4a) und Pleuelkopf (1) befindet sich der Zwischenteil (5). Zwischen der Abbiegung (4a), dem Zwischenteil (5) und der Pleuelstange (4) ist möglich sowohl ein durchgehende Öffnung (4b) als auch die zwei vorzugsweise symmetrischen Vertiefungen (4c). Der Pleuelkopf (1) enthält eine Buchse (6) vorzugsweise aus spezieller Bronze für den Gleitkontakt mit dem Kolbenbolzen (7) des Kolbens (8) eines Motors (M). Die Buchse (6) hat die vier Nuten (6a) von den Seiten ihrer beiden Stirnen oder eine Loch (6b) mit der Achse, die senkrecht bezüglich der Achse (X-X) der Buchse sich anordnet. Die Längsachse (X-X) dieser Nuten (6a) liegen in der Fläche, die sich senkrecht bezüglich von der Längsachse (Z-Z) der Pleuelstange (4) anordnet. Der Pleuelfuß (2) und seiner Deckel (3) mit der Teilung (T-1) in der Fläche, die sich senkrecht bezüglich der Längspleuelstange (Z-Z) anordnet, die vorzugsweise gleichen Einlagen (10 _ob) und (10 _un), die die Schrägungen (10a) für die Proportionalität der Leistung der Kontaktflächen, und die Abbiegungen (10b) für ihrer Fixierungen am Pleuelfuß (2) und am Deckel (3) enthalten. Der Deckel (3) hat vorzugsweise die Nuten (3a) für die Verminderung seiner Masse bei der Wahrung des notwendigen Sicherheitsgrades. Bei einer schrägen Teilung (T-2) des Pleuelfußes haben die Einlagen (10c) vorzugsweise mit der Ausschnitte (10d) einer symmetrischen Form mit den Achsen der Symmetrie in der Fläche, die senkrecht bezüglich der Längspleuelachse (Z-Z), liegen. Die Arbeitsschnitten (B-B), (E-E) und anderen Konstruktivelemente des Pleuels entsprechen den schlagfreien Arbeitsbelastungen wegen dem Vorhandensein eines Drehmomentes im Anfang des Arbeitshubs.The connecting rod (P) consists of the connecting rod ( 1 ), Big end ( 2 ) with the lid ( 3 ) and the connecting rod ( 4 ). The connecting rod ( 4 ) preferably contains two-part form with a turn ( 4a ) Right at the direction of rotation of the crankshaft (Kw) of the engine (M) or other piston engine clockwise. Between the top of the turn ( 4a ) and connecting rod ( 1 ) is the intermediate part ( 5 ). Between the turn ( 4a ), the intermediate part ( 5 ) and the connecting rod ( 4 ) is possible both a continuous opening ( 4b ) as well as the two preferably symmetrical depressions ( 4c ). The connecting rod ( 1 ) contains a socket ( 6 ) preferably made of special bronze for sliding contact with the piston pin ( 7 ) of the piston ( 8th ) of an engine (M). The socket ( 6 ) has the four grooves ( 6a ) from the sides of her two foreheads or a hole ( 6b ) with the axis perpendicular to the axis (XX) of the bushing. The longitudinal axis (XX) of these grooves ( 6a ) are in the surface perpendicular to each other with respect to the longitudinal axis (ZZ) of the connecting rod (ZZ) 4 ). The big end ( 2 ) and its lid ( 3 ) with the pitch (T-1) in the surface, which is perpendicular to the longitudinal connecting rod (ZZ), preferably the same deposits ( 10 _whether ) and ( 10 _un ), the bevels ( 10a ) for the proportionality of the power of the contact surfaces, and the turns ( 10b ) for their fixation on the big end ( 2 ) and on the lid ( 3 ) contain. The lid ( 3 ) preferably has the grooves ( 3a ) for the reduction of its mass while maintaining the necessary degree of safety. At an oblique pitch (T-2) of the big end of the ball, the insoles ( 10c ) preferably with the cutouts ( 10d ) of a symmetrical shape with the axes of symmetry in the surface, which are perpendicular with respect to the Längspleuelachse (ZZ). The working cuts (BB), (EE) and other constructive elements of the connecting rod correspond to the impact-free workloads due to the presence of a torque in the beginning of the working stroke.

Der Pleuel zum Beispiel in einem Verbrennungsmotor funktioniert wie folgt:
Die Arbeit des Pleuels (P) gemäß der Erfindung im Bestand eines Verbrennungsmotors siecht die Bestechung eines ergänzenden Drehmomentes an der Kurbelwelle von der Wirkung der Trägheitskräften, wie in den Offenlegungsschriften DE 10 2004 010 074 A1 (Quelle 1), DE 10 2011 009 497 A1 (Quelle 2), Patente DE 10 2009 003 900 B4 (Quelle 3) (s. Absätze [0021–0045]), DE 10 2006 061 484 B3 (Quelle 4), US 8,156,918 B3 , der (s. Absätze [0010–0019]), DE 10 2010 051 825 A1 , (s. Absätze [0019–0026]) DE 10 2013 009 589 A1 (s. Absätze [0007, 0008, 0015–0032]), DE 10 2011 113 525 A1 (s. Absätze [0017], 1, 2, 3), mit der Eigenschaften dieser Erfindung sich bestimmt, vor. Die Patentbeschreibungen dieser Erfindungen besitzen die Berechnungen des Zuschlagsdrehmomentes von den Trägheitskräften wegen einer Verschiebung des Schwerpunktes rechts bei der Drehung der Kurbelwelle im Uhrzeigersinn gemäß oben genannter Begründung. Diese Berechnungen und Prognose im Gebiet der Ökologie und Ökonomie haben die experimentalen Bestätigungen. Diese Methodik wird in den Berechnungen der Effekte von Anwendung der Erfindung benutzen.The connecting rod for example in an internal combustion engine works as follows:
The work of the connecting rod (P) according to the invention in the inventory of an internal combustion engine suffers the bribery of a supplementary torque on the crankshaft from the effect of the inertial forces, as in the published patent applications DE 10 2004 010 074 A1 (Source 1), DE 10 2011 009 497 A1 (Source 2), patents DE 10 2009 003 900 B4 (Source 3) (see paragraphs [0021-0045]), DE 10 2006 061 484 B3 (Source 4), US 8,156,918 B3 which (see paragraphs [0010-0019]), DE 10 2010 051 825 A1 , (see paragraphs [0019-0026]) DE 10 2013 009 589 A1 (see paragraphs [0007, 0008, 0015-0032]), DE 10 2011 113 525 A1 (see paragraphs [0017], 1 . 2 . 3 ), with the characteristics of this invention being determined. The patent specifications of these inventions have the calculations of the surcharge torque of the inertial forces due to a shift of the center of gravity clockwise in the clockwise rotation of the crankshaft in accordance with the above reason. These calculations and forecasts in the field of ecology and economics have the experimental confirmations. This methodology will be used in the calculations of the effects of application of the invention.

Die Ergebnisse der Wirkung der Trägheitskräfte vom Zwischenteil (5) rechts am Pleuelkopf (1) zwischen der Pleuelstange (4) und der Abbiegung (4a) gemäß der Erfindung kann man an einem typischen Verbrennungsmotor sehen. Die ursprünglichen Hauptparameter dieses Motors: Leistung P_e = 102 kW, Drehzahl n = 6100 1/min, Drehmoment M = 159 Nm;
l = 157 mm – die Lange der Pleuelstange (4);
h = 3,2 mm – der Abstand zwischen der eigener Pleuelstangeachse und dem Schwerpunkt (T₁) des Pleuels (P) unter Berücksichtigung des Zwischenteils (5);
m_Pl-1 = 680 g – die Masse des Pleuels, unter Berücksichtigung der Masse des Zwischenteils (5) m_Z = 80 g.
m_K = 420 g – die Masse des Kolbens (8);
m_K-Pl = 1100 g – die Masse der Baugruppe Kolben-Pleuel;
D_Z = 82 mm – der Durchmesser des Zylinders;The results of the effect of inertial forces on the intermediate part ( 5 ) right at the connecting rod end ( 1 ) between the connecting rod ( 4 ) and the turn ( 4a ) according to the invention can be seen on a typical internal combustion engine. The original main parameters of this engine: power P _e = 102 kW, speed n = 6100 1 / min, torque M = 159 Nm;
l = 157 mm - the length of the connecting rod ( 4 );
h = 3.2 mm - the distance between the own connecting rod axis and the center of gravity (T ₁ ) of the connecting rod (P) taking into account the intermediate part ( 5 );
m _Pl-1 = 680 g - the mass of the connecting rod, taking into account the mass of the intermediate part ( 5 ) m _Z = 80 g.
m _K = 420 g - the mass of the piston ( 8th );
m _K-Pl = 1100 g - the mass of the piston-rod assembly;
D _Z = 82 mm - the diameter of the cylinder;

Entsprechend der Quelle 3 enthält der Pleuel die Pleuelkopf, Pleuelfuß und die Pleuelstange; dabei ist rechts an der Pleuelstange, bei der Drehung der Kurbelwelle im Uhrzeigersinn, ein Gewicht befestigt worden. Im Anfang des Taktes „Arbeitshub” entsteht die Trägheitskraft von diesem Gewicht, die durch das Wendemoment an dem Pleuel, an der Kurbelwelle eines ergänzendem Drehmoment bildet. Dieses Drehmoment wirkt in dem Augenblick, wann in allen traditionellen Motoren das Drehmoment Null ist. Dieses ergänzende Drehmoment wirkt auch während allen Arbeitszyklus.According to the source 3, the connecting rod contains the connecting rod, connecting rod and the connecting rod; while a weight has been attached to the right of the connecting rod, in the clockwise rotation of the crankshaft. In the beginning of the stroke "working stroke", the inertia force of this weight, which forms by the turning moment on the connecting rod, on the crankshaft of a complementary torque. This torque acts at the moment when in all traditional engines the torque is zero. This supplementary torque also works during all working cycles.

Im Anfang des Taktes „Arbeitshub” bewegt die Baugruppe Kolben-Pleuel nach unten unter dem Einfluss den Gase mit der Kraft F_Gas = p_max × πD_Z ²/4, wo p_max – der Druck im Zylinder im Augenblick des Austritts des Kolbens vom Obertotpunkt, D_Z – Durchmesser des Zylinders.At the beginning of the stroke "working stroke", the piston-rod assembly moves downward under the influence of the gases with the force F _gas = p _max × πD _Z ^2/4 , where p _max - the pressure in the cylinder at the moment of the piston exiting Top dead center, D _Z - diameter of the cylinder.

Gemäß dem „Taschenbuch für den Maschinenbau” – „Dubel” K.-H. Grote und J. Feldhusen: Springer – P 47 Bild1. – Verdichtungsenddruck: Ottomotoren – 50...80 bar, Dieselmotoren – 70...200 bar . Zum Beispiel ist in einen Ottomotor die Druckkraft auf einen Kolben und folglich auf der Pleuelstange bei der p_max = 70 bar – F_Gas = 70 × π × 8,2²/4 × 9,8 = 36948 N.According to the "Paperback for Mechanical Engineering" - "Dubel" K.-H. Grote and J. Feldhusen: Springer - P 47 Bild1. - Compression end pressure: Otto engines - 50 ... 80 bar, diesel engines - 70 ... 200 bar , For example, in a gasoline engine, the compressive force on a piston and consequently on the connecting rod at p _max = 70 bar - F _gas = 70 × π × 8.2 ^2/4 × 9.8 = 36948 N.

In der Lage 0 der Kurbel ist φ = 0 bei dem Anfang der Bewegung der Baugruppe Kolben-Pleuel nach unten. Entsprechend dem Beispiel in der Quelle 3 auf dem Grund der Formel 13.8 aus dem Buch „Verbrennungsmotoren-Grundlagen, Verfahrenstheorie, Konstruktion” von Dr. A. Urlaub-Springer-Verlag – 1995, s. 366 die Beschleunigung des Kolbens (8) mit dem Pleuel (P) im Austritt aus des Obertotpunkt ist a₀ = rω²(1 + λ) = 21051,7 m/S², wo r = 0,04 m – Radius der Kurbel; ω = 638,5 Rad/S ist die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle; λ = r/l = 0,04/0,157 = 0,275. Der dynamische Verlust bei φ = 0 ist V₀ = m_K-Pl × a₀ = 1,1 × 21051,7 = 23157 N. Deshalb ist die effektive Kraft, die der Baugruppe Kolben-Pleuel nach unten bewegt, F_G-Eff = F_Gas1 – V₀ = 36948 N – 23157 N = 13791 N, das heißt 37,3% vom F_Gas. V₀ ist 100% – 37,3% = 62,7%. In the position 0 of the crank is φ = 0 at the beginning of the movement of the assembly piston-connecting rod down. According to the example in the source 3 on the basis of the formula 13.8 from the Book "Internal combustion engine fundamentals, process theory, construction" by Dr. med. A. holiday Springer publishing house - 1995, s. 366 the acceleration of the piston ( 8th ) with the connecting rod (P) exiting the top dead center is a ₀ = rω ² (1 + λ) = 21051.7 m / s ² , where r = 0.04 m - radius of the crank; ω = 638.5 Rad / S is the angular velocity of the crankshaft; λ = r / l = 0.04 / 0.157 = 0.275. The dynamic loss at φ = 0 is V ₀ = m _K-Pl × a ₀ = 1.1 × 21051.7 = 23157 N. Therefore, the effective force that moves the piston-rod assembly downward is F _G-Eff = F _Gas1 - V ₀ = N 36948 - 23157 13791 N = N, that is to say 37.3% of F _gas. V ₀ is 100% - 37.3% = 62.7%.

Dabei entsteht die Trägheitskraft der Pleuelstange (4) mit dem Zwischenteil (5) F_Pl-Z = m_Pl × a₀ = 0,68 × 21051,7 = 14315N, die die Richtung nach oben hat. Hierbei entsteht am Pleuel das Wendemoment M₀ = F_Tr.Z × h = 14315 × 0,0032 = 45,81 Nm, das die Richtung gegen dem Uhrzeigersinn hat. Gemäß der Quelle 3, Absatz [0029], entsteht dabei ein „... zusätzliche Drehmoment M_zus0 = 32,8 Nm. (+20,6%)” an der Kurbelwelle. Gemäß dem Absatz [0037] der Quelle 3, entsteht bei dem φ = 180° „Dabei ... das zusätzliche Drehmoment M_zus180 = +15,8 Nm (+10%) mit der Richtung auch im Uhrzeigersinn.” Das Vorhandensein eines Drehmomentes im Anfang des Arbeitshubs ist ein Unterschied des Motors mit der Pleuel zum Beispiel gemäß der Erfindung von den Motoren mit den Pleuel der traditionellen Konstruktion (s. Quellen 4, Absatz [0007]). Bei φ = 74,6° und 287,6° fehlt das zusätzliche Drehmoment, weil die Beschleunigung bei diesen Winkel ihre Richtung an gegenseitige ändert.This creates the inertial force of the connecting rod ( 4 ) with the intermediate part ( 5 ) F _Pl-Z = m _Pl × a ₀ = 0.68 × 21051.7 = 14315N, which has the upward direction. In this case, the turning moment M ₀ = F _Tr.Z × h = 14315 × 0.0032 = 45.81 Nm, which has the counterclockwise direction, occurs at the connecting rod. According to the source 3, paragraph [0029], this results in a "... additional torque M _zus0 = 32.8 Nm. (+ 20.6%) "on the crankshaft. According to paragraph [0037] of the source 3, the additional torque M _zus180 = +15.8 Nm (+ 10%) with the direction also arises in the clockwise direction at the φ = 180 ° "In this case." The presence of a torque In the beginning of the power stroke, for example, according to the invention, a difference of the motor with the connecting rod is from the motors with the connecting rods of the traditional construction (see Sources 4, paragraph [0007]). At φ = 74.6 ° and 287.6 °, the additional torque is missing because the acceleration at this angle changes direction to mutual.

Gemäß der Erfindung haben die Einlagen (10 _ob) und (10 _un) die Schräge (10 _a), oder haben die Einlagen (10c) die Ausschnitten (10d); die Buchse (6) hat die Nuten (6a) oder die Öffnungen (6b) für die Versorgung der Proportionalität der Kontaktspannungen den wirkenden Belastungen, die sich in den Belastungsdiagramme (D1), (D2), (D3), (D4) widerspiegeln. Diese Diagramme zeigen, dass die maximale Kraft die axiale Kompression auf der Pleuelstange, F_Komp, größer als die Zugkraft F_Zug ist. Dabei vermindern sich diese Kräfte zu den Peripherien der Diagramme zur Null. Gemäß der Erfindung haben die Einlagen (10 _ob), (10 _un) und die Buchse (6) die verminderten Kontaktfläche entsprechend den Kontaktbelastungen mit den Kurbelzapfen und Kolbenbolzen mit Hilfe der vorzugsweise symmetrischen Schrägen (10a) oder (10d) an den Einlagen (10 _ob, 10 _un), oder (10d) an der Einlagen (10c). Die Anordnungen ihrer Achsen der Symmetrie liegen in den Flächen, die senkrecht bezüglich der Pleuelstange sind. Dabei haben die Einlagen und Buchsen die Massen, die entsprechen den Belastungen. Deshalb vermindern sich die dynamischen Widerstände, und entsprechend erhöht sich der effektive Drucks des Motors.According to the invention, the inserts ( 10 _whether ) and ( 10 _un ) the slope ( 10 _a ), or have the deposits ( 10c ) the excerpts ( 10d ); the socket ( 6 ) has the grooves ( 6a ) or the openings ( 6b ) for the supply of the proportionality of the contact voltages the acting loads, which are reflected in the load diagrams (D1), (D2), (D3), (D4). These diagrams show that the maximum force is the axial compression on the connecting rod, F _Komp , greater than the tensile force F _train . These forces are reduced to the peripheries of the diagrams to zero. According to the invention, the inserts ( 10 _if ), ( 10 _un ) and the socket ( 6 ) the reduced contact area corresponding to the contact stresses with the crank pin and piston pin by means of preferably symmetrical bevels ( 10a ) or ( 10d ) on the deposits ( 10 _if , 10 _un ), or ( 10d ) on the deposits ( 10c ). The arrangements of their axes of symmetry are in the planes perpendicular to the connecting rod. The inserts and bushings have the masses, which correspond to the loads. Therefore, the dynamic resistances decrease, and accordingly the effective pressure of the motor increases.

Gemäß dem Beispiel sieht die Erfindung die Verminderung der Masse den zwei Einlagen um 16 g wegen dem Vorhandensein der zwei Schräge (10 _a) vor. Die Verminderung der Masse der Buchse (6) wegen der vier Nuten (6a) oder zwei Löcher (6b) ist 22 g.According to the example, the invention provides for the reduction of the mass of the two deposits by 16 g because of the presence of the two slopes ( 10 _a ) before. The reduction of the mass of the bush ( 6 ) because of the four grooves ( 6a ) or two holes ( 6b ) is 22 g.

Es versorgt die Verminderung der Masse des Pleuels m_V1 = 16 g + 22 g = 38 g. Die Versenkung des dynamischen Verlustes im Anfang des Austritts des Kolbens mit dem Pleuel aus dem oberen Totpunkt ist entsprechend V₁ = m_V1 × a₀ = 0.038 kg × 21051,7 m/S² = 800 N, das heißt die dynamische Widerstand sich um 3,5% vermindert. Die Verminderung der Masse des Deckels (3) infolge der Vorhandensein vorzugsweise zwei Nuten (3a) ist 0,064 kg.It provides the reduction in the mass of the connecting rod m _V1 = 16 g + 22 g = 38 g. The sinking of the dynamic loss in the beginning of the outlet of the piston with the connecting rod from the top dead center is in accordance with V ₁ = m _V1 × a ₀ = 0.038 kg × 21051.7 m / S ² = 800 N, ie the dynamic resistance around 3.5% reduced. The reduction of the mass of the lid ( 3 ) due to the presence of preferably two grooves ( 3a ) is 0.064 kg.

Die summarische Verminderung der Masse der Baugruppe Kolben-Pleuel ist V_1k-P = 0.038 kg + 0,064 kg = 0,102 kg. Die Verminderung des Widerstandes, das heißt der dynamischen Verluste von der Verringerung V_1-3 = m_K-P × a₀ = 0,102 kg × 21051,7 m/S² = 2147,3 N. Es vermindert den dynamischen Widerstand um 2147,3/23163 × 100% = 9,2% ist.The overall reduction in the mass of the piston-and-piston assembly is V _1k-P = 0.038 kg + 0.064 kg = 0.102 kg. The reduction of the resistance, that is the dynamic losses of the reduction V _1-3 = m _KP × a ₀ = 0.102 kg × 21051.7 m / S ² = 2147.3 N. It reduces the dynamic resistance by 2147.3 / 23163 × 100% = 9.2%.

Gemäß der Erfindung bestimmen sich die Maßen der Querschnitte B-B, E-E und andere der Pleuelstange (4) unter Berücksichtigung der schlagfreien Verladen wegen der Entstehung eines Drehmomente bei dem φ = 0. Diese Beseitigung der Schlagbelastungen bestätigt sich indirekt von der Versenkung des Geräuschpegels von einem Motor um 18,3% bei den Vergleichsprüfung mit der Messungen dieses Parameters vor und nach der Montage eines Gewichtes rechts am Pleuel gemäß der Druckschrift DE 10 2010 051 825 A1 . Die Zahl des Sicherheitsgrads, bei der Wahrung des notwendige Normensicherheitsgrades, unter Berücksichtigung der Tausch der Schlagbelastungen an der schlagfreien Aktion der Kräften im Kurbelgetriebe, um 30–35% zu vermindern. Deshalb ist die Masse des Pleuels, gemäß der Erfindung, zum Beispiel mindestens um 30% im Vergleich mit den ursprünglichen Konstruktionen des Pleuels, vermindert worden. Die Verminderung der Masse der Pleuel bestimmt die proportionale Versenkung der dynamischen Widerstände. Deshalb vermindert sich auch der Ungleichförmigkeitsgrad der Kurbelwelle mit dem Schwungrad, was ihrer Massen sich proportional auch zu vermindern lässt. Dabei erhöht sich entsprechend zusätzlich der effektive Druck, und folglich der Wirkungsgrad der Motoren, Kompressoren und anderen Kolbenmaschinen, und auch der anderen Mechanismen und Aggregate mit den Kurbelgetrieben. Es realisiert die weitere Versenkung der dynamischen Widerstände und folglich die Erhöhung des effektiven Drucks.According to the invention, the dimensions of the cross sections BB, EE and other of the connecting rod ( 4 ) taking into account impact-free loading due to the generation of torques at φ = 0. This elimination of impact loads is indirectly confirmed by the 18.3% reduction of the noise level of a motor in the comparison test with the measurements of this parameter before and after assembly a weight right on the connecting rod according to the publication DE 10 2010 051 825 A1 , The number of degrees of safety, while maintaining the required standard safety level, taking into account the exchange of impact loads on the impact-free action of the forces in the crank gear to reduce by 30-35%. Therefore, the mass of the connecting rod, according to the invention, for example, has been reduced by at least 30% compared to the original constructions of the connecting rod. The reduction of the mass of the connecting rods determines the proportional sinking of the dynamic resistances. Therefore, the degree of nonuniformity of the crankshaft with the flywheel also decreases, which can proportionally reduce its masses as well. In addition, the effective pressure, and consequently the efficiency of the engines, compressors and other reciprocating engines, as well as the other mechanisms and units with the crank gears increases accordingly. It realizes further sinking of dynamic resistances and consequently increase of effective pressure.

Gemäß der Erfindung ist die Masse des Pleuels weniger um 30% im Vergleich mit dem Pleuel gemäß zum Beispiel des Pleuels entsprechend der Quelle 3: m_Pl-2 = 0,68 kg × (100% – 30%)/100 = 0,48 kg. Dabei:

– die Masse der Baugruppe Kolben-Pleuel unter Aufmerksamkeit der Verminderung der Masse des Pleuels ist m_K-Pl-2 = m_Kolb + m_Pl-2 = 0,42 kg + 0,48 kg = 0,9 kg. Die Verminderung der Masse dieser Baugruppe ist m_V-4 = 1,1 kg – 0,9 kg = 0,2 kg. Deshalb ist die Verminderung der dynamische Verlust V₄ um 0,2 kg × a₀ = 0,2 × 21057,1 = 4211 N vermindert worden. Deswegen ist die Beseitigung dieses Verlustes die Effektivität der Wirkung der Kraft F_Gas um 4211/36948 × 100% = 11,3% erhöht worden. Der dynamische Verlust von einem Pleuel eines beliebigen Motors wird um V_1-4 = 9,2% + 11,3% = 20,5% sich vermindert, was die Effektivität der Kraft von dem Druck der Gase auf dem Kolben proportional erhöht.
– Bei dem φ = 0° ist das ergänzende Drehmoment an der Kurbelwelle von dem Zwischenteil (5) unter Berücksichtigung der Beseitigung des Verlustes V_Sum, 45,8 Nm × (100% + 20,5%)/100% = 53,3 Nm;
– Bei dem φ = 180° ist das ergänzende Drehmoment M_zus-180-1 = 25,1 Nm;
– Die Mittelzuladen des ergänzenden Drehmomentes M_M-mittel = (53,3 Nm + 25,1 Nm)/2 = 39,2 Nm, das heißt (+24,6%).
– Mit der Bewegung der Baugruppe Kolben-Pleuel nach unten aus dem Obertotpunkt fängt seine Wendung des Pleuels gegen den Uhrzeigersinn um Kolbenbolzen an. Der Vektor dieser Beschleunigung hat die Richtung senkrecht bezüglich der Zylinderachse und der Zahl a₀ = 7800 m/S². Diese Trägheitskraft F_Tr-S strebt den Pleuel gegen den Uhrzeigersinn zu wenden, das heißt diese Trägheitskraft eine dynamische Verlust V₅ ist. Er entsteht wegen dem Schaukeln des Pleuels um Kolbenbolzen (7). Bei der ursprünglicher Masse des Pleuels (zum Beispiel gemäß der Quellen 3) gibt es der Verlust bei dem Anfang dieser Wendung des Pleuels V_S-ur = m_Pl-1 × a_0-h = 0,68 kg × 7800 m/S² = 5303 N. Dieser Verlust V₅ ist weniger als V_5-ur = 0,48 × 7800 = 3744 N, das heißt die gibt es die Verminderung dieses Verlustes um V₅ = 5303 N – 3744 N = 1559 N oder 7,6%. Gemäß der Erfindung versorgt sich die Erhöhung des effektiven Drucks in den Verbrennungsmotoren und anderen Kolbenmaschinen infolge der Verminderung der dynamischen Widerstände. Die summarische Versenkung dieser Verluste V_S = V_1-3 + V₄ + V₅ = 9,2% + 11,3% + 24,6% + 7,6% = 52,7%. Es bestimmt das Nominaldrehmomentes von der Benutzung der Pleuel gemäß der Erfindung mindestens 159 Nm × (100% + 52,7%)/100% = 243 Nm (s. 11); gemäß der Quelle 3 (Absatz [0021] hat ein typischen Verbrennungsmotor mit traditioneller Konstruktion der Pleuel das maximale Drehmoment 159 Nm.

According to the invention, the mass of the connecting rod is less than 30% compared to the connecting rod according to, for example, the connecting rod according to the source 3: m _Pl-2 = 0.68 kg × (100% -30%) / 100 = 0.48 kg. Here:

- The mass of the piston-rod assembly, paying attention to the reduction in the mass of the connecting rod, is m _K-Pl-2 = m _Colb + m _Pl-2 = 0.42 kg + 0.48 kg = 0.9 kg. The reduction of the mass of this assembly is m _V-4 = 1.1 kg - 0.9 kg = 0.2 kg. Therefore, the reduction in dynamic loss V _{4 has} been reduced by 0.2 kg × a ₀ = 0.2 × 21057.1 = 4211 N. Therefore, the elimination of this loss has increased the effectiveness of the effect of the force F _gas by 4211/36948 × 100% = 11.3%. The dynamic loss of a connecting rod of any engine is reduced by V _1-4 = 9,2% + 11,3% = 20,5%, which proportionally increases the efficiency of the force from the pressure of the gases on the piston.
- At the φ = 0 ° is the complementary torque at the crankshaft of the intermediate part ( 5 ) taking into account the elimination of the loss V _Sum , 45.8 Nm × (100% + 20.5%) / 100% = 53.3 Nm;
- For the φ = 180 °, the additional torque M is _{additional to 180-1} = 25.1 Nm;
- The mean load of the supplementary torque M _M-average = (53.3 Nm + 25.1 Nm) / 2 = 39.2 Nm, that is (+ 24.6%).
- With the movement of the piston-rod assembly down from the top dead center, its turn of the connecting rod begins counterclockwise around the piston pin. The vector of this acceleration has the direction perpendicular to the cylinder axis and the number a ₀ = 7800 m / S ² . This inertial force F _Tr-S tends to turn the connecting rod counterclockwise, that is, this inertial force is a dynamic loss V ₅ . It arises because of the swiveling of the connecting rod around piston pins ( 7 ). For the original mass of the connecting rod (for example, according to the sources 3), there is the loss at the beginning of this turn of the connecting rod V _S-ur = m _Pl-1 × a _0-h = 0.68 kg × 7800 m / S ² = 5303 N. This loss V ₅ is less than V _5-ur = 0.48 × 7800 = 3744 N, that is, there is the reduction of this loss by V ₅ = 5303 N - 3744 N = 1559 N or 7.6 %. According to the invention, the increase of the effective pressure in the internal combustion engines and other reciprocating engines is due to the reduction of the dynamic resistances. The total sinking of these losses V _S = V _1-3 + V ₄ + V ₅ = 9.2% + 11.3% + 24.6% + 7.6% = 52.7%. It determines the nominal torque of the use of the connecting rods according to the invention at least 159 Nm × (100% + 52.7%) / 100% = 243 Nm (s. 11 ); according to the source 3 (paragraph [0021] a typical internal combustion engine with traditional design of the connecting rod has the maximum torque 159 Nm.

Diese Veränderung des Charakters der Belastungen von der Schlag- an Schlagfreien Kraftaufwande in dem Kurbelmechanismen lässt auch die Querschnittflächen der entsprechenden Details der verschiedenen Ausführungsmechanismen, zum Beispiel der Kupplung, Wechselgetrieben der Fahrzeuge, der Getrieben der Räder und anderen Baugruppen und Details, und folglich ihrer Massen, und deshalb die dynamischen Widerstände und Metallansätze zu versenken. Folglich erhöht sich der effektive Druck der Motoren zusammen mit dem Wirkungsgrad der ganzen Aggregate mit den Verbrennungsmotoren, zum Beispiel der Fahrzeuge, der Kraftanlagen in der Art der Motor-Generator und andren.This change in the nature of the loads from impact to impact force in the crank mechanisms also leaves the cross-sectional areas of the corresponding details of the various execution mechanisms, such as the clutch, interchangeable transmissions of the vehicles, transmissions of the wheels and other assemblies and details, and hence their masses , and therefore to sink the dynamic resistances and metal approaches. Consequently, the effective pressure of the engines increases together with the efficiency of the entire engines with the internal combustion engines, for example the vehicles, the power plants in the type of motor-generator and others.

Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:

– Der Kraftstoffverbrauch und proportional die Quantität des Auspuffs, unteranderen die CO₂ und auch CO wird reduziert.
– Das Beschleunigungsvermögen und Zugkraft verschiedener Fahrzeuge erhöht sich durch die Erhöhung des effektiven Drucks.
– Die Beseitigung der Schlagbelastungen von der Arbeit des Motors den Geräuschpegel sinkt.
– Die ökologischen Eigenschaften des Verbrennungsmotors und anderen Kolbenmaschinen werden verbessert.
– Die Möglichkeit der Modernisierung der Verbrennungsmotoren sowohl am Stadium der Serienproduktion und Weiterentwicklung, sowie auch für die sich im Betrieb befinden Motoren.
– Diese technischen Lösungen sind taugliche auch für die Kompressoren und andren Kolbenmaschinen.
– Die Erfindung lässt die Übergang auf Serienproduktion der Verbrennungsmotoren mit wesentlichen Verbesserung der ökologischen und ökonomischen Kennziffern mit minimalen Kosten ausführen, weil die an existieren technologischen Linien produzieren man kann.
– Die Erfindung ist brauchbar auch für die Hybridbetriebe, weil ihre Energiequelle ein traditioneller Verbrennungsmotor ist. Deshalb entsteht die Möglichkeit die Fahrt-, Ökologisch- und Wirtschaftsparameter der Betriebe zu verbessern.
– Das Vorhandensein der Pleuel gemäß der Erfindung in den Verbrennungsmotoren versorgt auch die Versenkung des Verbrauchs des legierten Sonderstahls und anderen Materials des Pleuels und der Buntmetalls für die Verfertigung der Einlagen und Buchsen der Pleuelkopfe und Pleuelfuße.
– Es versorgt die Verminderung der Quantität der Schadstoffemission von den Hüttenwerken und anderen Betriebe, die in Produktion der Auto- und Verbrennungsmotoren und anderen entsprechenden Aggregaten teilnehmen. Es ist Verminderung des Stickoxydes im Auspuff, weil das Fehlen der Schlagbelastungen im Kurbelgetriebe dem Frühzündungswinkel vergrößern lässt. Es versorgt die mehr voller Verbrennung des Kraftstoffs, was auch die Experimentalbestätigung hat.
– Die Erfindung vergrößert Nutzungsdauer der Verbrennungsmotoren wegen dem Tauschen der Schlagbelastungen an schlagfeien Kraftaufwenden in allen Verbindungen des Motors und anderen Mechanismen, was dem Verschleiß in den Kontakte der Details vermindert.
– Die Verminderung der Masse der Motoren hat besondere Bedeutung für die Produktion und möglichen Modernisierung der Hubschrauber und Flugzeuge mit den Verbrennungskolbenmotoren.

This results in the following advantages:

- The fuel consumption and proportional the quantity of the exhaust, among others the CO ₂ and also CO is reduced.
- The acceleration and traction of different vehicles increases by increasing the effective pressure.
- The elimination of impact loads from the work of the engine the noise level drops.
- The ecological characteristics of the internal combustion engine and other piston engines are improved.
- The possibility of modernization of internal combustion engines both at the stage of serial production and further development, as well as for the engines in operation.
- These technical solutions are also suitable for the compressors and other piston engines.
The invention makes it possible to make the transition to serial production of internal combustion engines with substantial improvement of the ecological and economic indicators with minimal cost, because the technological lines can be produced on existing ones.
The invention is also useful for hybrid operations because their source of energy is a traditional internal combustion engine. Therefore, it is possible to improve the driving, ecological and economic parameters of the farms.
- The presence of the connecting rods according to the invention in the internal combustion engines also provides for the sinking of the consumption of alloyed special steel and other material of the connecting rod and the non-ferrous metal for the manufacture of the inserts and bushings of the connecting rod ends and connecting rod.
- It provides the reduction of the quantity of pollutant emission from the metallurgical plants and other plants involved in production of the car and internal combustion engines and others participate in appropriate aggregates. It is a reduction of nitric oxide in the exhaust because the absence of impact loads in the crank gear increases the spark advance angle. It provides the more full combustion of the fuel, which also has the experimental confirmation.
The invention increases the useful life of the internal combustion engines because of the exchange of impact loads on impact forces in all connections of the engine and other mechanisms, which reduces the wear in the contacts of the details.
- The reduction of the mass of the engines has special meaning for the production and possible modernization of the helicopters and aircraft with the combustion piston engines.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims

Connecting rod of an internal combustion engine or other piston engine consists of the connecting rod with a bend, the connecting rod with the socket and connecting rod with the lid and the deposits, the turn with the connecting rod through the intermediate part to connect; the intermediate part and the turn take place to the right of the longitudinal axis of the connecting rod during the rotation of the crankshaft (Kw) in a clockwise direction, characterized in that the inserts ( 10 _if ), ( 10 _un ) at the opposite end faces preferably the slope ( 10a ) at the area of the division (T ₁ ) of the big end ( 2 ) with the lid ( 3 ) perpendicular relative to the Längspleuelachse (ZZ) have.

Connecting rod according to claim 1, characterized in that the inserts ( 10c ), in the inclined surface of the pitch (T _Z ) of the large end of the connecting rod relative to the longitudinal axis (ZZ) of the connecting rod at their mutual end faces preferably the cutouts ( 10d ) of a symmetrical shape with the axis of symmetry relatively in the surface (T ₂ ), the vertical arrangement relative to the connecting rod axis (ZZ) is established.

Connecting rod according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bushing ( 6 ) of the connecting rod ( 1 ) preferably from the sides of the forehead the cutouts ( 6a ) of a preferably symmetrical shape with the axes of symmetry in the surface or the holes ( 6b ) disposed in the surface (XX) which is perpendicular relative to the longitudinal connecting rod axis (ZZ).

Connecting rod according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cross-sectional areas (BB), (EE) of the connecting rod ( 4 ) with the turn ( 4a ) and other working surfaces of the connecting rod, inter alia the cross-sections (FF) of the cover ( 3 ) According to the impact-free loads, therefore, the elimination of impact loads is determined because of the presence of a torque (M _zus-0 ) in the beginning of the stroke of work stroke in each cylinder.