DE102017200918B4 - Kurbeltrieb für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Kurbeltrieb für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Kurbeltrieb für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einer Kurbelwelle (1) mit einem, zwischen zwei Grundlagerabschnitten angeordneten Hubzapfen (2), um den ein Pleuelauge (3) eines Pleuels (4) drehbeweglich gelagert ist, wobei zwischen dem Pleuelauge (3) und dem Hubzapfen (2) eine exzentrische Lagerschale (5) und darin ein Exzenter (6) drehbeweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (5) derart ausgewuchtet ist, dass ein Schwerpunkt von dem Pleuel (4), dem Exzenter (6) und der Lagerschale (5) auf einer Achse (9) des Hubzapfens (2) liegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein variables Verdichtungsverhältnis (ε) erschließt Verbrauchs- und Leistungspotentiale durch Anpassung desselben an den Lastzustand der Hubkolben-Brennkraftmaschine, die bei einem unveränderlichen Verdichtungsverhältnis ungenutzt bleiben.
  • Eine derartige Hubkolben-Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus dem US Patent US 1 115 477 A bekannt. Aus der US 2011/ 0 155 106 A1 ist eine Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei welcher ein variables Verdichtungsverhältnis mittels eines exzentrischen Pleuellagers erfolgt.
  • Bekannt ist auch die Verwendung einer exzentrischen Lagerschale im großen Pleuelauge zur Darstellung eines variablen Verdichtungsverhältnisses oder Kompressionsverhältnisses, die mit halber Kurbelwellendrehzahl gleichsinnig umläuft. Das Verdichtungsverhältnis ist durch die Verstellung des Phasenwinkels der Lagerschale einstellbar, was beispielsweise mittels eines auf der Kurbelwelle angeordneten, von einem Stellelement verdrehbaren Zahnrades erfolgt, welches mit der exzentrischen Lagerschale kämmt.
  • Weiter ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 184 042 A2 von der die vorliegende Erfindung ausgeht, eine Vorrichtung zum Verändern eines Kompressionsverhältnisses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt. Die Hubkolben-Brennkraftmaschine weist einen Kurbeltrieb mit einer Kurbelwelle mit zumindest einem beiderseits drehbeweglich gelagerten Hubzapfen, der mit einem Pleuel und einem in einem Zylinder der Hubkolben-Brennkraftmaschine schiebebeweglich angeordneten Kolben in Wirkverbindung steht auf, zur Wandlung einer rotatorischen Bewegung der Kurbelwelle in eine bidirektionale, translatorische Bewegung des Kolbens mit einer definierten Hubhöhe. Zwischen dem Hubzapfen und dem Pleuelauge des Pleuels ist ein drehbeweglicher, außenverzahnter Exzenter angeordnet, ist zur Veränderung der Hubhöhe des Kolbens, wobei zur Verdrehung des Exzenters ein außenverzahntes erstes Zahnrad vorgesehen ist, das axial mit einem zweiten Zahnrad über eine zur Kurbelwelle parallel und mit ihr umlaufend angeordnete Welle drehfest verbunden ist, welches auf einem, von einem Stellelement verdrehbaren dritten Zahnrad kämmend angeordnet ist, wobei die Welle parallel und radial beabstandet zur Kurbelwelle angeordnet ist.
  • Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist die hohe, beim Betrieb der Hubkolben-Brennkraftmaschine bei höheren Drehzahlen auftretende Flächenpressung zwischen den Zähnen von dem Zahnrad und der Lagerschale.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, wie die Flächenpressung zwischen den Zähnen von Zahnrad und Lagerschale reduziert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Durch die Verlagerung des gemeinsamen Schwerpunkts von der Pleuel-, Exzenter- und und der Lagerschalenmasse auf die Achse des Hubzapfens, wird das Gesamtdrehmoment der rotierenden Massen dieser Bauelemente minimiert, bzw. eliminiert. Dadurch werden die Kräfte auf die Zähne von der Außenverzahnung der Lagerschale, sowie die Zähne des antreibenden Zahnrades minimiert. Somit ergibt sich durch die vorgeschlagene Ausgestaltung eine Belastungsreduzierung für Lagerung und Verzahnung und somit die Möglichkeit des Erschließens der VCR-Potenziale (variables ε, Variable Compression Ratio) in bereits bestehenden Bauräumen von Kurbeltrieben für Hubkolben-Brennkraftmaschinen. Dies führt in vorteilhafter Weise zu Leistungs-, Verbrauchs- und Emissionsvorteilen.
  • Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
  • Die Ausgestaltungen gemäß Patentanspruch 3 sind bekannte und bewährte Methoden zur Auswuchtung mechanischer Bauelemente.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer schematischen Figur näher erläutert.
    • 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kurbeltrieb für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kurbetrieb für eine nicht dargestellte Hubkolben-Brennkraftmaschine. Der Kurbeltrieb weist eine Kurbelwelle 1 auf, mit einem, zwischen zwei Grundlagerabschnitten angeordneten Hubzapfen 2, um den ein Pleuelauge 3 eines Pleuels 4 drehbeweglich gelagert ist. Das Pleuel 4 ist schematisch (zwei Rechtecke) ohne ein kleines Pleuelauge für einen nicht dargestellten Kolben dargestellt.
  • Weiter ist zwischen dem Pleuelauge 3 und dem Hubzapfen 2 eine exzentrische Lagerschale 5 mit einem Exzenter 6 drehbeweglich angeordnet. Um für die Hubkolben-Brennkraftmaschine ein variables ε (VCR, Variable Compression Ratio, bzw. variable Verdichtung), d. h. ein veränderbares Kompressionsverhältnis darzustellen, weist die Lagerschale 5 eine Außenverzahnung 7 auf, die mit einem benachbart zu einem Grundlagerabschnitt von einem Stellelement verdrehbaren, auf der Kurbelwelle 1 drehbar angeordneten Zahnrad 8 kämmt. Das Stellelement zum Verdrehen des Zahnrads 8 ist in 1 nicht dargestellt. Eine Drehrichtung der Kurbelwelle 1 ist mit einem gekrümmten Pfeil schematisch dargestellt.
  • Um die Lagerbelastungen und eine zu hohe Flächenpressung auf die Zähne des Zahnrads 8 und der Lagerschale 5 zu minimieren, ist die Lagerschale 5 erfindungsgemäß derart ausgewuchtet, dass ein gemeinsamer Schwerpunkt von dem Pleuel 4, dem Exzenter 6 und der Lagerschale 5 auf einer Achse 9 des Hubzapfens 2 liegt.
  • Ein ungewuchteter Schwerpunkt 11 von dem Pleuel 4, dem Exzenter 6 und der Lagerschale 5 liegt, wie in 1 dargestellt ist, außerhalb der Achse 9 des Hubzapfens 2.
  • In einer ersten Ausführungsform kann eine Auswuchtung 10 durch Materialabtrag aus der Lagerschale 6 und in einer zweiten Ausführungsform durch Materialauftrag auf die Lagerschale 6 dargestellt sein.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kurbeltriebs für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine wird das Gesamtdrehmoment der rotierenden Massen von dem Pleuel 4 samt der Lagerschale 5 und dem Exzenter 6 minimiert. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung ergibt sich somit eine deutliche Belastungsreduzierung für die Lagerung und die Verzahnung von der Lagerschale 5 und dem Zahnrad 8 und somit ist das Erschließen der VCR Potenziale im bestehenden Bauraum einer Hubkolben-Brennkraftmaschine möglich. Dies führt in vorteilhafter Weise zu Leistungs-, Verbrauchs- und Emissionsvorteilen für die Hubkolben-Brennkraftmaschine.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kurbelwelle
    2
    Hubzapfen
    3
    Pleuelauge
    4
    Pleuel
    5
    Lagerschale
    6
    Exzenter
    7
    Außenverzahnung
    8
    Zahnrad
    9
    Achse
    10
    Auswuchtung
    11
    ungewuchteter Schwerpunkt

Claims (3)

  1. Kurbeltrieb für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einer Kurbelwelle (1) mit einem, zwischen zwei Grundlagerabschnitten angeordneten Hubzapfen (2), um den ein Pleuelauge (3) eines Pleuels (4) drehbeweglich gelagert ist, wobei zwischen dem Pleuelauge (3) und dem Hubzapfen (2) eine exzentrische Lagerschale (5) und darin ein Exzenter (6) drehbeweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (5) derart ausgewuchtet ist, dass ein Schwerpunkt von dem Pleuel (4), dem Exzenter (6) und der Lagerschale (5) auf einer Achse (9) des Hubzapfens (2) liegt.
  2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (5) eine Außenverzahnung (7) aufweist, die mit einem benachbart zu einem Grundlagerabschnitt von einem Stellelement verdrehbaren, auf der Kurbelwelle (1) drehbar angeordneten Zahnrad (8) kämmt.
  3. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswuchtung (10) durch Materialabtrag aus der Lagerschale (5) und/oder Materialauftrag auf die Lagerschale (5) dargestellt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109139241A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 周义才 大功率高速旋转齿轮内燃机
CN112879156A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 上海汽车集团股份有限公司 偏心套装置、发动机压缩比可变装置、动力系统及汽车

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1115477A (en) 1912-10-23 1914-11-03 Walter M Austin Four-cycle internal-combustion engine.
EP0184042A2 (de) 1984-11-23 1986-06-11 Politechnika Warszawska Kurbelmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit variablem Hub
US20110155106A1 (en) 2009-12-29 2011-06-30 Von Mayenburg Michael Internal combustion engine with variable compression ratio
US8220422B2 (en) 2009-08-25 2012-07-17 Manousos Pattakos Rack gear variable compression ratio engines
US20140360292A1 (en) 2012-01-24 2014-12-11 Joannes Jacobus Josephus SLEPER Reciprocating piston mechanism
AT517100B1 (de) 2015-08-14 2016-11-15 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1115477A (en) 1912-10-23 1914-11-03 Walter M Austin Four-cycle internal-combustion engine.
EP0184042A2 (de) 1984-11-23 1986-06-11 Politechnika Warszawska Kurbelmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit variablem Hub
US8220422B2 (en) 2009-08-25 2012-07-17 Manousos Pattakos Rack gear variable compression ratio engines
US20110155106A1 (en) 2009-12-29 2011-06-30 Von Mayenburg Michael Internal combustion engine with variable compression ratio
US20140360292A1 (en) 2012-01-24 2014-12-11 Joannes Jacobus Josephus SLEPER Reciprocating piston mechanism
AT517100B1 (de) 2015-08-14 2016-11-15 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange

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