DE1451826A1 - Kreiskolbenmotor mit Vorverdichtungs- bzw. Aufladezuendung - Google Patents

Kreiskolbenmotor mit Vorverdichtungs- bzw. Aufladezuendung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kreiskolbenmotor mit Vorverdichtungs- bzw. Aufladezündung und einem hierzu angeordneten Kreiselkompressor.
Das Vorverdichten bzw. Aufladen von Verbrennungsmotoren Über das Differential ist bekannt»
Es sind zahlreiche Vorsehläge für Kolbenmotoren mit gesteuerter Zündung oder vorzugsweise mit Verdichtungezündung bekannt, bei denen die Abtriebewelle mit einem Differential mit zwei Abgangswellen verbunden 1st, von denen die eine Welle das fahrzeug und die andere Welle den Vorverdichter bzw* Auflader de· Motors antreibt.
Diese Anordnung ist am interessantesten, wenn das Differential dureh ein Ipiaykloideng·triebe gebildet wird, »ei dem die Motorwelle den PlanetenradtrÄger antreibt und die Antriebewelle de« Tahrzeugs dureh das Tellerrad eowie dl« An«
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triebfflwelle des Vorverdichterβ durch das mittlere Planetenrad angetrieben wird. Durch entsprechende Wahl der Abmessungen , der verschiedenen Zahnradübersetzungen kann hierbei unmittel- ; bar das Gleichgewicht in dem Differential zwischen einem kleinen Drehmoment für den Antrieb des Vorverdiohtere und einem großen Drehmoment für den Fahrzeugantrieb herbeigeführt und '. bei starker Belastung eine Drehung des ganzen Differentiales
, oder wenigstens eine Drehung mit einer sehr geringen Drehzahl-, änderung sowie geringer Reibung und guter Nutzleistung er- ! reicht werden«
Gemäß der Erfindung wird ein Kreiskolbenmotor mit Voryeräiohtungs- bzw· Aufladezündung und einem vorzugsweise ! als Kreiselkompressor auegebildeten Kompressor, der von der Abgangswelle des Differentiales angetrieben wird, derart ausgebildet, daß der Kompressor durch das Planetenrad des Differentiales Über eine gleichachsig durch die Kurbelwelle des Motors hindurchgeführte Welle antreibbar ist und zur Bildung dea endgültigen Übersetzungsverhältnisses des Kompressors ein zweites Planetengetriebe vor dem Kompressor auf der anderen Seite des Motors angeordnet ist.
Ss ist zum Vorverdichten bzw· Aufladen eines Kreiskolbenmotor« mit sternförmig angeordneten Arbeitskammern vorteilhaft, den Verdichter gleichachsig und auf der dem Schwungrad gegenüberliegenden Seite anzuordnen, da hierduroh gleich-
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OHIGlNAL INSPECTED
artige Einlaßleitungen mit allen sich daraus ergebenden Vorteilen ermöglicht werden. Andererseits ist es augenscheinlich, daß das übersetzungsverhältnis für einen über das Differential angetriebenen Kreiselkompressor oder -auflader viel größer sein muß, als für einen volumetrischen Verdichter. Es ist daher angezeigt, zwei aufeinanderfolgende Räderlibersetzungen mit gleioh großem Übersetzungsverhältnis anzuwenden, von denen die •ine übersetzung in dem Differential und die andere übersetzung unter der Kurbelwellendurchführung angeordnet ist, da hierdurch A die Relativdrehzahl der Kurbelwelle und der von ihr durchsetzten Welle verringert wird, und zwar umso mehr, je größer die Belastung ist. Im Grenzfall dreht sich das Differential als ein einziger Block, was für den mechanischen Wirkungsgrad günstig ist und am Ausgang der Kurbelwelle einem normalen Betrieb des Kreiselkompressors mit einer normalen Übersetzung entspricht. Wenn sich das Drehmoment des Motors verringert, dreht sich die die Kurbelwelle durchsetzende Welle langsamer, und auch der Kompressor arbeitet mit einer hierzu proportionalen geringeren Drehzahl, was einem geringeren Vorverdichtungsdruck entspricht.
Eine weitere Sonderheit der Erfindung betrifft die Regelung des mit Kompressionszündung versehenen Kreiskolbenmotors. Bei einem solchen Motor ist von Seiten des Fahrers die Mengenleistung der Brennstoffpumpe zu regeln. Für eine bestimmte Stellung des Gashebels ist eine Drehzahlregelung des Motors
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durch die Brennstoffpumpe notwendig. Diese Drehzahlregelung erfolgt im allgemeinen in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, zur Regelung der Drehzahl des Motors die Wirkung des in der Einlaßleitung hinter dem Kompressor herrschenden Druckes auf die Einspritzpumpe auszunutzen.
Bei einer bestimmten Stellung des Gashebels ruft der ansteigende Druck in der Einlaßleitung eine geringe Einbiegung einer Membran·hervor, wodurch die Zahnstange der Pumpe zurückgeschoben und die Einspritzung verringert wird. Auf diese Weise ist eine gewisse Stabilisierung des Motors erreicht. Dabei wirkt der Gashebel auf die Zahnstange unter Vermittlung einer Feder entgegen dem Zuführungsdruck ein.
Diese Anordnung ergibt bereits eine Sicherheit für die Drehzahl des Kompressors. Denn wenn der Kompressor zu schnell umläuft, so steigt sein Druck und die Brennstoffmenge wird verringert, wobei auch das Drehmoment verringert wird und der Kompressor weniger belastet und verzögert wird. Als zusätzliche Sicherung kann an der Einlaßleitung ein Sicherheitsventil genügend großer Abmessungen angeordnet werden. Wenn der Kompressor zu schnell läuft und der Motor nicht die Zeit gehabt hat, um durch die vorstehend erläuterte Regelung verzögert zu
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werden, so wird das Sicherheitsventil für den der vorgesehenen Übergeschwiudigkeit entsprechenden Überdruck plötzlich angehoben, wobei die Ausströmraenge der Luft plötzlich ansteigt und der Kompressor abgebremst, wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung lediglich als Beispiele dargestellten Ausführungsformen.
In der Zeichnung zeigen: λ
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen mit Ventilsteuerung versehenen Kreiskolbenmotor von epizykloidalem Kolbenprofil mit einem eine achsferne Zone mehr als der Kolben aufweisenden feststehenden Umschließungsgehäuse sowie mit einer entsprechenden Anzahl von Arbeitskammern und einem in Verbindung mit dem Differential angeordneten Kreiselkompressor;
Fig. 2 einen Querschnitt nach den Linien A-A und B-B der Fig. 1;
Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Motors mit Schlitzsteuerung.
Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Kreiskolbenmotor, der mit einer Innenepizykloide 41 versehen ist, weist eine Kurbelwelle hZ auf, die den in den Lagern kk umlaufenden Kolben k3 trägt und an dem in der Zeichnung links befindlichen Ende mit
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einer ein Gegengewicht tragenden Scheibe h$ versehen ist. An dem in der Zeichnung rechts befindlichen Ende ist eine ebenfalls mit einem Gegengewicht versehene Scheibe k6 angeordnet, die außerdem die Ausgleichsplanetenräder k7 trägt. Diese stehen in Zahneingriff mit dem mittleren Planetenrad k8 und dem Tellerrad 4-9· Dieses ist hier als Bestandteil einer Kupplung 90 dargestellt, die auf der Welle 50 sitzt. Die Welle 50 ragt in das Getriebe 51 hinein, dessen Abtriebswelle 52 konzentrisch zu der Welle 50 angeordnet sein kann und einen direkten Gang ermöglichen kann.
Die das Planetenrad 4-8 tragende Welle 53 durchsetzt die Kurbelwelle kZ gleichachsig und steuert über einen Planetenradträger 5^- und die an einem feststehenden Zahnkranz 91 abgestützten Planetenräder 3^ mit einem Übersetzungsverhältnis» das ebenso groß ist· wie das Übersetzungsverhältnis in dem Differential, die Bewegung des Zahnrades 56· Dieses ist auf die Welle des Kompressorläufers 58 aufgekeilt, der gleichachsig zu dem Motor angeordnet ist. Die das nicht dargestellte Tilter durchdringende Luft tritt bei 59 in den Kompressor ein und strömt von dem Läufer 58 durch einen auch in Fig. 2 dargestellten Diffusor 60 und die Leitungen 61 zu den Verbrennungskammern des Kreiskolbenmotors.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Motor einen Kolben mit vier Flügeln sowie ein feststehendes Umschließungs-
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gehäuse mit fünf Kammern und demgemäß fünf Leitungen 61 aufweist, die untereinander alle gleich ausgebildet sind.
Die Einspritzpumpe 63 wird normalerweise von der Kurbelwelle k2t z.B. über einen Kettentrieb, angetrieben und speist über die Druckleitungen Sk die Einspritzdüsen 65 des Motors.
Die in der bereits erwähnten Weise arbeitende Regelung erfolgt dadurch, daß die Zahnstange 66 der Einspritzpumpe M über die Feder 67 durch den Gashebel 68 entgegen der Wirkung der komprimierten Luft in der Kapsel 7I betätigt wird, die mit einer der Zuführungsleitungen 61 verbunden ist. Hierdurch wird die Menge des eingespritzten Brennstoffes verringert, wenn der Zuführungsdruck ansteigt.
Die Zuführungsleitung 61 ist mit einem Abzweig 72 versehen,der gewöhnlich durch ein Sicherheitsventil 73 abge-BohlosBen ist. Wenn jedoch der Druck in der Leitung 61 einen Wert erreicht, der der für den Kompressor zugelassenen Über- λ
geschwindigkeit entspricht, wird das Sicherheitsventil geöffnet.
In der Zeichnung ist eine Einspritzpumpe mit geradliniger Pumpenbewegung dargestellt. Statt dessen könnte eine sternförmige Rotationspumpe angeordnet werden. Letzteres ist besonders bei einem Kreiskolbenmotor mit sternförmig angeordneten Arbeitekammern angebracht.
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Anstelle eines Kompressors mit nur einem Läuferrad könnte im Rahmen der Erfindung auch ein mehrstufiger Kompressor verwendet werden.
Ferner ist die Erfindung auch bei anderen Arten von Kreiskolbenmotoren, z.B. bei einem Kreiskolbenmotor anwendbar, wie er in Fig. 3 schematisch dargestellt ist und der ein feststehendes Umschließungsgehäuse von epizykloidalem oder hypozykloidalem Profil mit N Flügeln und einen umlaufenden Kolben mit N+1 Seiten und N+1 Kanten aufweist. Obgleich hierbei nur ein einziger Einlaßschlitz vorgesehen ist, bleibt die konzentrische Anordnung des Kompressors von Bedeutung
- Patentansprüche -
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Claims (2)

  1. _ 9 —
    U51826
    Patentansprüche
    Iy Kreiskolbenmotor mit Vorverdichtungs- bzw. Aufladezündung und einem vorzugsweise als Kreiselkompressor ausgebildeten Kompressor, der von der Abgangswelle des Differentiales angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (57 bis 6o) durch das Planetenrad (kB) des Differentiales über eine gleichachsig durch ^ die Kurbelwelle (kZ) des Motors hindurchgeführte Welle (53) antreibbar ist und zur Bildung des endgültigen Übersetzungsverhältnisses des Kompressors ein zweites Planetengetriebe (5^» 55ι 91) vor dem Kompressor auf der anderen Seite dee Motors angeordnet ist.
  2. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das übersetzungsverhältnis des Differentiales und das übersetzungsverhältnis am Ausgang der Kurbelwelle (k2) für den Antrieb des Kompressors die gleiche Größenordnung kaben.
    3· Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Zuführungsdruck als Parameter zur Regelung des Motors durch Verringerung der einzuspritzenden Brennstoffmenge bei ansteigendem Druck dient.
    909824/0343 l>er Patentanwalt
    Leerseite
DE19651451826 1964-09-21 1965-09-20 Kreiskolbenmotor mit Vorverdichtungs- bzw. Aufladezuendung Pending DE1451826A1 (de)

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