DE1776047B2 - Hubkolbenbrennkraftmaschine mit umlaufenden verbrennungsraeumen - Google Patents
Hubkolbenbrennkraftmaschine mit umlaufenden verbrennungsraeumenInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01B3/0032—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F01B3/0035—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit umlaufenden Verbrennungsräumen, wobei in
einem zylindrischen, feststehenden Gehäuse eine umlaufende, mit über ihren Umfang gleichmäßig
verteilten, achsparallelen Zylinderbohrungen ausgestattete Trommel drehbar gelagert ist, deren eine Stirnseite
an der Innenseite der als Zylinderkopf dienenden Stirnseite des Gehäuses dicht geführt ist, wobei die
Kolbenstangen der in den Zylinderbohningen beweglich
geführten Kolben an Umfangsstellen einer umlaufenden, mit der Trommel gekuppelten Kurbelscheibe
angelenkt sind, deren Achse diejenige der Trommel unter einem Winkel schneidet, und wobei im Zylinderkopf
in der Bahnkurve der Mittelpunkte der Zylinderbohrungen an der einen Stelle eine Einlaßöffnung für
Luft vorgesehen ist.
Aus der GB-PS 2 14 295 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine dieser Art bekannt. Sie besteht aus einer umlaufenden, mit Zylinderbohrungen versehenen Trommel, in der Kolben geführt sind, deren Kolbenstangen an einer zentrisch zur Trommelachse angeordneten, schiefstehenden Kurbelscheibe angelenkt sind. In einem die Trommel überdeckenden, ortsfesten Gehäuse- oder Zylinderkopf sind Ein- und Auslaßbohrungen für das Gasgemisch sowie eine Bohrung für eine Zündkerze vorgesehen. Beim Betrieb dieser Maschine erfolgt in bekannter Weise wie beim Reihenmotor die Verdichtung, Zündung, Verbrennung und Expansion in jeweils einem Zylinder, d. h. mit getrennten Verbennungsräumen. Abgesehen davon, daß diese Maschine ein Umlaufmotor ist, bringt sie keine weiteren Vorteile gegenüber bekannten Motoren.
Aus der GB-PS 2 14 295 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine dieser Art bekannt. Sie besteht aus einer umlaufenden, mit Zylinderbohrungen versehenen Trommel, in der Kolben geführt sind, deren Kolbenstangen an einer zentrisch zur Trommelachse angeordneten, schiefstehenden Kurbelscheibe angelenkt sind. In einem die Trommel überdeckenden, ortsfesten Gehäuse- oder Zylinderkopf sind Ein- und Auslaßbohrungen für das Gasgemisch sowie eine Bohrung für eine Zündkerze vorgesehen. Beim Betrieb dieser Maschine erfolgt in bekannter Weise wie beim Reihenmotor die Verdichtung, Zündung, Verbrennung und Expansion in jeweils einem Zylinder, d. h. mit getrennten Verbennungsräumen. Abgesehen davon, daß diese Maschine ein Umlaufmotor ist, bringt sie keine weiteren Vorteile gegenüber bekannten Motoren.
Die üblichen Hubkolbenbrennkraftmaschinen arbeiten mit einer diskontinuierlichen Verbrennung im
bekannten Taktverfahren. Diese mechanisch relativ einfach durchführbare Betriebsweise ist aber die
Ursache, daß Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit rela·
bc tiv schlechtem Wirkungsgrad arbeiten und Abgase mii
einem relativ hohen Anteil unverbrannter und für die Umwelt schädlicher Gase erzeugen.
Bekanntlich hat eine kontinuierliche Verbrennung wie sie z. B. bei Heizungsanlagen stattfindet, einer
besseren thermischen Wirkungsgrad und führt zu einei
weitgehend vollständigen Verbrennung. Man hat aucl seit ca. 50 Jahren versucht, bei Kolbentriebwerken ein<
kontinuierliche Verbrennung vorzusehen, doch scheiter
'f
ten di^se Versuche an den Schwierigkeiten, eine
geeignete Steuerung zu Finden.
So ist durch die FR-PS 647 815 eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, die aus einer ortsfesten,
mit Zylinderbohrungen ausgestatteten Trommel besteht, in der eine Anzahl Kolben axial bewegbar sind,
wobei zentrisch zur Trommel eine urnlaufende Trommelkurbel vorgesehen ist, die eine etwa sinusförmige
Steuernut aufweist, In der die Enden von Kolbenstangen geführt sind. Diese Maschine ist mit einer einzigen, für
alle Zylinder zugänglichen und mit einem Drehschieber gesteuerten Brennkammer versehen.
Dieser Motor kann aber wegen der gegebenen Stoßverhältnisse beim Obergang der verdichteten Gase
in die Brennkammer nur bei einem einzigen Betriebspunkt wirtschaftlich arbeiten, der durch die Auslegung
der Kolbensteuerung mittels der starren Trommelkur bel gegeben ist Gerade diese Steuerung des Gaswechsels
jedoch spielt bei einer solchen Maschine eine sehr wesentliche Rolle. Auch ist die Kolbenführung bei der
bekannten Maschine außerordentlich umständlich und teuer, so daß anzunehmen ist, daß diese Ausführung nie
verwirklicht worden ist.
Durch die FR-PS 5 84 484 und FR-PS 4 05 201 sind
ferner Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit umlaufenden Verbrennungsräumen bekanntgeworden, bei denen
durch Verdrehen der Kolbenstangenlagerungen um eine waagerechte, die Trommelachse kreuzende Achse,
d. h. durch Änderung der Neigung der Schiefscheibe eine Verstellung der Kolbenhubwege erzielt wird. Eine
solche Steuerung reicht aber keinerwegs aus um eine solche oder eine Maschine gemäß der FR-PS 6 47 815
für den angestrebten Zweck brauchbarer zu machen.
Der vorliegenden Erfindung liegt vielmehr die
Erkenntnis zugrunde, daß eine wirksame Steuerung nur durch eine Veränderung der Totpunkte der Kolben in
bezug auf den Drehwinkel der Kurbelscheibe möglich ist.
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Hubkolbenorennkraftmaschine
der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß sie die Vorteile der kontinuierlichen
Verbrennung bei allen denkbaren Lastzuständen ge währleistet und damit weitgehend unabhängig von den
üblicherweise einengenden Eigenschaften des Kraftstoffes hinsichtlich seiner Oktan- und Zetanwerte, der
Zündgeschwindigkeit oder Zündpausen ist, und somit durchaus umweltfreundlich auch mit minderwertigen
und billigen Kraftstoffen betreibbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß in an sich bekannter Weise im Gehäuse eine ;,o
allen Zylindern gemeinsame, mit einer Kraftstoffeinspritzdüse ausgerüsteten und als Brennkammer dienenden
Ausnehmung zur Durchführung einer kontinuierlichen Verbrennung sowie an einer anderen Steile des
Gehäuses eine Auslaßöffnung für Verbrennungsgase vorgesehen sind, und daß zur Verstellung der Winkellage
der Kolbentotpunkt in bezug auf die gemeinsame ortsfeste Brennkammer die Kurbelscheibe in einer, in
ihrer Lage einstellbaren Halterung so gelagert ist. daß die Kurbelscheibe um mindestens eine Achse schwenk- iH
bar ist, die windsenief zur Trommelachse liegt.
Bei einem solchen Motor erhält nach dem Anwerfen
der Trommel jeder Zylinder im Bereich des unteren Ko'.bentotpunktes z. B. mittels eines in der Ansauglci
tung befindlichen Gebläses Frischluft, die während der ■ weiteren Drehung der Trommel verdichtet wird. In der
Nähe des oberen Totpunktes wird die verdichtete Luft in die im ZvlinderkoDf befindliche Brennkammer
eingegeben und dort mit in die Brennkammer eingespritztem Kraftstoff verbrannt Nach dem Durchgang durch den oberen Kolbentotpunkt nimmt jeder
Zylinder die Verbrennungsgase aus der Brennkammer wieder auf, die dann bis zum Erreichen der unteren
Totpunktlage expandieren und durch die Auslaßöffnung abströmen.
Die Verweilzeit der Gase in der Brennkammer kann
konstruktiv auf beliebig große Kurbelwellendrehwinkel ausgelegt werden, so daß auch bei Kraftstoffen mit
schlechten Zündeigenschaften die Verbrennung beendet ist, ehe die Gase die Brennkammer verlassen haben.
Daher werden die Verluste aus der endlichen Verbrennungsgeschwindigkeit vermiedea Da die Gase während
der ganzen Verweilzeit in der Brennkammer den Temperaturen und Drücken im Bereich des oberen
Totpunktes ausgesetzt sind, die sich nur sehr unwesentlich
ändern, kann mit Sicherheit erreicht werden, daß alle brennbaren Kraftstoffanteile verbrennen. Das
Abgas ist entgiftet und hat, wie Versuche zeigten, außergewöhnlich geringe Schadstoffanteile, die um ein
Vielfaches unterhalb der zulässigen Werte liegen.
Ein Vorteil dieser Arbeitsweise ist es, daß der Kraftstoff kontinuierlich in die ununterbrochen brennende
Flamme hineingespritzt wird, so daß ein Klopfen oder ein Dieselschiag nicht auftreten können. Der
Motor ist daher völlig unabhängig von Oktan- oder Zetanzahlen undbesitzt damit Vielstoffeigenschaften.
In der Brennkammer des Motors stellt sich ein vom Belastungsfall abhängiger Betriebsdruck ein. Um einen
stoßfreien Übergang der Gase zwischen den Zylindern und der Brennkammer zu gewährleisten, muß der
Brennkammer bei Volast, d. h. bei großem Drehmoment von den einzelnen Zylindern bei gleichem zeitlichen
Luftdurchsatz ein kleineres Luftvolurnen mit entsprechend höherem Druck zugeführt werden, als beim
Teillastbetrieb. Die Verdichtung der Luft muß somit bei zunehmender Last bzw. zunehmendem, zu übertragendem
Drehmoment erhöht werden und umgekehrt.
Ferner ist es erwünscht, wenn die einzelnen Zylinder
bei hoher Trommeldrehzahl aus der Brennkammer ein kleineres Gasvolumen als bei niedriger Trommeldrehzahl
entnehmen. Hierdurch wird eine Wirkung ähnlich einem stufenlos regelbaren Kolbengetriebe erzielt.
Eine stehende verbrennung ist technisch besonders gut zu regeln und zu beherrschen, daher kann mit einer
entsprechenden Brennkammerversiellung auch für Teillast ein guter Wirkungsgrad erreicht werden, der
kaum von dem optimalen abweicht. Der Drehzahlbereich, in dem der Motor sein volles Drehmoment abgibt,
kann besonders zu niedrigen Drehzahlen (theoretisch bis zu 600 U/min) erweitert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es nun möglich, die Totpunktverstellung nicht als einfache
Kolbenhubverstellung auszuführen, sondern eine Verstellung des Zündzeitpunktes, d. h. des Kolbentotpunktes
in bezug auf den Drehwinkel zur Brennkammer herbeizuführen und damit die kontinuierliche Verbrennung
in einer allen Zylindern gemeinsamen, ortsfester Brennkammer durchzuführen. Eine andere, gleichwertige
Ausführungsform der F.rfindung besteht darin, daß ir an sich bekannter Weise im Gehäuse eine aller
Zylindern gemeinsame, mit einet Kraftstoffeinspritzdüse ausgerüstete und als Brennkammer dienende
Ausnehmung zur Durchführung einer kontinuierlicher Verbrennung sowie an einer anderen Stelle des
Gehäuses eine Auslaßöffnung für Verbrennungsgase vorr -vehen sind, und daß zur Verstellung der Winkella·
ge der Kolbentotpunkte in bezug auf die gemeinsame ortsfeste Brennkammer die Drehachse der Kurbelscheibe
die Erzeugende eines gedachten Kegels bildet auf dessen Mantelfläche sie um die Kegelachse bewegbar
geführt ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Ausführung besteht darin, daß die Halterung aus einem auf einer
Achse gelagerten, zylindrischen Körper mit einer zu seiner Achse unter einem Winkel angeordneten
Lagerbohrung für eine Achse besteht, und daß am Körper Mittel zur Festlegung seiner relativen Drehstellung
zur Achse vorgesehen sind. Bei dieser Lagerung ergibt sich eine relativ kurze Motorlänge. Auch kann
der Zylinderblock auf seiner Rückseite auf einer gehäusefesten Welle gelagert werden.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Halterung aus dem einen Zapfen einer im
Gehäuse drehbar angeordneten Kniewelle besteht, dessen Achse die Achse der Kurbelscheibe ist. Der
Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Lagerung der Kurbelscheibe kleine Lagerdurchmesser
erfordert, so daß bei hohen Motordrehzahlen eine niedrige Hubleistung vorliegt. Auch ist der Bauaufwand
relativ gering, da keine zusätzlichen Präzisionsteile erforderlich sind.
Da die umlaufende Trommel eine hohe Umfangsgeschwindigkeit aufweist, kann ohne nennenswerten
Mehraufwand ein Teil der Abgasenergie nach dem Freiauspuff verfahren ausgenutzt werden. Hierdurch
wird zugleich das Auspuffgeräusch vermindert. Der Motor läuft ohne zusätzlichen Massenausgleich völlig
schwingungsfrei.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert, und
zwar zeigt
F i g. 1 einen Motor mit einer Vorrichtung zur Hubverstellung im Längsschnitt,
F i g. 2 einen Motor mit einer Vorrichtung zur Verstellung der Totpunktlagen im Längsschnitt,
F i g. 3 einen Motor mit einer anderen Vorrichtung zur Verstellung der Totpunktlagen im Längsschnitt,
Fig.4 einen Motor mit einer Vorrichtung zur Verstellung des Teilwinkels und der Totpunktlagen im
Längsschnitt,
Fig.5 einen Motor mit einer Vorrichtung zur kombinierten Verstellung des Hubes und der Totpunktlage
im Längsschnitt,
F i g. 6 eine Ansicht der Stirnfläche der als Zylinderblock
dienenden Trommel in größerer Darstellung,
F i g. 7 eine Ansicht der Stirnfläche des Zylinderkopfes in vergrößerter Darstellung und
In der Zeichnung sind übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
F i g. 1 zeigt einen Motor, bestehend aus einem etwa zylindrischen, vorne offenen Gehäuse 1, einem die
Gehäuseöffnung dicht abschließenden Zylinderkopf 2 mit einer Einlaßleitung 3 für Frischluft und mit einer
Brennkammer 4, einem als umlaufende Trommel S im Gehäuse 1 gelagerten Zylinderblock sowie einer
Vorrichtung 6 zur Verstellung des Lastverhaltens des Motors. Im Gehäuse 1 ist ferner eine Auslaßöffnung 7
für die Verbrennungsgase angeordnet
Die Trommel 5 weist eine Vielzahl von Zyiinderbohrungen 8 auf, in denen jeweils ein Kolben 9 längs
verschiebbar angeordnet ist Die Trommel 5 weist ferner eine mittige Trommelachse 10 auf, die in einem
Lager 11 im Zylinderkopf 2 und auf einer zur Trommelachse 10 geneigten, im Gehäuse I abgestützten
Achse 12 gehalten ist.
Im rückwärtigen Teil des Gehäuses 1 ist an einer quer zur Trommelachse 10 angeordneten und diese nicht
schneidenden Achse 13 eine ringförmige Halterung 14 für eine umlaufende Kurbelscheibe 15 aufgehängt und
mit einer der Aufhängestelle diametral gegenüber angreifenden Zugstange 16 verbunden. Auf der
Stirnseite der Kurbelscheibe 15 ist über einen Teilkreis
]o nahe dem Umfang der Kurbelscheibe regelmäßig
verteilt eine den Kolben 9 entsprechende Anzahl Kugelköpfe 17 gelagert, die jeweils mit einem Kolben 9
mittels einer Kolbenstange 18 verbunden sind, die in der Zeichnung nur schematisch wiedergegeben ist.
Die Achse K der Kurbelscheibe 15 steht zur Trommelachse 10 unter einem einstellbaren Winkel der
mittels der Zugstange 16 verändert werden kann.
Die Trommel 5 und die Kurbelscheibe 15 sind durch zwei Kegelradkörper 19, 20 im Bereich ihrer größten
Annäherung miteinander gekuppelt. Diese Kegelradkörper 19, 20 bilden eine Art Klauenkupplung, die eine
begrenzte Änderung des Winkels zwischen den Achsen der Kurbelscheibe 15 und der Trommel 5 zuläßt. Da
schon sehr geringe Winkeländerungen beträchtliche Änderungen des Lastverhaltens des Motors bewirken
und die Kupplung theoretisch kräftefrei arbeitet, kann eine leichte Auslenkung des Zahneingriffes zugelassen
werden. Anstelle einer derartigen Klauenkupplung ist auch eine Kardangeknkverbindung 21 möglich, wie sie
in F i g. 2 dargestellt ist.
Am Umfang der Trommel 5 sind schließlich radial zu jeder Zylinderbohrung 8 Auslaßöffnungen 22 vorgesehen,
die beim Umlauf der Trommel in den Bereich der Auslaßöffnung 7 gelangen und beim Verdichtungshub
durch den jeweiligen Kolben 9 verschlossen werden.
Wie F i g. 6 zeigt, sind beispielsweise sechs Zylinderbohrungen 8 vorgesehen, die gleichmäßig über der
Stirnfläche der Trommel 5 verteilt sind, Je mehr Zylinder vorhanden sind, um so ruhiger ist der Abiaul
der Verbrennung.
Die Brennkammer 4 im Zylinderkopf 2 ist kugelförmig ausgebildet und groß genug, um die nötige
Kraftstoffmenge aufzunehmen, die durch eine nichi näher dargestellte Kxaftstoffdüse eingespritzt wird.
Wie F i g. 7 zeigt, ist die Brennkammer 4 zur Tromme: 5 hin weitgehend geschlossen und nur durch einer
Einlaßschlitz 23 und einen Auslaßschlitz 24 mit der Zylinderkammern verbindbar. Die Brennkammer 4
befindet sich im theoretischen oberen Totpunkt
Die Einlaßleitung 3 für die Frischluft mündet in einer
verbreiterten Einlaßschlitz 25 im Zylinderkopf inBereich des unteren Totpunktes.
Fig.8 zeigt die Arbeitsweise des Motors anhanc
eines Drehwinkeldiagramms. Hierin bedeuten für einer
Zylinder:
A-B
B-C
beim Überfahren des unteren Totpunktes
(UT)aes Kolbens,
Frischluft
C-OT Drehwinkelstrecke für den Einlaßschlitz 23
der Brennkammer, und zwar bis zum
Kolbens,
OT-D Drehwinkelstrecke für den Auslaßschlitz 24
der Brennkammer,
D-E Drehwinkelstrecke für die Expansion der
Verbrennungsgase und
E-UT- F Drehwinkelstrecke für das Ausströmen de:r
E-UT- F Drehwinkelstrecke für das Ausströmen de:r
Verbrennungsgase.
Zwischen den Punkten E und B erfolgt ein Gaswechsel. Verbrennungsgase werden abgeführt und
zugleich Frischluft zugeführt.
Mit x-x ist die geometrische Achse der Achse 13 der Vorrichtung 6 zum Verstellen bezeichnet, welche Achse
auf den Zylinderkopf projiziert ist und eine beliebige, etwa waagerechte Lage haben kann.
Zweckmäßig ist die Achse x-x so angeordnet, daß die untere Totpunktlage der Kolben sich nur wenig oder
gar nicht verändert.
Mit y—y ist eine geometrische Achse einer anderen Ausführung einer Vorrichtung 6 zum Verstellen
bezeichnet, die noch beschrieben wird.
Im Betrieb wird der Kraftstoff mittels einer Einspritzdüse kontinuierlich in die Brennkammer 4
eingeführt, so daß eine ununterbrochene Verbrennung stattfindet. Hierfür muß das Volumen der Brennkammer
4 so groß sein, daß sie in der Lage ist, genügend Luft zu speichern, um den Zeitraum des Zylinderwechsels,
während welchem keine Frischluft zugeführt wird, zu überbrücken. Da der Kraftstoff kontinuierlich in die
ununterbrochene Flamme in einen Raum mit hohem Druck und hoher Temperatur eingespritzt wird, tritt
weder ein Klopfen noch ein Dieselschlag auf. so daß der Motor Vielstoffeigenschaften aufweist.
Der Motor arbeitet mit Selbstzündung. Das Verdichtungsverhältnis muß daher so groß gewählt werden, daß
die bei der Endverdichtung erzeugte Temperatur mit Sicherheit ein Zünden des Kraftstoffes gewährleistet. In
Sonderfällen kann der Kraftstoff auch ganz oder teilweise zusammen mit der Frischluft in die Zylinder
eingeführt werden.
Durch ein Verschwenken der Halterung 14 um die geometrische Achse x — x läßt sich der Motor
entsprechend seinem Lastverhalten in geeigneter Weise steuern, wobei die Hublänge der Kolben 9 verändert
wird. Je stärker die Neigung der Kurbelscheibe 15 bezüglich der Trommelachse 10 ist, desto größer ist der
Hub des Kolbens.
F i g. 2 zeigt im wesentlichen den gleichen Motor wie Fig. 1, jedoch mit einer anderen Ausbildung und
Lagerung der Verstellvorrichtung 6.
Die Halterung 26 besteht aus einem schräggestellten ringförmigen Körper, der um die geometrische Achse
y—y mittels Achszapfen 27,28 schwenkbar im Gehäuse 1 gelagert ist Am Achszapfen 28 greift ein Verstellhebel
29 an. Die Halterung 26 trägt wiederum ähnlich wie in F i g. 1 eine Kurbelscheibe 15. die um ihre geometrische
Achse K drehbar und mit der Trommel 5 gekuppelt ist
Wird die Halterung 26 um ihre geometrische Achse y—y verschwenkt so ergeben sich eine Verschiebung
der Kolbentotpunkte im Drehwinkelschaubild und damit entsprechende Änderungen der Gaswechsel-Verdichtungs-
und Expansionszeiten.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines
Motors gemäß der Erfindung. In diesem Falle isl die
Vorrichtung 6 als Kniewelle 30, d. h. als gekrümmte Welle, ausgebildet, auf deren zur Achse der Trommel 5
geneigten Zapfen 31 die Kurbelscheibe 15 gelagert ist.
Diese Kniewelle 30 steht normalerweise still und wird lediglich zu Zwecken der Totpunktverstellung um ihren
Achszapfen verschwenkt. Dabei wird die Achse K der Kurbelscheibe 15 auf dem Mantel eines Kegels geführt.
Bei dieser Ausführung ist die Neigung der Kurbelscheibe 15 durch die Neigung des Zapfens 31, und wird
die Lage der Totpunkte durch die relative Stellung der Kniewelle 30 in bezug auf das Gehäuse 1 festgelegt. Bei
zunehmendem Motordrehmoment muß die Kniewelle so verstellt werden, daß der obere Kolbentotpunkt OT
zum Brennkammereinlaß hin verschoben wird (F i g. 8). Bei einer theoretischen Drehung der Knieweile um 180°
würden die oberen und unteren Totpunkte miteinander vertauscht werden.
Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 6. Hierbei besteht die Halterung der
Kurbelscheibe 15 aus einem zylindrischen, zur Kurbelscheibe koaxialen Körper 32, der eine schiefe, d. h. im
Winkel zu einer Achse K verlaufende Bohrung aufweist, in der eine Achse 12 aufgenommen ist. der zugleich zur
Abstützung der Trommel 5 dient.
Der Körper 32 ist gegenüber der Achse 12
verdrehbar und festlegbar angeordnet. Bei der Verstellung der Vorrichtung 6 ergibt sich wiederum eine
Lagenveränderung der Totpunkte. Der Neigungswinkel
der Kurbelscheibe 15 ergibt sich jeweils aus der geometrischen Addition des Winkels \ zwischen dem
Achszapfen 12 und der verlängerten Trommelachse einerseits und dem Winkel β der Achse K gegenüber der
Achse 12.
Fig. 5 zeigt schließlich einen Motor mit einer Vorrichtung 6, die eine kombinierte Hub- und
Totpunktverstellung ermöglicht. Hierbei ist die geneigt angeordnete Kurbelscheibe 15 in der Bohrung 33 einer
ringförmigen Kalotte 34 aufgenommen, deren Kugelfläche 35 in einer hohlkugeligen Fläche 36 des Gehäuses 1
gelagert ist. Bei dieser Ausführung ist eine Verstellung bzw. Verschwenkung der Kurbelscheibe 15 sowohl um
die geometrische Achse x-x als auch um die geometrische Achse y—y möglich und gestattet eine
einwandfreie Anpassung an alle Betriebszustände.
Es sei noch bemerkt, daß bei allen beschriebenen Ausführungsformen die Verstellung im Bereich sehr
geringer Winkelgrade erfolgt so daß die Kupplung zwischen der Trommel 5 und der Kurbelscheibe 15
wirksam bleibt Schon geringe Verstellungen ermöglichen nämlich beträchtliche Änderungen im Leistungsverhalten des Motors. Der Motor arbeitet in einem
weiten Drehzahlbereich mit gutem Wirkungsgrad. Bei Verwendung des Motors in kraftgetriebenen Fahrzeugen können somit auch bedeutende Einsparungen ar
Untersetzungsgetrieben erzielt werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
709 526/;
Claims (6)
1. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit umlaufenden Verbrennungsräumen, wobei in einem zylindrischen, feststehenden Gehäuse eine umlaufende, mit
über ihrem Umfang gleichmäßig verteilten, achsparallelen Zylinderbohrungen ausgestattete Trommel
drehbar gelagert ist, deren eine Stirnseite an der Innenseite der als Zylinderkopf dienenden Stirnseite
des Gehäuses dicht geführt ist, wobei die Kolbenstangen der in den Zylinderbohrungen beweglich
geführten Kolben an Umfangsstellen einer umlaufenden, mit der Trommel gekuppelten Kurbelscheibe angelenkt sind, deren Achse diejenige der
Trommel unter dem Winkel schneidet, und wobei im Zylinderkopf in der Bahnkurve der Mittelpunkte der
Zylinderbohrungen an der einen Stelle eine Einlaßöffnung für Luft vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise im Gehäuse (Teile 1, 2) eine allen Zylindern
gemeinsame, mit einer Kraftstoffeinspritzdüse ausgerüsteten und als Brennkammer (4) dienenden
Ausnehmung zur Durchführung einer kontinuierlichen Verbrennung sowie an einer anderen Stelle des
Gehäuses (Teile 1, 2) eine Auslaßöffnung (7) für Verbrennungsgase vorgesehen sind, und daß zur
Verstellung der Winkellage der Kolbentotpunkte in bezug auf die gemeinsame, ortsfeste Brennkammer
die Kurbelscheibe (15) in einer in ihrer Lage einstellbaren Halterung so gelagert ist, daß die
Kurbelscheibe (15) um mindestens eine Achse (x-x, y-y) schwenkbar ist, die windschief zur Trommelachse
(10) liegt.
2. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit umlaufenden Verbrennungsräumen, wobei in einem zylindrischen,
feststehenden Gehäuse eine umlaufende, mit über ihrem Umfang gleichmäßig verteilten, achsparallelen
Zylinderbohrungen ausgestattete Trommel drehbar gelagert ist, deren eine Stirnseite dicht
entlang der Innenseite der als Zylinderkopf dienenden Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei in
den Zylinderbohrungen Kolben beweglich geführt sind, deren Kolbenstangen an Umfangstellen einer
umlaufenden, mit der Trommel gekuppelten Kurbelscheibe angelenkt sind, deren Achse diejenige der
Trommel unter einem bestimmten Winkel schneidet, und wobei im Zylinderkopf in der Bahnkurve der
Mittelpunkt der Zylinderbohrungen an der einen Stelle eine Einlaßöffnung für Luft vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise im Gehäuse (1, 2) eine allen Zylindern
gemeinsame, mit einer Kraftstoffeinspritzdüse ausgerüstete und als Brennkammer (4) dienende
Ausnehmung zur Durchführung einer kontinuierlichen Verbrennung sowie an einer anderen Stelle des
Gehäuses (Teile 1, 2) eine Auslaßöffnung (7) für Verbrennungsgase vorgesehen sind, und daß zur
Verstellung der Winkellage der Kolbentotpunkte in bezug auf die gemeinsame ortsfeste Brennkammer
die Achse (K)der Kurbelscheibe (15) die Erzeugende
eines gedachten Kegels bildet, auf dessen Mantelfläche sie um die Kegelachse bewegbar geführt ist.
3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (K) der
Kurbelscheibe (15). in an sich bekannter Weise senkrecht zur Achse (y-y) der Halterung (26)
aneeordnet ist.
4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach eiiwm der
Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung in an sich bekannter Weise aus einer
im Gehäuse (1) gelagerten, fesüegbaren Kalotte (34) besteht
5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus
einem auf einer Achse (12) gelagerten, zylindrischen Körper (32) mit einer zu seiner Achse (K) unter
einem Winkel (ß) angeordneten Lagerbohrung für die Achse (12) besteht, und daß am Körper (32)
Mittel zur Festlegung seiner relativen Drehstellung zur Achse (12) vorgesehen sind.
6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus
dem einen Zapfen (31) einer im Gehäuse (1) drehbar angeordneten Kniewelle (30) besteht, dessen Achse
die Achse (K) der Kurbelscheibe (15) ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681776047 DE1776047C3 (de) | 1968-09-11 | Hubkolbenbrennkraftmaschine mit umlaufenden Verbrennungsräumen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681776047 DE1776047C3 (de) | 1968-09-11 | Hubkolbenbrennkraftmaschine mit umlaufenden Verbrennungsräumen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1776047A1 DE1776047A1 (de) | 1972-02-24 |
DE1776047B2 true DE1776047B2 (de) | 1977-06-30 |
DE1776047C3 DE1776047C3 (de) | 1978-02-16 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1776047A1 (de) | 1972-02-24 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |