DE19606622A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents

Verbrennungsmotor

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Description

Die in der Literatur (Automobil Revue, Nr. 49/4, Dez. 1986) beschriebene Variierung des Verdichtungsraumes von Verbrennungsmotoren wird o.a. durch einen verstellbaren Kolben erreicht. Die größeren bewegten Massen erfordern zur Bewältigung der Beschleunigungskräfte größere Kurbelwellen- und Pleuellager und mehr Schwungmasse für den Rundlauf des Motors.
Beim Verbrennungsmotor nach Hauptanspruch 1 dieser Patentanmeldung (P 44 44 555.5) besteht ebenfalls das Problem der großen Massenkräfte auf Kurbelwelle und Schwungrad.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 dieser Erfindung aufgeführten Merkmale gelöst.
In der Zeichnung (Fig. 8) ist ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die im geteilten Pleuelstangenkopf (3, 6 Fig. 8) am Hubzapfen der Kurbelwelle (5) untergebrachte Hydraulik samt Steuerung bewirkt eine Längenänderung der Pleuelstange (3) in Abhängigkeit von der Belastung des Verbrennungsmotors. Damit paßt sich das Verdichtungsverhältnis an die Belastung an.
Das funktioniert wie folgt:
Bei Druckzunahme in den Zylindern (1, 19) während des Arbeitshubes des Verbrennungsmotors über den mit der Stellschraube und der Feder (13) eingestelltem Wert verschiebt sich der Kolben (16) in Richtung der Feder (14) und gibt die Leitung (20) frei. Das Hydrauliköl fließt nun vom Zylinder (1) durch die Leitungen (15, 20, 22) und das federbelastete Ventil (21) in den Zylinder (8). Die Pleuelstange (3) senkt sich, wird kürzer. D.h., jeder Arbeitshub des Verbrennungsmotor, der im Zylinder (1) einen höheren Druck als den von der Feder (14) im Zylinder (19) vorgegebenen erzeugt, pumpt Hydrauliköl vom Zylinder (1) durch die Leitungen (15, 20, 22) und das federbelastete Ventil (21) zum Zylinder (8).
Bei geringerer Belastung des Verbrennungsmotor ist der Druck in den Zylindern (1, 19) geringer als der von der Feder (14) vorgegebene. Die Feder schiebt nun den Kolben (16) soweit in den Zylinder (19) bis der Durchfluß von Leitung (17) durch den Schlitz (23) des Kolbens (16) frei ist. Jetzt wird bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle Hydrauliköl vom Zylinder (8) durch die Leitungen (22, 17, 15) und das federbelastete Ventil (18) in den Zylinder (1) gepumpt bis sich wieder ein Gleichgewicht zwischen der Feder und der Druckkraft einstellt.
Die Strömungswiderstände in den Leitungen, insbesondere an den vom Kolben (16) zu den Leitungen (17, 20) freigegebenen Strömungsquerschnitten, bewirken eine verzögerte Reaktion des Kolbens (16) auf Druckschwankungen in den Zylindern (1, 8), so daß sich das Gleichgewicht zwischen der Druckkraft auf den Kolben (16) und der Federkraft (14) allmählich einstellt.
Der Kolben (16) muß so angeordnet werden, daß bei höheren Drehzahlen die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte der Masse des Kolbens die Kraft der Feder (14) verstärkt.
Im unteren Teil des Pleuelstangenkopfes (6) befindet sich ein zusätzlicher Zylinder (9) mit einem Kolben (10), einer Feder (11) und einer Stellschraube (12). Dieser Zylinder dient als Ausdehnungsgefäß für die Volumenänderung des Hydrauliköls bei Temperaturschwankungen.
Mit der Stellschraube (12), der Feder (11) und dem Kolben (10) wird auch der Vordruck in den Zylindern (1, 8) eingestellt.
Das Füllen der Zylinder mit Hydrauliköl erfolgt über eine Bohrung (24) in der Kurbelwelle, eine Rille am Umfang der Innenseite der Lagerschalen (4), in der eine Bohrung zum Hohlraum (25) führt.
Der Hohlraum (25) ist mit federbelasteten Ventilen (26) ausgerüstet, so daß bei Mangel an Hydrauliköl in den Zylindern (1, 8) eine Pumpwirkung entsteht, die Hydrauliköl aus dem Hohlraum (25) pumpt.
Öffnungen zum Entlüften der Hydraulik bei Füllen mit Hydrauliköl sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Zur Verminderung des Druckes im Zylinder (1) können bei Verlängerung beider Seiten des Lagerschalengehäuses und des geteilten Pleuelstangenkopfes (3, 6) mehrere Kolben (2) und Zylinder (1) parallel zueinander angeordnet werden.
Vorteile gegenüber der in der Literatur aufgeführten Lösungen bestehen darin, daß der Anteil der translatorischen Bewegung der Masse der Teile, die zur Lösung des Problems (Variierung des Verdichtungsraumes) erforderlich sind, wesentlich geringer ist. Das ergibt einen besseren Rundlauf und geringere Beanspruchung der Lager des Verbrennungsmotors. Die Konstruktion dieser Erfindung ist technisch nicht so aufwendig wie die in der angegebenen Literatur.
Zweck dieser Erfindung ist die Erhöhung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren durch Variierung des Verdichtungsraumes in Abhängigkeit von der Motorbelastung.
Der Verbrennungsmotor dieser Erfindung kann in Kraftfahrzeugen und in anderen Kraft- und Arbeitsmaschinen eingesetzt werden.

Claims (3)

1. Verbrennungsmotor als Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß im geteilten Stangenkopf (3, 6, Fig. 8) der Pleuelstange am Hubzapfen der Kurbelwelle (5) in beiden Teilen (3, 6) je ein Zylinder (1, 8) angeordnet ist, deren Kolben (2, 7) in entgegengesetzter Richtung an ihren Enden als Lagerschalengehäuse ausgebildet sind und sich über die Lagerschalen (4) am Hubzapfen der Kurbelwelle (5) abstützen.
2. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hydraulikzylinder (1, 8) über einen Druckregler, bestehend aus Stellschraube (13), Feder (14), Kolben (16) mit Rille (23), Zylinder (19), federbelasteten Ventilen (18, 21) und den Leitungen (15, 17, 20, 22), der am Pleuelstangenkopf (3) befestigt ist, hydraulisch miteinander verbunden sind.
3. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im Kolben (7) ein Hohlraum (25) vorgesehen ist, in dessen Zu- und Abflußleitungen federbelastete Ventile (26) angeordnet sind.
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