DE19718083A1 - Motor mit Pleuelstangensternhalter - Google Patents

Description

Die Übertragungswelle besitzt zwei Zahnräder und ihr Lager ist mit dem Kurbelzapfen festsitzend verbunden. Außerdem ist die Übertragungswelle das Bindeglied zwischen dem Zahnrad des Pleuelstangensternhalters und dem Arretierungszahnrad. Das Arretierungszahnrad befindet sich am Hauptlager der Kurbelwelle und ist dort am Motorgehäuse befestigt. Durch ein steuerbares Arretierungszahnrad erreicht man unterschiedliche Verdichtungen. Entscheidend ist, daß der Pleuelstangensternhalter sich bei Bewegung der Kurbelwelle nicht um die eigene Achse dreht. Rollenkette oder Zahnriemen sind dabei einsetzbar, wenn die Welle vom Haupt- und Zapfenlager ausreichend weit entfernt ist und dadurch genug Platz für zwei Kettenzahnräder entsteht. Der genaue Standort des Arretierungszahnrades ist eine Wellen die in der Mitte der zur Hauptlagerachse gehörenden Kurbelwelle sitzt. Die Verbindung von Pleuelstangensternzahnrad zum Arretierungszahnrad kann durch eine Kette, durch Zahnriemen oder auch durch die Königswelle hergestellt werden. Das Arretierungszahnrad läßt sich wie das Pleuelstangensternhalterzahnrad des Pleuelstangenhalters nicht um die eigene Achse drehen. Die Pleuelstangen sind in diesem Zweistufenmotor hauptsächlich der Zugkraft ausgesetzt. Daher müssen die Pleuelstangen an den Enden sogenannte T-Pleuelstangenstücke besitzen, die eine Einheit mit den Pleuelstangen bilden. Durch diesen Umstand verringert sich der Abstand der Kurbelwelle zur Achse der T-Pleuelstangenstücke, was zur Folge hat, daß sich starke Pendelbewegungen vermeiden lassen. Die Verwendung von T- Pleuelstangenstücken und Schalenumhüllungen unter Zugbelastung senkt die Bewegungsmasse am Pleuelstangensternhalter. Die Zahnräder können - von der Kurbelwelle ausgehend - beidseitig am Pleuelstangensternhalter angebracht werden.

Beim Arretierungs(zahn- oder kettenrad) und dem Pleuelstangensternhalter(zahn- oder kettenrad) liegt kein Größenunterschied vor. Das Gleiche gilt für die Zahnräder der Übertragungswelle.

Beschreibung der Wirkungsweise

Obwohl sich die Kurbelwelle um die eigene Achse dreht, bleibt der Pleuelstangensternhalter in einer Position stehen und ist in diesem Falle nicht um die eigene Achse drehbar. Diese Funktionsweise ermöglichen das Zahnrad am Pleuelstangensternhalter, das Arretierungszahnrad am Hauptlager der Kurbelwelle und die zwei Zahnräder der Übertragungswelle. Das Ergebnis ist, daß die Kurbelwelle die Führung des Pleuelstangensternhalters übernimmt. Dabei wird nur die Differenzkraft durch die Kolben über die Pleuelstangen auf auf die Kurbelwelle übertragen. Die Kurbelwelle kann somit relativ klein sein. Die Übertragungswelle ist auch als Ausgleichsgewicht von Nutzen. Wenn die Zahnräder diagonal an sie gebunden sind, ziehen die beiden Kurbelzapfen des Pleuelstangensternhalters unterschiedlich stark an und somit nutzen sich die Zahnräder des Pleuelstangensternhalters unterschiedlich ab. In diesem Falle müßte beim Zweistufenkolbenmotor eine Ausgleichseinrichtung - die entweder nach einem mechanischem oder hydraulischem Prinzip verläuft - hinzugebaut werden.

Diese und weitere Wirkweisen und ihre Folgen können nur nach Modellent­ wicklung des Motors festgestellt werden.

Schmiertrennung und Einsaugsteuerung

Der Zweistufensternkolbenmotor benötigt nur drei Kolben. Oberhalb der Pleuelstange, die sich zwischen Kurbelwelle und Kolben befindet, entsteht die Explosion und der Arbeitsdruck. Dadurch entfällt der überflüssige und massive Bau der unteren Motorhälfte. Da Pleuelstangen in herkömmlichen Motoren in der Regel unter Druck und Pendelbewegungen arbeiten, wird natürlich entsprechend viel Material für den Bau der Pleuelstangen verwendet. Arbeitet hingegen die Pleuelstange auf Zugkraft und Pendelbewegung, bleibt der Materialaufwand gering. Die Pleuelstangen werden am Kolben mit dem größten Durchmesser angebracht. Dadurch läßt sich die Kolbenseitenkraft im Motor verringern. Der Verbrennungskolben verliert im Gegensatz zu herkömmlichen Kolben durch den fehlenden Kolbenbolzen die Ovalform und dehnt sich dadurch bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen nicht ungleichmäßig aus. Bei herkömmlichen Motoren wird in der Einsaugphase die Kurbelwelle im Bereich der Drosselklappen am Vergaser durch den oberhalb der Kolben entstehenden Unterdruck gebremst. Setzt man jedoch am Einsaugkolben eine bewegliche, steuerbare Einsaugplatte ein, kann die Einsaugmenge des Zylinders reguliert werden. Dies ermöglicht eine Verminderung des Abbremsens der Kurbelwelle bei kleinen Drehzahlen. Die Einsaugplatte könnte elektronisch gesteuert werden.

Beschreibung des Kolbenaufbaus

Die Kolben werden in dieser Konstruktion in Verbrennungs- und Einsaugkolben unterteilt. Ein Membranventil liegt zwischen diesen Kolben in Verbindung zu der Eisenbuchse und trennt die Kolben voneinander. Gleichzeitig trägt jedoch auch die Eisenbuchse die Kraftübertragung und verhindert zugleich das Eindringen der Ölschmierung in die Übergangskanäle. Die Pleuelstangen sind in eine Eisenprofilplatte eingesetzt. An der Eisenbuchse befinden sich Dichtungs- und Ölringe. Zwischen den Dichtungsringen und dem Membranventil entsteht in der Arbeitszeit ein Überdruck, der während der Einsaugphase das Eindringen von Öl in die Übergangskanäle erschwert.

Claims (4)

1. Mit Hilfe von Zahnrädern, Ketten, Zahnriemen oder der Königswelle erreicht man, daß für den Pleuelstangensternhalter keine Pleuelstangen und Kolben zur Führung benötigt werden.

2. Die Verwendung von T-Pleuelstangenstücken und zwei Schalenum­ hüllungen unter Zugbelastung senkt die Bewegungsmasse am Pleuelstangensternhalter.

3. Das Einsetzen einer steuerbaren und beweglichen Einsaugplatte ermöglicht:

• a) Verringerung des Einsaugunterdrucks, was zur geringeren Abbremsung der Kurbelwelle bei niedriger Drehzahl führt und
• b) gleichzeitig zu einer besseren Anpassung des Ansaugunterdrucks zur Kurbelwellendrehzahl führt. Die Drehzahl der Kurbelwelle wird im Leerlaufbereich abgesenkt.

4. Die Verwendung von Membranventilen zwischen dem Einsaug- und Verbrennungskolben und die Verbindung dieser beiden durch die Eisenbuchsen und Dichtungsringe verhindert den Öleintritt während des Einsaugvorgangs in den Übergangskanälen.