DE19939230C2 - Verbrennungsmotor mit stabilisierten und erleichterten Kolben - Google Patents

Abstract

In den Verbrennungsmotoren schwingen die Kolben um die Kolbenbolzen herum, was auf das Einbauspiel und die ballige Form zurückzuführen ist. DOLLAR A Das führt zum Gasausströmen durch den Ringspalt, der zwischen der Zylinderlauffläche und den Kolbenringen entsteht. Um die Schwingungsamplitude des Kolbens zu verringern, wird er mit einem längeren Kolbenschaft versehen, was dazu führt, daß die Masse und die Trägheit zunimmt. DOLLAR A Die Erfindung gewährleistet eine Zwangsstabilisierung der Kolbenachse. Dafür wird der Motor mit den Hebeln versehen, die sich in der Ebene des Pendels der Pleuelstange befindet. Sie verbinden den Kolben mit dem Kurbelgehäuse. DOLLAR A Die Zwangsstabilisierung des Kolbens macht es möglich, den Kolbenschaft zu verkürzen und den Kontakt zwischen den Kolbenringen und dem Zylinder zu verbessern. Die Trägheit der Hebel ist kleiner als die Trägheit des gesparten Kolbenmetalls. DOLLAR A Dadurch wird der effektive Druck und der Wirkungsgrad erhöht, der spezifische Kraftstoffverbrauch und die spezifische Motormasse verringert, dabei entstehen weniger Abgase und auch die Menge der im Kurbelhause entstehenden Gase nimmt ab, wobei die Lebensdauer des Motors steigt. DOLLAR A Die Erfindung ist in allen Kolbenmotoren (in neuen und hergestellten), in Verdichtern und ähnlichen Geräten verwendbar.

Description

Diese Erfindung betrifft das Gebiet des Maschinenbaus, die Verbrennungsmotoren insbesondere. Diese Motoren sind allgemein bekannt. Die Erfindung kann in den Konstruktionen der Otto- und Dieselmotoren für Kraftwagen, Traktoren, Motorräder, Schiffe, Diesellokomotive, Hubschrauber, Flugzeuge und andere bewegende und stationierte Maschinen und Geräte sowie auch für Kolbenkompressoren angewendet werden. Die Anwendung ist sowohl für die Motoren in der Entwicklungsphase als auch für die sich im Betrieb befindenden Motoren - durch ihre Modernisierung - möglich.

Die Erfindung schlägt vor, ein Problem der traditionellen Motoren zu lösen. In diesen Motoren sind die Zylinder vorhanden, in denen es die bewegenden Kolben mit den Kompressions- und Ölabscheideringe gibt. Die Kolben sind mit den Pleueln durch die Kolbenbolzen und die Pleuel mit der Kurbelwelle verbunden. Die Beispiele sind auch im Buch [1] von Prof. Dr-Ing. Alfred Urlaub: Verbrennungsmotoren. Grundlagen, Verfahrenstheorie, Konstruktion. Springer-Verlag S. 128-165; [2] C. C. Pounder: Marine Diesel Engines. Newnes-Bufferworths. London - Boston, 1972, S. 251, 253, [3] Johannes Feihl: Die Diesellokomotive. Transpress-Verlag 1. Auflage, 1997, Bild 4/3, 4/4 beschrieben.

In den bereits bestehenden Kolbenmotoren ist die Brennkammer und das Gesamthubvolumen der Zylinder von oben und von unten ungleichmäßig verdichtet. Von oben: Das Gaswechselsteuerventil, das eng an den Ventilsitzen festgemacht ist, gewährleistet die hundertprozentige Dichte; von unten:
Die Kolbenringe am Kolben, der die Möglichkeit der Schwingung um den Kolbenbolzen hat, sind durch den beidseitigen Kontakt mit der Zylinderlauffläche eingeschränkt. Die Schwingungen des Kolbens sind unvermeidliche Folgen des nötigen Kolbenspiels zwischen dem Zylinder und dem Kolben und auch der balligen Form des Kolbens selbst ([4] Urlaub A. Verbrennungsmotoren Band 3, Konstruktion, Springer Verlag Berlin 1989 S. 84), [5] Entwicklungstendenzen auf dem Gebiet der Ottomotoren (19 Mitautoren) Expertverlag 1993 S. 128, 132).

Während des Motorbetriebs kommen die obengenannten Schwingungen unter der Wirkung des altemierenden Kippenmomentes, das durch die Reibung beim Kontakt zwischen dem Zylinder und dem Kolben bei der Entstehung der Seitenkraft hervorgerufen wird ([1] s. 366, 367).

Aufgrund dieser Schwingungen entsteht ein kleiner Spalt auf der beinah gesamten Kontaktfläche der Ringe mit dem Zylinder, da die Ellipse den Kreis (Zylinder) berührt. Es ist allgemein bekannt, daß der kleinste Verlust an Dichte der Passung auch nur eines einzigen Ventils in nur einem Zylinder zu einem erheblichen Verlust an Kompression und zum Sinken des effektiven Drucks führt, was auf das Ausströmen der Gase zurückzuführen ist.

Andererseits entsteht im Laufe der Betriebszeit des Motors in allen Zylindern der obenerwähnte Spalt, durch den das Gasausströmen und alle damit verbundenen Verluste ermöglicht wird.

([6] Chatschijan A. Verbrennungsmotoren, Verlag Hochschule Moskau 1984, S. 35). Es ist offensichtlich, daß diese Tatsache immer eine Rolle spielt und im Endeffekt dazu führt, daß der Wirkungsgrad abnimmt. Diese Gase, im Gegensatz zu den Auspuffgasen, in das Kurbelgehäuse des Motors eindringen und so verringern sie die Effektivität des Motors. Diese Gase enthalten nicht verbrannte Komponente, darunter auch CO. Außerdem werden die im Kurbelgehäuse entstehenden Gase, im Gegensatz zu den Auspuffgasen, vom Katalysator nicht unschädlich gemacht, sie gelangen durch das Ventilationssystem des Motors in die Umwelt und verschmutzen sie damit.

Das Gasausströmen beeinträchtigt auch die Effektivität der Ausführung der anderen Takte bei der Motorarbeit (Das Einsaugen, die Kompression, der Auspuff).

Um die Pendelbewegung des Kolbens einzuschränken, werden alle Kolben in den modernen Motoren mit einem verlängerten Kolbenschaft in der Zone der Seitenkraftwirkung, also in der Ebene des Pendelns der Pleuelstange versehen ([4] S. 83 Bild 3.4a), ([7] Böge A; Das Technikerhandbuch, Wiesbaden 1995 S. 1117), ([3], S. 51 Bild 4/12), oder man verlängert den ganzen Kolben ([2], S. 158, Fig. 6.28). Die Folge dieser Verlängerung ist die überschüssige Kolbenmasse.

Die effektive Leistung der Verbrennungsmotoren wird nach der folgenden Formel berechnet:

Hierin bedeuten:
P_e - effektive Leistung; n - Drehzahl
p_e - effektiver Druck; V_hg - Gesamthubraum
i - Kurbelwellenumdrehung pro Arbeitsspiel (Zweitakter: i = 1; Viertakter: i = 2) ([1] S. 49).

Aus dieser Formel geht hervor, daß die Entwickler der Verbrennungsmotoren immer versucht haben, den effektiven Druck und auch die Drehzahl der Kurbelwelle zu erhöhen.

Allerdings wird die Erhöhung der Drehzahl durch das Zunehmen der Massenkräfte der Kolben und anderer Bestandteile eingeschränkt, was zu größeren Verlusten führen kann, beispielsweise in Vierzylinder-, Viertakt-, PKW- und Ottomotoren (VW) d = 81 mm, S = 86,4 mm, P₁ = 102 kW, n = 6100 l/min. ([1] S. 140, 141)

Die maximale Kolbenbeschleunigung in dem Moment, als er den oberen Totpunkt verläßt beträgt 22740,4 m/s², errechnet nach der Formei ([6], S. 211).

Bei so riesigen Beschleunigungen kann sogar eine winzige Masse, die in Gramm gemessen wird, sehr große Massenkräfte auslösen, die in Hunderten von Newton gemessen werden, da es nach der allgemein bekannten Formel F = m.j (m - Masse, j - Beschleunigung) errechnet wird. Dabei werden die Massenkräfte aller Kolben durch die Energie der Kraftstoffverbrennung in nur einem Zylinder überwältigt, wo momentan der Arbeitshub durchgeführt wird.

Ein Teil der Energie, die bei der Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder ausgesondert worden ist, wird für die Überwindung der Massenkräfte der Kolben und anderen Einzelteilen auch in den übrigen Zylindern verbraucht.

Die Folge ist die Verminderung des effektiven Drucks und infolgedessen die Erhöhung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs sowie die Verschlechterung der anderen sowohl wirtschaftlichen als auch ökologischen Merkmale durch die überflüssige Menge der abgeleiteten Gase.

Die überflüssige Kolbenlänge vergrößert die Höhe des Zylinderblocks, die Länge der Pleuelstange und ihre Masse. Deshalb werden die Massenkräfte noch größer; was auch zur Vergrößerung der Reibungskräfte in den bewegenden Verbindungen der Kurbelgetriebe führt. Als Ergebnis wird der effektive Druck verringert.

Die überflüssige Masse des Kolbens, des Zylinderblocks und anderer Einzelteilen vergrößert auch den Materialverbrauch und den Arbeitsaufwand bei der Motorherstellung.

Die überflüssige Materialmenge im Herstellungsvorgang führt zur Vergrößerung der schädlichen Abfallstoffe und beeinträchtigt die Umwelt. Das Einbauspiel führt auch zum Kolbengeräusch. ([5] S. 130, Bild 5.15)

Es gibt Verbrennungsmotoren als Schiffskraftwerken z. B., wo der Pleuel mit dem Kolben durch eine zusätzliche Stange, die durch eine Richtbuchse im unteren Teil des Zylinders läuft, verbunden ist. Diese Stange ist hart an den Kolben gefestigt. Das Gelenk, das die Stange mit dem Pleuel verbindet, stützt sich auf eine zusätzliche Seitenstrebe und bewegt sich sie entlang. ([2], S. 59). In dieser Konstruktion ist tatsächlich keine Schwingung des Kolben um den Kolbenbolzen vorhanden. Allerdings entsteht wegen einer zusätzlichen Stange die zusätzliche Massenkraft und so erhöht sich das Außenmaß des Motors in seiner Länge.

Im Buch "Entwicklungstendenzen auf dem Gebiet der Ottomotoren" werden für die Perspektive die Kolbenkonstruktionen mit dem verringerten Gewicht vorgeschlagen (S. 131, Bild 5.16.) und die asymmetrische Kolbenbauarten (S. 133, Bild 5.18.). Allerdings wird in diesen Konstruktionen das Vermeiden des Kolbenkippens durch eine örtliche Vergrößerung des Kolbenschaftes auf der Achsenebene, die senkrecht zur Kolbenbolzenachse liegt, erreicht. Die Asymmetrie der Massenverteilung auf dieser Ebene erregt ein zusätzliches Moment des Kolbenkippens durch die Massenkraft.

Bekannt ist der Erfindungsvorschlag "Kolbenmotor mit reduzierter Kolbenmasse", Offenlegungsschrift DE 197 54 480 A1. Da enthält der Zylinderblock die Kolben, die durch eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden sind. In diesem Motor sind die in den benachbarten Zylindern vorhandenen und durch die Pleuelstangen mit den diametral befindenden Kurbeln verbundenen Kolben mit dem dünnen breiten biegsamen und elastischen Band verbunden.

Der Querschnitt des Bandes wird in Bogenform gemacht. Deshalb sind die Abschnitte zwischen den Kolben und der Richtleiste geradlinig. Diese Abschnitte liegen mit ihrer breiten Seite auf den zur Kolbenbolzenachse senkrecht liegenden Ebenen. Die Starrheit des Bandes auf seiner Breite und seine Zusammenwirkung mit der Richtleiste verhindern das Kolbenkippen. Dies ermöglicht die Kolbenschaftlänge zu vermindern; außerdem kann auf der Ebene der Triebstangeschwingung die Kolbemnasse und die Massenkräfte verringert werden.

Der Nachteil dieser technischen Lösung ist ihre beschränkte Anwendung, weil sie grundsätzlich nur in den 2- und 4-Zylindermotoren mit der kleinen Kolbenbohrung angewendet werden kann.

Die Erfindung, die der vorliegenden vom Technischen her am meisten entspricht, ist "Kolbenmotor mit dem Mechanismus der Kolbenstabilisierung". Die letzte wurde am 12.10.98 beim deutschen Patentamt angemeldet; (vgl. DE 198 46 909 A1). Diese technische Lösung umfaßt verschiedene Motoren, die unterschiedliche Funktionen, Treibstoffarten, Größen und Zylinderaufstellungen haben. Sie ist sowohl für die sich erst in der Entwicklungsphase befindlichen als auch für die bereits verwendbaren Motoren geeignet. Diese technische Lösung sieht auch verschiedene Varianten des Mechanismus mir der Kolbenstabilisierung vor, entsprechend der Motorkonstruktion. Solche Motoren enthalten die Hebel, die die Kolben mit dem Zylinderblock durch die Leiste verbinden, die sich um die Achse dreht, die senkrecht zu der Schnittebene der Länge nach, die die Zylinderachsen schneidet. Der Nachteil dieser technischen Lösung ist der räumliche Charakter des Mechanismus mit der Kolbenstabilisierung, was die Konstruktion erschwert.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbrennungsmotoren zu verbessern, indem man die inneren Verluste mit Hilfe des vereinfachten Mechanismus der Kolbenstabilisierung senkt.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß, der Erfindung entsprechend, auf den Kolben mindestens ein symmetrisches Hebelpaar (13, 14) montiert ist, das durch die ebenfalls symmetrischen Hebel (15) den Kolben mit dem Zylinderblock verbindet; die Gesamtheit dieser Hebel bildet den ebenen Stabilisierungsmechanismus des Kolbens; dabei sind die Hebel (13, 14) mit Zahnsegmenten versehen, die miteinander verzahnt sind; die Schwenkachsen der Hebel verlaufen parallel zu der Kolbenbolzenachse.

Die Symmetrie der Hebel zu der Schnittebene der Länge nach, die die Zylinderachsen und ihre Zahneingriffe schneidet, gewährleistet ihre synchrone symmetrische Bewegung bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens. Das sichert eine stabile Lage seiner Achse im Verhältnis zu der Zylinderachse. Die Kräfte, die auf die Hebel, ihre Verbindungen und auch auf den Zahndruck wirken, sind ziemlich gering im Vergleich zu den Arbeitsbelastungen, denen die Kolben und die Bestandteile des Kurbelgetriebes ausgesetzt sind, da sie den Kolben nur daran hindern, dich um den Kolbenbolzen zu schwenken, und keine Arbeitsbelastung übernehmen. Deshalb kann man sie mit kleinen Schnitten und geringer Masse herstellen.

Die vorliegende Erfindung gewährleistet folgendes technisches Resultat:

• - auf dem Kolben werden symmetrische Hebel mit den Zahnsegmenten plaziert, die mit Hilfe der ergänzenden Hebel mit dem Kurbelhause verbunden sind und somit den Mechanismus der Kolbenstabilisierung vereinfachen und erleichtern. Das sichert die Dichtesteigerung beim Kontakt der Kolbenringe mit der Zylinderlauffläche und ermöglicht die Verkürzung der Kolben mit der entsprechenden Masseverringerung, unter anderem auch die Masse des Schwungrades,
• - dies macht es möglich, das Gasausströmen, die Menge der im Kurbelhause entstehenden Gase und auch die mechanischen Verluste, die auf die Verminderung der Massenkräfte und der Reibungskraft zurückzuführen sind, zu senken;
• - die Verminderung der Verluste erhöht den Wirkungsgrad des Motors, verringert den spezifischen Treibstoffverbrauch und die Menge der abgeleiteten Gase, unter anderem auch der Gase, die im Kurbelhause entstehen;
• - die Erhöhung des Wirkungsgrades des Motors macht es möglich, seine spezifische Masse zu vermindern, die auf eine Leistungseinheit fällt, seine effektive Leistung und das Beschleunigungsvermögen dagegen zu vergrößern;
• - die Verminderung der Menge der abgeleiteten Gase und der spezifischen Masse des Motors ermöglicht die Verringerung der Umweltschäden, sowohl bei der Herstellung als auch bei der Inbetriebnahme des Motors.

Das Wesentliche der Erfindung wird in den Zeichnungen verdeutlicht:

Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit Sicht auf den Kolben, Pleuel, Hebel und stabilisierende Kolben.

Die Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A der Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt die Sicht 1 Fig. 1, auf der die Variante der Kulissenverbindung zwischen den Hebeln für die Kolbenstabilisierung abgebildet ist.

Die Fig. 4 zeigt die Sicht 2 Fig. 1, auf der die Variante der Befestigung des zusätzlichen Hebels dargestellt wird.

Der Verbrennungsmotor enthält den Zylinderblock (1) mit den Zylindern (B), den Zylinderkopf (2) und die Ölwanne (3). In den Zylindern (B) befinden sich die Kolben (4) mit den Kompressions- und Ölabscheideringen (5). Die Kolben sind mit Hilfe der Pleuel (6) und der Kolbenbolzen (7) mit den Kurbeln (8) der Kurbelwelle (9) verbunden. Die Kurbelwelle (9) läuft in Lagern (10) mit Bedeckung (11). Die Kurbelwelle (9) ist mit Gegengewichten versehen (12). Auf dem Kolben (4) befindet sich eine Leiste (C), derer Ebene senkrecht auf der Kolbenbolzenachse steht. Die Leiste (C) ist mit zwei Zapfen (D) versehen, auf denen sich ein Paar der schwingen symmetrischen Hebel (13) und (14) befindet, die ein z. B. Ganzes mit den Zahnsegmenten (E) und (F) bilden, die im Zylinderblocks (1) aufgestellt sind.

Die Hebel (13), (14) und (15) haben Löcher (G) für die Verringerung ihrer Masse. Kolben (4) wird in Form eines Discus mit Kolbenringen (5) ausgeführt und mit durchlöcherten Ösen (M) für die Kolbenbolzenmontage versehen, dabei kann der Diskus mit lokalen Verlängerungen (H) hergestellt werden, die sich in der Ebene der Pleueldrehung befinden und z. B. bis zur Nähe der Querschnittebene des Kolbens, die die Kolbenbolzenachse schneidet.

Die Öse (M) des Kolbens (4) hat Nuten (L) für die Zahnsegmente (E) und (F) der Hebel (13) und (14).

Die Fig. 2 zeigt Konstruktion der Kurbelwelle, die ein Gegengewicht auf der einen Seite des Pleuels (6). Wenn die Gegengewichte auf beiden Seiten des Pleuels plaziert sind, kann auf einem der beiden Gegengewichte eine Ringnut (K) ausgeführt werden, die für die partielle Plazierung der Hebel (13), (14) und (15) während der Kurbelwellendrehung vorgesehen ist. Die Verbindung der Hebel (13), (14) und (15) mit den Trägern (16) ist mit Hilfe der Kulisse entsprechend der Möglichkeit, die auf der Fig. 3 dargestellt wird, ebenfalls möglich. Für die Kompensierung der Querbewegung des Kolbens wegen der Seitenkraftwirkung wird einer der Träger so hergestellt, wie es auf der Fig. 4 dargestellt ist, mit der Möglichkeit der horizontalen Bewegung des Gelenkes (17) mit der Leiste in der Nut des Trägers (16).

Der Motor funktioniert wie folgt:
Bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens (4) im Zylinder (B) bewegen sich die Hebel (13), (14) und die zwei Hebel (15) symmetrisch und synchron, was auf das Zusammenwirken der Zahnsegmente (E) und (F) zurückzuführen ist. Das gewährleistet eine Zwangsstabilisierung der vertikalen Lage der Kolbenachse (4) beim Drehen der Kurbelwelle. Außerdem ist es möglich, die symmetrischen Hebel (13) und (14) mit Hilfe der symmetrischen Kulissen (17) mit dem Kurbelhause zu verbinden (Blick 1). Die elastische Deformation und die Spiele in den Gelenken und im Zahneingriff entstehen unter der Wirkung der Seitenkraft F_n und des Kippenmomentes mit großem Überschuß werden durch das Montagewärmespiel und die ballige Form des Kolbens kompensiert. Dabei kann die Seitenkraft F_n teilweise oder auch vollständig durch diese Konstruktionsbestandteile wahrgenommen werden, wenn die elastische Deformation nicht größer ist als das Spiel zwischen dem Kolben (4) und dem Zylinder (B). Das vermindert die Verluste, die durch die Reibung verursacht werden, und erhöht die Größe des Kippenmomentes des Kolbens. Die Zwangsstabilisierung der Kolbenachse verbessert die Arbeitsbedingungen der Kolbenringe bei ihrem Kontakt mit der Zylinderlauffläche. Dadurch wird die Kontaktdichte erhöht, das Gasausströmen, die Menge der im Kurbelhause entstehenden Gase, der Verschleiß der Kolbenringe und der Zylinder werden hingegen vermindert.

In großen Motoren, beispielsweise in Schiffkraftanlagen, ist die Anwendung der Kugellager in den Verbindungen der Bauteile des Stabilisierungsmechanismus möglich. Die Stabilität der Achse des Kolbens ermöglicht seine Länge und Masse zu verringern, d. h. eine bestimmte Menge des Kolben-, Pleuel-, Schwungrad- und andere Teilenmaterials zu sparen.

Bei der Motorarbeit unterziehen sich die Hebel des Stabilisierungsmechanismus der Wirkung der Kräfte, die vom Reibungsmoment des Kolbens am Zylinder hervorgerufen werden. Diese Kraft wirkt auf der Schulter, die einem Halbdurchschnitt des Kolbens gleich ist. Die Größe der Reibungskraft ist gleich der normalen Seitenkraft Fn mal Reibungskoeffizient Kraft F_K = Fn.tanχ ([1], S. 366, 367).

F_K ist eine Kraft, die den Kolben beim Takt "Arbeitshub" bewegt. In den herkömmlichen Motoren ist tanχ ≈ 0,24 . . . 0,33. Bei der Kolbenarbeit im Kontakt zwischen dem Kolbenschaft und der Zylinderlaufbahn ist die Flüssigkeitsreibung vorhanden, bei der µ = 0,001 . . . 0.01. Die Reibungskraft der Kolbenringe beeinflußt das Kippenmoment des Kolbens nicht, denn diese Kraft wird gleichmäßig auf den Kreiskontakt verteilt. Bei µ = 0,01 macht die Reibungskraft, die das Kolbenkippen hervorruft, 0,3 × 0,01 0,003 aus, d. h., unter Berücksichtigung der eventuellen Abweichungen, nicht mehr als 0,5% von der Belästigung auf die Bauteile des Kurbelbetriebes. Dabei ist die Kraft Fn und folglich das Kippenmoment des Kolben gleich 0 am Anfang des Takts "Arbeitshub", wenn die Anstrengung auf den Kolben Fk maximal ist, den in diesem Moment tanχ = O. Dies bedeutet, daß unter Berücksichtigung der relativ kleinen Belästigungen können die Hebel und Baugruppen des Stabilisierungsmechanismus mit kleinen Arbeitsgrößen und -Schnitten ausgefertigt werden. Deshalb ist ihre Masse weniger, als die Masse des gesparten Metalls sein.

Die Hebel und Baugruppen des Stabilisierungsmechanismus arbeiten unter Bedingungen des reichhaltigen Schmierens.

Ihre Schwerpunkte bewegen sich mit den Beschleunigungen, die weniger, als die Kolbenbeschleunigungen sind, weil sie kürzere Abschnitte durchgehen. Folglich sind die Massenkräfte, die bei ihrer Bewegung entstehen, kleiner, als die Massenkräfte des gesparten Metalls der Kolben und anderen Teilen.

Ein besonders großer Effekt kann bei dieser technischen Lösung in den Motoren mit einem großen Durchschnitt der Zylinder und Kolben erreicht werden auf den Kosten der aus dem leichten Metall ausgefertigten Bauteile des Stabilisierungsmechanismus.

Die Temperatur der Umgebung, in der die Bauteile des Stabilisierungsmechanismus arbeiten, überschreitet 120°-130°C nicht. Dies ermöglicht ihre Herstellung aus den thermodauerhaften polymerisierten Kunststoffen, was zur zusätzlichen Verminderung ihrer Masse führt. Dies entspricht den Rechercheergebnissen und Empfehlungen, die im Buch «Entwicklungstendenzen auf dem Gebiet der Ottomotoren». S. 101, Bild 4.16 dargelegt werden.

Die vorgeschlagene technische Lösung ermöglicht es, den Mechanismus der Kolbenstabilisierung zu vereinfachen, den effektiven Druck im Motor und den Nutzeffekt zu erhöhen, den spezifischen Brennstoffverbrauch zu verringern, die wirtschaftlichen und ökologischen Merkmale zu verbessern.

Ihre Anwendung ist in allen Kolbenmotoren und Kompressoren möglich, unabhängig von der Zahl, Größe und Aufstellung der Zylinder. Die Anwendung ist sowohl in den entworfenen als auch im Betrieb laufenden Motoren - durch ihre Modernisierung - möglich, ohne Veränderungen von dem Zylinderblock, der Kurbelwelle und anderen Grundteilen.

Claims (7)

1. Verbrennungsmotor mit stabilisierten und erleichterten Kolben mit mindestens einem Zylinder (B), in dem der Möglichkeit einer Hin- und Herbewegung ein Kolben (4) aufgestellt wird, dessen Bewegung durch das Pleuel (6) in die Drehbewegung der Kurbelwelle (9) umgesetzt wird, und mit einem Mechanismus zur Kolbenstabiliserung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisierungsmechanismus jedes Kolbens die Form einem Paar symmetrisch zur Zylinderachse angeordneten Hebel (13, 14) hat, deren obere Enden Zahnsegmente (E, F) darstellen, die im Zahneingriff sind; wobei die Hebel mit ihren oberen Enden am Kolben (4) befestigt sind mit der Möglichkeit einer Schwenkbewegung um die Achsen, die parallel zu der Kolbenbolzenachse verlaufen; und wobei die unteren Enden der Hebel (13, 14) an den Zylinderblock angelenkt sind mit Hilfe der zusätzlichen symmetrisch aufgestellten einarmigen Hebel (15); und wobei die Hebel (13, 14) und zusätzlichen Hebel (15) mit der Möglichkeit der Schwenkbewegung in der Ebene aufgestellt werden, die parallel zu der Schwenkebene der Pleuelstange (6) verläuft.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der zusätzlichen Hebel (15) mit Hilfe der Träger (16) an der Zylinderblock angelenkt sind.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben in Form eines Diskus mit dem Kolbenring (5) hergestellt wird und mit durchlöcherten Ösen (M) für die Kolbenbolzenmontage versehen wird; dabei kann der Diskus mit lokalen Verlängerungen (H) hergestellt werden, die sich in der Schwenkebene der Pleuelstange (6) befinden und bis zur Nähe der Querschnittebene des Kolbens reichen, die die Kolbenbolzenachse schneidet.

4. Verbrennungsmotor nach einem vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit den Leisten (C) für die Montage der Hebel (13, 14) mit Hilfe der Zapfen (D) versehen werden.

5. Verbrennungsmotor nach einem vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den Hebeln (13, 14) mit den zusätzlichen Hebeln (15) in Form eines Kulissenmechanismus ausgeführt wird.

6. Verbrennungsmotor nach einem vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Träger (16) mit der Möglichkeit der horizontalen Bewegung einer Gelenkverbindung hergestellt wird, das den zusätzlichen Hebel (15) mit diesem Träger verbindet.

7. Verbrennungsmotor nach einem vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Öse (M) des Kolbens sich eine Quernut (L) für die Plazierung des Zahnsegmentes befindet.