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Die Erfindung betrifft das Gebiet des Maschinenbaus, insbesondere die Kolbenmotoren und kann in verschiedenen Motoren eingesetzt werden, unabhängig von der Zielsetzung, der Kraftstoffart, des Durchmessers und der Zylinderplatzierung. Die Anwendung ist sowohl für die Motoren in Produzierungs- und Entwicklungsphase als auch für die sich im Betrieb befindenden Motoren möglich, sowie auch für die Kompressoren und andere Kolbenmaschinen. Im weiteren Verlauf werden die Motoren betrachten.
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Stand der Technik
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Die Erfindung schlägt eine vereinfache Lösung der Probleme der traditionellen Motoren vor. In diesen Motoren sind die Zylinder vorhanden, in denen es die bewegenden Kolben mit den Kolbenringen gibt. Die Kolben sind mit den Pleueln durch die Kolbenbolzen verbunden, und die Pleuel sind mit Kurbelwelle verbinden. Das Kurbelgetriebe als kinematischer Basis der überwiegenden Mehrheit der traditionellen Motoren das wesentliche Problem auf: Der höchste Druck und entsprechend die maximale Kraft auf dem Kolben ist in einem Zylinder während des Ausganges des Arbeithubs, das heißt im Augenblick des Austrittes von dem oberen Totpunkt. Das Drehmoment von dieser höchsten Kraft ist jedoch Null in allen traditionellen Verbrennungsmotoren, weil die Pleuelstange und der Kurbel der Kurbelwelle in diesem Augenblick auf der einzigen geraden Linie liegen und deshalb der Vektor dieser Kraft die Drehachse der Kurbelwelle passiert. Das Drehmoment nähert sich dem Nennwert nur bei dem Wenden der Kurbelwelle um ca. 15–70 Winkelgrad, wenn der Druck im Zylinder schon 50–20% von der höchsten Kraft ist. Diese Verluste vermindern den effektiven Druck.
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Es ist bekannt, dass entsprechend dem Patent
DE 10 2006 061 484 B3 , der Druckschrift
DE 10 2007 027 202 A1 ,
DE 10 2008 028 188 A1 , (bei der rechten Drehung der Kurbelwelle), rechts am jeden Pleuel ein zusätzliche Teil es gibt. Die Trägheitskräften von diesen Teilen gestallten ein ergänzende Drehmoment an der Kurbelwelle im Anfang des Ausgang des Arbeitshubs im jedem Zylinder – im Unterschied von den traditionellen Motoren. Für die Modernisierung der verbrauchten Motoren gemäß dieser technischen Lösungen die Demontage der (Ölwanne und auch des Kopfes des Zylinderblocks notwendig ist, was es unvermeidlich stark die Arbeit kompliziert.
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Bekannt ist die Druckschrift
DE 10 2009 003 900 A1 , die es für die Befestigung der zusätzlichen Teile an der Pleuelstangen mit der Demontage nur der Ölwanne vorsiecht. Jedoch ist die Konstruktion dieses Details und seine Montage nicht genug einfache.
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Die Weiterentwicklungen oben genannten technische Lösungen: die Aktenzeichen 10 2010 051 825.5, 10 2011 009 497.0, Gebrauchsmuster Nr. 20 2011 015 706.4 sehen die verschiedene Varianten der Ausführung und Befestigung der zusätzlichen Gewichte am Pleuel unter anderen mit der vorzugsweise Ausnützung der Pleuelfußschrauben vor.
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Bei der Drehung der Kurbelwelle mit höher Drehzahl kann unvermeidlich wesentlichen Luftwiderstand entsteht, der die Effektivität der Wirkung von der Trägheitskräfte von der zusätzlichen Teile vermindern kann. Außerdem kann die Ausnützung der Schrauben des Pleuelfußes den Maß der Momentschulter der Trägheitskräften und folglich ihres Wendenmoment am Pleuel und an der Kurbelwelle vermindern.
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Aufgabenstellung
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gewicht, welches für die Erhöhung der Leistung des Motors vorzugsweise mit Hilfe Schraube des Pleuelfußes befestigt wird, und bei der zusammen mit dem Kurbel den minimalen Luftwiderstand hat, und maximalmöglich Abstand zwischen seinem Schwerpunkt und der Längsachse der Pleuelstange hat, zu schaffen.
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Die gestellte Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere zweckmäßige Ausbildungen des Gewichtes finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 6.
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Die vorliegende Erfindung weist folgende Vorteile auf:
- – Möglichkeit der Verminderung des Luftwiderstandes wegen der windschnittigen Form und infolge des Herausführungseffektes von der Löcher zwischen Frontal- und Hinterteilen des Gewichtes;
- – Möglichkeit der Versorgung der maximalen Momentschulter der Trägheitskraft von des Gewichtes an jeden Pleuel;
- – Infolge der oben genannten Vorteilen – Erhöhung der Effektivität der Arbeit von modernisierten Motore.
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Ausführungsbeispiel
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Das Wesentliche der Erfindung wird in einer Zeichnung verdeutlich:
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Die 1 stellt das Gewicht aus drei Details am Querschnitt eines Verbrennungsmotors, das an dem Pleuelfuß des Motors mit Hilfe zum Beispiel der betätigen Schraube mit der Mutter befestigt wird; dabei befindet sich der Kurbel in der Lagel, was es dem oben Totpunkt des Kolbens entspricht und in der Lage 2, was es dem Untentotpunkt des Kolbens entspricht; die Hinweiszeigen weisen die Luftströme, die bei der Arbeit des Motors, die Flächen des Gewichtes umströmen auf.
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Die 2 zeigt den Schnitt A-A der 1.
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Die 3 zeigt den Schnitt B-B der 1, wobei der Kurbel in der Lage 2 sich befindet, was dem unten Totpunkt des Kolbens entspricht.
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Das Gewicht enthält denn Körper (1), der vorzugsweise mit Hilfe der Schraube (2) und Mutter (3) am Pleuelfußdeckel (4) befestigt wird. Der Körper (1) enthält eine Nut (1a) für den Zutritt des Steckschlüssels zur Mutter (3). Der Körper (1) enthält zwei Löcher (1b) mit der Fasen (1c), die die Nut (1a) mit der seitlichen Flächen (1d) verbinden. Zum Körper kann mit Hilfe einer Schraube (7) vorzugsweise ein Zusatzteil (6) für die Vergrößerung der Masse des Gewichtes nach seine Montage am Pleuel (8) befestigt werden. Der Pleuel (8) sich mit der Kurbelwellepleuelachse (9) verbindet. Der Zusatzteil (6) enthält den Nocken (6a), der in der Nut (5a) eintritt, was das Maß der Momentschulter (h) verlängert. Die Breite (S) des Körpers (1) ist es kleiner als der Abstand (T) zwischen den Gegengewichten (10) der Kurbelwelle (11). Dabei haben die Körper (1) und Zusatzteil (6) windschnittigen Formen.
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Das Gewicht mit dem Pleuel während Arbeit des Motors funktioniert wie folgt:
Im Anfang des Arbeitshubs mit dem Beginn der Bewegung einen Kolben zusammen mit dem Pleuel nach unten entsteht ihre maximale Beschleunigung a0 mit der Richtung hinunter. Deshalb entsteht die maximale Trägheitskraft FTr.0, die sich zum Massenmittelpunkt (M) des Gewichtes anliegt und die Richtung nach oben hat. Darum entsteht ein Wendemoment MW = FTr.0 × h, das es gegen den Urzeigersinn der Pleuelstange zu wenden strebt. Dieses Wendenmoment erhöht die Drehmoment MDr. des Motors. Vermehrung der Masse des Pleuels kann man infolge entsprechender Verminderung der Masse des Schwungrades. Momentschulter (h) ist der Bestand zwischen dem Vektor der Trägheitskraft (FTr.0) und der Längsachse (N-N) des Pleuels (8). Während der Drehung des Pleuelfußes mit dem Kurbelwellepleuelzapfen, bei der Bewegung des Gewichtes um Kreis von links nach rechts entsteht ein Luftwiderstand (L), jedoch wesentlicher Teil der Luft in die Nut (1a) und durch die Löcher (1b) mit den Fasen (1c) zur seitlichen Flächen (1d) strebt, was den Luftwiderstand vermindert. Außerdem entsteht der Herausführungseffekt vom Durchgehen des Gewichtes in Luftmittel, was ergänzend dem Widerstand sinkt; bei der Bewegung des Gewichtes von rechts nach links reduziert sich der Luftwiderstand infolge umströmte Gewichtform. Dabei geht ein Teil der Luft durch die Löcher (1b) zur Nut (1a), wobei auch der Herausführungseffekt stattfindet, was es auch den Luftwiderstand sich verringert, was die Effektivität der Arbeit verschiedenen Motoren erhöhen kann.
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Diese Erfindung lässt das in der Aufgabenstellung genanntes Problem der modernisierten Verbrennungsmotoren bei der Erhöhung des effektiven Drucks infolge der Wirkung der Trägheitskräfte von der zusätzlichen Teilen an den Pleueln mit Hilfe der Verminderung des Luftwiderstandes während der Drehung der Gewichte zusammen mit den Kurbelwellezapfen. Es bedeutet die Verminderung des spezifischen Kraftstoffsverbrauchs ebenso wie entsprechende Reuzierung der Quantität der Auspuffgase vermindert wird. Diese Modernisierung steht die Montage der Gewichte sowohl für die Motoren in der Serienproduzierungs- und Weiterentwicklungsphase als auch für die sich im Betrieb befindenden Motoren – für die Verbesserung ihrer ökonomischen und ökologischen Kennziffern vornehmen. Die Modernisierung verschiedener Motore gemäß dieser Erfindung braucht keine Verminderung der technologischen Linien und der Einrichtung. Deshalb ist die Möglichkeit der schnellen breiten Einführung dieser Erfindung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006061484 B3 [0003]
- DE 102007027202 A1 [0003]
- DE 102008028188 A1 [0003]
- DE 102009003900 A1 [0004]
