DE2050646A1

DE2050646A1 - Brennkraftmaschine mit zumindest einem Hubkolben

Info

Publication number: DE2050646A1
Application number: DE19702050646
Authority: DE
Inventors: Erich 3011 Letter Oelmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1972-04-20

Description

TOLESWAGEIiVMiK Aktiengesellschaft

518 Wolfsburg
Unsere Zeichen: K 1002
9704/Hu/La

Brennkraftmaschine mit zumindest einem Hubkolben

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem in einem Zylinder geführten Hubkolben, der über eine Pleuelstange und eine Kurbel mit einer Kurbelwelle verbunden ist. Bei bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art beschreibt die schwenkbare Verbindung der freien Enden von Pleuelstange und Kurbel während des Arbeitszyklus der Zylinderanordnung eine Kreisbahn um die Achse der Kurbelwelle. Damit ist das Hubgesetz bei diesen bekannten Brennkraftmaschinen fest vorgegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der angegebenen Art zu schaffen, die es gestattet, das Hubgesetz veränderlich zu gestalten. Dies kann beispielsweise dazu erwünscht sein, die Abgaszusammensetzung in bestimmter Weise'·'zu beeinflussen. Ein anderes Ziel dieser Beeinflussung des Hubgesetzes kann darin bestehen, den Gütegrad, d.h. die Abweichung des Prozesses vom echten Kreispozeß, gegenüber dem Gütegrad herkömmlicher Brennkraftma-

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schinen dieses Aufbaues im -günstigen Sinne zu verändern.

Die diese Aufgabe lösende erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß Pleuelstange und/ oder Kurbel im Bereich ihrer miteinander schwenkbar verbundenen freien Enden in einer Führung geführt sind, die eine von der Form eines Kreises um die Kurbelwellenachse abweichende Form besitzt und in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel unterschiedliche Abstände zwischen der Verbindung der freien Enden von Pleuelstange und Kurbel einerseits und der Kurbelwellenachse andererseits einstellt.

V/ährend also bei bekannten Brennkraftmaschinen der beschriebenen Art die im allgemeinen einen Zapfen enthaltende Schwenkverbindung zwischen Pleuelstange und Kurbel beim Arbeiten der Zylinderanordnung eine Kreisbahn um die Achse der Kurbelwelle beschreibt, so daß der Abstand der Verbindung zwischen Pleuelstange und Kurbel konstant bleibt, erfolgt durch die erfindungsgemäß vorgesehene Führung im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Pleuelstange und Kurbel eine vom Kurbelwinkel abhängige Änderung der. Entfernung zwischen dieser Verbindungsstelle und der Kurbelwellenachse. Hierdurch kann beispielsweise ein Hubgesetz erzwungen werden, bei dem zunächst bei der Bewegung des Kolbens aus dem oberen Totpunkt nur relativ kleine Kolbenbewegungen in axialer Richtung erfolgen, während nach Durchlaufen dieses ersten Bereiches die Führung die genannte Verbindungsstelle zu einer relativ schnell in Achsrichtung des Kolbens bzw. parallel dazu erfolgenden Bewegung freigibt. Die Führung kann beispielsweise elliptisch gestaltet sein, wobei man die Kurbelwellenachse in den einen Brennpunkt dieser Ellipse legen wird. In diesem Fall hat man also eine Unsymmetrie der Führung hinsichtlich der antreibenden und der angetriebenen Bewegungsphase des Kolbens. < . ■

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Bei der "bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Führung eine Kulissenführung, in die ein Zapfen an der Verbindung der freien Enden von Pleuelstangen und Kurbel eingreift. Insbesondere bei dieser Ausführungsform wird man die Führung durch eine entsprechende Ausbildung der !lagerschale für die Kurbel gewinnen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand des figürlich darfestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Figur stellt einen Längsschnitt durch eine Zylinder- Kolben- Anordnung mit Kraftübertragung über eine Pleuelstange und eine Kurbel auf eine Kurbelwelle dar. Der Zylinder ist mit 1 bezeichnet! er weist den Zylinderdeckel 2 an sich bekannter Bauart auf, der in hier nicht näher interessierender Weise mit Ventilen und anderen Einrichtungen zur Zuführung und Zündung eines Gemisches in die Brennkammer 3 versehen ist. Im Zylinder 1 läuft der Hubkolben 4, der schwenkbar mit dem in der Figur oberen Ende der Pleuelstange 5 in Verbindung steht, die im Bereich ihres in der Figur unteren freien Endes über ein den Zapfen 6 enthaltendes Schwenklager mit dem in der Figur linken freien Ende der Kurbel 7 verbunden ist. Me Kurbel 7 ihrerseits ist in Richtung ihrer Achse 8 verschiebbar in dem Kurbelsegment 9 gelagert.

Erfindungsgemäß greift in diesem Ausführungsbeispiel der Zapfen 6 mit seinem in der Figur nicht sichtbaren hinteren Ende in die Kulissenführung 10 ein, die in die Lagerschale für die Kurbelwelle 9 eingelassen ist. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Kulissenführung 10 in ihrem links von der Kurbelwellenachse 12 gelegenen Bereich etwa die Form einer Ellipse, während ihr rechts von der Kurbelwellenachse 12 gelegener Bereich in üblicher Weise eine kreiaTörmige Bewegung des Zapfens 6 erzwingt. Angenähert kann man die Form der gesamten Kulissenführung 10 als elliptisch bezeichnen,

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wobei die eine Hauptachse der Ellipse mit der Kurbelwellenachse 12 zusammenfällt.

Eine derartige, von Form eines Kreises um die Kurbelwellenachse 12 abweichende Führung ermöglicht,ohne Änderung der konstruktiven Gegebenheiten in der Zylinder-Kolben-Anordnung, insbesondere ohne Änderung des maximalen Kolbenhubes, eine Anpassung des Hubgesetzes an die jeweils vorliegenden Gegegebenheiten vorzunehmen. Dabei hängt die Form der Führung verständlicherweise von dem jeweiligen Anwendungsfall ab.

Man könnte im Prinzip auch daran denken, eine Führung im Bereich des Lagerzapfens 13 am Kolben 4 für die Pleuelstange vorzusehen oder hierfür zusätzliche Teile am Kolben 4 anzuordnen. Dies hätte aber den Nachteil, daß, da dann eine der Kulisse 10 entsprechende Führung in den Zylinder 1 eingelassen werden müßte, eine zusätzliche Eelativbewegung zwischen Kolben 4 und Zylinder 1, vornehmlich eine Rotationsbewegung, erzeugt werden müßte, was zusätzliche Schwierigkeiten und zusätzliche Reibungsverluste mit sich brächte. Aus diesem Grunde ist die gewählte Zuordnung der Führung zu der in dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel

den
im wesentlichen durch/Zapfen 6 gebildeten Verbindung der

ψ freien Enden von Pleuelstangen 5 und Kurbel 7 besonders zweckmäßig.

Die Kulissenführung wird man zweckmäßigerweise beidseitig vorsehen, um ein Verkanten des Lagerzapfens zu verhindern.

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Claims

Ansprüche

1. Brennkraftmaschine mit zumindest einem in einem Zylinder ^geführten Hubkolben, der über eine Pleuelstange und eine Kurbel mit einer Kurbelwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Pleuelstange (5) und/oder Kurbel (7) im Bereich ihrer miteinander schwenkbar verbundenen freien Enden in einer Führung (1O) geführt sind, die eine von der Form eines Kreises um die Kurbelwellenachse (12) abweichende Form besitzt und in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel unterschiedliche Abstände zwischen der Verbindung; der freien Enden von Pleuelstange (5) imd Kurbel (7) einerseits und der Kurbelwellenachse (12) andererseits einstellt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eine Kulissenführung (1O) ist, in die ein Zapfen (6) an der Verbindung der freien Enden von Pleuelstange (5) und Kurbel (7) eingreift.

3* Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (1O) die Form einer quer zur Hichtung des Kolbenhubes liegenden Ellipse hat, deren einer Brennpunkt ,auf der Kurbelwellenachse (12) liegt.

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