DE2114833A1 - Kurbelbetrieb einer Kolben Brenn kraftmaschine mit veränderlichem Korn pressionsverhaltnis - Google Patents

Kurbelbetrieb einer Kolben Brenn kraftmaschine mit veränderlichem Korn pressionsverhaltnis

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DE2114833A1
DE2114833A1 DE19712114833 DE2114833A DE2114833A1 DE 2114833 A1 DE2114833 A1 DE 2114833A1 DE 19712114833 DE19712114833 DE 19712114833 DE 2114833 A DE2114833 A DE 2114833A DE 2114833 A1 DE2114833 A1 DE 2114833A1
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gear
axis
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wheel
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DE19712114833
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Milan Dipl Ing Vyroubal Ladislav Prag Apetaur (Tschechoslowakei) P
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00Varying compression ratio
    • F02D15/02Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

  • Kurbeltrieb einer Kolben-Brennkraftmaschine mit veränderlichem Kompressionsverhältnis.
  • Die erfindung betrifft die Ausgestaltung eines Kurbeltriebes eine. Kolben-Verbrennungsmotors mit veränderlichem Kompressionsverhältnis.
  • Die u erfüllende Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Anordnung des Kurbeltriebes einer Kolben-Brennkraftmaschine zu bilden, welche eine Änderung des Kompressionsverhältnisses im Motor shrd des Motorbetriebes erlaubt.
  • Die Möglichkeit der Änderung Ges Kompressionsverhältnisses ist bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge sehr vorteilhaft, weil es die Frielung einer optimalen Verbrennungs# bei allen Fahrbereichen ermöglicfit. Sie ermöglicht also zum Beispiel bei einer kleinen Belastung der Maschine das Kompressionsverhältnis zu erhöhen und so eine bessere Verbrennung armer Brennstoffgemische mit allen günstigen Begleiterscheinungen auf die Ökonomie des Betriebes als auch die Verringerung der Ausscheidung schädlicher Abgase zu erzielen, Auch bei Dieselmotoren ist es vorteilhaft das Kompressionsverhältnis in gewissen Grenzen je nach der Motorbelastung zu ändern.
  • Die bisher bekannten Systeme beruhen auf verschiedenen Prinz1pien. Es werden z.B. die Veränderungsmöglichkeiten der Kopfhöhe des Kolbens oberhalb des Kolbenbolzens mit Hydrauliksteuerung ausgenützt oder die Veränderung der Pleuelstangen länge mit mechanischer Steuerung. Diese Systeme erhöhen die Masse der hin- und hergehenden Bauteile und sind daher für Maschinen mit hohen Drehzahlen nicht geeignet.
  • Bei anderen Systemen wird die Pleuelstange vom Kolbenkopf verschoben, oder es wird das Kompressionsvolumen durch Einschieben eines Hilfskolbens verkleinert. Diese Systeme sind jedoch nur für Versuchs- nicht aber für Serienmaschinen geeignet, Aufgabe der Erfindung ist es, eine stufenlose Einstellung des Kompressionsverhältnisses in gewissen Grenzen unter Beibehaltung praktisch gleicher Massen der Schubteile des Kurbelgetriebes und bei verhältnismäßig einfacher Konstruktion der Vorrichtung zu ermöglichen.
  • Das Wesentliche dieser Anordnung beruht darin, daß auf dem Kurbelzapfen der Kurbelwellen-Kröpfung eine exzentrische Einlage drehbar gelagert ist, auf welcher sich drehbar die Pleuelstange mit dem Kolberi bewegt, wobei mit der Einlage ein Zahnrad fest verbunden ist, dessen Achse iri der Achse des Kurbelzapfens liegt und die Drehzahlen des .ahilrades und der Einlage sind das i-fache der Drehzahlen der Kurbelwelle.
  • Das Zahnrad ist im Eingriff mit einer Innenverzahnung eines Zahnkranzes, dessen Achse der der Kurbelwelle entspricht und deren äußere Verzahnung mit einem Zahnrad kämmt, welches im Motorgehäuse gelagert ist, oder das Zahnrad ist im Eingriff mit einem zentral gelagerten Zahnrad.
  • i=O oder i= +1 und der Antrieb des Rades geschieht durch ein Kettenrad, das mit der Kurbelwelle durch eine Kette, Kettenrad und ein beliebiges Getriebe so verbunden ist/ damit die Bedingung n4=n6 = n 15. i erfüllt ist, wobei die Kette über (as Kettenrad geführt wird, das auf einer verschiebbaren Stange gelagert ist, auf welcher gleichzeitig die Soannvorrichtung und das Spannkettenrau befestigt sind.
  • Falls i = -1 ist, dann muß die Zahnezahl des Zahnkranzes das Doppelte der Zähnezahl des Zahnrades sein.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
  • Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Schnitt der Anordnung des Kurbelgetriebes mit einem äußeren Einstell-Zahnkranz; Fig. 2 das Schema der Gesamtanordnung; und Fig. 5 das Schema der Anordnung des Kurbeltriebes für ein inneres Zentralregulierrad.
  • Der Kurbelzapfen 1 mit der Achse 2, der von der Achse 3 der Kurbelwelle 15 einen Abstand gleich einem halben Wert des Hubes hat, rotiert bekannterweise um die Achse 5. Auf dem Kurbelzapfen 1 ist um die Achse 2 eine exzentrische Einlage 4 drehbar gelagert, deren Achse 5 von der Achse des Kurbelzapfens 2 um die Exzentrizität entfernt ist, die dem halben Wert der erforderten Lageveränderung des Kolbens im oberen Totpunkt entspricht.
  • Mit der Einlage 4 ist ein Zahnrad 6 verbunden, dessen Achse koaxial zur Achse des Kurbelzapfens 2 ist. Auf der exzentrischen Einlage 4 ist die Pleuelstange 7 drehbar mit dem Kolben 8 gelagert. Mit dem Zahnrad 6 kämmt die innere Verzahnung 10 eines Zahnkranzes 9, der gleichachsig zur Achse 5 der Kurbelwelle 13 drehbar im Maschinengehäuse (nicht dargestellt3 gelagert isto Der Zahnkranz 9 greift mit seiner Außenverzahnung 11 in ein Zahnrad 12 ein, welches drehbar im Motorgehäuse gelagert ist.
  • Das Gesamtschema der Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser Fig. sind dieselben Bezugszeichen, wie in Fig. 1, jedoch mit einem Strich verwendet.
  • Das Zahnrad 12' ist durch ein Zahnrad 25 angetrieben, welches mit einem Zahnrad 14 im Eingriff steht, welches durch ein Kettenrad 15 angetrieben wird. Das Kettenrad 15 wird über eine Kette 16 von der Kurbelwelle 1)' mittels Kettenrad 17' angetrieben. Die Kette 16 ist über ein Kettenrad 18 geführt, welches drehbar an einer verschiebbar im Motorgehäuse angeordneten Stange 19 gelagert ist.
  • Auf der anderen Seite der Stange 19 ist ein Spanner 20 mit einer Spannkettenrolle 21 befestigt.
  • Falls sich die Verdrehung der Exzentereinlage 4 gegenüber dem Kurbelzapfen 1 verändert, resp. die Achse 5 der Einlage 4 gegenüber der Achse des Zapfens 2, verschiebt sich der Kolben 8 vertikal im Zylinder.
  • Um eine Änderung des Kompressionsverhältnisses zu erzielen, muß die Lage der exzentrischen Einlage 4 zum Kurbelzapfen 1 mit dem Verdrehungswinkel der Kurbelwelle 15 synchronisiert werden.
  • Damit der Kolben 8 im oberen Totpunkt stets dieselbe Lage erreicht, muß in dieser Kolbenlage, die Lage der Achse 2 zur Lage der Achse 5 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 13 um 5600 stets dieselbe sein. Das wird dann erzielt wenn die Exzentereinlage um den Kurbelzapfen mit absoluten Drehzahlen-n4 gegeüber dem Motorgehäuse rotiert, die den i-fachen Drehzahlen nl3 der Motorkurbelwelle gleich sein müssen, oder wenn n6 = n4 = i.nl) ist, wobei i = -1,0; + 0,0;0; + 1/2; - 1/2 usw. sein kann.
  • Die rotation der einlage 4 gegenüber dem Motorgehäuse auf dem Kurbelzapfen 1 wird daciurch erzielt, daß das Zahnrad 6 im Eingriff mit der Verzahnung 10 des Zahnkranzes 9 ist, welcher mit n einer Drehzahl 9 rotiert. Wenn man die Zähneanzahl des Rades 6 mit z6 bezeichrlet, dann ist die Beziehung folgende: Die Bewegungen des Kolbens ändern sich verständlicherweise bei verschiedenen Werten i.
  • praktisch verwendbare Fälle sind die, bei denen i = -1, i = 0, i = +1 ist. Falls i = 1 ist, dreht sich die Exzentereinlage 4 gleichzeitig mit dem Kurbelzapfen 1. Dann ändert sich bei gegenseitiger Veränderung der Lagerl der Achse 5 gegenüber c?er Achse 2 der TIub des Kobens in ganzem Umfange, d.h. bei der in Fig. 1 gekennzeichneten Lage ist das Hubvolumen am größten ulld gleichzeitig ist auch das Kompressionsverhältnis am größten.
  • 73ei der Verdrehung der Exzentereinlage 4 um die Achse 2 des Kurbelbolzens 1 um 180° gegenüber der gekennzeichneten Lage, ist das Hubvolumen und auch das Kompressionsverhältnis am kleinsten. Die Veränderung des Hubvolumens ist natürlich in den Werten kleiner als die Veränderung des Kompressionsverhältnisses.
  • Falls i = 0 ist, dreht sich die Exzentereinlage gegenüber dem Motorgehäuse nicht, nur in waagerechter Richtung wird sie mit der Beegung des Kurbelwellenzapfens verschoben.
  • Das dritte praktische Beispiel, wo i = -1 ist: Dieser Fall kann vorteilhaft bei r = 2 ausgenützt werden, da Z6 dann n9 = 0 ist oder der Radkranz 9 still steht. In diesem Falle ändert sich, bei einer Veränderung des Kompressionsverhältnisses, das Hubvolumen des Motors,aber der umschriebene Weg der Achse 5 der Exzentereinlage 4 ist nicht kreisförmig. Die Einstellung wird nur durch das Verdrehen des Radkranzes mittels Zahnrad 12 durchgeführt.
  • Die geeigneten Drehzahlen n9 des Rad kranzes 9 werden proportional zu den Drehzahlen n15 der Kurbelwelle 15 durch die Übertragung über das Kettenrad 15, die Zahnräder 14, 13, 12 auf die Verzahnung 11 des radkranzes 9 ersielt. Durch Verschiebung der Stange 19 zum Motorgehäuse ändert sich die relative Verdrehung der' Kettenräder 15 und 17, wodurch sich die Verdrehung der Exzentereinlage 4 auf dem Kurbelzapfen andert und dadurch die Lage der Achse 5 der Exzentereinlage 4, zur Lage der Achse 2 des Kurbelzapfens 1. Auf die Weise wird eine stufenlose Regulierung des Kompressionsverhältnisses während des Motorlaufes erzielt.
  • Fin Sonderfall der beschriebenen Anordnung ist dann gegeben, wenn i = + 1/2 oder - 1/2 ist. Falls bei einer oberen Totpunktlage des Kolbens das Kompressionsverhältnis maximal ist, d.h.
  • die Achsen 2, 5, 15 liegen in der Achse des kolbens und die Achse 5 der Exzentereinlage 4 ist über der Achse 2 des Kurbelzapfens 1 in Richtung zum Zylinder, dann ist bei einer Umdrehung der Kurbelwelle um 5600 bei der nächsten oberen Totpunktlage des Kolbens die Achse 5 unter der Achse 2 in Richtung vom Zylinder und das Kompressionsverhältnis ist minimal. Dies kanp bei Viertakt-Brennkraftmaschinen ausgenützt werden, wobei bei der Wahl eines höheren Totpunktes des Kolbens (höhere Kompression) eine bessere Ausspülung des Zylinders bei einem unveränderten Brennstoffverbrauch des Kompressionshubes erzielt werden kann.
  • In Fig. 3 ist schematisch eine Anordnungsvariante mit zentralem Regulierrad dargestellt.
  • Die grundsätzliche Anordnung des Kurbeltriebes bleibt bestehen, d.h. die Kurbelwelle 1)", mit der Achse 3", dem Kurbelzapfen 1" mit der Achse 2??, Exzentereinlage 4" mit der Achse 5" und einem festverbundenen Zahnrad 6", die Pleuelstange 7" und Zylinder 8". Im Eingriff mit dem Zahnrad 6" ist das Regulierrad 22.
  • Die Funktion dieser Einrichtung ist dieselbe wie bei der weiter oben beschriebenen Ausführungsform. Falls man die Drehzahlen des Zahnrades 22 mit n22 und die Anzahl der Zähne mit Z22 bezeichnet, dann ist zur Erfüllung der Bedingung n4= n = i.n13 nachstehende Bedingung zu erfüllen:

Claims (4)

  1. Patentansprüche Kurbeltrieb einer Kolben-Brennkraftmaschine mit veränderlichem Kompressionsverhältnis, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf dem Kurbelzapfen (1) der Kurbelwelle (13) eine drehbare Exzentereinlage (4) gelagert ist, auf welcher sich die Pleuelstange (7) mit dem Kolben (8) befindet und daß mit der Exzentereinlage (4) ein Zahnrad (6) fest verbunden ist, dessen Achse koaxial zu der Achse des Kurbelzapfens (1) ist und die Drehzahlen des Zahnrades (6) und der Exzentereinlage (4) zum Motorgehäuse das i-fache der Drehzahlen der Kurbelwelle (13) sind.
  2. 2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gel,e-nnzeichnet, daß das Zahnrad (6) im Eingriff mit der inneren Verzahnung (10) eines Zahnradkranzes (9) steht, dessen Achse koaxial zu der Achse der Kurbelwelle (13) ist und dessen äußere Verzahnung (11) mit einem Zahnrad (12) kämmt, welches im Motorgehäuse gelagert ist oder daß das Zahnrad (6) mit einem zentralen Regulierrad (22) im Eingriff ist.
  3. 5. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß i = 0 ist, oder i = t 1 und das Zentralrad (22) oder der Zahnradkranz (9) durch e-in Kettenrad (17) angetrieben wird, das mit der Kurbelwelle (1D) über eine Kette (16), ein Kettenrad (15) und ein beliebiges Zahnradpaar (15, 14) so verbunden ist, daß n4 = n6 - n15 i ist, wobei die Kette (16) über eine Kettenrolle (18), die auf einer verschiebbaren Bedienungsstange, auf der gleichzeitig eine Kettenspannvorrichtung (20) und einem Kettenspannrad (21) befestigt ist, geführt wird.
  4. 4. Anordnung des Kurbelgetriebes nach Anspruch 1 und 2, gekenn zeichnet dadurch, daß i = -1 ist und die Anzahl der Zähne der inneren Verzahnung (10) des Zahnkranzes (9) gleich der doppelten Zähnezahl des Zahnrades (6) ist.
    L e e r s e i t e
DE19712114833 1970-03-27 1971-03-26 Kurbelbetrieb einer Kolben Brenn kraftmaschine mit veränderlichem Korn pressionsverhaltnis Pending DE2114833A1 (de)

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DE (1) DE2114833A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2616372A1 (de) * 1976-04-14 1977-11-03 Friedrich Wittkowsky Kurbelgetriebe mit kurbelzapfenweg auf einer kardioidenbahn
DE3101462A1 (de) * 1980-01-30 1981-11-26 Steyr-Daimler-Puch AG, 1010 Wien Brennkraftmaschien, insbesondere dieselmotor, mit einem hubkolbentriebwerk
DE3641884A1 (de) * 1986-12-08 1988-06-16 Michael Schenk Kurbeltrieb, insbesondere fuer hubkolbenmotoren
DE3936649A1 (de) * 1989-11-03 1991-05-08 Ingelheim Peter Graf Von Kurbelwelle mit variablem kurbelzapfen und damit realisierbare otto-motoren mit variablem verdichtungsraum
EP1526262A1 (de) 2003-10-24 2005-04-27 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2616372A1 (de) * 1976-04-14 1977-11-03 Friedrich Wittkowsky Kurbelgetriebe mit kurbelzapfenweg auf einer kardioidenbahn
DE3101462A1 (de) * 1980-01-30 1981-11-26 Steyr-Daimler-Puch AG, 1010 Wien Brennkraftmaschien, insbesondere dieselmotor, mit einem hubkolbentriebwerk
DE3641884A1 (de) * 1986-12-08 1988-06-16 Michael Schenk Kurbeltrieb, insbesondere fuer hubkolbenmotoren
DE3936649A1 (de) * 1989-11-03 1991-05-08 Ingelheim Peter Graf Von Kurbelwelle mit variablem kurbelzapfen und damit realisierbare otto-motoren mit variablem verdichtungsraum
EP1526262A1 (de) 2003-10-24 2005-04-27 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors

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