DE2404231A1

DE2404231A1 - Variable compression ratio system for I.C. engines - cylinder block is raised or lowered in relation to crank case until equilibrium is reached

Info

Publication number: DE2404231A1
Application number: DE2404231A
Authority: DE
Inventors: Viktor Rosenau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-30
Filing date: 1974-01-30
Publication date: 1975-07-31

Abstract

The cylinder block is tensioned to the crankcase by pull springs whose strength determines the distance between the cylinder block and the crankcase and thus the compression ratio, a damper is provided to off set any fluctuations. The equilibrium or ideal compression relation is caused by the combustion gases in the cylinder, the lower these are, the higher will be the pulling force of the springs thus increasing the compression, which in turn increases the combustion gas pressure. Alternatively the cylinder movement could be actuated by an engine oil pressure dependent servo.

Description

Beschreibung zur Patentanmeldung Titel: Weclaselverdichtungsverhältnis für Ottomotore mit wechselnder Betriebsbeanspruchung.Description of the patent application Title: Weclasel compression ratio for gasoline engines with changing operating loads.

Anwendungsgebiet: Die Erfindung betrifft ein Wechselverdichtungsverhältnis für Ottomotore mit wechselnder Betriebsbeanspruchung insbesondere für Kraftfahrzeugmotore.Field of application: The invention relates to an alternating compression ratio for gasoline engines with changing operating loads, especially for motor vehicle engines.

Zweck: Herabsetzen des Kraftstoffverbrauchs uno des Anteils von tocksischen Stoffen (Schadstoffen) in den Auspuffgasen.Purpose: To reduce fuel consumption and the proportion of tockian Substances (pollutants) in the exhaust gases.

Stand der Technik: Es ist bekannt,daß der Kraftstoffverbrauch bei Ottomotore wesentlich mit dem Verdichtungsverhältnis im Zusammenhang steht ('vor allem, weil der Wirkungsgrad der Idealmaschine und das Verdichtungsverhältnis im Zusammenhang stehen: je höher das Verdichtungsverhaltnis, desto höher der Wirkungsgrad), aber das Verdichtungsverhältnis darf nicht einen gewissen (für jede-Motorenkonstruktion) Wert überschreiten, bei welchem die-Gefahr des Klopfens (Detonation-) entsteht.Prior art: It is known that fuel consumption is at Otto engines is essentially related to the compression ratio ('above mainly because the efficiency of the ideal machine and the compression ratio in the Are related: the higher the compression ratio, the higher the efficiency), but the compression ratio must not be a certain (for every engine construction) Exceed the value at which there is a risk of knocking (detonation).

Es ist bekannt, daß der Wirkungsgrad der Idealmaschine bei einem Dieselmotor (isobare Wärmezufuhr) geringer, als derjenige eines Ottomo-tors (isochore Wärmezufuhr), bei gleichen Verdichtungsverhältnissen der Beiden, ist, und nur durch hohe Verdichtungsverhältnisse kommt es bei Dieselmotore zu geringerem Kraftstoffverbrauch Erhöhen des Verdichtungsverhältnisses bei Ottomotoren ist immer erwtinscht, aber dieses, wie erwöhnt, ist durch die Klopfneigung begrenzt. It is known that the efficiency of the ideal machine at a Diesel engine (isobaric heat supply) lower than that of a gasoline engine (isochore Heat supply), with the same compression ratio of the two, is, and only through high compression ratios result in lower fuel consumption in diesel engines Increasing the compression ratio in gasoline engines is always desirable, but this, as already mentioned, is limited by the tendency to knock.

Eine vollendete the@retische Erklärung des Klopfens bei Ottomotore gibt es gegenwärtig nicht, jedoch ist bekannt, daß das Klopfen durch Explosion von unstabilen Peroxyden, welche sich bei hohen Temperatur und Druck in der Verbrennungskammer bilden, verursacht wird. A perfect theoretical explanation of knocking on Otto engines does not currently exist, but it is known that knocking is caused by explosion of unstable peroxides, which are at high temperature and pressure in the combustion chamber form, is caused.

Das Klopfen ist von vielen Faktoren beeinflusst, die wichtigsten dieser Faktoren (bei einem gewissen Verdichtungsverhaltnis) sind: die Beanspruchung des Motors (Werte des Drehmoments, Spitzendrucks und Spitzentemperatur des Arbeitskreises); die Drehzahl (je Zeiteinheit); das Luftverhältnis des Gemisches. Knocking is influenced by many factors, the most important of which are of these factors (with a certain compression ratio) are: the stress of the motor (values of the torque, peak pressure and peak temperature of the working circuit); the Speed (per unit of time); the air ratio of the mixture.

Je geringer die Beanspruchung, desto geringer ist auch die Klopfneigung; dieses lässt sich dadurch erklären, daß beim Herabsetzen des Drehmoments (Drosseln des Motors): sich wesentlich der Spitzendruck des Kreisprozesses vermindert; der verhältnismäßige Inhalt'von Restgasen scharf ansteigt, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit von Unterbrechen der schon begonnenen Kettenreaktionen erhöht-; die-relative Wärmeabgabe in die Wände der Verbrennungskammer zunimmt, die-emperaturen des Prozesses sinken, und dadurch vermindert sich die Intensität der Bildung von Peroxyden; die Temperatur des Gemisches sinkt auch durch Drosseleffekt im Vergaser; bemerkenswert die Temperatur des Kolbens sinkt. The lower the load, the lower the tendency to knock; this can be explained by the fact that when the torque is reduced (throttling of the engine): the peak pressure of the cycle is significantly reduced; the relative content of residual gases rises sharply, thereby increasing the probability increased by interrupting the chain reactions that have already started; the-relative heat emission increases in the walls of the combustion chamber, the temperatures of the process decrease, and this reduces the intensity of the formation of peroxides; the temperature the mixture also sinks due to the throttling effect in the carburettor; remarkable the temperature of the piston sinks.

Bei diesen Verhältnissen verläuft die Vorbereitung (zur Detonation) des am letzten verbrennenden Teiles der Ladung wesentlich weniger intensiv. In these conditions the preparation (for detonation) takes place the last part of the charge that burns is much less intense.

Bei hohen Drehzahlen des Motors ist die Klopfneigung geringer, als bei niedrigen; dieses lässt sich dadurch zu erklären, daß bei hoher Drehzahl: die für die Bildung von Peroxyden notwendige Zeit. At high engine speeds, the tendency to knock is less than at low; this can be explained by the fact that at high speed: the time necessary for the formation of peroxides.

kürzer, als bei niedrigen Drehzahlen, ist; das Gemisch mit höherer Geschwindigkeit eingesogen wird, dadurch turbulenter ist und sich besser durch mischt. is shorter than at low speeds; the mixture with higher Speed is sucked in, which makes it more turbulent and mixes better.

"Fette" Gemische (mit Luftverhältnisse 0,85...1,0) neigen wesentlich mehr zum Klopfen, als "magere" (mit Luftverhältnisse 1,1...1,15). "Fat" mixtures (with air ratios 0.85 ... 1.0) tend to be significant more for knocking than "lean" (with air conditions 1.1 ... 1.15).

Es ist, weiter, bekannt, daß Kraftfahrzeugmotore selten mit Höchstwerten des Drehmoments beansprucht werden; dieses kommt nur ganz kurze Zeit während hoher Beschleunigung, beim Anfahren einer Steigung und in anderen relativ seltenen Fällen, vor. Bei fahren auf Autobahn mit Spitzengeschwindigkeit ist der Motor mit Höchstdrehzahl im Betrieb; bei der Höchstdrehzahl (und hoher Beanspruchung) beträgt der indizierte Mitteldruck nicht mehr, als 65...75 seines Spitzenwertes. Wie bekannt, erreicht der indizierte Mitteldruck seinen Spitzenwert bei einer Drehzahl, die etwa 50...60 % der Höchstdrehzahl gleich ist (dabei höchste Beanspruchung: Gaspedal vollständig durchgetreten). Im Kriechverkehr in der Stadt (und im Stau) steht der Motor meistens mit geringer Beanspruchung oder im Leerlauf im Betrieb. It is also known that automobile engines are seldom peaks the torque are claimed; this only occurs for a very short time during high periods Acceleration, when approaching an incline and in other relatively rare cases, before. When driving on the motorway at top speed, the engine is at top speed operational; at maximum speed (and high load) the indicated is Medium pressure not more than 65 ... 75 of its peak value. As known, achieved the indicated mean effective pressure peaks at a speed of around 50 ... 60 % of the maximum speed is the same (maximum stress: accelerator pedal fully stepped through). In crawling traffic in the city (and in a traffic jam) the engine is usually at a standstill with low load or idling during operation.

Kritik des Standes der Technik: Das Verdichtungsverhältais bei Ottoniot'jren viird so bestimmt, daß es wie tnöglich hoch ist, jedoch nicht so hoch, daß im Betrieb des Motors das Klopfen stattfindet, und da ist der Betriebstand der höchsten Beanspruchung bei ungünstigsten für das Klopfen Drehzahlen und Luftverhältnissen maßgebend, nach diesen muss sich gerichtet werden, für diese Verhältnisse wird das Verdichtungsverhältnis bestimmt und bleibt so bei allen anderen Betriebständen; und weil bei einem Kraftwerk eines Kraftwagens es selten zu höchster T3eanspruchung kommt, insbesondere wenn es sich um einen Motor mit relativ hoher PS-Zahl handelt, so ist, also, das Kraftwerk die meiste Zeit im Betrieb bei dem Verdichtungsverhältnis, auf welches es nicht berechnet ist und welches ur ffir so einen Betriebstand optimal ist, welcher selten vorkommt.Criticism of the state of the art: The compression ratio at Ottoniot'jren vi is determined to be high as possible, but not so high that it is operational of the engine the knocking takes place, and this is the operating level of the highest stress in the case of the most unfavorable for knocking speeds and air conditions decisive, after these must be directed, for these conditions the compression ratio determined and remains so with all other operating statuses; and because at a power plant a motor vehicle rarely comes under the highest T3 stress, especially when If it is a motor with a relatively high horsepower figure, then it is, that is, the power plant most of the time in operation at the compression ratio to which it is not is calculated and which is optimal for such an operating status, which is seldom occurs.

Bei ganz geringer Beanspruchung und im Leerlauf muß ein Ottomotor mit brennstoffreichem ("fettem") Gemisch gespeist werden (damit die Zündwilligkeit ausreichend ist), wobei, infolge unfollständiger Verbrennung, in den Auspuffgasen der Anteil tocksischer stoffen scharf ansteigt; der spezifische Brennstoffverbrauch nimmt dabei auch steil zu, wie durch unvollständige Verbrennung, so auch wegen dem nicht optimalen für diesen Betriebstand Verdichtungsverhältnis. A gasoline engine must be used for very low loads and when idling be fed with a fuel-rich ("rich") mixture (thus ignitability is sufficient), whereby, due to incomplete combustion, in the exhaust gases the proportion of dry matter rises sharply; the specific fuel consumption also increases steeply, as through incomplete combustion, also because of that compression ratio not optimal for this operating status.

Wenn bei Teilbelastung und im Leerlauf das Verdichtungsverhftltnis erhöht werden könnte, so würde bei diesen Betriebstenden der Arbeitsprozess stabiler und bei relativ brennstoffarmen ("magerem") Gemisch möglich. Erhöhen der Stabilität des Arbeitsprozesses lässt sich hier durch erhöhen der Zündwilligkeit des Gemisches zu erklären: bei erhöhen des VerdichtungsverhSltnisses nimmt der Spülgrad wesentlich zu (d.h., der Anteil der Restgasen wird wesentlich kleiner), Temperatur und Druck am Ende des Verdichtungstaktes steigen. If at partial load and idling the compression ratio could be increased, the work process would be more stable at these operational trends and possible with a relatively low-fuel ("lean") mixture. Increase stability the work process can be increased here the ignitability of the mixture: if the compression ratio is increased, the degree of flushing increases significantly to (i.e., the proportion of residual gases is significantly smaller), temperature and pressure increase at the end of the compression stroke.

Wenn das alles in Acht genommen wird, so kann behauptet werden, da das Erhöhen des Verdichtungsverhältnisses bei Teilbelastung und im Leerlauf,und auch bei Erhöhen der Drehzahlen, folgendes zum Ergebnis haben wird: Herabsetzen des Kraftstoffverbrauchs,vor allem durch Steigerung des Wirkungssrades der Idealmaschine und vollständigerer Verbrennung bei Teilbelastung und im Leerlauf; dazu auch durch Steigerung des Gütegrades, da bei erhöhten Verdichtungsverhältnissen das Verbrennen näher am obersten Totenpunkt verläuft, wodurch die Wärmeabgabe in die Wände der Verbrennungskammer abnimmt - die allgemeine Auswertung der Wärme eines ausgeführten Motors steigt (im Vergleich mit einem Idealen). If all of this is taken into account, it can be said that there is increasing the compression ratio at partial load and idling, and even when increasing the speed, the result will be: decrease fuel consumption, especially by increasing the efficiency of the ideal machine and more complete combustion at partial load and at idle; also through Increase in the quality level, since burning at increased compression ratios runs closer to the dead center, reducing heat dissipation into the walls of the Combustion Chamber Decreases - the general evaluation of the heat of a running Motors increases (compared to an ideal).

Herabsetzen der Tocksität der Auspuffgasen infolge vollständigerer Verbrennung bei Teilbelastung und im Leerlauf. Decrease in exhaust gas rigidity as a result of more complete Combustion at partial load and when idling.

Es sind Systeme wechselnder Verdichtungsverhältnise bekannt, z.B., bei Dieselmotoren, wo das Verdichtungsverhältnis beim Anlassen geändert wird (durch einen komplizierten Aufbau des Kolbens und hydraulische Anlage oder einen komplizierten Aufbau des Zylinderkopfes). Aber diese Systeme sind nicht dazu geeignet, das Verdichtungsverhältnis jedem Betriebstand anzupassen, die Ausführung ist kompliziert, teuer und für Massenproduktion wenig oder überhaupt nicht geeignet. Es sind auch Konstruktionen von Vergasermotoren mit verstellbarem Verdichtungsverhältnis bekannt, z.B., der BASF-Ottomotor, aber diese haben auch eine andere Bestimmung (Bestimmen der Oktanzahl bei Brennstoffen) das Verdichtungsverhältnis wird da auf so eine Art geändert, daß diese bei Kraftfahrzeugmotoren mit mehreren Zylindern nicht verwendbar,und nicht dazu geeignet, das Verdichtungsverhältnis jedem Betriebstand anzupassen, ist. Systems of alternating compression ratios are known, e.g. in diesel engines, where the compression ratio is changed when starting (by a complicated structure of the piston and hydraulic system or a complicated one Structure of the cylinder head). But these Systems are not suitable for adapt the compression ratio to every operating condition, the execution is complicated, expensive and little or not at all suitable for mass production. There are too Constructions of carburetor engines with adjustable compression ratio known, E.g., the BASF gasoline engine, but these also have a different purpose (determining the octane number of fuels) the compression ratio is there in a way changed so that this cannot be used in motor vehicle engines with multiple cylinders, and is not suitable for adapting the compression ratio to every operating status.

Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde so ein System (Konstruktion) der Veränderung des Verdichtungsverhältnisses zu schaffen, welches das Verdichtungsverhältnis bei Ottomotoren mit einem oder mehreren Zylindern im Betrieb so zu ändern ermöglicht, daß dieses sich bei jedem Betriebstand seinem optimalen Wert, mit ausreichender Sicherheit gegen das Klopfen, nähert, und daß dieses System einfach im Betrieb und passend für Massenproduktion ist; wichtig ist auch, daß bei Übergang auf Motore mit Wechselverdichtungsverhältnis die Konstruktion der sich im Betrieb befindenden Motoren mit konstantem Verdichtungsverhältnis und die Gechnologie deren Herstellung möglichst minimale- Änderungen fordern.Task: The invention is based on the task of such a system (construction) the change in the compression ratio to create the compression ratio in the case of gasoline engines with one or more cylinders, it can be changed during operation in such a way that that this is at its optimal value with every operating status, with sufficient Security against knocking, and that this system is easy to operate and is suitable for mass production; It is also important that when transitioning to engines with alternating compression ratio the construction of the ones in operation Constant compression ratio engines and the technology to manufacture them Require minimal changes as possible.

Lösung: Diese Aufgabe wird erfindermUßig dadurch gelöst, daß der Zylinderblock, unabhängig von der Zahl der Zylinder, im Betrieb gegenüber zum Kurbelwellenlagerträger verschoben wird, so daß das Verdichtungsverhältnis bei jedem Betriebstand sich seinem optimalen Wert nähert, wobei das Luftverhältnis des Gemisches bei Teilbelastung und im Leerlauf erhöht werden kann (gegenüber einem Motor mit konstantem Verdichtungsverhältnis) Pig.l, Fig.2 und Fig.3 stellen Sinnbilder von Motoren mit Wechselverdichtungsverhältnis dar (Teile, die für die Beschreibung unwesentlich sind, so Ansauge- und Auspuffleitung, Vergaser oder Einspritzanlage u.s.w., sind nicht dargestellt).Solution: According to the invention, this object is achieved in that the cylinder block, regardless of the number of cylinders, in operation opposite to the crankshaft bearing bracket is shifted so that the compression ratio at each operating level is his approaches the optimal value, the air ratio of the mixture at partial load and can be increased when idling (compared to an engine with constant compression ratio) Pig.l, Fig.2 and Fig.3 represent symbols of engines with an alternating compression ratio (parts that are not essential for the description, such as intake and exhaust lines, Carburettor or injection system, etc., are not shown).

Der Zylinderblock 1 wird gegenüber dem Kurbelgehäuse 3 vortschreitend (Fig.1) oder drehbar um eine Achse 4 (Fig.2 und Fig.3) verschoben, so daß sich der Abstand Zylinderblock-Kurbelgehäuse (h) und so die Abmessung A und das Verdichtungsverhältnis ändern. The cylinder block 1 is advancing towards the crankcase 3 (Fig. 1) or rotatable about an axis 4 (Fig. 2 and Fig. 3) shifted, so that the distance between the cylinder block and the crankcase (h) and so the dimension A and change the compression ratio.

Das Verschieben wird von Servomechanismen 2 (Fig.1 und Fig.2) bewerkstelligt. Diese Servomechanismen werden vom Druck in der Ansaugeleitung (auch vom Druck in den Verbrennungskammern) und von der Drehzahl der Kurbelwelle unmittelbar oder sekundär durch ein elektronisches (oder Halbleiter-) Gerät beeinflusst (gesteuert). The shifting is accomplished by servomechanisms 2 (Fig.1 and Fig.2). These servomechanisms are controlled by the pressure in the suction line (also by the pressure in the combustion chambers) and the speed of the crankshaft directly or secondary influenced (controlled) by an electronic (or semiconductor) device.

Als Servomechanismen können hydraulische Verstärker dienen, zu deren Antrieb das Öl des Schmiersystems (mit seinem Druck) eingesetzt werden kann. Der Förderstrom und Betriebsdruck der Ölpumpe müssen in diesem Fall entsprechend angepasst werden. Hydraulic amplifiers can serve as servomechanisms Drive the oil of the lubrication system (with its pressure) can be used. Of the In this case, the flow rate and operating pressure of the oil pump must be adjusted accordingly will.

Aber die Ausführung eines Motors mit Servomechanismen kann kompliziert, teuer, umständlich im Betrieb und unannehmbar für Massenproduktion sein. Einfacher ist eine folgende Lösung (Fig.3). But making a motor with servo mechanisms can be complicated, expensive, cumbersome to operate, and unacceptable for mass production. Easier is a following solution (Fig.3).

Der Zylinderblock 1 wird an das Kurbelgehäuse 3 von Federn 5 angedrückt. Bei gewisser Vorspannung der Federn 5 (die Federsteife muss auch eine Bestimmte sein) wird der Abstand Zylinderblock-Kurbelgehäuse (h), also die Abmessung A und so das Verdichtungsverhältnis vom Gleichgewichtzustand der Druckkraft der Gasen in den Verbrennungskammern, einersets, und der Spannungskraft der Federn 5 anderseits, bestimmt (von der Druckkraft der Gasen wird der Zylinderblock vom Kurbelgehäuse abgedrückt). Wenn die Druckkraft der Gasen in den Verbrennungskammern steigt, so wird das Gleichgewicht dieser Druckkraft einerseits, und der Spannungskraft der Federn 5 anderseits, verletzt, der Abstand Zylinderblock-Kurbelgehäuse (h) vergrössert sich (und somit nimmt das Verdichtungsverhältnis ab) bis durch Steigen der Spannungskraft der Federn 5 das Gleichgewicht wieder hergestellt ist; nimmt nun die Druckkraft in den Verbrennungskammern ab, so wird ebenfalls das Gleichen wicht der genannten Kräfte verletzt, jetzt aber ist die Spannungskraft der Federn 5 die Grössere - der Abstand h wird, also, kleiner (somit nimmt das Verdichtungsverhältnis zu) bis das Gleichgewicht (durch Abnehmen der Spannungskraft der Federn 5) wieder hergestellt ist. The cylinder block 1 is pressed against the crankcase 3 by springs 5. With a certain preload of the springs 5 (the spring stiffness must also be a certain The distance between the cylinder block and the crankcase (h), i.e. the dimension A and thus the compression ratio of the equilibrium of the compressive force of the gases in the combustion chambers, one set, and the tension force of the springs 5 on the other hand, determined (the cylinder block is detached from the crankcase by the compressive force of the gases pressed). If the compressive force of the gases in the combustion chambers increases, so will that Balance of this compressive force on the one hand, and the tension force of the springs 5 on the other hand, injured, the cylinder block-crankcase distance (h) increased (and thus the compression ratio decreases) until the tension force increases the balance of the springs 5 is restored; now takes the pressure force in the combustion chambers, so the same weight of the mentioned will also be Forces violated, but now the tension force of the springs 5 is greater - the Distance h becomes, that is, smaller (thus the compression ratio increases) until the Equilibrium is restored (by reducing the tension of the springs 5) is.

Wenn jetzt die' infolge des impulsiven Charakters der Druckkräfte, entstehende Schwingungen des Zylinderblocks gegenüber dem Kurbelgehäuse von einem Dämpfer 6 gestoppt werden, so ist durch Verwenden entsprechender Federn 5, ihrer Zahl und Vorspannung (es kann auch zu einem einfachen Hebelsystem kommen) mit ausreichender für die Praxis Präzision eine Beziehung h=f(pi), oder A-f'(p), also mithin =f"(pi) zu erreichen (h,A - siehe Fig.3; #- epsilon - Verdichtungsverhältnis). Der indizierte Mitteldruck Pi steht im funktionellem Zusammenhang mit Bestimmungsgröen, die wesentlich das Klopfen bestimmen: Druck p2 und Temperatur T2 am Ende des Verdichtungstaktes und so mit Spitzendruck p3 und Spitzentemperatur T3 des Arbeitskreises. If now, as a result of the impulsive character of the compressive forces, resulting vibrations of the cylinder block against the crankcase of one Damper 6 are stopped, so is by using appropriate springs 5, their Number and preload (a simple lever system can also be used) with sufficient for precision a relationship h = f (pi), or A-f '(p), thus = f "(pi) to achieve (h, A - see Fig. 3; # - epsilon - compression ratio). The indexed Mean pressure Pi is functionally related to parameters that are essential determine knocking: pressure p2 and temperature T2 at the end of the compression stroke and so with peak pressure p3 and peak temperature T3 of the working group.

Bei konstantem Verdichtungsverhältnis nehmen p2 und T2 mit Herabsetzen der 3eanspruchung des Motors ab und der verhältnismäßige Inhalt von Restgasen nimmt zu; dadurch sinken Zündwilligkeit und Zündgeschwindigkeit des Gemisches. Um diese ausreichend zu machen, wird das Gemisch brennstoffreicher ("fetter") gemacht; durch dieses wird der spezifische Brennstoffverbrauch und die Toksität der Auspuffgasen bedeutend gefördert. With a constant compression ratio, p2 and T2 decrease with a decrease the 3 stress on the engine and the proportionate content of residual gases increases; this reduces the ignition readiness and ignition speed of the Mixture. To make this sufficient, the mixture is more fuel-rich ("richer") made; through this the specific fuel consumption and the Toksität of exhaust gases significantly promoted.

Durch die Beziehung £=f"(pi) kann bei Wechselverdichtungsverhältnis,mit ausreichender für die Praxis Präzision ohne besondere Schwierigkeiten,erreicht werden, daß Druck p2 und Temperatur T2 (und der verhältnismäßige Inhalt von Restgasen) im gesamten Betriebsbereich sich nicht wesentlich ändern, also, die Zündwilligkeit und Zündgeschwindigkeit des Gemisches bei hohem (ohne bedeutenden Ändern) Luftverhältnis ausreichend und die Sicherheit gegen das Klopfen unverändert bleiben. By the relation £ = f "(pi) with alternating compression ratio, with Sufficient precision for practical use can be achieved without any particular difficulties, that pressure p2 and temperature T2 (and the proportionate content of residual gases) in the entire operating range does not change significantly, i.e. the ignitability and ignition rate of the mixture at high (without significant change) air ratio sufficient and the security against knocking remain unchanged.

Von der Drehzahl der Kurbelwelle wird hier das Verdichtungsverhältnis nicht beeinflusst, bei hohen Drehzahlen werden, also, die Verbesserungsmöglichkeiten des Wirkungsgrades durch erhöhen des Verdichtungsverhältnisses nicht ausgenützt. Aber die Beeinflussung des Verdichtungsverhältnisses von der Drehzahl der Kurbelwelle ist leicht, durch einfache Einrichtungen, zu erreichen; eine solche Einrichtung ist weiter (in Ausführungsbeispielen) beschrieben. The compression ratio is derived from the speed of the crankshaft are not influenced at high speeds, so the improvement opportunities the efficiency is not used by increasing the compression ratio. But the influence of the compression ratio by the speed of the crankshaft is easy to reach with simple facilities; such a facility is further described (in exemplary embodiments).

Berücksichtswerte Merkmale über den Aufbau eines Motors mit Wechselverdichtungsverhältnis. Features to consider when designing a motor with an alternating compression ratio.

Zylinederblock und Kurbelwellenlagerträger sind, also, ein vom anderem abgeteilt und stellen selbstständige Glieder dar; die konstruktive Ausführung kann verschieden sein, in jedem Fall muss die Konstruktion möglichst steif sein. The cylinder block and the crankshaft bearing bracket are, therefore, one of the other divided and represent independent members; the structural design can be different, in each case the construction must be as stiff as possible.

Ansauge- und Auspuffleitung, Vergaser, Ölpumpe, Anlasser, Zündunterbrecher mit Zündverteiler u.s.w. befinden sich auf ihren gewöhnlichen Stellen, sind, also, entweder am Kurbelgehäuse, Zylinderblock oder Zylinderkopf befestigt. Intake and exhaust line, carburetor, oil pump, starter, ignition breaker with distributor etc. are in their usual places, are, therefore, either attached to the crankcase, cylinder block or cylinder head.

Wesentlich ist nur der Nockenwellenantrieb verändert; außer dem, bei einem Motor nach Sinnbild Fig.3 ist Anwenden eines Anlassers, der einen grösseren Drehmoment, als bei einem Motor mit konstantem Verdichtungsverhältnis, entwikkelt, notwendig, weil im Stillstand des Motors das Verdichtungsverhältnis maximal ist. Aber die Ladekapazität des Akkumulators wird wohl kaum vergrössert sein müssen, da bei einem hohen Verdichtungsverhältnis der Ansprung des Motors stabiler ist und der Akkumulator beim Anlassen eine kürzere Zeit beansrucht wird.Only the camshaft drive is essentially changed; besides that, at an engine according to the symbol Fig.3 is applying a starter, which is a larger one Torque than developed in a constant compression ratio engine, necessary because the compression ratio is at its maximum when the engine is at a standstill. But the charging capacity of the accumulator will hardly have to be increased, because with a high compression ratio the start of the engine is more stable and the accumulator is used for a shorter time when starting.

Die Verbindung von Schmierkanälen des Zylinderblocks und des Kurbelwellenlagerträgers muss entweder durch biegsame (elastische) Schleuche oder durch Stopfbüchsen bewerkstelligt sein. The connection of the lubrication channels of the cylinder block and the crankshaft bearing bracket must be accomplished either by flexible (elastic) hose or by stuffing boxes be.

Die Nockenwelle muss entweder eine obenliegende sein, oder muss sie im Zylinderblock (nicht im Kurbelwellenlagerträger) gelagert sein; der Antrieb der Nockenwelle muss so aufgebaut sein, daß beim Verschieben des Zylinderblocks gegenüber dem Kurbelwellenlagerträger die Einstellung der Nockenwelle gegenüber den Totenpunkten sich nicht verändert (mit ausreichender Präzision). The camshaft must either be overhead, or got to they are stored in the cylinder block (not in the crankshaft bearing bracket); the drive the camshaft must be constructed in such a way that when moving the cylinder block compared to the crankshaft bearing bracket, the setting of the camshaft opposite the dead points does not change (with sufficient precision).

Der Vergaser muss sich vom denjenigen eines Motors mit konstantem Verdichtungsverhältnis durch die Beziehung \=Lp(L) unterscheiden (# - lambda - Luftverhältnis; L - Luftverbrauch je Zeiteinheit; # - phi - Funktionszeichen). Fig.4 stellt den Verlauf dieser Beziehung für folgende Fälle dar (Betriebsbereich schraffiert): BC - bei einem Elementarvergaser (d. h.: einfachster Vergaser, ohne Zusatzeinrichtungen); EKC - für einen Idealvergaser eines Motors mit renstantem Verdichtungsverhältnis; NKM - für einen Idealvergaser eines Motors mit Wechselverdichtungsverhältnis ( schätzungsweise - genau muss dieser Verlauf nach Experimenten für jede Motorausführung festgestellt weden; es ist möglich, daß diese Beziehung auch so verlaufen wird, wie es die Kurve GKM darstellt; in jedem Fall darf das Luftverhältnis außer Punkt K erhöht sein (im Vergleich mit Fall EKC)). The carburetor must be different from that of a constant engine Differentiate the compression ratio by the relation \ = Lp (L) (# - lambda - air ratio; L - air consumption per unit of time; # - phi - function sign). Fig.4 represents the The course of this relationship for the following cases (hatched operating area): BC - in the case of an elementary carburetor (i.e. the simplest carburetor, without additional equipment); EKC - for an ideal carburetor of an engine with a constant compression ratio; NKM - for an ideal carburetor of an engine with an alternating compression ratio (estimated - this course has to be determined exactly after experiments for each engine version weden; it is possible that this relationship will go as the curve does GKM represents; In any case, the air ratio may be increased except for point K (in Comparison with case EKC)).

Hier (Fig.4) ist vorausgesetzt, daß im Fall EKC das konstante Verdichtungsverhältnis dem im Falle NKM minimalem Wert des Wechselnden gleich ist. Here (Fig. 4) it is assumed that in the case of EKC the constant compression ratio which in the case of NKM is the same as the minimum value of the changing.

Den Punkten C und M entsprechen ungefahr gleiche Leistungen (E - vollständigeres Verbrennen und höheres Verdichtungsverhältnis). Points C and M correspond to roughly the same performance (E - more complete combustion and higher compression ratio).

Der Aufbau eines Vergasers für einen Motor mit Wechselverdichtungsverhältnis wird sich wohl sehr wenig von einem solchen für einen Motor mit konstantem unterscheiden (nur durch Einstellungen und einzelne Änderungen). The construction of a carburetor for an engine with an alternating compression ratio will probably differ very little from one for a constant motor (only through settings and individual changes).

Der genaue Verlauf der erforderlichen Vorzundung muss für jede Motorenausführung, wie gewöhnlich, festgestellt werden. The exact course of the required pre-ignition must be for each engine version, as usual.

Es ist bekannt, daß je höher das Verdichtungsverhältnis, desto intensiver der Verschleis der Teilen des Kurbeltriebes; dartim, je höher das Verdichtungsverhältnis, desto massiver sind diese Teile. Aber im Falle des Wechselverdichtunysverhaltnisses wird dieser Satz nicht wesentlich sein, weil hier das Verdichtungsverhältnis sich nur bei Teilbelastung und im Leerlauf erhöht, also, bei verhätnismäßig geringer Beanspruchung dieser Teile. It is known that the higher the compression ratio, the more intense the wear of the parts of the crank mechanism; dartim, the higher the compression ratio, the more massive these parts are. But in the case of the alternating compression ratio this sentence will not be essential, because here the compression ratio is only increased at partial load and idling, i.e. at relatively lower Stress on these parts.

Erzielbare Vorteile-: Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Wechselverdichtungsverhältnis bei Ottomotore mit wechselnder Beanspuchung (insbesondere Fahrzeugmotore) den Brennstoffverbrauch und das Anteil von toksischen Stoffen (Schadstoffen) in den Auspuffgasen herabsetzen ermöglicht. Es sind alle Gründe vorhanden auf Herabsetzen von etwa 18...21 % des Brennstoffverbrauchs (im Durchschnitt) zu rechnen, dazu auf wesentliches Herabsetzen des Anteils von tocksischen Stoffen in den Auspuffgasen durch vollständigeres Verbrennen des Brennstoffes.Achievable Advantages: The advantages achieved by the invention exist in particular, that the alternating compression ratio in gasoline engines with changing Stress (especially vehicle engines) the fuel consumption and the proportion of Tuscan substances (pollutants) in the exhaust gases. There are all reasons to reduce fuel consumption by about 18-21% (on average) to be expected, in addition to a significant reduction in the proportion of toxic substances in the exhaust gases through more complete burning of the fuel.

Als Vorteil kann auch das mitgezählt werden, daß ein Motor mit Wechselverdichtungsverhältnis einfach auf unterschiedliche Brennstoffsorten (mit unterschiedlichen Oktanzahlen) umgestellt werden kann. The fact that an engine with an alternating compression ratio can also be counted as an advantage simply on different types of fuel (with different octane numbers) can be switched.

Es müssen, selbstverständlich, Erforschungen (Experimente), Konstruktionsarbeit u.s.w. durchgeführt werden, bis es zu einer Konstruktion kommt, die für Massenproduktion günstig sein würde. Das Problem vereinfacht sich dadurch, daß man es hier mit schon weit erforschten Prozessen zu tuhn hat mit reichen Erfahrungen. There must, of course, research (experiments), construction work etc. be carried out until it comes to a design that is suitable for mass production would be cheap. The problem is simplified by having it here with already to do well-researched processes has rich experience.

Stichberechnungen und Ausfw"hrungsbeispiele Berechnung des Spitzenwertes des Wechselverdichtungsverhältnisses (schätzungsweise, für Viertalrtmotor).Stitch calculations and exemplary embodiments Calculation of the peak value of the alternating compression ratio (estimated, for a four-cylinder engine).

Vorausgesetzt: der Betrieb bei Beanspruchung mit Spitzenwerten des indizierten Mitteldrucks und Drehmoments bei Verdichtungsverhältnis #= #min = 8,5 verläuft ohne Klopfen; Temperatur und Druck ar Ende des Verdichtungstaktes und Luftverhältnis des Gemisches bei diesem Betriebstand gleichen den Entsprechenden im Leerlauf. Spitzenwert des Leer- Drehmoments lauf Druck am Anfang des Verdichtungstaktes P1 0,85 ata 0,35 ata Temperatur am Anfang 77°C= 47°C= des Verdichtungstaktes T1 = 350°K = 320°K Verdichtungsverhältnis # #= #min = #= #max = 8,5 (Gesucht) Isentropenexponent des Verdichtungsverlaufs k 1,36 1,30 Druck am Ende des p2 = 0,85 8,51,36 = Verdichtungstaktes =(p1).£k = 15,6 ata 15,6 ata Temperatur am Ende des T2 = 350 8,51,36-1= 7560K = Verdichtungstaktes =(T1).#k-1 = 756°K = 483°C = 483°C Die in der Tabelle angegebenen Werte kommen häufig vor und sind im Motorenbau bekannt; die Temperatur T1 ist im Leeriauf um 300 niedriger angenommen, als die entsprechende bei Spitzenwert des Drehmoments, weil die Temperatur der Restgasen mit Zunehmen des Verdichtungsverhältnisses (Abnehmen der Beanspruchung) sinkt und der Spülgrad wegen Erhöhen des Verdichtunisve riältnisses sich nicht wesentlich ändert (bei konstantem Verdicntunsverhältnis sinkt der Spülgrad mit Abnehmen der Beanspruchung). Die Temperatur der Restgasen wirkt sich wesentlich auf die Temperatur T1 aus. Außer dem sinkt die Temperatur des Gemisches im Vergaser durch Drosseleffekt im Leerlauf mehr, als bei hoher Beanspruchung.Assuming: the operation under load with peak values of the indicated mean effective pressure and torque with compression ratio # = #min = 8.5 runs without knocking; The temperature and pressure at the end of the compression cycle and the air ratio of the mixture at this operating level are the same as those at idle. Peak value of empty Torque run Pressure at the beginning of the Compression cycle P1 0.85 ata 0.35 ata Temperature at the beginning 77 ° C = 47 ° C = of the compression stroke T1 = 350 ° K = 320 ° K Compression ratio # # = #min = # = #max = 8.5 (Wanted) Isentropic exponent of Course of compaction k 1.36 1.30 Pressure at the end of p2 = 0.85 = 8.51.36 Compression stroke = (p1). £ k = 15.6 ata 15.6 ata Temperature at the end of T2 = 350 8,51,36-1 = 7560K = Compression cycle = (T1). # K-1 = 756 ° K = 483 ° C = 483 ° C The values given in the table occur frequently and are known in engine construction; the temperature T1 is assumed to be 300 lower when empty than the corresponding one at the peak value of the torque, because the temperature of the residual gases decreases with an increase in the compression ratio (decrease in the load) and the degree of purging does not change significantly due to an increase in the compression ratio (at a constant compression ratio the degree of rinsing decreases as the load decreases). The temperature of the residual gases has a significant effect on the temperature T1. In addition, the temperature of the mixture in the carburettor drops more due to the throttle effect when idling than when the vehicle is under high stress.

Der Isentropenexponent des Verdichtungsverlaufs k toleriert bei Ottomotoren zwischen den Werten 1,27 (Leerlauf, niedrige Drehzahl) bis 1,37 (hohe Beanspruchung, hohe Drehzahl). The isentropic exponent of the compression curve k tolerates in gasoline engines between the values 1.27 (idling, low speed) to 1.37 (high load, high speed).

Das Abnehmen des Isentropenexponentes k (genauer gesagt, Polytropenexponentes) mit Abnehmen der Beanspruchung des Motors erklärt sich dadurch, daß dabei das Verhältnis der geförderten Ladungemasse zur gesamten Fläche der Verbrennungskammer sich vermindert; dieser Isentropengrad steht auch mit der Drehzahl im Zusammenheng: je höher die Drehzahl, desto höher ist auch der Isentropengrad. Schätzung weise wird hier angenommen: kmax- 1,36; kmin= 1,30 (Tabelle, Blatt 16) Temperatur T2 und Druck P2 (Blatt 15: Voraussetzungen und Tabelle) bei gesuchtem Wert des Verdichtungsverhältnisses (Leerlauf): p2 = 0,35 (#max)1,30 = 15,6 ata; T2 = 320 (#max)1,30-1= 756 °K.The decrease of the isentropic exponent k (more precisely, the polytropic exponent) as the stress on the engine decreases, this is explained by the fact that thereby the ratio the conveyed mass of charge decreases over the entire area of the combustion chamber; this isentropic degree is also related to the speed: the higher the Speed, the higher the isentropic degree. Estimation wise is assumed here: kmax -1.36; kmin = 1.30 (table, sheet 16) temperature T2 and pressure P2 (sheet 15: Prerequisites and table) for the required compression ratio value (idling): p2 = 0.35 (#max) 1.30 = 15.6 ata; T2 = 320 (#max) 1.30-1 = 756 ° K.

Nach Lösung dieser Gleichungen: aus Gleichung für p2: #max = 18,5; aus Gleichung für X2 Emax = 17,5. After solving these equations: from equation for p2: #max = 18.5; from equation for X2 Emax = 17.5.

Maßgebend ist die Temperatur; bei Ansteigen der Drehzahl nimmt der Isentropengrad k, wie erwöhnt, zu und die Werte für #max bei Lösung dieser Gleichungen werden geringer, aber wenn jetzt in Acht genommen wird, daß bei Zunehmen der Drehzahl die Klopfneigung abnimmt und daß im Leerlauf die Temperaturen es Kolbens, Auslassventils (und anderen Teilen der Verbrennungskammer) geringer, als bei hoher Beanspruchung, sind, so darf behauptet werden, daß im Leerlauf bei #=#max= = 17,5 dss Klopfen nicht stattfinden wird, wenn, wie vorausgesetzt, es bei Spitzenwert des Drehmoments (#=#min= 8,5) nicht der Fall war. The temperature is decisive; when the speed increases, the Isentropic degree k, as usual, and the values for #max when solving these equations become less, but if one takes care that when the speed increases the tendency to knock decreases and that the temperatures of the piston and exhaust valve when idling (and other parts of the combustion chamber) less than with high loads, it can be said that when idling at # = # max = = 17.5 dss no knocking will take place when, as assumed, it occurs at the peak value of the torque (# = # min = 8.5) was not the case.

Doch hier muss in Rücksicht genommen werden, daß die in der Praxis erreichende Beziehung des Verdichtungsverhältnisses zu den gesamten Faktoren, welche das Klopfen verursachen, nicht die günstigste sein kann; im Massenbetrieb darf kaum auf hohe Präzision der Arbeit der Servomechanismen 2 (Fig.1 und Fig.2) oder der Federsteife und Vorspannung der Federn 5 (Fig.3) u.s.w. gerechnet weden. Mit Ansammeln von Verbrennungsrückstand muss auch gerechnet werden (dieser, gelegen gesagt, sammelt sich wesentlich weniger an, wenn der Motor mit brennstoffarmen Gemisch gespeist wird). But here it must be taken into account that in practice attaining relationship of the compression ratio to the total factors which causing the knocking may not be the cheapest; in mass operation is hardly allowed on high precision of the work of the servomechanisms 2 (Fig.1 and Fig.2) or the Spring stiffness and preload of springs 5 (Fig. 3) etc. be reckoned. With accumulation Combustion residue must also be taken into account (this, appropriately speaking, collects much less when the engine is fed with a fuel-poor mixture will).

Darum kann der hier berechnete Höchstwert des Verdichtungsverhältnisses (#max= 17,5) kaum in Betrieb genommen werden und muss ungefahr auf 14,5...16 begrentzt worden sein, damit die Sicherheit gegen das Klopfen ausreichend ist. This is why the maximum compression ratio calculated here (# max = 17.5) can hardly be put into operation and must be limited to approximately 14.5 ... 16 so that the security against knocking is sufficient.

Wie schon erwöhnt, im Falle des Aufbaues nach Sinnbild Fig.3, je höher der Höchstwert des Verdichtungsverhaltnisses, desto einen grösseren Drehmoment muss der Anlasser~entwickeln; dieses muss auch berücksichtigt werden. As already mentioned, in the case of the construction according to the symbol Fig. 3, ever the higher the maximum compression ratio, the greater the torque must develop the starter ~; this must also be taken into account.

Der wirtschaftliche (optimale) Höchstwert des Wechselverdichtungsverhältnisses muss für jede Motorenkonstruktion (nach Experimenten) festgestellt werden. The economic (optimal) maximum value of the alternating compression ratio must be determined for each engine design (after experiments).

Fig.5, Fig.6, Fig.7 und Fig.8 stellen ein Ausführungsbeispiel eines Motors mit Wechselverdichtungsverhältnis nach Sinnbild Fig.3 dar, mit dem nicht wesentlichen Unterschied, daß hier (Fig.5 und Fig.6) der Schwingungsdämpfer 6 sich in der Ölwanne 30 befindet, also, nicht unmittelbar an den Wandauslegern 7 und 8 (Fig.3 und Fig.6) angebracht ist, sondern durch die Zugstange 12 und Hebel 16 betätigt wird. Fig.5, Fig.6, Fig.7 and Fig.8 represent an embodiment of a Motor with alternating compression ratio according to the symbol Fig. 3, with which not essential difference that here (Fig.5 and Fig.6) the vibration damper 6 is located in the oil pan 30, that is, not directly on the wall brackets 7 and 8 (Fig.3 and Fig.6) is attached, but operated by the pull rod 12 and lever 16 will.

Auf allen Zeichnungen sind Teile, die nicht wesentlich für die Beschreibung sind, nicht, oder vereinfacht, dargestellt. On all drawings there are parts that are not essential for the description are, not, or simplified, shown.

Fig.6 stellt einen Querschnitt nach IJ von Fig.5 dar. Um die Zusammenwirkung aller Teile möglichst klar darzustollen und die Ansicht möglichst deutlich zu machen, ist auf Fig.6 die Ebene YZ (Fig.5) in die Ebene IJ teilweise konventionell kongruiert worden, und die Federsätze 37 (samt mit Bolzen, Scheiben u. s. w. - Fig.6) sind apart oben rechts (und nicht dort, wo sie nach ihrer wirklichen Lage auf Fig.6 aufgezeichnet sein sollten) dargestellt (Schnitt QU -Fig.6); nach Fig.5 und Fig.6 ist es einfach zu erkennen, wo die Federsätze 37 aif Fig.6 nach ihren -irklichen Lage aufgezeiehnet sein müssten, dieses hatte aber zu einer ungünstigen Ansicht auf Fig.6 geführt. Fig.6 shows a cross section according to IJ of Fig.5. To the interaction to show all parts as clearly as possible and to make the view as clear as possible, the plane YZ (FIG. 5) is partially conventionally congruent in the plane IJ in FIG and the spring sets 37 (including bolts, washers, etc. - Fig. 6) are apart at the top right (and not where they are recorded according to their real position on Fig. 6 should be) shown (section QU -Fig.6); according to Fig.5 and Fig.6 it is easy to see where the spring sets 37 aif Fig.6 drawn up according to their real position but this had led to an unfavorable view of Fig. 6.

Der Zylinderblock 1 ist um die Achse 4 gegenüber dem Kurbelgehäuse 3 bewegbar (Fig.5, Fig.6 und Fig.8) und wird durch zwei Tellerfedersätze 37 an das Kurbelgehäuse 3 angedrückt (es könnten auch anderartige Federn, z. B. Spiral federn, sein). Die Vorspannung der Federnsätze 37 wird durch Gewindemuttern 36 (Fig.5 und Fig.6) bewerkstelligt. The cylinder block 1 is about the axis 4 opposite the crankcase 3 (Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 8) and is attached to the Crankcase 3 pressed on (other types of springs, e.g. spiral springs, could also be). The preload of the spring sets 37 is provided by threaded nuts 36 (Fig. 5 and Fig. 6) accomplished.

Der Abstand Zylinderblock-Kurbelgehäuse h (Fig.6), also die e Abmessung A und so das Verdichtungsverhältnis, stehen @ier unmittelbar mit dern Gleichgewicht der Kräfte des Drukkes in den Verbrennungskammern einerseits, und der Spannungs kraft der Federsotze 37 (Fig.5 und Fig.6) anderseits, im Zusammenhang. Die, infolge des imnulsiven Charakters der Druckkräfte in den Verbrennungs kammerr entstehenden Schwingungen des Zylinderblocks gegenüber dem Kurbelgehäuse werden vom Ölkolbendämpfer 6 (Fig. 6 - durch Hebel 16 und Zugstange 12) gestoppt. The distance between the cylinder block and the crankcase h (Fig. 6), i.e. the e dimension A and so the compression ratio are directly related to the equilibrium the forces of pressure in the combustion chambers on the one hand, and the tension force of the spring set 37 (Fig.5 and Fig.6) on the other hand, in context. The, as a result the impulsive character of the pressure forces in the combustion chamber Vibrations of the cylinder block with respect to the crankcase are caused by the oil piston damper 6 (Fig. 6 - stopped by lever 16 and pull rod 12).

Im Stillstand und im Leerlauf des Motors legt sich der Endanschlag 17 auf dem Gummiring 19, wodurch der Höchstwert des Verdichtungsverhältnisses begrenzt wird. When the motor is at a standstill and idling, the end stop is set 17 on the rubber ring 19, whereby the maximum value of the compression ratio is limited will.

Das Unterteil der Zylinderbüchse 13 (Fig.6) gelangt in das Kurbelgehäuse. Die Verdichtung 14 sorgt für die Dichtschliessung des Kurbelgehäuses. The lower part of the cylinder liner 13 (Fig. 6) enters the crankcase. The compression 14 ensures the tight closure of the crankcase.

Die Wandausleger 7, 8, 34, 35 (Fig.5, Fig.6 und Fig.8) sind am Zylinderblock bzw Kurbelgehäuse an entsprechend bearbeiteten Stellen durch Stiftschrauben befestigt und durch Federn 9 (Fig.6) fixiert. Diese Ausleger können auch als ein Gußstück des Zylinderblocks bzw Kurbelgehäuses ausgeführt sein. The wall brackets 7, 8, 34, 35 (Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 8) are on the cylinder block or crankcase attached to appropriately machined points with studs and fixed by springs 9 (Fig. 6). These booms can also be used as a casting of the cylinder block or crankcase.

Von der inneren Seite der Kurbelgehäusewand (Fig.6) ist der Ausleger 33 befestigt, an welchem der Ölkolbend"mpfer 6 befestigt ist (bewegbar um Achse 31). From the inside of the crankcase wall (Fig. 6) is the boom 33 attached to which the oil piston damper 6 is attached (movable about axis 31).

Als Achsen in den Gelenken 11 dienen Kolbenbolzen (dieselben, wie in den Kolben des Motors). Die Hüllen (Ösen) der Zugstange 12 und Ausleger 7 haben dieselben Abmessungen (auch Passungen),wie die Tülle der Pleuelstange des Kurbeltriebes und in diese Tüllen sind dieselben (wie in den Pleuelstangen) Büchsen eingepresst. Die Ender der in den Gelenken verwendeten Kolbenbolzen 11 sind in aufgeschnittenen Tüllen durch Schrauben 10 (Fig.5, Fig.6 und Fig.8) festgeklemmt. Bei so einer Ausführung ist das Spiel im gesamten Hebel- Zugsystem minimal. Die Achse 15 (Fig.6) unterscheidet sich von den Achsen 11 nur durch grössere Lange. Piston pins (the same as in the piston of the engine). The sleeves (eyelets) of the tie rod 12 and boom 7 have same dimensions (also fits), like the grommet of the connecting rod of the crank drive and in these grommets are the same (as in the connecting rods) Pressed in bushings. The ends of the piston pins 11 used in the joints are clamped in cut-open grommets by screws 10 (Fig.5, Fig.6 and Fig.8). With such a design, the play in the entire lever-pulling system is minimal. the Axis 15 (Fig. 6) differs from axes 11 only in that it is longer.

In der Ölwanne 30 (Fig.6) ist ein Loch mit Ring 23 ausgestanzt. Auf diesem Ring ist eine Gummimanschette 25 (Fig.5 und Fig.6) aus ölfestem Gummi durch Schnelle (Zwinge) 24 befestigt. Durch Schnelle 22 (Fig.6) ist das innere Teil der Manschette 25 auf der Halseinschnürung 21 des vorderen Dämpferdeckels befestigt. Es gibt, also, eine Möglichkeit für den Stock des Dämpfers 18 während des Betriebes sich in senkrechter Richtung zu bewegen (samt Dämpferzylinder). A hole with a ring 23 is punched out in the oil pan 30 (FIG. 6). on this ring is a rubber sleeve 25 (Fig.5 and Fig.6) made of oil-proof rubber through Fast (ferrule) 24 attached. By rapid 22 (Fig.6) the inner part is the Cuff 25 attached to the neck constriction 21 of the front damper cover. There is, therefore, a possibility for the stick of the damper 18 during operation move in a vertical direction (including the damper cylinder).

Die Bauweise nach Fig.5 und Fig.6 (Schwingungsdämpfer in der Ölwanne) ist etwas Komplizierter, als diejenige nach Fig.3, hat aber bestimmte Vorteile: in hydraulischen Dämpfern ist ein Flüssigkeitsverlust bei dauerhaftem Betrieb unvermeidbar, wobei im Dämpfer ein Spiel entsteht, welches hier nicht zugelassen werden darf; wenn der Öldämpfer sich in der Olwanne befindet, so ist dieser Umstand verhältnismäßig einfach zu lösen: das Öl wird durch Ventile 29 (Fig.6), die es nur in einer Richtung (aus der Ölwanne in den Dämpferzylinder) während des Betriebes durchlassen, eingesogen, und durch Ventile 32, die es nur in der Richtung aus dem Zylinder in die Olwanne durchlassen, aus dem Zylinder, zusammen mit den sich zufällig gebildeten Gasblasen (wenn dieses Letztes stattfand), entfernt; wenn zufällig ein Spiel im Dämpfer entsteht, so wirkt sich dieses wenig auf dem Zylinderblock aus (ba u/e = 14 - Fig;6); und noch: die Kräfte, die unmittelbar auf den Kolben des Dämpfers wirken, sind geringer, wodurch auf eine- langere Lebensdauer gerechnet werden kann. The construction according to Fig. 5 and Fig. 6 (vibration damper in the oil pan) is a little more complicated than the one according to Fig. 3, but has certain advantages: In hydraulic dampers, fluid loss is unavoidable during continuous operation, whereby a game arises in the damper, which must not be allowed here; if the oil damper is in the oil pan, this fact is proportionate easy to solve: the oil is released through valves 29 (Fig. 6), which only flow in one direction (from the oil pan into the damper cylinder) let through during operation, sucked in, and through valves 32 that it is only in the direction from the cylinder into the oil pan let through, out the cylinder, together with the randomly formed Gas bubbles (if this last occurred) removed; if by chance a game in the Damper is created, this has little effect on the cylinder block (ba u / e = 14-6); and still: the forces that act directly on the piston of the damper, are lower, which means that a longer service life can be expected.

Im Kolben 28 (Fig.6) gibt es keine Kanäle und Ventile. There are no channels or valves in the piston 28 (FIG. 6).

Die Kanäle 26 (Fig.6) dienen zum Ableiten des Öls, welches sich durch die Verdichtung 27 durchsickern kann. Verdichtungsring 20 ist für Schmutzauffang bestimmt. The channels 26 (Fig. 6) are used to drain the oil, which is through the compression 27 can seep through. Compression ring 20 is for collecting dirt certainly.

Die Ventile 29 und 32 (Fig.6) müssen dem Öldurchlauf einen bestimmten Widerstand leisten. Dieser Widerstand muss groß genug sein um die Schwingungen zu stoppen; anderseits, muss er die Bewegung des Kolbens beim Ändern des Verdichtungsverhaltnisses leicht genug zulassen. Hier muss auch die Änderung der Viskosität des Öls bei unterschiedlichen Temperaturen berücksichtigt werden. The valves 29 and 32 (Fig. 6) must have a certain flow of oil To offer resistance. This resistance must be large enough to prevent the vibrations to stop; on the other hand, he must control the movement of the piston when changing the compression ratio easy enough to allow. Here must also change the viscosity of the oil at different levels Temperatures are taken into account.

Die Schwingungen des Zylinderblocks gegenüber dem Kurbelgehäuse (Frequenz - doppelte Motordrehzahl) können, selbstverständlich, nicht vollständig-- vermieden werden; jedoch wenn die Schwingungsweite, gemossen auf der Motorzylinderachse, bei Spitzenbelastung einen Wert von 0,1...0,2 mm beträgt (bei Teilbelastung entsprechend weniger), so können diese ohne Schaden für den Motor zugelassen werden (für die Sicherheit gegen das Klopfen sind diese Schwingungen sogar günstig). The vibrations of the cylinder block in relation to the crankcase (frequency - double engine speed) can, of course, not be completely avoided will; however, if the oscillation amplitude, measured on the engine cylinder axis, is Peak load is 0.1 ... 0.2 mm (with partial load accordingly less), then these can be approved without damage to the engine (for the Security against knocking, these vibrations are even favorable).

Fig.7 stellt ein Sinnbild des Nockenwellenantriebes dar (auch hier sind nur wesentliche für die Beschreibung Glieder dargestellt). Fig. 7 represents a symbol of the camshaft drive (also here only essential elements for the description are shown).

Das Gehäuse besteht aus zwei gestanzten (oder Guß) Teilen 40 und 42 (Fig.7, Fig.5, Fig.8) und einem darauf befestigten gefaltenem (gaufriertem) Gummiteil 41 (aus ölfestem Gummi); das obere Teil 40 ist, also, gegenüber dem Unterem 42 bewegbar. The housing consists of two stamped (or cast) parts 40 and 42 (Fig.7, Fig.5, Fig.8) and a folded (embossed) rubber part attached to it 41 (made of oil-proof rubber); the upper part 40 is, that is, movable with respect to the lower 42.

Die Feder 48 (Fig.7) durch Hebel 49 und Kettenritzel 50 spannt die Antriebskette 51 (Leertrum). Der Arbeitstrum 39 läuft über Kettenritzel 43. Bei Bewegen des oberen Teiles 40 gegenüber dem Unterem 42 (um die Achse 4) wird der Hebel 45 (samt Kettenritzel 43) durch Schiebstange 46 um das Gelenk 44 bewegt (Gelenk 44 am Kurbelgehäuse, Gelenk 47 am Zylinderblock befestigt). Das gegenseitige Verhältnis der Längen j, m, n (Fig.7) ist so zusammengefasst, daß die Einstellung der Nockenwelle 38 gegenüber den Totenpunkten mit ausreichender Präzision unverändert bleibt. The spring 48 (Fig.7) by lever 49 and chain pinion 50 tensions the Drive chain 51 (slack side). The working strand 39 runs over the chain pinion 43. At Moving the upper part 40 relative to the lower 42 (about the axis 4) is the Lever 45 (including chain pinion 43) moved around joint 44 by push rod 46 (joint 44 on the crankcase, joint 47 on the cylinder block). The mutual relationship the lengths j, m, n (Fig.7) is summarized so that the setting of the camshaft 38 remains unchanged with sufficient precision compared to the dead points.

Ausgewählte wichtige Daten und Berechnungen (schätzungsweise) zum Beispiel nach Fig.5, Fig.6, Fig.7 und Fig.8 Reihenmotor für Kraftwagen, vier Zylinder; Bohrung: D = 80 mm = 8 cm; Kolbenhub: H = 80 mm = 8 cm; Hubraum: ##D2 3,14#82 VH = 4 #H = 4# #8 = 1600 cm3 4 4 Spitzenwert des indizierten Mitteldruckes: pimax= 9 kP/cm2; entsprechender Spitzendruck des Arbeitskreises: p3max= 45 kP/cm2; minimaler indizierter Mitteldruck (Leerlauf): pimin= 1,5 kP/cm2; Höchstwert des indizierten Mitteldruckes bei höchstzulässiger Drehzahl: pi' = = 6 kP/ cm2 Verdichtungsverhältnis: bei Spitzenbeanspruchung #=#min= 8,5 (entsprechend 9 kP/cm2); im Leerlauf #=#max= 15,1 (entsprechend pimin= 1,5 kP/cm2); bei höchstzulässiger Drehzahl #=#'= 11,2 (entsprechend Pi = 6 kP/cm2). Selected important data and calculations (estimated) as of Example according to Figure 5, Figure 6, Figure 7 and Figure 8 in-line engine for motor vehicles, four cylinders; Bore: D = 80 mm = 8 cm; Piston stroke: H = 80 mm = 8 cm; Cubic capacity: ## D2 3.14 # 82 VH = 4 #H = 4 # # 8 = 1600 cm3 4 4 Peak value of the indicated mean pressure: pimax = 9 kP / cm2; corresponding peak pressure of the working group: p3max = 45 kP / cm2; minimal indicated mean effective pressure (idle): pimin = 1.5 kP / cm2; Maximum value of the indexed Mean pressure at maximum speed: pi '= = 6 kP / cm2 Compression ratio: for peak loads # = # min = 8.5 (corresponding to 9 kP / cm2); idle # = # max = 15.1 (corresponding to pimin = 1.5 kP / cm2); at maximum speed # = # '= 11.2 (corresponding to Pi = 6 kP / cm2).

Änderung (h') der Abmessung h (Fig.6): II 9 80 80 h' = #min-¹ - #max-¹ 8,5 - 1 - 15,1 - 1 = 5 mm.Change (h ') in dimension h (Fig. 6): II 9 80 80 h' = # min-1 - # max-1 8.5 - 1 - 15.1 - 1 = 5 mm.

Spitzenkraft, die von Seite der Verbrennungskammer (Gasen) auf den Zylinderblock bei Spitzenwert des indizierten Mitteldruckes wirkt (bei vier Zylindern - Arbeitstakt in gleicher Zeit nur in einem Zylinder): Fmax=p3max #.D² = 45. 3,14.8² = 2250 kP.Peak force exerted by the combustion chamber (gases) on the side Cylinder block acts at the peak value of the indicated mean effective pressure (with four cylinders - work cycle in the same time only in one cylinder): Fmax = p3max # .D² = 45.3.14.8² = 2250 kP.

4 4 Die Federsätze (37 - Fig.5 und Fig.6) müssen die Druckkraft des indizierten Mitteldruckes Pi ausgleichen; Spitzenwert dieser Kraft (bei pi = pimax): ##D2 3,14#82 Fimax = pimax = 9# = 450 kP. 4 4 The spring sets (37 - Fig. 5 and Fig. 6) must support the compressive force of the equalize the indicated mean pressure Pi; Peak value of this force (at pi = pimax): ## D2 3.14 # 82 Fimax = pimax = 9 # = 450 kP.

4 4 Unmittelbar auf die Federn wirkende Kraft: F" = Fimax b/w= 450½= 225 kP (b/w= ½ - Fig.6). 4 4 Force acting directly on the springs: F "= Fimax b / w = 450½ = 225 kP (b / w = ½ - Fig. 6).

Bei zwei Federsätzen muß, also, ein Federsatz auf Spitzenkraft 225:2 = 112,5 kP berechnet sein.With two sets of springs, one set of springs must have a peak force of 225: 2 = 112.5 kP.

Federhub: s' = h' w/b = 5.2 = 10 mm (w/b= 2 - Fig.6) Spitzenkraft, die vom Schwingungsdämpfer ausgeglichen werden muss: Pmax= (Fmax-Fimax) ###= (2250 - 450)###=####= 128 kP.Spring stroke: s '= h' w / b = 5.2 = 10 mm (w / b = 2 - Fig. 6) peak force, which must be compensated by the vibration damper: Pmax = (Fmax-Fimax) ### = (2250 - 450) ### = #### = 128 kP.

(###= 14 - Fig.6). (### = 14 - Fig. 6).

Der wirkliche Wert der Kraft Pmax ist geringer, als der hier schätzungsweise berechnete, da die Trägheit des Zylinderblocks und anderen mit ihm sich bewegenden Massen nicht in Betracht gezogen worden ist. The real value of the force Pmax is less than what is estimated here calculated as the inertia of the cylinder block and others moving with it Masses has not been considered.

Spitzendruck des Öls im Dämpferzylinder (effektiver Durchmesser d1(eff) = 45mm = 4,5 cm - Fig.6) - auch ohne Rücksicht auf die Trägheit des Zylinderblocks u. a.: Bei Teilbelastung (und im Leerlauf) sind die hier berechneten Kräfte (auch der Öldruck im Dämpfer) entsprechend geringer.Peak pressure of the oil in the damper cylinder (effective diameter d1 (eff) = 45mm = 4.5 cm - Fig. 6) - also regardless of the inertia of the cylinder block, among other things: At partial load (and idling) the forces calculated here (including the oil pressure in the damper) are correspondingly lower.

Größe des Winkels, auf welchen sich der Zylinderblock gegenüber dem Kurbelgehäuse um die Achse 4 (Fig.6) dreht: 5 = arc sinh'/b= arc sin =2,3° (γ- gamma; b= 125mm 125 - Fig.6). Size of the angle at which the cylinder block is in relation to the Crankcase rotates around axis 4 (Fig. 6): 5 = arc sinh '/ b = arc sin = 2.3 ° (γ- gamma; b = 125mm 125 - Fig. 6).

Schätzung der Verminderung des Brennstoffverbrauches durch Wechselverdichtungsverhältnis. Estimation of the reduction in fuel consumption through the alternating compression ratio.

Der Wirkungsgrad der Idealmaschine (#id;#- eta) bei einem Ottomotor steht in folgender Beziehung zum Verdichtungsverhältnis: #id = 1 - 1/#k-1 Der konventionelle Isentropengrad k andert sich im Zusammenhang-mit der Änderung des Luftverhältnisses: #= #1 = 0,85 entspricht k = k1 = 1,22; #= #2 = 1,05 entspricht k = k2 = 1,28; #= #3 = 1,15 entspricht k = k3 = 1,29. The efficiency of the ideal machine (#id; # - eta) for a gasoline engine is related to the compression ratio as follows: #id = 1 - 1 / # k-1 The conventional one The degree of isentropic changes in connection with the change in the air ratio: # = # 1 = 0.85 corresponds to k = k1 = 1.22; # = # 2 = 1.05 corresponds to k = k2 = 1.28; # = # 3 = 1.15 corresponds to k = k3 = 1.29.

Diese Werte von k unterscheiden sich bei unterschiedlichen Motorbauarten und auch bei unterschiedlichen Drehzahlen, aber die Verhältnisse k1:k2: k3 bei ein und den selben Verhältnissen #1:#2:#3 untescheiden sich unbedeutend. These values of k differ for different engine types and also at different speeds, but the ratios k1: k2: k3 at a and the same relationships # 1: # 2: # 3 differ insignificantly.

Leerlauf bei Motor mit konstantem Verdichtungsverhältnis ( &= 8,5): #= #1 = 0,85; k = k1 = 1,22; 1 1 #id1 = 1 - = 1 - = 0,377. Idling with engine with constant compression ratio (& = 8.5): # = # 1 = 0.85; k = k1 = 1.22; 1 1 # id1 = 1 - = 1 - = 0.377.

#k1-1 8,51,22-1 Leerlauf bei Motor mit Wechselverdichtungsverhältnis (#= # = 15,1): #= #3 = 1,15; k = k3 = 1,29; Der Steigerung des Wirkungsgrades der Idealmaschine von 0,377 auf 0,544 entspricht eine Verminderung des Brennstoffverbrauchs um 30 % (im Leerlauf), dazu noch das Herabsetzen dessen durch Steigerung des Gütegrades bei Erhöhen des Verdichtungsverhältnisses.# k1-1 8,51,22-1 idling for an engine with an alternating compression ratio (# = # = 15.1): # = # 3 = 1.15; k = k3 = 1.29; The increase in the efficiency of the ideal machine from 0.377 to 0.544 corresponds to a reduction in fuel consumption of 30% (when idling), plus a reduction in fuel consumption by increasing the quality level when the compression ratio is increased.

Höchstzulässige Drehzahl bei hoher Beanspruchung (Gaspedal vollständig durchgetreten): Motor mit konstantem Verdichtungsverhältnis (entsprechend Punkt C - Fig.4; E= 8,5); #= #1 = 0,85; k = k1 = 1,22; #id1 = 0,377; Motor mit Wechselverdichtungsverhältnis (entsprechend Punkt M - Fig.4; £- #' = 11,2 - siehe Blatt 25); #= #2 = 1,05; k = k2 = 1,28; 1 1 #id2 = 1 - = 1 - = 0,492. Maximum permissible speed for heavy use (accelerator pedal fully stepped through): engine with constant compression ratio (according to point C - Figure 4; E = 8.5); # = # 1 = 0.85; k = k1 = 1.22; # id1 = 0.377; Motor with alternating compression ratio (corresponding to point M - Fig. 4; £ - # '= 11.2 - see page 25); # = # 2 = 1.05; k = k2 = 1.28; 1 1 # id2 = 1 - = 1 - = 0.492.

(#')k2-1 11,21,28-1 Der Steigerung des Wirkungsgrades der Idealmaschine von 0,377 auf 0,492 entspricht eine Verminderung des Bremnstoffverbrauchs um 23 %, dazu noch das Herabsetzen deren durch Steigerung des Gütegrades bei Erhöhen des Verdichtungsverhältnisses. (# ') k2-1 11,21,28-1 The increase in the efficiency of the ideal machine from 0.377 to 0.492 corresponds to a reduction in fuel consumption of 23 %, plus the lowering of this by increasing the quality level when increasing the Compression ratio.

Bei höchstem Wert des indizierten Mitteldruckes (zu diesen, wie e-rvröhnt, kommt es bei Kraftfahrzeugmotore selten), wenn bei Motor mit konstantem Verdichtungsverhältnis und mit Wechselverdichtlmgsverhaltnis diese gleich sind (g=8,5) ist der Brennstoffverbrauch in beiden Fällen gleich. At the highest value of the indicated mean pressure it seldom occurs with motor vehicle engines), when with engine with constant compression ratio and with alternating compression ratio these are the same (g = 8.5) fuel consumption is the same in both cases.

Im Durchschnitt (im Fall der Ausführung des Motors nach Fig.5, Fig.6, Fig.7 und Fig.8 - ohne Beeinflussung des Verdichtungsverhältnisses von der Drehzahl) darf reell auf Herabsetzen von 17...20 fc des Brennstoffverbrauches gerechnet erden (dazu die wesentliche Verminderung der Tocksität der Auspuffgasen). Bei Fahrzeugen mit ganz geringer PS-Zahl, wo der Motor die meiste Zeit hoch beansprucht wird, ist auf ein geringeres Kraftstoffeinsparen, als im Fall einer relativ hoher PS-Zahl, zu rechnen. On average (in the case of the design of the engine according to Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 and Fig. 8 - without influencing the compression ratio of the speed) may actually be calculated on a reduction of 17 ... 20 fc of the fuel consumption (In addition, the substantial reduction in the drought of the exhaust gases). In vehicles with a very low number of horsepower, where the engine is heavily used most of the time lower fuel savings than in the case of a relatively high number of horsepower, to be expected.

Fig.9 und Fig.10 (hierzu gehören auch Fig.7 und Fig.8) stellen ein Beispiel einer Ausführung nach Sinnbild Fig.2 dar. Fig. 9 and Fig. 10 (this also includes Fig. 7 and Fig. 8) set Example of an embodiment according to the symbol in Fig. 2.

Der Zylinderblock bewegt sich hier gegenüber dem Kurbelgehäuse um die Achse 4. Der Aufbau und die meisten schon beschriebenen Teile sind dieselben, wie im Beispiel Fig.5 und Fig.6, außer dem wesentlichen Unterschied, daß hier (Fig.9 und Fig.70) das Verdichtungsverhältnis von einem Servomechanismus 52, welcher unter der Ölwanne am Ausleger 54 (Gelenk 53) befestigt ist, eingestellt wird. The cylinder block moves here in relation to the crankcase the axis 4. The structure and most of the parts already described are the same, as in the example Fig. 5 and Fig. 6, except for the essential difference that here (Fig. 9 and Fig. 70) the compression ratio of a servomechanism 52, which under the oil pan is attached to the boom 54 (joint 53).

Dieser Servomechanismus (Fig.11) ist ein hydraulischer Verstärker, dessen Arbeitsweise in der Technik weit bekannt ist. Für den Antrieb des Verstärkers wird das Öl des Schmiersystems (mit seinem Druck) eingesetzt. This servomechanism (Fig. 11) is a hydraulic booster, the operation of which is well known in the art. For driving the amplifier the oil of the lubrication system (with its pressure) is used.

Durch die Leitung 57 ist der Verstärker an die Ölpumpe des Schmiersystems angeschlossen; durch die Leitung 55 wird das Öl aus dem Verstärker in die Ölwanne abgeleitet. The amplifier is connected to the oil pump of the lubrication system through line 57 connected; the oil from the booster is fed through the line 55 into the oil pan derived.

Durch die Leitung 61 ist die Kammer 62 mit der Ansaugeleitung (Vergaser) verbunden. Bei Fallen des Drucks in der Ansaugeleitung wird durch die Membran 63 der Schieber 56 nach rechts verschoben, also verschiebt sich der Kraftkolben 64 nach links - das Verdichtungsverhältnis nimmt zu. Through the line 61, the chamber 62 with the suction line (carburetor) tied together. When the pressure in the suction line falls, the diaphragm 63 the slide 56 is displaced to the right, so the power piston 64 is displaced to the left - the compression ratio increases.

Bei Erhöhen der Drehzahl des Motors wird von einem Flihkraftregler die Zugstange 60 nach links, also der Schieber 56 nach rechts verschoben, der Kraftkolben 64 verschiebt sich nach links - das Verduchtungsverhältnis nimmt zu. When the engine speed is increased, a centrifugal governor the pull rod 60 moved to the left, that is, the slide 56 moved to the right, the power piston 64 shifts to the left - the compression ratio increases.

Die Federsteife der Feder 59 muss eine Bestimmte sein; die Vorspannung dieser Feder wird durch Muttern 58 bewerkstelligt. The spring stiffness of the spring 59 must be certain; the bias this spring is accomplished by nuts 58.

Ausgewählte wichtige Daten und Berechnungen (schätzungsweise) zum Beispiel nach Fig.9 und Fig.10 Reihenmotor für Kraftwagen; Zahl der Zylinder, Bohrung, Hub, indizierter Mitteldruck, Spitzendruck des Arbeitskreises und entsprechende Spitzenkraft (FmaX = 2250 kP - siehe Blatt 26) - wie Ausführungsbeispiel nach Fig.5 und Fig.6. Selected important data and calculations (estimated) as of Example according to Figure 9 and Figure 10 in-line engine for motor vehicles; Number of cylinders, bore, Stroke, indicated mean pressure, peak pressure of the working group and the corresponding Peak force (FmaX = 2250 kP - see sheet 26) - like the embodiment according to Fig. 5 and Fig. 6.

Effektiver Durchmesser des Kraftkolbens d2eff = 75 mm = = 7,5 cm (Fig.10 und Fig.11). Effective diameter of the power piston d2eff = 75 mm = = 7.5 cm (Fig.10 and Fig.11).

Spitzenkraft, die der Kraftkolben ausgleichen muss: b.e a.u Pmax' = Fmax# = 2250:14 = 160 kP ( = 14 - Fig.10).Peak force that the power piston has to compensate: b.e a.u Pmax ' = Fmax # = 2250: 14 = 160 kP (= 14 - Fig. 10).

a.u b.e Erforderlicher Öldruck: Aber es wird auch ein geringerer Druck ausreichen, welcher nur dem Höchstwert des indizierten Mitteldrucks (und nicht dem Höchstwert des Spitzendrucks) entspricht (praktisch etwas höher), also um das 4...5-fache geringer, als der hier berechnete. Wenn jetzt noch Hilfsfedern (wie auf Fig.5 und Fig.6 - 37) eingesetzt werden (hier aber nur als Hilfsfedern), so reicht ein Öldruck 1,1...1,3 kP/cm2 mit hoher Sicherheit aus.au be Required oil pressure: But a lower pressure will also suffice, which only corresponds to the maximum value of the indicated mean pressure (and not the maximum value of the peak pressure) (practically a little higher), i.e. 4 ... 5 times lower than the one calculated here. If now auxiliary springs (as in Fig. 5 and Fig. 6 - 37) are used (but here only as auxiliary springs), an oil pressure of 1.1 ... 1.3 kP / cm2 will be sufficient with a high degree of certainty.

Also, kann für den Betrieb des hydraulischen Verstärkers das Öl des Schmiersystems mit gewöhnlichem Druck eingesetzt werden; der Förderstrom der Ölpumpe muss entsprechend angepasst werden, bedeutend brauch dieser aber nicht angehoben werden. So, for the operation of the hydraulic booster, the oil of the Normal pressure lubrication system can be used; the flow rate of the oil pump must be adjusted accordingly, but this does not need to be increased significantly will.

Wirkungsgrade sind hier (Fig.9 und Fig.10) bei Höchstwert des Drehmoments und im Leerlauf die Gleichen, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig.5 und Fig.6. Efficiencies are here (Fig. 9 and Fig. 10) at the maximum value of the torque and when idling, the same as in the exemplary embodiment according to FIG. 5 and FIG.

Bei höchstzulässiger Drehzahl gleicht hier das Verdichtungsverhältnis (durch Beeinflussung von der Drehzahl) #= #" = 14; Luftverhältnis #=#2= 1,05 (Punkt M -Fig.4); Jsentropengrad k = k2 = 1,28 (siehe Blatt 28); Entsprechender iiirkungsgrad der Idealmaschine: Gegen 0,377 bei Motor mit konstantem Verdichtungsverhältnis (siehe Blatt 29) bedeutet das eine Verminderung des Brennstoffverbrauchs um 28 % (bei höchstzulässiger Drehzahl und hoher Beanspruchung).At the maximum permissible speed, the compression ratio (by influencing the speed) equals # = # "= 14; air ratio # = # 2 = 1.05 (point M - Fig. 4); isentropic degree k = k2 = 1.28 (see sheet 28); Corresponding efficiency of the ideal machine: Compared to 0.377 for an engine with a constant compression ratio (see sheet 29), this means a reduction in fuel consumption of 28% (at the highest permissible speed and high load).

Man darf hier im Durchschnitt auf Herabsetzung des Brennstoffverbrauchs um 19...22 % rechnen, bei wesentlich geringerer Tocksität der Auspuffgasen (im Vergleich mit Motor mit konstantem Verdichtungsverhältnis). On average, one can aim to reduce fuel consumption Calculate around 19 ... 22%, with significantly lower exhaust gas turbidity (in comparison with engine with constant compression ratio).

Fig.12 stellt ein Sinnbild eines Regelungsystems, bei welchem das Verdichtungsverhältnis eine Funktion des indizietrten Mitteldrucks, des Drucks in der Ansaugeleitung (im Vergaser) und der Drehzahl des Motors ist, dar. Fig. 12 shows a symbol of a control system in which the Compression ratio a function of the indicated mean effective pressure, the pressure in the intake line (in the carburettor) and the engine speed.

Der Motor ist nach Sinnbild Fig.3 gebaut mit dem wesentlichten Unterschied, daß anstatt Dämpfer 6 (Fig.3) das Gerät 73 (Fig.12) an den Auslegern 7 und 8 (Fig.3) angebracht ist (die Abmessungen der Ausleger 7 und 8 sind entsprechend angepasst). Ausleger 34 und 35 (Fig.6), Ferdersätze 37 (mit entsprechender Federsteife), Verdichtung 14 sind, wie auch die wichtigen Daten - Bohrung, Hub u. s. w., die Gleichen, wie im Ausführungsbeispiel Fig.5 und Fig.6. The engine is built according to the symbol Fig. 3 with the main difference, that instead of damper 6 (Fig. 3) the device 73 (Fig. 12) on the arms 7 and 8 (Fig. 3) is attached (the dimensions of the boom 7 and 8 are adapted accordingly). Brackets 34 and 35 (Fig. 6), spring sets 37 (with appropriate spring stiffness), compression 14, like the important data - bore, stroke, etc., are the same as in the embodiment example Fig.5 and Fig.6.

Das Geret 73 (dargestellt - Fig. 14) dient als Dämpfer der Schwingungen des Zylinderblocks, außer dem wird durch ihn das Verdichtungsverhältnis beeinflusst. The device 73 (shown - Fig. 14) serves as a damper of the vibrations of the cylinder block, besides which it influences the compression ratio.

Der Raum 74 (Fig.12 und Fig.14) ober dem Kolben 67 ist mit Flüssigkeit (Wasser mit Rost- und Frierschutzeinsatz, oder Bremsflüssigkeit) gefüllt und durch Leitung 65 mit Kreiselpumpe 75 (Fig.12) und weiter mit Flüssigkeitsbehälter 77 verbunden. The space 74 (Fig.12 and Fig.14) above the piston 67 is filled with liquid (Water with rust and freeze protection insert, or brake fluid) and through Line 65 is connected to centrifugal pump 75 (FIG. 12) and further to liquid container 77.

Durch den hydrodynamischen Widerstand der Leitungen 65 und 76 (auch Kreiselpumpe 75) werden die Schwingungen des Zylinderblocks gedämpft (der Kanal 66 - Fig.12 und Fig.14 - leistet dem Flüssigkeitstrom erforderlichen zusätzlichen Widerstand). Due to the hydrodynamic resistance of lines 65 and 76 (also Centrifugal pump 75) the vibrations of the cylinder block are dampened (the channel 66 - Fig. 12 and Fig. 14 - provides the necessary additional liquid flow Resistance).

Der Anfang 82 (Fig.14) der Leitung 65 befindet sich im oberem Teile des Raumes 74 (damit Luftblasen, die sich zufällig bilden können, hinausgestoßen werden). The beginning 82 (Fig. 14) of the line 65 is in the upper part of space 74 (thus air bubbles that are random can form be pushed out).

Das Verdichtungsverhältnis innerhalb seiner Grenzwerten wird vom Gleichgewichtzustand der Druckkraft in den Verbrennungskammern des Motors einerseits, und der Spannungskraft der Federn 5 (Fig.3 oder Federsätze 37 - Fig.6), der auf den Kolben 67 (Fig.12 und Fig.14) wirkenden Druckkraft d?r Flüssigkeit im Raum 74, und der Druckkraft, welche auf die Membran 72 wirkt, anderseits, bestimmt. Durch die Beitung 71 ist der Raum 70 mit der Ansaugeleitung (Vergaser) des Motors verbunden; durch die Beeinflussung des Verdichtungsverheltnisses vom Druck in der Ansaugeleitung wird der Verlauf der Änderung des Verdichtungsverh¼ltnisses verbessert. The compression ratio within its limit values is from State of equilibrium of the compressive force in the combustion chambers of the engine on the one hand, and the tension force of the springs 5 (Fig.3 or spring sets 37 - Fig.6), the the piston 67 (Fig.12 and Fig.14) acting pressure force for the liquid in the space 74, and the pressure force which acts on the diaphragm 72, on the other hand, is determined. By the inlet 71, the space 70 is connected to the intake line (carburetor) of the engine; by influencing the compression ratio of the pressure in the suction line the course of the change in the compression ratio is improved.

Die Kreiselpumpe 75 ist am entsprechend geändertem Deckel (Hinterwand) 79 (Fig.13) der Lichtmaschine 78 des Fraftfahrzeuges angebracht; die Welle 80 der Lichtmaschine ist verlängert, die Kreiselpumpe 75 wird durch eine elastische Muffe 81 angetrieben. The centrifugal pump 75 is on the correspondingly modified cover (rear wall) 79 (FIG. 13) attached to the alternator 78 of the motor vehicle; the wave 80 of the Alternator is extended, the centrifugal pump 75 is supported by an elastic sleeve 81 powered.

Der Förderstrom der Pumpe 75 (Höchstwert etwa 0,3 dm3/s -bei Spitzendrehzahl des Motors) wird nur kurz in Bedarf genommen, wenn der Betriebstand des Motors sich so Wert, daß das Verdichtungsverhältnis zunimmt; wenn der Betriebstand des Motors sich langsam oder nicht Wert, so ist der Förderstrom der Pumpe 75 praktisch dem Null nahe, und der durchschnittliche Leistungsbedarf unbedeutend gering. The flow rate of pump 75 (maximum value about 0.3 dm3 / s - at peak speed of the engine) is only used briefly when the operating status of the engine is down such a value that the compression ratio increases; when the engine is running If it is slow or not worth it, the flow rate of the pump 75 is practically that Near zero, and the average power requirement insignificantly low.

Um den Leistungsbedarf der Pumpe 75 möglichst niedrig zu machen, ist das Geheuse der Pumpe filmen mit einer Schichte Teflon bedeckt um die hydrodynamischen Reibungsverluste herabzusetzen; diesem Zweck dient auch, daß das Gehäu- @e der Pumpe nicht schneckengehäuseförmig, sondern kreisförmig (rund) ist. Der Durchmesser des Pumpenrades gleicht etwa 40...45 mm; der durchschnittliche Leistungsbedarf beträgt 0,03...0,05 PS, er ist, also, unbedeutend gering. In order to make the power requirement of the pump 75 as low as possible, The casing of the pump is covered with a layer of Teflon around the hydrodynamic film Reduce friction losses; this is also served by the fact that the housing @e the pump is not shaped like a spiral, but circular (round). The diameter of the impeller is about 40 ... 45 mm; the average power requirement is 0.03 ... 0.05 PS, so it is insignificantly small.

Der Austrittsdruck der Pampe (etwa 0,7 kP/cm2 bei höchstzulässiger Drehzahl des Motors) wirkt auf den Kol@en 67 (Fig. 12 und Fig.14); dieser Druck ist ungefähr der zweiten Poten der Drehzahl proportionell, so ist es praktisch für die Auswirkung der Drehzahl auf das Verdichtungsverhältnis auch erforderlich. The outlet pressure of the Pampe (about 0.7 kP / cm2 at the highest permissible Speed of the engine) acts on the piston 67 (Fig. 12 and Fig. 14); this pressure is roughly proportional to the second power of the speed, so it is handy for the effect of speed on the compression ratio is also required.

Die Flüssigkeit, welche aich zwischen Kolben 67 und Zrlinderwand des Gerätes durchsickert, sammelt sich im Raum 68 an und wird durch Leitung 69 (ohne wesentlichen Widerstand) in den Flüssigkeitsbehälter 77 hinausgestoßen; die Passung des Kolbens 67 im Zylinder des Gerätes brauch keine besonders genaue sein. The liquid which is between the piston 67 and the cylinder wall of the device seeps through, collects in space 68 and is conveyed through line 69 (without substantial resistance) pushed out into the liquid container 77; the fit of the piston 67 in the cylinder of the device need not be particularly precise.

Daten (Förderstrom und Austrittsdruck der Kreiselpumpe, Durchmesser des Pumpenrades u. a.) sind hier nur zum Abschätzen der Größen angegeben, sie sind schätzungsweise berechnet; bei Bau eines Motors müssen diese genau festgestellt werden. Data (flow rate and discharge pressure of the centrifugal pump, diameter of the impeller, etc.) are only given here to estimate the sizes, they are estimated; when building an engine, these must be precisely determined will.

Durch Regulieren nach Sinnbild Fig.12 kann das Verdichtungsverhältnis relativ genau von den das Klopfen bestimmenden Faktoren beeinflusst werden; man darf, wie auch im Falle mit hydraulischen Verstärker, auf Herabsetzen des Kraftstoffverbrauchs um 19...22 70 rechnen (bei wesentlichem Vermindern der Tocksität der Auspuffgasen). By regulating according to the symbol in Fig. 12, the compression ratio are influenced relatively precisely by the factors that determine knocking; man May, as in the case of hydraulic booster, reduce fuel consumption count around 19 ... 22 70 (with a significant reduction in exhaust gas dysfunction).

Die Vergrößerungen der Abmessunren eines Motors mit Wechselverdichtungsverhältnis,gegenüber einem mit konstantem, sind unbedeutend, sie können nacli. Fig.6, Fig.10 (hier lmax= = 120 mm) und nach Fig.14 (Maßstab angegeben) abgeschätzt werden. Der gewöhliche Motorraum bei ienem Kraftfahrzeug braucht nicht vergrößert worden sein. The increases in the dimensions of a motor with an alternating compression ratio, compared to one with constant, are insignificant, they can nacli. Fig. 6, Fig. 10 (here lmax = = 120 mm) and can be estimated according to Fig. 14 (scale indicated). The usual one The engine compartment in a motor vehicle need not have been enlarged.

Claims

Claims,

for patent application: alternating compression ratio for gasoline engines with changing operational loads.

Overriding: 1. Alternating compression ratio for gasoline engines with alternating Operational stress, especially for motor vehicle engines, identifying part: characterized in that the compression ratio is at its optimum value for each operating status by moving the cylinder block, independently on the number of cylinders, opposite the crankshaft bearing bracket, the air ratio of the mixture at partial load and idling, compared to an engine with constant Compression ratio, is increased; in cases, if it is expedient, also without He @ heen the air condition @ isses.

Claims, to the patent application: lllechselverdichtungsbedingungen for gasoline engines with changing operating loads.

Override of the submission: 2. Alternating compression ratio according to Claim 1, characterizing part of the sub-claim: characterized in that the Cylinder block, opposite to the crankcase with crankshaft, rotatable about an axis is moved.

Claims, for patent application: alternating compression ratio for gasoline engines with changing operating loads.

Override of the submission: 3. Alternating compression ratio according to Claim 1, characterizing part of the sub-claim: characterized in that the Cylinder block to the crankshaft bearing bracket by springs (directly or through a lever system) is hooked, and the compression ratio, within it Limit values, of the state of equilibrium of the compressive force of the medium pressure in the combustion chambers on the one hand, and the tension force of the springs on the other hand, is determined, with the Vibrations of the cylinder block against the crankshaft bearing bracket due to dampers be balanced (attenuated).

Overriding of the submission: 4. Change of ratio after Claim 3, characterizing part of the sub-claim: characterized in that the Compression ratio is also influenced by the engine speed.

Overriding the 5th alternating compression ratio according to the investigation: Claim 4, characterized in that the compression part of the lower tation ratio partly from a saying: fluid pressure, which is the outlet pressure a centrifugal pump driven by the motor is set.

Claims, ## Claims for patent application: Alternating compression ratio for gasoline engines with changing operating loads.

Override of the submission: 6. Alternating compression ratio according to Claim 3, characterizing part of the sub-claim: characterized in that the Compression ratio is also influenced by the pressure in the suction line.

Override of the submission: 7. Alternate compression ratio after Claim 1, characterizing part of the sub-claim: characterized in that the Cylinder block is moved by servo mechanisms.

Preamble of the subject: 8. Servomechanism according to claim 7, characterizing Part of the claim: characterized in that this servomechanism is a hydraulic The amplifier is driven by the oil of the engine's lubrication system with its Pressure is used.

L e r s e i t e