DE2508038A1

DE2508038A1 - 4-takt-verbrennungsmotor mit der moeglichkeit beim motorenlauf das zylindervolumen zu veraendern, bei einhaltung des optimalen verdichtungsverhaeltnisses

Info

Publication number: DE2508038A1
Application number: DE19752508038
Authority: DE
Inventors: Heinrich Basche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-25
Filing date: 1975-02-25
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE2508038B2

Description

B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung betreffend 4-Takt-Verbrennungsmotor mit der Möglichkeit beim Motorenlauf das Zylindervolumen zu verändern, bei Einhaltung des optimalen Verdichtungsverhältnisses.
Die Erfindung betrifft die Möglichkeit, bei einem 4-Takt-Verbrennun,smotor der ein Kraftfahrzeug antreibt, während der Fahrt das Zylindervolumen zu verändern. Bei jeder Volumenveränderung bleibt das optimale Verdichtungsverhältnis erhalten.
Es ist wirtschaftlicher, die benötigte Motorenleistung, die während des Fahrbetriebes benötigt wird, durch eine Zylindervolumenveränderung vorzunehmen, als sie durch ändern des Verbrennungsdruckes im Zylinder zu erreichen.
ins wird dadurch eine Kraftstoffeinsparung vorgenommen, die Luftverschmutzung verkleinert und der Lärmpegel gesenkt.
Durch die Drosselklappenbetätigung am Vergaser wird die Leistung eines Verbrennungsmotors reguliert. Die meiste Zeit benötigt ein Kraftfahrzeug, besonders bei der Stadtfahrt, nur einen Teil der Leistung die installiert ist.
Die Motoronleistung wird also durch die unterschiedliche Zylinderfüllung mit einem Kraftstoff-Luftgemisch reguliert. Das heißt, der optimale Verdichtungsdruck wird selten erreicht. Der thermische Wirkungsgrad, der von diesem abhängig ist und bei einem Verbrennungsmotor sowieso nicht besonders gut ist, wird dadurch nochmals vorschlechtert.
Der Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, den thermischen Wirkungsgrad während des Fahrbetriebes eines Kraftfahrzeuges zu verbessern, um somit eine Kraftstoffeinsparung vorzunehmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Möglichkeit hat, während des Fahrbetriebes das Zylindervolumen zu verändern bei Einhaltung des optimalen Verdichtungsverhältnisses.
Durch die Erfindung besteht die Möglichkeit, mittels einen Verstellgetriebe den unteren Kolbentotpunkt für die Volumenveränderung zu verstellen. Der obere Kolbentotpunkt wird etwas mitverstellt, damit das Verdichtungsverhältnis gleich bleibt.
Die Verstellung wird durch einen kleinen Elektromotor, welcher ein Verstellgetriebe während des Motorlaufes antreiben kann, vorgenommen. Der Fahrcr eines Kraftfahrzeuges kann nun zwischen dem größten und kleinsten Zylindervolumen wählen.
Das Schalten des Elektromotors für das Verstellgetriebe soll vom Fahrer leicht vorgenommen werden können. An einem Anzeigegerät muß der Getriebestand abgelesen werden können. Durch Betätigung der Drosselklappe kann weiterhin bei jedem Zylindervolumen die Motorendrehzahl reguliert werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in folgendem näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit normalem Zylinderkopf, Zylinder, Kolben und Kurbelwelle. Die Pleuelstange zwischen Kurbelwelle und Kolben bei normalem Motor aus einem Stück, ist hier aus zwei Teilen, die mittels einem Getriebe verbinden sind.
Fig. 2 Schnitt durch die Achsen 11, 12, 9, 16 und 15.
Fig. @ Schnitt durch die Achse 10.
Fig. 4 Die Kinematik des Getriebes.
Fig. 5 Getriebe stellung unterer Totpunkt des Kolbens bei großem Zylindervolumen.
Fig. 6 Getriebestellung oberer Totpunkt des Kolbens bei großem Zylindervolumen.
Fig. 7 Getriebestellung unterer Totpunkt des Kolbens bei kleinem Zylindervolumen.
Fig. 8 Getriebestellung oberer Totpunkt des Kolbens bei kleinem Zylindervolumen.
Die Pleuelstange 7 ist mit der Kurbelwelle 6 und hebel 13 verbunden. Die Pleuelstange 5 ist mit dem Kolben 3 und dem Winkelhebel 8 verbunden. Der Winkelhebel 8 ist mit den Hebeln 13 und 14 verbund en.
Die Achse 16 ist im Motorengehäuse fest gelagert.
Die Achse 15 ist iiber 2 Hebel 17 und 2 Drehzapfen 18 im Motorengehäuse gelagert. 2 Laschen 19 verbindet sic mit der Spindel mutter 20. Die Spindel 23 wird von einem kleinen Elektro-Bremsmotor 27 angetrieben. Teil 26 ist die spindelachsiallagerung und Kupplung.
Durch Drehen der Spindel 23 ist es möglich, die Achse 15 von 11 nach 111 zu verstellen.
Der Bolzen 22 läuft in der Nute 24 und sichert die Spindelmutter 20 zusätzlich gegen Verdrehen. Gleichzeitig ist er ein Schaltbolzen.
Er betätigt in den beiden Endstellungen je einen Endtaster zum Abschalten des Elektromotores. In den Zwischenstellungen wird durch ihn über eine Spule das Anzeige gerät am Armaturenbrett für die Getriebestellung verstellt.
Endtaster und Spule sind in dem Kasten 25 untergebracht.
Das Getriebe nach Fig.4 arbeitet folgendermaßen: Bei Kurbelstellung E Hebel 13 ist in der Stellung A-C. Die untere Pleuelstange 7 ist in Stellung C-E. Das obere Pleuel 5 ist in der Stellung D-F. Der Winkelhebel 8 ist in der Lage G-B-D. Durch Schwenken der Achse 15 um den Punkt J von H nach H1 wurde der Winkelhebel 8 in die Stellung G2-B-D2 ausgelenkt. Der untere Totpunkt des Kolbens F kommt in die Lage F2.
Bei Kurbelstellung E1: Hebel 13 ist von der Stellung A-C nach A-C1 gekommen. Steht die ;Achse 15 in II, ist der obere Kolbentotpunlct F1. Wird die Achse 15 nach H1 geschwenkt, kommt der Winkelhebel 8 von der Stellung G1-B1-D1 nach G3-B1-D3 . Der obere Kolbentotpunkt kommt dadurch von E1 nach E@.
Di@se V@rstellung ist notwendig, w@@n das V@@@ichtungsverhältnis gleichbleib@n soll, da ja das Volumen vom Zylinder um den Betrag F-F2 @leiner wurde.
Bei der Getri@bekonstruktion muß darauf geachtet werden, daß der Strah@ @1-@ möglichst dicht an A vorbeigeht. Das negative Drchmoment bei @roß@m Zylindervolumen und oberer Kolbenstellung wird dadurch @lein gehalten.
Patentansprüche:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Änderung des Arbeitsverfahrens dadurch gekennzeichnet, daß bei einem 4-Takt-Verbrennungsmotor die Leistung nicht mehr alleine mit der Drosselklappe reguliert wirrt, sondern auch durch Veränderung des Zylindervolumens. Das Verdichtungsverbältnis bleibt dabei gleich.

Es besteht daher die Möglichkeit, ein Kraftfahrzeug, welches nur einen Teil der Motor@@leistung benötigt, mit dem optimalen Verdichtungsdruck zu fahren. Es wird dadurch Kraftstoff gespart.

Der Fahrer kann wäbrend der Fahrt über einen kleinen Elektromotor, der das Verstellgetriebe antreibt, das Zylindervolumen ändern. Durch Betätigung der Drosselklappe kann weiterhin die Motorendrehzahl reguliert werden.

9. Verstellgetriebe zum Verstellen des Zylindervolumens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Möglichkeit hat, den unteren Kolbentotpunkt für die Volumenänderung zu verstellen.

!)er obere Kolbentotpunkt wird etwas mitverstellt, damit das Verdichtungsverhältnis gleich bleibt.

Die Achse 16 steht still und ist im Motorengehäuse gelagert.

Der Hebel 13 ist auf der Achse 16 gelagert und mit der Pleuelstange 7 verbunden.

Die Pleuelstange 7 ist nit der Kurbelwelle 5 verbunden.

Die Pleu@lstange 5 ist mit dem Hebel 8 und dem Kolben 3 verbunden.

Der Hebel 8 ist über den Drehpunkt 9 mit dem Hebel 13 und über den Drehpunkt 10 mit dem Hebel 14 verbunden.

Der Hebel 14 ist auf der Achse 15 gelagert.

Zwecks Verstellung des Zylindervolumens wird die Achse 15 um den Mittel@@nkt J von H nach H1 geschwenkt.

Die Verstellung wird wie folgt vorgenommen: Die Achse 15 ist über 2 Hebel 17 und 2 Dr@hzapfen 18 im Motorengehäuse @@lagert.
2 Jaschen 1@ vorbindet sie mit der Spindelmutter 20. Die Spindel 23 wird von einem kleinen @lektro-Br@msmotor 27 angetrieben, Teil 26 ist die Spindelachsiallagerung und Kupplung.

Der Bolzen 22 läuft in der Nut 24 und sichert die Spindelmutter zusätzlich gegen verdrehen. Gleichzeitig ist er ein Schaltbolzen. Er betätigt in den beiden Endstellungen je einen Endtastcr zum Abschalten ctes Elektromotores. In den Zlfischenstellungen wird durch ihn über eine Spule das Anzeigegerät am Armaturenbrett für die Getriebestellung verstellt.

Endtaster und Spule sind in dem Kasten 25 untergebracht.

Der Elektromotor 27 muß vom Fahrer während der Fahrt bequem ein- und ausgeschaltet werden können.
3. Verkleinerung der seitlichen Kolbendrücke, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Gelenk D (11) der Pleuelstange D-F (5), die den Kolben 3 und den Hebel 8 verbindet, sich auf dem Kreisbogen C-C1 bewegt.