DE2905039A1

DE2905039A1 - Verbrennungsmotor mit veraenderbarem kompressionsverhaeltnis

Info

Publication number: DE2905039A1
Application number: DE19792905039
Authority: DE
Inventors: Saburo Tsutsumi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1979-09-20
Also published as: AU4404579A; CA1119965A; JPS54106724A; JPS587816B2; US4286552A; AU516168B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, bei dem das Kompressionsverhältnis in einem wesentlichen Ausmaß auf einen Optimalwert hin beeinflußbar ist, indem das Volumen der Verbrennungskammer bei gleicher Kurbelwellen-Winkelstellung in Abhängigkeit von einem bestimmten Motorbetriebsparameter oder bestimmten Betriebsparametern verändert wird.

Es ist das grundlegende Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Verbrennungsmotor zu schaffen, der die Nachteile herkömmlicher Verbrennungsmotoren überwindet.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Verbrennungsmotor zu schaffen, der die Vorteile sowohl der Fremdzündungs-als auch der Eigen-(Kompressions-) Zündungsmotoren aufweist, jedoch die Nachteile beider Motorarten vermeidet.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Verbrennungsmotor zu schaffen, dessen Treibstoff-Verbrauchseigenschaften annähernd denen eines Selbstzündungs- (Diesel-) Motors entsprechen, wobei Motorgewicht, Motorleistungsverhältnis, Motorgeräusch und die Emission giftiger Gase auf den bei Fremdzündungsmotoren üblichen Werten verbleiben.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfnndung besteht darin, einen verbesserten Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem das Kompressionsverhältnis im Teillastbereich erhöht wird, um den wesentlichen Kompressionsdruck, der auf den Inhalt der Brennkammer einwirkt, nahezu gleich dem Kompressionsdruck im Vollastbereich zu halten.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Verbrennungsmotor zu schaffen, der keinen Anstieg des Motorklopfens zeigt und einen hohen thermischen Wirkungsgrad in dem ganzen Betriebsbereich des Motors aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem das Kompressionsverhältnis durch Verändern des Brennkammervolumens bei gleichem Kurbelwinkel in Abhängigkeit von der Ladewirksamkeit des in die Brennkammer des Motors eingeführten Gemischstroms geändert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Figur 1 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen Ladewirksamkeit und Motorbelastung,

Figur 2 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Druckveränderung im Motorzylinder und der Brennkammer-Volumenänderung während des Motorlaufs ohne Verbrennung,

Figur 3 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen Treibstoffverbrauch und Fahrzeuggeschwindigkeit bei Straßenbetriebsbedingungen,

Figur l\ einen schematischen Schnitt durch eine erste bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors,

Figur 5-A- eine'schematische Schnitt darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors,

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Figur 5B eine schematische Schnittdarstellung einer in dem Motor nach Fig. ^k benutzten Druckregelventil-Anordnung,

Figur 6 eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors und

Figur 7 eine schematische Schnittdarstellung einer vierten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors.

Bei einem fremd-gezündeten Verbrennungsmotor wurde, bisher die Motorlast im allgemeinen dadurch verändert, daß die Beladungswirksamkeit einer Beladung oder eines Fluids, das der Verbrennungskammer des Motors zugeführt wird, geändert wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der fremd-gezündete Motor ist im allgemeinen so ausgelegt, daß die thermische Wirksamkeit bei dem Zustand des Motors, der maximale Leistungsabgabe erbringt, hoch wird, um das Entstehen des nachteiligen Motorklopfens und anderer nachteiliger Eigenschaften zu verhindern. Wenn dementsprechend der Motor bei Teillastzustand betrieben wird, beispielsweise im Leerlauf, ist der wesentliche Verbrennungsdruck relativ niedrig, wie es durch die ausgezogenen Kurven in Fig. 2 angezeigt ist, und dadurch wird ein beträchtlicher Abfall des thermischen Wirkungsgrades des Motors herbeigeführt. In Fig. 2 zeigt der Wert ij die. Ladewirksamkeit an.

Bei einem eigengezündeten Verbrennungsmotor (Dieselmotor) ist die Ladewirksamkeit einer den Verbrennungskammern zugeführten Beladung nahezu konstant (Fig. 1). Zusätzlich wird, da die-Motorlast durch Veränderung der'· ; j

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dem Motor zugeführten Treibstoffmenge gesteuert wird, der wesentliche Kompressionsdruck, der auf die Beladung einwirkt, beträchtlich hoch, wie es durch die gestrichelten Kurven in Fig. 2 angezeigt ist und der Kompressionsdruck ist bei Vollastzustand fast der gleiche wie bei dem Fremdzündungsmotor. Dementsprechend zeigt der Eigenzündungsmotor bei Teillastbetrieb eine hervorragende Brennstoffverbrauchskurve (siehe Fig, 3, gestrichelte Linie)» Diese ausgezeichnete Brennstoffverbrauchseigenschaft kann jedoch nicht immer bei Hochlast-Betriebszuständen aufrecht erhalten werden» Bei den Hochlastbetriebszuständen kann eine bessere BrennstoffVerbrauchseigenschaft eher durch den Fremdzündungsmotor erreicht werden. Zusätzlich besitzt der Eigenzündungsmotor auch noch die folgenden Nachteile: Da der Motor einen hohen Betriebsdruck in den Verbrennungskammern besitzt, weist er unvermeidbar ein hohes Gewicht auf. Da die in die Verbrennungskammer eingeführte Luft nicht wirksam für die Verbrennung des Treibstoffs verbraucht wird, ist die Leistungsabgabe, bezogen auf den Motorhub niedrig und es entsteht dadurch ein gewisser Rauchanteil in den Abgasen,, Der Geräuschpegel des Motors ist allgemein hoch. Für die Herstellung der Treibstoff-Einspritzpumpen und -düsen wird eine sehr genaue Bearbeitung verlangt und deswegen sind die Herstellungskosten noch hoch, wodurch eine Massenproduktion behindert wird« Die Verbrennung des Treibstoffes wird durch eine Sprühflamme des versprühten Treibstoffes erreicht und spielt sich deshalb im stöchiometrischen Luft/Treibstoff-Verhältnis ab, wodurch die Abgabewerte von Stickoxiden (NO ) erhöht wird und diese Abgabewerte sind nur auf schwie-

rige Weise zu vermindern.

Zusätzlich zu den besprochenen zwei Motorarten wurde in jüngster Zeit ein Motor mit veränderbarem Kompressionsver-

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hältnis bekannt, bei dem das Kompressionsverhältnis des Motors in Abhängigkeit vom Verbrennungsdruck in der Verbrennungskammer des.Motors veränderbar ist. Bei diesem Motor mit veränderbarem Kompressionsverhältnis tritt jedoch das Problem auf, daß Klopfen leicht entstehen kann. Da bei Anwendung von Abgas-Umlauf (EGR) zur Verminderung des Abgabewertes von Stickoxiden mehr Brennstoff in die Verbrennungskammer eingeführt werden muß als bei Motoren ohne EGR ist der Kompressionsdruck höher als in dem Motor ohne EGR.

Aus den eben besprochenen Gründen wird durch die vorliegende Erfindung das Kompressionsverhältnis des Motors dadurch gesteuert, daß das Volumen der Verbrennungskammer in Übereinstimmung mit der Ladewirksamkeit einer in die Verbrennungskammer eingeführten Ladung verändert wird, so daß sich ein Verbrennungsmotor ergibt, der die Vorteile sowohl des Fremdzündungs- wie des Eigenzündungsmotors vereinigt und damit einen Vorteil gegenüber dem herkömmlichen Motor mit veränderlichem Kompressionsverhältnis schafft.

In der ersten bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors nach Fig. 4 ist das Kompressionsverhältnis in Übereinstimmung mit der Drosselklappenstellung veränderbar, da die Veränderung der Drosselklappenstellung der Ladewirksamkeit des Motors entspricht. Der Motor ist für ein Kraftfahrzeug bestimmt und umfaßt einen Zylinderblock 1, in dem ein oder mehrere Zylinder la ausgebildet sind, in welchem oder welchen ein Kolben oder mehrere Kolben 2 hin- und herbeweglich angeordnet sind. An der oberen Begrenzung des Zylinderblocks 1 ist ein Zylinderkopf befestigt, der eine Verbrennungskammer if zwischen sich und der oberen Fläche 2a des Kolbens 2 bestimmt. Der Zylinderkopf 3 enthält eine Einlaßöffnung 3a» die durch ein Einlaß-

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ventil 5 verschließbar ist. Dieses Einlaßventil 5 kann auf einem (nicht bezeichneten) Ventilsitz anschlagen, der an dem Zylinderkopf 3 befestigt oder in ihn eingebettet ist. Die Einlaßöffnung 3a bildet einen Teil eines Einlaßweges P. durch den die Beladung oder das Luft-Treibstoffgemisch in die Verbrennungskammer if eingeführt wird. Die Einlaßöffnung 3a steht je nach Lage des Einlaßventils mit der Verbrennungskammer if in Verbindung oder ist gegen sie abgeschlossen. Nach der anderen Seite ist die Einlaßöffnung 3a über einen Einlaßverteiler oder ein verbindendes Hohlelement M. mit dem Luft-Treibstoffgemisch-r Auslaß 6a eines Vergasers 6 verbunden, der in üblicher Weise mit einer Drosselklappe 6b ausgerüstet ist, die drehbar in dem Luft-Treibstoffgemischauslaß 5a sitzt.

Der Zylinderkopf 3 enthält ferner einen kleinen Zylinder 7, in dem ein kleiner Kolben 8 hin-und herbewegbar angeordnet ist. Zwischen der Abschlußfläche des Kolbens 8 und der zylindrischen Fläche des Zylinders 7 ist ein Raum S gebildet, der einen Teil der Verbrennungskammer if bildet. Der kleine Kolben 8 ist über eine Verbindungsstange 9 mit einem zylindrischen Teil 10 verbunden, das gleitbar in dem kleinen Zylinder 7 sitzt. Das zylindrische Teil 10 ist an seinem in Fig. Zf oberen Abschnitt mit einer kreisförmigen Federanlage 10a versehen. Eine Schraubenfeder 11 ist zwischen dem ringförmigen Abschnitt der Federanlage 10a und einer Fläche des Zylinderkopfes 3 so eingesetzt, daß der Verbindungsstab 10 nach Fig. if nach oben vorgespannt ist.

Eine Nockenscheibe 12 ist so drehbar eingesetzt, daß ihr Nocken 12a an der flachen Oberfläche der kreisförmigen Federanlage 10a anliegt". Die Nockenscheibe 12 ist einstückig mit einer Nockenwelle 13 ausgebildet, die in nicht gezeigter Weise drehbar gelagert ist. Damit kann

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das zylindrische Teil 10 in Übereinstimmung mit einer Drehung der Nockenscheibe 12·nach oben bzw. nach unten bewegt werden. Ein Verbindungshebel 15 ist mit einem Keil 1/f auf der Nockenwelle 13 aufgekeilt, wobei der Keil 14 in Keilnuten sitzt, die jeweils in der Nockenwelle 13 und im Endabschnitt des Verbindungshebels 15 eingearbeitet sind. Ein weiterer Verbindungshebel 16 ist ebenfalls an der Nockenwelle 13 befestigt. Der Verbindungshebel 16 kann entweder einstückig mit der Nockenwelle 13 ausgeführt sein oder er kann ebenso wie der Verbindungshebel 15 mit der Nockenwelle 13 verkeilt sein. Der Verbindungshebel 16 ist so angeordnet, daß er sich um die Nockenwelle 13 dreht, wenn ein mit ihm über einen Gelenkstift 17 verbundener Hebel 18, beispielsweise durch ein (nicht dargestelltes) Beschleunigungspedal in Pfeilrichtung hin- oder herbewegt wird.

Der Verbindungshebel 15 enthält einen Anschlag 19» an dem die Spitze einer Leerlauf-Einstellschraube 20 anliegen kann, die die Stellung des Verbindungshebels 15 bestimmt, die der Leerlaufstellung des Motors entspricht. Die ^Λίη-stellschraube 20 ist in eine Schraubenhalterung 21 eingesetzt, die an dem Zylinderkopf 3 angebracht ist. Es ist ein weiterer Anschlag 23 vorgesehen, der die Drehbewegung des Verbindungshebels 15 durch Anschlagen an dem Anschlag bei voll geöffneter Drosselklappe 6 beendet. Der Verbindungshebel 15 ist über einen Gelenk- oder Schwenkstift 24 mit einem Stab 25 verbunden, der wiederum mit einem Gelenkoder -.Schwenkstift 26 mit einem Drosselheb'el 27 verbunden ist. Der Drosselhebel 27 ist mit einem Keil 29 an der Drosselwelle 28 befestigt, wobei der Keil 29 in nicht bezeichneten Keilnuten in der Drosselwelle 28 und im Drosselhebel sitzt.

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Der Betrieb des so angeordneten Motors wird im folgenden erklärt.

Bei Motorleerlauf wird die Drosselklappe 6b leicht geöffnet , so daß sich die nötige Menge von Luft-Treibstoffgemisch ergibt, wie es die Lage der Leerlaufeinsteilsehraube 20 bestimmt«, Zu dieser Zeit· ist die Nockenscheibe 12 so gestellt, daß der am weitesten vorstehende Abschnitt des Nockens 12a mit der flachen Oberfläche der kreisförmigen Federanlage 10a in Berührung ist. Damit ist die unterste Stellung des zylindrischen Teils 10 erreicht und der kleine Kolben 8 steht in der in Fig. Zf dargestellten untersten Lage. Damit ist das Freivolumen der Verbrennungskammer Zf (d,h„ das Volumen der Verbrennungskammer if bei der Lage des Kolbens 2 in der oberen Umkehrstellung) bei seinem geringsten Wert und das mechanis ehe Kompressionsverhältnis des Motors erreicht damit den Höchstwert. Da jedoch der Öffnungsgrad der Drosselklappe 6 sehr gering ist und damit die LadeWirksamkeit der Beladung (die Luft, Treibstoff und im Falle von EGR-Anwendung Gas enthält) recht niedrig istj, ist der sich ergebende wirksame Kompressionsdruck für die Brennkammerbeladung nahezu gleich dem, der bei voll geöffneter Drosselklappe auftritt. Es ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen,- daß die Beladungswirksamkeit sich in folgender Weise darstellt; Die Beladungswirksamkeit ist gleich, dem Gasvolumen bezogen auf Normalzustand der dem Motor tatsächlich zugeführten Gase geteilt durch das Volumen bezogen auf Normalzustand der dem Motor zugeführten Luft, wobei dieses letztere Volumen gleich dem Hubvolumen des Motors ist. Unter Normalzustand ist dabei die Temperatur von 20° C und ein Druck von 1,013 (= 760 Torr) zu verstehen. Zusätzlich kann die thermische Wirksamkeit oder der thermische Wirkungsgrad des Motors im Leerlauf annähernd so verbessert werden, daß er dem Wert bei voll geöffneter Drosselklappe entspricht.

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Wenn das Beschleunigungspedal betätigt wird, um den Stab 19 nach Fig. Ly nach rechts zu bewegen, bis der Anschlag des Verbindungshebels 15 am Anschlagteil 23 anliegt, wird die Drosselklappe 6b voll geöffnet und die Beladungswirksamkeit des der Verbrennungskammer k zugeführten Luft-Treibstoffgemisches auf den Maximalwert gebracht. Gleichzeitig dreht sich die Nockenscheibe 12 im Uhrzeigersinn und läßt das zylindrische Teil 10 unter Einwirkung der Feder 11 in seinen Höchststand nach oben kommen, so daß auch der kleine Kolben 8 seine obere Totlage erreicht. Demgemäß vergrößert sich das Freivolumen der Verbrennungskammer l± auf seinen Höchstwert und verringert sich das Kompressionsverhältnis auf seinen Kleinstwert, wodurch der Verbrennungszustand in der Verbrennungskammer k etwa dem bei voll geöffneter Drosselklappe bei herkömmlichen Motoren entspricht. Dadurch wird die thermische Wirksamkeit des Motors maximal gehalten und gleichzeitig ein Motorklopfen oder ähnliches vermieden.

Wenn sich der Betriebszustand des Motors in einem Bereich zwischen Leerlauf und voll geöffneter Drosselklappe befindet wird die Lage des kleinen Kolbens so (durch die Form der Nockenscheibe 12) eingestellt, daß das optimale Kompressionsverhältnis für die jeweilige, dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 6b entsprechende Beladungswirksamkeit optimal erhalten wird. Deshalb ergibt der Motor eine sehr hohe Wirksamkeit einschließlich eines hohen thermischen Wirkungsgrades und ein Motorklopfen oder ähnliches wird vermieden.

Die in Fig. 5 dargestellte zweite bevorzugte Ausführung des Verbrennungsmotors ist ähnlich wie die Ausführung, nach Fig. k aufgebaut. Das Freivolumen der Verbrennungskammer kann hier jedoch durch hydraulisch steuerbare Anhebung

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der Kolbenoberfläche verändert werden. Dieser Motor ist zur Benutzung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und umfaßt einen Zylinderblock 101, in dem Zylinder 101a ausgebildet sind. Ein Zylinderkopf 102 ist mit der oberen Fläche des Zylinderblocks 101 verbunden und es ist darin ein Einlaß P- vorgesehen, der durch ein Einlaßventil 103 verschließbar ist. Eine Drosselklappe 10Zf ist drehbar in dem Einlaß P/ eingesetzt, um die dem Motor zugeführte Beladung zu steuern. Die Drosselklappe kann Teil eines (nicht gezeigten) Vergasers sein. Die Drosselklappe 1O^ ist durch einen Drosseldraht 105 über eine Drosseldrahtführung 106 drehbar.

Eine Verbrennungskammer und ein Verbrennungsraum 107 sind zwischen der Abschlußfläche des Zylinderkopfes 102 und der Kolbenoberfläche eines Kolbens 108 bestimmt, wobei der Kolben 108 hin- und herbewegbar im Zylinder 101a eingesetzt ist. Der Kolben 108 besteht aus einem Kolbenmantel 108a, der in seinem Inneren mit einer zylindrischen Bohrung B versehen ist. In dieser zylindrischen Bohrung B ist eine zylindrische Kolbenführung 109 gleitbar und hin- und herverschiebbar angeordnet. Die Kolbenführung 109 enthält einen Abschnitt 109a mit einem großen Durchmesser und einen Abschnitt 109b mit einem gegen den Abschnitt 109a kleineren Durchmesser. In der gezeigten Weise ist der Abschnitt mit größerem Durchmesser 109a gleitbar in einem Bohrungsabschnitt B₁ mit größerem Durchmesser eingesetzt. Der Abschnitt 109b der Kolbenführung 109 mit kleinerem Durchmesser ist gleitbar in einem Bohrungsabschnitt Bp mit kleinerem Durchmesser der Bohrung B eingesetzt. Ein Kolbenstift 110 ist in dem Abschnitt 109a mit kleinerem Durchmesser der Kolbenführung 109 aufgenommen. Der obere Endabschnitt einer Pleuelstange 111 ist drehbar mit dem Kolbenstift 110 verbunden. In der in dem Abschnitt 109a mit großem Durchmesser

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der Kolbenführung 109 ist eine Schraubenfeder 112 angeordnet, die im unteren Teil (nach Fig. ^A) durch eine ringförmige Federhalterung 113 abgestützt ist, die an der Innenfläche des unteren Abschnitts des Kolbenmantels 108a befestigt ist. Die Feder 112 drückt die Kolbenführung 109 gegenüber dem Kolbenmantel 108a nach oben. In der gezeigten Weise ist eine Kammer 11 ^ mit veränderlichem Volumen zwischen der Innenfläche des oberen Abschnitts des Kolbenmantels 108a und der Außenfläche des oberen Abschnitts 109b mit kleinem Durchmesser der Kolbenführung 109 gebildet. Die Kammer 11 if steht über einen Fluiddurchlaß 115, der in dem Abschnitt 109b mitkleinem Durchmesser ausgebildet ist, mit einer Ringnut 116 an der Umfangsfläche des Kolbenstiftes 110 in Verbindung. Die Ringnut 116 steht wiederum- über einen vertikalen Fluiddurchlaß 117 mit einem sich in Querrichtung erstreckenden Fluiddurchlaß 119 in Verbindung. Der Fluiddurchlaß II9 ist mittels eines Stopfens 118 abgedichtet. Der Fluiddurchlaß 119 steht über einen vertikalen Fluiddurchlaß 120 mit einer Ringnut 121 in Verbindung, die an der Außenumfangsfläche des Koibenstiftes 110 ausgebildet ist. Die Nut 121 ist wiederum durch einen geraden Fluiddurchlaß 122 im Pleuel 111 verbunden und dieser Durchlaß 122 steht über eine Bohrung 12/f im Pleuelträger oder Pleuelring 123 mit einem Fluiddurchlaß 125 in der Kurbelwelle 126 in Verbindung. Der Fluiddurchlaß 125 steht wiederum über eine Bohrung 127a in Verbindung, die in einem Kurbelwellen-Hauptlager 127 angebracht ist und mit einem Fluiddurchlaß 128 im Zylinderblock 101 verbunden ist. Der Fluiddurchlaß 128 ist in Verbindung mit einer in dem Zylinderblock 101 ausgebildeten Fluid-(öl-)Bohrung 129. Die Bohrung 129 kann sich vertikal in bezug auf die Zeichnungsfläche in Fig. ^A erstrecken und ist über eine Verbindungsleitung 130 mit einem Zylinder I3I verbunden, der ein Teil eines hydraulischen Druckregelsystems S, bildet. Ein Kolben 132 ist gleitend beweglich in dem

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Zylinder 131 eingesetzt und unterteilt den Innenraum des Zylinders 131 in Kammern A und B. Die Kammer A steht direkt in der gezeigten Weise mit der Leitung 130 in Verbindung. Der Kolben 132 ist über eine Verbindungsstange oder über einen Verbindungsstab 133 mit einem Steuerkolben 13Zf verbunden, der gleitbar in einem Steuerzylinder 135 angeordnet ist. Der Kolben 13^- trennt den Innenraum des Zylinders 135 in Kammern A¹ und B¹. Die Kammern A¹ und B¹ stehen Jeweils über eine Fluidleitung oder einen Fluiddurchlaß 136 bzw. 137 Biit einer (nicht bezeichneten) zylindrischen öffnung in Verbindung, in der ein Steuer-Ventilschieber 138 gleitbar eingesetzt ist. Der Steuerventilschieber 138 besitzt drei Ventilabschnitte oder Ventilstege 138a, 138b und 138c, die miteinander so verbunden sind, daß sie sich als ein Körper bewegen. Ein Fluiddurchlaß 139a verbindet die zylindrische öffnung für den Steuerventilschieber 138 mit einer Pumpe 1ZfO, die Hydraulikfluid aus einem Fluidtank 1Zf1 unter Druck setzt, so daß die zylindrische öffnung mit Druckfluid von der Pumpe 1ZfO versorgt wird. Fluidrückleitungen oder -tankleitungen 139b und 139c verbinden die zylindrische öffnung, in der der Steuerventilschieber 138 sitzt mit dem Fluidtank 1ΛΊ» so daß Fluid von dort zum Fluidtank 1Zf1 zurückfließen kann. Auf diese Weise kann Druckfluid aus dem Durchlaß 139a wahlweise je nach Stellung des Steuerschiebers 138 entweder über den Durchlaß 136 der Kammer A¹ oder über den Durchlaß 137 der Kammer B^! zugeführt werden, wobei die jeweils andere Kammer zum Tankrücklauf hin entlastet wird,

Ein Druckregelventil oder eine Druckregelanordnung 1Zf2 steht mit der Pumpe 1ZfO in Verbindung und hält den von der Fluidpumpe 1ZfO abgegebenen Fluiddruck in einem gewissen Bereich. Die Druckregelanordnung 1 Zf2 steht mit der Leitung 130 über einen Fluiddurchlaß 1Zf3 in Verbindung, an dessen Ende ein

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Rückschlagventil 1if3a an der Verbindungsstelle mit der Leitung 130 angeordnet ist, so daß Fluid aus dem Durchlaß 1 Zf3 nur in der in der Ventildarstellung 1if3a angegebenen Pfeilrichtung fließen kann. Der Steuerkolben 1 if3 ist mit einer Verbindungsstange oder einem Verbindungsstab 1Zfif mit einem ersten Gelenkmechanismus mit Gliedern 1 if5 und 1 if6 verbunden. Das Steuerventil 138 ist mit einem zweiten Gelenkmechanismus mit Gliedern 1V7 und 1 i+8 verbunden. Der erste und der zweite Gelenkmechanismus sind beide mit einem dritten Gelenkmechanismus mit Gliedern 1 if9 bis 159 einschließlich verbunden, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Das Glied ist mit dem Beschleunigungs- oder Gaspedal 160 verbunden. Zusätzlich ist der Drosselzug IO5 direkt mit dem Glied des dritten Gelenkmechanismus so verbunden, daß die Öffnungsstellung der Drossel 10if gemeinsam mit der Bewegung des Gaspedals 160 verändert wird. Wenn das Gaspedal 160 in Richtung des durchgezogenen Pfeils betätigt wird, werden die übrigen Glieder der Gelenkmechanismen in Richtung der verschiedenen durchgezogenen Pfeile bewegt. Wenn das Beschleunigungs- oder Gaspedal 160 losgelassen und dadurch in 'Richtung des gestrichelten Pfeils bewegt wird, werden die Glieder der Gelenkmechanismen in den durch gestrichelte Pfeile angezeigten Richtungen bewegt.

Die bereits erwähnte Druckregel-Ventilanordnung 1 if2 ist so ausgelegt, daß sie den dem Durchlaß 1 if3 zugeführten Fluiddruck in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens 13^· in einem gewissen Bereich beeinflußt. Dementsprechend ist die Druckregelventilanordnung 1 if2 nach Fig. 5B so aufgebaut, daß das Gehäuse 1if2a der Druckregelventilanordnung 1Zf2 zylindrisch ausgeführt ist. Ein Kolben 1if2b ist gleitend in der Bohrung des Gehäuses 1 Zf2a eingesetzt. Der Kolben 1if2b weist einen allgemein scheibenförmigen Abschnitt P-j und einen rohrartigen Abschnitt P^ auf. Der

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scheibenförmige Abschnitt P, ist an seinem Außenumfang in Gleitberührung mit der Innenfläche des Gehäuses 1Zf2a. Der rohrförmige Abschnitt P-, der einstückig mit dem scheibenförmigen Abschnitt P. so ausgeführt ist, daß der obere Teil des rohrförmigen Abschnitts Pp sich von der oberen Fläche des scheibenförmigen Abschnitts P. und der untere Teil des rohrförmigen Abschnitts Pp von der unteren Fläche des scheibenförmigen Abschnitts P- weg erstrecken. In der gezeigten Weise unterteilt der Kolben 1Zf2b die Bohrung des Gehäuses IZfSa in eine obere Kammer C~ und eine untere Kammer C-, die miteinander durch eine kleine öffnung 1Zf2c im scheibenartigen Abschnitt P^ des Kolbens 1 i+2b in Verbindung stehen. Die untere Kammer C. ist mit der Pumpe T Af-O so verbunden, daß Druckfluid eintreten kann. Die obere Kammer Cp steht mit dem Fluiddurchlaß 11f3 in Verbindung.. Das Ende des unteren Teils des rohrförmigen Abschnitts Pp kann auf einem (nicht bezeichneten) um eine Öffnung 1ZfHd ausgebildeten Ventilsitzabschnitt aufsitzen. Die Öffnung 1Zf2d steht mit einer Leitung in Verbindung, die zum Tank 1Zf1 zurückführt. Der obere Abschnitt des rohrförmigen Abschnitts Pp ist gleitend in das Innere eines zylinderförmigen Abschnitts 1ZfHe eingesetzt, der von der Innenfläche des oberen Abschnitts des Gehäuses 1Zf2a in vertikaler Richtung absteht. Die in dem zylindrischen Abschnitt 1Zf2e ausgebildete Bohrung ist mit der öffnung 1Zf2d und mit der unteren Kammer C. über eine Durchgangsbohrung oder Durchgangsöffnung 1Zj.2f verbindbar, welche sich durch den rohrförmigen Abschnitt Pp des Kolbens 1Zf2b erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 1Zf2e besitzt eine öffnung 1Zf2g, die durch die Wand des zylindrischen Abschnitts 1Zf2e hindurch ausgebildet ist. Die Öffnung 1Zf2g ist durch'ein ßteuerventilteil 1ZfHh verschließbar, das unter der Einwirkung einer Feder 1Zf2i steht, die an einem beweglichen Stabteil 1Zf2j angebracht ist. Das Stabteil 1Zf2j ist mit einem Verbindungsmechanismus M_c so

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verbunden, daß das Stabteil 142j in Darstellung nach Fig. 5B nach rechts bewegt wird, wenn die Bestandteile des Verbindungsmechanismus M in Pfeilrichtung bewegt werden.

Bei dieser Druckregel-Ventilanordnung 142 nimmt der Kolben 142b jeweils eine solche Lage ein, daß der von der Pumpe 140 stammende Fluiddruck aufrechterhalten wird und daß entsprechend ein Anteil des der unteren Kammer C₁ zugeführten Fluids zur Tankleitung und damit zum Tank I4I durch die öffnung 142d in der Wand des Gehäuses 142a zurückfließen kann. Wenn der durch die öffnung 142c auf . den Kolben 142b einwirkende Fluiddruck einen ersten vorbestimmten Wert erreicht, wird das Steuerventil 142b so bewegt, daß es die Öffnung 142g freigibt und damit werden die Innenseite und die Außenseite des zylindrischen Abschnitts 142e miteinander verbunden. Das an der Außenseite des zylindrischen Abschnitts 142e vorhandene Fluid kann durch die öffnung 142g in die Innenseite des zylindrischen Abschnitts 142e gelangen und von dort kommt das Fluid durch die Durchgangsöffnung 142f" und die öffnung 142d zur Tankrückleitung und zum Tank 141. Damit wird der Fluiddruck in der oberen Kammer C^ auf einem erwünschten oder nötigen ersten Wert gehalten. Wenn jedoch die Verbindungsstange 133 in Fig. ^A nach rechts bewegt wird, wird auch der bewegliche Stab 142j in Fig. 5B nach rechts bewegt, so daß der Fluiddruck in der oberen Kammer C_ bei einem zweiten, geringeren Wert im Vergleich zu dem ersten bestimmten V/ert gehalten wird. Wenn der Verbindungsstab 133 nach Fig. 5 nach links bewegt wird, wird der Fluiddruck in der oberen Kammer Cp auf einem dritten vorbestimmten Wert gehalten, der wiederum höher als der erste bestimmte V/ert ist. Damit ist -der durch die Wirkung des hydraulischen Kolbens 132 erzeugte Fluiddruck in Übereinstimmung mit der Bewegung des Steuerkolbens 134 in einem gewissen Bereich veränderbar .Durch diese Druckveränderungsbewegung der Druckregelventil-

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anordnung 1 Zf2 wird der Fluiddruck in der Kammer 11 Zf mit veränderlichem Volumen im Kolben 108 gegen die Einwirkung von Leckverlusten und ähnlichem des Fluids in dem hydraulischen System des Motors konstant gehalten.

Der Betrieb des in Fig. ^A gezeigten Motors wird im folgenden besprochen.

Wenn das Beschleunigungs- oder Gaspedal 160 in Richtung des durchgezogenenen Pfeils gedrückt wird, um die Leistungsabgabe des Motors vom Leerlaufzustand an zu erhöhen, nimmt die Öffnungslage des Drosselventils oder der Drosselplatte 10Zf zu und die Verbindungsmechanismen werden in der durch die ausgezogenen Pfeile dargestellten Richtung bewegt« Daraufhin wird der Steuer-Ventilschieber in der Darstellung nach rechts bewegt und bringt den Durchlaß 139a in Verbindung mit dem Durchlaß 136 sowie den Durchlaß 137 in Verbindung mit dem Durchlaß 139c. Dadurch wird in die Kammer A¹ des SteuerZylinders 135 Druckfluid von der Pumpe 1ZfO eingebracht und das Fluid in Kammer B¹ des Steuerzylinders 135 wird zum Tank 1Zf1 hin entlastet. Dadurch bewegt sich der Steuerkolben 134 in der dargestellten V/eise (durchgezogener Pfeil)' nach rechts und nimmt den Kolben 132 im Zylinder 131 ebenfalls in'Richtung des durchgezogenen Pfeils (Kammer B) mit. Damit vergrößert sich das Volumen der Kammer A und der Fluiddruck in der Leitung 130, der Fluidbohrung 129 und dem Fluiddurchlaß 128 wird verringert. Demzufolge wird der Fluiddruck in der Kammer 11Zf mit veränderbarem Volumen im Kolben 108 verringert und der Kolbenmantel 108a bewegt sich gegenüber der Kolbenführung 109 durch die Vorspannung der Feder 112 nach unten, so daß die Höhe H der Kammer 11Zf mit veränderlichem Volumen oder, anders dargestellt, der Abstand zwischen der Innenfläche des oberen Abschnitts des

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Kolbenmantels 108a und der Außenfläche des oberen Abschnitts der Kolbenführung 109 wird verringert. Deshalb wird das Freivolumen oder Totvolumen der Verbrennungskammer 107 oder der Verbrennungsraum vergrößert, so daß das mechanische Kompressionsverhältnis des Motors abnimmt.

Wenn nach einer Beschleunigung das Gaspedal 160 in Richtung des gestrichelten Pfeils durch die dargestellte Feder zurückgezogen wird, nimmt der Öffnungszustand der Drosselplatte 10Zf ab (bis zum geringstmöglichen Wert) und die Verbindungsmechanismen werden ebenfalls in Richtung der jeweils eingezeichneten gestrichelten Pfeile so bewegt, daß Steuerventilschieber 138 und Kolben 13k in der Darstellung nach links geschoben werden. Damit steht der Durchlaß 139a mit dem Durchlaß 137 in Verbindung, so daß Druckfluid von der Pumpe 1ZfO in die Kammer B¹ gefördert wird und der Durchlaß 139b steht mit dem Durchlaß 136 in Verbindung, so daß das Fluid in der Kammer A¹ zum Tank 1Zf1 hin entlastet wird. Dadurch nimmt der Steuerkolben 13^ bei seiner Bewegung in Richtung des gestrichelten Pfeils den Kolben 132 ebenfalls in Richtung des gestrichelten Pfeils mit bzw. schiebt in so, daß das Volumen der Kammer A verringert wird.

Daraus ergibt sich, daß der Fluiddruck in der Kammer 114 mit veränderlichem Volumen im Kolben 108 erhöht wird, so daß die Höhe H der Kammer 11 Zf sich vergrößert, d.h. der Kolbenmantel 108a in bezug auf die Kolbenführung 109 gegen die Vorspannung der Feder 112 nach oben bewegt wird. Damit wird das Frei- oder Totvolumen der Verbrennungskammer 107 verringert und das mechanische Kompressionsverhältnis des Motors vergrößert.

Damit ist gezeigt, daß das Frei- oder Totvolumen der Verbrennungskammer 107 auf einen Optimalwert in Uberein-

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Stimmung mit der Beladungsmenge (die aus Luft, Treibstoff und gegebenenfalls EGR-Gas besteht) gesteuert werden kann, wobei die Beladungsmenge in die Verbrennungskammer durch den öffnungszustand der Drosselplatte 101+ beeinflußt wird, die sich in Übereinstimmung mit der Bewegung des Gaspedals 160 bewegt. Da das so beeinflußte Kompressionsverhältnis des Motors bei jedem Betriebszustand nahezu dem bei voll geöffneter Drosselplatte eines herkömmlichen Motors gleich ist, kann die Verbrennungswirkung des Motors bei einem solchen Kompressionsverhältnis nahezu bei dem Wert gehalten werden, der dem Vollgaszustand des herkömmlichen Motors entspricht, so daß auftretende Nachteile, beispielsweise Motorklopfen, vermieden werden können.

Es ist dabei darauf hinzuweisen, daß mit dieser Anordnung zur Veränderung des Verbrennungskammervolumens durch Be-wegung der Kolbenoberkante ein großer Veränderungsbereich des KompressionsVerhältnisses möglich wird, wenn auch die Bewegung der sich bewegenden Teile nur gering ist. Dazu kommt, daß die Anbringungsstellen für die Einlaß- und Auslaßventile, gegebenenfalls für eine Zündkerze und eine Treibstoff-Einspritzdüse auf der Zylinderkopfseite nicht durch den Zusatzkolben wie bei der ersten Ausführung beschränkt werden und deshalb eine ideale Verbrennungskammerkonstruktion erzielt werden kann.

In Fig. 6 ist eine dritte bevorzugte Ausführung des Verbrennungsmotors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt, die wiederum ähnlich der Ausführung nach Fig. 5 ist, bei der jedoch das Frei- oder Totvolumen der Verbrennungskammer durch Veränderung der axialen Erstreckung der Pleuelstange erreicht wird. Der Motor ist ebenfalls für Verwendung in einem Kraftfahrzeug bestimmt und umfaßt einen Zylinderblock 201, in dem ein oder mehrere Zylinder

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201a ausgebildet sind. Ein Kolben 202 ist hin- und herbeweglich in dem Zylinder 201a angeordnet. Ein Zylinderkopf 203 ist an der oberen Fläche des Zylinderblocks 201 so befestigt, daß eine Verbrennungskammer oder ein Verbrennungsraum 204 zwischen seiner Unterfläche und der Oberkante des Kolbens 202 bestimmt wird. Im Zylinderkopf 203 ist ein Einlaß-Durchgang P. ausgebildet, durch den die Beladung oder das Luft-Treibstoffgemisch in die Verbrennungskammer 20/f eingeleitet wird. Die Einlaßöffnung oder der Durchlaß P. ist in üblicher Weise durch ein Einlaßventil 205 "verschließbar.

Die Drosselplatte 10^ ist drehbar in dem Einlaß P. angebracht und kann mittels des Drossel-Drahtes 105 und. der Drosseldrahtführung 106 über ein (nicht gezeigtes) Beschleunigungsoder Gaspedal 160 betätigt werden. Die Beziehung oder Verbindung zwischen Drosselplatte 101+ und Gaspedal 160 ist in der gleichen Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 5-A-hergestellt.

Eine Pleuel-Anordnung 206 besteht aus einer geraden länglichen Pleuelstange 207, die an ihrem einen Ende an einem Kolbenstift oder -bolzen 208 befestigt ist, welcher in dem Kolben 202 sitzt. Am anderen Ende ist die Pleuelstange so ausgebildet, daß sich ein Pleuelstangen-Kolben 207A ergibt, der gleitbar und hin- und herbeweglich in einem Pleuelstangenzylinder 209a eingesetzt ist, der durch einen zylindrischen Wandabschnitt 209 am Ende des Pleuellagerabschnitts 21^ gebildet ist. Eine Kammer 210 mit veränderlichem Volumen wird durch zwischen dem Kolben 207a und der unteren Fläche des Zylinders 209a gebildet, über dem Kolben 207a sitzt eine Schraubenfeder 211, die sich gegen eine an der inneren Umfangsfläche der Zylinderwand 209 eingesetzte ringförmige Federhalterung 212 abstützt.

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Die Feder 211 drängt den Pleuelkolben 2O7a und damit den Zylinder 202 in Fig. 6 nach unten," d.h. in die Richtung, in der das Frei- oder Totvolumen der Ver-' brennungskammer 20Zj. vergrößert wird. Der Zylinderwandabschnitt 209 ist einstückig mit der oberen Lagerhälfte 21/j.a des Pleuellagers 21Zf ausgebildet; eine untere Lagerhälfte 2T/fb umfaßt mit ihr zusammen einen Abschnitt der Kurbelwelle 216. Die beiden Lagerhälften sind miteinander durch (nicht bezeichnete) Schrauben verbunden. Die Kammer 210 steht über einem Fluiddurchlaß 21? in der oberen L_agerhälfte 21ifa'mit einem Fluiddurchlaß 218 in der Kurbelwelle 216 in Verbindung, Der Fluiddurchlaß 218 steht mit dem Fluiddurchlaß 128 (Fig. 5A) in Verbindung, der in dem Zylinderblock 201 wie im Zylinderblock nach Fig. 5A ausgebildet ist. Die weitere Ausbildung des Hydraulikdruck-Steuersystems S, ist einschließlich der Verbindung mit dem Beschleunigungs- oder Gaspedal und zurück zur Drosselplatte -104 vjie bei der in Fig. ^A gezeigten Darstellung ausgeführt.

Wenn der Motor im Leerlaufzustand ist, befindet sich die Drossel 10if durch ihre Verbindung mit dem Gaspedal 160 in der am weitesten geschlossenen Stellung und dementsprechend wird die geringste Beladungsmenge in die Verbrennungskammer 20if eingeführt. Wenn daraufhin der Fluiddruck im Fluiddurchlaß 218, beeinflußt durch die Wirkung des Hydraulikdruck-Regelsystems S^ erhöht wird, wobei die Zusammenhänge wie bei der Beschreibung in bezug auf Fig. 5A sind, wird auch der Fluiddruck in der in ihrem Volumen veränderbaren Kammer 210 erhöht und der Kolben 207A bewegt sich zusammen mit dem Pleuel 207 und dem Kolben in der Darstellung nach Fig. 6 gegen die Vorspannung der Feder 211 nach oben. Die Oberkante des Kolbens 202 verringert dann das Frei- oder Totvolumen der Verbrennungskammer 20Zf und erhöht damit die Beladungswirksamkeit. Damit

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Wird der Kompressionsdruck in der Verbrennungskammer bei der oberen Totlage des Kolbens fast so weit erhöht, daß er dem Vollgasdruck bei einem herkömmlichen Motor entspricht und der thermische Wirkungsgrad des Motors bleibt bei einem hohen Wert, wodurch die TreibstoffVerbrauchseigenschaft des Motors erheblich verbessert wird.

Bei Vollastzustand des Motors ist die Drosselplatte 1O/f weit geöffnet, um damit die Beladungswirksamkeit der in die Verbrennungskammer 20if eingebrachten Beladung zu erhöhen. Gleichzeitig wird der dem Fluiddurchlaß 217 zugeführte Fluiddruck durch die Ei_nwj__rkung des Hydraulikdruck-Steuersystems S, verringert, das in Einklang mit der Bewegung der Drosselplatte 10k arbeitet. Dementsprechend wird die verbindende Pleuelstange 207 in der Darstellung nach Fig. 6 nach unten bewegt, d.h. in der Richtung, in der sich das Volumen der Kammer 210 verringert und das geschieht durch die Wirkung der Vorspannung der Feder 211. Damit wird auch die Oberkante des Kolbens 202 in der Darstellung nach unten bewegt und das Totvolumen der Verbrennungskammer 20if nimmt zu. Damit ergibt sich, daß das Kompressionsdruckverhältnis, das auf die Beladung in der Verbrennungskammer einwirkt, auf dem eingestellten Wert bleibt, auch bei verbesserter Beladungswirksamkeit durch die geöffnete Drosselklappe. Damit wird in allen Betriebszuständen des Motors ein hoher thermischer Wirkungsgrad des Motors aufrechterhalten und ein Klopfen vermieden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß der Öffnungszustand der Drosselplatte mit der Beladungswirksamkeit der der Verbrennungskammer zuge±ührten Beladung etwa in einem linearen Verhältnis 1:1 steht. Wenn bei dem Motor das Abgas-Wiederumlau f ver fahren EGR ausgeführt wird, kann das

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Kompressionsverhältnis des Motors ebenfalls auf einen Optimalwert hin geregelt werden, da das EGR-Verhältnis (d.h. das Volumen des EGR-Gases bezogen auf das Ansaugluftvolumen) vorher in Übereinstimmung mit den Motorlastzuständen bestimmt wurde und in Beziehung auf die Drosselplattenstellung oder den Öffnungszustand der Drosselplatte gebracht wurde. Wenn beispielsweise die Menge des EGR-Gases größer wird, muß das Kompressionsverhältnis des Motors gegenüber dem Motor, bei dem das EGR-Verfahren nicht angewandt wird, verringert werden, da bei einer Vergrößerung des EGR-Gasvolumens der Öffnungszustand der Drosselplatte größer werden muß, um die Beladungswirksamkeit des Motors unter den gleichen Motorlastbedingungen zu verbessern. Der Ansaugunterdruck des Motors steht mit dem Motorlastzustand ebenfalls in einer linearen Beziehung von etwa 1:1, und wenn ein zusätzliches Fluid, beispielsweise EGR-Gas der'Ansaugluft zugefügt wird, wird der Absolutdruck im Einlaß erhöht und der Ansaugunterdruck steht wieder in guter Beziehung zur BeladungsWirksamkeit der dem Motor zugeführten Beladung. Wenn darüberhinaus, wie es manchmal bei Kraftfahrzeug-Dieselmotoren der Fall ist, ein Turbo-Lader benutzt wird, wird der Druck im Ansaugraum von Unterdruck auf überdruck gewandelt und damit, wie leicht einzusehen ist, wird die Beladungswirksamkeit des Motors noch weiter verbessert.

Die BeladungsWirksamkeit des Motors kann weiter genau dadurch bestimmt werden, daß ein Fluid-Durchflußsensor benutzt wird, der so ausgelegt ist, daß er die Durchflußmenge des Beladungsfluids zum Motor erfaßt.

Kraftfahrzeugmotoren sind im allgemeinen an der Abgasseite mit einem Auspufftopf versehen und zusätzlich können im Auspuffsystem noch Auspuff-Reinigungsgeräte vorge-

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sehen sein. Es ist also einzusehen, daß der Abgasdruck in der Abgasleitung bei einer Zunahme der Beladungswxrksamkeit ansteigt und dementsprechend kann die Beladungswxrksamkeit des Motors genau erfaßt werden, wenn der Abgasdruck in der Abgasleitung erfaßt wird.

Bei einem Fremdzündungs-Verbrennungsmotor steigt der in einem Venturisystem eines Vergasers erzeugte Unterdruck mit einer Erhöhung der Beladungswxrksamkeit des Motors an und deshalb kann die Beladungswxrksamkeit des Motors auch durch eine Erfassung des Venturi-Unterdrucks genau bestimmt werden.

Zusätzlich zu den erwähnten Verfahren kann die Beladungswxrksamkeit des Motors ferner dadurch genau bestimmt wer- · den, daß die Motorgeschwindigkeit (Umdrehungszahl) und die Ansaugluftmenge, die dem Motor zugeführt wird, erfaßt werden und daß daraus die Beladungswxrksamkeit errechnet wird. Um die Beladungswxrksamkeit des Motors derart zu berechnen, werden zunächst die Motorgeschwindigkeit und die Ansaugluftmenge in jeweils entsprechende elektrische Signale umgewandelt und danach werden diese elektrischen Signale einer Zentralsteuereinheit zugeleitet, die ein Teil einer Steuerschaltung bildet, beispielsweise einem Mikrocomputer, um aus den elektrischen Signalen, die der Umdrehungszahl und der Ansaugluftmenge entsprechen, die Beladungswxrksamkeit zu bestimmen. In Übereinstimmung mit diesem erhaltenen Wert wird daraufhin ein optimales Kompressionsverhältnis für den Motor bestimmt. Bei einem solchen Verfahren kann die Durchflußmenge des dem Motor zugeführten Beladungsfluids durch einen Drucksensor erfaßt werden, der den Druck im Einlaß feststellt und zwar kann das geschehen durch einen Luftströmungssensor, der die Ansaugluft erfaßt, die der Verbrennungskammer zugeführt wird

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und durch einen EGR-Gas-Durchflußsensor, der die EGR-Gas-Durchflußmenge erfaßt, die der Verbrennungskammer zugeführt wird oder durch einen Venturi-Unterdrucksensor, der den Venturi-TJnterdruck im Vergaser bestimmt. Gleichfalls kann ein Abgasdrucksensor verwendet werden, der den Abgasdruck in der Abgasleitung mißt, durch welche das Abgas von der Verbrennungskammer von dem Motor weggeleitet wird; es kann jedoch auch ein Drosselstellungssensor verwendet werden, der den Öffnungszustand der Drosselplatte des Motors erfaßt. Ein solches Verfahren zum Erfassen der Beladungswirksamkeit des Motors kann beispielsweise durch die in Fig. 7 gezeigte Anordnung erreicht werden.

Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors; diese Ausführung ähnelt der Ausführung nach Fig. 4» jedoch wird das Totvolumen der Verbrennungskammer durch die gemeinsame Einwirkung eines hydraulischen und eines elektronischen Steuersystems verändert. Der Motor ist ebenfalls für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und umfaßt einen Motorblock 301, der einen oder mehrere Zylinder 301a ausgebildet enthält. Ein Kolben 302 ist hin- und herbeweglich in dem Zylinder oder in jedem Zylinder 301a eingesetzt. Ein Zylinderkopf 303 ist an der oberen Fläche des Zylinderblocks 301 befestigt und bestimmt zwischen seiner Unterfläche und der Oberkante des Kolbens 302 einen Verbrennungsraum oder eine -kammer 304. In dem Zylinderkopf 303 ist ein kleiner Zylinder 305' ausgebildet, in dem ein kleiner Kolben 306 hin- und herbeweglich eingesetzt ist. Wie gezeigt bestimmt der Kolben 306 unter seiner in Darstellung nach Fig. 7 unteren Kante einen Raum 307, der einen Teil der Verbrennungskammer 304 bildet. Der Motor besitzt einen Einlaß P., der über ein Einlaßventil 3O8 mit der Verbrennungskammer 304 in Verbindung bringbar ist. Die Verbrennungskammer 304 wird mit einer

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Beladung oder einem Luft-Treibstoffgemisch versorgt, das durch den Einlaß P. zugeführt wird. Ein Luftströmungs-Sensor 310 ist so angeordnet, daß er die Strömungsmenge der der Verbrennungskammer 30k zugeführten Einlaß- oder Ansaugluft erfaßt.

In der üblichen Weise ist ebenfalls ein Auslaß P. vorgesehen, der zur Erfassung der Abgase und zur Ausleitung derselben aus dem Motor mit der Verbrennungskammer 30^- in Verbindung bringbar ist. Ein Durchlaß 311 für die EGR-Gase ist so ausgebildet, daß er den Abgas-Auslaß P und den Einlaß P. verbindet und läßt einen Anteil der durch den Abgas-Auslaß P„ fließenden Abgase in den Einlaß P. fließen, so daß e ι

die Bedingung für EGR erfüllt ist. Die dem Einlaß P. zugeleitete EGR-Gasmenge wird durch ein EGR-Steuerventil 312 beeinflußt. Das EGR-Ventil 312 dient gleichzeitig als EGR-Gas-Durchflußsensor zur Erfassung der den EGR-Gasdurchlaß 311 durchströmenden Gasmenge.

Der kleine Kolben 306 ist mit einer Kolbenstange 306a versehen, die über einen Verbindungsmechanismus 313 mit einer Kolbenstange 314· eines Kolbens 315 mechanisch verbunden ist. Der Kolben 315 ist gleitbar beweglich in einem Zylinder 316 eingesetzt. Der Kolben 315 wird in dem Zylinder 316 durch den Druckunterschied zwischen dem Einlaßunterdruck - in dem Einlaß P. und dem Umgebungsdruck bewegt. Der Kolben 315 unterteilt den Innenraum des Zylinders 316 in zwei Kammern A. und B₁. Die Kammern A₁ und B₁ stehen jeweils über Durchlässe 317 bzw. 318 mit einer länglichen öffnung 319 in Verbindung. Ein Vorsteuer-Ventilschieber 320 ist gleitbar in der öffnung 319 eingesetzt. Der Vorsteuerventilschieber 320 ist mit drei Steuerabschnitten oder -stegen 320a, 320b und 320c versehen. Wie gezeigt, ist die öffnung in ihrem Mittelteil mit dem Einlaß P^ über einen Durchlaß 321 verbunden,

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während die beiden Enden der öffnung 319 durch Durchlässe 322 und 323 mit der TJmgebungsluft verbunden sind.

Eine Steuerschaltung 32-k enthält eine Zentralrecheneinheit, beispielsweise einen Mikroprozessor zur Behandlung der verschiedenen Eingangs- oder Informationssignale zur Erzeugung von Steuersignalen. Die Steuerschaltung 32^- ist so aufgebaut und ausgelegt, daß elektrische Signale erzeugt werden, die der Beladungswirksamkeit der in die Verbrennungskammer eingeführten Beladung entsprechen, übereinstimmend mit einem elektrischen Signal, das die Ansaugluft-Strömungsmenge darstellt und von dem Luftstromsensor 3IO abgegeben wird, mit einem elektrischen Signal, das die EGR-Gasströmungsmenge darstellt und von dem EGR-Gasventil und -durchflußsensor 312 stammt und einem elektrischen Signal, das die Motorgeschwindigkeit (Umdrehungszahl) repräsentiert und von dem Motorgeschwindigkeitssensor 325 stammt. Entsprechende Verbindungen von den entsprechenden Sensoren zu der Steuerschaltung 32-k sind eingezeichnet.

Ein Betätigungselement 32.7 ist elektrisch mit der Steuerschaltung 32/f verbunden und so aufgebaut, daß das Steuerventil 320 über einen Verbindungsmechanismus 326 in Abhängigkeit von den von der Steuerschaltung 32.k abgegebenen elektrischen Signalen betätigt wird. Der Verbindungsmechanismus 326 enthält einen geraden Stab oder Hebel 326a, der schwenkbar an einem (nicht bezeichneten) Stützelement abgestützt ist. In der dargestellten Weise sind Kolben 315 und Steuerschieber 320 jeweils an entgegengesetzt liegenden Seiten des geraden Stabes 326a in· bezug auf die Abstützstelle des Stabes 326a verbunden.

Wenn der Motor bei relativ geringer Beladungswirksamkeit betrieben wird, ergibt die Steuerschaltung 32-k ein elek-

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trisches Signal, durch welches das Betätigungselement 327 den Vorsteuerschieber 320 in Pfeilrichtung a zieht. Dadurch wird der Vorsteuerventilschieber 320 so gestellt, daß der Durchlaß 317 mit dem Durchlaß 321 verbunden wird und der Durchlaß 318 mit dem Durchlaß 323. Damit wird die Kammer A- des Zylinders 3I 6 mit Ansaugunterdruck aus dem Einlaß P. versorgt, während die Kammer B. des Zylinders 316 mit dem Atmosphärendruck aus dem Durchlaß 323 verbunden ist. Demnach bewegt sich der Kolben 315 in der Darstellung nach links und der Verbindungsmechanismus 313 wird um den Schwenkstift 313a im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Dadurch wird der kleine Kolben 306 in der Darstellung nach unten bewegt und verringert das Volumen des Raumes 307 und damit das Totvolumen der Verbrennungskammer 304. Damit wird das Kompressionsverhältnis des Motors erhöht und damit der thermische Wirkungsgrad des Motors verbessert.

Wenn dagegen der Motor mit relativ hoher Beladungswirksamkeit betrieben wird, erzeugt die Steuerschaltung 324 ein elektrisches ^ignal, das das Betätigungselement 327 dazu bringt, den Ventilschieber 320 in Pfeilrichtung b zu schieben; dadurch verbindet der Ventilschieber den Durchlaß mit dem Durchlaß 322 und den Durchlaß 318 mit dem Durchlaß 321. Die Kammer A₁ wird mit Umgebungsluft beschickt, während der Kammer B₁ der Einlaßunterdruck vom Einlaß P. zugeführt wird. Dementsprechend bewegt sich der Kolben 315 in der Darstellung nach rechts und der Verbindungsmechanismus 313 dreht sich im Uhrzeigersinn um den Schwenkstift 313a. Dadurch wird der kleine Kolben 306 in der Darstellung nach oben gezogen und das Volumen des Raumes 307 vergrößert. Infolgedessen wird das Totvolumen der Verbrennungskammer 304 vergrößert.

Der Verbindungsmechanismus 313 bewirkt also eine Beeinflussung des Totvolumens der Verbrennungskammer 304 bei einem

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Motor, wie er in Fig. k und 7 dargestellt ist, bei dem also ein kleiner Kolben vorgesehen ist, um eine Veränderung des Verbrennungskammer-Totvolumens für einen eingesetzten, mit der Kurbelwelle des Motors verbundenen Hauptkolben zu bewirken. Der Verbindungsmechanismus 313 ist einfach aufgebaut und kann ohne Benutzung einer Hydraulikdruckquelle betätigt werden.

Dagegen ist bei Vorliegen einer Hydraulikdruckquelle ein Hydraulikdrucksteuersystem S, wirksam zur Steuerung des Totvolumens einer Verbrennungskammer in einem Motor einsetzbar, bei dem das Volumen der Verbrennungskammer durch die Lage der Kolbenoberkante gegenüber dem Kolbenbolzen veränderbar ist (Fig. 5>A) oder durch Veränderung der einer Pleuelstange entsprechenden Einrichtung (Fig. 6) veränderbar ist.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß in der Ausführung nach Fig. 7 der Ansaugunterdruck im Einlaß P. benutzt wird, um ein Betätigungsgerät für den kleinen Kolben 306 zu steuern. Die Verwendung des Ansaugunterdrucks vereinfacht den Aufbau und ermäßigt die Herstellungskosten und ist in allen Verbrennungsmotorarten benutzbar.

Sowohl bei Fremdzündungs- wie bei Eigenzündungs-Motoren (Otto- oder Dieselmotoren) kann ein Anstieg der maximalen Leistungsabgabe und eine Verringerung von Gewicht und Größe auch bei gleichem Hub erreicht werden, wenn die der Verbrennungskammer zugeführte Ansaugluft durch einen Ladekompressor unter Druck gesetzt wird. In diesem Fall wird jedoch die Beladungswirksamkeit der Beladung so erhöht, daß sich auch das wesentliche oder effektive Kompressionsverhältnis des Motors erhöht und deswegen besteht eine höhere Neigung zu Motorklopfen. Um dieses Problem

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zu lösen, wird das Kompressionsverhältnis des Motors in Abhängigkeit von der Beladungswirksamkeit verändert, wobei diese erfaßt werden muß. Wenn beispielsweise die Ansaugluft durch einen Ladekompressor unter Druck gesetzt wird, muß das Kompressionsverhältnis verringert werden, da die Beladungswirksamkeit steigt. Dadurch ergeben sich Vorteile, die keinen Brennstoff mit höherer Oktanzahl notwendig machen. Als Ladekompressor kann ein direkt mit der Motorwelle verbundener Kompressor, ein Turbo-Lader - oder andere Arten von Ladekompressoren verwendet werden.

Wenn ein Fremdzündungs-Motor mit einem Treibstoff mit einer Oktanzahl in der Größenordnung von 87 bis 92 betrieben wird, wird das Kompressionsverhältnis des Motors zwischen 8:1 bis 9^1 eingestellt und die Beladungswirksamkeit der Beladung bei ^ollgas erreicht etwa den Wert 80 %. Es entsteht kein Motorklopfen und der thermische Wirkungsgrad des Motors ist in diesem Zustand optimal. Deshalb wird die Obergrenze des KompressionsVerhältnisses in diesem Zustand bestimmt.

Der thermische Wirkungsgrad des Motors ist, je nach Motorart, bei Leerlauf in der Nähe von 20 bis 25 % und deshalb wird die untere Grenze des Kompressionsverhältnisses des Motors im Leerlauf bestimmt. Dabei ist zu verstehen, daß der KompressionsVerhältnisbereich, der für einen Motor festgelegt wird, sich in Abhängigkeit von der dem Motor zugeführten Brennstoffart oder -eigenschaft ändert. Es kann beispielsweise das Kompressionsverhältnis um den Wert 1 oder 2 erhöht werden, wenn ein Treibstoff mit einer relativ hohen Oktanzahl verwendet wird. Falls es sich als notwendig erweist, den Motor für einen geringerwertigen Treibstoff mit einer relativ geringen Oktanzahl einzustellen, muß das Kompressions-

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verhältnis notwendigerweise entsprechend erniedrigt werden.

Bei Selbstzündungsmotoren kann das Kompressionsverhältnis auf etwa 23:1 eingestellt werden, wenn der Treibstoff mittels einer Wirbelkammer oder Vorkammer eingespritzt wird und bei direkter Brennstoffeinspritzung in die Verbrennungskammer liegt das Kompressionsverhältnis mit seiner unteren Grenze bei etwa 12:1. Wenn die Beladungswirksamkeit des Motors durch Komprimieren der Ansaugluft mit einem Beladekompressor höher wird, wird das Kompressionsverhältnis des Motors verringert, um einen übermäßigen Anstieg des Kompressionsdrucks in der Verbrennungskammer zu verhindern. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Dieselmotorausführung mit einem besseren Treibstoff-Verbrauchsverhalten und einem beträchtlich erniedrigten Geräuschpegel.

Wie aus der bisherigen Beschreibung ersichtlich, zeigt ein erfindungsgemäß ausgerüsteter Motor folgende bedeutende Vorteile:

1. Da· das Kompressionsverhältnis des Motors in Abhängigkeit von der Beladewirksamkeit des Motors gesteuert werden kann, kann der Treibstoffverbrauch des Motors im Teillastbereich fast bis zu dem Vollastbereichswert verbessert werden.

2. Der Treibstoffverbrauch im gesamten Betriebsbereich des Motors kann verbessert werden, ohne das Kompressionsverhältnis bei Maximalleistung zu hoch einzustellen. Dementsprechend sind unstabile Verbrennungsbedingungen, beispielsweise Motorklopfen und Vorzündung leichter zu verhindern, und dadurch wird der Geräuschpegel des Motors herabgesetzt und die Haltbarkeit verlängert.

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3. Da das Kompressionsverhältnis des Motors auf einen relativ niedrigen Wert herabgesetzt werden kann, wird es möglich, relativ geringwertigen Treibstoff zu verwenden und zusätzlich wird die Verschlechterung des TreibstoffVerbrauchs bei Teillastbedingungen verhindert.

l+. Der Kompressionsdruck und die Temperatur in der Verbrennungskammer sind beim Anlassen des Motors annähernd die gleichen wir beim Vollgasbetrieb. Dementsprechend kann eine stabile Verbrennung bei magerem Luft-Treibstoffgemisch auch im Leerlauf und im Niedriglastbereich erreicht werden, wodurch der Treibstoffverbrauch verbessert und die Abgabewerte giftiger Gase wie Kohlenmonoxid (CO) und/oder teilverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (WOx) vermindert werden.

5. Bei angewandten EGR-Verfahren steigt die Beladungswirksamkeit des Motors selbstverständlich mit der Menge des zugeführten EGR-Gases an. Damit bewirkt die Kompressionsverhältnissteuerung entsprechend der Erfindung in Abhängigkeit von der Beladewirksamkeit eine Steuerung des Kompressionsdrucks im oberen Totpunkt auf einen Optimalwert, wodurch das Entstehen von Motorklopfen verhindert werden kann, insbesondere im Vergleich zu anderen Kompressionsverhältnis-Steuersystemen, die eine Veränderung des Kompressionsverhältnisses in Abhängigkeit der Motorbelastung erreichen.

Es muß besonders darauf hingewiesen werden, daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung auf jede Art von Verbrennungsmotor anwendbar ist, beispielsweise auf Fremd-'wie auf Selbstzündungsmotoren, in Viertakt- und in Zweitakt-Bauweise, ob es ' sich nun um Linearhub-Motoren oder Rotationskolbenmotoren handelt.

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Es wird also das Totvolumen einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors in der gleichen Winkelstellung der Kur- \ belwelle verändert,indem die Lage eines kleinen, hin- und
herbeweglich in einem kleinen in dem Zylinderkopf ausgebildeten Zylinder eingesetzten Kolbens verändert wird, wobei der kleine Zylinder mit dem betreffenden Motorzylinder in Verbindung steht. Die Lage des kleinen Kolbens wird durch einen Verbindungsmechanismus in Abhängigkeit von der Bewegung der Drosselplatte beeinflußt, die die Ansaugluftmenge für die Verbrennungskammer regelt. Alternativ dazu ist mit einer Hydraulik-Hilfssteuerung die Lage der Oberkante des
Hauptkolbens in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung regelbar.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (8, 109, 206, 306) vorgesehen ist, die, wenn sie betätigt wird, das Volumen der Verbrennungskammer bei gleichem Kurbelwinkel verändert, daß eine Einrichtung (25, 147-159, 324) zur Erfassung der Beladewirksamkeit einer in die Verbrennungskammer eingeführten Beladung vorgesehen ist und daß eine Einrichtung (12, S, , 315-325) zur gesteuerten Betätigung der Volumenveränderungseinrichtung in Abhängigkeit von der durch die Erfassungseinrichtung erfaßten Beladungswirksamkeit vorgesehen ist«

2. Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einem Motorzylinder, dadurch gekennzeichnet^ daß ein in dem Zylinder (1a, 101a, 201a, 301a) hin-und herbeweglich eingesetzter Kolben (2, 108, 202, 302) vorgesehen ist, um eine Verbrennungskammer (4? 107, 204* 304) zwischen der Oberkante des Kolbens (2, 108, 202, 302) und einem Zylinderkopf (3, 102, 203, 303) zu bestimmen, daß

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eine Einrichtung (8, 109, 206, 306) vorgesehen ist, die das Totvolumen der Verbrennungskammer im Betätigungsfall verändert, daß eine Einrichtung (25, 1^-7-159, 32Zf) zur Erfassung der Beladungswirksamkeit einer in die Verbrennungskammer eingeführten Ladung vorgesehen ist und daß eine Einrichtung (12, S, , 315-32-7) zur gesteuerten Betätigung der Veränderungseinrichtung in Abhängigkeit von der durch die Erfassungseinri6htung erfaßten Beladungswirksamkeit vorgesehen ist.

Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung eine in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad einer in einem Einlaß (P.) drehbar eingesetzten Drosselplatte (6b, 10Zf) bewegliche Einrichtung (25, 1^7-159) einschließt, wobei die Ansaugluft durch den Einlaß (P. ) :
mer (4, 107, 20Zf) eingeführt ist.

Ansaugluft durch den Einlaß (P.) in die Verbrennungskam-

Zf. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungseinrichtung einen kleinen, gleitbar in einem in dem Zylinderkopf (3, 303) ausgebildeten kleinen Zylinder (7, 305) eingesetzten Kolben (8, 306) umfaßt, dessen Abschlußfläche einen Raum (S, 307) in dem kleinen Zylinder bestimmt, der Teil der Verbrennungskammer ist und daß der kleine Kolben einen kleineren Durchmesser als der in dem Motorzylinder eingesetzte Kolben aufweist.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch if» dadurch gekennzeichnet, daß die BetatigμngΞeinrichtung eine mechanisch mit der Bewegungseinrichtung verbundene und in Abhängigkeit von der Bewegung der Bewegungseinrichtung drehbare Nockenscheibe (12) umfaßt, daß ein allgemein zylindrisches Element (10) gleitbar in dem kleinen Zylinder (7) eingesetzt

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ist und eine mit der Nockenfläche (12a) der Nockenscheibe (12) in Berührung bringbare flache Oberfläche besitzt, daß das zylindrische Element (10) mechanisch mit dem kleinen Kolben (8) verbunden ist und daß eine Feder (11) zum Vorspannen des zylindrischen Elementes vorgesehen ist, um den kleinen Kolben in der Richtung zur Verringerung des Raumes (S) zu bewegen.

Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung einen Verbindungsmechanismus (25, 26, 27) zur mechanischen Verbindung einer Drosselwelle (28)» an de,r die Drosselplatte (6b) fest angebracht ist, mit einer drehbaren Nockenwelle (13) 'umfaßt, an der die Nockenscheibe befestigt ist.

Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungseinrichtung einen zylindrischen,gleitbar in dem Motorzylinder (101a) eingesetzten und darin eine Hohlbohrung (B) bildenden Kolbenmantel (108) und eine zylindrische, gleitbar in der Bohrung (B) des Kolbenmantels (108a) angeordnete Kolbenführung (109) umfaßt, daß die Kolbenführung (107) eine Kammer (11^) mit veränderlichem Volumen in der Bohrung (B) des Kolbenmantels (108a) bestimmt, daß die Kammer (11if) mit veränderlichem Volumen mit einem Hydraulikfluid angefüllt ist, daß eine Feder (112) zum Vorspannen der Kolbenführung (109) in Richtung zur Verringerung des Volumens der Kammer (11Jf) mit veränderlichem Volumen vorgesehen ist und daß der Kolbenmantel (108a) und die Kolbenführung (109) den in dem Motorzylinder (101a) eingesetzten Kolben bilden.

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8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Zuführeinrichtung (S, ) für unter Druck stehendes Hydraulikfluid in die Kammer (11 ^) mit veränderlichem Volumen einschließt, daß der Druck des Hydraulik-Fluids in Abhängigkeit von der Bewegung der Bewegungseinrichtung veränderbar ist und daß eine Einrichtung zur Bestimmung eines ersten Fluiddurchlasses (115, 116, 119, 120, 121, 122, 12Zf, 125, 127a, 128, 129, 130) vorgesehen ist, wobei der Durchlaß eine Fluidverbindung zwischen der Hydraulikfluidversorgung und der Kammer (11^-) mit veränderlichem Volumen bildet.

9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluiddurchlaß (115-125) in Verbindung mit der Kammer (111+) mit veränderlichem Volumen in einem in der Kolbenführung (109) aufgenommenen Kolbenbolzen (110), in einer an einem Ende mit dem Kolbenbolzen (110) verbundenen Pleuelstange (111) und einer Kurbelwelle (126) ausgebildet ist, wobei das andere Ende der Pleuelstange (111) an der Kurbelwelle (126) angebracht ist.

10. Verbrennungsmotor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikfluid-Versorgungseinrichtung eine Pumpe (1^0) zur Unterdrucksetzung des Hydraulikfluids, eine einen zweiten Fluiddurchlaß (128, 129, 130, 1if3) bildende Einrichtung zur Verbindung der Pumpe (UfO) mit dem ersten Fluiddurchlaß (115-125), ein in dem zweiten Durchlaß zur Regulierung des von der Pumpe gelieferten Fluids eingesetztes Druckregelventil (1^2) und ein in dem zweiten Fluiddurchlaß in Strömungsrichtung hinter dem Druckregelventil eingesetztes Rückschlagventil (1if3a)» einen ersten Hydraulikzylinder (131) mit darin zur Bildung einer ersten (A)

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und einer zweiten (B) Kammer an seinen beiden Seiten eingesetzten ersten Kolben (132) umfaßt, wobei die erste Kammer (A) mit dem zweiten Fluiddurchlaß in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil (1 43a) verbunden ist und die zweite Kammer mit Umgebungsluft in Verbindung steht, daß die Hydraulikversorgungseinrichtüng weiter einen zweiten Hydraulikzylinder (135) umfaßt, in dem ein zweiter Kolben 034) gleit bar zur Bestimmung einer dritten (A¹) und einer vierten (B¹) Kammer zu beiden Seiten des zweiten Kolbens eingesetzt ist, daß der zweite Kolben (134) mit dem ersten Kolben (132) so verbunden ist, daß das Volumen der ersten Kammer (A) bei einem Anstieg des Volumens der dritten Kammer (A¹) ansteigt und daß die Fluidversorgungseinrichtung ein Vorsteuerventil (138) zur wahlweisen Zuführung des unter Druck stehenden Fluids von der Pumpe (1ZfO) zur dritten (A¹) bzw. vierten (B¹) Kammer in Abhängigkeit von seiner Bewegung umfaßt.

11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Einrichtung einen Verbindungsmechanismus (147-158) umfaßt, der mechanisch die Drosselplatte (IO4) und das Vorsteuerventil (138) zur Bewegung des Vorsteuerventils in Abhängigkeit von der Bewegung der Drosselplatte umfaßt.

12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10,dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß das Druckregelungsventil (I42) ein mit einer zylindrischen Innenbohrung versehenes Gehäuse (142a) umfaßt, daß ein Kolben (142b) bewegbar in der Bohrung zur Teilung derselben in eine erste (C.) und eine zweite (CO Kammer eingesetzt ist, daß die erste Kammer (C.) mit dem ersten Fluiddurchlaß und die zweite Kammer (Cp) mit der Pumpe verbindbar ist, daß der Kolben einen scheibenförmigen (P-j) _und einen rohrförmigen (V₂) Abschnitt umfaßt, die

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einstückig miteinander ausgeführt sind, daß der scheibenförmige Abschnitt eine Außenumfangsfläche ausgebildet enthält, die in Gleitkontakt mit der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses (1if2a) steht und eine Durchgangs öffnung (lZf2c) zur Verbindung der ersten mit der zweiten Kammer enthält, daß der rohrförmige Abschnitt mit einer länglichen öffnung längs seiner Achse ausgebildet ist und erste und zweite Abschnitte aufweist, die sich in entgegengesetzter Richtung von dem scheibenförmigen Abschnitt weg erstrecken, daß der erste Abschnitt so angeordnet ist, daß er eine durch die Wand des Gehäuses ausgebildete,in Verbindung mit einem Fluidtank (1^1) stehende öffnung (1^2d verschließen kann, daß der zweite Abschnitt gleitbar in einem in der zweiten Kammer (C_) einstückig mit dem Gehäuse (1^2a) ausgebildeten Zylinder (1i+2e) eingesetzt ist, daß die Wand des Zylinders mit einer öffnung (1Zf2g) ausgebildet ist, durch welche die Außenseite und die Innenseite des Zylinders in Verbindung miteinander bringbar sind, daß ein Ventilteil (142h) so angeordnet ist, daß es unter Vorspannung die Öffnung im Zylinder verschließt, daß eine Feder (1if2i) zum Vorspannen des Ventilteils (1/f2h) vorgesehen ist lind daß eine mechanisch mit dem zweiten, gleitbar in dem zweiten Hydraulikzylinder eingesetzten Kolben mechanisch verbundenes Bewegungsstangenelement (1^2j) vorgesehen ist, welches mit der Feder (1Zf2i) verbunden ist.

13.Verbrennungsmotor nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungseinrichtung eine Einrichtung (206) zur Veränderung des Abstandes zwischen einer Kurbelwelle und einem in dem in dem Motorzylinder eingesetzten Kolben angeordneten Kolbenbolzen ist.

if. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsveränderungseinrichtung

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einen einstückig mit einem drehbar an einer Kurbelwelle angebrachten Element ausgeführten Pleuelstangenzylinder (209) und eine sich gerade erstreckende Pleuelstange (207) umfaßt, die an einem Ende mit dem Kolbenbolzen verbunden ist, während das andere Ende der geraden Pleuelstange- einen gleitbar in dem Pleuelstangenzylinder eingesetzten kleinen Kolben (207a) ausgebildet enthält, daß der kleine Kolben (207a) eine Kammer (209) mit veränderbarem Volumen in dem Pleuelstangenzylinder bestimmt und daß in .dem.. Pleuelstangenzylinder eine den kleinen Kolbe_n_^, in Richtung zur Abnahme des Volumens der Kammer mit veränderlichem Volumen drängende Feder (211) vorgesehen ist.

15· Verbrennungsmotor nach Anspruch 1Zf, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Zuführeinrichtung (S, ) zur Zuführung von unter Druck stehendem Hydraulikfluid in die Kammer mit veränderlichem Volumen einschließt, wobei der Druck des Hydraulikfluids in Abhängigkeit von der Bewegung der beweglichen Einrichtung veränderbar ist.

16. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung eine Einrichtung (32Jf) zur Bestimmung der Beladewirksamkeit durch Erfassung der Menge des in die Verbrennungskammer gelangenden Fluids und zur Erfassung eines Motorbetriebsparameters umfaßt.

17. Verbrennungsmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungseinrichtung einen in dem Zylinderkopf (303) ausgebildeten kleinen Zylinder (305) umfaßt, in den ein kleiner Kolben (306) eingesetzt ist, daß die Abschlußkante des kleinen Kolbens einen Raum (307) in dem kleinen Zylinder (305) bestimmt, der einen Teil der Verbrennungskammer bildet und daß der kleine Kolben (306) einen

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kleineren Durchmesser als der Motorzylinder (302) aufweist.

18. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen in einem Hydraulikzylinder zur Unterteilung des Innenraumes des Zylinders in eine erste (A-) und eine zweite (B,) Kammer gleitbar eingesetzten Hydraulikkolben (315) aufweist, daß die erste (A₁) und die zweite (B,) Kammer mit einem in einem Einlaß (P.) herrschenden Einlaßdruck bringbar sind, wobei durch den Einlaß die Ansaugluft in die Verbrennungskammer eingeführt wird, um die erste (A..) und die zweite (B,) Kammer wahlweise mit Ansaugunterdruck aus dem Einlaß (P.) zu versorgen, daß ein Verbindungs-Mechanismus (313) zur Verbindung des hydraulischen Kolbens mit dem kleinen Kolben vorgesehen ist, derart, daß das Volumen des Raumes (307) in dem kleinen Zylinder (305) mit der Bewegung des Hydraulikkolbens (315) verändert wird, daß ein Vorsteuerventil (32O) zur Einführung des Ansaugunterdrucks von dem Einlaß bei Betätigung wahlweise in die erste (A.) oder in die zweite (B-) Kammer des Hydraulikzylinders vorgesehen ist, und daß ein Steuerventil-Betätigungselement (32.7) zum Bewegen des Steuerventils in Abhängigkeit von den Signalen der Erfassungseinrichtung vorgesehen ist.

19· Verbrennungsmotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung einen Luftdurchflußsensor (310) zum Erfassen der Strömungsmenge des in die Verbrennungskammer eingeleiteten Fluids, einen Motorgeschwindigkeitssensor (325) zum Erfassen der Motorgeschwindigkeit (-Umdrehungszahl) einen EGR-Gasstromsensor (312) zum Erfassen der Strömungsmenge des durch einen eine Verbindung zwischen dem Einlaß und einen Abgas-Auslaß, durch den Abgas von der Verbrennungskammer aus dieser ausgelassen wird, schaffenden EGR-Durchlaß (311) hindurchtretenden EGR-

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Gasstromes, und eine Steuerschaltung (32^) zur Bestimmung der BeladungsWirksamkeit in Übereinstimmung mit den Informationssignalen von dem Luftstromsensor, dem Motorgeschwindigkeitssensor und dem EGR-Gasstromsensor umfaßt, um die Steuersignale zum Betrieb des Vorsteuerventil-Betätigungselementes zu schaffen«

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