DE2911888A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine

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DE2911888A1
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DE
Germany
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piston
internal combustion
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combustion engine
cylinder
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DE19792911888
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Takeo Fukui
Shoichiro Irimajiri
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weicxmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
DiPi.-Inc. EAT^iaifANv, Dipl.-Chem. B. Huber
8000 MÜNCHEN 86, DEN «- · r
POSTFACH 860 820 ' ' · r%
MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22
HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
27-8, 6-chome, Jingumae, Shibuya-ku
Tokyo ISO / Japan
Brennkraftmas ohine
909843/0667
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, die sich für hohe Leistungsabgabe bei hoher Drehzahl eignet. Um die Leistungsabgabe pro Hubraumeinheit zu verbessern, wurde bereits vorgeschlagen, die maximale Drehzahl zu erhöhen. .. Hierbei treten jedoch gewisse Nachteile auf. Zunächst fällt im Bereich hoher Drehzahlen mit steigender Drehzahl der volumetrische Wirkungsgrad ab. Um die Drehzahl unter Beibehaltung eines vorbestimmten Wertes des volumetrischen Wirkungsgrades zu erhöhen, muß der Zylinder mit einer Fr.ischluftmenge versorgt werden, die proportional der Maschinendrehzahl ist. Es ist jedoch bekannt, daß die Luftgeschwindigkeit nicht mehr zunimmt, wenn sie etwa 0,5 Mach erreicht hat, weshalb der volumetrische.Wirkungsgrad dann abfällt. Um höhere volumetrische Wirkungsgrade zu erzielen, muß deshalb der effektive Öffnungsquerschnitt der Ansaugventile vergrößert werden. Der effektive Querschnitt wird durch Paktoren wie Umfang, Anzahl der Ansaugventile und Hub der Ansaugventile begrenzt.
Eine weitere Schwierigkeit, die mit zunehmender Drehzahl auftritt, besteht in einer Unzuverlässigkeit des Ventilsteuermechanismus. Wenn die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Bereich überschreitet, können Sprungbewegungen und Schwingungsbewegungen der Ventile sowie weitere außergewöhnliche Effekte auftreten. Die kritische Drehzahl, bei der solche Erscheinungen auftreten, 1st allgemein proportional der Quadratwurzel der Ventilfederkraft und umgekehrt proportional der Quadratwurzel der geringsten Ventilbeschleunigung. Die maximale Drehzahl ist somit durch diese Paktoren begrenzt.
Ferner wird die obere Grenze der Maschinendrehzahl relativ früh erreicht, da die Massenträgheit des Kolbens und anderer
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rait ihm bewegter Teile, beispielsweise der Kolbenstange, proportional dem Quadrat der Drehzahl ist. Die mechanischen Verluste steigen im Bereich hoher Drehzahlen abrupt an.
Um diese Probleme im Bereich hoher Maschinendrehzahlen zu vermeiden, wurden bereits Kurzhubmaschinen entwickelt. Es gibt jedoch einen kritischen Bereich der kürzeren Hubbewegungen, für den ein effektives Kompressionsverhältnis und eine Brennkammerform für einen vorgegebenen Hubraum beizubehalten sind. Ein weiterer Vorschlag zur Verbesserung der Leistungsabgabe bestand in einer Erhöhung des Verbrennungswirkungsgrades, die durch Erhöhung des Kompressionsverhältnisses erreicht wird. Ein zu hohes Kompressionsverhältnis erzeugt jedoch Frühzündung oder Klopfen. Bekannte Eigenschaften des Kraftstoffs, der Brennkammerform und des Zündzeitpunktes ermöglichen jedoch nur geringe Leistungserhöhungen, so daß hier mit einer wesentlichen Verbesserung nicht zu rechnen ist. Auch Entwicklungen mit Kurzhubprinzip und höherem Kompressionsverhältnis führten zu keiner wesentlichen Leistungsverbesserung.
In einer gleichzeitig mit dieser eingereichten weiteren Anmeldung (Anwaltsakte 154/102) wird eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Kolben vorgeschlagen, der einen länglichen Querschnitt hat und in einem entsprechend ausgebildeten Zylinder geführt ist. Diese Anordnung ermöglicht eine Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades, wodurch wiederum die Leistungsabgabe der bisher üblichen Viertakt-Otto-Maschinen verbessert wird.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit der Verwendung mehrerer Pleuelstangen zwischen dem jeweiligen Kolben mit länglichem. Querschnitt und der Kurbelwelle, mit denen der Kolben gegen unerwünschte Kippbewegungen gesichert werden
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kann. Würde nur eine einzige Pleuelstange zwischen Kolben und Kurbelwelle verwendet, so könnte der Kolben eine schwingungsartige Schlagbewegung durchführen, wodurch die mechanischen Verluste unerwünscht erhöht würden.
Bei Kolben-Brennkraftmaschinen erfährt der Kolben allgemein eine sich ändernde Kraftwirkung in Antriebsrichtung an seiner Seitenwand während der Hin- und Herbewegung. Hat der Kolben einen länglichen Querschnitt, der beispielsweise elliptisch ist, und ist eine einzelne Pleuelstange in der Mitte des Kolbens angeschlossen, so wird ein großes Biegemoment entwickelt, das den Kolben neigen kann. Dadurch entsteht ein unerwünschter Gleitwiderstand zwischen Kolben und Zylinderwand.
Um dieses Problem zu beseitigen, ist eine Brennkraftmaschine erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mindestens einen Kolben mit länglichem Querschnitt, der in einem entsprechend ausgebildeten Zylinder geführt ist und durch mehrere, zwischen dem Kolben und der Kurbelwelle vorgesehene Pleuelstangen, die in Richtung parallel zur Längsachse der Kurbelwelle mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen teilweise gebrochenen Längsschnitt der
wichtigsten Teile einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung und
Fig. 2 den Schnitt 2-2 aus Fig. 1.
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Die in den Figuren gezeigte Brennkraftmaschine 10 hat einen Maschinenkörper 11, der vier zueinander parallele und aufrechtstehende Zylinder 12 aufweist. Ein Kolben 13 ist in jedem Zylinder 12 geführt, jedoch sind die aneinandergleitenden ■ Flächen von Kolben und Zylinder nicht kreisförmig zylindrisch. Stattdessen hat jeder Kolben und jeder Zylinder einen in Richtung parallel zur Längsachse der Kurbelwelle 14 länglichen Querschnitt. Die Kurbelwelle 14 besteht aus mehreren Teilen, die miteinander verbunden sind, so daß sie ein einheitliches Element bilden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, hat jeder Zylinder 12 einen länglichen Querschnitt. Die größere Abmessung dieses Querschnitts liegt dabei rechtwinklig zur kleineren Abmessung. Der Zylinder 12 hat vorzugsweise gekrümmte Seiten 15, die jeweils einen teilkreisförmigen Querschnitt haben. Diese gekrümmten Seiten sind durch Seitenflächen 16 miteinander verbunden, die vorzugsweise zueinander parallele Ebenen bilden. Die Seitenflächen 16 können jedoch auch gewölbt sein, um die seitliche Abmessung des Zylinders zu vergrößern. Dies bedeutet, daß der Querschnitt des Zylinders auch elliptisch sein kann. Unter der Bezeichnung "länglich" soll jede somit mögliche, von der kreisrunden Querschnittsform abweichende Form verstanden werden. Jeder Zylinder 12 ist symmetrisch zu einer Ebene, die durch seine längste Querschnittsabmessung geführt ist.
Zwei Pleuelstangen 17 verbinden jeden Kolben 13 mit einem Pleuellager 18 auf der Kurbelwelle 14. Jede Pleuelstange 17 ist an einem Kolbenbolzen 19 im Kolben 13 befestigt. Der Kolbenbolzen 19 liegt in Richtung parallel zur Längsachse der Kurbelwelle 14. Der Kolben 13 hat Endlager 21 und 22 sowie ein mittleres Lager 23, die aufeinander ausgerichtet sind
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und den Kolbenbolzen 19 lagern. Die oberen Enden 25 der Pleuelstangen 17 sind jeweils auf einem Abschnitt des Kolbenbolzens 19 zwischen dem mittleren Lager 23 und einem der Endlager 21 und 22 angeordnet. Kolbenringe 27 dichten jeden Kolben 13 gegenüber seinem Zylinder 12 ab. Die Kurbelwelle 14 ist in dem Maschinenkörper 11 auf mehreren axial zueinander beabstandeten Lagern 28 gelagert.
In den Figuren sind nur zwei Pleuelstangen für jeden Kolben dargestellt. Es können jedoch auch mehr Pleuelstangen vorgesehen sein, um den jeweiligen Kolben mit länglichem Querschnitt mit der Kurbelwelle 14 zu verbinden. Die Pleuelstangen sind gleichartig ausgebildet.
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Claims (4)

  1. Patentansprüche
    ( 1.1 Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch mindestens einen Kolben (13) mit länglichem Querschnitt, der in einem entsprechend ausgebildeten Zylinder (12) geführt ist, und durch mehrere, für jeden Kolben (13) vorgesehene, ihn mit einer Kurbelwelle (14) verbindende Pleuelstangen (17), die mit gegenseitigem Abstand in Richtung parallel zur Längsachse der Kurbelwelle (14) angeordnet sind.
  2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) und der Zylinder (12) einen Querschnitt mit zwei Seitenteilen (15) haben, die jeweils teilkreisförmig ausgebildet sind.
  3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Pleuelstangen (17) vorgesehen sind, die gleichartig ausgebildet sind.
  4. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Kolbenbolzen (19) in zwei Endlagern (21, 22) und einem mittleren Lager (23) im Kolben (13) gelagert ist und daß die jeweilige Pleuelstange (17) zwischen jeweils einem Endlager (21, 22) und dem mittleren Lager (23) mit dem Kolbenbolzen (19) verbunden ist.
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DE19792911888 1978-03-28 1979-03-26 Brennkraftmaschine Pending DE2911888A1 (de)

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JP3484278A JPS54129206A (en) 1978-03-28 1978-03-28 Internal combustion engine
JP1978040106U JPS5856452Y2 (ja) 1978-03-30 1978-03-30 往復機関のコンロツド装置

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DE2911888A1 true DE2911888A1 (de) 1979-10-25

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ID=26373704

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792911888 Pending DE2911888A1 (de) 1978-03-28 1979-03-26 Brennkraftmaschine

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FR (1) FR2421311A1 (de)
GB (1) GB2027795A (de)

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GB2027795A (en) 1980-02-27
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