DE3410548A1

DE3410548A1 - Hubkolben-verbrennungs-motor

Info

Publication number: DE3410548A1
Application number: DE3410548A
Authority: DE
Inventors: Günther 7505 Ettlingen Zschernitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1985-09-26

Description

Günther Zscher-iitz, 7505 Ettlingen, Karlstr. 13'

Hubkolben - Verbrennungsmotor.

Die Erfindunp bezieht sich auf einen Motor üblicher

Bauart, bei dem bekannte Bauteile in einer anderen Xonstella tion zusamnend wirkend zusätzliche Energien freimachen.

Energie gewinnen, gleichzeitig Kraftstoff sjaren und bessere Emissionswerte zu erzielen, sind nur durch eine andere und neue Konstruktion der Motoren möglich. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dad. gelöst, daß die Zylinder mit Kolben und Pleul eine andere Konstellation zur Kurbelwelle zugewiesen bekommen. Bisher stehen die Zylinder genau zentrisch ( mit kleinen Abweichungen) über der Kurbelwellenmitte, sodaß Zylinder, Pleul und Kurbelzapfen in Totpunktstellung eine Gerade bilden. Bedingt durch diese Anordnung der Aggregate, gibt der Kolben bei 70-40 Grad vor U.T. fast keine Energie mehr an die Kurbel weiter*

Bei vorliegendem ^hrfindungsgegenstand sind z.B. Zylinder, Kolben und Pleul um den 1/2 Kolbendurchmesser seitlich von der Kurbelwellenmitte versetzt angeordnet, die Kurbelwelle behält ihren zentrischen Platz. Dieses gepenseitige Versetzen von Kurbel und Zylinder bedingt, daß die Pleulstangen natürlich auch andere Formen bekommen müssen, und zwar am Pleulfuss auch um das gleiche Mass versetzt angeordnet.

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Dieses seitliche Versetzen der Aggregate hat zur Foldje, da ß Kurbelzapfen mit dazu gehörigem Pleuel und J<olben.zu verschiedenen Zeiten den O.T. sowie den IUT. erreichen. Der Kurbelzapfen erreicht bei diesem angeführten Beispiel den O.T. und U.T. um 15 Grad früher als den Kolben. Würde z.B. die Zündung 30 Grad vor O.T_e beim bisherigen Motor erfolgen, so muß der Kolben 30 Grad lang den Verbrennungsdruck überwinden.bevor erden 0.T. erreicht hat.

Erfindungsgemäß erreicht der Kurbelzapfen den O.T. 15 Grad früher wie der Kolben, die Zündung würde also bei 15 Grad vor O.T. erfolgen. Wenn der Kolben O.T. erreicht, ist der Kurbelzapfen schon 15 Grad auf dem Weg zum U.T..- Der Kolben wird" also 15 Grad weniger den Verbrennungsdruck überwinden müssen und dabei na türliche Energie sparen₄.Beim Arbeitshub wird durch den Verlauf der Kurbel eine weitaas günstigere Energie-Ausbeute erreicht als bisher wo Kolben und Kurbelzapfen gemeinsam den O.Tj» erreichen. Zugleich wird der steilere Anstellwinkel des Pleuels bei 15 Grad späterer Zündung Kraft sparen, wie auch beim ,, Arbeitshub mehr Energie abgeben.

Die Kurbel befindet sich im Augenblick da der Kolben den O.T. erreicht hat, schon 15 Grad auf dem Abwärtsweg, also eine sehr günstige Winkeleinstellung für das Pleuel um mehr Energie a uf den Kurbelza pfen zu bringen.

Im weiteren unterem Drittel des Arbeitshubes wo das bisherige Pleuel nur noch sehr wenig Energie an die Kurbel weitergeben ka nn, ist bei der neuen Form des Motors die Ausbeute auch im unterem Drittel des Arbeitshubes noch bis zum U.T. vorhandene ( Kann a m Modell bewiesen werden.)

Im U.T. ist die Kurbel schon wieder 30 Gnd nach oben in Bewegung, bevor der Kolben sich aus dem U.T. wieder nach oben bewegt. Diese 30 Grad Verzögerung kommt dem Entspannen der verbra nnten Ga se zugute, sodaß der Weg des Kolbens bis hin zum U.T. nur Vorteile mit sich bringt.

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Die Ventilzeiten werden durch die neue Konstruktion sic'ierlich auch einer Neuerung bedürfen, um alle Vorteile des Erfindungsgegenstandes nutzen zu können.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, d.-sß keinerlei schwierige oder komüfbizierte Massnehmen diesem neuen Motor die Zukunft schwer machen werden, zuviele Vorteile ergeben sich aus der neuen Konstellation bekannter Aggregate,

Wenn nur allein die Vorteile der Energiegewinnung daraus folgernd Kraftstoffersparnis und günstigere Emissionswerte in Betra cht gezogen werden, so sind sicherlich noch andere Beigaben wie neue Ventilzeiten, bessere Füllung, zu erwarten.

Beschreibung :

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorzüge des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnungen über Art und Möglichkeiten des Erfindungsgegenstandes:

Figur 1 Ein Zylinder mit Kolben, der Kolben ist mir einem abgewinkeltem Pleuel mit dem Kurbelzapfen verbunden. DerZylinder ist ca. 1/2 Kolben DMesser seitlich von der Kurbelwelle versetzt angeordnet.

Figur 2 Zylinder mit Kolben u. Pleuel, Kurbel und Kurbelzapfen, gleichzeitig den Kolben und das Pleuel eines bisherigen Motors, wobei die unterschiedlichen Bewegungsabläufe der Kolben aufgezeigt werden sollen.'

Figur 3 Bewegungsabläufe des Kolben mit Pleuel und Kurbel, wobei an 5 Beispielen die Unterschiede der Bewegung an den gleichzeitig aufgezeigten Kolbenbewegungen eines bisherigen Motors zum Vergleich aufgezeigt sind,,

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Figur 1 zeigt den Kolben Ki kurz vor Erreichen des O.T. Der Kurbelzapfen Z der Kurbel W hat den O.T. schon erreicht. Das abgewinkelte Pleuel P 1 steht senkrecht "Wie die Kurbel W zusammen mit dem Kurbelzapfen Z. Der Kolben K 1 hat im Zylinder G den O.T. noch nicht erreicht. Wenn der Kurbelzapfen Z mit Welle W sich noch 15 Grad weiter in angezeigter Drehrichtung bewegt, dann hat der Kolben K.l dem 0.T, erreicht. Die Pleuelstangenmitte ist um Abstand A vom Kurbelzapfen Z entfernt und befindet sich in Zylindermitte.

Figur 2 zeigt die Unterschiede der Bewegungsabläufe zwischen einem bisherigen Kolben K 2 mit Pleuel P 2 und dem Kolben K 1 mit Pleuel P 1. Der Kurbelzapfen Z steht 45 Grad vor O.T. . wobei der Normalkolben K 2 schon so ziemlich den Zündzeitpunkt erreicht ha t und demzufolge schon dem Verbrennungsdruck früher ausgesetzt ist als der Kolben K 1 welcher erst 15 Grad später in diese Zone kommt. Zu diese m Vorteil 15 Grad lang weniger den Explosionsdruck überwinden zu müssen, kommt noch die Tatsache zugute, daß der Anstellwinkel des Pleuels P 1 15 Grad später sich energiesparend auswirkt. In der gestrichelten Darstellung ist der Kurbelzaoen Z im O.T. gezeigt, dabei siehtman denNormalkolben K 2 genau in O.T. Stellung, während der Kolben K 1 den O.T. noch nicht erreicht nat. Wenn der Kurbelzapfen Z sich 15 Grad weiter gedreht hat und der Normalkolben K 2 sich schon nach unten bewegt, da nn hat Kolben K 1 erst den O.T. erreicht«

£iqur 3 zeigt 5 verschiedene Bewegungsvergleiche zwischen einem Normalkolben K 2 und dem Kolben K 1 des Erfindungsgegenstandes. Abb. A zeigt den Kolben K!l in O.T. Stellung und zwar nachdem

Kurbelz$)fen Z den O.T. um 15 Grad überschritten hat. Während Nonnalkolben K 2 im O.T. senkrecht seine Energie auf den Kurbelzaofen überträgt, kann der Kolben K 1 seine Energie auf ^inen sich schon in Abwärtsbewegung befindlichen Kurbelzaofen "bert ranen.

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Die Vorteile dieses Bewegungsablaufes sind verschiedener Art, weniger Energieaufwand beim Kofirp-rimiexen, längerer Aufenthalt des Kolbens im O.T. = 5 Grad, daher gute Verbrennung und weiter eine vorteilhafte Hebelstellung des Pleuels,da Kurbelzapfen schon auf 15 Grad nach O.T. steht.

Abb. B zeigt im Vergleich daß Kolben K 1 z.B. bei 90 Grad in Abwärtsbewegung sich langsamer bewegt als der Normalkolben K 2, die Verbrennung sich folglich weniger Explosionsartig vollzieht wie bei K 2.

Wie in Abb. C ersichtlich, setzt sich diese langsamere Verbrennung bis zum U.T. fort.

Abb. E zeigt, daß beide Kolben Kl und K 2 sich im ö.T. dann auf gleicher Höhe befinden, K 1 hat K 2 eingeholt. Abb. D zeigt den weiteren Ablauf nach Erreichen des U.T. beider Kolben K 1 und K 2. Kolben K 2 bewegt sich wieder nach oben, während Kolben K 1 den U.T, noch nicht erreicht hat und erst nach 20 Grad weiter den U.T. erreicht. Weitere 10 Grad bleibt Kolben K 1 in Ruhestellung, und erst nach insgesamt 30 Grad nach U.T. bewegt sich K 1 wieder nach oben. Diese 30 Grad Ruhestellung kommen natürlich der Entspannung der verbrannten Gase zugute, denn es »ergehen 60 Grad Bewegung des Kolbens K 1, bis er die Stellung des Kolbens K 2 , welche dieser bei U.T. des Kolbens K 1 hatte, erreicht. Auch für das Verbrennen des Gemisches, ist dieser Beharrungszustand von Vorteil, da weniger unverbrannte Gase ausgestossen werden. Aber ebenso kommt dieses Verharren des Kolbens K 1 a uch dem Takt des Ansaugens zugute¹. Das einströmende Gasgemisch kann den Zylinder weitaus besser füllen, wenn der Kolben K 1 in Ruhestellung verharrt, als wenn wie der Normalkolben K 2 sofort nach Erreichen des U.T. wieder nach oben geht. Alle diese Vergleiche zeigendie Vorteile des Erfindungsgegenstandes gegenüber einem heute gebräulichem Motors auf.

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Claims

Patentansprüche

(1· ; Hubkolben-Verbrennungs-Motor, da durch gekennzeichnet, da ß Zylinder G, Kolben K 1 und .Eleuel Pl von der Kurbelwellenmitte W aus seitlich versetzt angeordnet sind, wobei das Pleuel P 1 dem Grad der seitlichen Versetzung des Zylinders G zufolge, abgewinkelt mit dem Kolben K verbunden ist, und daß durch· diese versetzte Anordnung der verschiedenen Aggregate, sowie der Form des Pleuels P 1, Kolben K 1 und Kurbelzapfen Z den O.T. sowie den U.T. nicht gleichzeitig erreichen.
2. nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der seitlichen Versetzung des Zylinders G, wie des Pleuels P 1 , variabel ist, wobei auch die.Versetzung zwischen dem einzelnen Aggregaten je nach Leistungsforderung verschieden sein kann.

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