DE3517788A1

DE3517788A1 - Verbrennungsmotor mit ausgestaltung von brennkammer und/oder kurbelwelle

Info

Publication number: DE3517788A1
Application number: DE19853517788
Authority: DE
Inventors: Peter Harald Dipl.-Ing. Lauer (FH), 8770 Lohr
Original assignee: LAUER PETER HARALD DIPL ING FH
Current assignee: LAUER PETER HARALD DIPL ING FH
Priority date: 1985-05-17
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1986-11-20

Description

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Verbrennungsmotor mit Ausgestaltung von Brennkammer und/oder Kurbelwelle

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit Fremdzündung bestehend aus mehreren Zylindern, je einem darin verschiebbaren Kolben, eine den Zündpunkt bestimmenden Zündkerze und einem oder mehreren Ein- und Auslaßventilen. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf die spezielle Ausgestaltung der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit Hubkolben.

Verbrennungsmotoren sind im Stande der Technik in den unterschiedlichsten Ausführungen allgemein bekannt. In ihrem grundsätzlichem Aufbau bestehen sie aus mehreren Zylindern, in denen jeweils ein Kolben verschiebbar ist und die mit ein oder mehreren Ein- und Auslaßventilen ausgerüstet sind. Der Brennraum wird gebildet von den Wandungen des Zylinders sowie dem Boden des Kolbens, der eben oder gewölbt sowie Vertiefungen zur besseren Verwirbelung bzw. Brenndauerbeeinflussung des Kraftstoffgemisches und eventuell Aussparung für die Ventile aufweisen kann. Bei Motoren mit Fremdzündung geht die Flammfront von dem durch die Zündkerze definierten Zünd punkt aus und pflanzt sich mit hoher Geschwindigkeit durch das Kraftstoffvolumen fort, wobei die am weitesten entfernt liegenden Punkte des Raumes zuletzt erfaßt werden. Die Brenndauer

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ist im Vergleich zu der für die Abwärtsbewegung ; des Kolbens zur Verfügung stehenden Zeit relativ \ gering und beträgt bei maximaler Drehzahl etwa ein Drittel bis ein Viertel. Die Folge hiervon ist daß im Inneren des Zylinders kurz nach Zündung und Überschreiten des oberen Totpunktes im Zeitpunkt der Beendigung der Verbrennung ein sehr hoher Druck und hohe Temperaturen herrschen, die sehr rasch, d. h.

nach einem vergleichsweise kleinem Drehwinkel der Kurbelwelle, absinken. Durch die kurzzeitig hohe kräftemäßige Beaufschlagung des Kolbens ergibt sich in nachteiliger Weise ein verhältnismäßig unruhiger Lauf des Motors durch die hohe Spitzentemperatur und geringe Kraftstoffdurchmischung beim Verbrennungsvorgang eine relativ hohe Schadstoffemission und unvollkommene Verbrennung. Bei den aus dem Stande der Technik allgemein bekannten Verbrennungsmotoren sind zum Ausgleich der rotierenden und/oder oszillierenden Massen entweder feste Gegengewichte an den Kurbelwangen oder zusätzlich angetriebene Wellen mit Exzenterscheiben an den Kurbelwellen der Motore angebracht. Als nachteilig ist anzusehen, daß bei Verwendung von Gegengewichten nur ein relativ unvollkommener Ausgleich der oszillierenden Massen erreichbar wird, während die zusätzlichen Wellen mit Exzenter dieses Ziel des ruhigen Laufes zwar realisieren, dafür jedoch wesentlich teurer sind und eine größere Bauweise mit Gewichtserhöhung bedingen.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Verbesserung von Verbrennungsmotoren dahingehend zur Aufgabe gemacht, daß ein ruhigerer Motorlauf erreichbar wird.

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Als Lösung wird bei einem Verbrennungsmotor mit Fremdzündung vorgeschlagen, daß im Bereich des Kolbens und/oder des Zylinders zusätzliche Kammern so angeordnet sind, daß der vom Zündpunkt ausgehende Flammenweg verlängert wird. Im erfindungsgemäßen Fall addiert sich das gesamte Volumen der Brennkammer aus dem bisherigen, von Zylinder und Kolben eingeschlossenen Raum zu den erfindungs-•*-0 gemäß zusätzlich angebrachten Kammern. Die räumliche Anordnung dieser Kammern erfolgt dabei so, daß der Flammenweg verlängert wird, woraus sich ergibt, daß diese Kammern entweder im Boden des Kolbens oder aber in den Zylinderwandungen so angebracht sind, daß auch bei maximaler Kompression, also bei im oberen Totpunkt befindlichem Kolben, diese Kammer nach wie vor mit dem Raum zwischen Kolbenboden und Zylinder in Verbindung stehen muß.

Durch die Verlängerung des Flammenweges erreicht man, daß bis zur vollständigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches eine längere Zeitdauer als beim Stande der Technik erforderlich ist. Das hat zur Folge, daß sich der Druck in den Verbrennungskammern des Motors langsamer aufbaut und seinen Maximalwert zu einem späteren Zeitpunkt, dann also, wenn die Kurbelwelle einen größeren Drehwinkel als bisher zurückgelegt hat, annimmt. Darüber hinaus liegt die höchste Druckspitze auf einem niedrigerem Niveau, aber dafür erstrecken sich die Bereiche höheren Druckes über einen größeren Drehwinkelbereich der Kurbelwelle, was einen ruhigeren Lauf des Motors insgesamt zur Folge hat. Gleichzeitig wird in vorteilhafter Weise erreich-

° bar, daß bei größtem wirksamen Hebelarm, das ist die 270-Grad-Stellung der Kurbelwelle, immer noch

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ein nennenswerter Druck vom Kolben ausgeübt wird, so daß man einen wesentlich besseren, optimalen Drehmomentverlauf sowie eine Verbesserung des Rundlaufes erreichen kann. Damit reduzieren sich die Anforderungen an den Massenausgleich der Kurbelwelle sowie an die Absenkung des Geräuschpegels durch die weniger heftig verlaufenden Verbrennungsvorgänge. Die Erniedrigung der Druckspitze hat zur Folge, daß wesentlich geringere mechanische und thermische Belastungen für die Zylinder, den Kolben, die Kolbendichtringe, die Ventile und Zündkerzen sowie die Schubstange mit Bolzen und Kurbelwelle einschließlich Lagerung auftreten. Deren Dimensionierung ist dann schwächer auszulegen, wodurch der Einsatz billigerer Werkstoffe und damit eine Verringerung des Gewichtes sowie der Herstellungskosten möglich wird. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, daß bei Vergrößerung der Fläche der Flammfront mit fortschreitender Verbrennung der noch unverbrannte Gemischrest durch Verdrängung eine Verdichtung erfährt und dadurch dessen Temperatur adiabatisch gesteigert wird. Für den Fall, daß der noch unverbrannte Gemischrest dann bis auf Zündtemperatur erhitzt wird, tritt Selbstzündung ein, wodurch sich unerwünscht hohe Druckspitzen ergeben, die sich in "Klopfen" des Motors äußern. Prinzipiell gilt, daß das maximale Verdichtungsverhältnis bei gegebenem Kraftstoff und bestimmtem Betriebszustand sowie Motorgestaltung durch die klopfende Verbrennung begrenzt ist, bei der die Leistung absinkt und Überlastungen und Überhitzungen auftreten. Da durch die erfindungsgemäße Formung der Brennkammer ein Absenken des maximalen Druckes und demzufolge auch der maximalen Temperatur vorgenommen wird, erhöht sich die Klopffestigkeit,

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weshalb Benzin mit geringerem Bleigehalt oder sogar bleifreies Benzin bei einem gleichen oder sogar höheren Verdichtungsverhältnis eingesetzt und damit ein besserer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Eine höhere Verdichtung erlaubt den Einsatz magerer Gemische, also solcher mit höherem Luftanteil, was den thermischen Wirkungsgrad verbessert und niedrigere Spitzentemperaturen erreichen läßt. Hieraus resultiert eine wesentliche Reduzierung des Kraftstoffverbrauches. Ein weiterer, sich hieraus ergebender Vorteil ist die Verringerung schädlicher Abgaskomponenten wie Kohlenmonoxyd, Kohlenwasserstoff und Stickoxyde sowie Blei. Man erreicht dies zum einen durch ein Luftverhältnis, welches stets den für eine vollständige Verbrennung erforderlichen Sauerstoff zur Verfügung stellt und durch eine höhere Verdichtung und folglich auch einer höheren Verdichtungsendtemperatur, die eine Verbesserung der Zündfähigkeit des Gemisches bewirkt. Durch die entsprechende Realisierung des Luftverhältnisses ist sichergestellt, daß die schädlichen Abgasanteile Kohlenmonoxyd und Kohlenwaserstoffe im Brennraum zu unschädlichem Wasser und Kohlendioxyd oxydiert werden. Unterstützt wird dieser Effekt durch eine durch die Kammern verstärkte Verwirbelung während des Arbeitshubes, die dadurch erzeugt wird, daß beim Arbeitshub eine Gemischströmung von den Kammern 14 bzw. 18 in den sich vergrößernden Brennraumteil ergibt. Der Ausstoß von Blei wird dadurch unterbunden, daß bleifreies Benzin verwendet wird, welches bei der erfindungsgemäßen Gestaltung der Brennkammern eingesetzt werden kann. Schließlich wird die Entstehung von Stickoxyden dadurch verhindert, daß die Spitzentemperatur bei der Verbrennung auf Grund des größeren Luftanteiles und neuar-

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[nachgereicht}

tiger Brennraumgestaltung tiefer liegt als bei der herkömmlichen Gestaltung der Brennkammern und gleichzeitig auch niedrigere Spitzendrucke auftreten. Die neuartige Gestaltung der Brennkammer ermöglicht damit ohne zusätzliche motorexterne Maßnahmen (z. B. Katalysator, Sekundärlufteinblasung, Abgasrückführung usw.) die Reduzierung schädlicher Abgaskomponenten sowie des Kraftstoffverbrauches.

Schließlich ist noch als Vorteil anzusehen, daß durch den ruhigeren Lauf eine Verringerung des Geräuschpegels eintritt, so daß ein billigere, leichtere und kleinere Bauweise der Motoren und insbesondere der Zylinder vorgenommen werden kann.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Brennkammer ist in günstiger Weise eine grundsätzlich Umstellung der Fertigungsabläufe nicht erforderlich.

In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen die erfindungsgemäß anzuordnenden Kammern verschließbar auszugestalten. Es besteht dann die Möglichkeit über geeignete Mittel, wie einen Schieber, den Flammenweg und auch das Verdichtungsverhältnis zu verändern und insbesondere auf die verschiedenen, momentan herrschenden Belastungen in wirtschaftlich optimaler Weise einzustellen. Da die während der Verbrennung auftretenden Gasdrucke, Temperaturen und auch die Verbrennungsgeschwindigkeiten bei niedrigen Motorleistungen ebenfalls niedriger liegen, ist ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich, bevor der Klopfpunkt erreicht wird, wobei eine höhere Verdichtung eine Verbesserung des Wirkungsgrades und damit eine noch höhere Wirtschaftlichkeit nach sich zieht.

Bei den meisten Motorenzylindern befindet sich

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die Zündkerze in der Mitte des Brennraumes. Insbesondere bei derartigen Anordnungen empfiehlt sich die erfindungsgemäße Kammer als rotationssymmetrische Nut auszubilden, die entweder im oberen Bereich des Zylinders oder aber alternativ oder zusätzlich hierzu in geringem Abstand vom oberen Kolbenrand seitlich in diesen angeformt ist, wobei die Nut mit dem Raum zwischen Kolbenboden und Zylinderwand über einen Kanal verbunden ist. Die vom Zündpunkt ausgehende Flammenfront breitet sich in allen Richtungen gleichmäßig aus und tritt dann in diese, in Kolben und Zylinder zusätzlich eingeformte Kammer in allen Richtungen gleichmäßig ein, so daß symmetrische, auf den Kolben wirkende Kräfte und Temperaturen auftreten. Die Form der Nut ist hierbei im Sinne der Erfindung weit zu fassen, so daß grundsätzlich alle Formen von Vertiefungen in Kolben und/oder Zylinder denkbar sind, sofern diese rotationssymmetrisch zur Zylindermitte verlaufen.

In einer anderen Ausführungsform sind in die Bodenoberfläche des Kolbens konzentrische und ringförmige Vertiefungen eingebracht und der Zylinder ist komplementär hierzu geformt. Durch diese Maßnahme erhält man ebenfalls eine Verlängerung des Flammenweges, so daß auch hier sichergestellt ist, daß das im Brennraum befindliche Luft-Kraftstoff-Gemisch für seine Verbrennung eine längere Zeit benötigt, so daß geringere Druckspitzen auftreten können. Auch diese Maßnahme eignet sich in besonderer Weise bei mittiger Anordnung der Zündkerze.

Eine andere, von der bisher beschriebenen völlig

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unabhängige Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe, nämlich die Erreichung eines ruhigeren Motorlaufes, wird durch die nachstehend beschriebene Erfindung angegeben. Diese Lösung kann nicht nur unabhängig sondern auch gleichzeitig mit der oben beschriebenen und die Ausbildung von Brennkammern bestimmenden verwirklicht werden. Hierzu wird von Verbrennungsmotoren an sich bekannter Bauart ausgegangen, die aus mehreren Zylindern mit je einem oder mehreren Ein- und Auslaßventilen und je einem darin verschiebbarem Hubkolben bestehen, dessen Bewegung über eine Schubstange auf die Kurbelwelle übertragen wird, wobei die Schubstange an einem Kurbelzapfen und zum Massenausgleich mehrere Kurbelwangen auf der Kurbelwelle befestigt sind, die sich im wesentlichen in der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Richtung erstrecken. Die Neuerung besteht z.B. darin, daß sich in der Kurbelwange eine Öffnung befindet, welche von der Kurbelwelle durchgriffen wird und wobei die Kurbelwange entgegen einer Rückstellkraft in die Gegenrichtung zum Kurbelzapfen verschiebbar ist. Eine ähnliche, alternativ oder gleichzeitig hierzu mögliche Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kurbelwange befindliche Öffnung außerhalb der Kurbelwelle angeordnet ist und in welche eine Ausgleichsmasse ebenfalls entgegen einer Rückstellkraft in die durch den Kurbelzapfen definierte Gegenrichtung verschoben werden kann. Durch die Beschreibung "Verschiebung in die durch den Kurbelzapfen definierte Gegenrichtung" ist eine Bewegung weg vom Kurbelzapfen gemeint. Entscheidend ist, daß die vorgeschlagenen Lösungen einen von der Kurbelwellendrehzahl abhängigen und veränderlichen Momentenausgleich ermöglicht. Hierzu ist die Funktion wie folgt: Bei Rotation der Kurbelwelle greifen an den einzelenen Massenpunkten Zentrifugal-

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kräfte an, welche diese nach außen in radialer Richtung zu bewegen trachten. Wenn sich nun innerhalb der Kurbelwange eine radial verschiebbare Ausgleichsmasse befindet, so bewegt sich diese unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft und entgegen der Rückstellkraft nach außen und zwar um so weiter, je größer die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ist. Man erhält dann einen Massenausgleich der um so größer ist, je höher die Drehzahl der Welle ist und der mit Verringerung der Drehzahl absinkt. Ist die Kurbelwange relativ zur Kurbelwelle verschieblich, so bewegt sie sich als Ganzes wiederum entgegen einer Rückstellkraft vom Kurbelzapfen weg. Bei Verringerung der Drehzahl der Kurbelwelle kehrt sie wieder in ihre Ausgangsposition zurück. Für das Verständnis der Funktion wichtig ist, daß der volle Massenausgleich für die rotierenden Massen durch die Kurbelwange selbst erfolgt, der restliche Ausgleich für die oszillierenden Massen jedoch durch die verschiebbare Ausgleichsmasse oder aber durch die Verschiebung der Masse der Kurbelwange selbst vorgenommen wird. Als Ergebnis erhält man*»einen nahezu vollkommenen Massenausgleich über den gesamten Drehzahlbereich und damit einen sehr ruhigen Lauf aller Hubkolbenmotore. Der hierfür erforderliche Raumbedarf ist im Vergleich zum Massenausgleich durch ein festes Gegengewicht nicht größer, ermöglicht jedoch einen wesentlich besseren Ausgleich. Gegenüber den bekannten Lösungen sind für einen vollständigen Ausgleich geringere Massen erforderlich, so daß eine leichtere Bauweise möglich ist, was wiederrum eine einfache und billige Herstellung erlaubt.

In speziellen Ausgestaltungen werden als Rück-

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stellkräfte für die verschiebbaren Massen Federn eingesetzt, die als Zug-, Druck-, Dreh-, Blattoder Stabfeder ausgebildet sein können. Ebenso ist deren Kennlinie grundsätzlich beliebig und entsprechend dem Anforderungsprofil wählbar.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorgeschlagenen Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem an Hand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 einen Teilschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit unterschiedlicher linker und rechter Hälfte,

Figuren 2-5 verschiedene Ausführungsbeispiele mit unterschiedlichen Formen der

Kammer,

Figur 6 den Abschnitt einer Kurbelwelle mit gegenüber dieser verschiebbaren Kurbelwangen.

Die in Figur 1 wiedergegebene Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors besteht aus einem oberen 1 und unteren Teil 2. Der erstere gibt im wesentlichen einen Schnitt durch den Zylinder 3, den zugehörigen Zylinderkopf 4 sowie den Kolben 5 wieder, wo hingegen der untere Teil 2 einen Schnitt durch die Kurbelwelle sowie eine Kurbelwange 7 darstellt.

Im einzelnen besteht der Oberteil aus dem erwähnten

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Zylinder 3 mit seinem Zylinderkopf 4.' In diesem sind zwei dem Ein- und/oder Auslaß dienende Ventile 8 etwa in V-Stellung gegeneinander im Zylinderkopf angebracht, zwischen denen sich etwa in der Mitte die Zündkerze 9 befindet. Die Steuerung der Ventile 8 erfolgt über obenliegende Nockenwellen 10. Innerhalb des Zylinders 3 ist der Kolben 5 in an sich bekannter Weise verschiebbar, der sich in der gezeigten Stellung etwa in seinem oberen Totpunkt befindet. Der Kolben selbst ist drehbar mit einer Schubstange 11 verbunden, die sich in angedeuteter Weise nach unten auf die Kurbelwelle 6 zu erstreckt, die ihrerseits gekröpft und mit Kurbelzapfen 12 versehen ist, an denen das untere Ende der Schubstange 11 ebenfalls drehbar befestigt ist. Sowohl der Zylinder 3 als auch Zylinderkopf 4 weisen für die Beaufschlagung mit Kühlmedium dienende Kanäle 13 auf.

Für die Erfindung entscheidend ist, daß der KoI-ben 5 in seinem oberen Bereich zusätzlich mit einer Kammer 14 versehen ist, wie in der linken Hälfte wiedergegeben, wobei zur besseren Abgrenzung und Hervorhebung in der rechten Hälfte die bislang übliche Form angegeben ist. Diese Kammer 14 ist als in radiale Richtung weisende, von Stegen begrenzte Nut ausgeformt und sie steht über einen Verbindungskanal 15 mit dem vom Zylinder, insbesondere dem Zylinderkopf 4 und dem Kolbenboden 16 begrenzten Raum in Verbindung. Das hat zur Folge, daß das Gesamtvolumen des Brennraumes gegenüber den vorbekannten um den durch den Verbindungskanal 15 und die Kammer 14 gelieferten Volumenanteil vergrößert wird. Durch entsprechende Veränderungen der Abmessungen läßt sich eine Konstanz des Hubraumvolumens erreichen.

In der rechten Hälfte der Zeichnung ist der KoI-

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ben 5 von üblicher Gestalt und weist, ebenso wie die linke Hälfte, drei Kolbenringe 17 auf. Im Unterschied hierzu ist die erfindungsgemäß anzubringende Kammer 18 mit Verbindungskanal 15 im Zylinder 3 eingebracht und sie vergrößert durch ihr Eigenvolumen das des Brennraumes.

Die Funktion des soeben beschriebenen Motorteils erfolgt in an sich bekannter Weise, also durch Ansaugen des Luft-Kraftstoff-Gemisches, anschließendem Verdichten, dem durch Zünden eingeleiteten Arbeitstakt sowie schließlich dem Ausstoßen der verbrannten Gase. Für die Erfindung entscheidend ist, daß die von dem durch die Zündkerze 9 definierten Zündpunkt 19 ausgehende Flammenfront bis zur vollständigen Verbrennung des Luft-Krafstoff-Gemisches einen längeren Weg zurücklegt, woraus folgt, daß der Druckanstieg innerhalb der Verbrennungskammer nicht so rasch wie beim Stande der Technik erfolgt. Der gewünschte Druckverlauf läßt sich konstruktiv durch den Kammervolumenanteil und dessen Gestaltung beeinflussen.

Die durch den Kolben 5 aufgenommenen Kräfte werden mittels Schubstange 11 auf die Kurbelwelle 6 über den Kurbelzapfen 12 übertragen. Es ist allgemein bekannt, daß zur Verbesserung der Laufruhe der Kurbelwelle sich in die gegenüberliegend dem Kurbelzapfen 12 befindliche Richtung erstreckende Kurbelwangen 7 anformbar sind. Ein entscheidender Gedanke der Erfindung besteht darin, diesen Massenausgleich in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl veränderlich zu gestalten, so daß über einen großen Drehzahlbereich ein völliger Massenausgleich erreichbar wird. Hierzu befindet sich in der Kurbelwange 7 eine Öffnung 20, in der eine Ausgleichsmasse 21 in radialer Richtung verschieb-

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bar eingebracht ist. Die Bewegung von der Kurbelwelle 6 weg geschieht entgegen einer beispielsweise als Feder ausgebildeten Rückstellkraft 22, welche bewirkt, daß bei zunehmender Drehzahl der Kurbeiwelle 6 die an der Ausgleichsmasse 21 angreifenden Zentrifugalkräfte erhöht werden und diese nach außen zu entgegen der Rückstellkraft 22 bewegen. Bei Absenken der Drehzahl hingegen ergibt diese Kraft ein Zurückschieben der Ausgleichsmasse 21 auf die Kurbelwelle 6 zu. Auch durch diese Maßnahme läßt sich eine wesentliche Verbesserung der Laufruhe des Motors erreichen.

In den Figuren 2 und 5 sind verschiedene Ausgestaltungen der im Kolben 5 befindlichen Kammern 14 oder der im Zylinder 3 bzw. Zylinderkopf 4 befindlichen Kammer 18 angegeben. Sämtliche Darstellungen sind skizzenhaft gehalten, wobei die durch Zylinder 3 und Zylinderkopf 4 definierten Berandungen als bloße Begrenzungslinien eingetragen sind. Gleiches gilt für die beiden Ventile 8 und die Zündkerze 9. In Figur 2 ist der Kolben 5 mit einer als radial nach innen verlaufende Nut ausgebildete Kammer 14 ausgestattet, die über mehrere Verbindungskanäle 15 mit dem durch Kolbenboden 16 und Zylinder 3 bzw. Zylinderkopf 4 begrenzten Brennraum in Verbindung steht. Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform verläuft die Kammer 14 zwar ebenfalls als Nut, jedoch nicht in radialer sondern transversaler also entlang der Kolbenoberfläche verlaufender Richtung.

Bei Figur 4 ist die Kammer 14 U-förmig verlaufend und besteht demnach aus zwei radialen Nuten, die endseitig miteinander in Verbindung stehen, so daß im Querschnitt gesehen die Form eines U entsteht. Im Vergleich mit den vorher gezeigten ist hier

NACHGERBCHT

der Flammenweg am längsten.

Der in Figur 5 gezeigte Aufbau stimmt mit den vorher gezeigten in wesentlichen Teilen überein, unterscheidet sich jedoch entscheidend dadurch, daß die Kammer 18 sich nunmehr im Zylinder 3, bzw. im Zylinderkopf 4 befindet und nicht im Kolben 5 befindet.

In den Figuren 2-5 ist zusätzlich noch die Gemischströmung während des Arbeitshubes eingetragen.

Ein anderer Gedanke zur Erzielung eines drehzahlabhängigen Massenausgleiches als das im unteren Teil 2 von Figur 1 gezeigte Prinzip läßt sich aus Figur 6 entnehmen. Dort ist der Teil einer Kurbelwelle 6 mit Kröpfung in Schrägansicht wiedergegeben, wobei die Kröpfung als Kurbelzapfen 12 zur Aufnahme des unteren Endes der hier nicht gezeigten Schubstange 11 dient. Auf dieser Kurbelwelle 6 sitzen insgesamt 2 von beiden Seiten am Kurbelzapfen 12 anliegende Kurbelwangen 7 von gleicher Gestalt. Sie besitzen eine von der Kurbelwelle 6 durchgriffene Öffnung 20, die in ihren Abmessungen größer gewählt ist als der Durchmesser der Kurbelwelle 6. Die Kurbelwangen werden dadurch in und entgegen der Richtung des Kurbelzapfens 12 verschiebbar, wobei zusätzlich eine beispielsweise als Feder ausgebildete Rückstellkraft 22 in Ruhestellung dafür Sorge trägt, daß sich die Kurbelwelle 6 in maximaler Entfernung vom Kurbelzapfen 12 befindet, hingegen bei ansteigender Drehzahl auf Grund der an den Kurbelwangen 7 angreifenden Zentrifugalkräften immer weiter in das Innere der Öffnung 20 wandert bzw. die Kurbelwange 7 entsprechend nach außen verschoben wird. Bei Verringerung und Absenkung der Drehzahl kehren die Kurbelwangen 7 in ihre

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Ausgangsposition zurück. Der Unterschied gegenüber der in Figur 1 gezeigten besteht darin, daß dort nur ein Teil der Kurbelwange 7, nämlich die Ausgleichsmasse 21 drehzahlabhängig verschiebbar ist, bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel hingegen die Kurbelwange als Ganzes bewegt wird. Das angestrebte Ziel eines drehzahlabhängigen Massenausgleiches läßt sich mit beiden Ausführungen realisieren.

Durch die Erfindung werden zwei gleichzeitig und/oder unabhängig voneinander realisierbare Möglichkeiten aufgezeigt, mit deren Hilfe eine wesentliche Erhöhung der Laufruhe von Verbrennungsmotoren sowie weitere wesentliche Vorteile erreichbar werden.

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Claims

Dr. w SCHÄFER-von REPEL " Dipi.-Phys. Dr. w. PÖHNER

Rechtsanwalt Patentanwalt

Haugerpfarrstr. 9 · D-8700 Würzburg 1 < Postfach 6568 · Ψ (0931) 13131 · Tx 680111

PATENTANSPRÜCHE

' ' ' Verbrennungsmotor mit Fremdzündung bestehend aus mehreren Zylindern, je einem darin verschiebbaren Kolben, eine den Zündpunkt bestimmenden Zündkerze und ein oder mehreren Ein- und Auslaßventilen, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Kolbens 5 und/oder des Zylinders 3 zusätzliche Kammern 14, 18 so angeordnet sind, daß sie den vom Zündpunkt 19

ausgehenden Flammenweg verlängern. 20
2. Motor nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die im

' Zylinder 3 befindliche Kammer 18 verschließbar ist.
25

^:
3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die im Zylinder 3 und/oder im Kolben 5 befindlichen Kammern 14, 18 symmetrisch angeordnete Nuten sind, mit je ein oder mehreren gleich- oder verschieden gerichteten Verbindungskanälen
4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kolbenbodens 16 und d^r

NACHGEREICHT

Zylinder 3 bzw. Zylinderkopf 4 als konzentrische Ringe und komplementär zueinander geformt sind.
5. Verbrennungsmotor bestehend aus mehreren Zylindern, mit je einem oder mehrere Ein- und Auslaßventilen und je einem darin verschiebbarem Hubkolben, der über eine Schubstange auf die Kurbelwelle einwirkt, wobei die Schubstange an einem Kurbelzapfen und mehrere Kurbelwangen auf der Kurbelwelle befestigt sind, die sich im wesentlichen in der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Richtung erstrecken, daß durch gekennzeichnet, daß sich in der Kurbelwange 7 eine Öffnung 20 befindet, die

entweder die Kurbelwelle 6 durchgreift, wobei die Kurbelwange 7 entgegen einer Rückstellkraft 2 2 in die durch den Kurbelzapfen 12 de-

finierte Gegenrichtung verschiebbar ist,

und/oder außerhalb der Kurbelwelle 6 befindlich und in der eine Ausgleichsmasse 21 entgegen eine Rückstellkraft 22 in die durch

den Kurbelzapfen 12 definierte Gegenrichtung

verschiebbar ist.
6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Federn

als Rückstellkräfte 22.
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