DE3736724A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbeson
dere einen Hubkolbenmotor.
Bei Hubkolbenmotoren findet die maximale Verdichtung der
Verbrennungsgase statt, wenn der Kolben die obere Totpunkt
lage einnimmt, und dieser Druck nimmt sofort zu Beginn des
Arbeitshubs des Kolbens ab. In der oberen Totpunktlage des
Kolbens ist die Pleuelstange des Kolbens nicht nur mit der
Zylinderlängsachse koaxial, sondern fluchtet auch mit der
Kurbelwellenachse. Daher beginnt sich ein Drehmoment erst
auszubilden, nachdem die Kurbelwelle sich in eine bestimmte
Winkellage gedreht hat, und infolgedessen hat sich der Ver
brennungsgasdruck bereits vermindert. Damit ist die Motor
leistung durch diese bekannte kinetische Anordnung be
grenzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine erhebliche
Steigerung der Leistung einer Brennkraftmaschine gegenüber
einer konventionellen Brennkraftmaschine mit dem gleichen
Verdichtungsverhältnis und Hubraum. Dabei soll ferner durch
nur geringfügige Modifikationen einer konventionellen Hub
kolben-Brennkraftmaschine gleicher Größe die Motorleistung
um wenigstens 100% gesteigert werden.
Die Brennkraftmaschine nach der Erfindung umfaßt einen kon
ventionellen Motorblock, Zylinderkopf, Arbeitskolben, Kur
belwelle, Pleuelstange, Ein- und Auslaßventile im Zylinder
kopf und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Insbesondere
ist gemäß der Erfindung eine Arbeitskammerverlängerung bzw.
ein Sekundärzylinder vorgesehen, der mit der Arbeitskammer
in Verbindung steht und nicht mit dem Arbeitskolben in Ein
griff gelangt. Ein Sekundärkolben geht in dem Sekundär
zylinder hin und her und vermindert dessen Volumen zu dem
Zeitpunkt, zu dem sich die Kurbelwelle um einen vorbestimm
ten Winkelbetrag aus der oberen Totpunktlage des Arbeits
kolbens dreht. Während dieser Drehbewegung der Kurbelwelle
bleibt der maximale Verdichtungsdruck bevorzugt im wesent
lichen konstant, so daß die Zündung der brennbaren Gase mit
maximaler Gasverdichtung und zu einem Zeitpunkt erfolgen
kann, zu dem sich an der Kurbelwelle bereits ein erhebli
ches Drehmoment ausgebildet hat. Um das wirksame Drehmoment
weiter zu steigern, ist die Kurbelwellenachse gegenüber der
Längsachse des Zylinders in Richtung der Drehmomentzunahme
seitlich versetzt.
Die Brennkraftmaschine nach der Erfindung, mit einem Motor
block, der einen Zylinder definiert, einem Zylinderkopf,
der ein Ende des Zylinders abschließt, einem Arbeitskolben
im Zylinder, einer im Motorblock am anderen Ende des Zylin
ders drehbar gelagerten Kurbelwelle, einer Pleuelstange,
die den Arbeitskolben und die Kurbelwelle drehbar verbin
det, wobei der Arbeitskolben im Zylinder zwischen einer
oberen und einer unteren Totpunktlage hin-und herbewegbar
ist, der Zylinderraum zwischen dem Arbeitskolben und dem
Zylinderkopf eine Arbeitskammer für ein von einer Zündvor
richtung zu zündendes brennbares Gemisch begrenzt und Ein-
und Auslaßventile im Zylinderkopf vorgesehen sind, ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Kurbelwelle
gegenüber der Längsachse des Zylinders seitlich versetzt
ist derart, daß die Längsachse der Pleuelstange mit der
Zylinderlängsachse einen Winkel bildet, wenn die Pleuel
stangenachse die Kurbelwellenachse schneidet, wobei dieser
Winkel in eine Richtung geht, in der ein resultierender
Drehmomentarm zwischen der Arbeitskolben- und der Kurbel
wellenachse bei jedem Arbeitshub des Arbeitskolbens zu
nimmt, und die Pleuelstangenlängsachse mit der Zylinder
längsachse bei Zündung des Gemischs im wesentlichen zusam
menfällt, daß in dem Zylinderkopf ein Sekundärzylinder aus
gebildet ist, dessen Durchmesser höchstens dem 0,4fachen
des Durchmessers des Zylinders entspricht und der mit der
Arbeitskammer vollständig kommuniziert, daß in dem Sekun
därzylinder ein Sekundärkolben zwischen einer unveränder
lichen Einfahrstellung und einer unveränderlichen Ausfahr
stellung, die näher an der Arbeitskammer liegt, hin- und
herbeweglich ist, und daß ein Antriebsmechanismus den
Sekundärkolben zu Beginn jedes Arbeitshubs des Arbeitskol
bens und vor dem Zündvorgang aus der Einfahr- in die Aus
fahrstellung und zu Beginn jedes Saughubs des Arbeitskol
bens aus der Ausfahr- in die Einfahrstellung bewegt, wobei
die Ausfahrstellung wenigstens für die Dauer des Arbeits
hubs und die Einfahrstellung wenigstens für die Dauer des
Saughubs aufrechterhalten bleibt.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Zylinderanordnung
der Brennkraftmaschine nach der Erfindung,
wobei sich der Arbeitskolben in der oberen
Totpunktlage befindet;
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, wobei
sich der Arbeitskolben in der Stellung befin
det, in der die Zündung der Verbrennungsgase
erfolgt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Antriebs für
die Ventilnockenwelle und die Sekundärkolben-
Nockenwelle; und
Fig. 4, 5 und 6 schematische Draufsichten von oben auf unter
schiedliche Anordnungen der Zylinderköpfe.
Die Brennkraftmaschine hat einen Motorblock 10, der Zylin
dermäntel 11 mit Flüssigkeitskühlbohrungen 12 für einen
oder mehrere Zylinder 14 bildet. Ein Ende jedes Zylinders
14 ist von einem Zylinderkopf 16 abgeschlossen. Im Zylinder
14 ist ein Kolben 18 hin- und herbeweglich angeordnet. Das
offene Ende des Zylinders 14 steht mit einem Kurbelwellen
gehäuse 20 in Verbindung, in dem eine Kurbelwelle 22 dreh
bar gelagert ist. Eine Pleuelstange 24 verbindet den Kolben
18 über einen Verbindungszapfen 26 schwenkbar mit dem Kol
benzapfen 28 der Kurbelwelle 22.
Ein typisches Merkmal der Erfindung lieg darin, daß gemäß
Fig. 1 in der oberen Totpunktlage des Kolbens 18, in der
die Längsachse 30 der Pleuelstange 24 die Achse der Kurbel
welle 22 schneidet, die Längsachse 30 mit der Längsachse 32
des Zylinders 14 einen Winkel bildet. Dieser Winkel beträgt
ca. 6° und kann je nach der Auslegung des Motors verschie
den sein. Dieser Winkel verläuft in eine solche Richtung in
bezug auf die Längsachse 32, daß das Drehmoment des Motors
erhöht wird. Aus Fig. 1 ergibt sich, daß bei Bewegung der
Kurbelwelle im Uhrzeigersinn gemäß einem Pfeil 34 der seit
liche Versatz der Kurbelwellenachse 36 links von der Zylin
derachse 32 liegt.
Der Zylinderkopf 16 trägt die üblichen Ein- und Auslaßven
tile 38 und 40, wie schematisch in Fig. 4 gezeigt ist. Das
Auslaßventil 40 ist in Fig. 1 gezeigt. Diese beiden Ventile
haben einen Ventilschaft 42 und sind von einer Schrauben
druckfeder 44 in Schließrichtung beaufschlagt. Die Ventile
38, 40 arbeiten synchron mit der Kurbelwelle in der bei
einer Viertaktmaschine üblichen Weise mittels eines
Schwinghebels 46, einer Ventilnockenwelle 48 und eines An
triebs 50, der eine aus Kettengliedern und Ritzel beste
hende Anordnung zwischen der Ventilnockenwelle 48 und der
Kurbelwelle 22 sein kann, so daß die Ventilnockenwelle 48
in konventioneller Weise mit der halben Drehzahl der Kur
belwelle umläuft.
In der oberen Totpunktlage des Kolbens 18 ist das effektive
Volumen der zwischen dem Kolben 18 und dem Zylinderkopf 16
gebildeten Arbeitskammer 52 minimal, wie Fig. 1 zeigt.
Gemäß dem wesentlichen Merkmal der Erfindung steht diese
Arbeitskammer 52 mit einem Zylinderansatz bzw. Sekundär
zylinder 54 in Verbindung. Der Durchmesser dieses Sekun
därzylinders 54 ist kleiner als derjenige des Arbeitszy
linders 14, z. B. liegt er zwischen dem 0,4- und 0,25fachen
des Arbeitszylinderdurchmessers.
Zur Aufnahme des Sekundärzylinders 54 sowie der Ein- und
Auslaßventilanordnung kann der Zylinderkopf auf einer Seite
einen seitlichen Vorsprung 56 bilden, der an der Seite des
Motorblocks 10 vorspringt.
In dem Sekundärzylinder 54 ist ein Sekundärkolben 58 hin-
und herbeweglich und liegt über Dichtringe 60 in Dichtkon
takt mit der Fläche des Sekundärzylinders. Der Sekundär
kolben 58 hat eine axiale Kolbenstange 62, die in einer
Büchse 64 geführt und verschiebbar ist, die von einer mit
dem Zylinderkopf 16 einstückigen Hülse 66 umgeben ist. Auf
dem Oberende der Kolbenstange 62 sind Beilegscheiben 68
befestigt, die als Anschlag für eine Schraubendruckfeder 70
wirken, die die Kolbenstange 62 umgibt und mit ihrem ande
ren Ende am Zylinderkopf 16 anliegt. Die Schraubendruck
feder 70 beaufschlagt den Sekundärkolben 58 in eine Ein
fahrstellung, in der er an dem geschlossenen Ende 72 des
Sekundärzylinders 54 anliegt. Das geschlossene Ende 72
weist Bohrungen 78′ zur Schmierung und Luftabfuhr auf. Der
Sekundärkolben 58 hat einen Kolbenmantel 74 mit Radialboh
rungen 76 zur Schmierung, und die Kolbenstange 62 ist mit
Bohrungen 78 zur Schmierung und Gewichtsverminderung aus
gebildet.
Die Achse des Sekundärkolbens 58 und seiner Kolbenstange 62
verläuft bevorzugt parallel zu den Ventilschäften 42, die
ihrerseits parallel zur Hauptzylinderachse 32 verlaufen.
Ein L-förmiger Schwinghebel 79 ist mit einem Ende schwenk
bar auf einer Welle 80 montiert, die am Motorblock 10
gesichert ist und parallel zur Kurbelwelle 22 verläuft,
wogegen das andere Ende seines Hauptschenkels eine Nocken
folgerolle 82 trägt, die auf dem Umfang eines Nockens 84
abläuft. Der kurze Schenkel des Schwinghebels 79 trägt eine
Rolle 86, die am Oberende der Kolbenstange 62 angreift.
Der Nocken 84, der mit Bohrungen 85 zur Gewichtsminderung
versehen ist, wird von einer Nockenwelle 88 über ein Syn
chrongetriebe, das z. B. eine Ketten-Ritzel-Anordnung 90
(vgl. Fig. 3) ist, durch die Kurbelwelle 22 gedreht. Auch
hier läuft der Nocken 84 mit der halben Drehzahl der Kur
belwelle 22 um. Der Nocken 84 läuft in die gleiche Richtung
wie die Kurbelwelle 22 um, wie durch den Pfeil 92 angedeu
tet ist. Die Nockenwelle ist im Motorblock 10 drehbar ge
lagert und verläuft parallel zur Kurbelwelle 22.
Wenn die Nockenfolgerolle 82 auf dem durchmesserkleineren
Kreisabschnitt 96 des Nockens 84 abläuft, wird der Sekun
därkolben 58 von der Feder 70 in die vollständige Einfahr
stellung wie in Fig. 1 beaufschlagt. Wenn die Nockenfolge
rolle 82 auf dem durchmessergrößeren Kreisabschnitt 98 des
Nockens 84 abläuft, hat sich der Sekundärkolben 58 in die
Ausfahrstellung (vgl. Fig. 2) bewegt, in der er mit der
Endfläche 100 des Zylinderkopfs 16 im wesentlichen bündig
abschließt.
Diese Fläche 100 definiert die Endfläche der Arbeitskammer
52. Der durchmesserkleinere Kreisabschnitt 96 verläuft um
ca. 180°, während der durchmessergrößere Kreisabschnitt 98
um ca. 156° verläuft; beide Nockenabschnitte 96, 98 sind
durch zwei jeweils um ca. 12° verlaufende Schrägflächen
bzw. Stufen 102, 103 miteinander verbunden.
Die Stufe 102 bewirkt die Ausfahrbewegung des Sekundärkol
bens 58 in eine Ausfahrendlage, die mit der Endfläche 100
der Arbeitskammer bündig abschließt, wenn sich der Arbeits
kolben 18 während seines Arbeitshubs aus seiner oberen Tot
punktlage bewegt.
Die Stufe 103 erlaubt die Einfahrbewegung des Sekundärkol
bens 58, wenn der Arbeitskolben 18 seinen Verdichtungshub
beginnt.
Die gezeigte Maschine ist ein Vierzylindermotor mit einer
Zündvorrichtung, z. B. einer Zündkerze 104, die in Fig. 4
schematisch angedeutet ist.
Die Fig. 4-6 zeigen einen Vierzylinder-Reihenmotor, wobei
selbstverständlich die Betriebsabläufe der Ventile und des
Sekundärkolbens mit dem zugehörigen Arbeitskolben synchro
nisiert sind. Es können unterschiedliche Anordnungen für
die Ventile und den Sekundärkolben vorgesehen werden. Der
seitliche Vorsprung 58 muß sich nicht seitlich vom Zylin
derblock 10 wie in Fig. 4 erstrecken, er kann auch gemäß
Fig. 5 in dessen Längsrichtung verlaufen.
Wie Fig. 6 zeigt, kann der einzelne Sekundärzylinder 54
auch durch zwei derartige Sekundärzylinder 55 ersetzt wer
den, die jeweils aus dem halben Durchmesser des Sekundär
zylinders 54 bestehen, so daß die die Ventile und den
Sekundärzylinder umfassende Anordnung vollständig innerhalb
des Zylindermantels 11 liegt, wie Fig. 6 zeigt.
Gemäß Fig. 5 können die Ventile 38, 40 bei maximaler Grö
ßenauslegung zentrisch angeordnet sein, da der Sekundär
zylinder 54 noch weiter versetzt werden kann. Der Hubraum
des Sekundärkolbens 58 ist bevorzugt so berechnet, daß der
höchste Verdichtungsdruck des brennbaren Gemischs innerhalb
der Arbeitskammer 52 im wesentlichen konstantgehalten wird,
bis die Kurbelwelle 22 um einen Winkel von ca. 30° aus
ihrer Lage gedreht ist, in der die die Kurbelwellenachse 36
und die Kolbenzapfenachse schneidende Gerade 106 parallel
zur Zylinderachse 32 ist. An diesem Punkt bzw. einige Grad
vorher wird die Zündkerze 104 in üblicher Weise aktiviert
und zündet das brennbare Gemisch. Daher erfolgt die Ver
brennung unter maximaler Verdichtung an demjenigen Punkt,
an dem sich die Kurbelwelle um 24° gedreht hat und dem die
6° Versetzung der Kurbelwelle hinzuaddiert werden müssen,
so daß sich 30° ergeben, wie Fig. 2 zeigt. Wenn die Ver
brennung stattfindet, fällt ferner die Längsachse der Pleu
elstange 24 im wesentlichen mit der Achse des Arbeitszy
linders 18 zusammen. Das effektive Kurbelarm-Drehmoment,
das die Kurbelwelle beaufschlagt, ist daher gleich sin 30°
bzw. 0,5. Aufgrund dieser Anordnung wird der den Arbeits
kolben während des Arbeitshubs beaufschlagende effektive
Druck relativ zu dem zunehmenden Drehmomentarm erheblich
gesteigert. Daher wurde errechnet, daß der hier angegebene
Motor wenigstens die doppelte Leistung wie ein konventio
neller Motor mit gleichem Verdichtungsverhältnis und glei
chem Hubraum erbringt. Umgekehrt ist bei gleicher Leistung
der hier angegebene Motor nur halb so groß wie ein konven
tioneller Motor, verbraucht nur die halbe Kraftstoffmenge,
so daß er auch nur halb so viele Schadstoffe ausstößt, und
hat ein wesentlich geringeres Gewicht. Er hat ferner weni
ger Teile; z. B. könnte ein Zweizylindermotor nach der
Erfindung einen konventionellen Vierzylindermotor ersetzen.
Das erfindungsgemäße Konstruktionsprinzip kann bei einem
Zweizylinder-, einem Vierzylinder- oder auch einem Diesel
motor angewandt werden.
Wenn der Motor mit einem Turbolader ausgestattet ist, ist
die dreifache Leistung eines konventionellen Motors zu
erwarten.
Da der Zeitraum, in dem das brennbare Kraftstoff-Luft-
Gemisch in der Arbeitskammer gehalten wird, um eine zusätz
liche 24°-Drehung der Kurbelwelle länger ist, wird ein
wesentlich homogeneres Gemisch erhalten, was wiederum,
zusätzlich zu dem verfügbaren erhöhten Drehmoment, in einem
maximalen Verbrennungs-Wirkungsgrad resultiert.
Der modifizierte Zylinderkopf ist nicht mit Wärmeproblemen
behaftet. Die um den Sekundärkolben herum zu erwartende
normale Leckage ist so geringfügig, daß das Verdichtungs
verhältnis dadurch nicht beeinträchtigt wird. Es wird eine
geringfügige Modifikation hinsichtlich der Zeitpunkte der
Öffnungs- und Schließbewegungen der Ein- und Auslaßventile
synchron mit der Verschiebung des Sekundärkolbens erfor
derlich sein.
Claims (7)
1. Brennkraftmaschine mit:
einem Motorblock (10), der einen Zylinder (14) definiert, einem Zylinderkopf (16), der ein Ende des Zylinders (14) abschließt,
einem Arbeitskolben (18) im Zylinder (14),
einer im Motorblock (10) am anderen Ende des Zylinders (14) drehbar gelagerten Kurbelwelle (22),
einer Pleuelstange (24), die den Arbeitskolben (18) und die Kurbelwelle (22) drehbar verbindet,
wobei der Arbeitskolben (18) im Zylinder (14) zwischen einer oberen und einer unteren Totpunktlage hin- und her bewegbar ist, der Zylinderraum zwischen dem Arbeitskolben (18) und dem Zylinderkopf (16) eine Arbeitskammer (52) für ein von einer Zündvorrichtung zu zündendes brennbares Gemisch begrenzt und Ein- und Auslaßventile (38, 40) im Zylinderkopf (16) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Achse (36) der Kurbelwelle (22) gegenüber der Längsachse (32) des Zylinders (14) seitlich versetzt ist derart, daß die Längsachse (30) der Pleuelstange mit der Zylinderlängsachse (32) einen Winkel bildet, wenn die Pleu elstangenachse (30) die Kurbelwellenachse (36) schneidet, wobei dieser Winkel in eine Richtung geht, in der ein resultierender Drehmomentarm zwischen der Arbeitskolben- und der Kurbelwellenachse bei jedem Arbeitshub des Arbeits kolbens (18) zunimmt, und die Pleuelstangenlängsachse (30) mit der Zylinderlängsachse (32) bei Zündung des Gemischs im wesentlichen zusammenfällt,
daß in dem Zylinderkopf (16) ein Sekundärzylinder (54) aus gebildet ist, dessen Durchmesser höchstens dem 0,4fachen des Durchmessers des Zylinders (14) entspricht und der mit der Arbeitskammer (52) vollständig kommuniziert,
daß in dem Sekundärzylinder (54) ein Sekundärkolben (58) zwischen einer unveränderlichen Einfahrstellung und einer unveränderlichen Ausfahrstellung, die näher an der Arbeits kammer (52) liegt, hin- und herbeweglich ist, und
daß ein Antriebsmechanismus den Sekundärkolben (58) zu Beginn jedes Arbeitshubs des Arbeitskolbens (18) und vor dem Zündvorgang aus der Einfahr- in die Ausfahrstellung und zu Beginn jedes Saughubs des Arbeitskolbens (18) aus der Ausfahr- in die Einfahrstellung bewegt,
wobei die Ausfahrstellung wenigstens für die Dauer des Arbeitshubs und die Einfahrstellung wenigstens für die Dauer des Saughubs aufrechterhalten bleibt.
einem Motorblock (10), der einen Zylinder (14) definiert, einem Zylinderkopf (16), der ein Ende des Zylinders (14) abschließt,
einem Arbeitskolben (18) im Zylinder (14),
einer im Motorblock (10) am anderen Ende des Zylinders (14) drehbar gelagerten Kurbelwelle (22),
einer Pleuelstange (24), die den Arbeitskolben (18) und die Kurbelwelle (22) drehbar verbindet,
wobei der Arbeitskolben (18) im Zylinder (14) zwischen einer oberen und einer unteren Totpunktlage hin- und her bewegbar ist, der Zylinderraum zwischen dem Arbeitskolben (18) und dem Zylinderkopf (16) eine Arbeitskammer (52) für ein von einer Zündvorrichtung zu zündendes brennbares Gemisch begrenzt und Ein- und Auslaßventile (38, 40) im Zylinderkopf (16) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Achse (36) der Kurbelwelle (22) gegenüber der Längsachse (32) des Zylinders (14) seitlich versetzt ist derart, daß die Längsachse (30) der Pleuelstange mit der Zylinderlängsachse (32) einen Winkel bildet, wenn die Pleu elstangenachse (30) die Kurbelwellenachse (36) schneidet, wobei dieser Winkel in eine Richtung geht, in der ein resultierender Drehmomentarm zwischen der Arbeitskolben- und der Kurbelwellenachse bei jedem Arbeitshub des Arbeits kolbens (18) zunimmt, und die Pleuelstangenlängsachse (30) mit der Zylinderlängsachse (32) bei Zündung des Gemischs im wesentlichen zusammenfällt,
daß in dem Zylinderkopf (16) ein Sekundärzylinder (54) aus gebildet ist, dessen Durchmesser höchstens dem 0,4fachen des Durchmessers des Zylinders (14) entspricht und der mit der Arbeitskammer (52) vollständig kommuniziert,
daß in dem Sekundärzylinder (54) ein Sekundärkolben (58) zwischen einer unveränderlichen Einfahrstellung und einer unveränderlichen Ausfahrstellung, die näher an der Arbeits kammer (52) liegt, hin- und herbeweglich ist, und
daß ein Antriebsmechanismus den Sekundärkolben (58) zu Beginn jedes Arbeitshubs des Arbeitskolbens (18) und vor dem Zündvorgang aus der Einfahr- in die Ausfahrstellung und zu Beginn jedes Saughubs des Arbeitskolbens (18) aus der Ausfahr- in die Einfahrstellung bewegt,
wobei die Ausfahrstellung wenigstens für die Dauer des Arbeitshubs und die Einfahrstellung wenigstens für die Dauer des Saughubs aufrechterhalten bleibt.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sekundärkolben (58) eine vom Zylinder (14) wegver laufende Sekundärkolbenstange (62) besitzt und
daß der Antriebsmechanismus aufweist: eine Vorspannfeder (70), die die Sekundärkolbenstange (62) beaufschlagt und den Sekundärkolben (58) in die Einfahrstellung vorspannt, einen Schwinghebel (79) mit einem freien Ende, das eine Nockenfolgerolle (82) trägt, und mit einer an einem freien Ende der Sekundärkolbenstange (62) angreifenden Rolle (86), wobei ein äußeres Ende des Schwinghebels (79) relativ zum Motorblock (10) um eine feste Achse (80) drehbar gelagert ist, die zur Achse der Kurbelwelle (22) parallel verläuft, einen Nocken (84), der um eine feste Achse (88) relativ zum Motorblock (10) drehbar gelagert ist, wobei diese Achse (88) zur Achse der Kurbelwelle (22) parallel verläuft und mit der Sekundärkolbenstange (62) im wesentlichen fluchtet, wobei
der Nocken (84) synchron mit dem Arbeitskolben (18) ange trieben ist und die Nockenfolgerolle (82) beaufschlagt,
der Nocken (84) und die Vorspannfeder (70) den Sekundär kolben (58) während jedes Verdichtungshubs des Arbeitskol bens (18) in der Einfahrstellung halten, und
der Nocken (84) den Sekundärkolben (58) gegen die Kraft der Vorspannfeder (70) mit einer solchen Geschwindigkeit aus fährt, daß in der Arbeitskammer (52) während jeder Vorzün dungsphase des Arbeitshubs des Arbeitskolbens (18) ein im wesentlichen gleichmäßiger maximaler Gasdruck unterhalten wird, und den Sekundärkolben (58) während der Zündung und zumindest während des gesamten Arbeitshubs kraftschlüssig in der Ausfahrstellung hält.
daß der Sekundärkolben (58) eine vom Zylinder (14) wegver laufende Sekundärkolbenstange (62) besitzt und
daß der Antriebsmechanismus aufweist: eine Vorspannfeder (70), die die Sekundärkolbenstange (62) beaufschlagt und den Sekundärkolben (58) in die Einfahrstellung vorspannt, einen Schwinghebel (79) mit einem freien Ende, das eine Nockenfolgerolle (82) trägt, und mit einer an einem freien Ende der Sekundärkolbenstange (62) angreifenden Rolle (86), wobei ein äußeres Ende des Schwinghebels (79) relativ zum Motorblock (10) um eine feste Achse (80) drehbar gelagert ist, die zur Achse der Kurbelwelle (22) parallel verläuft, einen Nocken (84), der um eine feste Achse (88) relativ zum Motorblock (10) drehbar gelagert ist, wobei diese Achse (88) zur Achse der Kurbelwelle (22) parallel verläuft und mit der Sekundärkolbenstange (62) im wesentlichen fluchtet, wobei
der Nocken (84) synchron mit dem Arbeitskolben (18) ange trieben ist und die Nockenfolgerolle (82) beaufschlagt,
der Nocken (84) und die Vorspannfeder (70) den Sekundär kolben (58) während jedes Verdichtungshubs des Arbeitskol bens (18) in der Einfahrstellung halten, und
der Nocken (84) den Sekundärkolben (58) gegen die Kraft der Vorspannfeder (70) mit einer solchen Geschwindigkeit aus fährt, daß in der Arbeitskammer (52) während jeder Vorzün dungsphase des Arbeitshubs des Arbeitskolbens (18) ein im wesentlichen gleichmäßiger maximaler Gasdruck unterhalten wird, und den Sekundärkolben (58) während der Zündung und zumindest während des gesamten Arbeitshubs kraftschlüssig in der Ausfahrstellung hält.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinderkopf (16) eine im Zylinder (14) freilie
gende und dem Arbeitskolben (18) gegenüberstehende Fläche
(100) definiert, wobei der Sekundärkolben (58) in seiner
Ausfahrstellung mit der Zylinderkopffläche (100) im wesent
lichen bündig abschließt.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser des Sekundärzylinders (54) zwischen dem
0,4- und 0,25fachen des Durchmessers des Zylinders (14)
liegt.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 in Form eines Vier
zylindermotors,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Nocken (84) zwei entgegengesetzte Kreisabschnitte (96, 98) mit unterschiedlichen Durchmessern definiert, die einen mit der Drehachse (88) des Nockens (84) zusammen fallenden gemeinsamen Mittelpunkt haben, wobei der durch messerkleinere Kreisabschnitt (96) über ca. 180° und der durchmessergrößere Kreisabschnitt (98) über ca. 156° ver läuft und zwei Schrägstufen (102, 103) einander benachbarte Enden von durch die Kreisabschnitte (96, 98) gebildeten Bogen verbinden und jede Schrägstufe über ca. 12° verläuft,
daß die Nockenfolgerolle (82) so ausgelegt ist, daß sie unmittelbar nach Beginn der Bewegung des Arbeitskolbens (18) aus seiner oberen Totpunktlage während des Arbeitshubs auf der Stufe (102) abläuft unter Ausfahren des Sekundär kolbens (58) aus seiner Einfahr- in seine Ausfahrstellung, und
daß ein Antriebsmechanismus (90) die Kurbelwelle (22) und den Nocken (84) so verbindet, daß der Nocken (84) synchron mit der Kurbelwelle (22) mit der halben Drehzahl derselben umläuft.
daß der Nocken (84) zwei entgegengesetzte Kreisabschnitte (96, 98) mit unterschiedlichen Durchmessern definiert, die einen mit der Drehachse (88) des Nockens (84) zusammen fallenden gemeinsamen Mittelpunkt haben, wobei der durch messerkleinere Kreisabschnitt (96) über ca. 180° und der durchmessergrößere Kreisabschnitt (98) über ca. 156° ver läuft und zwei Schrägstufen (102, 103) einander benachbarte Enden von durch die Kreisabschnitte (96, 98) gebildeten Bogen verbinden und jede Schrägstufe über ca. 12° verläuft,
daß die Nockenfolgerolle (82) so ausgelegt ist, daß sie unmittelbar nach Beginn der Bewegung des Arbeitskolbens (18) aus seiner oberen Totpunktlage während des Arbeitshubs auf der Stufe (102) abläuft unter Ausfahren des Sekundär kolbens (58) aus seiner Einfahr- in seine Ausfahrstellung, und
daß ein Antriebsmechanismus (90) die Kurbelwelle (22) und den Nocken (84) so verbindet, daß der Nocken (84) synchron mit der Kurbelwelle (22) mit der halben Drehzahl derselben umläuft.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der genannte Winkel ca. 6° beträgt.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß während des Arbeitshubs des Arbeitskolbens (18) die
Kurbelwelle (22) von der oberen Totpunktlage des Arbeits
kolbens (18) um ca. 24° dreht während des Zeitraums, in dem
der Sekundärkolben (58) aus seiner Einfahr- in seine Aus
fahrstellung gebracht wird, so daß sich ein Drehmomentarm
von ca. sin 30° ergibt.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9012568U1 (de) * | 1990-09-03 | 1991-03-21 | Garus, Henryk, 4716 Olfen | Erdschraubverankerung für Sonnenschirme oder ähnliche Gegenstände |
DE4200952A1 (de) * | 1991-02-20 | 1992-09-10 | Daimler Benz Ag | Gemischverdichtende brennkraftmaschine |
DE102010037185A1 (de) | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine |
DE102011114259A1 (de) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Hubkolben-Verbrennungsmotor mit variabler Verdichtung |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4945866A (en) * | 1987-03-26 | 1990-08-07 | Chabot Jr Bertin R | Altered piston timing engine |
US5031582A (en) * | 1989-04-26 | 1991-07-16 | Volkswagen Ag | Internal combustion engine providing scavenging with combustion chamber volume control |
SE463929B (sv) * | 1989-06-20 | 1991-02-11 | Skaerblacka Bil & Motor Ab | Anordning vid en foerbraenningsmotor |
US5186127A (en) * | 1991-01-28 | 1993-02-16 | Lorenzo Cuatico | Internal combustion engine with offset connecting journal |
US5193493A (en) * | 1992-01-10 | 1993-03-16 | Ickes Theodore P | Internal combustion engine with piston valving |
US5596955A (en) * | 1995-10-02 | 1997-01-28 | Szuba; Louis | Internal combustion engine |
US5603291A (en) * | 1995-11-14 | 1997-02-18 | Al-Kaheli; Ismail A. | Internal combustion engine with valve built into piston head |
WO1998021459A1 (en) * | 1996-11-14 | 1998-05-22 | Garvin Edward A | Offset crankshaft mechanism for an internal combustion engine |
US5816201A (en) * | 1997-07-07 | 1998-10-06 | Garvin; Edward A. | Offset crankshaft mechanism for an internal combustion engine |
US6058901A (en) * | 1998-11-03 | 2000-05-09 | Ford Global Technologies, Inc. | Offset crankshaft engine |
EP1255937B1 (de) | 2000-02-08 | 2009-06-03 | Wiseman Technologies, Inc. | Hypozykloidischer motor |
WO2003071112A1 (fr) * | 2002-02-19 | 2003-08-28 | Andrey Alekseevich Kutyayev | Moteur a pistons, ses variantes et application d'un procede de generation de couple dans les moteurs a pistons transformant un mouvement en va-et-vient en un mouvement rotatif au moyen du vilebrequin (brevet rf n°2184862) avec un nouvel usage |
US6612281B1 (en) | 2002-03-12 | 2003-09-02 | Larry K. Martin | Piston/crankshaft assembly |
US20090223491A1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-10 | Ahmed Syed | Variable compression ratio engine |
CN102159818A (zh) * | 2008-06-17 | 2011-08-17 | 路易斯·卡洛斯·莱特·普罗恩卡 | 具有工作活塞和控制活塞的内燃发动机 |
US8670939B2 (en) * | 2009-12-18 | 2014-03-11 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method of providing facility information |
US8826800B2 (en) | 2011-02-17 | 2014-09-09 | Michael Inden | Reciprocating piston mechanism with extended piston offset |
US8839687B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-09-23 | Michael Inden | Reciprocating piston mechanism with extended piston offset |
CN104612826A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-13 | 张玉辉 | 高效节能发动机 |
DE102016015112A1 (de) * | 2016-12-20 | 2018-06-21 | Deutz Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit teilweiser Kolbenschränkung |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3309714A1 (de) * | 1983-03-18 | 1984-09-20 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Einrichtung zur verdichtungssteuerung |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE111795C (de) * | ||||
US1848597A (en) * | 1932-03-08 | Internal combustion engine | ||
US1464164A (en) * | 1922-07-19 | 1923-08-07 | Frank C Alarie | Internal-combustion engine |
US3312206A (en) * | 1964-12-09 | 1967-04-04 | Radovic Dusan | Reciprocating engines |
FR2102430A5 (de) * | 1970-08-03 | 1972-04-07 | Snecma | |
US4169435A (en) * | 1977-06-23 | 1979-10-02 | Faulconer Edward L Jr | Internal combustion engine and method |
-
1986
- 1986-02-24 US US06/832,446 patent/US4708096A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-10-29 DE DE3736724A patent/DE3736724C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3309714A1 (de) * | 1983-03-18 | 1984-09-20 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Einrichtung zur verdichtungssteuerung |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9012568U1 (de) * | 1990-09-03 | 1991-03-21 | Garus, Henryk, 4716 Olfen | Erdschraubverankerung für Sonnenschirme oder ähnliche Gegenstände |
DE4200952A1 (de) * | 1991-02-20 | 1992-09-10 | Daimler Benz Ag | Gemischverdichtende brennkraftmaschine |
DE102010037185A1 (de) | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine |
DE102010037185B4 (de) | 2010-08-26 | 2023-09-21 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE102011114259A1 (de) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Hubkolben-Verbrennungsmotor mit variabler Verdichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4708096A (en) | 1987-11-24 |
DE3736724C2 (de) | 1997-04-17 |
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