DE3917468C2

DE3917468C2 -

Info

Publication number: DE3917468C2
Application number: DE19893917468
Authority: DE
Inventors: Christian 4000 Duesseldorf De Huelsmeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1991-09-05
Also published as: DE3917468A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a crank mechanism for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Nach dem heutigen Stand der Technik wird das Drehmoment von Ver brennungskraftmaschinen durch veränderbare Frühzündungen und hohe Drehzahlen erreicht. Außerdem werden zur Erhöhung des Drehmomentes Kompressoren, Vierventilanordnungen, Ventilüberschneidungszeiten und elektronisch gesteuerte Zündungsanlagen sowie elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlagen eingesetzt.According to the current state of the art, the torque of Ver internal combustion engines through changeable pre-ignition and high Speeds reached. It will also increase torque Compressors, four-valve arrangements, valve overlap times and electronically controlled ignition systems as well as electronically controlled fuel injection systems used.

Trotz dieser Verbesserungen sind nachfolgende Nachteile nicht ausgeräumt:Despite these improvements, the following disadvantages are not cleared out:

Frühzündung bedeutet steigender Gegendruck auf den Kolben bis zur OT-Grenze, gleichbedeutend teilweisen Energieverlust, außer dem steigt die Stickoxid-Emission mit dem Zündzeitpunkt.Early ignition means increasing back pressure up to the piston to the OT limit, equivalent to partial energy loss, except the nitrogen oxide emission increases with the ignition timing.

Für Kompressoren ist größerer Energieaufwand zur Verfügung zu stellen, der zu Lasten des abgebbaren Energiepotentials der Ver brennungskraftmaschine geht.More energy is available for compressors put, at the expense of the deliverable energy potential of Ver internal combustion engine goes.

Hohe Drehzahlen der Kurbelwelle und somit aller Dreh- und Hub bewegungen unterliegen einem größeren Verschleiß.High crankshaft speeds and therefore all rotation and stroke movements are subject to greater wear.

Vierventilanordnungen erfordern einen zusätzlichen Energieauf wand und erzeugen auch eine Verteuerung der Herstellungskosten.Four-valve arrangements require additional energy wall and also produce an increase in manufacturing costs.

Bei Ventilüberschneidungen wirkt sich die "innere" Abgasrückfüh rung im Leerlauf ungünstig aus.The "internal" exhaust gas recirculation has an effect on valve overlaps unfavorable idling.

Durch die DE-OS 34 44 233 ist ein eingangs genannter Kurbeltrieb bekannt.DE-OS 34 44 233 is one mentioned Crank drive known.

Bei diesem Kurbeltrieb hat es sich gezeigt, daß die gewünschten Verbesserungen hinsichtlich Wirkungsgrad nur in begrenztem Maße eintreffen.With this crank mechanism it has been shown that the desired Efficiency improvements are limited arrive.

Die Erfindung hat daher die Aufgabe, den bekannten Kurbeltrieb dahingehend weiterzuentwickeln, daß durch eine Veränderung des Hebelweges des Kurbelzapfens eine Vergrößerung des resultieren den Drehmomentes erzielt wird.The invention therefore has the task of the known crank mechanism to further develop that by changing the Lever travel of the crank pin increases the resulting the torque is achieved.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the label part of the Claim 1 solved.

Weitere Ausgestaltungen zeigen die Unteransprüche.The subclaims show further refinements.

Erfindungsgemäß sorgt ein steuerbarer Exzenter, gelagert zwischen dem Kurbelzapfen und Pleuelhauptlager dafür, daß man den Hebelarm für das Drehmoment mittels einer Kurvenbahn für den Exzenter festlegen kann und nur die Explosionsstärke des gesteuerten variablen Gasluftgemisches die Endgröße des Drehmomentes bestimmt. Die Zündung des Gasluftgemisches erfolgt grundsätzlich im oder nach dem oberen Totpunkt, da der zur Verfügung stehende Ver brennungsraum über dem Kolben ca. 30-35 Kurbelgrade nach OT unverändert bestehen bleibt und hierdurch die Stickoxid-Emission, stark gesenkt wird.According to the invention, a controllable eccentric, stored between the crank pin and connecting rod main bearing for making the lever arm for the torque by means of a cam track for the eccentric can set and only the explosion strength of the controlled variable gas-air mixture determines the final size of the torque. The gas-air mixture is always ignited in or after top dead center because the available ver combustion chamber above the piston approx. 30-35 crank degrees after TDC remains unchanged and thereby the nitrogen oxide emission, is greatly reduced.

Da die Gasluftgemisch-Zündung nach OT eintritt, wirkt auf den Kolben bis OT nur der normale Verdichtungsdruck und nicht, wie bereits schon erwähnt, ein höher werdender Gegendruck durch Frühzündung.Since the gas-air mixture ignition occurs after TDC, acts on the Piston to TDC just the normal compression pressure and not how already mentioned, an increasing back pressure through Spark ignition.

Bei dem neuartigen Kurbeltrieb kann man auf die Ventilüberschnei dung vollkommen verzichten, da das Auslaßventil direkt nach OT schließt und danach erst das Einlaßventil öffnet. Da der Ansaug takt des Kolbens aber erst nach 30-35 Kurbelgraden beginnt, kann sich der Ansaugquerschnitt des Einlaßventils während dieser Zeit entsprechend vergrößern und die Anfangssauggeschwindigkeit verringern. Abgabe kommen nicht mehr in den Ansaugtakt.With the new crank drive you can see the valve overlap dispense completely, since the exhaust valve directly after TDC closes and only then opens the inlet valve. Because the intake stroke of the piston but only after 30-35 crank degrees begins, can the intake cross-section of the inlet valve during this Increase time accordingly and the initial suction speed reduce. Delivery no longer comes into the intake stroke.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Kurbelwellendrehzahl gesenkt werden kann, ohne daß eine Absenkung des Drehmomentes erfolgt. Der Kraftstoffver brauch wird gesenkt und somit zusätzlich der Schadstoffausstoß im Abgas. The advantages achieved with the invention are in particular in that the crankshaft speed can be reduced without that the torque is reduced. The fuel ver consumption is reduced and thus the pollutant emissions in the exhaust gas.

Anhand der Abb. 1 sind die Erfindungsmerkmale und in Abb. 2 die Ablauffunktionen zwischen Kurbelzapfen/Exzenter/Pleuel hauptlager dargestellt.On the basis of Fig. 1, the features of the invention and in Fig. 2 the sequence functions between crank pin / eccentric / connecting rod main bearing are shown.

Fig. 1

Der Kurbelzapfen 1, versehen mit dem Haltebolzen 7, dreht sich auf seiner Umlaufbahn 8. Um den Kurbelzapfen 1 und das Pleuel hauptlager des Pleuels 5 ist der Exzenter 2 mit seinem Führungs zapfen 3 gelagert.The crank pin 1 , provided with the retaining pin 7 , rotates in its orbit 8 . To the crank pin 1 and the connecting rod main bearing of the connecting rod 5 , the eccentric 2 is mounted with its guide pin 3 .

Auf der Innenlaufseite des Exzenters 2 befindet sich eine mittig liegende Aussparung 9, in die eine Druckfeder 4 eingelegt ist, die sich mit einem Ende an dem Haltebolzen 7 abstützt. Der Füh rungszapfen 3 durchläuft während eines Umlaufes des Kurbelzapfens 1 eine feststehende Kurvenbahn 6, die zentrisch zur Kurbelwellen mitte M im Kurbelgehäuse angeordnet ist. Im Bereich OT bis etwa 35 Kurbelgrade nach OT gibt die Kurvenbahn 6 dem Exzenter 2 mit dem Führungszapfen 3 ausgerüstet, die Zeit- und Längenver schiebung, damit der Mittelpunkt M2 des Exzenters 2 auf dem Kreisbogen X8 unabweichlich verlaufen kann, um den Kolben über die gleichen oben genannten Kurbelgrade in OT zu halten.On the inner barrel side of the eccentric 2 there is a centrally located recess 9 , into which a compression spring 4 is inserted, which is supported at one end on the retaining bolt 7 . The guide pin 3 passes through a fixed cam 6 during one revolution of the crank pin 1 , which is arranged centrally to the crankshaft center M in the crankcase. In the area TDC to about 35 crank degrees after TDC, the cam 6 gives the eccentric 2 equipped with the guide pin 3 , the time and length shift so that the center M 2 of the eccentric 2 on the arc X 8 can inevitably run to the piston to keep the same crank degrees in TDC above.

Fig. 2

Darstellung der Bewegungsabläufe der Mittelpunkte M1, M2 und M3 während des Ablaufes auf ihren vorgeschriebenen Bahnen, um den Kolben bis etwa 35° im oberen Totpunkt zu halten und dadurch den erzwungenen Hebelarm zu erstellen, der ausschlaggebend für das Drehmoment ist.Representation of the motion sequences of the center points M 1 , M 2 and M 3 during the course on their prescribed paths in order to hold the piston up to approximately 35 ° in top dead center and thereby to create the forced lever arm, which is decisive for the torque.

Claims

1. crank mechanism for internal combustion engines with a crankshaft, a crank pin ( 1 ), a piston, a connecting rod ( 5 ), with a lower connecting rod main bearing, which is arranged on an eccentric ( 2 ) eccentrically to the crank pin ( 1 ), characterized in that

- The eccentric ( 2 ) has a guide pin ( 3 ) which is guided in a non-circular cam track ( 6 ),
- The crank pin ( 1 ) has a retaining bolt ( 7 ) which acts on a compression spring ( 4 ),
- The compression spring ( 4 ) is arranged in a recess ( 9 ) and acts on the eccentric ( 2 ).

2. Crank drive according to claim 1, characterized in that the center point (M 3 ) of the guide pin ( 3 ) remains behind the angularly formed from the center point (M, M 1 ) of the crankshaft and the crank pin connecting line (MM 1 ).

3. Crank drive according to one of claims 1 or 2, characterized in that the cam track ( 6 ) in the area of TDC to about 35 ° after TDC has an outwardly increasing radius around the center point (M) of the crankshaft.

4. Crank drive according to claim 3, characterized in that the Curved track is also designed accordingly in the area of the underground.