DE4206518A1 - Zweizylinder-hubkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenmaschine aus zwei oder mehr Zylindern, als Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Fahrzeugs oder als Kompressoraggregat, bei der aus Gründen des Bauaufwandes, des Energieverbrauchs und der Abgasemission eine möglichst kleine Zylinderzahl angestrebt wird, gleichzeitig aber ein möglichst vollständiger Ausgleich aller Gas- und Massenkräfte, sowie -Momente erreicht werden soll.

Aus DE 34 43 749 und P 39 31 644 ist ein Hubkolbenmotor aus zwei Kurbeltrieben mit fluchtenden Kurbelwellen, d. h. identischer Drehachse, die gegensinnig rotieren und über ein Kegelradgetriebe verbunden sind, bekannt. Damit wird ein Ausgleich der Reaktionsmomente aus den Kolbenseitenkräften, im wesentlichen also der Drehschwingungen des Motorgehäuses aus den Gaskräften, erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Hubkolbenmaschine mit möglichst wenigen, minimal 2, Zylindern, einen vollständigen Ausgleich aller äußeren Kräfte, die Gehäuseschwingungen und Schallabstrahlung verursachen, zu erreichen. Dazu ist zusätzlich zum Ausgleich der Gaskräfte durch gegensinnige Rotation der Kurbelwellen auch der Ausgleich aller Reaktionskräfte aus der oszillierenden Bewegung von Kolben und Ventilen erforderlich.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hubkolbenmaschine aus zwei gleichartigen Kurbel- und Ventiltrieben zusammengesetzt wird, die spiegelbildlich zu einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse angeordnet sind. Die beiden Kurbelwellen rotieren somit um 2 parallele Drehachsen und sind durch 2 Stirnräder mechanisch verbunden.

Da jedem bewegten Bauteil ein entsprechendes gleichartiges Teil mit gegenphasiger Bewegung gegenüberliegt und sich die entsprechenden dynamischen Kräfte gegenseitig aufheben, ist das gemeinsame Motor­ gehäuse völlig frei von Schwingungen. Die einzig verbleibende Schwingungsreaktion nach außen ist der Ungleichförmigkeitsgrad an der Antriebswelle, der bei einem Automatikgetriebe vom hydraulischen Wandler, bei einem Schaltgetriebe durch ein Zweimassenschwungrad in bekannter Weise ausgeglichen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 links eine schematische Darstellung einer Zweizylinder­ Hubkolbenmaschine aus zwei spiegelbildlich angeordneten Einzylinderkurbeltrieben, Ansicht senkrecht zu den Kurbel­ wellendrehachsen, und

Fig. 2 rechts die Ansicht in der Ebene der Kurbelwellendrehachsen bei weggelassenem Kurbelgehäuse.

Die dargestellte Zylinder-Hubkolbenmaschine besteht aus den Zylindern 1 und 2 mit den Kolben 1a und 2a und den Kurbelwellen 1b und 2b in einem gemeinsamen Zylinderkurbelgehäuse 3. Die Einheiten 1 und 2 sind spiegelbildlich zur Symmetrieebene 4 angeordnet und durch die Zahnräder 1c und 2c so gekoppelt, daß die Kurbelwellen 1b und 2b gegensinnig rotieren und die Kolben 1a und 2a sich gegeneinander bewegen. Nicht dargestellt sind die beiden Ventiltriebe für die Zylinder 1 und 2, die ebenso spiegelbildlich angeordnet sind und die Ventile, die sich ebenfalls paarweise spiegelbildlich zur Ebene 4 bewegen.

Fig. 2 zeigt eine weitere denkbare Anordnung der beiden Kurbeltriebe, die dem Anspruch 1 entspricht.

Bei Betrieb als Brennkraftmaschine erfolgt abhängig vom Verbrennungs­ verfahren Zündung, bzw. Kraftstoffeinspritzung und Ladungswechsel bei den Zylindern 1 und 2 gleichzeitig. Damit sind alle Gas- und Massen­ kräfte der Zylinder 1 und 2 in ihrem Zeitverlauf identisch, in ihrer Richtung aber symmetrisch, d. h. gegeneinander gerichtet und heben sich in ihrer Wirkung nach außen hin auf. Auch beim instationären Betrieb, z. B. beim raschen Hochbeschleunigen der Motordrehzahl treten keine Reaktions­ kräfte oder -Momente auf.

Claims (3)

1. Hubkolbenmaschine, insbesondere Hubkolben-Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus 2 gleichartigen Kurbeltrieben, dadurch gekennzeichnet, daß diese um eine Ebene senkrecht zur Zylinderbewegungsrichtung gespiegelt angeordnet sind und alle bewegten Bauteile des Kurbel- und Ventiltriebs spiegelbildlich laufen.

2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kurbeltriebe durch zwei auf den Kurbelwellen sitzende Stirnzahnräder mechanisch gekoppelt sind, wobei je eine Kurbelwange als Stirnrad ausgebildet sein kann.

3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden spiegelbildlichen Kurbeltriebe Mehrzylinderkurbeltriebe bekannter Bauart sind.