DE4210382A1 - Verfahren zur Zusammenstellung der aktiven Teile zweier Motoren mit innerer Verbrennung, die verschiedene oder gleiche Zylinderkapazitäten haben - Google Patents

Description

Funktionsprinzipien

Die alternative Funktion ergibt zwei Leistungsstufen. Für die erste Stufe stoppt man den Treibstoff bei der zweiten Zylindergruppe, deren Ventile sich öffnen.

Die zweite Stufe funktioniert umgekehrt.

Die gleichzeitige Beanspruchung ergibt die dritte Stufe.

Der reduzierte Kraftstoffverbrauch der Motoren mit innerer Verbrennung hat sowohl wirtschaftlichen, als auch ökologischen Wert.

Man kennt verschiedene Möglichkeiten, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern. Direkt mit dem Motor in Verbindung sind:

• - der Bau von Motoren mit geringerer Leistung
• - die Verbesserung der Verbrennungstechnologie
• - die Verbesserung des Koeffizienten zur Umformung der Energie in mechanische Arbeit

Diese Möglichkeit vernachlässigen einen sehr wichtigen Aspekt, den wirtschaftlichen Verbrauch (obzwar sie zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs beitragen), d. h. sie tragen kaum zur Verlängerung der effektiven Arbeitszeit des Motors bei.

Wir wissen, daß die Kraft eines Motors die Zylinderkapazität, den Verbrauch, bestimmt und daß jeder Motor eines Fahrzeugs einen wirtschaftlichen Verbrauch nur zwischen bestimmten Grenzen der Belastung und der Geschwindigkeit hat.

Mit wenigen Ausnahmen können sich die Fahrzeuge nicht in diesen Grenzen halten, was sowohl objektive als auch subjektive Gründe hat. Daraus folgt, daß die Motoren der Fahrzeuge, unabhängig von ihrem Ausbau, einen Kraftstoffverbrauch haben, der mehr oder weniger unwirtschaftlich ist. Weil die Zylinderkraft immer gleich bleibt, egal wie hoch Belastung und Geschwindigkeit sind, tritt sie in Widerspruch zu dem wirtschaftlichen Verbrauch. Folglich, um einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch während der ganzen Fahrt zu erzielen, müßte die Kraft des Motors, seine Zylinderkraft, veränderlich sein, was Geschwindigkeit und Last betrifft. Um diese Wunschvorstellung wenigstens teilweise zu ermöglichen müßte man einen Motor mit verschiedenen Leistungsstufen herstellen.

Dieser Motor ermöglicht die Kombination der aktiven Teile zweier Motoren verschiedener oder gleicher Leistung in und auf einem Motor, d. h. es ist ein Motor, der in Großen verschiedene Zylinderkombinationen vereint, so daß sie sowohl abwechseln, als auch zusammen funktionieren können.

Das Funktionieren, ohne daß die Zylinderkombinationen in Widerspruch treten, wird wie folgt garantiert:

• - durch das Vorhandensein einer gemeinsamen Kurbelwelle, die alle Kolben in ständiger Bewegung hält, d. h. auch jene die keine wirtschaftliche Kraft produzieren.
• - durch das Vorhandensein einer Injektionspumpe für jede Zylindergruppierung, die ständig in Bewegung ist, auch wenn sie keinen Kraftstoff zugeführt bekommt.
• - durch das Vorhandensein eines Ventils für jeden Zylinder, der die Zylinder vom Druck befreit, wenn kein Kraftstoff fließt
• - durch das Vorhandensein einer Elektroklappe für jede Injektionspumpe, welche den Kraftstoffzufluß öffnet oder schließt.

Das Zusammenschließen mehrerer Zylindergruppen mit verschiedener oder gleicher Kraft in einem einzigen Motor, die alternativ oder gleichzeitig funktionieren je nach Bedarf, bedeutet, daß die Kraft des Motors variabel wird, was wir hier beweisen wollen.

Unser Motor mit mehreren Leistungstreppen wird sich von den klassischen Leistungstypen unterscheiden, denn er hat:

• - zwei Gruppen (oder mehrere) unabhängiger Zylinder
• - Injektionspumpen deren Anzahl gleich der Zylindergruppen ist
• - je ein Ventil an jedem Zylinder, welches den Zylinder vom Druck befreien kann (wenn gewünscht)
• - einen Mechanismus, der die Ventile (Klappen) bewegt.
• - je eine Elektroklappe für jede Injektionspumpe zum Öffnen-Schließen der Kraftstoffversorgung.

Trotz der angeführten Unterschiede und obzwar er die Rolle mehrerer Motoren mit verschiedener Stärke ausüben kann, bleibt er doch ein einziger Motor mit einem Motorblock, einer Kurbelwelle und einer Kupplung. Durch das Zusammenstellen zweier Zylindergruppen verschiedener Leistung zu einem einzigen Motor erhalten wir einen Motor mit drei Leistungsstufen. Und durch das Zusammenstellen zweier Zylindergruppen mit gleicher Stärke erhalten wir einen Motor mit zwei Leistungsstufen. Wenn die Gruppierungen aus je vier Zylinder bestehen, dann können die Motoren sowohl im 4-Takt als auch im 8-Takt funktionieren.

Das hängt vom Entwurf der Kurbelwelle ab.

Nach einer kurzen Analyse gelangen wir zu der Schlußfolgerung, daß es bei Lastern drei Gegebenheiten der verschiedenen Betriebszustände gibt

• - ohne Fracht
• - mit mittlerer Fracht
• - mit ganzer Fracht

Auch bei den Kraftfahrzeugen gibt es drei Gegebenheiten:

• - die Geschwindigkeit in der Stadt
• - die Geschwindigkeit auf der Landstraße
• - die Geschwindigkeit auf der Autobahn

Die bekannten Motoren können einen wirtschaftlichen Verbrauch nur für eine dieser Gegebenheiten erzielen. Die Motoren mit drei Leistungsstufen können einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch für alle drei Gegebenheiten ermöglicht.

Das Funktionsprinzip

1. Für die erste Leistungsstufe öffnet man die Kraftstoffversorgung nur bei der Injektionspumpe einer Zylindergruppe und man öffnet die Zylinderventile der zweiten Zylindergruppe. Die Zylinderkapazität berechnet man für die erste Gegebenheit (ohne Fracht, Stadtgeschwindigkeit).

2. Für die zweite Leistungsstufe schließt man die Kraftstoffversorgung der Injektionspumpe, die die Zylinder der ersten Leistungsstufe versorgt und man öffnet die Versorgung der Injektionspumpe der zweiten Zylindergruppe. Gleichzeitig schließen sich die Ventile der Zylinder dieser Gruppe und öffnen sich die Ventile der Zylinder der ersten Gruppierung. Die Zylinderkapazität der Zylinder der zweiten Gruppierung wird für die zweite Gegebenheit berechnet (mittlere Fracht, Landstraße.

3. Für die dritte Leistungsstufe öffnet man die Kraftstoffversorgung für beide Injektionspumpen und man schließt die Ventile aller Zylinder. Die Kraft des Motors ist nun gleich mit der Summe der Kraft der ersten zwei Stufen und reicht für die dritte Gegebenheit (volle Fracht, Autobahn).

Dadurch genügt der Motor mit drei Leistungsstufen den Anforderungen des Motors mit variabler Zylinderkapazität.

Man kann den Kraftstoffverbrauch beim Motor mit mehreren Leistungsstufen nicht berechnen, weil die Gruppierungen der Zylinder mit verschiedenen Kapazitäten praktisch unendlich sind und die Wirtschaftlichkeit ausschlaggebend ist. Wir können aber davon ausgehen, daß die Einsparungen bedeutend sind im Verhältnis zu den bekannten Motoren. Man muß aber auch davon ausgehen, daß die Einsparungen bei Laster, Traktoren u. a. relativ größer sind als bei den Kraftfahrzeugen. Trotzdem sind die Einsparungen hier auch riesig, weil die Kraftfahrzeuge in größerer Anzahl auftreten.

Außer den Kraftstoffeinsparungen die diese Motoren mit drei Leistungsstufen ermöglichen, werden sie auch die Einsatzmöglichkeiten der Fahrzeuge vergrößern, da sie die Ausbeutungsspanne verlängern, indem sie die Möglichkeit der Leistung mit wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch bei Aggregaten mit verschiedenem Widerstand gewährleistet. Hier muß auch die Bedeutung dieser Motoren für die Erhaltung der Umwelt unterstrichen werden, da die Umweltverschmutzung durch Abgase verringert wird.

Claims (1)

1. Alle Elemente, die zum Bau eines Motors mit mehreren Leistungsstufen nötig sind, sind in verschiedener Form als Komponente einiger Motoren bekannt. Die konkreten technischen Merkmale, die als neu und patentfähig unter Schutz gestellt werden sollen, sind gekennzeichnet durch:

   • - das Verfahren der Eingliederung zweier Zylindergruppen mit gleicher oder diverser Kapazität zu einem einzigen Motor, so daß er sowohl gleichzeitig als auch alternativ arbeiten kann. Dies ermöglicht verschiedene Leistungsgruppen des Motors.