DE4309576A1 - Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Widerlager - Google Patents
Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem WiderlagerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01P3/06—Arrangements for cooling pistons
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01P2003/006—Liquid cooling the liquid being oil
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit
einstellbarem Widerlager und ist als Antriebsmaschine für Land-, See-
und Luftfahrzeuge sowie für stationäre Geräte gedacht.
Die bei der Verbrennung eines verdichteten brennbaren Gemisches
frei werdende Druckenergie wirkt derart auf einen Kolben, daß dieser
über eine Mechanik an einer Welle ein Drehmoment erzeugt, welches
zum Antrieb von Fahrzeugen und Geräten verwendet werden kann.
Es ist bekannt, daß zur Erfüllung dieser Aufgaben in den heutigen
Hubkolbenbrennkraftmaschinen die bei der Verbrennung frei werdende
Druckenergie mit Hilfe eines Kurbeltriebes von der durch Zylinder und
Kolben bestimmten geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung
umgeleitet wird.
Um die chemische Energie des Brenngemisches möglichst optimal zu
nutzen, werden die Faktoren Verdichtung, Durchbrenngeschwindig
keit des Brenngemisches und Zündzeitpunkt sorgfältig aufeinander
abgestimmt (Einschlägige Fachliteratur).
Nach dem Gesetz der Mechanik ist Drehmoment = Kraft * Hebelarm.
Folglich müßte auch zur Erzielung eines günstigeren Drehmomentes
der nach der Zündung des Brenngemisches rapid ansteigende Druck
auf einen längeren Hebel wirken können.
Ein Zustand der bei den bekannten Hubkolbenbrennkraftmaschinen
nicht erreicht werden kann, denn aus dem Zusammenspiel der oben
erwähnten Faktoren ergibt sich zwingend der größe Druckanstieg
im Bereich des oberen Totpunktes.
Durch die Art der Konstruktion ist der wirksame Hebel - Kröpfung
der Kurbelwelle - zu Beginn des Arbeitstaktes, wenn also Pleuel und
Kröpfung fast eine Linie bilden, sehr gering. Die größte wirksame
Hebellänge wird erst erreicht, wenn Pleuel und Kröpfung in einem
Winkel von ca. 90 Grad zueinander stehen. Zu diesen Zeitpunkt
haben sich aber der die Verbrennung einschließende Raum und die
wärmeabführende Fläche so stark vergrößert, daß der Expansions
druck oberhalb des Kolbens schon fast wieder auf das Niveau vor dem
Zündzeitpunkt - den Verdichtungsdruck - gesunken ist.
Die bei der Verbrennung frei werdende Energie wird zu einem großen Teil
einfach nur in Reibung am Kurbelwellenlager umgesetzt.
Siehe Grafiken und Tangentialkraft Stand der Technik.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine zu
schaffen, bei der ein großer wirksamer Hebelarm und der nach
der Zündung rapid ansteigende Expansionsdruck zur Erzeugung eines
hohen Drehmomentes an der Kurbelwelle herangezogen werden können.
Das Volumen des im Verdichtungsraum komprimierten Mediums soll
sich nach der Entzündung des Mediums und möglichst während des
gesamten Durchbrennvorganges nicht vergrößern, damit sich Wärme
und Druck gegenseitig zu einem Optimum steigern und eine völligere
Energieausbeute mit weniger schädlichen Rückständen erfolgt.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß der Boden des
Verdichtungsraumes als bewegliches Widerlager ausgebildet, welches
aus einem Kolben W, der in einer zylinderischen Bohrung ZW gasdicht
geführt ist, und einem neuartigen Gleitschwengelgestänge G mit
festem Lagerpunkt L im Gehäuse gebildet wird.
Der Kolben W übernimmt dabei neben seiner Funktion als Boden des
Verdichtungsraumes auch teilweise noch die Aufgabe der Regelung des
Gaswechsels. Die Kühlung von Kolben W erfolgt durch das frisch
einströmende Brenngemisch, die wassergekühlte zylindrische
Bohrung ZW und das von oben in den Kolbeninnenraum eintretende
Motoröl, das durch die Bewegung des Kolbens über die Pumprohre PR
automatisch auf einem konstanten Niveau gehalten wird.
Zur Anwendung kommt ein speziell gefertigter Kolben W, der über das
Gleitschwengelgestänge G gesteuert und mit diesem auch gegen den
festen Lagerpunkt L im Gehäuse abgestützt wird.
Das Gleitschwengelgestänge G ist aus mehreren Einzelschwengeln
zusammengesetzt. An den beiden Enden befinden sich einfache Hebel.
Einzelschwengel und einfache Hebel sind über einachsige Gelenke mit
einander verbunden. Jeweils das Endgelenk eines einfachen Hebels ist
zum einen mit dem festen Lagerpunkt L und zum anderen mit dem
Kolben W verbunden.
Jeder einzelne Schwengel ist in seinem Drehpunkt DP auf der Stirn-
und Rückseite in je einem Gleitstück GS gelagert, welches durch
Schienen S im Gehäuse geführt wird, die ebenfalls auf der Stirn- und
Rückseite in Längsrichtung von Gleitschwengelgestänge G
angeordnet sind.
Bei seitlichem Druck (im Winkel von 90 Grad zur Längsrichtung von
Schiene S) über eine der Steuerbahnen von SWU auf das mittlere
einachsige Gelenk MEG von Gleitschwengelgestänge G werden die
mittleren beiden Einzelschwengel SWO und SWU um ihre Drehpunkte
bewegt. Da alle Schwengel über die einachsigen Gelenke miteinander
verbunden sind, überträgt sich die Drehbewegung bis an die Endpunkte
des Gleitschwengelgestänges G, wobei sich an jedem einachsigen Gelenk
die Drehrichtung umkehrt. Während durch die Drehbewegung die ein
achsigen Gelenke im vorgegebenen Radius um die Drehpunkte DP der
Einzelschwengel in den Gleitstücken GS bewegt werden, verändert sich
- bezogen auf die beiden Endpunkte fester Lagerpunkt L u. Bolzenlager
Kolben W - zwangsläufig die Gesamtlänge von Gleitschwengelgestänge
G. Die Drehpunkte DP werden dabei über die Gleitstücke GS in den
Schienen S selbsttätig nachgeführt.
Wie oben aufgezeigt, ist das Gleitschwengelgestänge G an einem Ende
mit dem festen Lagerpunkt L im Gehäuse verbunden und am anderen
mit dem in der zylinderischen Bohrung ZW beweglichen Kolben W.
Ein Längenänderung von G wird also in jedem Fall den Kolben W in
Längsrichtung der Bohrung bewegen müssen, da sich das Gleit
schwengelgestänge G am festen Lagerpunkt L im Gehäuse
abstützt.
Die kontrollierte Längenänderung und damit die Stellung des Wider
lagers wird durch die Steuerscheiben A und B bewerkstelligt, die
seitlich links und rechts in mittlere Höhe des Gleitschwengelgestänges
G gelagert sind und über die im Gehäuse geführten Rollenstößel E
und F die Bewegungsebene dieser Steuerscheiben auf das
Gleitschwengelgestänge G übertragen.
Durch diese Maßnahmen wird das Volumen des Verdichtungsraums VC
einstellbar und sogar verschiebbar, und kann bei zusätzlicher
Steigerung des Verdichtungsverhältnisses nach dem OT von
Kurbeltrieb KT dem im Arbeitsakt abwärts gehenden Kolben K
nachgeführt werden. Wird das Brenngemisch z. B. 10 Grad nach OT
von Kurbeltrieb KT gezündet, so steigt der Expansionsdruck
weitaus höher an, weil sich das Volumen des Verdichtungsraumes und
damit gleichbedeutend auch die Fläche an der Wärme abgegeben
werden kann, während einer Durchbrenndauer von 35 Grad am KT
nicht vergrößert.
Siehe Grafik Druck Stand der Technik / Vorschlag Kranefoer.
Gleichzeitig nimmt aber die für das Drehmoment wirksame Hebellänge
am Kurbeltrieb KT enorm zu.
Hoher Druck und großer Hebel werden zur Erzeugung eines weitaus
höheren Drehmomentes herangezogen.
Siehe Grafik Drehmoment Stand der Technik / Vorschlag Kranefoer.
Der Gaswechsel erfolgt über die Kanäle Auslaß H und Einlaß I,
die jeweils halbringförmig an der zylinderischen Bohrung ZW enden.
Die Steuerung wird dabei durch den Kolben W und von den
Drehschiebern Auslaß M und Einlaß N übernommen.
Die Beschreibung der Funktion wird unter Zuhilfenahme der Grafiken
1-8 durchgeführt.
Die Kurbelwelle von Kurbeltrieb KT ist dabei immer durch eine
Mittelkreislinie dargestellt.
Kette und Antriebsräder der Steuerung sind nur mit einer Mittellinie
dargestellt. 360 Grad Kurbelbetrieb KT sind 180 Grad an den
angetriebenen Wellen. Der Antrieb erfolgt also im Verhältnis 2 : 1.
Vorgaben für das angeführte Beispiel:
Steuerscheibe A hat den höchsten Punkt der Steuerebene erreicht
und dadurch über die beschriebene Mechanik das Gleitschwengel
gestänge G auf die minimalste Länge verkürzt.
Der Kolben W des Widerlagers steht auf seinem höchsten Punkt in der
Bohrung ZW und bleibt dort justiert. Dabei werden die Kanäle Auslaß
H u. Einlaß I durch die Kolbenkante freigegeben.
Drehschieber Auslaß M schließt und Einlaß N ist geöffnet.
Der Kolben K des Kurbeltriebes befindet sich auf OT.
Im weiteren dreht die Kurbelwelle nach links und das Pleuel zieht den
Kolben K abwärts. Der Raum zwischen dem Kolben K und dem
Kolben W wird größer und es entsteht hierin Unterdruck. Der
atmosphärische Druck preßt nun das Brenngemisch durch den Kanal
Einlaß I in diesen bis zum UT von Kolben K sich weiter
vergrößernden Raum.
Der Kolben K überschreitet den UT.
Steuerscheibe A verläßt den höchsten Punkt der Steuerebene und
die ansteigende Steuerebene der Steuerscheibe B drückt über
dem Rollenstößel F auf das mittlere einachsige Gelenk MEG des
Gleitschwengelgestänges G. Durch die Wirkung der oben
beschriebenen Mechanik vom Gleitschwengelgestänge G wird der
Kolben W durch die weitere Drehbewegung der Steuerscheibe B nach
unten bewegt und beginnt dabei die Öffnungen der Kanäle Einlaß I
und Auslaß H zu schließen. Der Verdichtungstakt beginnt.
Steuerscheibe b hat den Kolben W über die ansteigende
Steuerebene auf seine mittlere Stellung gebracht und dort justiert.
Die Öffnungen der Kanäle Einlaß I u. Auslaß H sind durch diesen
Kolben verdeckt, und da sie von den Kolbenringen bereits passiert
wurden, ist der Raum zwischen Kolben W und K nun gasdicht
verschlossen.
Kolben K von Kurbeltrieb KT hat den OT erreicht.
Die Lagerkraft ist bedeutend geringer als bei der herkömmlichen
Brennkraftmaschine. Siehe Grafik Lagerkraft Stand der Technik/
Vorschlag Kranefoer.
Das eingeschlossene Brenngemisch ist im Verhältnis 6,5 : 1
komprimiert.
Die Kurbelwelle dreht weiter nach links, der Kolben K verläßt den OT,
und gleichzeitig beginnt die Steuerebene von Steuerscheibe B über die
beschriebene Mechanik den Kolben W nach unten zu drücken.
Die Steuerebene von Steuerscheibe A fällt im selben Maß ab und gibt
den Weg für die Bewegung von Rollenstößel E u. F frei.
Obwohl sich der Kolben K in der Bohrung abwärts bewegt, wird das
Volumen des zwischen Kolben W und K eingeschlossenen Brenngemisches
nicht größer, sondern durch die gleichzeitige Abwärtsbewegung
von Kolben W kleiner. Das Verdichtungsverhältnis steigt
bis 45 Grad nach OT von Kurbeltrieb KT.
In dem hier aufgezeigten Beispiel erfolgt die Zündung 10 Grad nach
OT von Kurbeltrieb KT. Das Brenngemisch entzündet sich, und die
Durchbrennphase beginnt. Temperatur und Druck steigen, da sich der
Raum bis zu 45 Grad Kurbelwinkel sogar noch verringert, enorm an.
Siehe Grafik Druck Stand der Technik/Vorschlag Kranefoer.
Der Anstieg des Drehmomentes ist bedeutend flacher, steigt sinnvoller
Weise erst an, wenn auch ein wirksamer Hebel am Kurbeltrieb KT
entsteht und erreicht trotzdem schon bei ca. 35 Grad nach OT
KT den Spitzenwert des mit den selben Kolbenkräften gerechneten
Stand der Technik.
Siehe Grafik Drehmoment Stand der Technik/Vorschlag Kranefoer.
Kolben W hat seinen untersten Punkt erreicht und wird hier durch die
Mechanik justiert. Das Gleitschwengelgestänge wird dazu durch das
mittlere einachsige Gelenk MEG mittels der Rollenstößel E u. F und
der Steuerebenen der Steuerschieben A u. B so stabilisiert, daß alle
Drehpunkte und die einachsigen Gelenke senkrecht übereinander
stehen. Die vom Kolben W aufgenommene Kraft wird so voll und ohne
zusätzliche Reibungsverluste, die bis zu diesem Moment durch die
Steuerung des Kolbens W auf seinen untersten Punkt aufgetreten
sind, am festen Lagerpunkt L abgestützt. Bei 45 Grad
Kurbeltrieb KT ist somit ein starres Widerlager entstanden.
Drehmoment und Tangentialkraft haben Werte erreicht, die nach der
Rechnung noch mindestens bis 90 Grad Kurbeltrieb KT weit über den
Spitzenwerten von Stand der Technik liegen. Dabei ist die Lagerkraft
trotz des enormen Zuwachses an Druck und Drehmoment weitgehend
bedeutend geringer.
Siehe Grafik Drehmoment, Tangentialkraft, Druck und Lagerkraft
Stand der Technik/Vorschlag Kranefoer.
Das Ende des Arbeitstaktes ist erreicht, und die Steuerebene der
Steuerscheibe A steigt an, während die Steuerebene von Steuerscheibe
B im gleichen Maße abfällt. Mit fortschreitender Drehung
kann der restliche Expansionsdruck den Kolben W nach oben drücken,
da die Rollenstößel E u. F den Weg für das Einknicken des Gleitschwengelgestänges
G freigeben.
Kolben W ist durch den restlichen Expansionsdruck und die Freigabe
des Weges durch die Steuermechanik auf die mittlere Position gedrückt
worden. Der Drehschieber M ist bereits geöffnet, aber der
Kolben W verschließt noch den Kanal Auslaß H.
Die Steuerebene von Steuerscheibe A steigt weiter an, während die
Steuerebene von Steuerscheibe B im gleichen Maße abfällt. Mit
fortschreitender Drehung kann der restliche Expansionsdruck den
Kolben W weiter nach oben drücken, da die Kolbenstößel E u. F den
Weg für das weitere Einknicken von Gleitschwengelgestänge G frei
geben. Der Kolben W gibt den Kanal Auslaß H frei, und das heiße
Abgas kann ausströmen.
Kolben W ist durch den restlichen Expansionsdruck und die Freigabe
des Weges durch die Steuermechanik auf die obere Position gedrückt
worden.
Die Steuerebene von Steuerscheibe A hat den höchsten Punkt
erreicht und Steuerebene von Steuerscheibe B den niedrigsten.
Kolben W wird durch die Mechanik in dieser Stellung justiert.
Durch den zum OT von Kurbeltrieb KT aufsteigenden Kolben K wird
das restliche Abgas aus dem Brennraum gepreßt.
Danach beginnt der Kreislauf wieder mit dem Ansaugtakt Grafik 1.
Wie die Grafik Druck zeigt, wird durch die mittels einstellbarem
Widerlager mögliche Raumkonstanthaltung während der Durchbrennphase
ein wesentlich höherer Druck und somit auch eine wesentlich
höhere Temperatur erzeugt. Die Verbrennung ist vollkommener und
hinterläßt weniger schädliche Reststoffe.
Wie die Grafik Lagerkraft zeigt, wird ein geringerer Anteil des kostbaren
Expansionsdruckes in Reibung und somit sinnlos wieder in
Wärme umgesetzt.
Wie die Grafik Tangentialkraft zeigt, ist ein Ansteigen der Tangentialkraft
erst zu erwarten, wenn diese auch auf für das Drehmoment
relevante Hebel trifft. Zudem steigt diese Kraft viel weiter an und
bleibt bedeutend länger auf diesem hohen Niveau.
Die Grafik Drehmoment spiegelt im Grunde all die zuvor angeführten
Vorteile in einem Bild wieder und zeigt drastisch den zu erwartenden
Leistungsanstieg.
Mit derselben Menge eingesetzter chemischer Energie kann eine
viel höhere Leistung erzielt werden.
Nimmt man an, daß zum Antrieb eines Fahrzeuges X die Leistung
von 120 kW notwendig ist und diese Leistung von einer 2,5-l-
6-Zylinder-Hubkolbenbrennkraftmaschine erbracht wird, so ist es
mach den Berechnungen durchaus denkbar für dasselbe Fahrzeug eine
1,25-l-3-Zylinder-Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem
Widerlager mit derselben Leistung und mit einem weitaus kräftigerem
Durchzugsvermögen bereitzustellen, die aber nur die halbe Menge
Brennstoff benötigt.
Das heißt, die Anzahl der Zylinder, die zur Erzeugung einer bestimmten
Leistung erforderlich ist, sinkt bei Verwendung dieses Motorprinzips,
und im gleichen Maß sinkt der Verbrauch an Brennstoff.
Ventile sind nicht erforderlich, da die Steuerung des Gaswechsels
durch den Kolben W und die Drehschieber M u. N übernommen wird.
Die nutzbaren Querschnitte für die Kanäle Einlaß I und Auslaß H
von je 1200 mm² (zeichnerisch ermittelt) sind schon nach ca. 16
Grad Kurbeltrieb KT völlig auf bzw. zu gesteuert. Beim Stand der
Technik sind das 90-Grad-KT. Daraus kann abgeleitet werden, daß
der Füllungsgrad auch bei gesteigerter Drehzahl besser ist als beim
Stand der Technik.
Zeichnungen
Fig. 1 Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Widerlager
Fig. 2 Gleitschwengelgestänge
Fig. 3 Rollenstößel E u. F
Fig. 4 Grafik Druck
Fig. 5 Grafik Lagerkraft
Fig. 6 Grafik Tangentialkraft
Fig. 7 Grafik Drehmoment
Fig. 8 Grafik 1
Fig. 9 Grafik 2
Fig. 10 Grafik 3
Fig. 11 Grafik 4
Fig. 12 Grafik 5
Fig. 13 Grafik 6
Fig. 14 Grafik 7
Fig. 15 Grafik 8
Fig. 2 Gleitschwengelgestänge
Fig. 3 Rollenstößel E u. F
Fig. 4 Grafik Druck
Fig. 5 Grafik Lagerkraft
Fig. 6 Grafik Tangentialkraft
Fig. 7 Grafik Drehmoment
Fig. 8 Grafik 1
Fig. 9 Grafik 2
Fig. 10 Grafik 3
Fig. 11 Grafik 4
Fig. 12 Grafik 5
Fig. 13 Grafik 6
Fig. 14 Grafik 7
Fig. 15 Grafik 8
Bezugszeichenliste
1 Steuerscheibe A
2 Lagerbock Steuerscheibe
3 Rollenstößel
4 Kugellager
5 Auslaß
6 Pumprohr
7 Drehschieber
8 Kanal Auslaß
9 Gehäuse
10 Kühlkanal
11 Mittellinie Kette
12 Fester Lagerpunkt
13 Frei
14 Einachsiges Gelenk
15 Gleitstück
16 Drehpunkt
17 Schiene
18 Mittlerer Schwengel oben
19 Mittleres einachsiges Gelenk
20 Rollenstößel F
21 Steuerscheibe B
22 Einlaß
23 Drehschieber Einlaß
24 Zylindrische Bohrung
25 Mittlerer Schwengel unten
26 Kanal Einlaß
27 Kolben Widerlager
28 Kolben Kurbeltrieb
29 Kurbeltrieb
30 Frei
31 Einzelschwengel
32 Einfacher Hebel
33 Bolzenlager
34 Abgesetzter Laufring
35 Führungsnut
36 Inneres Gleitstück
37 Federelement
38 Gehäuse Rollenstößel
39 Anschlag
2 Lagerbock Steuerscheibe
3 Rollenstößel
4 Kugellager
5 Auslaß
6 Pumprohr
7 Drehschieber
8 Kanal Auslaß
9 Gehäuse
10 Kühlkanal
11 Mittellinie Kette
12 Fester Lagerpunkt
13 Frei
14 Einachsiges Gelenk
15 Gleitstück
16 Drehpunkt
17 Schiene
18 Mittlerer Schwengel oben
19 Mittleres einachsiges Gelenk
20 Rollenstößel F
21 Steuerscheibe B
22 Einlaß
23 Drehschieber Einlaß
24 Zylindrische Bohrung
25 Mittlerer Schwengel unten
26 Kanal Einlaß
27 Kolben Widerlager
28 Kolben Kurbeltrieb
29 Kurbeltrieb
30 Frei
31 Einzelschwengel
32 Einfacher Hebel
33 Bolzenlager
34 Abgesetzter Laufring
35 Führungsnut
36 Inneres Gleitstück
37 Federelement
38 Gehäuse Rollenstößel
39 Anschlag
Claims (12)
1. Hubkolbenbrennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sich das
Volumen des zum Arbeitstakt (im Verdichtungsraum) komprimierten
Mediums nach dem oberen Totpunkt OT von Kurbeltrieb KT für einen
bestimmten Weg von Kolben K - der Weg wird hier vorzugsweise mit
45 Grad Kurbeltrieb KT umschrieben - geringer, als durch den vom
Kurbeltrieb KT abwärts geführten Kolben K vorgegeben, vergrößert.
2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden des Verdichtungsraumes durch ein einstellbares
Widerlager gebildet wird, welches aus einem Kolben W, der in der
zylinderischen Bohrung ZW gasdicht geführt ist, und dem Gleitschwengelgestänge
G mit festem Lagerpunkt L im Gehäuse gebildet
wird.
3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gleitschwengelgestänge G aus mehreren
Einzelschwengeln zusammengesetzt ist. An den beiden Enden befinden
sich einfache Hebel.
Einzelschwengel und einfache Hebel sind über einfachsige Gelenke miteinander verbunden. Jeweils das Endgelenk eines einfachen Hebels ist zum einem mit dem festen Lagerpunkt L und zum anderen mit dem Kolben W verbunden (siehe Zeichnung "Gleitschwengelgestänge").
Einzelschwengel und einfache Hebel sind über einfachsige Gelenke miteinander verbunden. Jeweils das Endgelenk eines einfachen Hebels ist zum einem mit dem festen Lagerpunkt L und zum anderen mit dem Kolben W verbunden (siehe Zeichnung "Gleitschwengelgestänge").
4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Einzelschwengel in seinem Drehpunkt
DP auf der Stirn- und Rückseite in je einem Gleitstück GS drehbar
gelagert ist, welches durch Schienen S im Gehäuse geführt wird, die
ebenfalls auf der Stirn- und Rückseite in Längsrichtung von
Gleitschwengelgestänge G angeordnet sind.
Bei seitlichem Druck (im Winkel von 90 Grad zur Längsrichtung von Schiene S) über eine der Steuerbahnen von SWU auf das mittlere einachsige Gelenk MEG von Gleitschwengelgestänge G werden die mittleren beiden Einzelschwengel SWO und SWU um ihre Drehpunkte, die über die Gleitstücke GS in der Schiene S abgestützt sind, bewegt. Da alle Einzelschwengel über die einachsigen Gelenke miteinander verbunden sind, überträgt sich die Drehbewegung bis an die Endpunkte des Gleitschwengelgestänges G, wobei sich an jeden einachsigen Gelenk die Drehrichtung umkehrt. Während durch die Drehbewegung die einachsigen Gelenke im vorgegebenen Radius um die Drehpunkte DP der Einzelschwengel in den Gleitstücken GS bewegt werden, verändert sich, gemessen zwischen festem Lagerpunkt L und Bolzenlager Kolben W, zwangsläufig die Gesamtlänge von Gleitschwengelgestänge G.
Bei seitlichem Druck (im Winkel von 90 Grad zur Längsrichtung von Schiene S) über eine der Steuerbahnen von SWU auf das mittlere einachsige Gelenk MEG von Gleitschwengelgestänge G werden die mittleren beiden Einzelschwengel SWO und SWU um ihre Drehpunkte, die über die Gleitstücke GS in der Schiene S abgestützt sind, bewegt. Da alle Einzelschwengel über die einachsigen Gelenke miteinander verbunden sind, überträgt sich die Drehbewegung bis an die Endpunkte des Gleitschwengelgestänges G, wobei sich an jeden einachsigen Gelenk die Drehrichtung umkehrt. Während durch die Drehbewegung die einachsigen Gelenke im vorgegebenen Radius um die Drehpunkte DP der Einzelschwengel in den Gleitstücken GS bewegt werden, verändert sich, gemessen zwischen festem Lagerpunkt L und Bolzenlager Kolben W, zwangsläufig die Gesamtlänge von Gleitschwengelgestänge G.
5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehpunkte DP dabei über die Gleitstücke
GS in den Schienen S selbsttätig nachführt.
6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Längenänderung von Gleitschwengelgestänge
G, bezogen auf den festen Lagerpunkt L im Gehäuse und
das Bolzenlager von Kolben W, den Kolben W in Längsrichtung in
der Bohrung ZW bewegt.
Dabei wird die kontrollierte Längenänderung von Gleitschwengelgestänge G und somit die Stellung des Widerlagers durch die Steuerscheiben A und B bewerkstelligt, die seitlich links und rechts in mittlerer Höhe von Gleitschwengelgestänge G liegen und über die in Gehäuse geführten Rollenstößel E u. F die nach Konstruktionsziel unterschiedlichen Bewegungsebenen dieser Steuerscheiben auf das Gleitschwengelgestänge G übetragen.
Dabei wird die kontrollierte Längenänderung von Gleitschwengelgestänge G und somit die Stellung des Widerlagers durch die Steuerscheiben A und B bewerkstelligt, die seitlich links und rechts in mittlerer Höhe von Gleitschwengelgestänge G liegen und über die in Gehäuse geführten Rollenstößel E u. F die nach Konstruktionsziel unterschiedlichen Bewegungsebenen dieser Steuerscheiben auf das Gleitschwengelgestänge G übetragen.
7. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer bestimmten Drehmomentcharakteristik
die Steuerebenen der Steuerscheiben A u. B
diesem Konstruktionsziel angepaßt werden können.
8. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das zur Kühlung von Kolben W von oben in den
Kolbeninnenraum eintretende Motoröl durch die Bewegung des Kolbens
in die an ihrem unteren Ende erweiterten Pumprohre PR gedrückt
wird und über die Querschnittsverengung beschleunigt am oberen Ende
austritt.
9. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 u. 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gaswechsel durch den Kolben W und die
Drehschieber M u. N gesteuert wird.
10. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugellager der im Gehäuse geführten Rollenstößel
E u. F zusätzlich mit abgesetzten Laufringen versehen sind, die auf
der inneren Laufbahn auf dem Kugellager gleiten und auf den äußeren
an den Steuerscheiben.
11. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollenstößel E u. F mit Führungsnuten versehen
sind, die am Gleitschwengelgestänge anliegen und ein Verdrehen
der Rollenstößel in der Lagerung im Gehäuse verhindern.
12. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung einer Grundspannung (Spielausgleich)
in der Steuermechanik von Gleitschwengelgestänge G der Rollenstößel
E mit einem inneren Gleitstück versehen ist, welches über
ein Federelement im Gehäuse des Rollenstößels abgestützt ist.
Der Weg des Federelementes ist durch einen Anschlag begrenzt
(siehe Zeichnung "Rollenstößel").
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934309576 DE4309576A1 (de) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Widerlager |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934309576 DE4309576A1 (de) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Widerlager |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4309576A1 true DE4309576A1 (de) | 1994-09-29 |
Family
ID=6483737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934309576 Withdrawn DE4309576A1 (de) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Widerlager |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4309576A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106460659A (zh) * | 2014-06-26 | 2017-02-22 | 卡明斯公司 | 具有各种排量的发动机构造 |
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