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Die
Erfindung bezieht sich auf einen kinematischen Mechanismus, der
es ermöglicht,
eine hin- und hergehende Translations-Förderbewegung in eine fort gehende
Drehbewegung der Ausgangswelle umzuwandeln. Sie läßt sich
auf Pressen, Pumpen und besonders auf Verbrennungsmotoren anwenden.
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Das
gewöhnlich
eingesetzte System, bestehend aus Pleuelstange/Kurbel ermöglicht die
Umwandlung der Kolbenbewegung, wohingegen es mit der erhaltenen
Verkapselung (Zylinder/Kolben) nicht möglich ist, den Brennkammerdruck
zu erhalten und ihn in der Umwandlungsphase während seines geometrischen
Verlaufs in mechanische Arbeit umzuwandeln, mit dem Ziel, die thermodynamische
Umwandlung zu optimisieren. In der Tat ist die Zeit, die für die Verbrennung
notwendig ist, nicht bei den Volumenänderungen der Kammer berücksichtigt
worden, sie muß auch
notwendigerweise auf die Kompressions- und Entspannungsphasen übergreifen,
so daß ein
Gegendruck beim Aufwärtshub
des Kolbens nach dem oberen Totpunkt (OT) entsteht, einen Druckabfall
bei Verbrennungsende aufgrund der Volumenvergrösserung der Kammer während der
Abwärtsbewegung
des Kolbens. Diese zuletzt genannte Besonderheit wird bei der Fremdzündung durch
die Einstellung des vorzeitigen Zündpunktes genutzt, um bei einem
maximalen Verbrennungsdruck ein anderes Brennkammervolumen zu erzielen
und zwar bis zu 20° nach
dem O.T. und aufgrund dessen, einen variablen Verdichtungsgrad mit
dem Ziel, das Rasseln bei Gang- und
Laständerungen
durch ein ursprünglich
absichtlich zu „großes" Verdichtungsverhältnis (ε) zu vermeiden.
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Eine
zweite Lösung,
um den maximalen Verbrennungsdruck bei Laständerungen zu erhalten, besteht
darin, die Abgase (E.G.R.) in einem schwer zu erreichenden Verhältnis von über 40%
zu recyceln. Jedoch erfordert der Erhalt der Verbrennungsqualität eine schwierige
Stratifizierung der Schichten und das Verhältnis entspricht nicht der
Variationsskala (von 0,2 bis 0,9) des Frischgas-Einlaßvolumens
zwischen einer verzögerten
und einer ganzen Öffnung.
Eine dritte Lösung,
dieses Mal eine mechanische, besteht darin, das Verdichtungsverhältnis zu ändern, indem der
Kolben in der Brennkammer mehr oder weniger auf den oberen Totpunkt
vorgeschoben wird. Zahlreiche Lösungen
sind bekannt. BICERI -HISPANO usw. oder erst vor kurzem SAAB (S.V.C.)
und der MCE 5.
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mechanische
Lösung
bietet die Sicherheit großer
Volumenänderungen
der Brennkammer im oberen Totpunkt und somit einen guten Wirkungsgrad
bei geringer Last zu erzielen sowie die Möglichkeit, große Leistungen
bei einem sehr niedrigen Verdichtungsgrad und einer starken Überfüllung, beim Diesel
sowie bei Fremdzündung,
einhergeht. Gleichzeitig kann eine Reduzierung des Motorgeräusches bei
langsamen Betrieb erzielt werden, oder eine noch bessere Verbrennung
durch den Erhalt eines hohen Kompressionsgrads bei Teillast, so
daß die
Temperatur erhöht
und die unverbrannten Reste bei einer Turbo-Selbstzündung reduziert
werden können.
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Das
bekannte Pleuelstangen-Kurbel-System kann dank der zusätzlichen
mechanischen Vorkehrungen einen optimalen Verbrennungsdruck während der
Laständerungen
erzielen, es kann aber nicht der Forderung der Verbrennungszeitverkürzung gerecht werden,
nicht mehr als die für
den Betrieb gerade notwendige Luftmenge zu pumpen. Am besten mit magnetisch
gesteuerten Ventilen oder mit mechanischen Ventilen mit variablem
Hub, indem nur ein lokaler Unterdruck in dem Zylinder geschaffen
wird, wird eine Lastminderung erzielt und eine Phase der Pumpenergie-Rückführung bei dem Kolben-Aufwärtshub bewirkt.
Jedoch werden dieselben mechanischen Verluste bei diesem System
verzeichnet wie bei denen der MILLER und ATKINSON-Systeme, die durch
die Kolben-/Zylinderbewegungen erzeugt werden und schafft durch
die absolut notwendige Rigorosität
bei der Querschnitts-Dimensionierung der Ventil- Ventilsitz-Durchgänge mit
Zylinder/Kolbendichtheit und dem Einspritzsystem (unter Berücksichtigung
der Fabrikations- und Einstellungsdispersionen) eine verstärkte Disparität des Verbrennungsmoments
und -zeit sowie die der daraus hervorgehenden Drücke zwischen den Zylindern.
Die Reihenzündung
und das Reiheneinspritzverfahren kompensieren diese beiden Schwierigkeiten
nur zum Teil, können
das Luftlastvolumen aber nicht ausgleichen, das durch eine differenzierte
Feinjustierung der Ventilöffnungshöhe, also
durch die Anpassung der Hubhöhen,
die auch sequentiell sind, erzielt werden. Auf diese Weise häufen sich
die Fehlfunktionen, wirken gegenseitig aufeinander ein und vermischen
sich, so daßß es schwierig
wird, sie aufgrund von Analysen von einander zu unterscheiden, um
auf den richtigen Parameter einwirken zu können mit dem Ziel, eine perfekte
Zylinderregelmäßigkeit
zu erhalten, ohne sich von vorn herein immer unter den optimalen
Werten positionieren zu müssen.0007]
Wirft man einen kurzen Blick auf den Stand der Technik, ist es mit
dieser Erfindung möglich,
auf mehrere, schon aufgeführte
Schwierigkeit einzugehen. So kann die Verbesserung der Verbrennungszeit
durch eine eingeführte
Unterbrechung des Kolbenhubs realisiert werden, was eine REELLE
isochore Phase am oberen Totpunkt (OT) schafft, wodurch ein Grossteil
oder die Gesamtheit des Gegendrucks bei dem Kolben-Aufwärtshub aufgehoben
wird. Diese Besonderheit ermöglicht
es auch, den maximalen Verbrennungsdruck ganz zu Beginn der Konversion,
also in der Entspannungsphase bei einem Fremdzündungsmotor oder in der so
genannten „Konstantdruckphase" eines Dieselmotors
zu reduzieren soweit es die Struktur-Widerstandsfähigkeit der betroffenen Bauteile
zulässt.
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Die
zweite Schwierigkeit besteht darin, das Verdichtungsverhältnis an
das eingelassene Luftvolumen anzupassen, das zwar durch verschiedene mechanische
Verfahren gelöst
wurde, aber keine einfache und kostgünstige Antwort hat. Die neue
kinematische Kette (nachfolgend System mit Kniehebel-Gelenkverbindung
genannt) bietet aufgrund ihrer Besonderheiten, die für das Erreichen
der isochoren Phase entwickelt wurden, unter anderem eine Antwort,
die nur relativ geringe Mittel für
die Realisierung erfordert.
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Die
dritte Schwierigkeit besteht darin, die eingelassene Luftmenge ohne
Verluste während
des Pumpvorgangs zu variieren und ohne Reibungsverluste aufgrund
einer unnötigen
Spülung
der Kolbensegmentierung in dem Zylinder, ist mit Hilfe der Möglichkeit
gelöst,
den Kolbenhub auf ein Drittel seines Maximalwertes zu reduzieren
In Luftvolumen ausgedrückt,
entspricht dieses einer leichten, sich schon im oberen Teil befindenden
Verzögerung„ die sich
gewöhnlich
aufgrund der Widerstandskräfte
im Gleichgewicht befindet. Mit dem Ziel, das Durchgehen bei diesem
Einlaßvolumen
zu halten, ohne die üblichen Verluste,
ist es jetzt möglich,
ein Arbeitsvermögen
bei maximalem Verbrennungsdruck zu leisten.
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Die
Analyse des Kurvenverlaufs des Kolbens über 360° der Kurbelwelle (10)
hebt die Einzigartigkeit des vorgestellten Mechanismus hervor. Auf der
gestrichelten Linie sind die Zeichen Δ die Anfangs- und Endmarkierungen
der Dieseleinspritzung eines Kurbelantriebs um den OT herum. Die
Zeichen ∇ sind
die Markierungen derselben Kolbenhöhe auf der Kurve des Gelenkstangensystems – durchgehender
Strich. Auf der Kurve des Kniehebel-Gelenksystems befindet sich
zu Beginn der Injektion die Markierung ϕ nahezu in demselben
Winkel (Δ)
der Kurbelwelle wie beim Kurbelantriebssystem. Am Ende der Einspritzung,
befindet sich die Markierung ϕ, dieses Mal auf derselben
Höhe (Δ) wie jene
des Vergleichssystems. Bei dem Referenzmodell liegt sie 25° vor dem
OT und 15° nach
ihm. Bei dem Kniehebel-Gelenksystem beginnt die Einspritzung also
auch nahezu bei demselben Einstellwinkel ( < 25°),
aber bei günstigeren
Druck- und Temperaturwerten für
die Zeitverkürzung
der Selbstzündung
und der Verbrennungsqualität
(Komprimierungsintensität).
Das langsamere Einspritzen, mit eventuell feineren Einspritzlöchern für denselben
großen
Druck, geht nach 63° zu
Ende, also mit einem Plus von 23° im
Vergleich zu einem Kurbelsystem und zwar für dieselbe eingespritzte Treibstoffmenge.
Bei derselben Markierung sind die Kolbenhöhen identisch und der weiterhin
bestehende Verbrennungsdruck wird längere Zeit auf einem hohen
Niveau aufgrund der langsameren Entspannung des Kniegelenksystems
gehalten, wobei die vorzeitige Öffnung
des Auslassventils und zwar mit einem 30° größeren Kurbelwellenwinkel bei
gleicher Kolbenhöhe
erfolgt (unter Berücksichtigung, daß ein schneller
Kolben-Abwärtshub
gewisse Verbrennungsreaktionen blockieren kann).
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Bei
Selbstzündung
ist es also möglich,
allen Anforderungen in Bezug auf die Reduzierung von Stickstoffoxiden,
von Dämpfen
sowie von spezifischen Kraftstoffverbrauch gerecht zu werden.
- 1. Die Gesamt-Einspritzdauer ist um mehr als 50%
erhöht
worden.
- 2. Die Verbrennungsgeschwindigkeit wurde künstlich durch den Kolbenhalt
am OT. verlängert.
- 3. Die Brennstoff- Zufuhrrate wurde während des Kolben-Aufwärtshubs
wesentlich reduziert und der Gasdruck war zu Beginn des OT (thermodynamischer
Wirkungsgrad bei konstantem Volumen) erhöht worden.
- 4. Die längere
Einspritzzeit nach dem OT hat es erlaubt, eine größere Treibstoffmenge
nach dem OT und eine während
dieser Phase zunehmende Menge einzuspritzen, was besonders für die Aufladung
von Vorteil ist.
- 5. Durch die höhere
Kolben-Ausgangsposition zu Einspritzbeginn aufgrund der Zeitverkürzung, ist es
möglich,
die Intensität
des Wärmeflusses
sowie die der NOx Abgase zu reduzieren,
und zwar dadurch, daß die
Reaktionszeit sehr stark von der Temperatur abhängt, die einen exponentiellen Einfluss
auf die physikalische und chemische Reaktionszeit der Selbstzündung laut
der Arrhenius -Formel hat.
- 6. Mit Hilfe der Anpassung des Luftvolumens an das einzuspritzende
Treibstoffvolumen und der Wahl eines angemessenen Verhältnisses
ist es möglich,
eine optimale Temperatur in der Brennkammer bei mittlerem Betrieb
zu erhalten, die Wirkungsgradverluste aufgrund zu großem Luftvolumens
zu vermeiden und die Stickstoffoxidabgase zu verringern.
- 7. Das variable Verhältnis
hat die Verwendung einer Aufladung eines klassischen und elektrischen Turboladers
des Typs TURBODYNE als Abzweigung mit einem sehr niedrigen Verhältnis, wodurch
das leichte Anfahren und die Leistungsqualität bei niedriger Auslastung
erhalten bleibt.
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diese
Vorteile erzielenden, eingesetzten Mittel bestehen aus einem Umwandlungsmechanismus einer
hin- und hergehenden Translations-Förderbewegung in eine fort gehende
Drehbewegung, bestehend aus einer kinematischen Kette, die für alle Abmaßvarianten
der Bauteile verwendet wird sowie für alle Positionierungen der
Verbindungselemente für den
Einsatz bei Pumpen und Industriemaschinen, unter anderem bei Pressen
und Vorführungsmotoren.
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Diese
kinematische Kette besteht aus drei Pleuelstangen auf einer gemeinsamen
Achse, von denen sich eine in den Kurbeltrieb integriert, die zweite
mit dem Fuß am
Bewegungseingang oder -ausgang befestigt ist, eventuell an einem
Translationskolben und die dritte auf dem Gehäuse gelagert ist und sich dreht.
Diese mechanische Koppelung entwickelt sich in bemerkenswerter Weise
in den verschiedenen kinematischen Ketten entsprechend der Gesamtgeometrie,
die in zwei bekannte Gruppen unterteilt ist. Die erste bringt zwei
der drei Pleuelstangen nahezu in eine Linie zwischen der Kurbelwelle
und dem Translationslager der Eingangs- oder Ausgangsbewegung der
Ursprungsbewegung, wobei die dritte Schwebestoßstange als Gelenkführung zwischen
den beiden Antriebsstangen verwendet wird. Bei einer Montage dieses
Typs, wird die Schubkurbel gezwungenermaßen ständig von der Eingangskraft und
der Widerstandskraft geschoben. Die zweite Gruppe, die sehr häufig bei
Pressen und Pumpen zum Einsatz kommt, bringt die auf dem Gehäuse gelagerte
Pleuelstange mit jener in eine Linie, die mit der Translationsbewegung
der Eingangs- oder Ausgangsleistung verbunden ist. Diese Montage
stellt eine Kniegelenkverbindung dar, die von der dritten Pleuelstange,
die mit der Kurbelwelle verbunden ist, geleitet wird. Die Ausrichtung
der Pleuelstangen der Kniegelenkverbindung erlaubt es, die Eingangsleistung
des Kurbeltriebs zu vervielfachen, und zwar nach dem Prinzip der
Rohrzange, so daß die
Pressen und Stanzmaschinen Motoren mit relativ schwacher Leistung
verwenden können.
Zur „Kniegelenk-Wirkung" kommt der „Stapeleffekt" hinzu, der sich
aus dem Gesetz, sich hin- und her bewegender Massen ergibt. Der
zuletzt genannte wird durch die Seitenlage verstärkt, aber auch ganz besonders
durch die Verschiebung der Kurbelwelle in Bezug auf die Biegeachse
der Kniegelenkverbindung. Diese allgemein bekannte Anordnung ermöglicht einer
Presse, die Matrize langsam anzuheben, um beispielsweise die Bleche
zu deplatzieren und um eine große
Beschleunigung für
den Stosseffekt beim Stanzen zu erzielen während einer kürzeren Zeit
als für
die andere Translationsrichtung. Hingegen kann der Ansaugtakt einer Pumpe
mit gleicher Kinematik, kürzer
bei einer Unterwassermotorpumpe als bei einer Druckpumpe sein, die
eine größere Kraft
erfordert und umgekehrt für eine
Ansaugpumpe. So wird die für
die Arbeit einer Phase notwendige Leistung reduziert und für die andere
erhöht
mit dem Ziel, den Eingangsleistungsbedarf zu reduzieren und zu regulieren.
Im Gegensatz zum System der ersten Gruppe, kann das System mit der
Kniegelenkverbindung, so wie es gerade beschrieben wurde, mit einer
geschobenen und/oder gezogenen Schubkurbel funktionieren. Um eine
ausreichend große
Verlangsamung der hin- und hergehenden Kolbenbewegung eines Motors
im OT sicher zu stellen, um sich dem theoretischen Verbrennungsdiagramm
zu nähern,
finden wir ein System der „ersten
Gruppe", das es
erlaubt, zwei OT (Ausrichtung der drei Gelenkachsen) von zwei Bauelementpaaren der
kinematischen Kette, wodurch die Zeit verlängert oder der Raum während des
weiteren Kolbenverlaufs vergrössert
wird, um den oberen Totpunkt, der immer noch in einem Punkt besteht.
Hier ist die Pleuelstange mit den drei Achsen, die die Überdeckung
der zwei oberen Totpunkte gewährt,
die Schwebestoßstange
des Rahmens (Patent
DE
27 34 715 A von SCHERF GEB KINDERMANN EVA). Eine Pleuelstange
mit drei Gelenkachsen wurde ebenso in einem System dieser ersten
Gruppe von F.E.V. verwendet. Diese Pleuelstange ist die des Kolbens.
Um den Kolben bei einer fort gehenden Bewegung der Kurbelwelle wirklich
zum Halt zu bringen und zwar durch den Eingriff in die kinematische
Kette, kann nur eine entgegen gesetzte Bewegung das Anwachsen oder
Abnehmen einer dieser Entwicklung von gleichem Wert, aber mit entgegen
gesetztem Vorzeichen den gesuchten Totpunkt sicherstellen. Diese
Bedingung ist auch für
die „zweite
Gruppe" notwendig,
die die Überlagerung
von zwei oberen Totpunkten verwendet, jenem der Gelenkverbindung
durch die Ausrichtung der zwei Pleuelstangen mit jener des Pleuelstangen/Kurbelwellensystems.
Selbst die Verschiebung des oberen Totpunkts ermöglichte nur die Überlagerung
einer abnehmenden positiven Bewegung mit einer zunehmenden negativen
Bewegung oder umgekehrt. So bringt die Überlagerung der oberen Totpunkte
für die
Gruppen eins und zwei den Nachteil einer langsamen, um diesen Punkt
herum zu breiten Progression ohne reellen Halt, was sich aufgrund
des zunehmenden Wärmeaustauschs
der Verbrennung mit den Wänden
während
der maximalen Verlangsamung und der zu großen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten über den
Rest des Laufs um den unteren Totpunkt herum nachteilig ist. Der
vorgestellte Mechanismus unterscheidet sich durch seine so genannte
Kniegelenkstruktur durch die sehr kurze Pleuelstange (R') der Kurbelwelle,
die aus vier identischen, paarweise angeordneten Bauteilen (
12–
13) besteht,
die die Lagerschalen um den Kurbelzapfen umschließen und
seitlich auf beiden Seiten ihres Kopfes die beiden Pleuelstangen
(L und R) in ihren Halbachsen penetrieren. Auf denselben Achsabstand
ausgelegt wie die Kurbelwelle, kann diese Pleuelstange ganz allein
den Halt der Bewegung gewährleisten.
Etwas länger
ausgelegt, kann sie eine Verlangsamung um den oberen Totpunkt und
eine Beschleunigung um den unteren Totpunkt (ausgezogenen Pleuelstange)
bewirken. Diese Pleuelstange ist bemerkenswert aufgrund der drei
Gelenkachsen (B–B'–B''),
eine für
den Kurbelzapfen und zwei weitere für die Pleuelstangen (L und
R) und da aufgrund des Umkippens um den oberen Totpunkt, obwohl
die Pleuelstangen (L und R) nicht ausgerichtet sind, eine zunehmend
negative Bewegung von (B')
eine zunehmend positive Bewegung von (B) mit demselben Betrag überlagert
und die Immobilisierung von (A) bei 20° auf der Kurbelwelle und ihre
relativ schnelle Fortführung
nach dieser Unterbrechung gewährleistet. Ein
positiver Punkt kommt noch hinzu, und zwar, daß die Pleuelstange (R') unter der Schubwirkung
des Punktes (A) auf das Kniegelenksystem bei einem verkleinerten
Winkel zwischen den beiden Pleuelstangen (L und R) gezogen wird.
Das Kniegelenk ist in Endstellung also nicht vollkommen ausgezogen, so
daß insbesondere
die Lagerachse (O) an dem Rahmen um einen virtuellen Punkt (Oz),
der sich fast in der Position des Punktes (B') in Endstellung (OT.) im Betrieb des
Mechanismus befindet, und dieses mit dem Ziel, die Verlaufsamplitude
von (A) variabel zu gestalten, ohne die Grenzposition der Pleuelstangenausrichtung
der Gelenkstruktur zu überschreiten, was
in einem Kurvenverlauf in Kamelrückenform
resultieren würde.
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Zusätzlich,
um den Variationsverlauf zu verstärken, ist die Gelenkachse (0)
mit Hilfe eines gezahnten (33) Gleitschuhs (32)
auf einer gebogenen Schiene (39) angebracht, die ihn um
eine virtuelle Achse (Oz) durch die Drehung einer Gewindeachse (47)
fortbewegt, die selbst von einem irreversiblen Schneckenradsatz
ohne Ende angetrieben wird; die Position von (Oz) stellt gleichzeitig
die Variation des Verdichtungsverhältnisses und die Längenvariation des
Kolbenverlaufs sicher.
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In
einer anderen Variante besteht der Mechanismus aus einem Kolben,
der fest mit der Pleuelstange verbunden ist sowie an einem wulstförmigen Spiralzylinder
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Die
Kinematik besteht aus den Ausgleichswellen (g2ω und g-2ω) 8 mit variablem
Einstellwinkel in einer besonderen Anordnung mit einer Gegenwelle,
die mit der Kurbelwelle (fω und
f-ω) verbunden
ist, um eine Ausrichtung der Kräfte
der ersten Ordnung zu erhalten und sie durch einen Gegenschub wieder
aufzuheben.
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Mit
dem Kurbeltrieb-System mit Fremdzündung und variablem Verhältnis, das
an der Geräuschgrenze
verwendet wird, bestimmt die vorherrschende Einstellung des Vorzugs
oder des Verdichtungsverhältnisses
während
des polytropischen Anstiegs des maximalen Drucks (zwischen 10° und mehr
als 20° nach
dem OT) den Anteil, der der mechanischen Komprimierung und jener,
die direkt aus der Verbrennung hervorgeht (also bei gleichem Druck
eine mehr oder weniger vollendete Verbrennung).
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Unter
dem Einfluss dieser zwei Parameter, variiert die maximale Druckposition
der Wirkungsgradoptimierung in Abhängigkeit von ihrer Dominanz. Wird
der Maximaldruck daher eher durch den größeren Verdichtungsgrad erzielt,
ermöglicht
dieser, bei geringerem Vorzug, die Zündung in einem geschlossenen
System, bei hoher die Oxidation fördernder Temperatur und in kleiner
Menge erfolgen zu lassen. Die sich (nach dem OT) in einem größer werdenden Raum
zu schnell entwickelnde Verbrennung, endet unter wenig günstigen
Bedingungen, die die Ursache für
die Kohlenmonoxydbildung sind. Dieser bedeutende Nachteil bestimmt
die Einsatzgrenze eines Verhältnisses,
daß bei
hoher Verdichtung, die Verbrennung eher auf den Kolbenabwärtshub verlegen würde (ε: größer – gleicher
Maximaldruck). Umgekehrt, wenn der gleiche Maximaldruck mit einem
relativ niedrigen Verhältnis
und mit einem großen
Vorzug erzielt wird, erfolgt die Verbrennung zum größten Teil
vor dem OT und befindet sich im Gegensatz zum verbrannten Teil in
der Umwandlungsphase während des
Kolbenabwärtshubs.
Aufgrund dieser Tatsache verschlechtert sich das Verhältnis des
Maximaldrucks/mittlerer Arbeitsdruck (M.D./M.A.D.). Ferner bewirken
die schlechten Zündungsbedingungen
eine flackernde Verbrennung und verlängern die Verbrennungsdauer,
wodurch NOx und HC (Kohlenwasserstoffe)
entstehen. Diese Grenzen vor und nach dem OT werden direkt durch
die für
die Verbrennung benötigte
Zeit und durch die Kolbenposition beeinflusst, die von Anfang bis
zum Ende die Qualität
bestimmt.
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Im
Gegensatz zu dem Kurbeltriebsystem, das in diesen beiden extremen
Situationen nur begrenzt einsatzfähig ist, die beide für sich große Vorteile
bieten, aber mit gewissen Einsatzbedingungen nicht kompatibel sind,
ermöglicht
das Kniegelenksystem die Verbrennung in einem dichten Milieu und
bei guter Temperatur (Kolbenposition) und bei einem relativ niedrigen
Verhältnis,
einem hohen Maximaldruck (Produkt der Verbrennung), geringem oder
fast nicht existierendem Gegendruck und einem Verbrennungsende bei
höchster
Temperatur. Diese Vorteile sind, um es noch einmal in Erinnerung
zu rufen, durch die isochore Phase sowie durch die geringe Kolbenbewegung
während
dieser Zeit bestimmt.
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Die
Verbrennung erreicht in der Tat einen fortgeschritteneren Grad ohne
die zwischenzeitlichen Druck- und Temperaturanstiege, die mit der
Kolbenbewegung einhergehen, die in einem herkömmlichen Peuelstanen/Kurbelsystem
die Kammer gewöhnlich verkleinern,
wobei der maximale Druck in einem größeren Volumen für nahezu
die Hälfte
der verbrannten Last erreicht wird. Diese Spitze des mechanischen Lastüberdrucks
während
der Verbrennung versucht die Zeit der Selbstzündung, die von diesem Parameter
und der Temperatur beeinflusst wird, zu verkürzen, wohingegen die Verbrennungsgeschwindigkeit nur
von der letzten beeinflusst wird. Die für die Verbrennung günstigen
Bedingungen der isochoren Phase ermöglichen es, eine größere Last
bei gleichem Maximaldruck im OT (ε kleiner)
zu verbrennen und aber auch dieses Maximum zu erhöhen. Ferner können die
aufgrund der verschiedenen Luftbewegungen eintretenden Turbulenzen,
die besonders die Verbrennungsgeschwindigkeit begünstigen
und über den
Zeitraum eines 360°-Zyklus hinweg erhalten
bleiben und die Verlängerung
der Einspritzzeit > 200° erlaubt
es der eingespritzten Last mehr Dynamik zu verleihen, ohne die Verluste
zu erhöhen.
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Da
der Wärmeaustausch
mit den Wänden von
der Fläche
der ausgesetzten Oberflächen,
der Dauer und der Intensität
der Wärmeflüsse abhängt, stellen
wir fest, daß hinsichtlich
der Besonderheiten des Kniegelenksystems mit seinen physikalisch
und chemisch günstigeren
Zündbedingungen
(Gasdichte – Dispersion – Temperatur – Oxidation)
einerseits die Verbrennungsdauer und die ausgesetzte Gesamtfläche bei
Verbrennungsbeginn und -ende aufgrund der Kolbenhöhe eher
abnimmt und andererseits bei gleicher Last und gleichem Druck, der
Wärmefluß, wenn er
identisch ist, sich notwendigerweise in demselben Volumen, derselben
Oberfläche
und derselben Zylinderbohrung befindet. Die Dauer „als Zeitwert", die nicht mehr
denselben Gradwert in Kurbelwellenumdrehung (°V) hat, kann günstiger
mit einer ärmeren Mischung
( < < 1) eingestellt
werden, die gewöhnlich von
vornherein Verzögerungen
im Vergleich zum gesuchten Optimalwert bewirkt (Leistung, Wirkungsgrad
und Verschmutzung). Der langsame Kolbenabwärtshub über den großen Kurbelwellenwinkel entspricht
in der Tat einer schnelleren Verbrennung, unter Bezugnahme auf die
Zeit in °V
eines Kurbelantriebsystems. Außerdem
hebt die "Startblock"-Wirkung der isochoren
Phase aufgrund der anhaltenden Verbrennungsentwicklung am OT die
Disparitäten zwischen
den Zylindern weitestgehend auf, die gewöhnlich bis zu 40° Verschiebung
in einem armen Gemisch bewirken können, wodurch der Maximaldruck
bei dem Kolbenabwärtshub
von dem durchschnittlichen Ausgangs-Zündzeitpunkt sehr weit absinken
lassen kann.
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Die 1 zeigt
die schematische Darstellung des kinematischen Mechanismus mit der
Gelenkstange und dem Pleuelstangen/Kurbelwellen-Antrieb.
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2 stellt
die Beziehungen von B'', B und B' um den OT mit den
Markierungen eines Positionsrasters.
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3 zeigt
die Montage der mechanischen Bauteile, die die kinematische Kette
des Schemas der 1 im Innern einer Triebwerksaufhängung.
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Die 4 und 5 zeigen
die Massenkräfte
jeweils um OT und UT.
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Die 6 und 7 zeigen
die Bauteile und die Resultierenden der entgegen gesetzten Kräfte.
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8 zeigt
die Anordnung und Orientierung der zentrifugalen Ausgleichskräfte die
den Massenkräften
entgegenwirken, die durch die mechanischen Bauteile der kinematischen
Kette erzeugt werden.
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9 zeigt
die sich überlagernden
Kurven der momentanen Drehmomente der kinematischen Kette bei Kolbenschub
und jener eines Pleuelstangen-Kurbelwellen-Systems.
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10, 11 und 12 zeigen
jeweils den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf des Punktes
A.
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13 zeigt
ein Diagramm der Verteilung über
720°
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14 zeigt
zwei "reelle", überlagerte
Diagramme eines Diesel-Viertakt-Motors.
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15 zeigt
zwei überlagerte „reel" entwickelte Diagramme
eines Viertakt-Motors mit Fremdzündung.
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16 zeigt
eine vereinfachte mechanische Montage der kinematischen Kette mit
Kniegelenkstange.
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Die 17, 18, 19 und 20 zeigen
die mechanischen Bauteile, aus denen die Schubstange R' besteht.
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Die 21 zeigt
die Überlagerung
zweier Motorblock- Querschnitte, einer mit der Pleuelstangen/Kurbelwelle
und der der andere mit der Kniegelenkstange.
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22 zeigt
die schematische Darstellung der kinematischen Kette mit Kniegelenkstange
mit der Verschiebung des Punktes 0 sowie des strukturellen Aufbaus
des Motorblocks.
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23 zeigt
den Antriebsmechanismus des Punktes 0.
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Die 24 zeigt
die Halterung des Punktes 0 in dem Längsschnitt des Motorblocks.
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Die
kinematische Kette der Kniegelenkstange für Bewegungen in einer Ebene
mit den Parametern, die schematisch (1) dargestellt
ist, beinhaltet eine Dreh-Gleit-Verbindung der Achse in A entlang
der X-Achse. Diese Verbindung ist in einer mechanischen Konstruktion
realisiert worden und zwar mit einem Zylinder, in dem ein Kolben
gleitet, der an der Pleuelstange L befestigt ist. Der Rest der beweglichen
Montagen sind Dreh-Verbindungen. Die Pleuelstange L knickt im Punkt
B und in B' die
Pleuelstange R der Kniegelenkstange, die wiederum im Punkt 0 einknickt.
Diese erste Kinematik wird durch ein Pleuelstangen/Kurbelwellen-Antriebsystems
unterstützt. Die
Drehung (Linie c) des Kurbelzapfens mit B'' dargestellt,
bewegt die Kniegelenkstange mit Hilfe der Hubstange R' um 0', die jeweils an
den Pleuelstangen der Kniegelenkstange einknicken, die Pleuelstange
L in B und in B' die
Pleuelstange R. Die beiden Positionen, im OT und im UT sind durch
die Verschiebung des Punktes A dargestellt. Die kolinearen Punkte
A–A', A1–A' auf der X-Achse
und die Punkte B–B', B1–B'1 auf
den Linien c'–c'' legen die Positionen der kinematischen
Bewegung des OT bis zum UT, infolge der Verschiebung von 0 nach
01 um 0 herum, dank eines exzentrischen
Systems mit einem Zahn- und Gewindeteil. Die Drehung R'' ändert
den Verdichtungsgrad in der Kammer. Die Winkel β und α' bilden die trigonometrische Verbindung
eines Kettenteils. Die Winkelgeschwindigkeit ω zeigt die Drehrichtung an. Auf
Y ist die Position 01 im Vergleich zum Koordinatenpunkt
0 der X- und Y-Achse
dargestellt.
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Die 2 komplettiert
die Details der kinematischen Kette auf der Höhe des Gelenkpunktes B, der
zwei separate Achsen beinhalten, die in der 1 (B–B') vermischt sind.
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Drei
Punkte a, b, c, die in einem Intervall von 20° auf dem Verlauf von B'' um 0' (Linie c) festgelegt wurden, erlauben
es, die besonderen geometrischen Beziehungen zwischen der Position
B'' bzw. B und B' festzulegen. Von
der Bewegung von B'' auf der Linie c,
den drei Punkten (a b c) Kreismittelpunkte desselben Radius (B'–B'')
entsprechen die Punkte a' b' und c' auf der Linie des
Punktes B' (t) auf
der Linie c''. Diese Punkte definieren
die Momente von B' um
den OT herum. Im Vergleich zu B' auf
der Pleuelstange R' ist die
Achse B exzentrisch und beschreibt mit den Verschiebungen der Pleuelstange
eine Drehung um B' (Linie
c1). Wie aus dem Positionierraster hervorgeht, befindet
sich B' auf der
Linie c'', die auf den Tangenten
die Punkte a2 d2–a2 c2 und b2c2 als Schnittpunkte hat,
die Positionen a'b'c' haben aufgrund der Beziehung von B
und B' die Punktpositonen
c1–b1 und a1 als Korolate.
Die Verschiebung von B'' von b nach c und
der Hubstange R' erhält den Punkt
B in c1–b1, wohingegen der Punkt B' auf der Linie c' von b' sich nach c' bewegt. Aus diesem Grund bleibt der
Punkt A in derselben Position. Die Immobilität von A über die 20° des B''-Verlaufs
ist nahezu perfekt. Seine Bewegung ist unstetig.
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Die 3 zeigt
alle mechanischen Elemente der schematisch dargestellten kinematischen
Kette mit Kniegelenkstange, die in den vorangehenden Abbildungen
dargestellt worden sind. Der Motorblock (4) des Typs „offene
Ebene" stellt den
Rahmen dar. Der angebaute Zylinder (1) im Schnitt befindet
sich in seinem Einbau, ist zentrisch auf der Achse X positioniert.
Der Kolben (2) beinhaltet eine mechanische Achse (5)
auf der geometrischen Achse A'', um die sich die
Pleuelstange L dreht, die auf der mechanischen Achse (6)
im geometrischen Punkt B der Hubstange R' befestigt ist. Die Achse (3)
ist der Kurbelzapfen der Nockenwelle, die sich um die Zapfen (27)
dreht. In (10) finden wir die gewöhnlichen Ausgleichsgewichte
der Kurbelwelle mit in (11) den Schwermetallstopfen. Die
Kurbelwelle erlaubt es aufgrund der Ausrichtung nahe der Achse X
auf der Linie B, den Achsabstand der Kurbel 0'–B'' zu verringern, was den Lagerzapfenachsen
und jenen der Zapfen in umgekehrtem Verhältnis zum Anstieg des erhaltenen Kurbelwellenwinkels
für die
Entspannung entspricht. Das heißt:
Verlauf/2 × 180/220.
Somit ergibt sich für einen
Weg von 80 mm, ein Achsabstand von 32,7 mm, wodurch sich parallel
ein geringerer Schub durch die Rückweisung
der tangentialen Kräfte
ergibt sowie eine proportional starrere Kurbelwelle. Ferner nehmen
die Zapfen, die genauso breit sind wie für zwei Pleuelstangen-Kolben
eines V-Motors, weniger Last pro Gasschub auf, aber mit nahezu gleichen Massenkräften. Das
Gehäuse
(14) mit seitlicher Öffnung
erlaubt den Zugang zu dem beweglichen Montageteil, das auf der Dichtungsebene
(15) durch die Kurbelwelle und das Exentersystem befestigt
ist, das sich um (0'') dreht. Die mechanische
Achse (8) dient als Drehlager der Pleuelstange R des Kniegelenksystems
in aufeinander folgenden Positionen, die auf der Linie (9)
festgelegt werden können,
um die Kolbenposition im OT zu verändern.
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Die 4 und 5 zeigen
den dynamischen Aspekt der kinematischen Kette im OT und im UT mit
Richtungsangaben der entgegen gesetzten Massenträgheitskräfte in einem X-0-Y-Koordinatenkreuz.
Diese Kräfte
nehmen der Einfachheit halber in den zwei Punkten A und B zwei Richtungen
an: in F1 für A und in F2 für B auf
wie in der 4. Der Punkt A konzentriert
die Kolbenmasse und einen Teil die Masse der Pleuelstange L. Der
Punkt f1 zeigt die Schubwirkung der Massenkräfte in der
Achse der Pleuelstange L und f0 die Reaktionskraft
des Rahmens in dem Lagerpunkt von A bei der Richtungsänderung
auf die X-Achse (F1). Der Punkt B konzentriert die
Zentrifugalkraft F5 und die Massenkräfte F2, F3 und F4 eines Gewichtteils der Pleuelstangen R' L und R in ihrer
Schaukelbewegung. Die Richtung Fa zeigt die
Richtung der eingesetzten Gegenkräfte sowie ihre Zentrierung
im Vergleich zu den Massenkräften F1 und F2.
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Die 5 zeigt
die Richtung der entgegen gesetzten Kräfte F1 und
F2 im UT (Ausschwungwinkel θ) ab dem
OT = 240°.
Die beiden äquipollenten
Vektoren zeigen nur ihre Richtung an. Aufgrund einer approximativen
Einschätzung
der Bauteilgewichte, werden die für die Gewichte der in A und
B zentrierten Massen gleiche Werte angesetzt. Sie erfahren eine ausgleichende
Gegenkraft in Richtung Fa'.
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Die 6 zeigt
die Abszissen des Punktes A des OT und des UT in der Kurve D für eine fort
gehende Drehung von B'' über 360°. Die Kurve e entspricht dem
Verlauf von B für
die maximalen Abszissen- und Ordinatenwerte, X geht dieses Mal durch den
OT und den UT von B. Die Resultierende der Kurven e und d wird später in der
Kurve n dargestellt. Diese periodischen, nicht sinusförmigen Kurven
mit 2π-Perioden
sind mit jenen eines Pleuelstangen-Kurbelwellen-Systems vergleichbar, bei denen der
Kolben weit von der Kurbelwellenachse entfernt ist. Ihre Summe teilt
sich in sinusförmige,
sich einzeln ausgleichenden Kräften
auf. Die entsprechenden Verschiebungen der Pleuelstangen der kinematischen Kette
bilden die senkrechten und kreisförmigen Bewegungen. Zusammen
bilden sie die Sinuswellen des Verlaufs, die sich addieren und aufheben
bei der fortschreitenden Drehung von B und der geradlinigen Translation
von A. Die erste Komponente stammt aus der Drehung von B'', wodurch die Frequenz dargestellt wird.
Die anderen Komponenten haben die gleiche Frequenz oder die doppelte
für diese
360°-Periode.
Ihre Phasenverschiebung stellt die Kurve der Resultierenden dar.
Die Immobilität
von A im OT geht auf die Komponente zurück, die aus der Bewegung der
Hubstange R' um
B' herum hervorgeht,
die den Bauch der Kurve im Punkt B bewirkt während der Abwärtsbewegung
von B' auf der Linie
c'' nach dem Verlaufsrichtungswechsels 2.
Die Komponenten, die im Phasengegensatz stehen, heben sich auf der Linie
c1 bei mehr als 20° der c1 bis
b1 auf, wodurch B gestoppt wird.
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Die 7 zeigt
die beiden Kurven der Komponenten ⨍ und g der Ausgleichskraft,
die gegen die gegensätzlichen
Massenkräfte
der kinematischen Kette der 4 und 5 eingesetzt
werden. Diese Gegenkräfte
werden mit den gegenläufigen
Ausgleichswellen erzielt und werden von den Antrieben und bekannten
Vorrichtungen erzeugt. Den Stapeleffekten 1. Ordnung setzt
sich die Frequenz-Ausgleichskraft (cos α) entgegen, die mit der Kurve
f dargestellt ist. Die Massenkraft 2. Ordnung, die durch
die Pendelbewegung der Pleuelstange R' erzeugt wird, setzt sich der Frequenz-Ausgleichskraft 2 (cos.
2α) entgegen,
die in der Kurve g dargestellt ist. Die Resultierende dieser beiden
Ausgleichskräfte
ist als die gestrichelten Kurve i dargestellt, die den ursprünglich sich
entgegen gesetzten Kräften
n entgegenwirkt (zu Vergleichszwecken überlagert dargestellt). Entgegengesetzt
in Phase und Wert, ergeben die Kurven n und i ein nahezu perfektes
Ergebnis. Es bleibt eine Resultierende bestehen, die geringere Beschleunigungen
erzeugt als jene, die aus den Kräften 2.
Ordnung eines Pleuelstangen/Kurbelwellensystems mit λ (Kurbelwelle/Pleuelstange
= 0,31) hervorgeht, also unterhalb der üblich akzeptablen Werte. Dieser
Fehler liegt in der partiellen Berücksichtigung des Aufbaus der
periodischen Funktion begründet.
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Die
Besonderheiten der Wechselbeziehung der isochoren Phase (Immobilisierung
des Punktes A) und der beibehaltenen Beschleunigung auf B' werden nicht weiter
auf ihren Einfluss hin analysiert. Der Verlauf von B' in dieser Sequenz,
hingegen, ist auf mindestens 0,7 mm auf der Skala 1 der 1 (Kolbenlauf
= 73 mm) für
einen Kurbelwellenwinkel von 20° begrenzt,
was vernachlässigbar
ist, selbst für
die erwähnten
Beschleunigungswerte und Massen.
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Die 8 präzisiert
die Position der Ausgleichswellen und ihre Anzahl. Eine Doppelwelle ⨍-j ermöglicht es
zusätzlich
zu den beiden üblichen
Kräfte-Ausgleichswellen 2.
Ordnung (g2ω und
g-2ω) eines
beispielsweise Ein- oder Vierzylinder-Reihenmotors, die Kräfte der 1.
Ordnung ⨍ω und ⨍-ω aufzunehmen,
indem sie auf die Konvergenzebene der Kräfte F1 und
F2 verschoben werden wie auch für das resultierende
Kippmoment r und r' mit
den Gegenwellen j2ω und
j-2ω im
Gegenzug zu F''a im OT und UT von B
und B'. Die Zentrifugalkraft
wird auf dem Weg von B–B' in entgegen gesetzter
Richtung durch das Wenden der Ausgleichsmassen aufgenommen. Man kann
festhalten, daß die
Kurbelwelle die Zentrifugalkraft Fc aufgrund des Gewichts des Kugelwellenzapfens
ausgleicht und zum Teil das der Pleuelstangen als Gegengewicht P
und daß das
Gegengewicht fω sich
auf derselben Drehwelle befindet. Die Richtung der Ausgleichskraft
fω und
fω ist
eine Komponente von Fa. Die Ebene Fa F'α bildet
den Winkel α'' mit Rα als resultierende Kraft von
F1 und F2 (4 und 5).
Aus diesen drei Kräften
entsteht eine resultierende Kraft r', der die Kraft Fα'' entgegenwirkt,
die aus j2ω und
j-2ω entsteht.
Auf der gegenüberliegenden
Seite des UT ergibt sich aus den Parallelkräften F'1 und F'2 die
resultierende Kraft R''α. Diese Kraft wirkt F'α (Richtung F'α und
Fa) entgegen, dergleiche Winkel α'' befindet sich zwischen den entgegen
gesetzten Kräften
mit der daraus resultierenden Ausgleichskraft r.
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Die 9, 10, 11 und 12 sind
vergleichende Darstellungen der dynamischen Aspekte der beiden Systeme:
Pleuelstangen-Kurbelwelle (Referenzmodell) und die kinematische
Kette mit Kniegelenkstange entsprechend den SI-Normen (Internationale
Normen) mit Ausnahme der Abszissen der 9 und 10.
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Die 9 stellt
das Diagramm der drei Momente eines Motorzyklusses des Typs Carnot
(isotherme Entspannungsphase) dar. Die Kurve des Pleuelstangen/Kurbelwellensystems
mit einer Bohrung/Hub von 80/80, einem λ Kurbelwelle/Pleuelstange von
0,352 für
einen am OT beendeten Verbrennungsdruck von 100 Bar (isochore Phase
eines Diesels) und einer Fortentwicklung bei konstanter Temperatur
mit einem Verdichtungsgrad ε =
16,5. Die zweite Kurve – im
Vollstrich-, die weniger bauchige, stellt die Entwicklung nach der
isochoren Phase (immobiler Kolben) der kinematischen Kette mit Kniegelenkstange
dar. Der Verbrennungsdruck sowie der Hub, die Bohrung und das Verdichtungsverhältnis sind
die gleichen. Es ändert
sich nur der Drehwinkel der Kurbelwelle zwischen dem OT und dem
UT mit der Variation der Tangentialkräfte des Kolbenschubs. Die umgewandelten
Arbeitsräume
bleiben infolge dessen isochor. Die dritte Kurve – als Vollstrich
dargestellt- stammt aus demselben System mit der Kniegelenkstange
mit denselben schon erwähnten
Kenndaten, außer
dem Verdichtungsgrad (ε =
9,2). Der Vergleich stellt einen großen Gewinn dar, ohne das maximale
Drehmoment des Pleuelstangen/Kurbelwellen-Systems erreicht zu haben
(um den Gewinn einschätzen
zu können,
muß die
Kompressionsarbeit abgezogen werden). Die niedrigste Geschwindigkeit des
Kolbens „tg" (Tangente), die
stark verschoben ist, deplaziert den Übergangswinkel, während dessen reduziert
die immer ansteigende Beschleunigung der Gaszufuhr den Unterdruck
in dem Filterrohr und in dem Zylinder. Der Einlaß profitiert in jedem Fall
von der positiven Gaszufuhrinertie bis zur verspäteten Öffnung des Auslaßventils.
In einem grosszylindrigen Motor erlaubt es die Ausdehnung der Umwandlungsphase
auf 180° effektiv
die Zylinderzahl für
denselben Motor-Leistungsbereich zu reduzieren. Ein Sechsrylinder
mit Gelenkstangensystem entspricht mit zwei Umdrehungen (720°) dem Äquivalent
eines Sechstaktmotors von 180 oder 1080°, was einem Neunzylinder mit
Pleuelstangen/Kurbelwellen-System
entspräche,
d. h: 120 × 9
= 1080° oder
einem Vierzylinder mit Kniegelenkstange 180 × 4 = 720°, was sonst von einem Sechszylinder
mit Pleuelstangen/Kurbelwellensystem erzielt würde, d. h;: 120 × 6 = 720° mit parallelen
Drehmomentspitzen, die mehr als 40% niedriger sind.
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Eine
systemspezifische Besonderheit des Gelenkstangensystems, die mit
der flachen Drehmomentkurve in Zusammenhang steht, bewirkt, dass die
Addition der Überlappungen
Spitzen schafft, die neben einander liegen müssen, wohingegen die Überlappung
der Spitzen eines Pleuelstangen-Kurbelwellensystems die Wirkung
mindert. Aus diesem Grund ist es untersagt, mehr als sechs Zylinder
mit kleiner Überlappung
zu verwenden, da, nach idealen Werten, die von 300 bis 500 cm3 pro Bauteil bei einem schnell laufenden
Motor, bei dem der Hubraum zwischen 1800 und 3.000 cm3 schwankt.
Genauso wie bei einem Pleuelstangen/Kurbelwellen-System hilft die
Trägheit
der Pleuelstange/Kolben des Kniegelenkstangensystems bei mittlerem
und hohem Betrieb, die Drehmomentspitze zu mindern und die Kurve
vorteilhaft in der Nähe
des UT in der Auslaßphase ansteigen
zu lassen. Die Möglichkeit,
die Schwungmasse deutlich zu verringern und dabei die Regelmäßigkeit
des Betriebszyklus aufrecht zu erhalten, lässt auf die „konzeptuelle" Motorschnelligkeit
schließen, die
Drehzahl zu erhöhen.
Auf den 11 und 12 hingegen,
muß der
maximale Motorbetrieb um etwa ein Drittel reduziert werden, also
n = 4500 U/min, um dieselben momentanen Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte
der Kolben zu erhalten. Die Durchschnittsgeschwindigkeit (übliche Berechnung)
bleibt nahezu identisch im Vergleich zum Pleuelstangen/Kurbelwellen-System
( < 106%). Diese
Reduzierung der maximalen Drehzahl bewirkt, daß diese Werte jenen des Referenz-Reihenmotors (XU9J4
von PSA) bleiben. Der einhergehende Leistungsverlust, hingegen,
wird durch die Tatsache aufgehoben, daß dank des variablen Verhältnisses
eine höhere
Leistung bei niedrigerer Drehzahl aufgrund der „Aufladung" bei spontaner Zündung sowie bei Fremdzündung erreicht
werden kann, wobei gleichzeitig ein besserer Wirkungsgrad in allen
Betriebsarten dank des Verdichtungsverhältnisses und des variablen
Hubraums sowie der isochoren Phase erzielt wird.
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Wie
in 10 hängen
die Kurven der Abszissen des Punktes A, vom OT bis zum UT, vom Winkel θ der Kurbelwellendrehung über eine
Umdrehung ab. A entspricht gleichzeitig einem geometrischen Punkt
(Kolbenachse) und dem Kolben selbst. Die gestrichelte Kurve des
handelsüblichen
Pleuelstangen/Kurbelwellensystems wurde schon in 9 als Referenz
verwendet. Der Vollstrich stellt das Gelenkstangensystem dar. Betrachtet
man die beiden Systeme, so ist zu erkennen, daß die Winkelpositionen des
vorzeitigen Ansaugvorgangs stark mit den UT verschoben sind und
zwar um 180° und
220°. Die beiden
Markierungen des OT- auf der Vollstrichkurve-, zu Hubbeginn wie
auch zum Hubende heben die isochore Phase – flache Kurve – des Gelenkstangensystems
hervor sowie die starke Progression des vorangehenden und nachfolgenden
Kolbens. Der Vergleich dieser Kurven, die Analyse der folgenden
Abbildungen und die Betrachtung der Drehmomentkurven der vorhergehenden
Abbildung, machen uns deutlich, wie die Druck- und Drehmomentspitze
nach dem OT gedämpft
und umgewandelt werden konnten, wodurch notwendigerweise die Entspannungszeit
verlängert
wurde, um die akzeptablen Beschleunigungswerte am Ende des Kolbenhubs
beizubehalten. So wurde die Drehmomentkurve der Umwandlungsphase
durch Anpassung der Hubkurve an die Druckkurve verändert. Einem
sehr hohen Verbrennungsgasdruck wird ein sehr kleiner Kolbenhub
zugeschrieben. Am Kolbenhubende und bei schwachem Druck, stellt
eine schnelle Kolbenbewegung die Gangübersetzung der Translations/Rotations-Umwandlung
sicher.
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Diese
Verbesserung der thermodynamischen Umwandlung ermöglicht es
durch die Minderung der Amplitudenvariationen des Drehmoments, den
Grad der zyklischen Unregelmäßigkeiten
einer Einheit (Einzylinder) über
den Motortakt zu reduzieren.
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Die 11 stellt
die Geschwindigkeitskurven des Punktes A in Abhängigkeit von ω über dem Winkel θ dar. Als
gestrichelte Kurve ist das Vergleichs-Referenzmodell über die
Kurve der kinematischen Kette mit Gelenkstangensystem gelegt worden.
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Die 12 stellt
die Beschleunigungskurven im Punkt A dar (für die gleiche Winkelgeschwindigkeit ω = 472 rad/s
(n = 4500 U/min) in Abhängigkeit
des Winkels θ.
Bei dem Betrachten der Kurven x, stellen wir fest, daß das System
mit Gelenkstange nicht demselben Bewegungsgesetz mit seinen Wertsprüngen und
höheren
Beschleunigungsmaxima folgt wie die Gaussche Kurve, die das Referenzsystem
kennzeichnet. Diese Werte müssen
auf jeden Fall mit den hohen Werten verglichen werden, die um den
OT mit dem Pleuelstangen/Kurbelwellensystem erzielt worden sind.
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Die
höchsten
Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte des Gelenkstangensystems, 11 und 12,
entsprechen der Aufwärtshubphase
des Kolbens, die der Komprimierung und der Ausstossphase eines Vierzylinders
entspricht. Absolut betrachtet, gibt es keine physikalische Geschwindigkeitsbegrenzung
für die
Komprimierung als die der Mittel, die der Realisierung dienen und
der Spitze, die sich aus einem ∞ Wert
ergibt. Die Komprimierung, die mit einem Gelenkstangensystem über einen
reduzierten Kurbelwellenwinkel ≤ 140° erzielt wird,
versetzt den Kolben zwar in eine hohe Momentgeschwindigkeit, aber
mit relativ geringen Beschleunigungswerten. Der Kolbenaufwärtshub,
der am Ende des Verlaufs das frische Gasgemisch mit höchsten Drücken komprimiert,
ist wesentlich sanfter als jener eines Pleuelstangen/Kurbelwellensystems mit
einer weniger widerstandsfähigen
Spitze. Während
des Ausstoßtakts
zieht der hörbare
Abgasschwall die sich in der Kammer befindenden Gasewie bei einem
Zweitakter mit. Es ist bekannt, daß nur wenige Verluste aufgrund
des Gaswiderstands entstehen, die bei dem Absaugen aus der Kammer
bleiben. Dieser Takt wird übrigens
bei geringeren Drehzahlen durchgeführt, wodurch das Ausstoßen bei
maximalen Drehzahlen verlängert
wird im Vergleich zu jenen des Referenz-Pleuelstangen/Kurbelwellensystems. Der
Ansaugtakt wird ebenso von einer Verdoppelung der Verlängerung
aufgrund der niedrigeren Drehzahlen begünstigt sowie durch die Ausweitung
auf mehr als 200° der
Kurbelwellenumdrehung.
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Die 13 ist
eine Vektor-Darstellung der Winkelverschiebungen des Punktes B'' über
die gesamten vier Takte eines Gelenkstangensystems während der
Phasenverteilung über
720° Umdrehung.
Die vorzeitige Öffnung
der Einlaßventile
legt den Punkt der vorzeitigen Öffnung
des Einlaßventils fest.
Der Kolbenhub erfolgt bei 200° Kurbelwellenumdrehung
und setzt sich bis zur verzögerten
Schließung
des Einlaßventils
nach dem UT fort. Die Komprimierung des UT erfolgt bei 140° Kurbelwellenumdrehung.
Betrachtet man einen Beau de Rochas- oder Diesel-Zyklus, so wird
er von einer wirklichen isochoren Phase über 20° (schraffierter Winkel) gefolgt,
der wiederum von einer effektiven Umwandlungsphase von 180° gefolgt
wird und der bei der vorzeitigen Öffnung des Auslaßventils
nach dem UT beendet ist. Dieser vierte Takt geht über den
OT aufgrund einer verspäteten
Schließung
des Auslassventils hinaus.
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Die 14 ist
ein wahres Druck/Volumen-Diagramm, über zwei Takte eines schnell
laufenden Viertakt-Dieselmotors mit Gelenkstangensystem. Im Innern
der Kurve 1-2-3-4-5 ist die Kurve des Pleuelstangen/Kurbelwellensytems überlagert.
Auf den ersten Blick scheint das Gelenkstangensystem durch ein theoretisches
Diagramm dargestellt zu sein. Die Selbstzündung entspricht hier einem
Kolbenhalt bei einem Drehwinkel der Kurbelwelle, also einem fünften Takt,
der spürbar
ist und hier durch eine Senkrechte während einer Druckschwankung für das gleiche
Volumen. Schraffiert dargestellt sind zwei Gewinnbereiche, die den
Wirkungsgrad stark beeinflussen. Der erste (e) bei dem Kolben-Aufwärtshub von
1 nach 2 wird durch die Reduzierung des Gegendrucks dank des reduzierten
Verbrennungsvorsprungs im Vergleich zum Pleuelstangen/Kurbelwellensystem.
Dieses zuletzt genannte erfolgt im wesentlichen während der
isochoren Phase 2 bis 3 und nach 3 bis 4 bei konstantem Druck. Sie
kann ohne Vorsprung in den maximal zulässigen Grenzen einer Progression
dp/dθ von
5 Bar pro Grad Kurbelwellenumdrehung (α : Neigungswinkel = Druck/V.),
um das Klopfen zu vermeiden.
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So
kann während
der 20° Kurbelwellenmdrehung
der isochoren Phase, der Druck 100 Bar erreichen, wohingegen im
Durchschnitt der maximale Druck normalerweise zwischen 5 und 10° nach dem OT
erreicht wird (schnell laufender Dieselmotor – Direkteinspritzung – n = 2300
U/min), das Gelenkstangensystem erlaubt es, ihn auf demselben Punkt
(3) zu halten, wodurch der zweite Gewinnbereich (d) darstellt
wird. Ein Verbrennungsvorsprung < 20°, der bei schnell
laufenden Dieselmotoren dieses Typs üblich ist, erzeugt vor dem
OT eine Energiefreisetzung von 35% der während eines Zyklus verbrannten
Last; die zum Teil als Verlust, trotz dieses reduzierten Vorsprungs
und mit dem Ziel, den Umweltschutznormen zu entsprechen, ihrerseits
eine starke Verbrennungsverzögerung
aufgrund der Verteilung über
die Neigung (4–5)
hinweg (bis zu 90° nach
dem OT) bewirken kann. Diese Verzögerung kann Rußbildung
in dem kleinen Winkelbereich dieses Systems verursachen. Es ist
zu beobachten, daß ein
Großteil
des Treibstoffs in der isochoren Phase verbrannt worden ist, also
mit einem günstigeren
Wirkungsgrad, obwohl die Kurve (dP/dα) deutlich niedriger ist, also
mit einer größeren Winkelabweichung
zwischen dem Verbrennungsbeginn und der maximalen Druckposition
(siehe Diagramm der 10). Der höhere Maximaldruck stellt für die Strukturen
mit günstigeren dP/dα Werten geringere
Schwierigkeiten dar, und noch weniger für jene mit schwachem Kolbenhub während dieser
Verbrennungsphase, mit einer kurzen Zündzeit und einer Druckspitzenreduzierung.
Die Entropievariation ist angestiegen sowie auch der mittlere Arbeitsdruck,
was erneut in der folgenden Abbildung, Fremdzündung kontrollierbar ist. Das
Verhältnis
Maximaldruck/mittlerer Arbeitsdruck ist durch die Verbrennungsentwicklung
im OT positiv reduziert worden. Das Einspritzende 4 der
isobaren Phase ist bei den beiden Systemen stark verschoben, die
sich am Verbrennungsende aufgrund der Verbrennungsverzögerung in
der Entspannungsphase 4–5 befindet. Die Markierungen 3 und 3' begrenzen das
Arbeitspotential der isochoren und isobaren Phase durch die gestrichelte
Linie (f).
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Die 15 ist
ein abgeleitetes P/V (Druck/Kurbelwellenumdrehung) -Diagramm eines Viertaktmotors
mit Fremdzündung
während
2 Phasen (Komprimierung – Entspannung).
Der Kurve des Gelenkstangensystems ist jene des Pleuelstangen/Kurbelwellensystems,
gestrichelt dargestellt, überlagert.
Es wurden die gleichen Darstellungsweisen wie in 14 für den Vergleich
verwendet. Die Kurve (g) entspricht der von dem komprimierten, eingelassenen
Gasgemisch im Aufwärtshub
(–) und
bei dem Abwärtshub
(+) des Kolbens geleistete Arbeit. Die Bezeichnung A.C. zeigt die
Punkte der vorgezogenen Verbrennung der beiden Systeme an. Der gestrichelte
Teil (e) zeigt den bei Gegendruck durch den Vorzug der Zündung und
durch die isochore Phase erzielten Gewinn an. (d) gibt die Verschiebung
des Maximaldruckes im OT an, wodurch der zweite Gewinnbereich entstand.
Die Kurve (h) resultiert aus der Gemischverbrennung. Die Kurve des
Pleuelstangen/Kurbelwellensystems ist deutlich flacher, da der Maximaldruck
für die
Optimierung dieses Systems nach dem OT festgelegt werden muss. Für beide Systeme
ist das Verbrennungsende mit den Punkten (F.C.) dargestellt.
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Die 16 zeigt
ein vereinfachtes Modell des Gelenkstangensystems mit seinen verschiedenen
Mechanismen. Die eingesetzte, sehr kurze Pleuelstange ist fest mit
dem Kolben (2) verbunden und weist kein Gelenk auf. Er
kann sich in einem Zylinder entsprechender Form (Wulst mit Spiralgewinde)
dank der Kinematik bewegen, die eine beidseitige Kippbewegung in
dieselbe Richtung bewirkt und die gleichzeitig zur Translationsbewegung
erfolgt. Diese Besonderheit ermöglicht
ferner, mit einer geradlinigen Kolbentranslation (mit Gelenk), eine
seitlich verschobene Lagerposition zu haben und die Stösse, die durch
Lageränderungen
im OT entstehen, zu vermeiden. In der Version ohne Gelenk wie in
diesem Fall, ist der Kolben in den folgenden Positionen nicht gelagert,
es ist ferner notwendig, ihn aufgrund der Gesamtgeometrie und aufgrund
der Systemdynamik seitlich zu verlagern. Die geringe Kolbenhöhe kann außerdem mit
Hilfe eines L-förmigen Feuerschutzstreifens
des Typs „HEADLAND" und dem fehlenden Zahnkranz
noch weiter verringert werden. Jedoch bewirkt die geringe Kippbewegung
des Kolbens im OT zusammen mit der zu geringen Progression, ein laterales
Spiel zwischen dem OT und dem UT auf der Höhe des Ölabstreifrings. Dieses Spiel
ist auf 0,3 mm begrenzt und entspricht der gewöhnlichen radialen Kippbewegung
dieses Bauteils bei einem 80 mm langen Hub. Die Kolbenführung erfolgt
in diesem Zylinder durch die Oberfläche zwischen dem Feuerschutzstreifen
und dem Dichtungsring.
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Die 17 zeigt
zusammen mit den 18–19 und 20 die
Schubstange R', die
auf den Kurbelwellenzapfen (3) montiert ist. Sie schließt die mechanischen
Achsen (6 und 7) der Pleuelstangen L und R ein.
Die Schrägperspektive erlaubt
es, zwei der vier paarweise angeordneten, symmetrischen Bauteile
zu erkennen, die die Schubstange bilden. Diese Bauteile (13)
sind auf ebener Fläche
(21) zusammengebaut. Die Erhöhungen (18) der Bauteile
(12) (19 und 20) sind
genau durch den Einbau in die Montageeinschnitte (17) aufeinander
abgestimmt.
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Die 18 ist
ein Schnitt von zwei symmetrischen Bauteilen (13) entlang
der Ebene DD, die in 17 dargestellt ist. Die geometrischen
Achsen B und B' zeigen
ihre Lage in der Ebene. Sie bestimmen die Position der mechanischen
Achsen (6 und 7). Mit der Schraube (16)
lassen sich die beiden Halbachsen (6 und 7) auf
der Pleuelstange befestigen, die keinen Demontagedeckel hat und
auf der gabelförmigen Pleuelstange
R, die selbst nicht zu demontieren ist. Die Bohrungen (20)
ermöglichen
den Zusammenbau mit den zwei anderen Bauteilen (12), um
die ganze Schubstange R' zu
bilden.
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Die 19 zeigt
in Schrägperspektive
das Bauteil (12), das mit einem anderen um 180° gedrehten
Bauteil (12) zusammengebaut wird. Sie umschließen die
Bauteile (13) mit den Aushöhlungen (19), den
Erhöhungen
(18) und den Montageeinschnitten (17) sowie die
Lagerschalen der Pleuelstange auf dem Zapfen. Die Bohrungen (24)
sind in einer Linie mit den Bohrungen (20) der Bauteile
(13) für
eine Schraubenmontage angeordnet. Die Bauteile (12) lassen
sich mit einer Schraube miteinander auf der Höhe der Bohrung (23)
zusammenbauen. Eine Vertiefung (22) ist vorgesehen, um
dem Gelenk der Pleuelstangen L und R einen ausreichend großen Winkel
zu bieten.
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Die 20 ist
eine Ansicht des Bauteils (12) entlang der Richtung BB
aus der Sicht des Beobachters gesehen.
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Die 21 zeigt
zwei überlagerte
Schnitte, die senkrecht zur Achse der Kurbelwellen des Pleuelstangen/Kurbelwellen-Systems
mit Gelenkstange liegen. Diese Schnitte werden in Bezug auf ihre
Außenabmaße miteinander
verglichen. Der gemeinsame Zylinderkopf (25) ist auf dem
Motorgehäuse
(4) mit dem Zylinder (1) dargestellt. Gestrichelt
sind alle mechanischen Achsen der Gelenkstangenkinematik dargestellt.
A3 und B3 stellen
die geometrischen Achsen des Pleuelstangen/Kurbelwellensystems dar. Das
falsche Gehäuse
(26) ist gestrichelt dargestellt, an den das untere Gehäuse (29)
angefügt
ist und in der Ebene (31) zusammengebaut ist, die den Kurbelwellenzapfen
(27) beinhaltet. Der Zylinderblock (32) des Pleuelstangen/Kurbelwellensystems
ist gestrichelt und im Vollstich des Gelenkstangensystems dargestellt,
haben nahezu dieselben Abmaße
bei gleichem Kolbenhub und gleicher Bohrung. Auf der Montageebene
(15) sind die Zapfen (27) des Gelenkstangen-Kurbelwellensystems
sowie die Zapfen (28) der Exentereinstellung der Komprimierung
angeordnet. Das falsche Gehäuse
(26) – als
Vollstrich- hält die
Achsen und verstärkt
die Steifigkeit des Motorblocks in den beweglichen Lagerpunkten.
Das Gehäuse
(29), Vollstrich, sollte mit Schaufeln ausgestattet sein,
die an die Pleuelstange R angebaut sind, um „feucht" zu bleiben oder umgekehrt, in einem "trockenen" Gehäuse angeordnet
sein.
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Die 22 zeigt
schematisch den Querschnitt eines Motorblocks mit der Kinematik
der Bauteile in zwei Positionen des Punktes 0. Diese unterschiedlichen
Positionen des Punktes 0 werden dank des Gleitträgers (32) realisiert.
Der Punkt 0, der einem Drehpunkt einer seitlich verutschten Kurve
entspricht, zeigt eine starke Positionsänderung und verschiebt das
Gelenkstangensystem einerseits in Bezug auf die Kurbelwelle und
ihrer Antriebspleuelstange und andererseits in Bezug auf das Zylindergehäuse. Der
Gleitträger
ist in einen gebogenen Gleitschuh (39) eingehakt, der sich
auf dem unteren Teil des Motorblocks (4) befestigen lässt. Er
besteht aus einer gebogenen Zahnstange (33), auf der die
Zahnung (34) der Antriebswelle sich in Verbindung mit dem Zahnrad
(35) dreht, das selbst von einer Schraube (36)
angetrieben wird, die durch die Achse (37) dank des Elektromotors
(38) in Drehbewegung gesetzt wird. Wir finden die Kinematik
des Gelenkstangensystems der 1 und 2 in
seiner ersten Position wieder und in seiner zweiten Position stark
gekippt im Vergleich zur Zylinderachse. Wir stellen eine bedeutende
Kolbenhubverkürzung
von ɭ nach ɭ' aufgrund
der Verhältnisänderung
des tangentialen Pleuelstangenschubs des Gelenkstangensystems fest. Der
Verlauf des Kolben-Pleuelstangenkopfes um den Punkt 0 variiert selbst
in Abhängigkeit
des tangentialen Schubverhältnisses
des Antriebssystems Pleuelstange/Kurbelwelle (Winkel θ' und θ''). Die Position des virtuellen Zentrums
(0z) der gekrümmten
Gleitschiene bestimmt die Variation (ν) des Kammervolumens im OT,
die parallel zu der Variation des Hubs von ɭ nach ɭ' läuft. Diese
Verwandtschaftsbeziehung macht es möglich, ein konstantes Verhältnis bei
einer Zylindervariation oder umgekehrt, eine höhere Zylinderzahl mit einem
geringeren Kompressionsverhältniss
zu erhalten, genau das Gegenteil, was bei einem Unterdruck beim
langsamen Ansaugen mit Fremdzündung
erreicht wird. Diese neue Möglichkeit
geht in die richtige Richtung mit dem Einsatz einer vollständig nutzbaren Überfütterung,
die bei großer
Leistung mit einem geringen Verdichtungsverhältnis und umgekehrt, einen „atmosphärischen" Betrieb mit Teillast und
hohem Verhältnis,
also in beiden Fällen
mit einem optimalen Wirkungsgrad funktioniert, wobei die üblichen
Verluste beim Pumpen in dem Zwischenbetrieb reduziert werden. In
dieser Abbildung ist ein Verhältnis
von 8,3 für
einen maximalen Motorhubraum und ein Verhältnis von 10,3 für einen
minimalen Motorhubraum, der auf ein Drittel reduziert wurde, zu verzeichnen.
Diese Verhältnisschwankung
stellt keine Grenze des Systems dar. Eine schnelle Aufwärtsbewegung
des Kolbens, jedoch, erzeugt deutliche Senkungen, die für die gekreuzte Öffnung der
Ventile notwendig ist. Das Erhalten eines hohen Verhältnisses
bei reduzierter Last und konstanten Öffnungshöhen der Ventile bildet einen
Grenzwert für
eine bedeutende Volumenänderung
der angesaugten Luft. Es ist absolut notwendig, daß die Öffnungshöhen variabel
sein müssen.
Als Alternative wurde anfänglich eine
Lösung
gesucht, um dieser Schwierigkeit zu entsprechen. Sie besteht aus
einem System einem einzigen Ventil mit konstantem Hub und einer
Verteilung in das Einlass – und
Ausstossrohr über
die Ventilkammer, wodurch es möglich
ist, mit einer einzigen Senkung in dem Kolben, die die Funktion
einer Schüssel
hat, die Einspritzung sowie die Verbrennung zu zentrieren und das
Kammervolumen zu reduzieren.
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Für die Gleichgewichtserstellung
nehmen wir die Welle ⨍–ω, die an
die Welle g-2ω angekuppelt
ist; die Einheit wird in Bezug auf g2ω und fω mit Hilfe eines variablen
Zündzeitpunktsystems
angetrieben, wie z. B. eine Gewindewelle mit einem Gleiteinsatz, um
den Gegenschub von F'α Fa bis F'α1 Fα1 (Winkel Σ < 25°)
je nach den beidseitigen Schubrichtungen der Massen der Kinematik.
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23 zeigt
uns die Darstellung des Stellglieds, das die Drehbewegung der Achse
(37) in eine Bewegung des Bauteils (32) um die
virtuellen Achse Oz herum umwandelt. Die erste kinematische Verbindung
wird durch einen Schneckenradsatz (36) und einem Zahnrad
(37) gebildet. Sie ist fest mit der mechanischen Achse
(47) verbunden und überträgt seine
Bewegung auf das Zahnrad (34), das auf der Zahnung (33)
der gebogenen Zahnstange des Gleitträgers (32) der geometrischen
Achse 0 rollt. Diese Achse wird durch die Erhöhung (40), in Ausrichtung
mit 0, einer Bohrung dargestellt, um die mechanische Achse des Pleuelstangenfusses
der Gelenkstange einführen
zu können.
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Die 24 zeigt
einen Längsschnitt
eines vielzylindrigen Motorblocks mit Gelenkstange. Im Innern der „Mandolinen" (41), finden
wir im Schnitt die gebogene Sohle (39), auf der das Bauteil
(32) des Fussträgers
der gabelförmigen
Pleuelstange R gleitet. Dieses Bauteil, auf den Erhöhungen (46)
des Motorblocks und der Sohle (39) gelagert, gleitet auf
den Oberflächen
(43 und 44). Sie ist aus einem Stück gefertigt
und beinhaltet die Zahnstange (33) und die seitlichen Führungserhöhungen (45)
sowie die Erhöhung
(40) für
die Aufnahme der mechanischen Achse (42), die eingestellt
und warm eingepresst wird. Der Kopf der Pleuelstange R, die ebenso
gabelförmig
ist, nimmt den Kopf der Pleuelstange L lose auf. Die beiden Elemente
(13) der Schubstange R' penetrieren die
beiden Pleuelstangen seitlich mit den Halbachsen. Die Pleuelstange
L ist an dem Kolben durch eine gleitende Drehverbindung der Achse
in dem Zylinder (1) verbunden. Das in den 22, 23 und 24 dargestellte
Stellglied wird von dem Motor (38) angetrieben, der selbst
durch die Wirkung des Stellglieds mit Hilfe einer elektronischen
Verarbeitungseinheit, die alle für
die Anpassung des Hubraums notwendigen Parameter in Betracht zieht
wie das Verhältnis,
das Überfütterungsverhältnis, den Vorzug,
dem eingespritzten Treibstoffvolumen und der Kühlschwankungen etc. Der Antriebsmotor
(38) braucht wenig Energie dank der Schubausrichtung der
Pleuelstange R, die sich nahezu auf der virtuellen Achse 0z der
gebogenen Gleitsohle (39) bei maximalem Verbrennungsdruck
liegt. Die tangentialen Schubschwankungen im Winkel θ' werden von einer Minderung
der Schubkraft aufgrund der Verbrennungsgasdrucks begleitet. Bei
der ersten Untersetzung der Kinematik (Zahneingriffe 33 und 34)
im UT, beträgt
das Verhältnis
noch 55, wobei es im OT bei 214 war. Der zweite Zahneingriff und
das Zahnrad erlauben eine zweite Untersetzung, die bei über 10 liegen
kann. Da der Verlauf des Punkts 0 also auf 1/8 der Umdrehung um
Oz reduziert ist, ist es möglich, eine
Untersetzung der Motorwelle von über
2 × 103 zu erzielen, wodurch mit einem Antriebsmotor
(38) von 4000 U/min, es möglich ist, bei langsamen Motorlauf mit
einem minimalen Hubraum auf einen maximalen Hubraum in weniger als
3 Sekunden zu kommen. Eine besser geeignete Untersetzung von 200,
benötigt
ein Antriebsmoment von mehr als 1/200 des maximalen Drehmoments
erlaubt bei derselben Antriebsdrehzahl eine maximale Hubraumvariation
innerhalb von einigen 1/10 Sekunden zu erreichen.
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Die
Anwendungen dieser Erfindung betreffen hochtourig laufende Motoren
mit Fremdzündung oder
Diesel-, Vier- oder Zweitaktmotoren und ferner auch, die langsam
drehenden Motoren mit großem Hubraum.
Mit umgekehrter Drehrichtung, kann sie für Kompressoren eingesetzt werden.