DE602004002612T2 - Massenausgleich für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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    • Y10T74/2183Counterbalanced

Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Geräte zum Ausgleichen freier Trägheitskräfte in Verbrennungsmotoren mit Hubkolben und Kurbelwelle.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Hubkolbenverbrennungsmotoren umfassen eine Kurbelwelle, die in einem Kurbelgehäuse um eine Kurbelwellenachse rotiert. Ein Hubkolben ist mit einer Kolbenverbindungsstange verbunden, die wiederum schwenkbar an einer Kolbenverbindungsstangenachse mit der Kurbelwelle verbunden ist.
  • Der Betrieb solcher herkömmlichen Motoren erzeugt Vibrationen im Motor. Die Größe dieser Vibrationen hängt von dem grundlegenden Konstruktionskonzept des Motors und von dem Prinzip ab, nach dem er arbeitet (Zweitakt, Viertakt). Die Ausrichtung und Größe dieser Vibrationen kann auch von der Anzahl der Zylinder abhängen und davon, wie die einzelnen Zylinder in Bezug zueinander angeordnet sind. Verbrennungsmotoren mit einer großen Zylinderanzahl besitzen für gewöhnlich einen guten Massenausgleich für die Kurbelwellenantriebskräfte und -momente, so dass solche Motoren selten einen Massenausgleich zum Ausgleichen der Trägheitskräfte erfordern. Um jedoch die Trägheitskräfte in einem Verbrennungsmotor mit nur einer kleinen Zylinderanzahl so klein wie möglich zu halten, sind eines oder mehrere Gegengewichte solcherart in dem Kurbelgehäuse angeordnet, dass sie die Trägheitskräfte des Motors sehr genau ausgleichen, indem sie mit derselben Frequenz (oder einem Vielfachen davon), jedoch um 180 Grad phasenverschoben arbeiten. Dies bedeutet, dass sich, wenn sich der Kolben nach unten bewegt, das Gegengewicht nach oben bewegt und umgekehrt.
  • US-Patentschrift 4,819,593 offenbart ein solches Gegengewichtssystem. Ein Gegengewicht ist schwenkbar mit einem Kurbelgehäuse und einer Gegengewichtsverbindungsstange/gestänge verbunden. Die Gegengewichtsverbindungsstange wiederum ist schwenkbar mit der Kurbelwelle zur Relativrotation um eine Gegengewichtsverbindungsstangenachse verbunden. Die Drehung der Kurbelwelle treibt das Gegengewicht um 180 Grad phasenverschoben an. Infolgedessen liegen die Kurbelwellenachse, die Verbindungsstangenachse und die Gegengewichtsverbindungsstangenachse in einer Ebene.
  • Herkömmliche Gegengewichtssysteme umfassen oft viele sich bewegende Bauteile und sind teuer in der Konstruktion und Wartung. Während herkömmliche Massenausgleichssysteme die Motorvibrationen verringern, so beseitigen sie die Motorvibration doch nicht vollständig.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Demzufolge stellt ein Aspekt einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Massenausgleichssystem für einen Verbrennungsmotor bereit, das einfacher, weniger teuer und/oder effektiver als herkömmliche Massenausgleichssysteme ist. Die Erfindung ist insbesondere für Motoren mit weniger als 4, bevorzugt 3, Kolben verwendbar, für die es aufgrund der begrenzten Anzahl von Kolben schwierig ist, Massenausgleich bereitzustellen.
  • Ein anderer Aspekt einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt einen Verbrennungsmotor bereit, der ein Kurbelgehäuse, eine Kurbelwelle, die schwenkbar mit dem Kurbelgehäuse zur Relativdrehung um die Kurbelwellenachse verbunden ist, einen Kolben und eine Kolbenverbindungsstange umfasst, die schwenkbar mit dem Kolben verbunden ist. Die Kolbenverbindungsstange ist schwenkbar mit der Kurbelwelle zur Relativdrehung um die Kolbenverbindungsstangenachse verbunden. Der Motor umfasst auch eine Gegengewichtsverbindungsstange, die schwenkbar mit der Kurbelwelle zur Relativdrehung um eine Gegengewichtsverbindungsstangenachse verbunden ist. Der Motor umfasst ferner ein Gegengewicht – im Gegensatz zu einem Kolben –, das mit der Gegengewichtsverbindungsstange verbunden ist. Zwischen der Kolbenverbindungsstangenachse, der Kurbelwellenachse und der Gegengewichtsverbindungsstangenachse ist ein Gegengewichtswinkel gebildet. Die Kurbelwellenachse legt einen Scheitel des Gegengewichtswinkels fest. Der Gegengewichtswinkel beträgt mehr als 0 Grad und weniger als 180 Grad.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt einer oder mehrerer dieser Ausführungsformen beträgt der Gegengewichtswinkel mindestens 90 Grad. Der Gegengewichtswinkel kann zwischen 150 und 179 Grad betragen. Der Gegengewichtswinkel kann zwischen 165 und 175 Grad betragen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt einer oder mehrerer dieser Ausführungsformen weist die Kurbelwelle ein Schwerkraftzentrum auf, das gegen die Kurbelwellenachse versetzt ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt einer oder mehrerer dieser Ausführungsformen legen die Kurbelwellenachse und die Kolbenverbindungsstangenachse eine Referenzebene fest. Das Schwerkraftzentrum der Kurbelwelle und die Gegengewichtsverbindungsstangenachse sind an gegenüberliegenden Seiten der Referenzebene angeordnet. Das Gegengewicht kann schwenkbar mit dem Kurbelgehäuse auf einer Achse verbunden sein, die auf derselben Seite der Referenzebene wie das Schwerkraftzentrum der Kurbelwelle angeordnet ist, wenn sich der Kolben im oberen Totpunkt befindet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt einer oder mehrerer dieser Ausführungsformen ist zwischen der Kolbenverbindungsstangenachse, der Kurbelwellenachse und dem Kurbelwellenschwerkraftzentrum ein Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel gebildet. Die Kurbelwellenachse legt einen Scheitel des Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkels fest. Der Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel beträgt mehr als 0 Grad und weniger als 180 Grad. Der Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel kann mindestens 90 Grad betragen. Der Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel kann zwischen 1 und 179 Grad betragen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt einer oder mehrerer dieser Ausführungsformen ist das Gegengewicht schwenkbar mit der Gegengewichtsverbindungsstange verbunden. Das Gegengewicht kann auch schwenkbar mit dem Kurbelgehäuse verbunden sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt einer oder mehrerer dieser Ausführungsformen handelt es sich bei dem Verbrennungsmotor um einen Viertaktverbrennungsmotor mit zwei in Reihe angeordneten Zylindern.
  • Zusätzliche und/oder alternative Vorteile und auffällige Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschreibt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen, die einen Teil dieser Originalbeschreibung bilden, zeigen:
  • 1 eine Teilvorderansicht eines Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Teilseitenansicht des in 1 dargestellten Motors und
  • 3 eine Teilvorderansicht eines Motors gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • 1 und 2 stellen einen Verbrennungsmotor 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 1 dargestellt, ist der Motor 10 in ein Fahrzeug 1 eingebaut, bei dem es sich um einen beliebigen Typ eines geeigneten Fahrzeugs handeln kann. Eine Kurbelwelle 20 ist schwenkbar an einem Kurbelgehäuse 30 (siehe 2) zur Relativdrehung um die Kurbelwellenachse 40 befestigt. Zwei Kolben 50 greifen gleitend in zwei Zylinder 60 zur relativen Hubbewegung entlang den Zylinderachsen 70 ein. Die Kolben 50 sind über die Kolbenverbindungsstangen 80 funktionsfähig mit der Kurbelwelle 20 verbunden. Die Kolbenverbindungsstangen 80 sind an den Kolbenachsen 90 schwenkbar mit den Kolben 50 verbunden und sind an den Kolbenverbindungsstangenachsen 100 schwenkbar mit der Kurbelwelle 20 verbunden. Der Motor 10 umfasst auch verschiedene andere herkömmliche Bestandteile, wie ein Durchschnittfachmann verstehen würde. Wie in 1 dargestellt, kann der Motor 10 so konstruiert sein, dass er die Kurbelwelle 20 sowohl in die Richtung im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn rotiert.
  • Der dargestellte Motor 10 ist ein Zwei-Zylinder-Motor, in dem beide Kolben 50 phasengleich arbeiten. Dementsprechend sind die Achsen 90 koaxial ausgerichtet, und die Achsen 100 sind koaxial ausgerichtet. Andere Motoren gemäß der vorliegenden Erfindung können mehr oder weniger Zylinder umfassen (z.B. einen Zylinder oder drei oder mehr Zylinder) und können Zylinder umfassen, die untereinander phasenungleich arbeiten, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der dargestellte Motor 10 ist ein Viertaktmotor. Zweitaktmotoren liegen jedoch ebenfalls im beabsichtigten Schutzumfang der Erfindung. Der dargestellte Motor 10 weist die Zylinder 60 in Reihe auf, er kann jedoch alternativ ein V-Motor sein.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst der Motor 10 ein Gegengewicht 120, das über eine Gegengewichtsverbindungsstange 130 mit der Kurbelwelle 20 verbunden ist. Das Gegengewicht 120 umfasst einen einstückig gebildeten Hebelarm 140, der auf einer Hebelarmachse 150 schwenkbar mit dem Kurbelgehäuse 30 verbunden ist. Das Gegengewicht 120 und der Hebelarm 140 können alternativ separat gebildet und starr miteinander verbunden sein. Das Gegengewicht 120 (einschließlich des Hebelarms 140) weist ein Schwerkraftzentrum 141 auf.
  • Wie in 1 dargestellt, legt die Zylinderachse 70 eine vertikale z-Achse fest. Eine horizontale y-Achse verläuft senkrecht zur z-Achse. Die Hebelarmachse 150 liegt von der Kurbelwellenachse 140 um einen vertikalen Abstand Zc und einen horizontalen Abstand Yc entfernt. Wenn sich die Kolben 50 in ihrem oberen Totpunkt befinden, ist das Gegengewichtsschwerkraftzentrum 141 von der Hebelarmachse 150 um einen vertikalen Abstand Zs und einen horizontalen Abstand Ys entfernt.
  • Das Gegengewicht 120 ist schwenkbar auf einer Gegengewichtsachse 160 mit der Gegengewichtsverbindungsstange 130 verbunden. Die Gegengewichtsverbindungsstange 130 ist auf einer Gegengewichtsverbindungsstangenachse 170 schwenkbar mit der Kurbelwelle 20 verbunden. Die Gegengewichtsverbindungsstangenachse 170 ist gegen die Kurbelwellenachse 40 um einen Abstand C versetzt. Die Gegengewichtsverbindungsstange 130 weist eine Länge R auf, die sich zwischen der Gegengewichtsverbindungsstangenachse 170 und der Gegengewichtsachse 160 erstreckt.
  • Die Drehung der Kurbelwelle 20 treibt die Gegengewichtsverbindungsstange 130 an, die wiederum das Gegengewicht 120 antreibt. Ein Abstand L zwischen der Hebelarmachse 150 und der Gegengewichtsachse 160 ist so groß wie möglich, und der Hebelarm 140 erstreckt sich in eine Richtung, die allgemein senkrecht zur Zylinderachse 70 verläuft. Infolgedessen bewegt sich das Gegengewicht 120 entlang eines Wegs, der in etwa parallel zur Zylinderachse 70 und so gerade wie möglich verläuft. Diese Anordnung des Hebelarms 140 minimiert Trägheitskräfte, die quer zur Zylinderachse 70 liegen.
  • Wie in 1 dargestellt, wird zwischen der Kolbenverbindungsstangenachse 100, der Kurbelwellenachse 40 und der Gegengewichtsverbindungsstangenachse 170 ein Gegengewichtswinkel α festgelegt, wobei die Kurbelwellenachse 40 einen Scheitel des Winkels α festlegt. Der Winkel α beträgt weniger as 180 Grad und beträgt bevorzugt nicht 90 Grad. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten fest, dass Vibrationen im Motor 10 verringert werden, wenn der Winkel α weniger als 180 Grad und mehr als 0 Grad beträgt. Herkömmliche Gegengewichtswinkel von herkömmlichen Massenausgleichssystemen dagegen betragen genau 180 Grad. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel α auch verschieden von 90 Grad. Dementsprechend arbeitet das Gegengewicht 120 nicht vollkommen phasenungleich gegenüber den Kolben 50. Der Winkel α beträgt bevorzugt zwischen 150 und 179 Grad und bevorzugter zwischen 165 und 175 Grad. Tests haben gezeigt, dass Winkel innerhalb dieser Bereiche besonders gut zur Verringerung der vom Motor 10 erzeugten Trägheitskräfte geeignet sind. Da die Länge L des Gegengewichts 120/Hebelarms 140 begrenzt ist, erzeugt die Schwenkbewegung des Gegengewichts 120 zusätzliche Kräfte an der Hebelarmachse 150, die mindestens teilweise ausgeglichen werden, indem der Winkel α kleiner als 180 Grad gehalten wird.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst die Kurbelwelle 20 versetzte Kurbelarme 200, die tendenziell die Kolben 50 ausgleichen. Ein Schwerkraftzentrum 210 der Kurbelwelle 20 (einschließlich der versetzten Kurbelarme 200) ist gegen die Kurbelwellenachse 40 um einen Abstand W in Richtung der versetzten Kurbelarme 200 versetzt. Wie in 1 sichtbar, ist zwischen der Kolbenverbindungsstangenachse 100, der Kurbelwellenachse 40 und dem Kurbelwellenschwerkraftzentrum 210 ein Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel θ (Kurbelwellen-SKZ-Winkel θ) gebildet, wobei die Kurbelwellenachse den Scheitel des Winkels θ bildet. Der Winkel θ beträgt bevorzugt mehr als 0 Grad und weniger als 180 Grad. Der Winkel θ beträgt bevorzugt nicht 90 Grad. Der Winkel θ beträgt bevorzugt zwischen 120 und 179 Grad und beträgt bevorzugter zwischen 140 und 160 Grad. Das Kurbelwellen-SKZ 210 bewegt sich teilweise phasenungleich mit den Kolben 50 und gleicht teilweise die Bewegung des Gegengewichts 120 in dem Drehpunkt aus, der an der Hebelarmachse 150 festgelegt ist, was teilweise die begrenzte Länge L des Hebelarms 140 kompensiert.
  • Von der Kurbelwellenachse 40 und der Kolbenverbindungsstangenachse 100 wird eine Referenzebene 220 festgelegt. Wenn sich die Kolben 50 in ihrem oberen Totpunkt befinden (wie in 1 dargestellt), liegt die Zylinderachse 70 in der Referenzebene 220. Das Kurbelwellenschwerkraftzentrum 210 und die Gegengewichtsverbindungsstangenachse 170 kommen auf gegenüberliegenden Seiten der Referenzebene 220 zu liegen. Tests haben gezeigt, dass eine solche Anordnung bewirkt, dass die Kurbelwelle 20 und das Gegengewicht 120 einander in einer Richtung senkrecht zur Zylinderachse 70 (d.h. entlang der in 1 dargestellten y-Ebene) ausgleichen.
  • Wie in 1 dargestellt, kommen die Hebelarmachse 150 und das Kurbelwellenschwerkraftzentrum 210 auf derselben Seite der Referenzebene 220 zu liegen, wenn sich die Kolben 50 in ihrem oberen Totpunkt befinden. Umgekehrt kommen die Gegengewichtsachse 160 und die Gegengewichtsverbindungsstangenachse 170 auf der gegenüberliegenden Seite der Referenzebene 220 zu liegen, wenn sich die Kolben 50 in ihrem oberen Totpunkt befinden. Gemäß einer anderen Ausführungsform befindet sich die Gegengewichtsachse 160 auf der gegenüberliegenden Seite der Referenzebene 220 zur Gegengewichtsverbindungsstangenachse 170.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten fest, dass es die Ausgleichswirkung des Gegengewichts 120 verbesserte und Vibrationen im Motor 10 verringerte, wenn die Winkel θ und α kleiner als 180 Grad gehalten wurden. Im Idealfall können Trägheitskräfte der ersten und zweiten Größenordnung, gemessen in der Richtung der Zylinderachse 70, und Trägheitskräfte der ersten Größenordnung, die senkrecht zur Richtung der Zylinderachse 70 verlaufen, nahezu vollständig ausgeglichen werden. Die Strecken L, C, W, R, Zc, Yc, Zs, Ys, die Winkel θ, α und die Massen, Formen und Schwerkraftzentren der Kurbelwelle 20, der Kurbelwellenverbindungsstange 130 und des Gegengewichts 120 können jeweils durch Versuche und/oder mathematische Berechnung solcherart optimiert werden, dass die Vibrationen im Motor 10 am besten reduziert werden.
  • Verschiedene Verbindungen zwischen den Bestandteilen des Motors 10 werden Im Allgemeinen als schwenkbare Verbindungen beschrieben. Diese schwenkbaren Verbindungen können jede beliebige Art herkömmlicher schwenkbarer Verbindungen umfassen (z.B. Gleitlager, Drehzapfen usw.). Diese schwenkbaren Verbindungen werden auf einem oder mehreren herkömmlichen Wegen geschmiert (z.B. durch Öffnungen in Wellen/Stangen usw.). Bevorzugt sind an jeder schwenkbaren Verbindung Lager geschaffen. Zwischen der Kurbelwelle 20 und dem Kurbelgehäuse 30 sind auf benachbarten Seiten der Verbindungen zwischen der Kurbelwelle 20 und jeder der Verbindungsstangen 80, 130 Kurbelwellenlager 230 angeordnet. Diese Anordnung von Lagern 230 versteift und stützt die Kurbelwelle 20, womit Vibrationen in der Kurbelwelle 20 verringert werden.
  • 3 stellt einen Motor 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in der vorhergehenden Ausführungsform umfasst der Motor 500 Zylinder 505, Kolben 510, Kolbenverbindungsstangen 520, eine Kurbelwelle 530, eine Gegengewichtsverbindungsstange 540, ein Gegengewicht 550 und ein Kurbelgehäuse 560, unter anderen Elementen. Der Motor 500 unterscheidet sich von dem Motor 10 darin, dass die Gegengewichtsverbindungsstange 540 und das Gegengewicht 550 gegenüber dem Gegengewicht 120 und der Gegengewichtsverbindungsstange 130 des Motors 10 um etwa 90 Grad gedreht sind. Diese Verschiebung kann jedoch größer oder kleiner als 90 Grad sein, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Positionen einer Gegengewichtsverbindungsstangenachse 570 und eines Kurbelwellen-SKZ 580 sind bevorzugt ebenfalls anders als im Motor 10. Die Bewegung des Gegengewichts 550 gegenüber den phasengleichen, in Reihe angeordneten Kolben 510 simuliert einen 90-Grad-V-Motor. Durch Ausrichten des Gegengewichts 550 in eine Richtung, die in etwa parallel zum Zylinder 505 verläuft, kann die Gesamtgröße des Motors 500 reduziert werden.
  • Wie in 3 dargestellt, beträgt ein Gegengewichtswinkel α, der auf dieselbe Weise festgelegt ist wie bei dem Motor 10, weniger als 180 Grad und mehr als 0 Grad. Während der dargestellte Winkel α stumpf ist, kann der Winkel α alternativ kleiner oder gleich 90 Grad sein. Ein Kurbelwellen-SKZ-Winkel θ, der auf dieselbe Weise festgelegt ist wie bei dem Motor 10, ist ebenfalls größer als 0 Grad und kleiner als 180 Grad. Während der dargestellte Winkel θ stumpf ist, kann der Winkel θ alternativ spitz sein oder 90 Grad betragen.
  • In der dargestellten Ausführungsform arbeiten das Kurbelwellen-SKZ 580 und die Gegengewichtsverbindungsstangenachse 570 miteinander um einen Phasenwinkel phasenverschoben, der gleich der Differenz zwischen Winkel α und Winkel θ ist. Während der in 3 dargestellte Phasenwinkel für den Motor 500 spitz ist, kann der Phasenwinkel alternativ 90 Grad, 180 Grad oder ein beliebiger anderer geeigneter Winkel sein.
  • Wie in 3 dargestellt, ist zwischen einer Kolbenverbindungsstangenachse 610 und einer Kurbelwellenachse 620 eine Referenzebene 600 festgelegt. Das Kurbelwellen-SKZ 580 und die Gegengewichtsverbindungsstangenachse 570 kommen auf gegenüberliegenden Seiten der Referenzebene 600 zu liegen.
  • Während die dargestellten Gegengewichte 120, 550 schwenkbar an den Kurbelgehäusen 30, 560 befestigt sind, kann ein Gegengewicht gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf eine beliebige andere geeignete Weise bewegbar an einem Kurbelgehäuse befestigt sein. Beispielsweise kann ein Gegengewicht wie ein Kolben in einem Zylinder gleiten oder entlang einer geraden oder gekrümmten Strecke im Kurbelgehäuse gleiten.
  • Die Motoren 10, 500 sind besonders gut zur Verwendung in Hochleistungs- und/oder Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet, wo Massenausgleich wichtig ist. Es wird erwogen, dass es sich bei dem Fahrzeug 1 um eine beliebige Anzahl von Hochleistungs- und/oder Freizeitfahrzeugen handeln kann, insbesondere Motorräder, Geländewagen (ATVs), Privatwasserfahrzeuge, Motorschlitten, Schneemobile, kleine Flugzeuge und andere Fahrzeuge, die bevorzugt für Freizeitzwecke eingesetzt werden. Motoren gemäß der vorliegenden Erfindung sind besonders gut zur Verwendung in Fahrzeugen geeignet, bei denen der Motor im Wesentlichen direkt mit einem Fahrzeugrahmen gekoppelt ist, so dass die Dämpfung von Vibrationen noch wichtiger ist. Motoren gemäß der vorliegenden Erfindung sind auch gut zur Verwendung in Fahrzeugen mit begrenztem Motorraum geeignet, da die Massenausgleichssysteme in den Motoren 10, 500 kompakt sind. Die Motoren 10, 500 können alternativ in jeder geeigneten Anwendung außerhalb von Vehikeln verwendet werden, wo die Verringerung von Motorvibration vorteilhaft ist.
  • Während die dargestellten Motoren 10, 500 nur ein Gegengewicht 120, 550 umfassen, können auch mehrere Gegengewichte verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Die vorangegangene Beschreibung dient dazu, die Funktionsweise der bevorzugten Ausführungsformen darzustellen und soll den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränken. Im Gegenteil sollte der Fachmann einschätzen können, dass Varianten konstruiert und eingesetzt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, deren Aspekte in den beigefügten Ansprüchen dargelegt sind

Claims (10)

  1. Verbrennungsmotor aufweisend: ein Kurbelgehäuse; eine Kurbelwelle, die in dem Kurbelgehäuse zur Drehung um eine Kurbelwellenachse angeordnet ist; einen Kolben; eine Verbindungsstange, welche den Kolben mit der Kurbelwelle für eine Relativbewegung um eine Kolbenstangenverbindungsachse verbindet; ein Gegengewicht, das in Verbindung steht mit der Stange, die schwenkbar mit der Kurbelwelle verbunden ist, für eine Relativbewegung um eine Gegengewichtsverbindungsachse; und ein Gegengewicht, das mit der Gegengewichtsverbindungsstange verbunden ist, wobei ein Gegengewichtswinkel zwischen der Kolbenverbindungsstangenachse, der Kurbelwellenachse und der Gegengewichtverbindungsstangenachse gebildet ist, und wobei die Kurbelwellenachse einen Scheitel des Gegengewichtwinkels festlegt, und wobei der Gegengewichtswinkel größer als 0 Grad und kleiner als 180 Grad ist.
  2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Gegengewichtswinkel zumindest 90° beträgt.
  3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei der Gegengewichtswinkel zwischen 150° und 179° beträgt.
  4. Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kurbelwelle ein Schwerkraftzentrum aufweist, das von der Kurbelwellenachse versetzt ist.
  5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, wobei die Kurbelwellenachse und der die Stangenachse verbindende Kolben eine Referenzebene festlegen, und wobei das Schwerkraftzentrum und die Gegengewichtverbindungsstangen auf gegenüberliegenden Seiten der Referenzebene zu liegen kommt.
  6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei das Gegengewicht das Kurbelgehäuse mit einer Achse schwenkbar verbindet, die auf derselben Ebene der Referenzebene zu liegen kommt wie das Kurbelwellenschwerkraftzentrum, wenn der Kolben sich im oberen Totpunkt befindet.
  7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, wobei der Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel zwischen der Kolbenverbindungsstangenachse, der Kurbelwellenachse und dem Kurbelwellenschwerkraftzentrum gebildet ist, und wobei die Kurbelwellenachse einen Scheitel des Kurbelwellenzentrumsschwerkraftwinkels festlegt, und wobei der Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel größer als 0° und kleiner als 180° ist.
  8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, wobei der Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel zumindest 90° beträgt.
  9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, wobei der Kurbelwellenschwerkraftzentrumswinkel zwischen 1° und 179° beträgt.
  10. Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gegengewicht mit dem Kurbelgehäuse schwenkbar in Verbindung steht.
DE602004002612T 2003-04-28 2004-04-28 Massenausgleich für eine Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE602004002612T2 (de)

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