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Die
vorliegende Erfindung betrifft Gegenkolbenmotoren, die zwei einander
gegenüberliegende Reihen
von Zylindern aufweisen, wobei beide Zylinder jedes einander gegenüberliegenden
Zylinderpaars gleichzeitig zünden.
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Kolbenmotoren
zur allgemeinen Luftfahrt umfassen Boxermotorarten. Die vorliegende
Erfindung ist eine Optimierung dieser allgemeinen Form. Frühere Beispiele
für Boxermotoren
werden in den Patentschriften
US
2 311 146 ,
US 688 349 ,
US 2 234 900 ,
US 2 253 490 und
US 4 413 705 beschrieben. Ein vorliegendes
Beispiel dieser allgemeinen Motorart ist der Lycoming-Turbomotor
mit 380 PS.
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Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Verbrennungsmotor, der
Folgendes umfasst: ein Kurbelgehäuse
mit einem vorderen und einem hinteren Ende und einer oberen, einer
unteren, einer linken und einer rechten Seite, eine Kurbelwelle mit
einer Längsachse,
wobei die Kurbelwelle zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende
des Kurbelgehäuses
im Kurbelgehäuse
angebracht ist, eine Reihe linker Zylinder, die auf der linken Seite
des Kurbelgehäuses
entlang einer parallel zur Längsachse
der Kurbelwelle verlaufenden Linie angebracht ist, eine Reihe rechter
Zylinder, die auf der rechten Seite des Kurbelgehäuses entlang
einer parallel zur Längsachse
der Kurbelwelle verlaufenden Linie angebracht ist, wobei jeder linke
Zylinder einem jeweiligen der rechten Zylinder allgemein gegenüberliegt, wobei
jeder Zylinder ein inneres Ende am Kurbelgehäuse, ein äußeres Ende und eine Achse aufweist, mehrere
Zylinderköpfe,
die die äußeren Enden
der Zylinder bedecken, wobei jeder Zylinderkopf mindestens einen
Flüssigkeitskühlkanal
aufweist, einen verschiebbar in jedem Zylinder angebrachten Kolben, wobei
die Kurbelwelle für
jeden Kolben eine jeweilige Kurbel aufweist, die jeweils eine Kröpfung oder
einen Versatz von der Längsachse
der Kurbelwelle aufweist, wobei jeder Kolben über eine jeweilige Verbindungsstange
mit der jeweiligen Kurbel verbunden ist, und ein Zündsystem,
das so angeordnet ist, dass es zu spezifischen, sich wiederholenden
Zeitintervallen mindestens einen elektrischen Funken in jedem Zylinder
bereitstellt, so dass jeder Zylinder eine gleichzeitige Zündeinstellung
mit dem jeweiligen allgemein gegenüberliegenden Zylinder hat.
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Bei
dem Motor der vorliegenden Erfindung sind die Zylinderköpfe als
eine Reihe linker Zylinderköpfe,
die jeweils die äußeren Enden
eines jeweiligen benachbarten Paars der linken Zylinder bedecken, und
eine Reihe rechter Zylinderköpfe,
die jeweils die äußeren Enden
eines jeweiligen benachbarten Paars der rechten Zylinder bedecken,
angeordnet, wobei jeder der linken Zylinderköpfe einem jeweiligen der rechten
Zylinderköpfe
allgemein gegenüberliegt,
wobei jeder Zylinderkopf mit dem jeweiligen allgemein gegenüberliegenden
Zylinderkopf durch mindestens einen Spannbolzen, der sich über dem
Kurbelgehäuse
zwischen ihnen erstreckt, und mindestens einen Spannbolzen, der
sich unter dem Kurbelgehäuse zwischen
ihnen erstreckt, verbunden ist, wobei jeder Zylinder im Wesentlichen
ein einfacher Rotationskörper
mit Luftkühlrippen
ist und die Kühlkanäle benachbarter
Zylinderköpfe
in jeder Zylinderkopfreihe durch Rohre miteinander verbunden sind.
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Diese
Kombination von Merkmalen gewährleistet
die folgenden Vorteile:
- – da die Zylinder einfache
Rotationskörper
sind, die keine Öffnungen,
Schraubenlöcher
oder Wasserkühlkanäle erfordern,
können
sie einfach, zuverlässig
und kostengünstig
hergestellt werden, wodurch die Bereitstellung größerer Anzahlen
von Zylindern in einer Motorausführung praktischer wird;
- – durch
eine größere Anzahl
von Zylindern wird wiederum das gleichzeitige Zünden von einander gegenüberliegenden
Zylindern praktischer, wodurch eine symmetrische Andrehkraft bei
reduzierter Kurbelwellen- und Lagerbelastung bereitgestellt wird,
während
immer noch eine ziemlich dichte Beabstandung der Arbeitstakte, wie
zum Beispiel 120 Grad bei einem 12-Zylinder-Motor, wie später beschrieben,
bereitgestellt wird;
- – die
Zylinderköpfe
sind für
einen zuverlässigen Betrieb über einen
großen
Klimabereich wassergekühlt,
aber da die Zylinder einfach und luftgekühlt sind, wird zwischen jedem
Zylinder und seinem Kopf nur eine einfache Verbindung benötigt, wobei
zwischen dem Zylinder und Kopf keine Schrauben oder Wasserkühlkanäle erforderlich sind;
- – jeder
Zylinderkopf bedeckt nur zwei benachbarte Zylinder, wodurch eine
Modularität
bereitgestellt wird, die eine teilweise Motordemontage zur Reparatur
gewährleistet
und eine Kolben- und Zylinderüberholung
ohne Bedarf an einer Hubwinde erleichtert; und
- – da
nur zwei Spannbolzen erforderlich sind, um vier Zylinder gegen das
Kurbelgehäuse
zu halten, ist eine Montage und Demontage des Motors außergewöhnlich einfach,
das Gewicht des Motors verringert und die Herstellung vereinfacht.
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Einige
bevorzugte Merkmale der Erfindung werden in den Ansprüchen definiert.
Zu anderen bevorzugten Merkmalen der Erfindung gehören:
- – Die
Zylinder können
aus einem einzigen Material, wie zum Beispiel Eisen, für optimale
Zuverlässigkeit
und Langlebigkeit im Gegensatz zu Aluminiumzylindern mit einer Bohrungshärtungsbehandlung
oder Stahlhülsen
hergestellt werden.
- – Die
Zylinderköpfe
und das Kurbelgehäuse
können
aus einem zweiten Material, wie zum Beispiel Aluminium, zur Gewichtsverringerung
hergestellt werden.
- – Die
Motorkomponenten und das Zubehör
sind zur Erzielung von Gesamtzugänglichkeit
räumlich optimiert.
Dazu gehört
das Vorsehen einer Nockenwelle unter der Kurbelwelle und der anderen Kurbelwelle
darüber,
um eine Zusammendrängung
zu verringern.
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Im
Folgenden wird eine besondere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben; darin zeigen:
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1 eine
perspektivische Draufsicht eines erfindungsgemäßen 12-Zylinder-Motors von
vorne rechts ohne Einlass-, Auslass- und Zündleitungen und Ventilkipphebeldeckel;
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2 eine
perspektivische Rückansicht
von links unten von 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines 4-Zylinder-Moduls, die nur die Zylinderköpfe und Spannstangen
zeigt;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfes mit auseinander gezogenen
Zylindern;
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5 eine
als Schnitt durch die Kurbelwellenachse des Motors von 1 ausgeführte Draufsicht;
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6 eine
als Schnitt entlang Linie 6-6 von 5 ausgeführte Vorderansicht;
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7 eine
als Schnitt durch die Kurbelwellenachse von 1 ausgeführte Ansicht
von der rechten Seite;
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8 eine
perspektivische Ansicht der Kurbel nach den 5–7 mit
befestigten Kolben;
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9 eine
Zündfolgentabelle
für die
Kurbel nach 8;
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10 eine
als Durchsicht dargestellte Vorderansicht der Kurbel nach 8;
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11 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Kurbelausführung mit
befestigten Kolben;
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12 eine
Zündfolgentabelle
für die
Kurbel nach 11;
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13 eine
als Durchsicht dargestellte Ansicht der Kurbel nach 11;
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14 eine
perspektivische Draufsicht eines vollständig montierten Motors ohne
Zündleitungen
von vorne rechts;
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15 eine
perspektivische Unteransicht eines vollständig montierten Motors ohne
Zündleitungen
von hinten links;
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16 eine
Draufsicht eines vollständig montierten
Motors ohne Zündleitungen;
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17 eine
Vorderansicht eines vollständig montierten
Motors ohne Zündleitungen;
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18 eine
perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitskühlmittelsystems
mit Zylinderköpfen;
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19A Teil A des Schemadiagramms des Zündsystems
entsprechend 8–10;
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19B Teil B des Schemadiagramms des Zündsystems
entsprechend 8–10;
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20A Teil A des Schemadiagramms des Zündsystems
entsprechend 11–13;
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20B Teil B des Schemadiagramms des Zündsystems
entsprechend 8–10;
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21A Teil A des Schemadiagramms des gesamten elektrischen
Systems;
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21B Teil B des gesamten elektrischen Systems.
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- P1–P12
- Kolben
1–12
- C1–C12
- Zylinder
1–12
- 1
- Zylinder
- 5
- Zylinderkopf
- 10
- Luftkühlrippen
am Zylinder
- 11
- Kolben
- 12
- Kolbenverbindungsstange
- 13
- Kurbelwelle
- 14
- Kurbel
- 15
- Kurbellagerzapfen
- 16
- Kurbelgehäuse
- 17
- Kurbelgehäusetrennwand
- 18
- Hauptlager
- 19
- Harmonischer
Massenausgleicher
- 20
- Kurbelwellendrehung
- 24
- Einlassventil
- 25
- Auslassventil
- 26
- Ventilkipphebel
- 27
- Kipphebelkompartment
- 28
- Ventilkipphebeldeckel
- 29
- Ventilkipphebeldeckelbefestigungsmutter
- 30
- Ventilkipphebellagerzapfen
- 31
- Ventilfeder
- 32
- Ventilstoßstange
- 33
- Ventilstoßstangenrohr
- 34
- Nockenabtastrolle
- 35
- Einlass-Nockenwelle
- 36
- Auslass-Nockenwelle
- 37
- Nockenerhebung
- 40
- Spannstangennocken
- 42
- Spannstange
oder Spannbolzen
- 44
- Spannstangenmutter
- 47
- Zündleitungskanalabdeckung
- 50
- Lufteinlassrohr
- 51
- Lufteinlasskammer
- 52
- Lufteinlassleitung
- 53
- Kraftstoff/Luft-Einlassöffnung
- 54
- Drosselkörper
- 59
- Kraftstoffeinspritzdüse
- 60
- Erste
Zündkerze
für einen
gegebenen Zylinder
- 61
- Zweite
Zündkerze
für einen
gegebenen Zylinder
- 67
- Drehstromgenerator
1
- 68
- Drehstromgenerator
2
- 69
- Starter
- 71
- Propellerantriebsgehäuse
- 72
- Propellermontageflansch
- 73
- Propellerregler
- 79
- Abgaskanal
- 80
- Abgasleitung
- 81
- Abgaskrümmer
- 82
- Abgaskrümmerflansch
- 86
- Flüssigkeitskühlmittelströmungsrichtung
vom Kühler
- 87
- Flüssigkeitskühlmittelströmungsrichtung
zum Kühler
- 88
- Flüssigkeitskühlmittelrückführschlauch
- 89
- Flüssigkeitskühlmittelzuführrohr
- 90
- Flüssigkeitskühlmittelkanal
- 91
- Flüssigkeitskühlmittelverbindungsrohr
- 92
- Flüssigkeitskühlmittelpumpe
- 93
- Flüssigkeitskühlmittelrückführrohr
- 94
- Thermostatgehäuse
- 96
- Ölpumpe
- 97
- Ölfilter
- 98
- Vakuumpumpe
1
- 99
- Vakuumpumpe
2
- 104
- Elektromagnet
- 111
- Zeiteinstellscheibe
an Kurbelwelle, normalerweise das Schwungrad
- 113
- Kurbelwellenzeiteinstellsensor
- 115
- Zündsteuereinheit
(elektronischer Verteiler)
- 116
- Ladedrucksensor
- 117
- Zündleitung
- 118
- Doppelzündspule
- 119
- Zündkerzenleitung
- 122
- Primärleistungsbus
- 123
- Sekundärleistungsbus
-
BESTE DURCHFÜHRUNGSWEISE
DER ERFINDUNG
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden in den angehängten Zeichnungen gezeigt. 1 zeigt
eine als Schnitt ausgeführte
Draufsicht eines 12-Zylinder-Verbrennungsmotors,
der die Konzepte der Erfindung veranschaulicht. Die Zylinder sind
in zwei horizontal gegenüberliegenden
Reihen angeordnet. Jedes Paar direkt gegenüberliegender Zylinder zündet gleichzeitig,
und ihre Kolben sind an benachbarten Kurbeln in einem Abstand von
180° mit
der Kurbelwelle verbunden. Dies sorgt für eine symmetrische Andrehkraft
auf die Kurbelwelle, wodurch Belastungen und Schwingungen in der
Kurbelwelle und in den Hauptlagern auf ein Minimum reduziert werden.
Die Festigkeits- und Gewichtsanforderungen der Kurbelwelle, des
Kurbelgehäuses
und der Lager sind demgemäß reduziert.
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Jeder
Zylinder ist ein getrenntes Teil, das mehrere Vorteile bietet:
- 1) Die Zylinder können aus einem einzigen beständigen Material,
vorzugsweise Eisen, hergestellt sein, während der Rest des Motors aus
einem anderen Material, vorzugsweise Aluminium, besteht, um Gewicht
und Wärmeübertragung
zu verringern. Dadurch wird die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit
im Gegensatz zu Aluminiumzylindern mit inneren Hülsen und Beschichtungen verbessert.
- 2) Die Instandhaltung ist vereinfacht, da einzelne Zylinder
zur Wartung oder zum Austausch entfernt werden können.
- 3) Da die Seiten jedes Zylinders vollkommen freiliegen, können sie über Rippen
luftgekühlt
werden.
- 4) Die Herstellung der Zylinder ist kostengünstig.
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Die
Zylinder weisen keine Öffnungen, Schraubenlöcher oder
Fluidkanäle
auf und sind einfache Rotationskörper.
Dies wird durch die später
beschriebene Motormontagetechnik ermöglicht. Durch die Einfachheit
der Zylinder werden sie kostengünstig
und zuverlässig.
Sie weisen gleichförmige
Wärmeausdehnungseigenschaften
und keine Spannungskonzentrationen auf.
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Die
Zylinderköpfe
sind in jeweils zwei Zylinder stützenden
identischen Modulen hergestellt. Dadurch wird die Herstellung, Montage
und Instandhaltung vereinfacht. Jeder Zylinderkopf bedeckt die äußeren Enden
von zwei benachbarten Zylindern. Somit sind in dem gezeigten 12-Zylinder-Motor
sechs Zylinderköpfe
vorgesehen. Die Zylinderköpfe
bestehen vorzugsweise aus Aluminium und sind klein und leicht genug,
dass sie ohne Winde manuell gehandhabt werden können. Die Zylinderköpfe sind
wassergekühlt,
wodurch ein kühlerer
Motor mit geringerer Temperaturschwankung im Betrieb als bei einem
luftgekühlten
Motor bereitgestellt wird. Dies führt zu einer stabileren Verbrennung
und zu einer geringeren Wärmeausdehnung
von Motorkomponenten, wodurch sich unter allen Witterungsbedingungen
ein zuverlässiger
Betrieb und eine lange Betriebslebensdauer ergibt. Jeder Kopf weist
einen oder mehrere innere Fluidkanäle zur Kühlung auf. Fluidrohre erstrecken
sich zwischen benachbarten Zylinderköpfen und bilden so einen durchgehenden
Kühlmittelverbindungsweg
durch jede der Zylinderkopfreihen.
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Die
Zylinderköpfe
werden durch Spannbolzen nach innen gegen die Zylinder gehalten.
Jedes Paar einander gegenüberliegender
Zylinderköpfe weist
zwei sich zwischen ihnen erstreckende Spannbolzen auf. Ein Spannbolzen
erstreckt sich über
das Kurbelgehäuse
und ein Spannbolzen darunter. Da zwei Spannbolzen jedes sich gegenüberliegende
Zylinderkopfpaar festhält
und jeder Zylinderkopf zwei Zylinder festhält, liegt ein Verhältnis von
nur 1 Bolzen pro jeweils zwei Zylinder vor. Dadurch wird die Motormontage
und -demontage außergewöhnlich einfach. Der
Zylinderkopf verteilt die Kraft der beiden Spannbolzen gleichmäßig und
zentral über
die beiden festgehaltenen Zylinder.
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Diese
Montagetechnik weist mehrere Vorteile auf:
- 1)
Das Kurbelgehäuse
und die Zylinder werden nur bei Verdichtung belastet. Dies gestattet
ein verringertes Gewicht dieser Teile.
- 2) Der Motor kann schnell montiert und demontiert werden.
- 3) In den Zylindern sind keine Schraubenlöcher vorgesehen, wodurch ihre
Kosten verringert und Spannungskonzentrationen beseitigt werden.
- 4) Durch geeignete Spezialisierung der Materialien und Motorteile
für jede
Aufgabe wird das Gewicht des Motors verringert und seine Zuverlässigkeit
erhöht.
Die Bolzen sind speziell für
Zugspannung geeignet, während
die Zylinder und das Kurbelgehäuse
nur Verdichtung aufnehmen müssen.
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Das
Zünden
der Zylinder erfolgt vorzugsweise durch ein Zündsystem mit einem Aufwärtstransformator
für jedes
Paar gegenüberliegender
Zylinder. Jeder Transformator weist nur eine Primärwicklung und
zwei Sekundärwicklungen
auf. Jede Sekundärwicklung
zündet
eine Zündkerze
in einem der beiden gegenüberliegenden
Zylinder, wodurch bewirkt wird, dass sie gleichzeitig zünden. Die
bevorzugte Ausführungsform
des Motors weist zwei unabhängige
Zündsysteme
auf, die eine volle Redundanz für
einen Betrieb mit maximaler Ausfallsicherheit in Flugzeugen bieten,
wie im Stand der Technik bekannt. Es liegen zwei Wechselstromgeneratoren
und zwei vollständige
Spulensätze
vor, die zwei Zündkerzen
pro Zylinder zünden.
Wenn ein Zündsystem
zu irgendeinem Zeitpunkt im System versagt, wird der Betrieb des Motors
durch das andere Zündsystem
voll weitergeführt.
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Es
werden zwei Versionen der Kurbelwelle gezeigt. Bei der ersten Ausführungsform
nach den 8–10, liegen
sich die Kolben P1 und P2 gegenüber
und zünden
gleichzeitig. Die Kolben P3 und P4 weisen die gleichen Kurbelpositionen
wie P1 bzw. P2 auf, zünden
aber in einem Abstand von 360 Grad von P1 und P2. Somit zünden die
Kolben P1 und P2 bei abwechselnden Hüben der Kolben P3 und P4 im 4-Takt-Prozess
des Motors. Die Kolben P5–P8
sind ähnlich
wie P1–P4
angeordnet, aber um 120 Grad von P1–P4 versetzt. Die Kolben P9–P12 sind
um weitere 120 Grad versetzt. Somit tritt an zwei gegenüberliegenden
Kolben alle 120 Grad ein Arbeitshub auf. Bei der bevorzugten 12-Zylinder-Motorgröße sorgt dies
für eine
gleichmäßige, symmetrische
Andrehkraft an der Kurbelwelle. Harmonische Massenausgleicher 19 dämpfen die
Torsionsresonanz in der Kurbelwelle.
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In
den 11–13 wird
eine zweite Kurbelwellenausführungsform
gezeigt. Einander gegenüberliegende
Zylinder zünden
wieder gleichzeitig. Die Paar gegenüberliegender Zylinder sind
jedoch in einer Zeiteinstellfolge von 105, 135, 105, 135, ... Grad
versetzt. Hierbei handelt es sich um die bevorzugte Ausführungsform,
da sie Torsionsresonanz in der Kurbelwelle so weit verringert, dass
die harmonischen Massenausgleicher nicht erforderlich sind, wodurch
es zu einer Gewichtsverringerung kommt. Eine Neuanordnung der Reihenfolge
dieser Konfiguration ist möglich.
Zum Beispiel können
die Kolben P3–P4 entweder
um 105 oder um 135 Grad von P1–P2
versetzt sein, und die Kolben P5–P6 sind um 135 bzw. 105 Grad
von P3–P4
versetzt. Das wesentliche Merkmal besteht darin, dass jedes gegenüberliegende
Zylinderpaar von den anderen Paaren hinsichtlich einer Zeiteinstellfolge
versetzt ist, die um einen gegebenen Betrag in einem Bereich von
10–30
Grad auf abwechselnden Seiten von 120 Grad variiert. 15 Grad ist
die bevorzugte Variation von 120.
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Es
ist ein Schemadiagramm eines Zündsystems
für jede
der beiden gezeigten Kurbelwellenausführungsformen vorgesehen. Das
Zündsystem
der 19A und 19B entspricht
den Kurbelwellen- und Zeiteinstelldiagrammen der 8–10.
Das Zündsystem
der 20A und 20B entspricht den
Kurbelwellen- und Zeiteinstelldiagrammen der 11–13.
Die Zündsteuereinheiten
(ICUs) in diesen Diagrammen sind elektronische Verteiler, die Zeiteinstelleingangssignale
von um eine Zeiteinstellscheibe an der Kurbelwelle herum angeordneten Sensoren
empfangen, wie im Stand der Technik bekannt. Die hier gezeigten
Zündsystemdiagramme sind
um ICUs herum konfiguriert, die ab diesem Schreiben von Light Speed
Engineering Incorporated erhältlich
sind. Diese Einheiten nehmen drei Zeiteinstelleingangssignale auf
und liefern drei elektrische Ausgangssignale an die Zündspulen.
Es sind jedoch auch andere Konfigurationen logisch möglich. Zum Beispiel
ist in 19B nur eine ICU mit 3 Eingängen und
6 Ausgängen
für jeden
Leistungsbus logisch erforderlich. Als anderes Beispiel ist in 20B nur eine ICU mit 6 Eingängen und 6 Ausgängen pro
Leistungsbus logisch erforderlich. Jedes Eingangssignal erzeugt
bei jeder Kurbelwellendrehung von 360 Grad ein entsprechendes Ausgangssignal.
Bei dem 4-Takt-Prozess des Motors bewirkt dies das Auftreten eines
Funkens am oberen Verdichtungstotpunkt und eines zweiten Funkens
am oberen Ablasstotpunkt, wobei der letztere Funken verschwendet
wird, wie in der Technik bekannt. Der verschwendete Funken ist nicht
nützlich,
tritt aber bei der aus praktischen Gründen erfolgenden Zeiteinstellung
der Kurbelwelle auf natürliche
Weise auf. Falls gewünscht,
können auch
andere Zeiteinstellquellen, wie zum Beispiel die Kurbelwelle, verwendet
werden.
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Bei
dem Zündsystem
nach den 19A und 19B zünden benachbarte
Paare gegenüberliegender
Zylinder in jedem Modul in einem Abstand von 360 Grad. Im ersten
Modul, das die Zylinder 1–4 umfasst,
zünden
die Zylinder 1 und 2 zusammen, dann zünden die Zylinder 3 und 4 360
Grad später. Jedem
dieser 4 Zylinder werden sowohl bei 0,0 Grad als auch bei 360 Grad
durch sowohl das Primär- als auch das Sekundärzündsystem
Funken zugeführt. Jeder
zweite Funken in jedem Zylinder wird verschwendet oder läuft ins
Leere und verursacht keine Zündung.
Die Konfiguration nach den 19A und 19B vermeidet das Kreuzen von Zündkerzenleitungen über den
Motor.
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Bei
dem Zündsystem
nach den 20A und 20B ist
der Zeiteinstellungsabstand zwischen Paaren gegenüberliegender
Zylinder von den normalen 120 Grad um ca. plus oder minus 15 Grad
versetzt. In dem gezeigten Beispiel weisen die Zylinder 3 und 4
einen Zeiteinstellungsabstand von den Zylindern 1 und 2 von 105
Grad auf, was 120 minus 15 Grad ist. Die Zylinder 5 und 6 weisen
einen Zeiteinstellungsabstand von den Zylindern 3 und 4 von 135 Grad
auf, was 120 Grad plus 15 Grad ist. Die Versatze wechseln sich plus
und minus ab, so dass der Zeiteinstellungsabstand im Durchschnitt
120 Grad beträgt.
Durch die Versatze werden harmonische Torsionsschwingungen in der
Kurbelwelle stark reduziert, so dass an der Kurbelwelle keine harmonischen Massenausgleicher
erforderlich sind. Die Versatze könnten auch umgekehrt sein,
wobei die Zylinder 3 und 4 um 135 Grad von den Zylindern 1 und 2
getrennt wären
und die Zylinder 5 und 6 um 105 Grad von den Zylindern 3 und 4 getrennt
wären.
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Ein
Hauptziel der Ausführung
ist die Zugänglichkeit
zu allen Bereichen des Motors zur Wartung und Demontage. Eine Überladung
wird dadurch reduziert, dass eine Nockenwelle über der Kurbelwelle und eine
andere Nockenwelle unter der Kurbelwelle angeordnet wird. Jede Nockenwelle
stützt
eine Reihe von Nockenerhebungen 37 zum Öffnen und Schließen der
Einlass- oder Auslassventile zu den geeigneten Zeitpunkten. Jede
Nockenerhebung wird von einer Rolle 34 verfolgt, die eine
Stoßstange 32 betätigt, welche
sich zwischen dem Kurbelgehäuse
und einem Zylinderkopf erstreckt, um einen Kipphebel 26 im
Zylinderkopf zu betätigen.
Die Stoßstangen
werden von Schutzrohren 33 ummantelt, die auch Öl von dem
Zylinderkopf zur Innenseite des Kurbelgehäuses zurückleiten.
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Bei
Verwendung der Kurbelwelle nach den 8–10 erfordern
die Einlass- und Auslassnockenwellen nur drei Nocken für jedes
4-Zylinder-Modul. Dies ist darauf zurückzuführen, dass benachbarte Paare
gegenüberliegender
Zylinder in jedem Modul in einem Abstand von 360 Grad zünden, so
dass ein zwischen diesen beiden Paaren Zylinder angeordneter Nocken
eine Zeiteinstellung für
zwei Nockenabtaster auf gegenüberliegenden
Seiten der Kurbelwelle für
zwei der Zylinder vorsehen kann. Wenn jedoch benachbarte gegenüberliegende
Paare Zylinder nicht in einem Abstand von 360 Grad zünden, ist
diese Nockenverringerung nicht möglich.
Die oben beschriebene Zusammenlegung von Nocken ist in jedem Fall
optional.
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Zwischen
den Zylindern und Zylinderköpfen gibt
es keine Kühlmittelverbindung,
da die Zylinder luftgekühlt
sind. Im Fall eines Versagens einer Kopfdichtung kann kein Kühlmittel
verloren gehen und kein Kühlmittel
in das Öl
lecken. Die Dichtungen an jedem Ende des Zylinders sind einfache
Ringe, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung oder
Verformung derselben während
der Montage verringert wird.
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Die
Zylinder sind kostengünstig,
und die Motormontage ist einfach und modular. Dies gestattet kleinere
und zahlreichere Zylinder ohne Erhöhung der Kosten des Motors.
Dadurch wird wiederum ein ruhig laufender Motor mit gepaarten Zündungen
und symmetrischem Andrehen gestattet. Obgleich eine 12-Zylinder-Motorausführungsform
bevorzugt wird, können
auch andere Anzahlen von Zylindern in Vielfachen von 4 vorliegen.
Jegliche hier nicht ausführlich gezeigte
und beschriebene Motorkomponenten oder -systeme können für diesen
Motor vorgesehen und daran angepasst werden, wie in der Technik
bekannt.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Dieser
Motor ist besonders zur Verwendung beim Antrieb von Flugzeugen mit
einem oder mehreren Triebwerken geeignet.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung hier bezüglich bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben worden ist, versteht sich, dass die vorhergehende Beschreibung
nur veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Für Fachleute
liegen Modifikationen der vorliegenden Erfindung auf der Hand. Alle solche
Modifikationen, die in den Schutzbereich der angehängten Ansprüche fallen,
sollen im Schutzbereich und Gedanken der vorliegenden Erfindung
liegen.