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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kolbenbetätigungssystem einer Brennkraftmaschine
vom V-Typ mit einem veränderbaren
Verdichtungsverhältnis
und noch genauer eine verbesserte Anordnung einer Mehrfachverbindungs-Vorrichtung
mit veränderbarem
Verdichtungsverhältnis
an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vom V-Typ.
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Hintergrund der Technik
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Bei
Viertakt-Motoren vom V-Typ, z. B. bei V-6-Viertakt-Motoren sind,
um die gesamte Länge des
Motors zu verkürzen,
die benachbarten Kurbelbolzens für
zumindest ein Paar von Zylindern in linken und rechten Zylinderbänken, z.
B. ein Kurbelbolzen Nr. 1 und ein Kurbelbolzen Nr. 2 innerhalb einer Spanne
von zwei benachbarten Hauptlagerzapfen (z. B., ein Hauptlagerzapfen
1 und ein Hauptlagerzapfen Nr. 2). Die benachbarten Kurbelbolzen
sind oft voneinander versetzt. Im Fall solch einer versetzten Anordnung
der zwei benachbarten Kurbelbolzen ist eine axiale Abmessung jedes
Kurbelbolzens, wenn mit Reihenmotoren verglichen wird, um einen
Verstärkungskurbelwellen-Bahnraum
verkürzt.
Bei Motoren vom V-Typ mit einer versetzten Kurbelbolzenanordnung
gibt es Probleme mit einem beträchtlich
begrenzten Raum rund um den Kurbelbolzen und einer unzureichenden
Kurbelbolzenfestigkeit.
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In
jüngster
Zeit sind verschiedene hin- und hergehende Kolbenmotoren mit einem
veränderbaren
Verdichtungsverhältnis
vorgeschlagen und entwickelt worden. Im Wesentlichen hat die Vorrichtung mit
veränderbaren
Verdichtungsverhältnis
eine Mehrzahl von Verbindungen, die einen Kurbelbolzen und einen
Kolbenbolzen verbinden. Durch das Verändern einer Bedingung der Begrenzung
einer Bewegung von einer Verbindung oder von den Verbindungen verändert sich
ein Verdichtungsverhältnis
des Motors.
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Eine
solche Vorrichtung mit veränderbaren Verdichtungsverhältnis ist
auf den Seiten 706-711 der Ausgabe für 1997 des Papiers „MTZ Motortechnische
Zeitschrift 58, Nr. 11" gezeigt.
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Bei
hin- und hergehenden Kolbenmotoren mit einer relativ komplizierten
Vorrichtung mit veränderbaren
Verdichtungsverhältnis
ist es wichtig, die Vorrichtung mit veränderbaren Verdichtungsverhältnis kompakt
und vernünftig
anzuordnen. Insbesondere bei hin- und hergehenden Kolbenmotoren
vom V-Typ werden die Kolben in linken und rechten Bänken nur
durch eine Kurbelwelle angetrieben und demzufolge tendieren die
Verbindungsteile der Vorrichtung mit dem veränderbaren Verdichtungsverhältnis, die
in den rechten und linken Bänken
enthalten sind, eng zusammen rund um die Kurbelwelle angesammelt
zu werden. Aus diesem Grund erfordert ein Motor vom V-Typ mit einer
Vorrichtung mit einem veränderbaren
Verdichtungsverhältnis
eine kompakte und vernünftige
Auslegung der Verbindungsteile an der Kurbelwelle.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Demzufolge
ist es ein Ziel der Erfindung, ein Kolbenbetätigungssystem eines Motor vom
V-Typ mit einer Mehrfachverbindungs-Vorrichtung mit veränderbarem
Verdichtungsverhältnis
zu schaffen, die die zuvor erwähnten
Nachteile vermeidet. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung ein
Kolbenbetätigungssystem
eines Motors vom V-Typ
mit einer Mehrfachverbindungs-Vorrichtung mit veränderbarem
Verdichtungsverhältnis
zu schaffen, das in der Lage ist, eine einfache Verbindungsanordnung
zu realisieren, während
ein üblicher
Kurbelbolzen an zumindest einem Paar der Zylinder in linken und
rechten Zylinderbänken
verwendet wird.
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Zum
Erreichen des vorerwähnten
und weiterer Ziele der vorliegenden Erfindung weist auf ein Kolbenbetätigungssystem
einer Brennkraftmaschine vom V-Typ mit einer Kurbelwelle und zwei
Zylinderbänken,
die zumindest ein Zylinderpaar haben, dessen Mittellinien zueinander
um einen vorbestimmten Bankwinkel versetzt sind, ein Paar von Kolben,
die innerhalb der jeweiligen Zylinder gleitbar angeordnet sind,
ein Paar von oberen Verbindungen, verbunden mit den Kolbenbolzen
der Kolben, um relativ zu den jeweiligen Kolbenbolzen drehbar zu
sein, ein Paar von unteren Verbindungen, verbunden mit den oberen
Verbindungen, um relativ zu den jeweiligen oberen Verbindungen drehbar
zu sein, ein Paar von Steuerverbindungen, verbunden an ihren ersten
Enden mit den unteren Verbindungen, um relativ zu den jeweiligen
unteren Verbindungen drehbar zu sein, eine Steuervorrichtung, die
mit dem zweiten Ende von jeder der Steuerverbindungen verbunden
ist, um das zweite Ende von jeder der Steuerverbindungen relativ
zu einem Körper
des Motors zu bewegen, wenn ein Verdichtungsverhältnis des Motors verändert wird,
und einen Kurbelbolzen, dessen Achse zu der Kurbelwelle exzentrisch
ist und an dem eines von dem Paar der unteren Verbindungen drehbar
eingesetzt ist und ein Kurbelbolzen, dessen Achse zu der Achse der
Kurbelwelle exzentrisch ist und auf der die zweite untere Verbindung
drehbar eingesetzt ist, koaxial miteinander angeordnet sind.
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Entsprechend
eines weiteren Aspektes der Erfindung weist auf ein Kolbenbetätigungssystem
einer Brennkraftmaschine vom V-Typ mit einer Kurbelwelle und zwei
Zylinderbänken,
die zumindest ein Paar von Zylindern haben, deren Mittellinien unter
einem vorbestimmten Bankwinkel zueinander festgelegt sind, ein Paar
von Kolben, die in den jeweiligen Zylindern gleitbar angeordnet
sind, ein Paar von oberen Verbindungen, verbunden mit den Kolbenbolzen der
Kolben, um relativ zu den jeweiligen Kolbenbolzen drehbar zu sein,
ein Paar von unteren Verbindungen, verbunden mit den oberen Verbindungen,
um relativ zu den jeweiligen oberen Verbindungen drehbar zu sein,
ein Paar von Steuerverbindungen, verbunden an ihren ersten Enden
mit den der unteren Verbindungen, um relativ drehbar zu den jeweiligen unteren
Verbindungen zu sein, einer Steuervorrichtung, die mit dem anderen
Ende von jeder der Steuerverbindungen verbunden ist, um das zweite
Ende jeder der Steuerverbindungen relativ zu einem Körper des
Motors drehbar zu bewegen, wenn ein Verdichtungsverhältnis des
Motors verändert
wird, und das Paar von unteren Verbindungen, das an einem Außenumfang
desselben Kurbelbolzens eingesetzt ist, dessen Achse zu einer Achse
der Kurbelwelle exzentrisch ist.
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Die
weiteren Ziele und Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsdarstellung, die ein Kolbenbetätigungssystem eines V-6-Zweitaktmotors
in einem ersten Ausführungsbeispieles
darstellt, das mit einer Mehrfachverbindungs-Vorrichtung mit veränderbarem
Verdichtungsverhältnis
ausgerüstet ist.
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2 ist
eine Seitenansicht, die einen Teil der Vorrichtung mit veränderbaren
Verdichtungsverhältnis
darstellt, die in dem V-6-Zweitaktmotor in einem ersten Ausführungsbeispiel
enthalten ist.
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung, die einen detaillierten Verbindungsaufbau
der linken Zylinderbankseite des V-6-Zweitaktmotors des ersten Ausführungsbeispieles
darstellt.
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4 ist
eine Querschnittsdarstellung, die einen detaillierten Verbindungsaufbau
der rechten Zylinderbankseite des V-6-Zweitaktmotors des ersten
Ausführungsbeispieles
darstellt.
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Die 5A–5F sind
beispielhafte Darstellungen, die die Verbindungsauslegung der linken und
rechten Bankverbindungen in dem Kolbenbetätigungssystem des V-6-Zweitaktmotors
des ersten Ausführungsbeispieles
für jeden
60°-Kurbelwinkel zeigen.
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6 ist
ein Kennliniendiagramm, das zwei Kolbenhub-Kennlinien der linken
und rechten Bänke in
dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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7 zeigt
Kennlinienkurven (die eng übereinstimmen),
erzeugt durch miteinander Überlappen eines
der zwei Motorhubkennlinien der linken und rechten Bänke, die
bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis erhalten werden.
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8 zeigt
Kennlinienkurven (die eng übereinstimmen),
erzeugt durch miteinander Überlappen eines
der zwei Motorhubkennlinien der linken und rechten Bänke, die
bei einem hohen Verdichtungsverhältnis
erhalten werden.
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9 ist
eine Querschnittsdarstellung, die in einem zweiten Ausführungsbeispiel
ein Kolbenbetätigungssystem
eines V-6-Zweitaktmotors, der mit einer Vorrichtung mit veränderbarem
Verdichtungsverhältnis
ausgerüstet
ist, darstellt.
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Die 10A–10F sind beispielhafte Darstellungen, die die
Verbindungsanordnung der linken und rechten Bankverbindungen in
dem Kolbenbetätigungssystem
des V-6-Zweitaktmotors des zweiten Ausführungsbeispieles für jeden
60° Kurbelwinkel
zeigt.
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11 ist
ein Kennliniendiagramm, das zwei Kolbenhubkennlinien der linken
und rechten Bänke
in dem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Nunmehr
in Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf die 1 bis 6,
wird die verbesserte Anordnung des Kolbenbetätigungssystems des ersten Ausführungsbeispiels
in einer Zweitakt-Brennkraftmaschine vom V-Typ mit linken und rechten
Zylinderbänken,
die jeweils mit einer Vorrichtung mit veränderbaren Verdichtungsverhältnis ausgerüstet sind,
veranschaulicht. Die zwei Bänke
sind in derselben Ebene, getrennt durch einen vorbestimmten Bankwinkel.
In dem Fall, dass es notwendig ist, zwischen den linken und rechten
Bänken
zu unterscheiden, wird das Schriftzeichen "L" hinzugefügt, um Bauteile
anzuzeigen, die in Bezug zu der linken Bank stehen, während das
Schriftzeichen "R" hinzugefügt wird, um Bauteile anzuzeigen,
die auf die rechte Bank bezogen sind. 1 zeigt
ein Paar von Zylindern 11L und 11R, die jeweils
in den linken und rechten Bänken
eines Zylinderblocks 10 angeordnet sind. Tatsächlich sind
drei Zylinderpaare (11L, 11R; 11L, 11R; 11L, 11R)
in der Richtung der Zylinderreihe (in einer Richtung rechtwinklig
zu einem Raum der 1) zueinander aneinanderliegend.
Für den Zweck
der Vereinfachung der Offenbarung wird nachstehend nur die Konstruktion
von einem Zylinderpaar der Zylinder 11L und 11R,
das jeweils in den linken und rechten Banken angeordnet ist, ausführlich beschrieben.
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Ein
rechter Kolben 12L ist in dem rechten Zylinder 11L gleitbar
angeordnet, während
ein linker Kolben 12R in dem linken Zylinder 11R gleitbar
angeordnet ist. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein vorbestimmter
Bankwinkel zwischen einer Zylindermittellinie 13L der linken
Bank, nachstehend als eine „linke
Bank-Zylindermittellinie" bezeichnet,
und eine Zylindermittellinie 13R der rechten Bank, nachstehend
als eine „rechte
Bank-Zylindermittellinie" auf
60 Grad festgelegt. Eine Mehrfachverbindungs-Vorrichtung mit veränderbarem
Verdichtungsverhältnis,
die mit dem linke Bank-Kolben 12L verbunden ist, besteht
hauptsächlich
aus einer oberen linke Bank-Verbindung 15L, einer unteren
linke Bank-Verbindung 16L und einer linke Bank-Steuerverbindung 23L, während eine
Mehrfachverbindungs-Vorrichtung mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis, verbunden mit
dem rechte Bank-Kolben 12R, hauptsächlich aus einer oberen rechten
Bank-Verbindung 15R, einer unteren rechte Bank-Verbindung 16R und
einer rechte Bank-Steuerverbindung 23R besteht. Das obere Ende
der oberen linke Bank-Verbindung 15L ist mit einem Kolbenbolzen 14L des
linke Bank-Kolben 12L drehbar verbunden, während das
obere Ende der oberen rechte Bank-Verbindung 15R mit einem
Kolbenbolzen 14R des rechte Bank-Kolben 12R drehbar verbunden
ist. Anderseits ist das untere Ende der oberen linke Bank-Verbindung 15L mit
der unteren linke Bank-Verbindung 16L über eine erste Verbindung eines
ersten Verbindungsbolzens 17L verbunden, während das
untere Ende der oberen rechte Bank-Verbindung 15R mit der
unteren rechte Bank-Verbindung 15R über eine erste Verbindung oder
einen ersten Verbindungsbolzen 17R drehbar verbunden ist.
Ein Kurbelbolzen 19, dessen Achse zu einer Achse der Kurbelwelle 18 exzentrisch
ist und an dessen einem Ende des Paares der unteren Verbindungen 16L und 16R drehbar
eingesetzt ist und ein Kurbelbolzen 19, dessen Achse zu
der Achse der Kurbelwelle 18 exzentrisch ist und an der
das andere des Paares der unteren Verbindungen 16L und 16R drehbar
eingesetzt ist, sind miteinander koaxial angeordnet. Tatsächlich sind
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
der Kurbelbolzen, an dem das eine des Paares der unteren Verbindungen 16L und 16R drehbar
eingesetzt ist und der Kurbelbolzen, auf dem die andere untere Verbindung
drehbar eingesetzt ist, derselbe. Somit ist das Paar der unteren
Verbindungen 16L und 16R an einem Außenumfang
des einen Kurbelbolzens 19 (demselben Kurbelbolzen), dessen Ach se
zu der Achse der Kurbelwelle 18 exzentrisch ist, koaxial
eingesetzt, um relativ drehbar um denselben Kurbelbolzen 19 zu
sein (siehe 2). D. h., der eine Kurbelbolzen 19 ist
mit dem Paar der unteren Verbindungen 16L und 16R,
jeweils angeordnet in den linken und rechten Bänken, gemeinsam. Wenn mit der
zuvor diskutierten versetzten Anordnung der zwei benachbarten Kurbelbolzen,
die jeweils in den linken und rechten Banken angeordnet sind, verglichen
wird, kann die Anzahl der Kurbelbolzen auf die Hälfte reduziert werden. In dem
V-6-Motor des ersten Ausführungsbeispieles
beträgt
die Anzahl der Kurbelbolzen drei. Im Gegensatz dazu beträgt in dem herkömmlichen
V-6-Motor mit der versetzten Anordnung der zwei benachbarten Kurbelbolzen
die Anzahl der Kurbelbolzen sechs. Infolge der reduzierten Anzahl
der Kurbelbolzen ist das Kolbenbetätigungssystem des V-6-Zweitaktmotors
des ersten Ausführungsbeispieles
in der Konstruktion einfach. Somit ist es möglich, eine effektive Breite
des Kurbelbolzens 19 befriedigend sicher zu stellen, ohne
dass die gesamte Länge,
die in der axialen Richtung der Kurbelwelle gemessen wird, erhöht wird.
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Ein
Ende der linke Bank-Steuerverbindung 23L ist mit der unteren
linke Bank-Verbindung 16L über ein
e zweite Verbindung oder über
einen zweiten Verbindungsbolzen 24L verbunden, um zu der unteren
linke Bank-Verbindung drehbar zu sein. In derselben Weise ist ein
Ende der rechte Bank-Steuerverbindung 23R mit der unteren
rechte Bank-Verbindung 16R über eine zweite Verbindung
oder über einen
zweiten Verbindungsbolzen 24R verbunden, um relativ zu
der unteren rechte Bank-Verbindung drehbar zu sein. Wenn das Verdichtungsverhältnis des
Motors verändert
wird, wird das andere Ende der Steuerverbindungen 23L und 23R relativ
zu dem Zylinderblock entsprechend eines stationären Körpers des Motors mittels einer
Verdichtungsverhältnis-Steuereinrichtung
oder einer Steuervorrichtung bewegt. Die Steuervorrichtung hat zumindest
linke Bank-Steuerwellen 21L und zumindest linke Bank-Steuerwellen 21L und
rechte Bank-Steuerwellen 21R, die an dem Zylinderblock
drehbar gelagert sind, und ein Paar von Steuerhebeln 22L und 22R, die
mit den jeweiligen Steuerwellen 21L und 21R fest verbunden
sind. Ein exzentrischer Lagerabschnitt des linke Bank-Steuerhebels 22L,
dessen exzentrischer Lagerabschnitt zu der Mitte der linke Bank-Steuerwelle 21L exzentrisch
ist, ist mit dem anderen Ende der linke Bank-Steuerverbindung 23L mittels
einer dritten Verbindung oder eines dritten Verbindungsbolzens 25L drehbar
verbunden. Ein exzentrischer Lagerabschnitt des rechte Bank-Steuerhebels 22R,
dessen exzentrischen Lagerabschnitt zu der Mitte der rechte Bank-Steuerhebels 21R exzentrisch
ist, ist mit dem anderen Ende der rechte Bank-Steuerverbindung 23R mittels
einer dritten Verbindung oder eines dritten Verbindungsbolzens 25R drehbar
verbunden. Wie aus den Querschnitten der 1, 3 und 4 erkannt
werden kann, ist die Steuerwelle 21 parallel zu der Achse
der Kurbelwelle 18 angeordnet und für jede Zylinderbank vorgesehen.
D. h., in dem Kolbenbetätigungssystem
des V-6-Zeitaktmotors des ersten Ausführungsbeispieles sind insgesamt
zwei Steuerwellen (21L, 21R) vorgesehen. Andererseits
ist für
jeden Motorzylinder ein Steuerhebel 22 vorgesehen. Drei
Steuerhebel (22, 22, 22) sind für jede Steuerwelle 21 vorgesehen.
D. h., insgesamt sind sechs Steuerhebel (22L, 22L, 22L, 22R, 22R, 22R)
vorgesehen.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel
sind die Verbindungseinrichtungskonstruktionen in den linken und
rechten Bänken
im Wesentlichen dieselben. Konkret, die effektiven Abmessungen zwischen
der oberen Verbindung 15L, der unteren Verbindung 16L und
der Steuerverbindung 23L, die der linken Bank zugehörig sind,
werden festgelegt, um im Wesentlichen zu denen zwischen der oberen
Verbindung 15R, der unteren Verbindung 16R und
der Steuerverbindung 23R, die der rechten Bank zugehörig sind, identisch
zu sein. Tatsächlich
ist der Abstand zwischen den ersten und zweiten Verbindungen 17L und 24L im
Wesentlichen zu dem Abstand zwischen den ersten und zweiten Verbindungen 17R und 24R identisch.
Der Abstand zwischen den zweiten und den dritten Verbindungen 24L und 25L ist
im Wesentlichen zu dem Abstand zwischen den zweiten und den dritten
Verbindungen 24R und 25R identisch. Zusätzlich wird
der Abstand zwischen der Achse der rechte Bank-Steuerwelle 21R und
dem Kurbelwellendrehzentrum 18a festgelegt, um zueinander
identisch zu sein. Überdies
ist, wie aus den Querschnitten der 3 und 4 gesehen,
die linke Bank-Steuerwelle 21L an einer vorbestimmten Position
angeordnet, damit die linke Bank-Steuerwelle 21L um das
Kurbelwellendrehzentrum 18a von der linke Bank-Zylindermittellinie 13L (die
als Bezug dient) um einen vorbestimmten Winkel α in einer vorbestimmten Drehrichtung
(in einer Richtung des Uhrzeigersinns in den 1 und 3)
gedreht wird. Andererseits ist die rechte Bank-Steuerwelle 21R an
einer vorbestimmten Position angeordnet, damit die rechte Bank-Steuerwelle 21R um
das Kurbelwellendrehzentrum 18a von der rechte Bank-Zylindermittellinie 13R (die
als ein Bezug dient) um den im Wesentlichen selben Winkel α in derselben
Richtung (in einer Richtung des Uhrzeigersinns in den 1 und 4)
wie die linke Bank-Steuerwelle 21L gedreht wird. Aus dem
zuvor diskutierten Grund ist ein Winkel β zwischen einem Liniensegment,
dazwischen und die Achse der linken Bank-Steuerwelle 21L enthaltend,
und einem Kurbelwellendrehzentrum 18a und einem Liniensegment, dazwischen
und die Achse der rechte Bank-Steuerwelle 21R enthaltend,
und dem Kur belwellendrehzentrum 18a dimensioniert, um im
Wesentlichen zu dem vorbestimmten Bankwinkel zwischen der linke Bank-Zylindermittellinie 13L und
der rechte Bank-Zylindermittellinie 13R, festgelegt im
ersten Ausführungsbeispiel
bei 60 Grad zueinander, im Wesentlichen identisch zu sein. In derselben
Weise ist der Abstand zwischen der dritten Verbindung 25L (dem
anderen Ende der linke Bank-Steuerverbindung 23L) und dem
Kurbelwellendrehzentrum 18a festgelegt, um zu dem Abstand
zwischen der dritten Verbindung 25R (dem anderen Ende der
rechte Bank-Steuerverbindung 23R) und dem Kurbelwellendrehzentrum 18a im
Wesentlichen identisch zu sein. Die dritte Verbindung 25L,
die in der linke Bank-Verbindung enthalten ist, ist an einer vorbestimmten
Position angeordnet, damit die dritte Verbindung 25L um
das Kurbelwellendrehzentrum 18a von der linke Bank-Zylindermittellinie 13L um
einen vorbestimmten Winkel in einer vorbestimmten Drehrichtung (in
einer Richtung des Uhrzeigersinns in den 1 und 3)
gedreht werden kann. Andererseits ist die dritte Verbindung 25R,
die in der rechte Bank-Verbindung
enthalten ist, an einer vorbestimmten Position angeordnet, damit die
dritte Verbindung 25R um das Kurbelwellendrehzentrum 18a von
der linke Bank-Zylindermittellinie 13L um den im Wesentlichen
selben Winkel in derselben Drehrichtung (in einer Richtung des Uhrzeigersinns
in den 1 und 3) wie die dritte Verbindung 25L,
die in der linke Bank-Verbindungseinrichtung enthalten ist, gedreht
werden kann.
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Der
V-6-Motor des ersten Ausführungsbeispieles
ist ein Zweitakt-V-6-Motor, dessen Bankwinkel auf 60 Grad festgelegt
ist. Zum Schaffen desselben Explosionsintervalls zwischen den Zylindern
ist die Phasendifferenz am TDC (am oberen Totpunkt) zwischen dem
linke Bank-Kolben 12L und dem rechte Bank-Kolben 12R auf
60 Grad festgelegt, was zu dem vorbestimmten Bankwinkel von 60 Grad
gleich ist. Wie zuvor beschrieben, ist in dem Kolbenbetätigungssystem
des ersten Ausführungsbeispiels
die Verbindungseinrichtungskonstruktion der linken Bank festgelegt
oder dimensioniert, um im Wesentlichen identisch zu der Verbindungseinrichtungskonstruktion
der rechten Bank zu sein. Somit ist es möglich, die Phasendifferenz
zwischen dem Paar Kolben 12L und 12R an einem
Winkel, der zu dem vorbestimmten Winkel von 60 Grad gleich ist,
festzulegen, während
der gemeinsame Kurbelbolzen 19 für das Paar der unteren Verbindungen 16L und 16R,
das jeweils mit dem linke Bank-Kolben 12L und dem rechte Bank-Kolben 12R verbunden
ist, verwendet wird. Mit der vergleichsweise einfachen Verbindungseinrichtungsanordnung
kann der V-6-Zweitakt-Motor des ersten Ausführungsbeispieles die Explosion
zwischen den Zylindern in regelmäßigen Intervallen
realisieren. Zusätzlich
hat das erste Ausführungsbeispiel im
Wesentlichen dieselbe Verbindungsein richtungskonstruktion in den
linken und rechten Bänken.
Dies verstärkt
die Flexibilität
der Anordnung und erleichtert die Anwendung von verschiedenen Motoren
vom V-Typ.
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Konkret,
wenn das Verdichtungsverhältnis
in Abhängigkeit
von den Motorbetriebsbedingungen verändert wird, wird das Steuerwellenpaar,
nämlich die
linke Bank-Steuerwelle 21L und
die rechte Bank-Steuerwelle 21R in derselben Drehrichtung durch
denselben Drehwinkel synchron miteinander durch die Steuervorrichtung,
die mittels eines Betätigers,
z. B. mittels eines Elektromotors angetrieben wird, angetrieben
oder gedreht. Als ein Ergebnis davon findet dieselbe Bewegung in
der Verbindungseinrichtung der linken und rechten Bänke statt.
D. h., die exzentrischen Lagerabschnitte der Steuerhebel 22L und 22R (d.
h., die Zentren der dritten Verbindungen 25L und 25R),
die als Zentren der oszillierenden Bewegungen der Steuerverbindungen 23L und 23R dienen,
werden um die Steuerwellen 21L und 21R in derselben
Drehrichtung um denselben Winkel synchron gedreht. Als ein Konsequenz
verändern
sich durch das Verändern
der Zentren der oszillierenden Bewegung der linke Bank-Steuerverbindung 23L und der
rechte Bank-Steuerverbindung 23R einen Zustand einer Bewegung
der unteren linke Bank-Verbindung 16L und ein Zustand einer
Bewegung der unteren rechte Bank-Verbindung 16R beide synchron.
Demzufolge verändern
sich auch die Kolbenhubkennlinien (der Abstand zwischen dem Kurbelwellendrehzentrum 18a und
dem linke Bank-Kolbenbolzen 14L, der T.D.C.-Position und
der B.D.C.-Position des linke Bank-Kolbens 12L, und der
Abstand zwischen dem Kurbelwellendrehzentrum 18a und dem
rechte Bank-Bolzen 14R,
der T.D.C.-Position und der B.D.C.-Position des rechte Bank-Kolbens 12R)
des linke Bank-Kolbens 12L, der über eine obere Verbindung 15L mit
der unteren Verbindung 16L verbunden ist, und des rechte
Bank-Kolbens 12R, der über
die obere Verbindung 15R mit der unteren Verbindung 16R verbunden
ist, synchron. Als ein Ergebnis verändern sich ein Verdichtungsverhältnis der Brennkammer
in dem linke Bank-Zylinder 11L und ein Verdichtungsverhältnis der
Brennkammer der rechte Bank-Zylinder 11R. D. h., es ist
möglich, gleichzeitig
das Verdichtungsverhältnis
von jedem Zylinder gleichzeitig zu verändern, während die Explosion zwischen
den Zylindern in regulären
Intervallen beibehalten wird. An Stelle des Verwendens der synchronen
Antriebssteuerung für
die Steuerwellen 21L und 21R ist es in der Annahme,
dass die linke Bank-Steuerwelle 21L und
die rechte Bank-Steuerwelle 21R voneinander unabhängig gesteuert
werden, schwierig, dasselbe Explosionsintervall zwischen den Zylindern
beizubehalten.
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In
Bezug auf die 5A–5F ist
die Verbindungseinrichtungsanordnung von sowohl der linke Bank-Verbindungseinrichtung,
als auch der rechte Bank-Verbindungseinrichtung für jeden
60 Grad Winkel (konkret, der 90°-Winkel
nach dem BDC, der 150°-Kurbelwinkel nach
dem BDC, der 30°-Kurbelwinkel
nach dem TDC, der 90°-Kurbelwinkel
nach dem TDC, der 150°-Kurbelwinkel
nach dem TDC und der 30°-Kurbelwinkel
nach dem BDC) in dem Kolbenbetätigungssystem
des V-6-Zweitaktmotors des ersten Ausführungsbeispieles gezeigt. Es
ist zu beachten, dass es, wenn von dem vorderen Ende des Fahrzeuges
gesehen wird, die 1 ist, während es, wenn von dem hinteren
Ende des Fahrzeuges gesehen wird, die 5A–5F sind.
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6 zeigt
die Kolbenhubkennlinie des linke Bank-Kolben 12L und die
Kolbenhubkennlinie des rechte Bank-Kolben 12R, die während des
Betriebs des Kolbenbetätigungssystems
des V-6-Zweitaktmotors des ersten Ausführungsbeispieles erzeugt werden.
Wie aus den zwei Kennlinienkurven der 6 erkannt
werden kann, beträgt
die Phasendifferenz zwischen den zwei Kolbenhubkennlinien im Wesentlichen
60 Grad. Das Kolbenbetätigungssystem
des V-6-Zweitaktmotors des ersten Ausführungsbeispieles schafft eine
glatte, im Wesentlichen sinusförmige Wellenform,
wie aus den linke Bank und rechte Bank Kolbenhubkennlinienkurven
der 6 gesehen werden kann.
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Tatsächlich gibt
es, wie in der 6 gezeigt, eine 60° Phasendifferenz
der linken und der rechten Kolbenhubkennlinien. 7 zeigt
die linke Bank-und die rechte Bank-Kolbenhubkennlinien, die in der Annahme,
dass es keine Phasendifferenz zwischen dem linke Bank-Kolbenhubkennlinie
und der rechte Bank-Kolbenhubkennlinie bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis eng übereinstimmend
sind. Im Gegensatz dazu zeigt die 8 die linke
Bank-und die rechte Bank-Kolbenhubkennlinienkurven, die in der Annahme,
dass es keine Phasendifferenz zwischen der linke Bank-Kolbenhubkennlinie
und der rechte Bank-Kolbenhubkennlinie bei einem hohen Verdichtungsverhältnis eng übereinstimmen.
Wie zuvor in dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben, sind die Verbindungseinrichtungskonstruktionen in den
linken und rechten Bänken
im Wesentlichen dieselben. Somit sind, obwohl es tatsächlich eine
im Wesentlichen 60° Phasendifferenz
gibt, die Wellenform der linke Bank-Kolbenhubkennlinie (der Abstand
zwischen dem Kurbeiwellendrehzentrum 18a und dem linke
Bank-Kolbenbolzen 14L, der T.D.C.-Position und dem linke Bank-Kolben 12L)
und die Wellenform der rechte Bank-Kolbenhubkennlinie (der Abstand
zwischen dem Kurbelwellendrehzentrum 18a und dem rechte
Bank-Kolbenbolzen 14R, der T.D.C.-Position und der B.D.C.-Position
des rechte Bank-Kolbens 12R)
miteinander identisch. Wie aus dem Vergleich zwischen den Kennlinien kurven der 7 und 8 erkannt
werden kann (nach dem Vergleich der Bank-Phasendifferenzkompensation) ist
die Kolbenhubkennlinie, die unter dem hohen Verdichtungsverhältnis (sieh 8)
erhalten wird, leicht aufwärts
um die Länge ΔH verschoben,
wenn mit der Kolbenhubkennlinie verglichen wird, die unter dem niedrigen
Verdichtungsverhältnis
(siehe 7) erhalten wird. Mit anderen Worten, die T.D.C.-Position
von jedem der linke Bank- und der rechte Bank-Kolben 12L und 12R,
die unter dem hohen Verdichtungsverhältnis erhalten wird, ist im
vergleich mit der unter dem niedrigen Verdichtungsverhältnis erhaltenen
um die Länge ΔH leicht
aufwärts
verschoben.
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Nunmehr
in Bezug auf die 9, 10A–10F und 11 ist
ein Kolbenbetätigungssystem
des V-6-Viertaktmotors des zweiten Ausführungsbeispieles gezeigt.
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Die
grundsätzliche
Verbindungseinrichtungsanordnung des Kolbenbetätigungssystems des zweiten
Ausführungsbeispieles
ist zu dem des ersten Ausführungsbeispieles ähnlich.
Für den
Zweck des Vergleiches zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
werden dieselben Bezugszeichen, die für die Bezeichnung der in dem
ersten Ausführungsbeispiel
gezeigten Elemente verwendet worden sind, auf die in dem zweiten
Ausführungsbeispiel gezeigten
entsprechenden Elemente angewandt.
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Der
V-6-Motor des zweiten Ausführungsbeispieles
ist ein Viertakt-V-6-Motor.
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Zum
Schaffen desselben Explosionsintervalls zwischen den Zylindern ist
die Phasendifferenz an dem TDC zwischen dem linke Bank-Kolben 12L und
dem rechte Bank-Kolben 12R auf
120 Grad festzusetzen. Aus diesem Grund wird der vorbestimmte Bankwinkel
des Viertakt-V-6-Motors des zweiten Ausführungsbeispieles auf 120 Grad
festgelegt. In derselben Weise wie das erste Ausführungsbeispiel der 1–8 sind
in dem Kolbenbetätigungssysteme
des zweiten Ausführungsbeispieles
der 9–11 die
Verbindungseinrichtungskonstruktionen im Wesentlichen in den linken
und rechten Bänken
dieselben. Wie aus dem Querschnitt der 9 gesehen,
ist die linke Bank-Steuerwelle 21L an einer
vorbestimmten Position angeordnet, damit die linke Bank Steuerwelle
um das Kurbelwellendrehzentrum 18a von der linke Bank-Zylindermittellinie 13L um
einen vorbestimmten Winkel in einer vorbestimmten Drehrichtung (in
einer Richtung des Uhrzeigersinns in der 9) gedreht
wird. Ebenso ist die rechte Bank-Steuerwelle 21R an einer
vorbestimmten Position angeordnet, damit die rechte Bank Steuerwelle
um das Kurbelwellendrehzentrum 18a von der rechte Bank-Zylindermittellinie 13R um
im Wesentlichen denselben Winkel in derselben Drehrichtung (in einer
Richtung des Uhrzeigersinns in der 9) wie die
linke Bank-Steuerwelle 21L gedreht wird. In derselben Weise
ist die dritte linke Bank-Verbindung 25L an einer vorbestimmten
Position ange ordnet, damit die dritte Verbindung 25L um
das Kurbelwellendrehzentrum 18a von der linke Bank-Zylindermittellinie 13L um
einen vorbestimmten Winkel in einer vorbestimmten Drehrichtung (in
einer Richtung des Uhrzeigersinns in der 9) gedreht
wird, während
die dritte rechte Bank-Verbindung 25R an einer vorbestimmten
Position angeordnet ist, damit die dritte Verbindung 25R um
das Kurbelwellendrehzentrum 18a von der rechte Bank-Zylindermittellinie 13R um den
im Wesentlichen selben Winkel in der Drehrichtung (in einer Richtung
des Uhrzeigersinns in der 9) wie die
dritte linke Bank-Verbindung 25L gedreht
wird. Somit ist ein Winkel β zwischen
einem Liniensegment dazwischen und die Achse der rechte Bank-Steuerwelle 21R enthaltend
und dem Kurbelwellendrehzentrum 18a dimensioniert, um im
Wesentlichen identisch zu dem vorbestimmten Bankwinkel zwischen
der linke Bank-Zylindermittellinie 13L und der rechte Bank-Zylindermittellinie 13R,
festgelegt bei 120 Grad in dem zweiten Ausführungsbeispiel, zu sein.
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Wie
in der 9 gezeigt, ist die Form der unteren linke Bank-Verbindung 16L etwas
von der der unteren rechte Bank Verbindung 16R verschieden, aber
die grundsätzlichen
Abmessungen (die Abstände
zwischen den ersten, zweiten, dritten Verbindungen) zwischen den
Verbindungsteilen werden festgelegt, um im Wesentlichen identisch
zu denen zwischen den rechte Bank-linken Teilen zu sein.
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In
Bezug auf die 10A–10F ist
eine Verbindungseinrichtungsanordnung von sowohl der linke Bank-Verbindungseinrichtung,
als auch der rechte Bank-Verbindungseinrichtung für jeden
120° Kurbelwinkel
in dem Kolbenbetätigungssystem
des V-6-Viertaktmotors
des zweiten Ausführungsbeispieles
gezeigt. Es ist zu beachten, dass 9 von dem vorderen
Ende des Fahrzeuges gesehen wird, während die 10A–10F von hinten des Fahrzeuges gesehen werden.
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11 zeigt
die Kolbenhubkennlinie des linke Bank-Kolbens 12L und die
Kolbenhubkennlinie des rechte Bank-Kolbens 12R, die während des
Betriebs des Kolbenbetätigungssystems
des V-6-Viertaktmotors des zweiten Ausführungsbeispieles erzeugt werden.
Wie aus den zwei Kolbenhubkennlinienkurven der 11 erkannt
werden kann, beträgt die
Phasendifferenz zwischen den zwei Kolbenhubkennlinien im Wesentlichen
120 Grad. Das Kolbenbetätigungssystem
des V-6-Viertaktmotors des zweiten Ausführungsbeispieles schafft eine
glatte, im Wesentlichen sinusförmige
Wellenform, wie aus den linke Bank-und rechte Bank-Kolbenhubkennlinienkurven
der 11 gesehen werden kann.