DE727536C

DE727536C - Four-stroke star in-line engine

Info

Publication number: DE727536C
Application number: DEK157807D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Brandt
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1940-06-07
Filing date: 1940-06-07
Publication date: 1942-11-05

Description

Viertakt-SternreiheTimotor Die Erfindung bezieht sich auf Viertaktbrennkraftmaschinen mit vier gerade hintereinanderliegenden Sternen ungerader Zahl von mindestens fünf Zylindern.Four-stroke star-row Timing Engine The invention relates to four-stroke internal combustion engines with four evenly spaced stars of an odd number of at least five Cylinders.

Im Gegensatz zu der bekannten Ausbildung der vierkröpfigen Kurbelwelle, bei der die beiden mittleren Kurbeln gleichgerichtet sind, werden erfindungsgemäß die Kurbelkröpfungen aller benachbarten Sterne um r8o° gegenseitig versetzt. Die Zündungen finden dabei in gleichen Abständen in der Reihenfolge der Zylindersterne statt.In contrast to the well-known design of the four-headed crankshaft, in which the two middle cranks are aligned, are according to the invention the crank throws of all neighboring stars are mutually offset by r8o °. the Ignitions take place at the same intervals in the order of the cylinder stars instead of.

Da bei drei und mehr Zylindern im Stirn die resultierende Massenkraft erster Ordnung eine reine Fliehkraft ist und bei vier und mehr -Zylindern im Stern die resultierende Massenkraft zweiter Ordnung verschwindet, so hat die Kurbelwelle der Maschine nach der Erfindung einen vollständigen Massenausgleich, falls das resultierende umlaufende Moment durch Gegengewichte an den Endkröpfungen ausgeglichen wird.Because with three or more cylinders in the forehead, the resulting inertia force first order is a pure centrifugal force and with four or more cylinders in the star the resulting inertia force of the second order disappears, so the crankshaft has the machine according to the invention a complete mass balance, if the resulting rotating moment is balanced by counterweights at the end crankings.

Diese Ausgleichgewichte übernehmen zugleich die Aufgabe, die Endlager von den Massenkräften zu entlasten. Berechnet man die Ausgleichgewichte unter der Voraussetzung, daß ihre Schwerpunkte etwa ein Drittel des Kröpfungsabstandes von der Mitte der Endkröpfungen haben, so erhält jedes Ausgleichgewicht, bezogen auf den Kurbelradius, eine Größe von o,545 der resultierenden auszugleichenden Massen eines Sterns. Zur vollständigen Entlastung der Endlager wäre o,5 der resultierenden Massen einer Kurbelkröpfung aufzuwenden. Man sieht demnach, daß die Endlager fast frei von Massenkräften sind. Auch sämtliche inneren Hauptlager sind infolge der entgegengesetzten Richtung benachbarter Kurbeln von Massenkräften entlastet. Im Zusammenhang damit ist das Gehäuse nahezu frei von Biegungsmomenten, denn diese werden nur durch .die auf die Lager wirkenden Massenkräfte hervorgerufen.These counterweights also take on the task of the repository to relieve of the mass forces. If you calculate the counterweights under the The prerequisite is that their centers of gravity are about a third of the offset distance from the middle of the end crankings, each balance weight, based on the crank radius, a size of 0.545 of the resulting masses to be balanced of a star. To completely relieve the repository would be 0.5 of the resulting To spend masses of a crank throw. You can therefore see that the repository is almost are free from mass forces. All inner main bearings are also as a result of the opposite direction of neighboring cranks relieved of inertia forces. in the This is related to the housing almost free of bending moments, because these are only caused by the inertial forces acting on the bearings.

Da die Kurbeln benachbarter Sterne in der Reihenfolge der Zündungen immer um i8o° versetzt sind und die aufeinanderfolgenden Zündungen nur einen Abstand von der Größe des halben Winkels. zwischen den einzelnen Zylindern im Stern haben, werden die inneren Hauptlager, insbesondere bei größerer Zylinderzahl im Stern, auch von Gaskräften weitgehend entlastet.Since the cranks of neighboring stars are always offset by 180 ° in the order of the ignitions and the successive ignitions are only half an angle apart . between the individual cylinders in the star, the inner main bearings, especially with a larger number of cylinders in the star, are largely relieved of gas forces.

Die Bauart ist wegen der verschiedenen beschriebenen Vorteile für leichte und schnelllaufende Maschinen besonders geeignet. Die Kurbelwelle ist dabei, weil alle Kurbeln in einer Ebene liegen, einfach und daher leicht herstell#bar.The design is because of the various advantages described for light and fast running machines are particularly suitable. The crankshaft is there because all cranks are in one plane, simple and therefore easy to manufacture.

Bei einerBrennkraftmaschine mit mehreren hintereinanderliegenden Sternen gerader Zylinderzahl und fünf Kurbelkröpfungen ist es bekannt, die benachbarten Kröpfungen um i8o° gegeneinander zu versetzen. Der gute Massenausgleich, der durch die Bauart gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wird, kann bei dieser Maschine aber nicht erreicht werden, weil einerseits nicht sämtliche Sterne die gleiche Zylinderzahl aufweisen und andererseits die beiden Endsterne nur drei Zylinder haben, so daß hier eine Massenkraft zweiter Ordnung vorhanden ist, die durch Gegengewichte überhaupt nicht ausgleichbar ist.In an internal combustion engine with several stars lying one behind the other even number of cylinders and five crank throws is known to the neighboring Offset crankings by 180 ° against each other. The good mass balance that goes through the type achieved in accordance with the present invention can be achieved with this machine but cannot be achieved because, on the one hand, not all stars have the same number of cylinders have and on the other hand the two end stars have only three cylinders, so that Here there is a second-order inertial force, which is created by counterweights at all cannot be compensated.

Es ist auch u. a. bei Nlehrsternmaschinen mit ungerader Zylinderzahl im Stern bekannt, gleiche Zündabstände vorzusehen. Bei der bekannten Maschine, deren Kurbelwelle übrigens auch die bei einfachen Reihenmotoren übliche Form besitzt, also keine Versetzung benachbarter Kröpfungen um iSo°, erfolgen die Zündungen aber nicht in der Reihenfolge der Sterne. Gerade in der Vereinigung der besonderen Kröpfung der Kurbelwelle- mit der Folge der Zündungen in der Reihenfolge der Sterne besteht .aber die Erfindung, weil durch sie die angestrebte vorteilhafte Wirkung hervorgerufen wird.It is also i.a. for Nlehrstern machines with an odd number of cylinders known in the star to provide the same firing intervals. In the known machine, whose Incidentally, the crankshaft also has the shape usual for simple in-line engines, So there is no offset of adjacent cranks by iSo °, but the ignitions take place not in the order of the stars. Especially in the union of the special crank the crankshaft with the sequence of ignitions consists in the order of the stars .aber the invention, because it produced the desired beneficial effect will.

Bei Luftkühlung von Sternreihenmotoren mit gerade hintereinanderliegenden Zylindern kann die Kühlluftführung für die hinteren Zylinder schwierig sein. Ohne die Wirkung .der Erfindung wesentlich zu beeinträchtigen ist es in solchem Falle möglich, die einzelnen Sterne in bekannter Weise um einen kleinen Winkel in der einen oder anderen Richtung gleichsinnig gegeneinander zu verdrehen. Läßt man dabei die Kurbelkröpfungen um dieselben kleinen Winkel von der gegenseitigen Versetzung um i8o° derart abweichen, daß die Zündungen wieder in gleichen Abständen in der Reihenfolge der Zylindersterne stattfinden, so erhält man bezüglich Massenausgleich und Lagerbelastungen nahezu die gleichen Vorteile wie bei der vorher beschriebenen Maschine. Eine gegenseitige Verdrehung von io° kann die Kühlluftführung bereits wesentlich verbessern. Die Steuerung der im Zylinderkopf liegenden Ventile kann bei dieser Anordnung beispielsweise so ausgebildet werden, daß einzelne Königswellen parallel zur Kurbelwelle zwischen den Zylinderreihen liegen und die Steuerbewegunü durch Stoßstangen übertragen, deren Länge von den vorderen nach den hinteren Zylindern je nach Richtung der Verdrehung zu- oder abnimmt.In the case of air cooling of star engines with straight one behind the other Cylinders, the cooling air routing for the rear cylinders can be difficult. Without In such a case, it is essential to impair the effect of the invention possible to move the individual stars in a known manner by a small angle in the to twist one or the other direction in the same direction against each other. Leave it at that offset the crank throws by the same small angles deviate by 180 ° in such a way that the ignitions are repeated at equal intervals in the Sequence of the cylinder stars take place, so you get with respect to mass balance and bearing loads have almost the same advantages as the one previously described Machine. A mutual rotation of io ° can already be achieved by the cooling air duct improve significantly. The control of the valves located in the cylinder head can be designed in this arrangement, for example, that individual vertical shafts parallel to the crankshaft between the cylinder rows and the Steuerbewegunü transmitted by bumpers, the length of which goes from the front to the rear cylinders increases or decreases depending on the direction of the twist.

Claims

PATENT CLAIM: Four-stroke internal combustion engine with four straight one behind the other Stars of odd number of at least five cylinders, characterized by that the crank throws of all neighboring stars are mutually offset by i So ' and the ignitions at equal intervals in the order of the cylinder stars occur.