DE746612C - Viertakt-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Viertakt-Brennkraftmaschine Es ist bekannt, welchen Vorteil es, insbesondere bei Ottomotoren, bedeuten würde, wenn der Verdichtungsraum verstellbar und der Ausdehnungs- und Ausschubhub gegenüber (lern Saug- und Verdichtungshub verlängerbar wären.
• Das einfachste Mittel, verschieden lange Hübe während zweier Kurbelumdrehungen hervorzubringen, ist ein auf :dem Kurbelzapfen sitzender, mit halber Motordrehzahl rotierender und als Lagerzapfen für die Pleuelstange dienender Exzenter.
• Die Hauptschwierigkeit bestand bisher darin, :die erforderliche Eigendrehung des Exzenters :mit Mitteln zu bewirken, die weder störende Zahnradgeräusche noch unerwünscht hohe Relativbewegungen zwischen Exzenter und Kurbelzapfen mit sich bringen. Der bekanntgewordene Vorschlag, ein mit dem Exzenter verbundenes Stirnrad sich auf einem zentral zur Kurbelwelle angeordneten Stirnrad abwälzen zu lassen, weist nicht nur den Nachteil .der Geräusch verursachenden Außenverzahnung an sich auf, sondern läßt sich insofern nicht mit konstruktiv einfachen Mitteln verwirklichen, als man das zentrale und normalerweise feststehende Zahnrad entweder innerhalb :der Kurbelkröpfung auf einer durch die Kurbelwelle verlegten und von außen verstellbar angeordneten zweiten Welle lagern muß, um es in Verbindung mit dem am Exzenter sitzenden Zahnrad zu bringen, oder daß man den Kurbelzapfen selbst irgendwie als Exzenter ausbilden, in :den Kurbelarmen drehbar lagern und außerhalb des Kurbelarmes mit einem Zahnrad verbinden muß, das in ein dort gelagertes zentrales Rad eingreift. LTrn diese Schwierigkeiten und Nachteile zu umgehen, ist von anderer Seite der Vorschlag gemacht worden, die Eigendrehung des Exzenters :dadurch. zu bewerkstelligen, daß man das mit dem Exzenter verbundene Zähnrad wich auf einem an der Gehäusewand angeordneten Zahnrad abwälzen läßt. Auf diese

  Weise wird zwar nicht nur ein vereinfachter

  Antriel> des Exzenters erzielt, sondern es er-

  gibt sich hierbei auch die vorteilhaftere In-

  nenverzahnung, aber diese Verbesserungen lle-

  @l@ngen einen anderen Nachteil, der darin lie-

  stelit, lall #lie Eigendrehung ;des Exzenters

  nicht wie bei dein vorher erwähnten Stirnra#i-

  antrieb die gleiche Drehrichtung hat wie die

  Kurbelwelle seiht, sondern gegenläufig atis-

  fiillt. Dies hat zul- Folge, daß die Relativ-

  ljet\-egtiil" zwischen Kurbelzapfen find EZzeil-

  ter eine konstruktiv kaum heherrschhare

  Gr;il:,e erreicht.

  Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun

  ein ;Mittel für den Antrieb des Exzenters,

  1>e1 dein trotz günstiger Innenverzahnung

  die Relativli; wegeng zwischen Kurbelzapfen

  uni; Exzenter nicht nur nicht griil)er, sondern

  sogar wesentlich kleiner ausfällt als bei der

  normalen -Maschine.

  In den Fig. i und a sind die Erfindungs-

  gedanken soweit als erforderlich zeichnerisch

  dargestellt.

  Fi-. i -ist der Län-sschnitt durch einen 7.'e1;

  eines \lehrzvlinrder-@ iertaktrnotors und Fig. 2

  ztlr einen I@iltte ein Querschnitt durch einen

  Kurbelzapfen un--l zur -anderen 1-Hälfte ein sol-

  clier durch die Kurbelwelle. FIZ.3 gibt die

  Bewegungsvorgänge fei Verstellung rles Ex-

  zenters wierler.

  Die Wirl@ungstveise ist folgenrie: Während

  zweier Umdrehungen ,des Kurbelzapfens

  macht der Lxzeilter i eine einzige Umdrehung

  in gleichem Sinne. Diese Eigendrehung des

  Exzenters kommt dadurch zustande, da;; die

  mit ihrn verbundene Tronitliel z, die all ihrem

  r-)ffetieil über den Kuriielarin greifenden Ende

  mit Innerlverzahntnlg `-ersehen ist, die sich

  auf (lern Zahnrar; 3, das die halbe Ziilni.ezalil

  aufweist und auf :dem Kurbelwellenlager sitzt,

  abwälzt. Hierbei bewegt sich die Exzenter-

  mitte tin 1 damit der Plettelstangenköpf .1 auf

  einer Doppelschleife, die zwei längere und

  zwei kürzere Kolbenhübe hervorbringt. Diese

  Bewegung s- bzw. kinematischen Vorgänge

  sind auf Schluß rL@r allgemeinen Beschreibung

  an Hand der Fig. 3 eingehend erläutert. Die

  hf>lben--iriiclc° versuchet;, rlen Exzenter in

  Drehrichtun- der Ktirl>eitvelle und damit (las

  Zahnrad 3 in gleicher Richtung zu verdrehen.

  Diese Verstellkraft wirkt sich vermittels de

  ebenfalls in das Zahnrad 3 eingreifenden

  Zahnsegmentes 3, des Hebels 6, der Zug-

  stange ; uiv -1 rlein Kolben 9 als Druck auf (lie

  Fe fier- 9 aus. Der Kolben 8 ist verschiebbar

  an Zvlinder 11o angeordnet, der seinerseits als

  all der Vorderseite der Spritzwand befestigt

  gedacht ist. Nirnnit nian an, daß die Feder 9

  v-zin Ge;-enkolhen i i her vermittels ;des Hand-

  lielnl.s 12 eine entsprechende Vorspannung 1>e-.

  sitzt, so herrscht Gleichgewicht, und das Zahn-

  lad 3 verbleibt in seiner Lage. Nimmt null

  aber beispielsweise der Fiilluilg#grad der ;Ma-

  :chine zu, so wird der mittlere Kolbendruck

  griißer, was zur Folge hat, da;; glas Rarl3

  unter gleichzeitiger Erhdhung der Feder-

  spannung so freit verstellt wird, bis erneut

  Gieichgewichtszustand herrscht. Diese Ver-

  stellung entspricht einer entsprechenAeti V er-

  stellung des Exzeilters relativ zum Kurbel-

  zapfen und damit einer Verdrehung der Kur-

  belschleife derart, daß andere Hublängen für

  den Kolben entstehen. Die Verhältnisse Iziin-

  nen nan ohne weiteres so gewählt werdest, 4;a11)

  bei abnehmendem Füllungsgrad der Verrlich-

  tungshub selbsttiitig länger, also der Ver-

  dichtungsraum kleiner wir;;, was ein rröl.leres

  Verclichtungsverhä ltnis (r) zur Folge hat und

  umgekehrt. Es ist nur eine Frage der rich-

  tigen Abstimmung zwischen Federspannung,

  Feierhub u11#1 ;"er,liclitun,#sliul>, uni zti er-

  reicIien, dall für alle 1--iilltirigsgra 11e -der lIa-

  schine selbsttätig der Verdichtim--srauni zur

  Erzielung eines nahezu konstanten Verdich-

  tungsenddruckes vergrößert oder verkleinert

  wird. Gibt man der Feder c) durch Verstel-

  lun- des flanrillebels 1-2 eine gi-üllere oller

  kleinere Vorspannung, so hat dies eitle Ver-

  stellung des Exzenters ini Sirnie einer Ver-

  grül@erung oder Verkleinerung rle; Verdich-

  tungsverhältnisses zur Folge, so daß inan das

  @'erdichtungsc-erhültnis der Oktanzahl des -e-

  ratle zur Verfügung stehenden Kraftstoffes

  anpassen kann, ohne daß hierbei rlie Selbst-

  verstellung des Exzenters entsprechend den

  verschiedenen @üllnngsgra@_len heeintr:ichtigt

  wird.

  Die Bewegungs- bzw. kinematischen Vor-

  zur f?rzetiguri" verschieden langer

  Kolbenhübe und zur ;'erän@lerung des \"er-

  (lichtung\verllältnisses bei `er-,telltiii@ des

  I:Zzeiiters sind gemäß FiZ.3 folgende: Arrf

  ,lern Kurbelzapfen u sitzt eire Zahnrad rnit

  "Peilkreis b, (las sich bei Drehung der Kurbel

  auf dein zentral gelagerten Zahnrar; finit "feil-

  kreis r abwälzt. Wenn sich der EZZentei- il

  erst lief zwei Ktirl>elunirli-elitin"eii einmal inn

  seine eigene Achse drehen soll, Bart c nur

  11a111 so r;,roß wie h sein un-l futil.; :ich mit

  (lern Kurbelkreis decken. Während ztreier

  Iwurl#elum,lrehun5en beschreibt in diesem

  Falle die Elzenterinitte und damit :die innere

  Pleuelaclise die Kurbelschleife e. Wählt inan

  ntiri die Exzenterstellung so, rlall sie im un-

  teren Totpunkt mit der Kurl)elstellung zii-

  sanimenfällt, so steht rlei- Exzenter im ohereii

  Totpunkt senkrecht zum Kurbelarm. Bei die-

  ser Einstellung .-I des Exzenters wir l Saug-

  hub I gleich l@eraichtttngshub 1I und Ausileh-

  nungshul> III gleich .1#,ussclitil>iitil> IV. Ver-

  dreht inan den Exzenter aus dieser Grundein-

  stellitrrg .-3 nach rechts uaerlenkt nian sieh.

  was dasselbe ist, den Zylinder nach links in die Stellung B verdreht, so wird der Saughub länger als der Verdichtungshub und der Ausschubhub länger als der Ausdehnungshub, was für .den normalen Volleistungsbetrieb die gewollten günstigen Voraussetzungen schafft. Verdreht man hingegen den Exzenter aus der Grundeinstellung A nach links-oder denkt man sich den Zylinder nach rechts in die Stellung C verdreht, so wird der Saughub kürzer als der Verdichtungshub und der Ausschubhub kürzer als der Ausdehnungshub, was für den Leerlauf und unteren Drosselbereich günstige Betriebsbedingungen, wie erhöhte Verdichtungsendspannung und Warmhaltung durch vergrößerten Abgasrest, gewährleistet.
• Bei den Ottomotoren darf mit der Auflaclung nicht höher gegangen werden, als der;, zur Verfügung stehende Kraftstoff hinsichtlich der Klopfgrenze verträgt. Zur selbsttätigen Begrenzung der Aufladung ist auf der Kolbenstange 13 eine Platte 14 verstellbar gelagert, die bei einem bestimmten mittleren Kolbendruck und damit einer bestimmten Auflaclung, die nicht überschritten werden soll, auf den Hechel 15 drückt und diesen verstellt. Diese Verstellung kann :man zum Luftatlassen aus der Druckleitung, Drosselung der Füllung, Ablassen von Verbrennungsgasen vor der Abgasturbine oder zu ähnlichem Eingriff in den Aufladevorgang heranziehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Viertal:t-Brennl:raftmaschine-mitveriünderlichern Verdichtungsrauen, verlängertem Ausdehnungs- und Ausschubbub und Einrichtung für Auflaclebetrieb, bei der die Abweichungen der einzelnen Hublängen voneinander durch auf dem Kurl'elzapfen rotierendem und als Lagerzapfen für die Pleuelstange dienendem Exzenter hervorgebracht werden, wobei die Eigenbewegung des Exzenters durch ein mit ihm verbundenes Zahnrad, das sich auf einem Gegenrad abwälzt, entsteht, .dadurch gekennzeichnet, daß zentrisch zum Kurbelzapfen eine mit dem Exzenter verbundene Trommel sitzt, die über den Kurbelarm greift und deren offenes, mit Innenverzahnung versehenes Ende sich auf einem zentral zur Kurbelwelle gelagerten Zahnrad abwälzt. z. Brennkraftmascbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkreisd.urchmesser des zentrisch zur Kurbelwelle gelagerten Zahnrades gleich dem Kurbelkreisdurchmesser ist und daß der Teilkreis der Innenverzahnung an der Trommel doppelten Durchmesser hat. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, bei der zur Anpassung des Verdichtungsverhältnisses an die Oktanzahl des zur Verfügung stehenden Kraftstoffes eine Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Verstellung des zentralen Zahnrades und damit des Exzenters relativ zttm Kurbelzapfen von Hand .ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung nicht zwangsläufig, sondern unter Zwischenschaltung eines elastischen Mittels (z. B. Feder) erfolgt, das seinerseits die exzentrisch zum Kurbelzapfen wirkenden Drücke der Pleuelstange aufnimmt. 4.. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische -Mittel in bezug auf Vorspannung und Hub so bemessen und verstellbar eingerichtet ist, daß bei abnehmendem Füllungsgrad (durch Drosseln oder hohe Drehzahlen) und hei zunehmendem Füllungsgrad (infolge .lufladung) die ab-bzw. zunehmenden mittleren Kolbendrücke eine Selbstverstellung im Kolbendrücke eines möglichst gleichbleibenden Verdichtungsenddruckes bei allen Betriebszuständen der Maschine bewirken. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Aufladung der Verstellniechanismus für den Exzenter mit verstellbarem Anschlag versehen ist, der bei der höchstzulässigen Aufladung bzw. dein höchstzulässigen mittleren Kolbendruck auf einen Hebel o. dgl. drückt und diesen mittels Gestänge o. dgl. auf ein Auslaß--oder Drosselorgan entweder in der Aufladerdruckleitung oder in der zur Turbine führenden Abgasleitung im Sinne einer Begrenzung der Aufladung %virlcerl läßt. Zur Abgrenzung des ='-#niTTeldurigsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden deutsche Patentschriften .... Nr. 16.1 819, 607 310; französische Patentschrift 615 920; LTSA.-Patentschrift ....... Nr. 1 3=.26 1z9.