DE884885C - Zuendfolge von Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Zuendfolge von Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen

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DE884885C
DE884885C DEK10653A DEK0010653A DE884885C DE 884885 C DE884885 C DE 884885C DE K10653 A DEK10653 A DE K10653A DE K0010653 A DEK0010653 A DE K0010653A DE 884885 C DE884885 C DE 884885C
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DE
Germany
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short
ignition
firing
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internal combustion
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Expired
Application number
DEK10653A
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English (en)
Inventor
Herbert Dipl-Ing Prettenhofer
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DR TECHN
Original Assignee
DR TECHN
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/24Compensation of inertia forces of crankshaft systems by particular disposition of cranks, pistons, or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1832Number of cylinders eight
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B73/00Combinations of two or more engines, not otherwise provided for
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Description

  • Zündfolge von Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen wird die Zündfolge und im Zusammenhang damit die Anordnung der Kurbelzapfen der Kurbelwelle im allgemeinen so gewählt, daß ein möglichst gleichmäßiges Drehmoment bei weitgehendem Ausgleich der Massenkräfte und Massenmomente erreicht wird. Dabei muß darauf Augenmerk gerichtet werden, daß die Zündfolge auch im Hinblick auf die Drehschwingungslage der Kurbelwelle günstig ist.
  • Werden große Massen, unmittelbar an den Motor gekuppelt, wie dies z. B. bei Stromerzeugeraggregaten des öfteren der Fall ist, können bei vielfach gekröpften Kurbelwellen Kurbelanordnungen mit gleichmäßiger Zündfolge in schwingungstechnischer Hinsicht ungünstig sein, da die hauptkritischeDrehzahl in den Drehzahlbereich des Motors fallen kann. Es ist bekannt, in solchen. Fällen durch Übergehen auf eine ungleichmäßige Zündfolge eine in schwingungstechnischer Hinsicht günstigere Kurbelanordnung zu erhalten. Die durch diese Maßnahme gesteigerten Drehmomentschwankungen und der damit verbundene größere Ungleichförmigkeitsgrad müssen dabei allerdings in Kauf genommen werden.
  • Die bekannten Maßnahmen, zum Zwecke eines günstigeren Schwingungsverhaltens eine ungleichmäßige Zündfolge zu erhalten, beschränken sich nicht allein darauf, daß die Kurbelanordnung verändert wird. Bei Reihenmaschinen sind Vorschläge bekannt, die Zylinder in zwei oder mehr Ebenen zu staffeln und dadurch Zündfolge, Schwingungsverhalten und Massenausgleich zu beeinflussen. Bei V-Maschinen kann an Stelle einer Kurbelversetzung eine Änderung des V-Winkels zwischen den beiden Zylinderreihen treten. Auch sind Vorschläge bekannt, die Kurbelwellen von V-Maschinen, bei denen im Normalfall je zwei Kolben eines V-Elementes auf einen gemeinsamen Kurbelzapfen, sei es über Gabelpleuelstangen, über angelenkte oder nebeneinanderliegende Pleuelstangen,, arbeiten, die Anzahl der Zylinder also doppelt so groß ist als die der Kurbelzapfen, -mit ebensoviel Kurbelzapfen wie Zylinder vorhanden sind, auszurüsten. Zusammen mit der Möglichkeit, die Kurbelwelle selbst aus der Schnittlinie der Ebene der beiden Zylinderreihen herauszurücken, ergeben sich damit Kombinationsmöglichkeiten, das Schwingungsverhalten, den Massenausgleich und den Gleichgang im gewünschten Sinne, wenn nicht gleichzeitig, so doch in der Richtung eines günstigen Kompromisses zu beeinflussen.
  • Diesen Vorschlägen haftet aber der große Nachteil an, daß das'Abgehen von der Normalbauart mit einer wesentlichen Komplikation des Motoraufbaues und damit mit erhöhten Herstellungskosten verbünden ist. Da es insbesondere bei Dieselmotoren von nur etwas größeren Zylinderleistungen kaum möglich ist, festigkeitsmäßig mehrere Kurbelzapfen ohne dazwischenliegende Wellenlager einwandfrei zu beherrschen, hätte insbesondere bei V-Maschinen die Einführung von Kurbelwellen mit der doppelten Anzahl von Kurbelzapfen, selbst wenn diese im einzelnen kürzer gebaut werden können, nicht nur eine bedeutende Verteuerung dieses ohnedies kostspieligsten Teiles des Motors, sondern auch zweifellos eine beträchtliche Vergrößerung der Motorbaulänge und; damit nicht nur größeren Raumbedarfes, sondern auch erhöhten Werkstoffbedarf, erhöhtes Gewicht und abermals erhöhte Kosten zur Folge. Es ist deshalb erklärlich, daß sich in der Praxis im allgemeinen nur geänderte Kurbelversetzungen und bei V-Maschinen Änderungen des V-Winkels durchgesetzt haben.
  • Um mit Motoren kleinerer Leistung Aggregate größerer Leistung zu bauen, ist es bekannt, zwei oder mehrere Motoren gleicher Bauart zusammenzukuppeln. Eine dabei mögliche Anordnung ist die, daß beidseitig des beispielsweise anzutreibenden Stromerzeugers oderGetriebes je einMotor gleicher Bauweise angekuppelt wird. Besonders wirtschaftlich wird diese Bauweise dann, wenn durch entsprechenden- Aufbau des- Einzelmotors nicht eine besondere Rechts- oder Linksausführung desselben benötigt wird; sondern die Motoren vollkommen gleichastig ausgerüstet sein können, obwohl sie ja, trotz gemeinsamer Drehrichtung des gesamten Aggregates, jeweils von ihrer Abtriebsseite aus gesehen, verschiedenen Drehsinn, besitzen. Bei Motoren, gleichmäßiger Zündfolge ist dies ohne weiteres erreichbar, und es ist dabei üblich, den. einen Motor um den halben Zündabstand zu versetzen, um auf diese Weise für das aus den beiden Antriebsmotoren und der angetriebenenBaugruppe bestehendeAggregat ein möglichst gleichmäßiges Antriebsmoment zu erreichen.
  • Um zu ermöglichen, daß auch bei Verbrennungsmotoren, die, um im Drehzahlbereich des Motors kritische Drehzahlen, zu vermeiden, einzeln mit einer ungleichmäßigen Zündfolge ausgerüstet werden, zwei vollkommen gleichartige, nicht in Rechts- und Linksanordnung gebaute Motoren zu einem Aggregat, wie im vorigen Abschnitt beschrieben, zusammengebaut werden können, wobei das gesamte Aggregat gleichmäßigstes Antriebsmoment, also regelmäßige Zündfolge erhält, wird erfindungsgemäß der Zündabstand der Zylinder eines Motors durch an sich bekannte Mittel so festgelegt, daß das lange Zündinterval (in Graden Kurbelwellendrehung ausgedrückt) (n -f- 2) -mal so groß ist als das kurze. Dabei bezeichnet n die Anzahl der aufeinanderfolgenden kurzen Zündintervalle, die einem langen Zündintervall folgen.
  • Erfindungsgemäß können dann bei dieser Aufeinanderfolge der Zündintervalle des Einzelmotors zwei gleiche Motoren mit einem Stromerzeuger, Getriebe od. dgl., zu einem Aggregat vorbeschriebener Art mit insgesamt gleichmäßiger Zündfolge zusammengebaut werden, indem die Kurbelwellen der beiden Motoren: um den Winkel gegeneinander verdreht werden, der einem kurzen Zündintervall entspricht. Innerhalb des langen Zündintervalls des einen Motors liegen dann n kurze Zürndintervalle des zweiten Motors und umgekehrt.
  • Die Abb. i bis q. geben eine ausführliche Erläuterung der Erfindung.
  • Abb. i gibt eine schematische Ansicht eines Aggregates gemäß- der Erfindung, bestehend aus zwei Brennkraftmaschinen mit dazwischengeschaltetem Stromerzeuger; Abb. 2 gibt ein Schema der dazugehörigen Kurbelwellen; -Abb. 3 eine schematische Stirnansicht derselben und Abb. q. eine Darstellung der Zündabstände der beiden Brennkraftmaschinen.
  • Abb. i zeigt im Schema beispielsweise die Anordnung zweier gleicher Achtzylinder-V-Motoren a und b, die z. B. nach dem Zweitaktverfahren arbeiten und einen Gabelwinkel d von 9o° aufweisen. Diese Motoren sind beiderseits des beispielsweise angetriebenen Stromerzeugers c angeordnet. Mit i bis 8 sind die Zylinder des Motors a, mit i' bis 8' sind die Zylinder des Motors b bezeichnet. Von der Antriebsseite vom Stromerzeuger c aus gesehen. ist dieAnordnung der Zylinder i bis 8 bzw. i' bis 8' vollkommen gleich und bei der gemeinsamen Drehrichtung des Gesamtaggregates entsprechend Pfeil e dreht, vom Strornerzeugerc aus gesehen, Motora imUhrzeigersinn und Motor b entgegengesetzt.
  • Abb.2 stellt schematisch die Kurbelwellen f undg der -beiden Motoren dar, die vollkommen gleich. (nicht spiegelbildlich) ausgebildet sind und die mittels der Kupplungen h und i die Welle bzw. den Anker k des Stromerzeugers antreiben. Pfeil e deutet wieder die Drehrichtung des gekuppelten Wellen-Stranges an. Die Ziffern i bis B an den Kurbelzapfen der Welle f bzw. i' bis 8' der Welle g geben die Zylinder der beiden Motoren a und b an, die auf die betreffenden. Kurbelzapfen arbeiten.
  • Abb.3 stellt schematisch eine Stirnansicht der beiden gekuppelten Kurbelwellen bzw. deren Kurbelsterne dar, gesehen in Pfeilrichtung i der Fig. 2, wobei die Kurbelarme der Kurbelwelle f des Motors a voll ausgezogen, die der Kurbelwelle g des Motors b gestrichelt dargestellt sind. Die Ziffern i bis 8 bzw. i' b-is 8' an. den Endpunkten des Kurbelsternes geben, gleichlaufend mit Fig. i und 2, die Zylinder an, welche auf die betreffenden Kurbelzapfen arbeiten. Pfeil e zeigt die Drehrichtung.
  • Die beiden strichpunktierten Linien m und n deuten die: beiden Ebenen an, in denen die Mittelebenen der Zylinderreihen der zwei Motoren liegen. Sie schließen mit der vertikalen Symmetrieebene die Winkel c, im vorliegenden Fall je 45°, insgesamt also 9o° ein. Die an die beiden Mittellinien m und n angeschriebenen Zahlen 8, 7, 6, 5, i', 2', 3,' q.' bzw. 4, 3, 2, i, 5', 6', 7', 8' geben die Zylinder an, die in den betreffenden Mittelebenen liegen, und zwar in der Reihenfolge, wie sie in Pfeilrichtung i von Fig. 2 a,ufeinanderfolgen.
  • Erfindungsgemäß ist, wie bereits erwähnt, die Kurbelzapfenanordnung bei den beiden vollkommen gleichen Wellen f und g so getroffen, daß das lange Zündintervall das (n+ 2) -fache der kurzen. Zündintervalle beträgt, wobei n die Anzahl der kurzen Zündintervalle bezeichnet, die einem langen Zündintervall folgen. Im beschriebenen Beispiel wurde dieAnzahln der aufeinanderfolgenden.kurzen Zündintervalle mit i gewählt, es folgt also jeweils auf ein langes Zündintervall ein kurzes, wobei das erstere erfindungsgemäß (w -i- 2), also dreimal so groß als das kurze sein muß. Dieses wird im Beispiel in an sich bekannter Weise dadurch erreicht, daß die Kurbelzapfenpaare i, 5 (i', 5') und 4, 8 (4', 8') einerseits und 2, 6 (2', 6') und 3, 7 (3 ', 7') andererseits jeweils unter 18o° gegeneinander versetzt in einer Ebene liegen und der Winkel p zwischen den Ebenen dieser beiden Kurbelzapfenpaare (es handelt sich im dargestellten Beispiel, wie schon erwähnt, um Zweitaktmotoren) o . 75mal dem Winkel 9o° zwischen den beiden Zylinderreihen, also mit 67 # 5°, gewählt wird. Es ergibt sich damit sowohl für den Motor a wie für den Motor b eine Zündfolge, bei der immer abwechselnd ein langes Zündintervall von 67 # 5° auf ein kurzes von 22 . 5° folgt, wie an Hand des Kurbelsternes nach allgemein bekannter Methode leicht nachgeprüft werden kann.
  • Erfindungsgemäß werden die beiden Kurbelwellen f und g so zusammengekuppelt, daß die Ebene des Kurbedzapfenpaares i, 5-4, 8 der Welle f mit der Ebene des Kurbelzapfenpaares i', 5'-4', 8' der Welle g einen Winkel q bildet, der gleich dem kleinen Zündintervall, im vorliegenden Beispiel also 22 - 5° ist. Damit ergibt sich, wie wieder nach bekannter Methode an. Hand des Kurbelsternes leicht nachgeprüft werden kann, das gewünschte Ergebnis, nämlich gleichmäßige Zündfolge des ganzen Aggregates.
  • Abb.4 zeigt schematisch die Aufeinanderfolge der Zündungen bz.w. deren Intervalle in den beiden Motoren und im zusammengebauten Aggregat.
  • Die obere stark ausgezogene horizontale Linie stellt die Aufeinanderfolge der Zündungen im Motor a dar, wobei die zu den einzelnen Punkten geschriebenen Zahlen 7, 5, 2, 4, 6, 8, 3, i die Zylinder bezeichnen, in denen jeweils die Zündung stattfindet. Der Abstand der einzelnen Zündpunkte, von links nach rechts gemessen, ist proportional dem Zündabstand, in Graden Kurbelwellendrehung ausgedrückt, und man sieht aus der obersten dünnen, mit Maßpfeilen versehenen Linie, daß bei diesem Motor jeweils auf ein kurzes Intervall r ein dreimal so langes s folgt.
  • Die untere starke Linie mit den eingeschriebenen Zahlen 6', 4, 2', 5', 7', i', 3', 8' und die darunterliegende dünne Maßlinie mit den eingetragenen Zündintervallen r und s stellen die gleichen Verhältnisse für den zweiten Motor b dar. Das bei der erfindungsgemäßen Versetzung der beiden Kurbelwellen erzielte Resultat, die gleichmäßige Zündfolge der Gesamtanordnung, ist aus der mittleren Maßlinie mit den eingetragenen kleinen und gleichen Zündintervallen r ersichtlich.

Claims (2)

  1. PATENTANSPROCHE: i.Mehrzylinder-Brennkraftmaschinemitmehrfach gekröpfter Kurbelwelle und aus Drehschwingungsgründen ungleichmäßiger Zündfolge, dadurch gekennzeichnet, daß das lange Zündintervall das (n -f- 2)-fache der (des) kurzen Zündintervalle(s) beträgt, wobei n die Anzahl der kurzen Zündintervalle bezeichnet, die einem langen Zündintervall folgen.
  2. 2. Aggregat, bestehend aus zwei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen nach Anspruch i, die mit einem dazwischengeschaltenen Stromerzeuger, Getriebe od. dgl. fest gekuppelt sind und gemeinsame Drehrichtung haben, dadurch gekennzeichnet, daß die vollkommen gleich. ausgebildeten Kurbelwellen der beiden Maschinen um einen Winkel gegeneinander versetzt sind, der dem kurzen Zündintervall der Zündfolge der Einzelmaschine entspricht, wodurch innerhalb des langen Zündintervalls der einen Maschine n kurze der zweiten Maschine zu liegen kommen und umgekehrt, und das gesamte Aggregat eine Zündfolge mit gleichmäßigen Zündabständen erhält, die gleich sind dem kurzen, Zündintervall des Einzelmotors.
DEK10653A 1948-04-15 1951-07-18 Zuendfolge von Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen Expired DE884885C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1187424B (de) * 1960-06-30 1965-02-18 Goetaverken Ab Kurbelwelle fuer eine Zehn-Zylinder-Zweitakt-Brennkraftkolbenmaschine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1187424B (de) * 1960-06-30 1965-02-18 Goetaverken Ab Kurbelwelle fuer eine Zehn-Zylinder-Zweitakt-Brennkraftkolbenmaschine

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