EP1548280A1 - Piston compressor - Google Patents
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- EP1548280A1 EP1548280A1 EP04030336A EP04030336A EP1548280A1 EP 1548280 A1 EP1548280 A1 EP 1548280A1 EP 04030336 A EP04030336 A EP 04030336A EP 04030336 A EP04030336 A EP 04030336A EP 1548280 A1 EP1548280 A1 EP 1548280A1
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- piston
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- crankshaft
- reciprocating compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/02—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders arranged oppositely relative to main shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
- F04B27/12—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders having plural sets of cylinders or pistons
Definitions
- the invention relates to a reciprocating compressor, in particular for charging a Internal combustion engine is suitable.
- the charging of internal combustion engines is not only a proven means for torque and Performance increase, but also to reduce consumption in part-load operation of a Internal combustion engine with predetermined maximum power.
- the charge of diesel engines is particularly advantageous because in diesel engines existing in gasoline engines knocking problems not available.
- the invention has for its object to provide a reciprocating compressor, which is at Simple design characterized by high efficiency and versatile.
- a reciprocating compressor has a bilateral compressor End walls closed cylinder 2, in which a piston 4 is movable back and forth.
- the Piston 4 includes two mutually spaced piston bottoms 6 and 8, the are advantageously equipped at their peripheral edges for sealing with piston rings and which separate two working chambers 10 and 12 inside the cylinder 2.
- the two Piston bottoms 6 and 8 are connected by struts 14 rigidly together, for example screwed.
- Guiding surfaces 16 and 17 are formed, which serve to guide sliding blocks 18.
- the cylinder 2 is by means of brackets, which form partitions 28 and 30, in a housing 32nd added.
- the housing 32 has at least one suction opening 34 and a Outlet opening 36, wherein, as can be seen, between the outer housing 32 and the Cylinder 2 formed gap is divided by the partitions 28 and 30 such that an inlet passage 38 is formed, which the suction port 34 with the inlet valves 20 and 22nd or of these optionally open or closed, in the working chambers 10 and 12, leading inlet ports connects, and an outlet channel 40 is formed, which the exhaust valves 24, 26 or of these optionally open or closed outlet openings of Working chambers 10 and 12 connects to the discharge opening 36.
- FIG. 1 the direction of movement of the piston 4 is horizontal. In Figs. 2 to 8 it is perpendicular, so that the representations of Figs. 2 to 8 in accordance with the arrangement according to. FIG. 1 rotated by 90 °.
- Figs. 2 and 3 show perspective views of the piston 4 with two of the pistons passing crankshafts 42 and 44.
- the relative to the cylinder 2 and the housing 32nd stationary axes of the crankshaft are designated in Fig. 1 with A.
- Each crankshaft points at least one each eccentrically to its axis arranged crank pulley 46 and 48, which with the sliding blocks 18 cooperates, along the guide surfaces 16, 17 of the piston heads.
- 6 and 8 are linearly displaceable perpendicular to the axes of the crankshafts, so that a sliding block or slide guide is created, with the orbiting eccentric motion of the Crank disks in a conventional manner in an oscillating movement of the within Cylinder 2 guided piston can be converted.
- the sliding blocks are advantageously divided for ease of assembly.
- Fig. 4 shows the crankshafts 42 and 44 in an embodiment for each two within a Housing 32 (Fig. 1) arranged one behind the other cylinder 2, in each of which a piston. 4 is working.
- each piston on the crankshaft 42 has two crank disks 46 and at the crankshaft 44, a crank disc 48 associated with the corresponding Sliding blocks 18 work together.
- the crank disks 46 and 48 are axial offset from each other, so that their trajectories penetrate radially, creating a smaller distance between the crankshafts 42 and 44 is possible.
- Balancing weights 50 and 52 are the crankshafts 42 and 44 in a conventional manner with Balancing weights 50 and 52 provided.
- crankshafts 42 and 44 for example, in each case in the wall of the cylinder. 2 be stored.
- the crankshaft cams 54 and 56 To drive the valves 20, 22, 24 and 26, the crankshaft cams 54 and 56, with which are actuated via actuators, the valves. So that only one of the external Crankshafts 42, 44 must be driven, is at one end of the crankshaft rotatably a gear 58 and 60 connected to the respective crankshaft.
- the gears 58 and 60 are the same size and mesh with each other so that the crankshafts 42 and 44 are rotate in opposite directions at the same speed.
- the gears 58, 60 serve as Elements of a gear pump, which in a coolant and / or lubricant circuit of the Compressor is arranged.
- Fig. 5 shows the gem.
- FIG. 6 shows a perspective view of sections of a left side of FIG Crankshafts 42, 44 arranged, a cylinder associated crank / valve train.
- each crankshaft 42 and 44 on both sides outside of the cylinder Cam 54 and 56 formed with which roller tappet 62 and 64 work together, the each actuate a cylinder-like cross-over valve member 66 and 68, respectively.
- the As shown in FIG. 6 left valve member 66 actuates a plurality of inlet valves 20 (Fig. 1).
- the right Valve member 68 actuates a plurality of outlet valves 24.
- the valves are on forcibly guided the respective valve members.
- valve drives equal to each other or mirror symmetry arranged.
- valve drive will be explained in more detail below with reference to FIGS. 9 to 13:
- valve members 66 and 68 are linearly movable in housing-fixed guides, not shown guided and are of the cams 54 and 56 against the force of the springs 70 and 72, respectively supported between the housing 32 and the respective valve member, reciprocated.
- the bridge-type valve member 66 which actuates the exhaust valves 20, contains for each Exhaust valve, a guide passage 74 through which the stem of the exhaust valve 20th extends through and which leads into a recess 76 in which the shaft of the valve ends. Between an end flange 78 of the valve stem and the valve member 66 is supported Valve spring 80 from which urges the exhaust valve 20 in the closed position. The end flange 28 opposite is screwed into the valve member 66, a grub screw 82, the Game setting serves.
- the valve member 68 actuating the exhaust valves 24 ( Figure 10) also has one for each Exhaust valve 24 has a guide passage 84 through which the valve stem passes extends.
- the valve stem 84 terminates in a stop 86 screwed to it, for example, whose distance from the valve plate to the game setting is adjustable.
- a valve spring 88 Between the valve member 68th and the valve is supported by a valve spring 88.
- roller tappet 62 with roller 88 mounted in it and fixed to the housing Leadership 90.
- FIG. 13 shows a section of the two crankshafts 42 and 44 with the cams 54 and 56.
- the crankshaft 42 has only one Crankshaft 46, whereas the crankshaft 44 has two crank disks 48.
- the cam 54, the intake valves associated with the roller tappet or Bridge members 66 actuated, designed as a "negative cam", the bridge member 66th normally in the position gem.
- Fig 9 against the springs 70 urges and only in his cam portion formed a smaller diameter as shown in FIG. 9 taking place Downward movement of the valve member 66 causes the opening of the inlet valve 20.
- the the Cam associated with exhaust valves 56 of the crankshaft 44 is as a normal cam in the Diameter enlarged cam lobe formed.
- the cylinder 2 are then mounted, each of two centrally subdivided halves. Subsequently, the valve trains are in each case on the cylinders mounted mounting surfaces mounted and the entire assembly is in the same assembled two-piece housing 32.
- the cylinder halves and the Housing halves can be integrally formed with each other.
- Fig. 14 shows a reciprocating compressor 92 according to the invention to the suction side of a Motor housing or cylinder head 94 of an internal combustion engine flanged.
- 96 is one Pulley designated to drive one of the crankshafts.
- Be flanged suction assembly for example, a throttle and / or a May include means for measuring the inflowing air amount, etc.
- the compressor is operated in two-stroke operation.
- the piston 4 1 moves from left to right, especially the inlet valve 20 and the Exhaust valve 26 is actuated such that fresh air flows into the working chamber 10 and from the Working chamber 20 compressed fresh air expelled at appropriate pressure level becomes.
- the intake valve 22 and the exhaust valve 24 are moving from left to right the piston 4 advantageously to.
- the operations of the valves are in opposite directions, i. the fresh charge flow is then determined by the inlet valve 22 and outlet valve 24, whereas where the valves 20 and 26 are preferred.
- the reciprocating compressor according to the invention works, even if they only with a cylinder and arranged therein, a double-acting piston containing, with high efficiency and low pressure pulsations.
- the formation of the piston with two at a mutual distance arranged piston crowns, between which the crank mechanism is arranged not only has the Advantage that the crankshaft and its lubrication is completely separate from the work spaces, but also allows easy storage of the crankshaft (s) in the cylinder wall.
- the reciprocating compressor can be any number of cylinders with pistons working therein , wherein the individual cylinders are operated out of phase, so that minimal Pressure pulsations are achieved.
- the possible small stroke / bore ratio allows low piston speeds, which favorably affects the fatigue life.
- the design allows based on the cylinder cross-section large cross sections of the inlet and Outlet valves, whereby the compressor operates with low flow resistance.
- the loader can on the pressure side directly on the cylinder head or a suction pipe of a be flanged onto the engine to be charged.
- the housing 32 When flanging directly to the cylinder head can the housing 32 is connected along its length a plurality within the housing Have discharge ports 36 which lead directly into the inlet channels of the individual cylinders.
- a suction can be flanged in front of the compressor, for example, a Throttle cap contains a connection for exhaust gas recirculation or from which a bypass line going out, bypassing the compressor directly into a suction pipe of the Internal combustion engine leads.
- the design allows for a high surface-to-volume ratio in terms of the stroke volume, whereby large charge exchange valves are possible.
- the crank mechanism may include one or more crankshafts, the implementation of the Rotary movement of the crankshaft (s) in a stroke movement of the piston on a variety of, on Known mechanisms can take place.
- the mechanism described by means of sliding or Sliding blocks is easy to install, works smoothly and leads to a soft, sinusoidal movement of the pistons.
- the described embodiment with two counter-rotating crankshafts can as Lancester compensation work, with oscillating, sinusoidal mass forces of piston and Sliding blocks in the crank mechanism of each piston are completely compensated.
- crank pin or the crank disks with mutual axial offset leads on the one hand to a compact design and on the other hand, to a small mechanical stress and thus high speed stability of the crank mechanism.
- the gears 58 and 60 at the ends of the crankshaft are used for synchronization and Power transmission between the crankshafts.
- the gears can also through Belting, such as a toothed belt, to be replaced. It just needs a crankshaft of be driven one end, for example by means of the pulley 96 (Fig. 14).
- the gears 58 and 60 may be used as elements of a gear pump, with which a cooling / lubricating fluid can be conveyed in the compressor or supercharger trained channels circulates.
- a cooling / lubricating fluid can be conveyed in the compressor or supercharger trained channels circulates.
- at least the working chamber 10 and 12 limiting walls of the cylinder cooled, with the short heat conduction paths for a provide efficient cooling.
- the loader may additionally have a front of the discharge opening 36th having arranged internal heat exchanger. Alternatively or additionally, the compressed Air flow through an external heat exchanger before entering the internal combustion engine.
- the advantageously integrally formed lubricant / coolant circuit of the supercharger can with the be connected to the internal combustion engine or be formed separately.
- an important aspect of the compressor according to the invention is that on the one hand the compressed air flowing through the discharge opening 36 is free from any lubricant and on the other hand is as cool as possible.
- the two crankshafts the are simultaneously camshafts, are passed between the piston plates and in the cylinder 2 are mounted by means of simple sealable bearings, so that within the piston one after each outside dense lubricant space is formed, the liquid lubricant, at the same time as Coolant is used, can be fed through the crankshaft.
- the Lubricant / Coolant can effectively cool the piston crowns from the inside. It is understood that through through the cylinder wall, the space between the cylinder and the housing and the Housing passing channels a fluid return is formed, so that the coolant / lubricant circulates.
- Shaft guides for the roller tappets 64 can wetting through the crankshafts be lubricated so that the lubricant does not get into the fresh air. Are advantageous very hard ram ends or contact surface combinations.
- valves For the connection of the valves to valve lever or, as in the example shown, to the bridge-like valve members is a friction and wear-favorable material pairing advantageous.
- the charger according to the invention advantageously operates in the two-stroke process.
- the intake and exhaust valves can be operated in a variety of ways. in the Embodiment, they can not only with the appropriate dimensioning of the springs Valve members are actuated, but also work as check valves, the Inlet valves open at negative pressure in the respective working chamber and the exhaust valves at Open overpressure. In alternative embodiments, only the intake valves or only the Exhaust valves are designed as check valves and the other valves of the or Crankshafts be actuated.
- the intake and / or exhaust valves may be by means known per se Valve actuation mechanisms, for example, by changing the effective tap lever and / or the Abgriffswinkel, are also controlled such that their opening or Locking function is variable, and / or can be held in the open or closed position.
- the speed of the crankshaft of the compressor can be rigid with the crankshaft Internal combustion engine coupled. Between the supercharged internal combustion engine and the Compressor can be arranged a gearbox with stepwise or continuously adjustable ratio be. By means of a clutch, the compressor can be completely removed from the internal combustion engine be uncoupled.
- the flow rate of the compressor can also be changed by variable control of the valves be in which, in open-position valves, a low-flow path of the Suction opening 34 to the discharge opening 36 (Fig. 1).
- the delivery rate of the loader can be controlled by openings in the partitions 28 and 30th be changed as needed.
- the inlet opening 34 may be preceded by a throttle valve be.
- each of the crankshafts with two or three be provided more associated with each piston crank disks.
- valves can also be completely independent of the rotation of the crankshaft by its own Drives, such as electromagnetic, hydraulic or other suitable actuators are actuated. Instead of the two crankshafts, only one crankshaft can pass through each piston extend, etc.
- the compressor offers numerous possibilities for the regulation of maximum Compression of the air via light compression, no compression to the recoil, in which the compressor is used for braking.
- the compressor or supercharger according to the invention is suitable for charging all types of Internal combustion engines, two-stroke engines, four-stroke engines or with other timing sequences working machines, gasoline engines, diesel engines, gas engines, etc.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenverdichter, der insbesondere zum Aufladen einer Brennkraftmaschine geeignet ist.The invention relates to a reciprocating compressor, in particular for charging a Internal combustion engine is suitable.
Die Aufladung von Brennkraftmaschinen ist nicht nur ein bewährtes Mittel zur Drehmoment- und Leistungssteigerung, sondern auch zur Absenkung des Verbrauches im Teillastbetrieb einer Brennkraftmaschine mit vorgegebener Höchstleistung. Die Aufladung von Dieselmotoren ist besonders vorteilhaft, da bei Dieselmotoren die bei Ottomotoren bestehenden Klopfprobleme nicht vorhanden sind.The charging of internal combustion engines is not only a proven means for torque and Performance increase, but also to reduce consumption in part-load operation of a Internal combustion engine with predetermined maximum power. The charge of diesel engines is particularly advantageous because in diesel engines existing in gasoline engines knocking problems not available.
Für die Aufladung gibt es zwei grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten, die auch in Kombination eingesetzt werden. Bei der Abgasturboaufladung wird die im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltene Energie zum Antrieb eines Turboladers benutzt, der eine Turbine antreibt, die der Brennkraftmaschine verdichtete Luft zuführt. Bei der sogenannten Fremdaufladung wird der Verdichter von einem eigenen Antrieb, beispielsweise der Kurbelwelle der aufzuladenden Brennkraftmaschine, oder einem sonstigen Motor, beispielsweise Elektromotor, angetrieben, um die der Brennkraftmaschine zugeführte Luft zu verdichten. Es sind unterschiedliche Arten von fremdangetriebenen Verdichtern bekannt, beispielsweise Routs-Gebläse, Spirallader oder auch Kolbenverdichter.There are two fundamentally different options for charging, including in Combination can be used. When the turbocharger is in the exhaust gas of a Internal combustion engine used power to drive a turbocharger using a turbine drives, which supplies the internal combustion engine compressed air. In the so-called External charging is the compressor of its own drive, such as the crankshaft the supercharged internal combustion engine, or other engine, for example Electric motor, driven to compress the internal combustion engine supplied air. There are different types of externally driven compressors known, for example Routs blower, Spiral loader or piston compressor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubkolbenverdichter zu schaffen, der sich bei einfachem Aufbau durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet und vielseitig anwendbar ist.The invention has for its object to provide a reciprocating compressor, which is at Simple design characterized by high efficiency and versatile.
Diese Aufgabe wird mit einem Hubkolbenverdichter gemäß dem Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with a reciprocating compressor according to claim 1.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hubkolbenverdichters gerichtet.The subclaims are based on advantageous embodiments and developments of directed reciprocating compressor according to the invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit
weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:
- Fig. 1
- einen schematischen Querschnitt durch einen Hubkolbenverdichter,
- Fig. 2 und 3
- unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Kolbens mit den Kolben durchragenden Kurbelwellen,
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht zweier Kurbelwellen für einen zweizylindrigen Hubkolbenverdichter,
- Fig. 5
- die Kurbelwellen gemäß Fig. 4 mit zugehörigen Kolben,
- Fig. 6 bis 8
- unterschiedliche perspektivische Ansichten eines an einer Seite der Kurbelwellen angeordneten, einem Zylinder zugehörenden Kurbel-/Ventiltriebs,
- Fig. 9
- ein Einlassventil im Zusammenwirken mit einem Ventilglied,
- Fig. 10
- ein Auslassventil im Zusammenwirken mit einem Ventilglied,
- Fig. 11
- eine perspektivische Ansicht eines Rollenstößels,
- Fig. 12
- eine perspektivische Ansicht des Rollenstößels gemäß Fig. 11 aus anderer Perspektive,
- Fig. 13
- Details des Nocken- und Kurbeltriebs, und
- Fig. 14
- eine perspektivische Ansicht eines am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeflanschten erfindungsgemäßen Verdichters.
They show:
- Fig. 1
- a schematic cross section through a reciprocating compressor,
- FIGS. 2 and 3
- different perspective views of a piston with the piston protruding crankshafts,
- Fig. 4
- a perspective view of two crankshafts for a two-cylinder reciprocating compressor,
- Fig. 5
- the crankshafts according to FIG. 4 with associated pistons,
- Fig. 6 to 8
- different perspective views of a arranged on one side of the crankshafts, a cylinder associated crank / valve train,
- Fig. 9
- an inlet valve in cooperation with a valve member,
- Fig. 10
- an exhaust valve in cooperation with a valve member,
- Fig. 11
- a perspective view of a roller tappet,
- Fig. 12
- a perspective view of the roller tappet of FIG. 11 from a different perspective,
- Fig. 13
- Details of the cam and crank drive, and
- Fig. 14
- a perspective view of a flanged to the cylinder head of an internal combustion engine compressor according to the invention.
Gemäß Fig. 1 weist ein erfmdungsgemäßer Hubkolbenverdichter einen beidseitigen durch
Stirnwände verschlossenen Zylinder 2 auf, in dem ein Kolben 4 hin und her beweglich ist. Der
Kolben 4 enthält zwei in gegenseitigen Abstand angeordnete Kolbenböden 6 und 8, die
vorteilhafterweise an ihren Umfangsrändern zur Abdichtung mit Kolbenringen bestückt sind und
die im Inneren des Zylinders 2 zwei Arbeitskammern 10 und 12 abtrennen. Die beiden
Kolbenböden 6 und 8 sind über Streben 14 starr miteinander verbunden, beispielsweise
verschraubt. An den einander zugewandten Innenseiten der Kolbenböden 6 und 8 sind
Führungsflächen 16 und 17 ausgebildet, die zur Führung von Gleitsteinen 18 dienen.According to FIG. 1, a reciprocating compressor according to the invention has a bilateral compressor
End walls closed
In den Stirnwänden des Zylinders 2 sind Öffnungen für jeweils wenigstens ein Einlassventil 20
bzw. 22 und Auslassventil 24 bzw. 26 ausgebildet.In the end walls of the
Der Zylinder 2 ist mittels Halterungen, die Trennwände 28 und 30 bilden, in einem Gehäuse 32
aufgenommen. Das Gehäuse 32 weist wenigstens eine Ansaugöffnung 34 und eine
Ausstoßöffnung 36 auf, wobei, wie ersichtlich, ein zwischen dem Außengehäuse 32 und dem
Zylinder 2 gebildeter Zwischenraum durch die Trennwände 28 und 30 derart unterteilt ist, dass
ein Einlasskanal 38 gebildet ist, der die Ansaugöffnung 34 mit den Einlassventilen 20 und 22
bzw. von diesen wahlweise geöffneten oder geschlossenen, in die Arbeitskammern 10 und 12,
führenden Einlassöffnungen verbindet, und ein Auslasskanal 40 gebildet ist, der die Auslassventile
24, 26 bzw. von diesen wahlweise geöffneten oder verschlossenen Auslassöffnungen der
Arbeitskammern 10 und 12 mit der Ausstoßöffnung 36 verbindet.The
In Fig. 1 ist die Bewegungsrichtung des Kolbens 4 waagerecht. In den Fig. 2 bis 8 ist sie senkrecht, so dass die Darstellungen der Fig. 2 bis 8 in Anwendung auf die Anordnung gem. Fig. 1 um 90° gedreht werden.In Fig. 1, the direction of movement of the piston 4 is horizontal. In Figs. 2 to 8 it is perpendicular, so that the representations of Figs. 2 to 8 in accordance with the arrangement according to. FIG. 1 rotated by 90 °.
Die Fig. 2 und 3 zeigen perspektivische Ansichten des Kolbens 4 mit jeweils zwei den Kolben
durchquerenden Kurbelwellen 42 und 44. Die relativ zum Zylinder 2 bzw. dem Gehäuse 32
ortsfesten Achsen der Kurbelwellen sind in Fig. 1 mit A bezeichnet. Jede Kurbelwelle weist
wenigstens je eine exzentrisch zu ihrer Achse angeordnete Kurbelscheibe 46 bzw. 48 auf, die mit
den Gleitsteinen 18 zusammenwirkt, die längs der Führungsflächen 16, 17 der Kolbenböden 6
und 8 linear senkrecht zu den Achsen der Kurbelwellen verschiebbar sind, so dass eine Gleitstein-
bzw. Kulissenführung geschaffen ist, mit der die umlaufende exzentrische Bewegung der
Kurbelscheiben in an sich bekannter Weise in eine oszillierende Bewegung des innerhalb des
Zylinders 2 geführten Kolbens umgewandelt werden kann. Die Gleitsteine sind vorteilhafterweise
zur einfachen Montierbarkeit unterteilt.Figs. 2 and 3 show perspective views of the piston 4 with two of the
Fig. 4 zeigt die Kurbelwellen 42 und 44 in einer Ausbildung für jeweils zwei innerhalb eines
Gehäuses 32 (Fig. 1) hintereinander angeordnete Zylinder 2, in denen jeweils ein Kolben 4
arbeitet. Im dargestellten Beispiel sind jedem Kolben an der Kurbelwelle 42 zwei Kurbelscheiben
46 und an der Kurbelwelle 44 eine Kurbelscheibe 48 zugeordnet, die mit entsprechenden
Gleitsteinen 18 zusammenarbeiten. Wie ersichtlich, sind die Kurbelscheiben 46 und 48 axial
gegeneinander versetzt, so dass sich ihre Bewegungsbahnen radial durchdringen, wodurch ein
kleinerer Abstand zwischen den Kurbelwellen 42 und 44 möglich ist. Zum Massenausgleich der
oszillierenden Kräfte sind die Kurbelwellen 42 und 44 in an sich bekannter Weise mit
Ausgleichsmassen 50 bzw. 52 versehen. Fig. 4 shows the
Die Kurbelwellen 42 und 44 können beispielsweise jeweils in der Wandung der Zylinder 2
gelagert sein.The
Zum Antrieb der Ventile 20, 22, 24 und 26 weisen die Kurbelwellen Nocken 54 und 56 auf, mit
denen über Betätigungsglieder die Ventile betätigt werden. Damit von extern nur eine der
Kurbelwellen 42, 44 angetrieben werden muss, ist an jeweils einem Ende der Kurbelwelle
drehfest ein Zahnrad 58 bzw. 60 mit der jeweiligen Kurbelwelle verbunden. Die Zahnräder 58
und 60 sind gleich groß und kämmen ineinander, so dass die Kurbelwellen 42 und 44 sich
gegensinnig mit gleicher Drehzahl drehen. Vorteilhafterweise dienen die Zahnräder 58, 60 als
Elemente einer Zahnradpumpe, die in einem Kühlmittel- und/oder Schmiermittelkreislauf des
Verdichters angeordnet ist.To drive the
Die Fig. 5 zeigt die mit den Kurbelwellen gem. Fig. 4 zusammengebauten Kolben.Fig. 5 shows the gem. Fig. 4 assembled piston.
Die Fig. 6 zeigt in perspektivischer Ansicht Ausschnitte eines gemäß der Figur linksseitig der
Kurbelwellen 42, 44 angeordneten, einem Zylinder zugeordneten Kurbel-/Ventiltriebs.FIG. 6 shows a perspective view of sections of a left side of
Im dargestellten Beispiel sind an jeder Kurbelwelle 42 bzw. 44 beidseitig außerhalb des Zylinders
Nocken 54 bzw. 56 ausgebildet, mit denen Rollenstößel 62 bzw. 64 zusammen arbeiten, die
jeweils ein den Zylinder brückenartig übergreifendes Ventilglied 66 bzw. 68 betätigen. Das
gemäß Fig. 6 linke Ventilglied 66 betätigt mehrere Einlassventile 20 (Fig. 1). Das rechte
Ventilglied 68 betätigt mehrere Auslassventile 24. Im dargestellten Beispiel sind die Ventile an
den jeweiligen Ventilgliedern zwangsgeführt. Wie ersichtlich, sind im dargestellten Beispiel
jeweils vier Einlassventile und vier Auslassventile an einer Stirnwand des Zylinders 2 angeordnet
und werden mittels je eines Ventilgliedes betätigt.In the example shown are on each
Da sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Einlassventile 20, 22 und die Auslassventile 24, 26 jeweils
gegenüberliegen, sind die linkseitig bzw. rechtsseitig (Fig. 1) oder oberhalb bzw. unterhalb der
Kolben (Fig. 2 bis 8) angeordneten Ventiltriebe einander gleich bzw. spiegelsymmetrisch
angeordnet. Since, as shown in FIG. 1, the
Wenn der Verdichter im Zweitaktbetrieb betrieben wird, werden die Einlassventile und die
Auslassventile bezüglich der Drehung der Kurbelwellen jeweils um etwa 180° phasenverschoben
betätigt, so dass sich bei gegensinniger Drehung der nebeneinander angeordneten Kurbelwellen
42, 44 mit gleicher Drehzahl und zweckentsprechender Ausbildung des Nocken 54, 56 eine
phasenrichtige Betätigung der jeweiligen Ventile ergibt.When the compressor is operated in two-stroke operation, the intake valves and the
Outlet valves with respect to the rotation of the crankshaft each phase-shifted by about 180 °
operated, so that in opposite directions rotation of the juxtaposed
Anhand der Fig. 9 bis 13 wird im Folgenden der Ventiltrieb genauer erläutert:The valve drive will be explained in more detail below with reference to FIGS. 9 to 13:
Die Ventilglieder 66 bzw. 68 sind in nicht dargestellten gehäusefesten Führungen linear beweglich
geführt und werden von den Nocken 54 bzw. 56 gegen die Kraft der Federn 70 bzw. 72, die sich
zwischen dem Gehäuse 32 und dem jeweiligen Ventilglied abstützen, hin- und herbewegt.The
Das brückenartige Ventilglied 66 (Fig. 9), das die Auslassventile 20 betätigt, enthält für jedes
Auslassventil einen Führungsdurchlass 74, durch den sich der Schaft des Auslassventils 20
hindurch erstreckt und der in eine Ausnehmung 76 führt, in der der Schaft des Ventils endet.
Zwischen einem Endflansch 78 des Ventilschafts und dem Ventilglied 66 stützt sich eine
Ventilfeder 80 ab, die das Auslassventil 20 in Schließstellung drängt. Dem Endflansch 28
gegenüberliegend ist in das Ventilglied 66 eine Madenschraube 82 eingeschraubt, die zur
Spieleinstellung dient.The bridge-type valve member 66 (Figure 9), which actuates the
Das die Auslassventile 24 betätigende Ventilglied 68 (Fig. 10) weist ebenfalls für jedes
Auslassventil 24 einen Führungsdurchlass 84 auf, durch den sich der Ventilschaft hindurch
erstreckt. Der Ventilschaft 84 endet in einem beispielsweise mit ihm verschraubten Anschlag 86,
dessen Abstand vom Ventilteller zur Spieleinstellung einstellbar ist. Zwischen dem Ventilglied 68
und dem Ventil stützt sich eine Ventilfeder 88 ab.The
Mit der in den Fig. 9 und 10 beschriebenen Konstruktion, die in vielfältiger Weise abgeändert
werden kann, wird erreicht, dass für die Ventilschäfte keine eigene gehäusefeste Führung
erforderlich ist, dass die Einlassventile 20 gemäß Fig. 9 jeweils bei einer Bewegung nach unten
des Ventilglieds 66 geöffnet werden und die Auslassventile 24 gemäß Fig. 10 bei einer Bewegung
des Ventilglieds 68 nach oben geöffnet werden. Zusätzlich kann durch entsprechende
Dimensionierung der Federn 80 bzw. 88 erreicht werden, dass das Einlassventil 20 bei starkem
Unterdruck in der zugehörigen Arbeitskammer öffnet, ohne dass das Ventilglied 66 bewegt wird
und/oder dass das Auslassventil 24 bei starkem Überdruck in der zugehörigen Arbeitskammer
öffnet, ohne dass das Ventilglied 68 bewegt wird.With the construction described in Figs. 9 and 10 modified in various ways
can be achieved that is achieved for the valve stems no separate housing-fixed leadership
it is necessary that the
Die Fig. 11 und 12 zeigen einen Rollenstößel 62 mit in ihm gelagerte Rolle 88 und gehäusefester
Führung 90.11 and 12 show a
Die Fig. 13 zeigt einen Ausschnitt der beiden Kurbelwellen 42 und 44 mit den Nocken 54 und 56.
Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis 8 hat die Kurbelwelle 42 nur eine
Kurbelscheibe 46, wohingegen die Kurbelwelle 44 zwei Kurbelscheiben 48 aufweist. Wie
ersichtlich, ist der Nocken 54, der die den Einlassventilen zugeordneten Rollenstößel bzw.
Brückenglieder 66 betätigt, als "Negativnocken" ausgebildet, der das Brückenglied 66
normalerweise in die Stellung gem. Fig 9 gegen die Federn 70 drängt und lediglich in seinem mit
kleinerem Durchmesser ausgebildeten Nockenbereich eine gemäß Fig. 9 erfolgende
Abwärtsbewegung des Ventilglieds 66 zur Öffnung des Einlassventils 20 bewirkt. Der den
Auslassventilen zugeordnete Nocken 56 der Kurbelwelle 44 ist als normaler Nocken mit im
Durchmesser vergrößerter Nockenerhebung ausgebildet.FIG. 13 shows a section of the two
Der Zusammenbau des beschriebenen Kolbenverdichters geschieht wie folgt:The assembly of the piston compressor described is done as follows:
Zunächst wird das eigentliche Triebwerk, wie in Fig. 5 dargestellt, zusammengebaut, indem die
Kurbelwellen und die Gleitsteine auf jeweils zwei benachbart liegenden Kolbenböden angeordnet
werden und die jeweils anderen Kolbenböden dann mittels der Streben 14 montiert werden, so
dass die Baugruppe gemäß Fig. 5 entsteht.First, the actual engine, as shown in Fig. 5, assembled by the
Crankshafts and the sliding blocks arranged on each two adjacent piston heads
be and then the other piston plates are then mounted by means of the
Über den Kolben 4 werden dann die Zylinder 2 angebracht, die jeweils aus zwei mittig
unterteilten Hälften bestehen. Anschließend werden die Ventiltriebe in jeweils an den Zylindern
angebrachten Montageflächen montiert und die gesamte Anordnung wird in dem ebenfalls
zweiteilig ausgebildeten Gehäuse 32 zusammengebaut. Die Zylinderhälften und die
Gehäusehälften können einteilig miteinander ausgebildet sein. About the piston 4, the
Fig. 14 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolbenverdichter 92 an die Ansaugseite eines
Motorgehäuses bzw. Zylinderkopfes 94 eines Verbrennungsmotors angeflanscht. Mit 96 ist eine
Riemenscheibe zum Antrieb eines der Kurbelwellen bezeichnet.Fig. 14 shows a
An der Ansaugöffnung 34 des Gehäuses 32 kann zusätzlich eine nicht dargestellte
Ansaugbaugruppe angeflanscht sein, die beispielsweise eine Drosselklappe und/oder eine
Einrichtung zum Messen der einströmenden Luftmenge usw. enthalten kann.At the
Die Funktion des beschriebenen Verdichters ist folgende:The function of the described compressor is the following:
Vorteilhafterweise wird der Verdichter im Zweitaktbetrieb betrieben. Wenn sich der Kolben 4
gemäß Fig. 1 von links nach rechts bewegt, werden vor allem das Einlassventil 20 und das
Auslassventil 26 derart betätigt, dass in die Arbeitskammer 10 Frischluft einströmt und aus der
Arbeitskammer 20 komprimierte Frischluft bei zweckentsprechendem Druckniveau ausgestoßen
wird. Das Einlassventil 22 und das Auslassventil 24 sind bei der Bewegung von links nach rechts
des Kolbens 4 vorteilhafterweise zu. Bei der Bewegung des Kolbens von rechts nach links
erfolgen die Betätigungen der Ventile in entgegengesetzter Weise, d.h. die Frischladungsströmung
wird dann vom Einlassventil 22 und Auslassventil 24 bestimmt, wo hingegen die Ventile 20 und
26 bevorzugt zu sind. Es versteht sich, dass durch geeignete, an sich bekannte,
Phasenverstelleinrichtungen und/oder Hubverstelleinrichtungen die Einlassventile und
Auslassventile derart gesteuert werden können, dass die geförderte Luftmenge (Luftmassenstrom)
an die jeweiligen, für eine Brennkraftmaschine erforderlichen Betriebsbedingungen angepasst
werden können und der Verdichter durch zweckentsprechende Einstellung der jeweiligen
Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Ventile relativ zu den Totpunkten der Kolbenbewegung mit
hohem Wirkungsgrad arbeitet.Advantageously, the compressor is operated in two-stroke operation. When the piston 4
1 moves from left to right, especially the
Im Folgenden werden funktionale Besonderheiten des geschilderten Kolbenverdichters erläutert, wobei auch Beispiele möglicher Abänderungen und zusätzlicher Merkmale angegeben werden:In the following, functional peculiarities of the described reciprocating compressor will be explained. giving examples of possible modifications and additional features:
Der erfindungsgemäße Hubkolbenverdichter arbeitet, auch wenn sie nur mit einen Zylinder und einen darin angeordneten, doppelt wirkenden Kolben enthält, mit hohem Wirkungsgrad und geringen Druckpulsationen. Die Ausbildung des Kolbens mit zwei in gegenseitigem Abstand angeordneten Kolbenböden, zwischen denen der Kurbeltrieb angeordnet ist, hat nicht nur den Vorteil, dass die Kurbelwelle und deren Schmierung von den Arbeitsräumen völlig getrennt ist, sondern ermöglicht auch eine problemlose Lagerung der Kurbelwelle (n) in der Zylinderwand. Der Hubkolbenverdichter kann eine beliebige Anzahl von Zylindern mit darin arbeitenden Kolben aufweisen, wobei die einzelnen Zylinder phasenversetzt betrieben werden, so dass minimale Druckpulsationen erreicht werden. Das mögliche kleine Hub/Bohrungsverhältnis ermöglicht geringe Kolbengeschwindigkeiten, was die Dauerhaltbarkeit günstig beeinflusst.The reciprocating compressor according to the invention works, even if they only with a cylinder and arranged therein, a double-acting piston containing, with high efficiency and low pressure pulsations. The formation of the piston with two at a mutual distance arranged piston crowns, between which the crank mechanism is arranged, not only has the Advantage that the crankshaft and its lubrication is completely separate from the work spaces, but also allows easy storage of the crankshaft (s) in the cylinder wall. The reciprocating compressor can be any number of cylinders with pistons working therein , wherein the individual cylinders are operated out of phase, so that minimal Pressure pulsations are achieved. The possible small stroke / bore ratio allows low piston speeds, which favorably affects the fatigue life.
Die Konstruktion ermöglicht bezogen auf den Zylinderquerschnitt große Querschnitte der Einlassund Auslassventile, wodurch der Verdichter mit geringen Strömungswiderständen arbeitet.The design allows based on the cylinder cross-section large cross sections of the inlet and Outlet valves, whereby the compressor operates with low flow resistance.
Der Lader kann druckseitig unmittelbar am Zylinderkopf bzw. einem Saugrohr eines
aufzuladenden Motors angeflanscht werden. Beim Anflanschen direkt an den Zylinderkopf kann
das Gehäuse 32 längs seiner Länge mehrere innerhalb des Gehäuses verbundene
Ausstoßöffnungen 36 aufweisen, die direkt in die Einlasskanäle der einzelnen Zylinder führen.
Saugseitig kann vor dem Verdichter ein Ansaugteil angeflanscht werden, das beispielsweise eine
Drosselkappe enthält, einen Anschluss für Abgasrückführung enthält oder von dem eine Bypass-Leitung
ausgeht, die unter Umgehung des Verdichters direkt in ein Saugrohr der
Brennkraftmaschine führt.The loader can on the pressure side directly on the cylinder head or a suction pipe of a
be flanged onto the engine to be charged. When flanging directly to the cylinder head can
the
Die Konstruktion ermöglicht bezogen auf das Hubvolumen ein großes Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis, wodurch große Ladungswechselventile möglich sind.The design allows for a high surface-to-volume ratio in terms of the stroke volume, whereby large charge exchange valves are possible.
Insgesamt sind die freien Wege zwischen den Wänden des Gehäuses und des Zylinders kurz, so dass bei Kühlung der Wände auch das komprimierte Gas wirksam gekühlt wird.Overall, the free paths between the walls of the housing and the cylinder are short, so that when cooling the walls and the compressed gas is effectively cooled.
Der Kurbeltrieb kann eine oder mehrere Kurbelwellen enthalten, wobei die Umsetzung der Drehbewegung der Kurbelwelle (n) in eine Hubbewegung des Kolbens über unterschiedlichste, an sich bekannte Mechanismen erfolgen kann. Der beschriebene Mechanismus mittels Gleit- bzw. Kulissensteinen ist einfach montierbar, arbeitet reibungsgünstig und führt zu einer weichen, sinusförmigen Bewegung der Kolben.The crank mechanism may include one or more crankshafts, the implementation of the Rotary movement of the crankshaft (s) in a stroke movement of the piston on a variety of, on Known mechanisms can take place. The mechanism described by means of sliding or Sliding blocks is easy to install, works smoothly and leads to a soft, sinusoidal movement of the pistons.
Die geschilderte Ausführungsform mit zwei gegensinnig drehenden Kurbelwellen kann als Lancester-Ausgleich arbeiten, wobei oszillierende, sinusförmige Massenkräfte von Kolben- und Gleitsteinen im Kurbeltrieb jedes Kolbens komplett ausgeglichen werden. Weiter ist jeder einzelne Zylinder ausgeglichen, so dass von keinem Zylinder dynamische Massenkräfte in das Gehäuse eingeleitet werden. Weiterhin gibt es keine nach außen wirkenden Massenkräfte außerhalb des Gehäuses, so dass der erfindungsgemäße Verdichter sehr schwingungsarm arbeitet.The described embodiment with two counter-rotating crankshafts can as Lancester compensation work, with oscillating, sinusoidal mass forces of piston and Sliding blocks in the crank mechanism of each piston are completely compensated. Next is each one Cylinder balanced so that no cylinder dynamic mass forces in the housing be initiated. Furthermore, there are no outward acting mass forces outside the Housing, so that the compressor according to the invention operates very low vibration.
Die geschilderte Ausführungsform der Hubzapfen bzw. der Kurbelscheiben mit gegenseitigem axialen Versatz führt einerseits zu einer kompakten Bauweise und andererseits, zu einer geringen mechanischen Beanspruchung und damit hoher Drehzahlfestigkeit des Kurbeltriebs.The described embodiment of the crank pin or the crank disks with mutual axial offset leads on the one hand to a compact design and on the other hand, to a small mechanical stress and thus high speed stability of the crank mechanism.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der bzw. die Kolben sich seitenkraftfrei bewegen, was die Reibungsverluste vermindert und die Lebensdauer erhöht. Die hemdfrei ausgeführten Kolbenböden tragen zur Gewichtsverminderung bei. Es treten keine Kippkräfte auf.Another advantage is that the piston or move free of lateral force, which is the Reduced friction losses and increased life. The shirt-free running Piston bottoms contribute to weight reduction. There are no tilting forces.
Die Zahnräder 58 und 60 an den Enden der Kurbelwellen (Fig. 4) dienen zur Synchronisation und
Leistungsübertragung zwischen den Kurbelwellen. Die Zahnräder können auch durch
Umschlingungsmittel, wie einen Zahnriemen, ersetzt sein. Es muss nur eine Kurbelwelle von
einem Ende her angetrieben werden, beispielsweise mittels der Riemenscheibe 96 (Fig. 14).The
Die Zahnräder 58 und 60 (Fig. 4) können als Elemente einer Zahnradpumpe verwendet werden,
mit der ein Kühl/Schmierfluid gefördert werden kann, das in in dem Verdichter bzw. Lader
ausgebildeten Kanälen umläuft. Vorteilhafterweise werden zumindest die die Arbeitskammer 10
und 12 begrenzenden Wände des Zylinders gekühlt, wobei die kurzen Wärmeleitwege für eine
effiziente Kühlung sorgen. Der Lader kann zusätzlich einen vor der Ausstoßöffnung 36
angeordneten internen Wärmetauscher aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die verdichtete
Luft vor ihrem Eintritt in die Brennkraftmaschine einen externen Wärmetauscher durchströmen.The
Der vorteilhaft integriert ausgebildete Schmiermittel/Kühlmittelkreislauf des Laders kann mit dem der Brennkraftmaschine verbunden sein oder getrennt davon ausgebildet sein.The advantageously integrally formed lubricant / coolant circuit of the supercharger can with the be connected to the internal combustion engine or be formed separately.
Generell liegt ein wichtiger Aspekt des erfindungsgemäßen Verdichters darin, dass einerseits die
durch die Ausstoßöffnung 36 strömende verdichtete Luft frei von jeglichem Schmiermittel ist und
andererseits möglichst kühl ist. Für beides ist vorteilhaft, dass die beiden Kurbelwellen, die
gleichzeitig Nockenwellen sind, zwischen den Kolbenböden hindurchgeführt sind und im Zylinder
2 mittels einfach dichtbarer Lager gelagert sind, so dass innerhalb des Kolbens jeweils ein nach
außen dichter Schmiermittelraum gebildet ist, dem flüssiges Schmiermittel, das gleichzeitig als
Kühlmittel dient, durch die Kurbelwellen hindurch zugeführt werden kann. Das
Schmier-/Kühlmittel kann die Kolbenböden von innen her effektiv kühlen. Es versteht sich, dass durch
durch die Zylinderwand, den Zwischenraum zwischen dem Zylinder und dem Gehäuse sowie das
Gehäuse hindurchführende Kanäle ein Fluidrücklauf gebildet ist, so dass das Kühl-/Schmiermittel
umläuft.In general, an important aspect of the compressor according to the invention is that on the one hand the
compressed air flowing through the
Schaftführungen für die Rollenstößel 64 können durch die Kurbelwellen hindurch benetzend
derart geschmiert werden, dass das Schmiermittel nicht in die Frischluft gelangt. Vorteilhaft sind
sehr harte Stößelschaftenden bzw. Kontaktflächenkombinationen.Shaft guides for the
Für die Anbindung der Ventile an Ventilhebel oder, wie im dargestellten Beispiel, an die brückenartigen Ventilglieder ist eine reibungs- und verschleißgünstige Werkstoffpaarung vorteilhaft.For the connection of the valves to valve lever or, as in the example shown, to the bridge-like valve members is a friction and wear-favorable material pairing advantageous.
Für die Führungen der Rollenstößel und der Ventile sind Materialpaarungen vorteilhaft, die in an sich bekannter Weise mit Festschmierstoffen versehen sind oder mit Schmiermittel getränkt sind. Auch ist es möglich, die Sitzringe mit Festschmierstoffanteil zu versehen oder mit Schmiermittel zu tränken. For the guides of the roller tappet and the valves material pairings are advantageous in the known manner are provided with solid lubricants or impregnated with lubricant. It is also possible to provide the seat rings with solid lubricant or with lubricant to soak.
Wegen der niedrigen Betriebstemperaturen ist das Arbeiten mit Festschmierstoffen oder mit getränkten Führungsbuchsen möglich, so dass der Umlauf von flüssigem Schmier- bzw. Kühlmittel auf die Schmiermittelräume innerhalb der Kolben beschränkt sein kann.Because of the low operating temperatures, working with solid lubricants or with impregnated guide bushes possible, so that the circulation of liquid lubricating or Coolant may be limited to the lubricant spaces within the piston.
Auch durch den Einsatz keramischer Werkstoffe ist es möglich, den Bedarf an Flüssigschmiermitteln auf ein Minimum herabzusetzen.The use of ceramic materials also makes it possible to meet the demand To reduce liquid lubricants to a minimum.
Wie erläutert, arbeitet der erfindungsgemäße Lader vorteilhafterweise im Zwei-Takt-Verfahren. Die Einlass- und Auslassventile können auf unterschiedlichste Art betätigt werden. Im Ausführungsbeispiel können sie bei geeigneter Dimensionierung der Federn nicht nur über die Ventilglieder betätigt werden, sondern auch als Rückschlagventile arbeiten, wobei die Einlassventile bei Unterdruck in der jeweiligen Arbeitskammer öffnen und die Auslassventile bei Überdruck öffnen. In alternativen Ausführungsformen können nur die Einlassventile oder nur die Auslassventile als Rückschlagventile ausgebildet sein und die anderen Ventile von der oder den Kurbelwellen betätigt sein.As explained, the charger according to the invention advantageously operates in the two-stroke process. The intake and exhaust valves can be operated in a variety of ways. in the Embodiment, they can not only with the appropriate dimensioning of the springs Valve members are actuated, but also work as check valves, the Inlet valves open at negative pressure in the respective working chamber and the exhaust valves at Open overpressure. In alternative embodiments, only the intake valves or only the Exhaust valves are designed as check valves and the other valves of the or Crankshafts be actuated.
Auch bei Zwangssteuerung der Ventile, insbesondere der Auslassventile, lässt sich eine Selbststeuerungsfunktion realisieren, wenn der Druckabfall an den Ventilen einen vorbestimmten Wert übersteigt.Even with forced control of the valves, in particular the exhaust valves, can be a Self-control function realize when the pressure drop across the valves a predetermined Value exceeds.
Die Einlass- und/oder Auslassventile können mittels an sich bekannter Ventilbetätigungsmechanismen, beispielsweise durch Änderung der wirksamen Abgriffshebel und/oder der Abgriffswinkel, auch derart angesteuert werden, dass ihre Öffnungs- bzw. Schließfunktion variabel ist, und/oder können in Öffnungs- oder Schließstellung gehalten werden.The intake and / or exhaust valves may be by means known per se Valve actuation mechanisms, for example, by changing the effective tap lever and / or the Abgriffswinkel, are also controlled such that their opening or Locking function is variable, and / or can be held in the open or closed position.
Die Drehzahl der Kurbelwellen des Verdichters kann starr mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gekoppelt sein. Zwischen der aufzuladenden Brennkraftmaschine und dem Verdichter kann ein Getriebe mit stufenweise oder stufenlos einstellbarer Übersetzung angeordnet sein. Mittels einer Kupplung kann der Verdichter vollständig von der Brennkraftmaschine abgekuppelt werden.The speed of the crankshaft of the compressor can be rigid with the crankshaft Internal combustion engine coupled. Between the supercharged internal combustion engine and the Compressor can be arranged a gearbox with stepwise or continuously adjustable ratio be. By means of a clutch, the compressor can be completely removed from the internal combustion engine be uncoupled.
Die Fördermenge des Verdichters kann auch durch variable Ansteuerung der Ventile verändert werden, wobei bei in Offenstellung befindlichen Ventilen ein strömungsarmer Weg von der Ansaugöffnung 34 zur Ausstoßöffnung 36 (Fig. 1) besteht.The flow rate of the compressor can also be changed by variable control of the valves be in which, in open-position valves, a low-flow path of the Suction opening 34 to the discharge opening 36 (Fig. 1).
Alternativ kann bei außer Betrieb befindlichen Verdichter der Brennkraftmaschine über eine Bypass-Leitung Frischluft zugeführt werden.Alternatively, when the compressor is out of operation of the internal combustion engine via a Bypass pipe fresh air to be supplied.
Je nach Bedarf können einzelne Zylinder abgeschaltet werden.Depending on requirements, individual cylinders can be switched off.
Die Fördermenge des Laders kann durch steuerbare Öffnungen in den Trennwänden 28 und 30
bedarfsgerecht verändert werden. Der Einlassöffnung 34 kann eine Drosselklappe vorgeschaltet
sein.The delivery rate of the loader can be controlled by openings in the partitions 28 and 30th
be changed as needed. The
Es können mehrere Verdichter parallel oder hintereinander geschaltet an einer Brennkraftmaschine verwendet werden.Several compressors can be connected in parallel or in series at one Internal combustion engine can be used.
Um die Kolbenböden noch weniger zu beanspruchen, kann jede der Kurbelwellen mit zwei oder mehr jedem Kolben zugeordneten Kurbelscheiben versehen sein.In order to stress the piston crowns even less, each of the crankshafts with two or three be provided more associated with each piston crank disks.
Die Ventile können auch völlig unabhängig von der Drehung der Kurbelwelle durch eigene Antriebe, wie elektromagnetische, hydraulische oder andere geeignete Antriebe betätigt werden. Anstelle der beiden Kurbelwellen kann sich durch jeden Kolben nur eine Kurbelwelle hindurch erstrecken usw.The valves can also be completely independent of the rotation of the crankshaft by its own Drives, such as electromagnetic, hydraulic or other suitable actuators are actuated. Instead of the two crankshafts, only one crankshaft can pass through each piston extend, etc.
Zusammenfassend bietet der Verdichter zahlreiche Möglichkeiten zur Regelung von maximaler Verdichtung der Luft über leichte Verdichtung, keine Verdichtung bis zum Rückschub, bei dem der Verdichter zum Bremsen verwendet wird. In summary, the compressor offers numerous possibilities for the regulation of maximum Compression of the air via light compression, no compression to the recoil, in which the compressor is used for braking.
Der erfindungsgemäße Verdichter bzw. Lader eignet sich zum Aufladen aller Arten von Brennkraftmaschinen, Zwei-Takt-Maschinen, Vier-Takt-Maschinen oder mit anderen Taktfolgen arbeitende Maschinen, Otto-Motoren, Diesel-Motoren, Gas-Motoren usw.The compressor or supercharger according to the invention is suitable for charging all types of Internal combustion engines, two-stroke engines, four-stroke engines or with other timing sequences working machines, gasoline engines, diesel engines, gas engines, etc.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe. It is explicitly emphasized that all disclosed in the description and / or the claims Characteristics as separate and independent of each other for the purpose of original Disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention regardless of the feature combinations in the embodiments and / or the Claims should be considered. It is explicitly stated that all Range indications or indications of groups of units every possible intermediate value or subgroup of units for the purpose of original disclosure as well as Purpose of restricts the claimed invention, in particular also as Limit of a range specification.
- 22
- Zylindercylinder
- 44
- Kolbenpiston
- 66
- Kolbenbodenpiston crown
- 88th
- Kolbenbodenpiston crown
- 1010
- Arbeitskammerworking chamber
- 1212
- Arbeitskammerworking chamber
- 1414
- Strebestrut
- 1616
- Führungsflächeguide surface
- 1717
- Führungsflächeguide surface
- 1818
- Gleitsteinslide
- 2020
- Einlassventilintake valve
- 2222
- Einlassventilintake valve
- 2424
- Auslassventiloutlet valve
- 2626
- Auslassventiloutlet valve
- 2828
- Trennwandpartition wall
- 3030
- Trennwandpartition wall
- 3232
- Gehäusecasing
- 3434
- Ansaugöffnungsuction
- 3636
- Ausstoßöffnungdischarging port
- 3838
- Einlasskanalinlet channel
- 4040
- Auslasskanalexhaust port
- 4242
- Kurbelwellecrankshaft
- 4444
- Kurbelwellecrankshaft
- 4646
- Kurbelscheibecrank
- 4848
- Kurbelscheibecrank
- 5050
- AusgleichsmasseLeveling compound
- 5252
- AusgleichsmasseLeveling compound
- 5454
- Nockencam
- 5656
- Nockencam
- 5858
- Zahnradgear
- 6060
- Zahnradgear
- 6262
- Rollenstößelroller plunger
- 6464
- Rollenstößelroller plunger
- 6666
- Ventilgliedvalve member
- 6868
- Ventilgliedvalve member
- 7070
- Federfeather
- 7272
- Federfeather
- 7474
- FührungsdurchlassGuide passage
- 7676
- Ausnehmungrecess
- 7878
- Endflanschend flange
- 8080
- Ventilfedervalve spring
- 8282
- Madenschraubegrub screw
- 8484
- FührungsdurchlassGuide passage
- 8686
- Anschlagattack
- 8888
- Rollerole
- 9090
- Führungguide
- 9292
- Kolbenverdichterpiston compressor
- 9494
- Zylinderkopfcylinder head
- 9696
- Riemenscheibepulley
Claims (13)
wenigstens einen Zylinder (2), innerhalb dessen durch einen hin und her beweglichen Kolben (4) zwei auf voneinander abgewandten Seiten des Kolbens liegende Arbeitskammern (10, 12) gebildet sind, die jeweils wenigstens eine Einlass- und eine Auslassöffnung aufweisen, in denen jeweils ein Einlassventil (20, 22) bzw. ein Auslassventil (24, 26) arbeitet,
ein den Zylinder umschließendes Gehäuse (32) mit einer Ansaugöffnung (34) und einer Ausstoßöffnung (36),
wobei ein Zwischenraum zwischen dem Zylinder und dem Gehäuse durch eine Trennwand (28, 30) derart unterteilt ist, dass die Ansaugöffnung mit den Einlassöffnungen und die Ausstoßöffnung mit den Auslassöffnungen verbunden ist, und
eine Antriebsvorrichtung (42, 44) zum Hin- und Herbewegen des Kolbens, wobei bei jeweils einem Bewegungshub des Kolbens das Einlassventil einer Arbeitskammer öffnet und das der anderen Arbeitskammer schließt und das Auslassventil der einen Arbeitskammer schließt und das der anderen Arbeitskammer öffnet.Reciprocating compressor, in particular for charging an internal combustion engine, containing
at least one cylinder (2), within which by a reciprocating piston (4) lying on opposite sides of the piston working chambers (10, 12) are formed, each having at least one inlet and an outlet opening, in which an inlet valve (20, 22) or an outlet valve (24, 26) works,
a cylinder enclosing housing (32) with a suction port (34) and an ejection opening (36),
wherein a clearance between the cylinder and the housing is partitioned by a partition wall (28, 30) such that the suction port is connected to the intake ports and the discharge port is connected to the exhaust ports, and
a drive means (42, 44) for reciprocating the piston, wherein in each one movement stroke of the piston opens the inlet valve of a working chamber and the other working chamber closes and closes the exhaust valve of a working chamber and opens the other working chamber.
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