EP2850302A2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine

Info

Publication number
EP2850302A2
EP2850302A2 EP13718112.9A EP13718112A EP2850302A2 EP 2850302 A2 EP2850302 A2 EP 2850302A2 EP 13718112 A EP13718112 A EP 13718112A EP 2850302 A2 EP2850302 A2 EP 2850302A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
joint
piston
internal combustion
combustion engine
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13718112.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Brendel
Markus Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP2850302A2 publication Critical patent/EP2850302A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/02—Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J7/00—Piston-rods

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, having at least one piston axially displaceably mounted in a cylinder over a maximum stroke and with a connecting rod for adjusting the compression of the internal combustion engine, wherein the connecting rod device has a transverse lever, the one-end by a first joint a connecting rod pivotally connected to the piston and the other end connected by a second joint with an actuatable control lever, wherein the control lever is pivotable about a third joint, and wherein the transverse lever between the first joint and the second joint by a third joint at a distance is connected to a rotational axis of a crankshaft of the internal combustion engine lying Hubzapfent the crankshaft.
  • European Patent EP 1 307 642 B1 discloses a variable compression ratio internal combustion engine having a connecting device with which it is possible to adjust the compression of the internal combustion engine during operation.
  • a transverse lever is provided, one end of which is displaceable by means of the control lever in its position, and the other end is connected to the connecting rod of the piston.
  • the crankshaft engaging between the connecting rod and control lever on the transverse lever executes the usual movement, which leads to a translational or oscillating displacement of the piston in the cylinder.
  • the control lever By actuating the control lever, the angular ratios are changed such that the stroke of the piston in the cylinder changes, whereby the compression or compression taking place in the cylinder is varied.
  • nine parameters of the connecting rod device are defined with the aim to obtain the lowest loads on individual links and thus optimum smoothness. For this purpose, different conditions for the distances of the different joints are given to each other in relation to the crankshaft radius.
  • the invention has for its object to further reduce the forces acting on the joints and thus the friction acting therein to reduce the mechanical efficiency losses of the internal combustion engine.
  • the object underlying the invention is achieved by an internal combustion engine with the features of claim 1. It has the advantage that the overall efficiency is improved by the special arrangement of the joints, in particular of the pivot joint of the control lever with respect to the axis of rotation of the crankshaft of the internal combustion engine. Due to the great distance of the third joint from the axis of rotation, the pivot angle of the connecting rod means are reduced, thereby reducing the friction. According to the invention, it is provided for this purpose that the lateral distance between the axis of rotation of the crankshaft and the third joint in relation to the maximum stroke of the piston is at least -1, 0, in particular -1, 23 or -1, 78.
  • the lateral distance means the distance from the pivot axis to the axis of rotation, measured perpendicular to the stroke axis of the cylinder piston. While the distance between the axis of rotation and the stroke axis of the piston and between the first joint and the axis of rotation is associated with a positive value, the lateral distance between the axis of rotation and the third joint, which is located on the opposite side of the axis of rotation, with a positive negative value.
  • the axis of rotation is understood as a zero point. Due to the large distance of the third joint to the axis of rotation, as already mentioned, the swivel angle is reduced, thereby reducing the friction, which leads to a higher efficiency of the internal combustion engine.
  • the crankshaft radius ie the distance from the axis of rotation of the crankshaft to the eccentric axis of rotation of the crank pin in relation to the maximum stroke of the piston is at least 0.3, in particular 0.34 or 0.37.
  • the horizontal distance or offset between the axis of rotation of the crankshaft and the third joint or its pivot axis in relation to the maximum stroke of the piston is at least -0.6, in particular -0.65.
  • the distance between the second joint and the third joint in relation to the maximum stroke of the piston is at least 1, 2, in particular 1, 27 or 1, 74.
  • the distance between the second and the fourth joint in relation to the maximum stroke of the piston is at least 1, 3, in particular 1, 32 or 1, 64.
  • the distance between the first and the fourth joint in relation to the maximum stroke of the piston is at least 0.5, in particular 0.57 or 0.62.
  • the distance between the piston (joint) and the first joint in relation to the maximum stroke of the piston is at least 1, 5, in particular 1, 57 or 1, 75.
  • the offset ie the lateral offset between the axis of rotation of the crankshaft and the cylinder axis, in relation to the maximum stroke of the piston is at least 0.38, in particular 0.41 or 0.47.
  • the maximum stroke of the piston is at least 84 mm, in particular 92.8 mm.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine with a connecting rod device for adjusting the compression in a simplified representation
  • FIG. 2 swivel angle profiles of the connecting-rod transmission according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 swivel angle profiles of the connecting-rod transmission according to a second exemplary embodiment
  • Figure 5 shows a comparison of the resulting in the joints friction moments of both embodiments.
  • FIG. 1 shows, in a simplified illustration, an internal combustion engine 1 which has a piston 3 which is axially displaceably mounted in a cylinder 2.
  • the piston 3 is connected via a connecting rod 4 with a crankshaft 5 of the internal combustion engine 1 and can be moved over a maximum stroke h in the cylinder 2.
  • the connecting rod device 4 comprises a transverse lever 6, which is connected at one end by means of a first joint P2 to a connecting rod 7 fastened to the piston 3 by a joint P1.
  • the transverse lever 6 is connected to a control lever 8 by a second joint P4.
  • the control lever 8 is in turn held by means of a third joint P5 spaced from the joint P4 pivotally, for example, to a housing of the internal combustion engine 1.
  • the control lever 8 is associated with an actuator, not shown, to pivot the control lever 8 by a desired angle about the joint P5 around.
  • the transverse lever 6 is connected to the crankshaft 5 through a fourth joint P3.
  • the joint P3 is connected to the crankpin 9, which is arranged at a distance from the axis of rotation 10 of the crankshaft n at this.
  • the crankshaft 5 rotates, as indicated by an arrow 1 1, whereby the piston 3 is translationally reciprocated in the cylinder 2.
  • the control lever 8 By operating or pivoting the control lever 8 about the joint P5, the angular relationships are changed such that the stroke of the piston 3 in the cylinder changes, whereby the compression ratio of the internal combustion engine 1 is varied.
  • a particularly large lateral distance between the joint P5 and the axis of rotation 10 of the crankshaft 5 is present. Is in connection with the present application of a distance to a joint, the speech, it is always referred to the respective pivot axis of the corresponding joint.
  • a maximum piston stroke of h 92.8 mm.
  • FIG. 2 shows the swivel angles ⁇ of the joints P1, P2, P4 and P5 via the crankshaft rotation angle ⁇ .
  • a of the P4 gel Lenk P4 is shown by way of example.
  • a second embodiment B in particular the lateral distance between the joint P5 and the axis of rotation 10 is increased at the same stroke h.
  • the lateral distance x between the third joint P5 and the axis of rotation 10 relative to the stroke h is -1.78.
  • the distance y remains the same.
  • the crank radius r, ie the distance between the axis of rotation 1 1 and the eccentric portion 9 is 0.37.
  • the setback s is 0.47 with respect to the stroke h.
  • Figure 3 shows analogous to Figure 2, the resulting pivot angle ⁇ of the second embodiment on the crankshaft rotation angle ß.
  • the comparison with FIG. 2 shows that the pivot angles of the joints P1, P2, P3 and P5 have changed.
  • FIG. 4 shows, in a comparison of the first exemplary embodiment A with the second exemplary embodiment B, the pivoting angle ranges of the joints P1, P2, P4 and P5.
  • the multi-joint kinematics of the connecting rod device 4 which is designed to be friction-optimized in the oscillating pivot bearings or joints P1 to P5 on the basis of the values selected above, thus leads to small pivoting angles and thus to an optimized or reduced friction behavior in the joints P1 to P5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem in einem Zylinder über einen maximalen Hub axial verschieblich gelagerten Kolben und mit einer Pleueleinrichtung zur Verstellung der Verdichtung der Brennkraftmaschine, wobei die Pleueleinrichtung einen Querhebel aufweist, der einendig durch ein erstes Gelenk mit einem an dem Kolben gelenkig angeordneten Pleuel und anderendig durch ein zweites Gelenk mit einem betätigbaren Steuerhebel verbunden ist, wobei der Steuerhebel um ein drittes Gelenk verschwenkbar angeordnet ist, und wobei der Querhebel zwischen dem ersten Gelenk und dem zweiten Gelenk durch ein drittes Gelenk mit einem beabstandet zu einer Rotationsachse einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine liegenden Hubzapfent der Kurbelwelle verbunden ist.
Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die europäische Patentschrift EP 1 307 642 B1 eine Brennkraftmaschine mit variablen Verdichtungsverhältnis, die eine Pleueleinrichtung aufweist, mit welcher es möglich ist, die Verdichtung der Brennkraftmaschine im Betrieb zu verstellen. Dazu ist ein Querhebel vorgesehen, dessen eines Ende mittels des Steuerhebels in seiner Position verlagerbar ist, und dessen anderes Ende mit dem Pleuel des Kolbens verbunden ist. Die zwischen Pleuel und Steuerhebel an dem Querhebel angreifende Kurbelwelle führt die übliche Bewegung aus, die zu einer translatorischen beziehungsweise oszillierenden Verlagerung des Kolbens in dem Zylinder führt. Durch Betätigen des Steuerhebels werden die Winkelverhältnisse derart geändert, dass sich der Hub des Kolbens in dem Zylinder verändert, wodurch die in dem Zylinder erfolgende Kompression beziehungsweise Verdichtung variiert wird. In der Patentschrift sind neun Parameter der Pleueleinrichtung mit dem Ziel definiert, die geringsten Belastungen auf einzelne Glieder und damit eine optimale Laufruhe zu erhalten. Hierzu werden verschiedene Bedingungen für die Abstände der unterschiedlichen Gelenke zueinander in Bezug auf den Kurbelwellenradius vorgegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auf die Gelenke wirkenden Kräfte und damit die darin wirkende Reibung weiter zu verringern, um die mechanischen Wirkungsgradverluste der Brennkraftmaschine zu verringern.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Sie hat den Vorteil, dass durch die besondere Anordnung der Gelenke, insbesondere des Schwenkgelenks des Steuerhebels bezüglich der Rotationsachse der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, der Wirkungsgrad insgesamt verbessert wird. Durch die große Entfernung des dritten Gelenks von der Rotationsachse werden die Schwenkwinkel der Pleueleinrichtung verringert und dadurch die Reibung reduziert. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass der seitliche Abstand zwischen der Rotationsachse der Kurbelwelle und dem dritten Gelenk im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens -1 ,0, insbesondere -1 ,23 oder -1 ,78 beträgt. Unter dem seitlichen Abstand ist hierbei der Abstand von der Schwenkachse zur Rotationsachse, gemessen senkrecht zur Hubachse des Zylinderkolbens, zu verstehen. Während der Abstand zwischen der Rotationsachse und der Hubachse des Kolbens sowie zwischen dem ersten Gelenk und der Rotationsachse mit einem positiven Wert behaftet ist, ist der seitliche Abstand zwischen der Rotationsachse und dem dritten Gelenk, der sich auf der gegenüberliegenden Seite der Rotationsachse befindet, mit einem negativen Wert behaftet. Die Rotationsachse wird insofern als Null-Punkt verstanden. Aufgrund des großen Abstands des dritten Gelenks zu der Rotationsachse werden, wie bereits erwähnt, die Schwenkwinkel verringert und dadurch die Reibung reduziert, was zu einem höheren Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine führt.
Vorzugsweise beträgt der Kurbelwellenradius, also der Abstand von der Rotationsachse der Kurbelwelle zur exzentrischen Rotationsachse des Hubzapfens im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens 0,3, insbesondere 0,34 oder 0,37.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der horizontale Abstand beziehungsweise Versatz zwischen der Rotationsachse der Kurbelwelle und dem dritten Gelenk beziehungsweise dessen Schwenkachse im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens -0,6, insbesondere -0,65 beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen dem zweiten Gelenk und dem dritten Gelenk im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens 1 ,2, insbesondere 1 ,27 oder 1 ,74.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem zweiten und dem vierten Gelenk im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens 1 ,3, insbesondere 1 ,32 oder 1 ,64 beträgt. Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem ersten und dem vierten Gelenk im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens 0,5, insbesondere 0,57 oder 0,62 beträgt.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem Kolben(-Gelenk) und dem ersten Gelenk im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens 1 ,5, insbesondere 1 ,57 oder 1 ,75 beträgt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schränkung, also der seitliche Versatz zwischen der Rotationsachse der Kurbelwelle und der Zylinderachse, im Verhältnis zum maximalen Hub des Kolbens mindestens 0,38, insbesondere 0,41 oder 0,47 beträgt.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der maximale Hub des Kolbens mindestens 84 mm, insbesondere 92,8 mm beträgt.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Pleueleinrichtung zur Verstellung der Verdichtung in einer vereinfachten Darstellung,
Figur 2 Schwenkwinkelverläufe des Pleuelgetriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 3 Schwenkwinkelverläufe des Pleuelgetriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 4 Vergleich der Schwenkwinkelbereiche der Ausführungsbeispiele und
Figur 5 einen Vergleich der in den Gelenken entstehenden Reibmomente beider Ausführungsbeispiele.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Brennkraftmaschine 1 , die einen in einem Zylinder 2 axial verschieblich gelagerten Kolben 3 aufweist. Der Kolben 3 ist über eine Pleueleinrichtung 4 mit einer Kurbelwelle 5 der Brennkraftmaschine 1 verbunden und kann über einen maximalen Hub h in dem Zylinder 2 verschoben werden. Die Pleueleinrichtung 4 umfasst einen Querhebel 6, der an einem Ende mittels eines ersten Gelenks P2 mit einem an dem Kolben 3 durch ein Gelenk P1 befestigtes Pleuel 7 verbunden ist. Anderendig ist der Querhebel 6 durch ein zweites Gelenk P4 mit einem Steuerhebel 8 verbunden. Der Steuerhebel 8 ist wiederum mittels eines dritten Gelenks P5 beabstandet zu dem Gelenk P4 verschwenkbar beispielsweise an ein Gehäuse der Brennkraftmaschine 1 gehalten. Dem Steuerhebel 8 ist ein nicht dargestellter Aktor zugeordnet, um den Steuerhebel 8 um einen gewünschten Winkel um das Gelenk P5 herum zu verschwenken. Zwischen den Gelenken P4 und P2 ist der Querhebel 6 durch ein viertes Gelenk P3 mit der Kurbelwelle 5 verbunden. Dabei ist das Gelenk P3 mit dem Hubzapfen 9 verbunden, der beabstandet zur Rotationsachse 10 der Kurbelwelle n an dieser angeordnet ist.
Im Betrieb rotiert die Kurbelwelle 5, wie durch einen Pfeil 1 1 angedeutet, wodurch der Kolben 3 translatorisch in dem Zylinder 2 hin und herbewegt wird. Durch Betätigen beziehungsweise Verschwenken des Steuerhebels 8 um das Gelenk P5 werden die Winkelverhältnisse derart geändert, dass sich der Hub des Kolbens 3 in dem Zylinder verändert, wodurch das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine 1 variiert wird. Um den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 zu optimieren, insbesondere in Bezug auf den mechanischen Wirkungsgrad, ist vorgesehen, dass ein besonders großer seitlicher Abstand zwischen dem Gelenk P5 und der Rotationsachse 10 der Kurbelwelle 5 vorliegt. Ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung von einem Abstand zu einem Gelenk die Rede, so wird stets auf die jeweilige Schwenkachse des entsprechenden Gelenks Bezug genommen.
Um möglichst geringe Reibkräfte in den Gelenken P1 bis P5 zu erreichen, werden vorteilhafterweise große Getriebegliederabmessungen der Pleueleinrichtung 4 bezogen auf den Kolbenhub gewählt. Dies führt bei gleichem Kolbenhub zu kleineren Schwenkwinkeln der Gelenke P1 bis P5 und somit zu einer verringerten Reibung. Der entstehende Bauraumnachteil kann beispielsweise durch ein gekrümmtes Pleuel 7 oder einen gekrümmten Querhebel 6, wie dargestellt, und die dadurch mögliche verbesserte Ver- schachtelung von Kurbeltrieb und Nebenaggregaten kompensiert werden. Die größeren Getriebeglieder erzeugen bei hohen Drehzahlen zwar erhöhte Massenkräfte, jedoch überwiegen selbst bei hohen Drehzahlen die Verringerung des Schwenkwinkels und damit die Reduzierung der Reibung die zunehmenden Massenkräfte.
Gemäß einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel A ist vorgesehen, dass der seitliche Abstand x zwischen der Rotationsachse 10 der Kurbelwelle 5 und dem dritten Ge- lenk P5 im Verhältnis zum maximalen Hub h des Kolbens 3 -1 ,23 beträgt (x/h = -1 ,23). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dabei von einem maximalen Kolbenhub von h = 92,8 mm ausgegangen. Ferner beträgt der horizontale Abstand y zwischen der Rotationsachse 10 und dem dritten Gelenk P5 im Verhältnis zum Kolbenhub h -0,65 (y/h = - 0,65). Weiterhin ist vorgesehen, dass der Kurbelwellenradius r im Verhältnis zum maximalen Hub h des Kolbens 3 0,34 (r/h = 0,34) beträgt. Der Abstand a zwischen den Gelenken P5 und P4 im Verhältnis zu dem maximalen Hub h des Kolbens 3 beträgt 1 ,27 (a/h = 1 ,27). Der Abstand b zwischen den Gelenken P3 und P4 beträgt im Verhältnis zu dem maximalen Hub h 1 ,32 (b/h = 1 ,32). Der Abstand c zwischen den Gelenken P2 und P3 beträgt im Verhältnis zu dem maximalen Hub h 0,57 (c/h = 0,57). Ferner beträgt der Abstand d zwischen den Gelenken P1 und P2 im Verhältnis zu dem maximalen Hub h 1 ,57 (d/h = 1 ,57). Die Schränkung s beträgt im Verhältnis zu dem maximalen Hub h des Kolbens 0,41 (s/h = 0,41 ).
Durch die beschriebenen Größenverhältnisse wird eine reduzierte Reibung und damit ein höherer Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 auf einfache Art und Weise erreicht. Figur 2 zeigt hierzu die Schwenkwinkel α der Gelenke P1 , P2, P4 und P5 über den Kur- belwellendrehwinkel ß. In Figur 1 ist zur Erläuterung der Schwenkwinkel aP4 des Gel- lenks P4 beispielhaft gezeigt.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel B wird insbesondere der seitliche Abstand zwischen dem Gelenk P5 und der Rotationsachse 10 bei gleichbleibendem Hub h vergrößert. Dabei ergeben sich gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel für die oben genannten Parameter die folgenden Werte: Der seitliche Abstand x zwischen dem dritten Gelenk P5 und der Rotationsachse 10 bezogen auf den Hub h beträgt -1 ,78. Der Abstand y bleibt gleich. Der Kurbelradius r, also der Abstand zwischen der Rotationsachse 1 1 und des Exzenterabschnitts 9 beträgt 0,37. Die Schränkung s beträgt bezogen auf den Hub h 0,47. Weiterhin gilt a/h = 1 ,74, b/h = 1 ,64, c/h = 0,62 und d/h = 1 ,75.
Figur 3 zeigt analog zu Figur 2 die resultierenden Schwenkwinkel α des zweiten Ausführungsbeispiels über den Kurbelwellendrehwinkel ß. Der Vergleich zu Figur 2 zeigt, dass sich die Schwenkwinkel der Gelenke P1 , P2, P3 und P5 verändert haben.
Figur 4 zeigt in einem Vergleich des ersten Ausführungsbeispiels A mit dem zweiten Ausführungsbeispiel B die Schwenkwinkelbereiche der Gelenke P1 , P2, P4 und P5. Bei Anwendung des Coulombschen Reibmodells und unter der Annahme, dass bei beiden Ausführungsbeispielen A und B identische Gelenkkräfte auftreten, wie sie unter Gaskraft bei kleinen Drehzahlen vorliegen, erzeugt der kleinere Schwenkwinkelbereich der Pleueleinrichtung gemäß Ausführungsbeispiel B deutlich kleinere Reibmomente, wie in Figur 5 dargestellt, welcher die Reibmomente der Gelenke P1 , P2, P4 und P5 für die beiden Ausführungsbeispiel A und B zeigt. Die Mehrgelenkskinematik der Pleueleinrichtung 4, die in den oszillierenden Schwenklagern beziehungsweise Gelenken P1 bis P5 aufgrund der oben gewählten Werte reibungsoptimal ausgelegt ist, führt somit zu kleinen Schwenkwinkeln und somit hin zu einem optimierten beziehungsweise reduzierten Reibungsverhalten in den Gelenken P1 bis P5.
Beide Ausführungsbeispiele A und B führen somit zu einem optimierten Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1. Das Ausführungsbeispiel B führt dabei zu noch weiter verringerten Reibkräften in den Gelenken im Vergleich zum Ausführungsbeispiel A.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Brennkraftmaschine
2 Zylinder
3 Kolben
4 Pleueleinrichtung
5 Kurbelwelle
6 Querbalken
7 Pleuel
8 Steuerhebel
9 Hubzapfen
10 Rotationsachse
11 Pfeil
a Abstand
b Abstand
c Abstand
d Abstand
X Abstand
y Abstand
r Abstand
h maximaler Hub

Claims

P AT E N T A N S P R Ü C H E
1. Brennkraftmaschine (1 ) mit mindestens einem in einem Zylinder (2) über einen maximalen Hub (h) axial verschieblich gelagerten Kolben (3) und mit einer Pleueleinrichtung (4) zur Verstellung der Verdichtung der Brennkraftmaschine (1 ), wobei die Pleueleinrichtung (4) einen Querhebel (6) aufweist, der einendig durch ein erstes Gelenk (P2) mit einem an dem Kolben (3) gelenkig angeordneten Pleuel (7) und anderendig durch ein zweites Gelenk (P4) mit einem betätigbaren Steuerhebel (8) verbunden ist, wobei der Steuerhebel (8) um ein drittes Gelenk (P5) verschwenkbar angeordnet ist, und wobei der Querhebel (6) zwischen dem ersten Gelenk (P2) und dem zweiten Gelenk (P4) durch ein viertes Gelenk (P3) mit einem beabstandet zu einer Rotationsachse (10) einer Kurbelwelle (5) der Brennkraftmaschine (1 ) liegenden Hubzapfen (9) der Kurbelwelle (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Abstand (x) zwischen der Rotationsachse (10) der Kurbelwelle (5) und dem dritten Gelenk (P5) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens -1 ,0, insbesondere -1 ,23 oder -1 ,78 beträgt.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (r) des Exzenterabschnitts (9) zu der Rotationsachse (10) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens 0,3, insbesondere 0,34 oder 0,37 beträgt.
3. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontale Abstand (y) zwischen der Rotationsachse (10) und dem dritten Gelenk (P5) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens -0,6, insbesondere -0,65 beträgt.
4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen dem zweiten Gelenk (P4) und dem dritten Gelenk (P5) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens 1 ,2, insbesondere 1 ,27 oder 1 ,74 beträgt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (b) zwischen dem vierten Gelenk (P3) und dem zweiten Gelenk (P4) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens 1 ,3, insbesondere 1 ,32 oder 1 ,64 beträgt.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (c) zwischen dem ersten Gelenk (P2) und dem vierten Gelenk (P3) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens 0,5, insbesondere 0,57 oder 0,62 beträgt.
7. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) zwischen dem ersten Gelenk (P2) und dem Kolben (3) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens 1 ,5, insbesondere 1 ,57 oder 1 ,75 beträgt.
8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schränkung (s) im Verhältnis zum maximalen Hub (h) des Kolbens (3) mindestens 0,3, insbesondere 0,41 oder 0,47 beträgt.
9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Hub (h) des Kolbens (3) mindestens 84 mm, insbesondere 92,8 mm beträgt.
EP13718112.9A 2012-04-13 2013-04-11 Brennkraftmaschine Withdrawn EP2850302A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012007465.4A DE102012007465B4 (de) 2012-04-13 2012-04-13 Brennkraftmaschine
PCT/EP2013/001061 WO2013152857A2 (de) 2012-04-13 2013-04-11 Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2850302A2 true EP2850302A2 (de) 2015-03-25

Family

ID=48170411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13718112.9A Withdrawn EP2850302A2 (de) 2012-04-13 2013-04-11 Brennkraftmaschine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9556803B2 (de)
EP (1) EP2850302A2 (de)
CN (1) CN104379902B (de)
DE (1) DE102012007465B4 (de)
WO (1) WO2013152857A2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014002368B4 (de) * 2013-11-14 2015-11-12 Audi Ag Mehrgelenkskurbeltrieb einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102014002022B4 (de) 2014-02-14 2018-03-01 Audi Ag Mehrgelenkskurbeltrieb einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
CN110410211B (zh) * 2019-06-20 2021-11-02 江苏雨燕模业科技股份有限公司 一种行程可调式发动机系统

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4517931A (en) * 1983-06-30 1985-05-21 Nelson Carl D Variable stroke engine
US4917066A (en) * 1986-06-04 1990-04-17 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Swing beam internal-combustion engines
DE4437132A1 (de) * 1993-10-27 1995-05-04 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Verbrennungskraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis
JPH09228858A (ja) * 1996-02-24 1997-09-02 Hondou Jutaku:Kk レシプロエンジン
FR2802973B1 (fr) * 1999-12-23 2002-07-26 Renault Moteur a combustion interne a cylindree et taux de compression variables
FR2807105B1 (fr) * 2000-04-04 2008-11-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne, a rapport volumetrique et a cylindree variables
EP1307642B1 (de) * 2000-08-08 2004-05-19 DaimlerChrysler AG Hubkolben-brennkraftmaschine mit variablem verdichtungsverhältnis
JP3861583B2 (ja) * 2000-08-14 2006-12-20 日産自動車株式会社 内燃機関のピストンクランク機構
JP2003343296A (ja) * 2002-03-20 2003-12-03 Honda Motor Co Ltd 圧縮比可変エンジン
DE102005020270A1 (de) * 2005-04-30 2006-11-09 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis
US6971342B1 (en) * 2005-06-01 2005-12-06 Grabbe Wallace W Adjustable compression ratio apparatus
DE102005047203A1 (de) 2005-10-01 2007-04-19 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis
DE102005054760A1 (de) 2005-11-17 2007-05-31 Daimlerchrysler Ag Hubkolbenbrennkraftmaschine mit veränderlichem Verdichtungsverhältnis
WO2008032436A1 (fr) * 2006-09-11 2008-03-20 Honda Motor Co., Ltd. Moteur avec des caractéristiques de course variable
FR2910545B1 (fr) * 2006-12-20 2012-06-08 Inst Francais Du Petrole Moteur a combustion interne a cylindree variable et/ou a taux de compression variable avec un basculeur entre le vilebrequin et la bielle et procede pour realiser de telles variations.
DE102010004589A1 (de) 2010-01-14 2011-07-21 Audi Ag, 85057 Reihen-Brenndraftmaschine mit Mehrgelenkskurbeltrieb sowie einer einzigen Ausgleichswelle zur Tilgung von Massenkräften zweiter Ordnung
DE102010032441A1 (de) 2010-07-28 2012-02-02 Audi Ag Brennkraftmaschine mit Mehrgelenkskurbeltrieb und Zusatzmassen an Anlenkpleueln des Mehrgelenkskurbeltriebs zur Tilgung von freien Massenkräften

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2013152857A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
US9556803B2 (en) 2017-01-31
DE102012007465A1 (de) 2013-10-17
WO2013152857A2 (de) 2013-10-17
DE102012007465B4 (de) 2014-09-11
CN104379902B (zh) 2017-08-22
US20150330314A1 (en) 2015-11-19
CN104379902A (zh) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005055199B4 (de) Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis
WO2013060433A1 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb einer brennkraftmaschine sowie verfahren zum betreiben eines mehrgelenkskurbeltriebs
WO2015173391A1 (de) Vcr-kolbenmaschine und verfahren zur verstellung der vcr-kolbenmaschine
WO2002012694A9 (de) Hubkolben-brennkraftmaschine mit variablem verdichtungsverhältnis
WO2015091824A1 (de) Kolbenmaschine mit stützkolben
DE102009006633A1 (de) Brennkraftmaschine mit verlängertem Expansionshub und verstellbarem Verdichtungsverhältnis
DE102011111816B4 (de) Vorrichtung mit Exzenter-Kolbenbolzen zur Erzielung eines variablen Verdichtungsverhältnisses in einem Hubkolbenmotor
WO2010081456A1 (de) Vorrichtung zum verbinden eines kolbenelementes mit einer kurbelwelle einer kolbenmaschine
DE102012008244B4 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb einer Brennkraftmaschine
WO2006037671A1 (de) Radialkolbenpumpe
EP3105433B1 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb einer brennkraftmaschine sowie entsprechende brennkraftmaschine
DE102012007465B4 (de) Brennkraftmaschine
DE102015103206B4 (de) Pleuelstange mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung und Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis
WO2013110470A1 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb einer brennkraftmaschine sowie verfahren zur montage eines mehrgelenkskurbeltriebs
DE102008002100A1 (de) Motor mit einer Kurvenscheibe
DE102014002368B4 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
EP3068992A1 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb einer brennkraftmaschine sowie verfahren zum betreiben eines mehrgelenkskurbeltriebs
DE102010009911B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine
DE102012014047B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102016212064A1 (de) Vorrichtung zum Verändern eines Kompressionsverhältnisses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE102014018898A1 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einem Exzenterwellen-Stellantrieb umfassend ein schaltbares Getriebe mit mindestens zwei verschiedenen Untersetzungsverhältnissen
DE102014015879B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102014014706B3 (de) Mehrgelenkskurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine mit axial beweglicher Steuerwelle und kulissengeführten drehbaren Exzentern auf der Steuerwelle
WO2003104666A1 (de) Kurbeltrib, insbesondere für hubkolben- brennkraftmaschinen
DE102016003754B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Stelleinrichtung zum Verstellen des Istverdichtungsverhältnisses und eine solche Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20141113

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20160205

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20170721