WO2001071159A1 - Motor, insbesondere verbrennungsmotor - Google Patents

Motor, insbesondere verbrennungsmotor Download PDF

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WO2001071159A1
WO2001071159A1 PCT/AT2001/000073 AT0100073W WO0171159A1 WO 2001071159 A1 WO2001071159 A1 WO 2001071159A1 AT 0100073 W AT0100073 W AT 0100073W WO 0171159 A1 WO0171159 A1 WO 0171159A1
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WO
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engine
cylinder
piston
adjusting arm
crankshaft
Prior art date
Application number
PCT/AT2001/000073
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gheorghe Bordeianu
Original Assignee
FRONIUS, Günter
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 FRONIUS, Günter filed Critical FRONIUS, Günter
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/02—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
    • F01B7/04—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft
    • F01B7/12—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft using rockers and connecting-rods
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an engine, in particular an internal combustion engine, consisting of at least one cylinder in which at least one piston is slidably arranged, the capacity of the cylinder or a displacement of the engine and / or the compression and / or the compression being adjustable via a deflection device, and for that Ignition of the fuel-air mixture located in a combustion chamber of the cylinder, an ignition device is provided
  • a motor is already known, according to RO 108 057 B, in which the piston is connected to the crankshaft via a deflection device.
  • a plurality of pistons which are connected to the deflection device in the edge region, always work together, whereby for the adjustment of a piston whose bearing axis is adjusted in its angle to a straight line of the deflection device and thus one of the two interacting pistons can be changed in its position.
  • the crankshaft is arranged in the center of the engine, which is connected to the deflection device via a connecting rod, whereby this is connected to the deflection device between the two pistons connected in the edge region of the deflection device.
  • the disadvantage here is that a very high mechanical outlay is required and thus high friction losses occur
  • the invention has for its object to provide an engine, in particular an internal combustion engine, in which the capacity and / or the compression of the cylinder is adjusted in a simple form
  • the object of the invention is achieved in that the deflection device is formed by an adjusting arm, and in that the piston is connected to the adjusting arm of the mechanical deflecting device via a connecting rod, the adjusting arm being connected to the crankshaft via a further connecting rod and the entire adjusting arm via a pivot axis in its angle of attack
  • REPLACEMENT SHEET (RULE 261 and / or its position for the variable setting of the capacity of the cylinder or the displacement and / or the compression of the cylinder can be changed. It is advantageous here that an increase in thermal performance is achieved and less fuel is required since an optimal performance adjustment of the required performance is always carried out can be achieved and at the same time a reduction in the polluting air emission is achieved. Furthermore, an increase in the engine output can be carried out by increasing the capacity of the cylinders, whereby the engine power increases. A reduction in the weight of the engine 1 can also be achieved due to the special arrangement in relation to the engine output
  • the connecting rods are each rotatably mounted on the adjusting arm via an axis or a bolt. It is advantageous here that an arbitrary angular arrangement of the piston can be carried out and the size of the engine can be considerably reduced
  • the longitudinal movement of the piston can be transferred into a rotary movement for the crankshaft via the mechanical deflection device, which advantageously means that a conventional drive concept of a vehicle can be operated and thus retrofitting or conversion of a vehicle with the engine according to the invention is possible
  • the individual axes or bolts arranged for the rotatable bearings on the adjusting arm are aligned, in particular in a straight line, arranged or aligned with one another, as a result of which a compact design of the motor can be created and high forces act on the adjusting arm can
  • an adjusting device which can be driven hydraulically or pneumatically, for example, is arranged on the adjusting arm
  • Mechanical structure can be created, since only the feed lines for the adjustment device have to be designed to be movable or flexible, since the entire adjustment device is also moved when the adjustment arm moves, and thus the individual parts of the adjustment device always remain positioned in relation to one another
  • a distance between the axis for the bearing of the piston and the pivot axis is predetermined, a distance between the axis for the bearing of the additional connecting rod for driving the crankshaft and the pivot axis being freely adjustable via the adjustment device
  • the pivot axis is mounted or positioned on the engine block or on the cylinder via a further hydraulic or pneumatic adjusting device.
  • the adjusting arm has at least two arms for receiving one piston each. This advantageously ensures that several changes in capacity and / or compression in different cylinders can be carried out with one adjusting operation
  • the cylinder, in particular the piston is arranged at an angle to a center line of the engine, as a result of which the overall height of the engine can be significantly reduced
  • crankshaft is arranged below the cylinder or the piston, that is to say in the center of the engine, as a result of which a further reduction in the structural height is achieved and known systems from the prior art are used for the lubrication of the moving parts can
  • FIG. 1 shows a side view of an engine according to the invention, partly in section and in a simplified, schematic illustration
  • FIG. 2 shows a further side view of the motor according to the invention in the basic position, partly in section and in a simplified schematic illustration
  • FIG. 3 shows a further side view of the motor according to the invention in a different position, partly in section and in a simplified schematic illustration
  • Fig. 4 is a side view of the engine according to the invention in the
  • FIG. 6 shows a side view of the engine according to the invention with a modified cubic capacity, partially cut and in a simplified, schematic representation
  • FIG. 7 shows a further side view of the engine according to the invention with modified compression, partially cut and in a simplified, schematic representation, according to FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a side view of a mechanical deflection device for the motor according to the invention, in a simplified, schematic illustration,
  • Fig. 10 is a side view of the motor according to the invention with a
  • Fig. 1 1 is a further side view of the engine according to the invention with another ignition device, in a simplified schematic
  • An ignition device is an ignition device for igniting a fuel-air mixture arranged in a combustion chamber 5 of the cylinder 3 6 is provided
  • This ignition apparatus 6 is dabe schematically indicated in Fig 1 1, with exemplary in Figures 10 and 1 1 exemplary embodiments are shown in the inventive engine 1, in particular the internal combustion engine, it is now provided that the arranged or in the cylinder 3 in the engine block 2 Piston 4 is variably adjustable and thus the capacity of the cylinder 3 or a displacement of the engine 1 and / or the compression of the engine 1 is adjustable, the Kaoazitat or the displacement of the engine 1 is defined by the size or the volume of the combustion chamber 5
  • the Adjustment of the displacement or the compression of the engine 1 can, for example, by h a control device, in particular a microprocessor control, which is not shown, is carried out automatically, in the case
  • control device can be coupled to an accelerator pedal, not shown, so that, depending on the position of the accelerator pedal, the displacement, i.e. the piston 4, is adjusted.
  • the displacement i.e. the piston 4
  • the main advantage of such an engine 1 with variable displacement and variable compression is that an increase in engine power is achieved by increasing the capacity of the cylinders 3 and thus Engine power can be increased and thus fuel savings can be achieved at the same time, since with a low power requirement only a small engine power is available due to the reduction in the capacity of the cylinder 3 and thus less fuel is required
  • the principle of operation of the engine 1 can be applied to the various known engine systems, such as a 4-cylinder engine, 6-cylinder engine, etc.
  • the piston 4 is now connected according to the invention via a mechanical deflection device 7 to a crankshaft 8 and not, as is the case known in the prior art, directly to the crankshaft 8
  • the piston 4 is rotatably connected via a connecting rod 9 to an adjusting arm 10 of the mechanical deflection device 7, the connecting rod 9 being mounted on the adjusting arm 10 via an axis 11 or a bolt.
  • the cylinder 3, in particular the piston 4 is arranged at an angle to a center line 12 of the engine 1. This arrangement reduces the structural size and thus the weight of the engine 1. It is of course possible to arrange the piston 4 in accordance with the arrangements known from the prior art, whereby however, the deflection device 7 accordingly must be designed
  • the adjusting arm 10 of the mechanical deflecting device 7 is rotatably mounted about a pivot axis 13, the adjusting arm 10 being rotatably mounted on the adjusting arm 10 via an additional connecting rod 14 which is rotatable via an axis 15 or a bolt , is connected to the crankshaft 8
  • the deflection device 7 deflects the piston movement so that the crankshaft 8 can be arranged below the cylinder 3 or the piston 4, that is to say in the center of the engine 1, and thus the Height of the engine 1 can be significantly reduced
  • it is achieved that when the piston 4 moves this longitudinal movement can be transferred to a rotary movement on the crankshaft 8 and thus a drive cone Vehicle can be driven.
  • FIGS. 2 and 3 the movement sequences of the individual elements are shown schematically by arrows
  • FIG. 2 shows an arbitrary basic position or initial position of the piston 4, whereas in FIG. 3 another position of the piston 4 is shown with the same capacity of the cylinder 3 or with the same displacement and the same compression the piston movement, the crankshaft 8 is set in rotation, the bearing of the connecting part with the crankshaft 8, i.e. in this case the connecting rod 14, being arranged eccentrically, the piston 4 is now in motion due to an explosive combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber 5 offset, the piston 4 covers a corresponding stroke length 16. This stroke length 16 corresponds to half a revolution of the crankshaft 8
  • the adjusting arm 10 is now pivoted about the pivot axis 13 via the connecting rod 9, the adjusting arm 10 being adjusted by a defined angle 17 in accordance with the fixed predetermined stroke length 16 and thus the crankshaft 8 being driven so that it is closed begins to rotate or performs a rotary movement. If the crankshaft 8 moves over half a revolution, the connecting rod 14 now moves the adjusting arm 10 back into the basic position, as shown in FIG. 2, and a new cycle can be started
  • the movement of the piston 4 is thus transmitted to the crankshaft 8 via the mechanical deflection device 7, ie the power transmission for driving the crankshaft 8 is transmitted from the piston 4 via the first connecting rod 9 to the adjusting arm 10, the adjusting arm 10 about the pivot axis 13 is rotated, as shown in FIGS. 2 and 3, and thus the crankshaft 8 is driven by the adjusting arm 9 via the further connecting rod 14, whereas when the piston is jerked ⁇ This is caused by the crankshaft 8 or the connecting rod 14. It is necessary for such a force deflection that the pivot axis 13 is arranged between the two bearing points for the connecting rods 9 and 14.
  • the adjusting arm 10 is designed, for example, such that the individual bearing points are aligned with one another are aligned, as is indicated schematically by a straight line 18, according to FIG. 2
  • an adjusting device 19 which is operated, for example, hydraulically or pneumatically, is arranged on the adjusting arm 10.
  • This adjusting device 19 now ensures that a distance 20 between the axis 15 for the mounting of the additional connecting rod 14 for driving the crankshaft 8 and the pivot axis 13 can be freely adjusted via the adjustment device 19, whereas a distance 21 between the axis 11 for the mounting of the piston 4, in particular the connecting rod 9 for the piston 4 and the pivot axis 13 is fixed, as is shown schematically in FIGS. 4 and 5.
  • the change in distance with respect to the pivot axis 13 means that an angle of attack 22 of the adjusting arm 10, as shown in FIG.
  • FIG. 4 shows the basic position, according to FIGS. 1, 2 and 4, whereas in FIG. 5 an adjustment of the piston 4 has already been made.
  • the axis points of the individual elements are shown in FIG. 5 with dash-dotted lines when the engine 1 is adjusted or operated 3 shown. It can be seen that the stroke length 16 and the range of the angle 17 within which the adjusting arm 10 is adjusted remains approximately the same, only the angle of attack 22 changing in the basic position.
  • the adjusting device 19 is arranged on the adjusting arm 10 such that it forms a rigid connection to the adjusting arm 10, the bearing arrangement for the Axis 15 of the further connecting rod 14 is adjustable via the adjusting device 19, ie that this connector 15 can be displaced along the adjusting arm 10, that is to say along the straight line 18
  • the compression can be adjusted depending on the position of the piston 4 for the adjustment of the piston 4 or without the adjustment of the piston 4, that is, the displacement.
  • the pivot axis 13 via a further hydraulic or Pneumatic Verstellvornchtung 24, which is mounted or positioned, for example, on the engine block 2 or on the cylinder 3, is adjusted in its position, whereby a change in the compression of the cylinder 3 is achieved as is shown in FIGS and 7 can be seen.
  • FIG. 6 an initial position is shown in FIG. 6, in which a change in the capacity of the cylinder 3 has already been carried out, whereas in FIG. 7 a change in position of the pivot axis 13 for the adjustment of the compression with respect to FIG. 6 has already been carried out.
  • the hatched representation Flat 25 again shows the change of the piston 4 compared to its initial position according to FIG. 6
  • a change in the angular position or the angle of attack 22 of the adjusting arm 10 is again caused, so that a longitudinal displacement of the piston 4 is the result for the Adjustment of the compression
  • standardized displacements can be set for the most varied of motors 1, whereby a change in compression with respect to the standardized displacement can now be adjusted by changing the position of the pivot axis 13 t it is also possible to achieve this by appropriate adjustment of the adjusting arm 10. It is also possible that only one of the two adjusting devices 19, 24 is used or arranged for the adjustment of the motor 1
  • one or more cylinder module (s), in which pistons 4 slide, are structured with an oscillating mechanism, in particular the deflection device 7, which has an oscillating movement 15 channels or lines for hydraulic or pneumatic control or adjustment of the adjusting device 19 can pass through the interior of the pivot axis 13 or the further axes 11.
  • the adjusting devices 19 and 24 are used for control or adjustment and thus for enlargement or reducing the angle, that is, the angle of attack 22, the oscillating mechanical movement of the deflection device 7, which effect or adjust the capacity of the cylinders 3 and the ratio of the compression.
  • the further connecting rod 14 takes over the oscillating movement of the deflection device 7 and thus causes the crankshaft 8 to rotate.
  • the oscillating mechanism or deflection device 7 optimally modifies its parameters in connection with the power at the given moment, the control being carried out, for example, by a microprocessor which previously analyzes the maximum performance of the engine 1
  • FIGS. 8 to 11 show a further exemplary embodiment of the motor 1, the basic principle corresponding to the previously described FIGS. 1 to 7.
  • the implementation of the motor 1 according to the invention is solved in such a way that several pistons 4 are now connected to an adjusting arm 10 are, whereas in the previously described FIGS. 1 to 7 a separate deflection device 7 is arranged for each piston 4 8 shows a detailed illustration of the oscillating mechanism, in particular the deflection device 7, together with piston 4 and connecting rod 14 for the crankshaft 8, which converts the oscillating movement into a rotating rotary movement.
  • FIGS 7 shows a further view of the adjusting arm 10 10 and 11 show exemplary embodiments of ignition devices 6 in use with classic valves 26 for the supply and discharge of the fuel, as well as with the use of rotary valves or a rotating disk 27 and ignition with catalyst 28.
  • ignition systems can also be applied to the embodiments of FIGS 7 can be applied
  • the engine 1 with internal ignition is modular, according to the embodiment in Fig. 1, in which some cylinders 3 are located. These can be pressed in, for example, in the engine block 2 or in the housing.
  • the pistons 4 slide in turn in the cylinders 3
  • Connecting rod 9 is connected and is rotatably connected with bolts to the oscillating mechanism, in particular to the deflection device 7, thereby forming the rotatable axes 11.
  • the oscillating mechanism in particular the oscillating deflection device 7, is made up of a body with two arms 29 and 30 for receiving each a piston 4 is formed, wherein the deflection device 7, in particular the adjusting arm 10, is pivotally mounted with the pivot axis 13, so that in turn an adjustment of the adjusting arm 10 in its angular position or in its angle of attack 22 and an adjustment of the position of the pivot axis 13 is possible
  • the ratio of the compression and the capacity of the cylinder 3 can in turn be changed by the mechanics or the deflection device 7, but this adjustment now acts simultaneously on several, in particular two, pistons 4.
  • a microprocessor is preferably used for changing the deflection device 7. This can, for example, be the ratio of the size of the compression, for example between 5 and 26 bar, and the Control the capacity of the cylinders 3 hydraulically or pneumatically by the adjusting devices 19 and 24
  • the control device or the microprocessor can calculate the modification or change in the distance 20 between the pivot axis 13 and the bearing arrangement or the axis 15 for the further connecting rod 14 of the crankshaft 8 and carry out a corresponding adjustment by the adjusting device 19, whereby a change in an adjustment angle or of the angle of attack 22 of the deflection device 7 results, which is set by the adjustment path of the piston 4.
  • This adjustment path defines the size of the capacity of the cylinders 3 of the engine 1 at the moment of the stress the deflection device 7 on the crankshaft 8
  • the engine 1 has at least one channel 241 in the Combustion chamber or combustion chamber 5, with which such a device is coupled. It is therefore only necessary to position this device on the engine block 2 or on the cylinder 3.
  • the individual valves 26 can independently of one another for the outlet and the inlet of the fuel-air Mixtures can be used via supply and / or exhaust channels 32.
  • known camshafts 33 can be used for the control for opening and closing the valves 26. It is only pointed out that it is of course possible to use a multi-valve technology for each cylinder 3.
  • the ignition of the fuel-air mixture is carried out, for example, by a spark plug 34, as is indicated schematically
  • Disc 27 is used with at least one specially designed channel 35, the different supply and / or outlet channels 32 being released due to the rotation or rotational movement of the disc 27, that is to say that the fuel / air mixture in, for example, by the corresponding position of the disc 27 the combustion chamber 5 of the engine 1 can flow, whereas in a further position the explosively combusted fuel-air mixture can flow out of the combustion chamber 5.
  • the camshafts 33 can be saved.
  • the rotating disk 27 is stored in a housing 36, whereby In this housing 26 connection points 37 for the supply and / or outlet channels 32 are arranged so that the fuel-air mixture cannot escape undesirably from the combustion chamber 5, sealing elements 38 are arranged.
  • connection points 37 for the supply and / or outlet channels 32 are arranged so that the fuel-air mixture cannot escape undesirably from the combustion chamber 5, sealing elements 38 are arranged.
  • 36 cooling channels in the housing so that safe operation is possible.
  • several channels 35 can be arranged in the disc 27, whereby it is achieved that with one rotation of the disc 27 several ignitions and thus several inlets and outlets of the fuel-air mixture can thus be carried out.
  • the rotational speed of the disk 27 can also be significantly reduced
  • a spark plug 34 can be arranged in a channel 39 for the supply of the fuel-air mixture into the combustion chamber, whereby ignition is possible in a simple form. It is also possible that the ignition is carried out by a catalytic converter 28 which is arranged, for example, in the disk 27
  • a plurality of pistons 4, in particular two pistons 4, to be arranged in such a way that they form a common combustion chamber 5, the connection with the crankshaft 8 again being carried out via the adjusting arm 10
  • Mechanical deflection device 7 is designed such that a uniform direction of rotation for the crankshaft 8 is created. This ensures that a substantial increase in the capacity and / or compression of the common cylinder 3 is achieved when the piston 4 is adjusted
  • FIGS. 1 to 7, 8 to 11 can form the subject of independent solutions according to the invention.
  • the tasks and solutions according to the invention in this regard can be found in the detailed descriptions of these figures.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Motor (1), insbesondere einen Verbrennungsmotor, bestehend aus zumindest einem Zylinder (3) in dem zumindest ein Kolben (4) gleitend angeordnet ist. Über eine Umlenkvorrichtung (7) ist die Kapazität des Zylinders (3) bzw. ein Hubraum des Motors (1) und/oder die Kompression einstellbar. Für die Zündung des in einem Verbrennungsraum (5) des Zylinders (3) befindlichen Treibstoff-Luft-Gemisches ist eine Zündvorrichtung (6) vorgesehen. Die Umlenkvorrichtung (6) ist durch einen Verstellarm (10) gebildet. Der Kolben (4) ist über eine Pleuelstange (9) mit dem Verstellarm (10) der mechanischen Umlenkvorrichtung (7) verbunden, wobei der Verstellarm (10) über eine weitere Pleuelstange (14) mit der Kurbelwelle (8) verbunden ist. Der gesamte Verstellarm (10) ist über eine Schwenkachse (13) in seinem Anstellwinkel und/oder seiner Position für die variable Einstellung der Kapazität des Zylinders (3) bzw. des Hubraums und/oder der Kompression des Zylinders (3) veränderbar.

Description

Motor insbesondere Verbrennungsmotor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Motor, insbesondere Verbrennungsmotor, bestehend aus zumindest einem Zylinder in dem zumindest ein Kolben gleitend angeordnet ist, wobei über eine Umlenkvorrichtung die Kapazität des Zylinders bzw ein Hubraum des Motors und/oder die Kompression einstellbar ist, und daß für die Zündung des in einem Verbrennungsraum des Zylinders befindlichen Treibstoff-Luft-Gemisches eine Zündvorrichtung vorgesehen ist
Es ist bereits ein Motor, gemäß der RO 108 057 B, bekannt, bei der der Kolben über eine Umlenkvorrichtung mit der Kurbelwelle verbunden ist Bei einem derartigen Motor wirken immer mehrere Kolben, die im Randbereich der Umlenkvorrichtung mit dieser verbunden sind, zusammen, wobei für die Verstellung eines Kolbens dessen Lagerachse in seinem Winkel zu einer Geraden der Umlenkvorrichtung verstellt wird und somit einer der beiden zusammenwirkenden Kolben in seiner Position verändert werden kann Dabei wird im Zentrum des Motors die Kurbelwelle angeordnet, die über eine Pleuelstange mit der Umlenkvorrichtung verbunden ist, wobei diese zwischen den beiden im Randbereich der UmlenKvorπchtung verbunden Kolben mit der Umlenkvorrichtung verbunden ist Nachteilig ist hierbei, daß ein sehr hoher mechanischer Aufwand benotigt wird und somit hohe Reibungsverluste entstehen
Der Erfindung egt die Aufgabe zugrunde, einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, zu schaffen, bei dem in einfacher Form eine Verstellung der Kapazität und/oder der Kompression des Zylinders durchgeführt wird
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelost, daß die Umlenkvorrichtung durch einen Verstellarm gebildet ist, und daß der Kolben über eine Pleuelstange mit dem Verstellarm der mechanischen Umlenkvorrichtung verbunden ist, wobei der Verstellarm über eine weitere Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden ist und der gesamte Verstellarm über eine Schwenkachse in seinem Anstellwinkel
ERSATZBLATT (REGEL 261 und/oder seiner Position für die variable Einstellung der Kapazität αes Zylinders bzw des Hubraums und/oder der Kompression des Zylinders veränderbar ist Vorteilhaft ist hierbei daß eine Erhöhung der thermischen Leistung erzielt wird und weniger Treibstoff benotigt wird da immer eine optimale Leistungsanpassung der benotigten Leistung durchgeführt werden kann und gleichzeitig eine Verringerung der verunreinigenden Luftemission erzielt wird Weiters kann eine Vergrößerung der Motorleistung durch Vergrößerung der Kapazität der Zylinder vorgenommen werden, wodurch die Motorkraft steigt Eine Reduzierung des Gewichtes des Motors 1 kann aufgrund der speziellen Anordnung im Verhältnis zur Motorleistung ebenfalls erreicht werden
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Pleuelstangen über jeweils eine Achse bzw einen Bolzen am Verstellarm drehbar gelagert Vorteilhaft ist hierbei, daß dadurch eine beliebige Winkelanordnung des Kolbens durchgeführt werden kann und somit die Baugroße des Motors erheblich verringert werden kann
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Langsbewegung des Kolbens über die mechanische Umlenkvorrichtung in eine Rotationsbewegung für die Kurbelwelle übertragbar, wodurch in vorteilhafter Weise erreicht wird, daß ein herkömmliches Antriebskonzept eines Fahrzeuges betrieben werden kann und somit eine Nachrüstung bzw ein Umbau eines Fahrzeuges mit dem erfindungsgemaßen Motor möglich ist
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die einzelnen für die drehbare Lagerungen angeordneten Achsen bzw Bolzen am Verstellarm fluchtend, insbesondere in einer geraden Linie, zueinander angeordnet bzw ausgerichtet sind, wodurch eine kompakte Bauart des Motors geschaffen werden kann und hohe Kräfte auf den Verstellarm einwirken können
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß am Verstellarm eine Versteilvorrichtung, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch antreibbar ist, angeordnet ist Vorteilhaft ist hierbei daß dadurch ein einfacher mechamscher Aufbau geschaffen werden kann, da lediglich die Zuleitungen für die Verstellvorπchtung beweglich bzw flexibel ausgebildet werden müssen, da bei einer Bewegung des Verstellarms die gesamte Verstellvorπchtung mit bewegt wird und somit die einzelnen Teile der Verstellvorπchtung immer gleich zueinander positioniert bleiben
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine Distanz zwischen der Achse für die Lagerung des Kolbens und der Schwenkachse vorgegeben ist, wobei eine Distanz zwischen der Achse für die Lagerung der weiteren Pleuelstange für den Antrieb der Kurbelwelle und der Schwenkachse über die Verstellvorπchtung frei einstellbar ist Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht daß durch die zentrale Lagerung des Verstellarms über die Schwenkachse durch eine einfache Distanzanderung der Lagerstellen zueinander bzw zu der Schwenkachse der Anstellwinkel bzw ein Winkel des Verstellarms verändert werden kann, wodurch aufgrund der über die Pleuelstange verbundene Kolben in seiner Lage bzw Position verändert werden kann
Nach einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Schwenkachse über eine weitere hydraulische oder pneumatische Verstellvorπchtung am Motorblock bzw an dem Zylinder gelagert bzw positioniert ist Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß wiederum der Anstellwinkel bzw der Winkel des Verstellarms und somit die Kolbenstellung in einfacher Form verstellt werden kann und zusätzlich bzw parallel zu der weiteren Verstellvorπchtung im Verstellarm eine weitere Verstellung vorgenommen werden kann, wodurch eine weitere Leistungssteigerung des Motors erzielt werden kann
Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Verstellarm zumindest zwei Arme zur Aufnahme jeweils eines Kolbens aufweist Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß mit einem Verstellvorgang gleichzeitig mehrere Kapazitatsanderungen und/oder Kompressionsanderung an unterschiedlichen Zylindern durchgeführt werden kann Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Zylinder insbesondere der Kolben, winkelig zu einer Mittellinie des Motors angeordnet ist wodurch die Bauhohe des Motors wesentlich verringert werden kann
Schließlich ist auch eine Ausgestaltung vorgesehen bei der die Kurbelwelle unterhalb des Zylinders bzw des Kolbens, also im Zentrum des Motors, angeordnet ist, wodurch eine weitere Reduzierung der Bauhohe erzielt wird und für die Schmierung der beweglichen Teile bekannte Systeme aus dem Stand der Technik eingesetzt werden können
Die Erfindung wird anschließend in Form von Ausfuhrungsbeispielen beschrieben
Es zeigen
Fig 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemaßen Motors teilweise geschnitten und in vereinfachter, schematischer Darstellung,
Fig 2 eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors in der Grundstellung teilweise geschnitten und in vereinfachter schematischer Darstellung,
Fig 3 eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors in einer anderen Stellung teilweise geschnitten und in vereinfachter schematischer Darstellung,
Fig 4 eine Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors in der
Grundstellung teilweise geschnitten und in vereinfachter, schematischer Darstellung, ig 5 eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors mit verändertem Hubraum teilweise geschnitten und in vereinfachter, schematischer Darstellung, gemäß Fig 4,
ig 6 eine Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors mit verändertem Hubraum teilweise geschnitten und in vereinfachter, schematischer Darstellung,
ig 7 eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors mit veränderter Kompression teilweise geschnitten und in vereinfachter, schematischer Darstellung, gemäß Fig 6,
ig 8 eine Seitenansicht einer mechanischen Umlenkvorrichtung für den erfindungsgemaßen Motor, in vereinfachter, schematischer Darstellung,
Fig 9 eine andere Ansicht der mechanischen Umlenkvorrichtung für den erfindungsgemaßen Motor, in vereinfachter, schematischer Darstellung,
Fig 10 eine Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors mit einer
Zündvorrichtung, in vereinfachter, schematischer Darstellung,
Fig 1 1 eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemaßen Motors mit einer anderen Zündvorrichtung, in vereinfachter schematischer
Darstellung
Einführend wird festgehalten, daß gleiche Teile der einzelnen Ausfuhrungsbeispiele mit gleichen Bezugszeichen versehen werden Die in den einzelnen Ausfuhrungsbeispielen angegebenen Lageangaben sind bei einer Lageanderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen In den Fig 1 bis 7 ist ein Ausfuhrungsbeispiel eines Motors 1 , insbesondere eines Verbrennungsmotors, dargestellt wobei die Fig 2 bis 7 schematische Darstellungen für das Funktionsprinzip des Motors 1 bilden
Der Motor 1 , insbesondere der Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Motorblock 2, insbesondere aus zumindest einem Zylinder 3, in dem zumindest ein Kolben 4 gleitend angeordnet ist Für die Zündung eines in einem Verbrennungsraum 5 des Zylinders 3 angeordneten Treibstoff-Luft-Gemisches ist eine Zündvorrichtung 6 vorgesehen Diese Zündvorrichtung 6 ist dabe1 in Fig 1 schematisch angedeutet, wobei in den Fig 10 und 1 1 beispielhafte Ausfuhrungsbeispiele dargestellt sind Bei dem erfindungsgemaßen Motor 1 insbesondere dem Verbrennungsmotor, ist nunmehr vorgesehen, daß der in dem Zylinder 3 bzw im Motorblock 2 angeordnete Kolben 4 variabel verstellbar ist und damit die Kapazität des Zylinders 3 bzw ein Hubraum des Motors 1 und/oder die Kompression des Motors 1 einstellbar ist, wobei die Kaoazitat bzw der Hubraum des Motors 1 durch die Große bzw dem Volumen des Verbrennungsraumes 5 definiert wird Die Verstellung des Hubraumes bzw der Kompression des Motors 1 kann oeispielsweise durch eine Steuervorrichtung, insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, die nicht dargestellt ist automatisch erfolgen, wobei bei einem Motor 1 mit mehreren Zylindern 3 die durchzuführende Verstellung für jeden Zylinder 3 bzw für jeden Kolben 4 gleich durchgeführt werden muß
Dabei ist es möglich, daß je nach der benotigten Leistung die Verstellung durchgeführt wird Hierzu kann beispielsweise die Steuervorrichtung mit einem Gaspedal, nicht dargestellt, gekoppelt sein, so daß je nach Stellung des Gaspedals eine Verstellung des Hubraumes, also des Kolbens 4, vorgenommen wird Der wesentlich Vorteil eines derartigen Motors 1 mit variablem Hubraum und variabler Kompression liegt dann daß eine Vergrößerung der Motorleistung durch die Vergrößerung der Kapazität der Zylinder 3 erreicht wird und somit die Motorkraft gesteigert werden kann und somit gleichzeitig eine Treibstoffeinsparung erzielt werden kann, da bei geringem Leistungsbedarf auch nur eine geringe Motorleistung durch die Verringerung der Kapazität des Zylinders 3 zur Verfugung steht und somit weniger Treibstoff benotigt wird
Das Funktionsprinzip des Motors 1 kann dabei auf die unterschiedlichen bekannten Motorensysteme, wie beispielsweise einem 4-Zylιnder Motor, 6- Zylinder Motor usw , angewandt werden Der Kolben 4 ist nunmehr erfindungsgemaß über eine mechanische Umlenkvorrichtung 7 mit einer Kurbelwelle 8 verbunden und nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, direkt mit der Kurbelwelle 8 Der Kolben 4 ist über eine Pleuelstange 9 mit einem Verstellarm 10 der mechanischen Umlenkvorrichtung 7 drehbar verbunden, wobei die Pleuelstange 9 über eine Achse 11 bzw einem Bolzen am Verstellarm 10 gelagert ist Bei dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist der Zylinder 3 insbesondere der Kolben 4, winkelig zu einer Mittellinie 12 des Motors 1 angeordnet Diese Anordnung reduziert die Baugroße und somit das Gewicht des Motors 1 Selbstverständlich ist es möglich, den Kolben 4 entsprechend den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen anzuordnen, wobei jedoch hierzu die Umlenkvorrichtung 7 entsprechend umgestaltet werden muß
Damit eine Umlenkung der Kolbenbewegung von dem Verstellarm 10 durchgeführt werden kann, ist der Verstellarm 10 der mechanischen Umlenkvorrichtung 7 um eine Schwenkachse 13 drehbar gelagert wobei der Versteilarm 10 über eine weitere Pleuelstange 14 die über eine Achse 15 bzw einem Bolzen am Verstellarm 10 drehbar gelagert ist, mit der Kurbelwelle 8 verbunden ist Dadurch wird erreicht, daß durch die Umlenkvorrichtung 7 eine Umlenkung der Kolbenbewegung durchgeführt wird, so daß die Kurbelwelle 8 unterhalb des Zylinders 3 bzw der Kolben 4, also im Zentrum des Motors 1 , angeordnet werden kann und somit die Bauhohe des Motors 1 wesentlich verringert werden kann Gleichzeitig wird erreicht, daß bei einer Bewegung des Kolbens 4 diese Langsbewegung auf eine Rotationsbewegung auf die Kurbelwelle 8 übertragen werden kann und somit ein Antriebskonzeot eines Fahrzeuges angetrieben werden kann Dies ist beispielsweise aus den Fig 2 und 3 ersichtlich Bei der Darstellung gemäß Fig 3 sind die Bewegungsabläufe der einzelnen Elemente schematisch durch Pfeile eingetragen
Dabei ist in Fig 2 eine beliebige Grundstellung bzw Ausgangsstellung des Kolbens 4 dargestellt, wogegen in Fig 3 bei gleicher Kapazität des Zylinders 3 bzw bei gleichem Hubraum und gleicher Kompression eine weitere Stellung des Kolbens 4 dargestellt ist Grundsätzlich ist bei derartigen Motoren 1 bekannt, daß durch die Kolbenbewegung die Kurbelwelle 8 in Rotation versetzt wird, wobei die Lagerung des Verbindungsteils mit der Kurbelwelle 8, also in diesem Fall die Pleuelstange 14 exzentrisch angeordnet ist Wird nunmehr der Kolben 4 aufgrund einer explosionsartigen Verbrennung des Treibstoff-Luft-Gemisches im Verbrennungsraum 5 in Bewegung versetzt, so legt der Kolben 4 eine entsprechende Hublange 16 zurück Diese Hublange 16 entspricht dabei einer halben Umdrehung der Kurbelwelle 8
Durch diese Bewegung des Kolbens 8 wird nunmehr über die Pleuelstange 9 der Verstellarm 10 um die Schwenkachse 13 verschwenkt, wobei entsprechend der fix vorgegebenen Hublange 16 sich der Verstellarm 10 um einen definierten Winkel 17 verstellt und somit die Kurbelwelle 8 angetrieben wird, so daß diese zu rotieren beginnt bzw eine Drehbewegung durchfuhrt Bewegt sich die Kurbelwelle 8 über eine halbe Umdrehung hinweg, so wird von der weiteren Pleuelstange 14 nunmehr der Verstellarm 10 in die Grundstellung, gemäß Fig 2, zurück bewegt und es kann ein neuer Zyklus gestartet werden
Die Bewegung des Kolbens 4 wird also über die mechanische Umlenkvorrichtung 7 auf die Kurbelwelle 8 übertragen, d h , daß die Kraftübertragung zum Antrieb der Kurbelwelle 8 vom Kolben 4 über die erste Pleuelstange 9 an den Verstellarm 10 weitergeleitet wird, wobei der Verstellarm 10 um die Schwenkachse 13 verdreht wird, gemäß den Darstellungen der Fig 2 und 3 und somit die Kurbelwelle 8 über die weitere Pleuelstange 14 von dem Verstellarm 9 angetrieben wird, wogegen bei der Ruckbewequng des Kolbens ^ diese vcn der Kurbelwelle 8 bzw der Pleuelstange 14 verursacht wird Dabei ist es für eine derartige Kraftumlenkung notwendig, daß zwischen den beiden Lagerstellen für die Pleuelstangen 9 und 14 die Schwenkachse 13 angeordnet ist Der Verstellarm 10 ist beispielsweise derartig ausgebildet, daß die einzelnen Lagerstellen fluchtend zueinander ausgerichtet sind, wie dies schematisch durch eine gerade Linie 18, gemäß Fig 2, angedeutet ist
Damit nunmehr eine Verstellung des Kolbens 4, also des Hubraumes, durchgeführt werden kann, ist am Verstellarm 10 eine Versteilvorrichtung 19, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betrieben wird, angeordnet Durch diese Verstellvorπchtung 19 wird nunmehr erreicht, daß eine Distanz 20 zwischen der Achse 15 für die Lagerung der weiteren Pleuelstange 14 für den Antrieb der Kurbelwelle 8 und der Schwenkachse 13 über die Verstellvorπchtung 19 frei einstellbar ist, wogegen eine Distanz 21 zwischen der Achse 1 1 für die Lagerung des Kolbens 4 insbesondere der Pleuelstange 9 für den Kolben 4 und der Schwenkachse 13 fix vorgegeben ist, wie dies in den Fig 4 und 5 schematisch dargestellt ist Durch die Distanzanderung im Bezug auf die Schwenkachse 13 wird erreicht, daß sich ein Anstellwinkel 22 des Verstellarms 10, gemäß Fig 5, verändert und somit die Position des Kolbens 4 im Zylinder 3 in seiner Grundposition, wie stnchliert in Fig 2 und 4 eingezeichnet, verändert wird Damit wird der Hubraum vergrößert bzw verkleinert, d h , daß der Verbrennungsraum 5 für das Treibstoff-Luft-Gemisch vergrößert oder verkleinert werden kann Dies ist aus den Fig 4 und 5 zu ersehen
Dabei zeigt Fig 4 die Grundstellung, gemäß den Fig 1 , 2 und 4, wogegen in Fig 5 bereits eine Verstellung des Kolbens 4 vorgenommen wurde Gleichzeitig sind in Fig 5 mit strichpunktierten Linien die Achspunkte der einzelnen Elemente bei einer Verstellung bzw einem Betrieb des Motors 1 gemäß Fig 3 eingetragen Daraus ist ersichtlich, daß die Hublange 16 sowie der Bereich des Winkels 17 innerhalb dem der Verstellarm 10 verstellt wird annähernd gleich bleibt wobei sich nur der Anstellwinkel 22 in der Grundstellung ändert Die in Fig 5 stnchliert eingetragene Flache 23 entspricht der Volumsverqroßerunq des Hubraumes bzw des Verbrennungsraumes 5 gegenüber der Grundstellung, gemäß Fig 4 Aus dieser Gegenüberstellung ist eindeutig erkennbar wie sich autgrund der Änderung der Distanz 20 zwischen der Achse 15 bzw der Lageranordnung für die Kurbelwellenverbmdung zur Schwenkachse 13 sich die Winkelstellung bzw der Anstellwinkel 22 des Verstellarms 10 geändert hat
Damit eine derartige Verstellung durchgeführt werden kann, ist es lediglich notwendig, daß die hydraulische oder pneumatische Verstellvornchtung 19 aktiviert bzw verstellt werden muß Die Verstellvornchtung 19 ist derartig am Verstellarm 10 angeordnet, daß diese eine starre Verbindung zum Verstellarm 10 ausbildet, wobei die Lageranordnung für die Achse 15 der weiteren Pleuelstange 14 über die Verstellvornchtung 19 verstellbar ist, d h , daß diese Acnse 15 entlang des Verstellarms 10, also entlang der geraden Linie 18, verschoben werden kann
Damit die durchgeführten Verstellungen in den Figuren eindeutig ersichtlich sind, ist schematisch immer die Grundstellung der einzelnen Elemente in αen Fig 2 bis 7 mit stπchlierten Linien eingetragen, wobei jedoch die neuen Winkelstellungen der einzelnen Elemente mit vollen Linien dargestellt sind und weitere Änderungen mit strichpunktierten Linien eingetragen wurden Diese eingetragenen Linien bilden dabei jeweils die Mittellinien zu den einzelnen Elementen, wie beispielsweise der Pleuelstange 9 für den Kolben 4 der fluchtenden Linie 18 der Achsen 1 1 und 15 an dem Verstellarm 10 und der Pleuelstange 14 für die Verbindung mit der Kurbelwelle 8
Weiters ist es möglich, daß zu der Verstellung des Kolbens 4 oder ohne der Verstellung des Kolbens 4, also des Hubraumes, in Abhängigkeit der Stellung des Kolbens 4 die Kompression verstellt werden kann Hierzu ist es notwendig, daß die Schwenkachse 13 über eine weitere hydraulische oder pneumatische Verstellvornchtung 24, die beispielsweise am Motorblock 2 bzw am Zylinder 3 gelagert bzw positioniert ist, in ihrer Position verstellt wird wodurch eine Änderung der Kompression des Zylinders 3 erreicht wird wie dies aus den Fiα 6 und 7 ersichtlich ist Dabei ist wiederum in Fig 6 eine Ausgangsstellung dargestellt, bei der bereits einer Veränderung der Kapazität des Zylinders 3 durchgeführt wurde wogegen in Fig 7 bereits eine Positionsveranderung der Schwenkachse 13 für die Verstellung der Kompression gegenüber der Fig 6 durchgeführt wurde Die schraffiert dargestellte Flache 25 zeigt wiederum die Veränderung des Kolbens 4 gegenüber seiner Ausgangsstellung nach Fig 6 Durch die Veränderung der Position der Schwenkachse 13 wird wiederum eine Änderung der Winkelstellung bzw des Anstellwinkels 22 des Verstellarms 10 hervorgerufen, so daß eine Langsverschiebung des Kolbens 4 die Folge ist Für die Verstellung der Kompression ist zu erwähnen, daß grundsatzlich für die unterschiedlichsten Motoren 1 genormte Hubraume eingestellt werden können, wobei durch die Änderung der Position der Schwenkachse 13 nunmehr eine Kompressionsanderung im Bezug auf dem genormten Hubraum einstellbar ist Selbstverständlich ist es möglich, durch entsprechende Verstellung des Verstellarms 10 dies ebenfalls zu erreichen Es ist auch möglich, daß für die Verstellung des Motors 1 nur eine der beiden Verstellvomchtungen 19, 24 eingesetzt oder angeordnet ist
Es kann also gesagt werden, daß bei dem Motor 1 mit interner Verbrennung der Erfindung entsprechend vorgesehen ist, daß ein oder mehrere Zylιndermodul(e), in welchen Kolben 4 gleiten, gegliedert mit einer pendelnden Mechanik, insbesondere der Umlenkvorrichtung 7, welche eine pendelnde Bewegung um die Schwenkachse 13 durchfuhrt, angeordnet sind Dabei können durch das Innere der Schwenkachse 13 bzw der weiteren Achsen 11 15 Kanäle bzw Leitungen zur hydraulischen oder pneumatischen Steuerung bzw Verstellung der Verstellvornchtung 19 fuhren Die Verstellvomchtungen 19 und 24 dienen zur Steuerung bzw Verstellung und somit zur Vergrößerung oder Verkleinerung des Winkels, also des Anstellwinkels 22, der pendelnden mechanischen Bewegung der Umlenkvorrichtung 7, welche die Kapazität der Zylinder 3 sowie das Verhältnis der Kompression bewirken bzw einstellen Weiters übernimmt die weitere Pleuelstange 14 die pendelnde Bewegung der Umlenkvorrichtung 7 und bringt somit die Kurbelwelle 8 in eine rotierende Bewegung Die pendelnde Mechanik bzw Umlenkvorrichtung 7 modifiziert ihre Parameter optimal im Zusammenhang mit der Leistung im gegebenen Moment, wobei die Steuerung beispielsweise von einem Mikroprozessor welcher vorher die maximale Leistungsfähigkeit des Motors 1 analysiert durchgeführt wird
Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß eine Erhöhung der thermischen Leistung erzielt wird und weniger Treibstoff benotigt wird, da immer eine optimale Leistungsanpassung der benotigten Leistung durchgeführt werden kann und somit eine Verringerung der verunreinigenden Luftemission erzielt wird Weiters kann eine Vergrößerung der Motorleistung durch Vergrößerung der Kapazität der Zylinder 3 vorgenommen werden, wodurch die Motorkraft steigt Eine Reduzierung des Gewichtes des Motors 1 kann aufgrund der speziellen Anordnung im Verhältnis zur Motorleistung ebenfalls erreicht werden Das stoichometnsche Verhältnis eines derartigen Motors 1 ist sehr groß Es besteht auch die Möglichkeit, automatisch und/oder handisch die Kapazität der Zylinder 3 zu regeln, sowie das Verhältnis der Kompression im Motor 1 automatisch und/oder handisch zu andern Weiters kann durch eine entsprechende Steuerung eine kontinuierliche Verstellung vorgenommen werden wodurch der Benutzer eines derartigen Fahrzeuges keine ruckartige Leistungssteigerung spurt Bei dem erfindungsgemaßen Motor 1 ist auch eine Verwendung verschiedener Treibstoffe beim selben Motor 1 möglich Durch Verwendung der Zündung durch Katalysatoren kann man die klassische Zündung weglassen
Weiters ist in den Fig 8 bis 11 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel des Motors 1 dargestellt, wobei das Grundprinzip den zuvor beschriebenen Fig 1 bis 7 entspricht Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ist die Realisierung des erfindungsgemaßen Motors 1 derart gelost, daß nunmehr mehrere Kolben 4 mit einem Verstellarm 10 verbunden sind, wogegen in den zuvor beschriebenen Fig 1 bis 7 für jeden Kolben 4 eine eigene Umlenkvorrichtung 7 angeordnet ist Dazu ist in Fig 8 eine Detaildarstellung des pendelnden Mechanismusses, insbesondere der Umlenkvorrichtung 7, zusammen mit Kolben 4 und Pleuelstange 14 für die Kurbelwelle 8, welche die pendelnde Bewegung in rotierende Drehbewegung umformt, gezeigt In Fig 9 ist eine weitere Ansicht des Verstellarms 10 dargestellt Die Fig 10 und 11 zeigen Ausfuhrungsbeispiele für Zündvorrichtungen 6 in Verwendung mit klassischen Ventilen 26 für die Zufuhr und Abfuhr des Treibstoffes, sowie mit Verwendung von rotativen Ventilen bzw einer rotierenden Scheibe 27 und Zündung mit Katalysator 28 Diese Zundsysteme können auch auf die Ausfuhrungen der Fig 1 bis 7 angewandt werden
Der Motor 1 mit interner Zündung ist modulartig, entsprechend der Ausfuhrung in Fig 1 , aufgebaut, in welchem sich einige Zylinder 3 befinden Diese können beispielsweise im Motorblock 2 bzw im Gehäuse abgedichtet eingepreßt sein In den Zylindern 3 gleiten wiederum die Kolben 4 Diese sind mit der Pleuelstange 9 verbunden und werden mit Bolzen mit der pendelnden Mechanik, insbesondere mit der Umlenkvorrichtung 7 drehbar verbunden und bilden dabei die drehbaren Achsen 11 aus Die pendelnde Mechanik, insbesondere die pendelnde Umlenkvorrichtung 7, ist aus einem Korper mit zwei Armen 29 und 30 zur Aufnahme jeweils eines Kolbens 4 gebildet, wobei die Umlenkvorrichtung 7, insbesondere der Verstellarm 10, mit der Schwenkachse 13 schwenkbar gelagert ist, so daß wiederum eine Verstellung des Verstellarms 10 in seiner Winkellage bzw in seinem Anstellwinkel 22 und eine Verstellung der Position der Schwenkachse 13 möglich ist
Durch die Mechanik bzw die Umlenkvorrichtung 7 kann wiederum das Verhältnis der Kompression und der Kapazität des Zylinders 3 verändert werden, wobei jedoch nunmehr diese Verstellung gleichzeitig auf mehrere, insbesondere zwei Kolben 4 einwirkt. Bevorzugt wird für die Veränderung der Umlenkvorrichtung 7 ein Mikroprozessor eingesetzt Dieser kann beispielsweise das Verhältnis der Große der Kompression, beispielsweise zwischen 5 und 26 bar, und der Kapazitat der Zylinder 3 durch die Verstellvomchtungen 19 und 24 hydraulisch oder pneumatisch steuern
Der Steuervorrichtung bzw der Mikroprozessor kann dabei die Modifizierung bzw Veränderung der Distanz 20 zwischen der Schwenkachse 13 und der Lageranordnung bzw der Achse 15 für die weitere Pleuelstange 14 der Kurbelwelle 8 berechnen und eine entsprechende Verstellung durch die Verstellvornchtung 19 durchfuhren, wodurch eine Änderung eines Verstellwinkels bzw des Anstellwinkels 22 der Umlenkvorrichtung 7 ergibt, welcher sich durch den Verstellweg des Kolbens 4 einstellt Dieser Verstellweg definiert die Große der Kapazität der Zylinder 3 des Motors 1 im Moment der Beanspruchung Der Pendelmechanismus also die Umlenkvorrichtung 7, übermittelt bzw übertragt die Bewegung der Kolben 4 über die Umlenkvorrichtung 7 auf die Kurbelwelle 8
Für die Zufuhr des Treibstoff-Luft-Gemisches kann eine an sich bekannte Vorrichtung mit einigen Ventile 26 eingesetzt werden, wie dies in Fig 10 ersichtlich ist und somit nicht mehr naher auf das Fuπktionspnnzip eingegangen wird Hierzu weist der Motor 1 zumindest einen Kanal 241 in den Brennraum bzw Verbrennungsraum 5 auf, mit dem eine derartige Vorrichtung gekoppelt ist Es ist also lediglich notwendig diese Vorrichtung auf den Motorblock 2 bzw auf dem Zylinder 3 zu positionieren Die einzelnen Ventile 26 können dabei unabhängig voneinander für den Auslaß sowie dem Einlaß des Treibstoff-Luft- Gemisches über Zufuhr- und/oder Auslaßkanale 32 eingesetzt werden Für die Steuerung zum Offnen und Schließen der Ventile 26 können an sich bekannte Nockenwellen 33 verwendet werden Es wird lediglich darauf hingewiesen, daß es selbstverständlich möglich ist, für jeden Zylinder 3 eine Mehrventiltechnik einzusetzen Die Zündung des Treibstofr-Luft-Gemisches erfolgt beispielsweise durch eine Zündkerze 34, wie dies schematisch angedeutet ist
Weiters ist es möglich, daß eine neuartige Einlaßtechnik für das Treibstoff-Luft- Gemisch eingesetzt werden kann, wie dies in Fig 11 ersichtlich ist Bei einer derartigen Einlaßtechnik werden die Ventile 26 durch zumindest eine rotierende Scheibe 27 mit zumindest einem speziell ausgebildeten Kanal 35 eingesetzt, wobei aufgrund der Rotation bzw der Drehbewegeung der Scheibe 27 die unterschiedlichen Zufuhr- und/oder Auslaßkanale 32 freigegeben werden, d h , daß durch entsprechende Stellung der Scheibe 27 beispielsweise das Treibstoff- Luft-Gemisch in den Verbrennungsraum 5 des Motors 1 strömen kann wogegen bei einer weiteren Stellung das explosionsartig verbrannte Treibstoff-Luft- Gemisch aus dem Verbrennungsraum 5 ausströmen kann Durch eine derartige Einlaßtechnik können die Nockenwellen 33 eingespart werden Die rotierende Scheibe 27 wird dabei in einem Gehäuse 36 gelagert, wobei in diesem Gehäuse 26 Anschlußstellen 37 für die Zufuhr- und/oder Auslaßkanale 32 angeordnet sind Damit das Treibstoff-Luft-Gemisch nicht unerwünscht aus dem Verbrennungsraum 5 entweichen kann, sind Dichtungselemente 38 angeordnet Damit eine derartige Einlaßtechnik hitzebestandig ausgebildet werden kann, ist es in einfacher Form möglich in dem Gehäuse 36 Kuhlkanale anzuordnen so daß ein sicherer Betrieb möglich ist Selbstverständlich ist es möglich daß mehrere Kanäle 35 in der Scheibe 27 angeordnet werden können, wodurch erreicht wird, daß bei einer Umdrehung der Scheibe 27 mehrere Zündungen und somit mehrere Ein- und Auslasse des Treibstoff-Luft-Gemisches durchgeführt werden können Damit kann auch die Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe 27 wesentlich verringert werden
Die Zündung bei einer derartigen Einlaßtechnik kann auf mehreren Arten realisiert werden Wie schematisch dargestellt, kann in einem Kanal 39 für die Zufuhr des Treibstoff-Luft-Gemisches in den Verbrennungsraum eine Zündkerze 34 angeordnet werden wodurch in einfacher Form eine Zündung möglich ist Weiters ist es möglich, daß die Zündung durch einen Katalysator 28 der beispielsweise in der Scheibe 27 angeordnet ist, durchgeführt werden
Weiters ist es auch möglich, daß mehrere Kolben 4, insbesondere zwei Kolben 4, derart angeordnet werden, daß diese einen gemeinsamen Verbrenπungsraum 5 ausbilden, wobei die Verbindung mit der Kurbelwelle 8 wiederum über den Verstellarm 10 durchgeführt wird Dabei ist jedoch zu achten daß die mechanische Umlenkvorrichtung 7 derart ausgebildet ist, daß eine einheitliche Drehrichtung für die Kurbelwelle 8 geschaffen wird Dadurch wird erreicht, daß bei einer Verstellung der Kolben 4 eine wesentliche Vergrößerung der Kapazität und/oder der Kompression des gemeinsamen Zylinders 3 erreicht wird
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß in dem zuvor beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele die einzelnen Teile bzw Bauelemente oder Baugruppen schematisch bzw vereinfacht dargestellt sind Desweitereπ können auch einzelne Teile der zuvor beschriebenen Merkmaiskombinationen der Ausfuhrungsbeispiele in Verbindung mit anderen Einzelmerkmalen eigenständige, erfindungsgemaße Losungen bilden
Vor allem können die einzelnen in den Fig 1 bis 7, 8 bis 11 gezeigten Ausfuhrungen den Gegenstand von eigenständigen erfindungsgemaßen Losungen bilden Die diesbezüglichen erfindungsgemaßen Aufgaben und Losungen sind der Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen
Bezugszeichenhste
Motor 23 Flache Motorblock 24 Verstellvornchtung Zylinder 30 25 Fläche Kolben Verbrennungsraum 26 Ventil
27 Scheibe Zündvorrichtung 28 Katalysator Umlenkvorrichtung 35 29 Arme Kurbelwelle 30 Arme Pleuelstange Verstellarm 31 Kanal
32 Zufuhr- und/oder Auslaßkanal Achse 40 33 Nockenwelle Mittellinie 34 Zündkerze Schwenkachse 35 Kanal Pleuelstange Achse 36 Gehäuse
45 37 Anschlußstelle Hublänge 38 Dichtungselement Winkel 39 Kanal Linie Verstellvornchtung
50 Distanz Distanz Anstellwinkel

Claims

P a t e n t a n s p r u c h e
1 Motor, insbesondere Verbrennungsmotor, bestehend aus zumindest einem Zylinder in dem zumindest ein Kolben gleitend angeordnet ist wobei über eine Umlenkvorrichtung die Kapazität des Zylinders bzw ein Hubraum des
Motors und/oder die Kompression einstellbar ist, und daß für die Zündung des in einem Verbrennungsraum des Zylinders befindlichen Treibstoff-Luft-Gemisches eine Zündvorrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkvorrichtung (6) durch einen Verstellarm (10) gebildet ist, und daß der Kolben (4) über eine Pleuelstange (9) mit dem Verstellarm (10) der mechanischen Umlenkvorrichtung (7) verbunden ist, wobei der Verstellarm (10) über eine weitere Pleuelstange (14) mit der Kurbelwelle (8) verbunden ist und der gesamte Verstellarm (10) über eine Schwenkachse (13) in seinem Anstellwinkel (22) und/oder seiner Position für die variable Einstellung der Kapazität des Zylinders (3) bzw des Hubraums und/oder der Kompression des Zylinders (3) veränderbar ist
2 Motor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstangen (9, 14) über jeweils eine Achse (11 , 15) bzw. einen Bolzen am Verstellarm (10) drehbar gelagert sind
3 Motor nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Langsbewegung des Kolbens (4) über die mechanische Umlenkvorrichtung (7) in eine Rotationsbewegung für die Kurbelwelle (8) übertragbar ist
4 Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen für die drehbare Lagerungen angeordneten Achsen (11 , 15) bzw Bolzen am Verstellarm (10) fluchtend, insbesondere in einer geraden Linie (18), zueinander angeordnet bzw ausgerichtet sind. 5 Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Verstellarm (10) eine Verstellvornchtung (19), die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch antreibbar ist, angeordnet ist
6 Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Distanz (21 ) zwischen der Achse (11 ) für die Lagerung des Kolbens (4) und der Schwenkachse (13) vorgegeben ist, wobei eine Distanz (22) zwischen der Achse (15) für die Lagerung der weiteren Pleuelstange (14) für den Antrieb der Kurbelwelle (8) und der Schwenkachse (13) über die Verstellvornchtung (19) frei einstellbar ist.
7 Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) über eine weitere hydraulische oder pneumatische Verstellvornchtung (24) am Motorblock (2) bzw am dem Zylinder (3) gelagert bzw positioniert ist.
8 Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellarm (10) zumindest zwei Arme (29, 30) zur Aufnahme jeweils eines Kolbens (4) aufweist
9 Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3), insbesondere der Kolben (4), winkelig zu einer Mittellinie (12) des Motors (1) angeordnet ist
10 Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (8) unterhalb des Zylinders (3) bzw des Kolbens (4), also im Zentrum des Motors (1 ), angeordnet ist
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