DE3030615C2 - Brennkraftmaschine - Google Patents
BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE3030615C2 DE3030615C2 DE3030615A DE3030615A DE3030615C2 DE 3030615 C2 DE3030615 C2 DE 3030615C2 DE 3030615 A DE3030615 A DE 3030615A DE 3030615 A DE3030615 A DE 3030615A DE 3030615 C2 DE3030615 C2 DE 3030615C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- piston
- connecting rod
- crankshaft
- internal combustion
- combustion engine
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
-
- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/36—Modified dwell of piston in TDC
-
- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
55
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylindpr und einem darin hin- und
herbewegbaren Kolben, der über ein Gelenkgestänge mit einer Kurbelwelle verbunden ist, wobei das
Gelenkgestänge ein an dem Kolben angelenktes erstes Pleuel, ein an der Kurbelwelle angelenktes zweites
Pleuel und einen Schwenkhebel umfaßt, der mit seinem einen Ende um eine zur Kurbelwellenachse im
wesentlichen parallele Schwenkachse angelenkt und an seinem anderen Ende mit den beiden Pleueln durch ein
gemeinsames Gelenk verbunden ist, wobei die Gesamt-
60
65 länge der beiden Pleuel größer ist als der in der oberen
Totpunktstellung des Kolbens gemessene Abstand zwischen dem kolbenseitigen Pleuellager und der Bahn
des kurbelwellenseitigen Pleuellagers und wobei die Anlenkstelle und die Länge des Schwenkhebels so
gewählt sind, daß sich bei einer von der oberen Totpunktstellung ausgehenden Kolbenbewegung die
Bewegungsbahnen des gemeinsamen Gelenkes und des kolbenseitigen Pleuellagers zunächst einander annähern.
Bei einer aus der US-PS 36 33 429 bekannten Brennkraftmaschine der vorstehend genannten Art ist
der Schwenkhebel mit seinem dem gemeinsamen Gelenk fernen Ende an einer Steuerkurbelwelle
angelenkt, die über ein drehfest mit ihr verbundenes Zahnrad mit der Schwungscheibe des Motors in Eingriff
steht, so daß die Steuerkurbelwelle in entgegengesetzter Richtung zur Hauptkurbelwelle rotiert. Die Durchmesser
des Zahnrades und der Schwungscheibe sind so gewählt, daß die Steuerkurbelwelle bei einer Umdrehung
der Hauptkurbeiwelle drei Umdrehungen ausführt. Dadurch werden zwar relativ lange Verweilzeiten
des Kolbens im Bereich des oberen und des unteren Totpunktes erreicht, jedoch führt diese Konstruktion zu
einem ungünstigen Drehmomentverlauf. Befindet sich der Kolben bei der Brennkraftmaschine gemäß der
US-PS 36 33 429 nahe seiner oberen Totpunktstellung, so verteilt sich die vom Kolben ausgeübte Kraft auf das
kurbelwellenseitige Pleuel und den. Schwenkhebel. Dabei wird in beiden Fällen ein gleichsinnig wirkendes
Drehmoment erzeugt, obwohl die beiden Kurbelwellen durch den Zahnradeingriff gegenläufig rotieren. Aufgrund
der unterschiedlich großen Drehmomente werden sich die beiden Wellen zwar nicht blockieren,
jedoch wird das auf die Hauptkurbelwelle wirkende Drehmoment durch das auf die Steuerkurbelwelle
wirkende Drehmoment periodisch erheblich geschwächt. Es läßt sich zeigen, daß bei dieser
Konstruktion der normalen Auf- und Abbewegung des Kolbens eine Hin- und Herbewegung mit kleiner
Amplitude überlagert wird, so daß der Kolben während seiner normalen Auf- und Abbewegung periodisch
abgebremst und wieder beschleunigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß sich nicht nur die Verweilzeiten des Kolbens im oberen und unteren Totpunkt gegenüber
dem herkömmlichen Motor mit einem einstückigen Pleuel verlängern lassen, sondern daß vor allem der
Drehmomentverlauf gegenüber dem herkömmlichen Motor erheblich verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge des Schwenkhebels größer ist als der
senkrechte Abstand zwischen seiner Anlenkstelle und der Zylinderachse, so daß im weiteren Bewegungsverlauf
die Bewegungsbahn des gemeinsamen Gelenkes die Zylinderachse schneidet.
Die erfindungsgemäße Konstruktion führt dazu, daß die beiden Pleuel in eine Strecklage treten, wenn der
Kolben erst eine geringe Strecke von seinem oberen Totpunkt nach unten zurückgelegt hat. Das bedeutet,
daß der größte Teil des Kolbenhubes noch zur Verfügung steht, wenn die Kurbelwellenstellung erreicht
wird, in der das größte Drehmoment übertragen werden kann. Das bedeutet, daß der Kolben bei der
erfindungsgemäßen Lösung gerade dann seine maximale Beschleunigung durch den Verbrennungsdruck
erfährt, wenn auch das maximale Drehmoment übertra-
gen werden kann. Dagegen hat der Kolben bei herkömmlichen Motoren bereits einen relativ großen
Weg zurückgelegt, wenn das Pleuel eine Stellung erreicht, in der es das maximale Drehmoment auf die
Kurbelwelle übertragen kann. Dadurch ist i:s bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine möglich, einen
wesentlich höheren Teil der in den Verbrennungsgasen enthaltenen Energie in Bewegungsenergie umzusetzen,
ais dies bei einer herkömmlichen Brennkraftmaschine der Fall ist Darüber hinaus hat sich bei d?.r
erfindungsgemäßen Lösung gezeigt, daß durch die günstige Stellung der Pleuel während der maximalen
Beschleunigung des Kolbens sehr geringe Seitenkräfte auf den Kolben wirken, so daß sehr viel geringere
Reibungsverluste zwischen Kolben und Zylinder auftreten, als dies bei herkömmlichen Motoren und auch dem
Hubkolbenmotor gemäß der US-PS 36 33 429 der Fall ibt.
Die Tatsache, daß bereits nach einem kurzen Kolbenweg die maximale Drehmomentübertragung
erreicht wird, wirkt sich besonders vorteilhaft bei einem Zweitaktmotor aus, bei dem spätestens nach ca. 90°
Kurbelwellenumdrehung der Auslaß geöffnet wird. Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine konnte bis
zu diesem Zeitpunkt bereits der größte Teil der Energie der Verbrennungsgase in Bewegungsenergie der Kurbelwelle
umgesetzt werden, während bei herkömmlichen Zweitaktmotoren die größte Drehmomentübertragung
erst unmittelbar vor der öffnung des Auslasses erreicht wird, so daß ein erheblicher Teil der Energie
nicht nutzbringend verwendet werden kann.
Durch die relativ lange Verweilzeit des Kolbens in seiner oberen Totpunktstellung lassen sich ferner die
Verbrennung des Kraftstoffes und die Kolbenbewegung optimal aufeinander abstimmen. Dies zeigt folgendes
Beispiel: Bei einem herkömmlichen Motor mit einem starren Pleuel liegt der Beginn der Kraftstoffeinspritzung
bei etwa 16° (einer Kurbelwellenumdrehung) vor dem oberen Totpunkt und das Ende der Kraftstoffeinspritzung
ca. 2 bis 0° vor dem oberen Totpunkt. Die Verbrennung beginnt ca. 10° vor dem oberen Totpunkt,
so daß der Zündverzug ca. 6° beträgt. Durch diesen langen Zündverzug erfolgt nicht nur eine sehr heftige
Verbrennung durch die dann schon angehäufte Menge unverbrannten Kraftstoffes, sondern der Druck der
Verbrennungsgase wirkt auch der Kolbenbewegung entgegen, da die Verbrennung ja vor Erreichen der
oberen Totpunktstellung des Kolbens beginnt. Wird dagegen der gleiche Motor in der erfindungsgemäßen
Weise bei sonst gleichen Verhältnissen ausgebildet, so so
kann der Beginn der Einspritzung auf 3° vor dem oberen Totpunkt und das Ende der Einspritzung auf 10°
nach dem oberen Totpunkt verlegt werden, wobei die Verbrennung im oberen Totpunkt beginnt. Eine solche
Verschiebung des Einspritzungsintervalles in Richtung auf einen späteren Zeitpunkt hin ist deswegen möglich,
da der Kolben länger im Bereich seiner oberen Totpunktstellung verweilt. Der Zündverzug ist also nur
annähernd halb so lang wie bei dem vorher beschriebenen Vergleichsmotor herkömmlicher Bauart. Dadurch
treten keine so hohen Spitzentemperaturen und Spitzendrücke auf wie bei dem herkömmlichen Motor.
Die Energie der Verbrennungsgase wirkt nicht der Kolbenbewegung entgegen, sondern kann unmittelbar
in eine Bewegung des Kolbens in Antriebsrichtung umgesetzt weiden. Die bessere Energieausnutzung hat
eine geringere Erwärmung des Motors und eine geringere AbgastemperatUi· zur Folge. Ferner ist der
Schadstoffgehalt der Abgase bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wesentlich geringer als bei
dem Vergleichsmotor. Der Schadstoffgehalt bei dem Vergleichsmotor könnte zwar auch durch eine spätere
Kraftstoffeinspritzung gesenkt werden, jedoch würde damit gleichzeitig ein starker Leistungsabfall auftreten.
Versuche haben gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine gegenüber einem gleichartigen herkömmlichen Motor eine Leistungssteigerung bzw.
eine entsprechende Kraftstoffeinsparung bei gleicher Leistung von mindestens 30 bis 40% erreicht werden
kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion liegt darin, daß die unterschiedlichsten
Kraftstoffe verwendet werden können, da nicht wie bisher die Verbrennungsgeschwindigkeit und/oder der
Verbrennungszeitpunkt der Kolbengeschwindigkeit angepaßt werden müssen, sondern die Kolbengeschwindigkeit
verändert und somit an den jeweiligen Kraftstoff optimal angepaßt werden kann. So haben beispielsweise
Versuche gezeigt, daß ein Zweitakt-Dieselmotor der erfindungsgemäßen Bauart ohne irgendwelche Umstellungsmaßnahmen
und ohne einen merklichen Leistungsabfall auch mit Bezin betrieben werden kann. Ein
solcher Betrieb ist mit herkömmlichen Dieselmotoren nicht möglich, ohne die Brennkraftmaschine zu zerstören.
Die Abstimmung und Anpassung der Brennkraftmaschine an die jeweils gewünschten Verhältnisse kann auf
verschiedene Weise erfolgen. Eine Rolle spielt dabei beispielsweise die Lage der Anlenkstelle des Schwenkhebels,
die vorzugsweise radial außerhalb des Zylinders angeordnet ist. Axial ist die Anlenkstelle vorzugsweise
zwischen dem kurbelwellennächsten Punkt des kolbenseitigen Pleuellagers und der Kurbelwellenachse angeordnet.
Die Anlenkstelle des Schwenkhebels kann festliegen oder in Ausgestaltung der Erfindung radial
und/oder axial verstellbar sein, um die Brennkraftmaschine veränderten Betriebsbedingungen anzupassen;
vgl. Anspruch 2.
Die Kurbelwellenachse kann gegenüber der Zylinderachse in der Weise versetzt sein, daß die Bewegungsbahn des kolbenseitigen Pleuellagers außerhalb der die
Kurbelwellenachse enthaltenden und parallel zur Zylinderachse verlaufenden Ebene liegt. Dadurch
können der seitliche Kolbendruck auf die Zylinderwände und die Momentenkurve beeinflußt werden.
Weitere Möglichkeiten zur Veränderung der Momentenkurve und der Kolbengeschwindigkeit in Anpassung
an die jeweils vorgegebenen Verhältnisse liegen in der Wahl der Abmessungen der Pleuel und des Schwenkhebels
relativ zu den übrigen Abmessungen der Brennkraftmaschine. Eine bevorzugte Ausführungsform ist im
Anspruch 3 angegeben.
Die folgende Beschreibung erläutert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung. Es
zeigt
Fig. 1 einen die Zylinderachse enthaltenden schematischen
Schnitt senkrecht zur Kurbelwellenachse durch einen Zylinder der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Fig. 2 einen die Kurbelwelltnachse enthaltenden teilweise schematischen Schnitt durch die Pleuellager
und das gemeinsame Gelenk,
F i g. 3 eine graphische Darstellung des Kolbenweges
bei einer herkömmlichen Brennkraftmaschine und bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und
Fig.4 eine graphische Gegenüberstellung des Momentenverlaufes
bei einer herkömmlichen Brennkraft-
maschine und bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
In Fig. 1 erkennt man einen nur schematisch dargestellten Zylinder 10, in dem ein Kolben 12 auf- und
abbeweglich ist. Der Kolben 12 ist über ein schematisch dargestelltes Gelenkgestänge 14 mit der Kurbelwelle
verbunden, die in F i g. 1 nur durch ihre Achse 16 und die vom kurbelwellenseitigen Pleuellager 18 durchlaufene
Kreisbahn 20 dargestellt ist. Das Gelenkgestänge 14 umfaßt ein erstes oberes Pleuel 22, das an dem Kolben in
einem kolbenseitigen Pleuellager 24 angelenkt ist. Die Verbindung kann dabei in herkömmlicher Weise durch
einen Kolbenbolzen erfolgen. Zu dem Gelenkgestänge 14 gehört ferner ein zweites unteres Pleuel 26, das mit
seinem unteren Ende in dem kurbelwellenseitigen Pleuellager 18 an der Kurbelwelle angelenkt ist. Beide
Pleuel 22 und 26 sind in einem gemeinsamen Gelenk 28 mit dem einen Ende eines Schwenkhebels 30 verbunden,
dessen anderes Ende in einem Lager 32 an einem Exzenter 34 angelenkt ist, durch dessen Drehung die
Lage des Lagers 32 verändert werden kann. Das Lager 32 könnte jedoch auch ortsfest sein.
In der Fig. 1 befindet sich der Kolben 12 in seiner oberen Totpunktstellung. Die entsprechende Lage des
kurbelwellenseitigen Pleuellagers 18 ist durch die Buchstaben OT bezeichnet. Bei einer Abwärtsbewegung
des Kolbens 12 bewegt sich das kolbenseitige Pleuellager 24 längs der Zylinderachse 36. Das
gemeinsame Gelenk 28 bewegt sich auf der Bewegungsbahn 38 in Form eines Kreisbogens um die Achse des
Lagers 32. Die Kurbelwelle und mit ihr das kurbelwellenseitige Pleuellager 18 bewegen sich in Richtung des
Pfeiles. Die Lage der Pleuel 22, 26, des gemeinsamen Gelenkes 28 und des Schwenkhebels 30 in der der
unteren Totpunktstellung des Kolbens 12 entsprechenden Stellung ist durch gestrichelte Linien wiedergegeben.
Die entsprechende Lage des kurbelwellenseitigen Pleuellagers 18 ist durch die Buchstaben LTbezeichnet.
Wie man erkennt, nähert sich bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 12 aus seiner oberen Totpunktstellung
die Bewegungsbahn 38 der Zylinderachse 36 an und schneidet sie im weiteren Verlauf der Abwärtsbewegung
des Kolbens 12. Das hat zur Folge, daß sich der Kolben 12 aus seiner oberen Totpunktstellung zunächst
nur langsam entfernt, während das kolbenseitige Pleuellager 18 bereits einen relativ großen Kurbelwellenwinkel
durchläuft und das untere Pleuel 26 eine Stellung erreicht, in der es bereits ein großes
Drehmoment übertragen kann. Dieser Zusammenhang läßt sich qualitativ aus den in den Fig.3 und 4
dargestellten Kurven entnehmen.
Die Fig.4 zeigt mit der ausgezogenen Linie den Momentenverlauf bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
wobei auf der Abszisse die 360° einer Kurbelwellenumdrehung und auf der Ordinate der für
konstante Kolbenaufdruckkraft ermittelte Momentenwert aufgetragen ist. Die gestrichelte Linie gibt den
Verlauf des Momentes bei einem herkömmlichen Vergleichsmotor wieder. Wie man erkennt, wird das
maximale Drehmoment bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine bei etwa 58° Kurbelwellenumdrehung
und bei dem Vergleichsmotor bei etwa 76° Kurbelwellenumdrehung erreicht. Geht man mit diesen
Werten in die F i g. 3, welche den Kolbenweg über der Kurbelwellenumdrehung zeigt, wobei wiederum die
ausgezogene Linie für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine und die gestrichelte Linie für den
Vergleichsmotor gelten, so erkennt man, daß bei 58° Kurbelwellenumdrehung der Kolben bei der erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine noch kaum 'Λ seines Hubes zurückgelegt hat, während er bei dem
Vergleichsmoior bereits annähernd 50% des Hubes zurückgelegt hat. Zudem läßt sich den Kurven in F i g. 3
entnehmen, daß der Kolben bei dem Vergleichsmotor seine obere Totpunktstellung früher verläßt und später
wieder erreicht, aiso insgesamt sehr viel kürzer im Bereich seiner oberen Totpunktstellung verweilt, als der
Kolben bei der erfindungsgemäßen Ausführung.
Die vorstehend genannten Werte sind im wesentlichen nur als Beispiel zu verstehen und gelten für einen
Zweitakt-Diselmotor mit Ventilsteuerung und Kraftstoffeinspritzung. Die Zeitpunkte, zu denen das
Auslaßventil und das Einlaßventil öffnen und schließen, sind in Fig. 1 auf dem Kreis 20 mit AÖund EÖbzw.AS
und ES bezeichnet. Durch Vergleich der Fig.4 und 1 erkennt man, daß das maximale Drehmoment bei der
erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine lange vor der öffnung des Auslasses erreicht wird, so daß die Energie
der Verbrennungsgase wirkungsvoll in Bewegungsenergie der Kurbelwelle umgesetzt werden kann. Beim
Vergleichsmotor dagegen wird das Maximum des Drehmomentes erst kurz vor der Öffnung des Auslasses
erreicht, so daß ein erheblicher Teil der Energie verpufft. Zusammen mit der geringeren Erwärmung der
Brennkraftmaschine und der Abgase aufgrund der besseren Umsetzung der Verbrennungsenergie in
Bewegung macht der vorstehend beschriebene günstige Verlauf des Drehmomentes die erfindungsgemäße
Konstruktion besonders wichtig und vorteilhaft für die Konstruktion und den Betrieb von Zweitaktmotoren.
In der F i g. 1 ist das Gestänge so dargestellt, daß das
obere Pleuel 22 kürzer als das untere Pleuel 26 ist. Dies muß nicht notwendigerweise so sein. Wenn das obere
Pleuel 22 beispielsweise länger ist als das untere Pleuel, wird die Kolbenseitenkraft geringer. Das dann kürzere
untere Pleuel geht dann schneller in die tangential zur Kreisbahn 20 verlaufende Stellung über, in welcher das
maximale Drehmoment vorhanden ist.
Die erfindungsgemäße Konstruktion kann auch ebenso bei Viertaktmotoren mit Vorteil verwendet
werden. In diesem Falle läßt sich durch eine entsprechende Wahl der Pleuellängen und der Lage der
Anlenkpunkte erreichen, daß beim Ansaugtakt das auf die Kurbelwelle wirkende bremsende Moment möglichst
gering gehalten wird.
In F i g. 2 ist das Gelenkgestänge mit den Pleuelstangen und ihren Lagern genauer dargestellt Gleiche Teile
sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das obere Pleuel 22 ist in herkömmlicher Weise mittels
eines Kolbenbolzens 40 an dem Kolben 12 gelagert Das untere Pleuel 26 ist in ebenfalls bekannter Weise im
unteren Pleuellager 18 an der Kurbelwelle 42 gelagert Das obere Pleuel 22 ist gabelförmig mit Gabelschenkeln
44 ausgebildet. Die Gabelschenkel 44 weisen öffnungen 46 auf, in welche eine Lagerbuchse 48 mit Preßsitz
eingepreßt ist
Auf dem zwischen den Gabelschenkeln 44 verlaufenden Abschnitt der beispielsweise aus Stahl bestehenden
Lagerbuchse 48 ist mittels eines Lagers 50 das untere Pleuel 26 drehbar gelagert.
In der Lagerbuchse 48 ist mittels eines Lagers 52 ein Lagerbolzen 54 drehbar gelagert, auf dessen aus der
Lagerbuchse 48 herausragenden Enden die Gabelschenkel 56 des gabelförmig ausgebildeten Schwenkhebels 30
sitzen. Die Gabelschenkel 56 können auf dem Lagerbolzen 54 drehbar gelagert und durch Sprengrin-
ge 58 gesichert sein. Vorzugsweise sind sie jedoch durch Preßpassung des Lagerbolzens 54 in Bohrungen 60 der
Gabelschenkel 56 starr mit dem Lagerbolzen 54 verbunden. Durch diese Konstruktion wird nicht nur die
Lagerreibung in dem Gelenk und sein Verschleiß herabgesetzt, sondern auch eine axial kurze Bauweise
des Gelenks erreicht, so daß dieses zwischen die Gegengewichte 62 an der Kurbelwelle 42 eintauchen
kann. Das bedeutet, daß die axiale Abmessung a des Gelenkes kleiner ist als der gegenseitige Abstand b der
Gegengewichte 62.
, Eine Schmierung des Gelenkes 28 erfolgt über einen
I Schmiermittelkanal 64 durch Schmieröl, das aus dem Kurbelkasten des Motors entnommen wird.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ein um 35%
bis 50% geringerer Kraftstoffverbrauch bzw. eine entsprechend höhere Leistung als bei einem Vergleichsmotor erreicht werden kann. Die Erwärmung der
Brennkraftmaschine und der Abgase ist um mindestens 25% niedriger. Dadurch enthalten die Abgase auch
weniger Schadstoffe. Es entstehen geringere Spitzendrücke, und man erhält durch den kürzeren Zündverzug
eine weiche Verbrennung, d. h. annähernd eine Gleichraumverbrennung. Der Lauf der Brennkraftmaschine ist
wesentlich ruhiger als bei einer herkömmlichen. Die Brennkraftmaschine kann mit Dieselöl, Benzin oder
auch geringerwertigen Kraftstoffen betrieben werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem darin hin- und herbewegbaren
Kolben, der über ein Gelenkgestänge mit einer s Kurbelwelle verbunden ist, wobei das Gelenkgestänge
ein an dem Kolben angelenktes erstes Pleuel, ein an der Kurbelwelle angelenktes zweites Pleuel und
einen Schwenkhebel umfaßt, der mit seinem einen Ende um eine zur Kurbelwellenachse im wesentlichen
parallele Schwenkachse angelenkt und an seinem anderen Ende mit den beiden Pleueln durch
ein gemeinsames Gelenk verbunden ist, wobei die Gesamtlänge der beiden Pleuel größer ist als der in
der oberen Totpunktstellung des Kolbens gemessene Abstand zwischen dem kolbenseitigen Pleuellager
und der Bahn des kurbelwellenseitigen Pleuellagers und wobei die Anlenkstelle und die Länge des
Schwenkhebels so gewählt sind, daß sich bei einer von der oberen Totpunktstellung ausgehenden
Kolbenbewegung die ßewegungsbahnen des gemeinsamen Gelenkes und des kolbenseitigen Pleuellagers
zunächst einander annähern, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Schwenkhebels
(30) größer ist als der senkrechte Abstand zwischen seiner Anlenkstelle (32) und der Zylinderachse
(36), so daß im weiteren Bewegungsverlauf die Bewegungsbahn (38) des gemeinsamen Gelenkes
(28) die Zylinderachse (36) schneidet.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkstelle (32) des
Schwenkhebels (30) radial und/oder axial verstellbar ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zweiten
Pleuels (26) etwa das l,4fache der Länge des ersten Pleuels (22) beträgt, daß die Gesamtlänge der Pleuel
(22, 26) etwa 2,5% größer als der Abstand zwischen dem kolbenseitigen Pleuellagur (24) und dem von
dem kurbelwellenseitigen Pleuellager (18) beschriebenen Kreis (20) in der oberen Totpunktstellung des
Kolbens (12) ist, daß die Länge des Schwenkhebeis (30) etwa das l,3fache der Länge des ersten Pleuels
(22) beträgt, daß der radiale Abstand der Anlenkstelle (32) des Schwenkhebels (30) von der Zylinderachse
(36) etwa das l,2fache der Länge des ersten Pleuels (22) beträgt und daß der Fußpunkt der
Projektion der Anlenkstelle (32) auf die Zylinderachse (36) von der Kurbelwellenachse (16) einen
Abstand besitzt, der etwa V3 des Abstandes des kolbenseitigen Pleuellagers (24) von der Kurbelwellenachse
(16) in der oberen Totpunktstellung des Kolbens (12) beträgt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3030615A DE3030615C2 (de) | 1980-08-13 | 1980-08-13 | Brennkraftmaschine |
US06/291,292 US4437438A (en) | 1980-08-13 | 1981-08-10 | Reciprocating piston engine |
JP56127295A JPS5759027A (en) | 1980-08-13 | 1981-08-13 | Piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3030615A DE3030615C2 (de) | 1980-08-13 | 1980-08-13 | Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3030615A1 DE3030615A1 (de) | 1982-02-18 |
DE3030615C2 true DE3030615C2 (de) | 1983-09-29 |
Family
ID=6109538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3030615A Expired DE3030615C2 (de) | 1980-08-13 | 1980-08-13 | Brennkraftmaschine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4437438A (de) |
JP (1) | JPS5759027A (de) |
DE (1) | DE3030615C2 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1988008922A1 (en) * | 1987-05-08 | 1988-11-17 | Gerhard Mederer | Driving or working engine, in particular an internal combustion engine |
DE3832250A1 (de) * | 1987-10-09 | 1989-04-20 | Igenwert Gmbh | Doppelkurbelwelle |
DE19504161A1 (de) * | 1995-02-08 | 1996-09-12 | Peter Kleitsch | Kraft- oder Arbeitsmaschine, insbesondere Verbrennungskraftmaschine |
DE19641586C1 (de) * | 1996-08-29 | 1998-04-02 | Lothar Holzapfel | Kurbeltrieb zur Erzeugung einer birnenförmigen Pleuellager-Laufbahn einer Kolbenmaschine |
DE19939230A1 (de) * | 1999-08-18 | 2001-03-01 | Yakiv Cherkasky | Verbrennungsmotor mit stabilisierten und erleichterten Kolben |
DE102005061282A1 (de) * | 2005-12-20 | 2007-06-21 | Stephan Gehrke | Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe |
DE102011078648A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Stephan Gehrke | Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe |
DE10108462B4 (de) * | 2000-02-23 | 2013-12-05 | Fev Gmbh | Kolbenbrennkraftmaschine mit in V-Anordnung ausgerichteten Zylindern mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AUPO519497A0 (en) | 1997-02-20 | 1997-04-11 | Stokes, Nigel Cameron | Multiple shaft engine |
JPS5968524A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-18 | Minoru Koyakata | 内燃機関 |
JPS6345425A (ja) * | 1986-08-10 | 1988-02-26 | Shirou Daidou | 自動車一般陸舶用4及び2サイクル・エンジンの改良 |
US4777844A (en) * | 1986-12-23 | 1988-10-18 | Ford Motor Company | Hybrid ceramic/metal compression link for use in higher temperature applications |
US4979428A (en) * | 1989-05-30 | 1990-12-25 | Nelson Lester R | Reciprocating air compressor with improved drive linkage |
DE3927535A1 (de) * | 1989-08-21 | 1991-03-14 | Norbert Pretsch | Hubkolbenmaschine |
US5060603A (en) * | 1990-01-12 | 1991-10-29 | Williams Kenneth A | Internal combustion engine crankdisc and method of making same |
US5398652A (en) * | 1991-02-04 | 1995-03-21 | Jackson; Francis W. | Knife-edge rocker bearing internal combustion engine |
US5170757A (en) * | 1991-12-24 | 1992-12-15 | Damien Gamache | Variable horsepower output gearing for piston engine |
US5163386A (en) * | 1992-03-23 | 1992-11-17 | Ford Motor Company | Variable stroke/clearance volume engine |
US5537957A (en) * | 1993-12-17 | 1996-07-23 | Gutkin; Timofei G. | Internal combustion engine |
US5682852A (en) * | 1993-12-17 | 1997-11-04 | Gutkin; Timofei | Internal combustion engine |
CN1051356C (zh) * | 1994-05-25 | 2000-04-12 | 刘天印 | ∞形轨杆串联曲轴往复活塞发动机 |
US5595146A (en) * | 1994-10-18 | 1997-01-21 | Fev Motorentechnik Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft | Combustion engine having a variable compression ratio |
BR9510502A (pt) * | 1994-12-09 | 1998-01-13 | Richter Technology Ltd | Mecanismo de reciprocação de curso ajustável conjunto de montagem de mancal e conjunto de eixo e condutor |
US5711267A (en) * | 1996-11-01 | 1998-01-27 | Williams; Kenneth A. | Internal combustion engine with optimum torque output |
US5890465A (en) * | 1996-11-01 | 1999-04-06 | Williams; Kenneth A. | Internal combustion engine with optimum torque output |
JPH11218037A (ja) | 1997-10-31 | 1999-08-10 | Fev Motorentechnik Gmbh & Co Kg | 調整可能な圧縮比を有するピストン内燃機関 |
DE19841381B4 (de) * | 1997-10-31 | 2012-02-16 | Fev Motorentechnik Gmbh | Kolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis |
DE10003467A1 (de) * | 2000-01-24 | 2001-10-31 | Gerhard Mederer | Gelenkpleuel-Kinematik |
JP2001227367A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | レシプロ式内燃機関 |
US6289857B1 (en) | 2000-02-23 | 2001-09-18 | Ford Global Technologies, Inc. | Variable capacity reciprocating engine |
DE10051271B4 (de) * | 2000-10-16 | 2015-07-16 | Fev Gmbh | In ihrem Verdichtungsverhältnis einstellbare Kolbenbrennkraftmaschine mit integriertem Verstellaktuator |
US20070044739A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Caterpillar Inc. | Machine with a reciprocating piston |
DE102006033960A1 (de) * | 2006-07-22 | 2008-01-24 | Brauers, Franz, Dr. | Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen |
CN100564829C (zh) * | 2007-02-13 | 2009-12-02 | 天津大学 | 一种压比可调发动机 |
JP4888518B2 (ja) * | 2009-05-18 | 2012-02-29 | 日産自動車株式会社 | レシプロ式内燃機関 |
US8281764B2 (en) * | 2009-06-25 | 2012-10-09 | Onur Gurler | Half cycle eccentric crank-shafted engine |
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 |
DE102011003795A1 (de) | 2011-02-08 | 2012-08-09 | Neuman & Esser Maschinenfabrik Gmbh & Co. Kg | Volumenstromregelung |
DE102012008244B4 (de) * | 2012-04-25 | 2017-04-06 | Audi Ag | Mehrgelenkskurbeltrieb einer Brennkraftmaschine |
US9441483B2 (en) * | 2012-08-28 | 2016-09-13 | Regents Of The University Of Minnesota | Adjustable linkage for variable displacement |
JP2015010501A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関のピストン・クランク機構 |
JP6226128B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-11-08 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関のピストン作動制御装置 |
CN109630265B (zh) * | 2019-03-01 | 2020-03-20 | 张保卫 | 一种船用发动机 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB383542A (en) * | 1932-04-18 | 1932-11-17 | Edmund Bauer | Improvements in or relating to crank mechanism |
US3633429A (en) * | 1970-06-08 | 1972-01-11 | Thorvald N Olson | Piston stroke control mechanism |
DE2935977A1 (de) * | 1979-09-06 | 1981-03-12 | Scherf, geb. Kindermann, Eva, 8431 Kemnath | Hubkolbenmotor. |
-
1980
- 1980-08-13 DE DE3030615A patent/DE3030615C2/de not_active Expired
-
1981
- 1981-08-10 US US06/291,292 patent/US4437438A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-08-13 JP JP56127295A patent/JPS5759027A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1988008922A1 (en) * | 1987-05-08 | 1988-11-17 | Gerhard Mederer | Driving or working engine, in particular an internal combustion engine |
EP0292603A1 (de) * | 1987-05-08 | 1988-11-30 | Gerhard Mederer | Kraft- oder Arbeitsmaschine, insbesondere Verbrennungskraftmaschine |
DE3715391A1 (de) * | 1987-05-08 | 1988-12-01 | Gerhard Mederer | Brennkraftmaschine oder sonstiger antrieb |
DE3832250A1 (de) * | 1987-10-09 | 1989-04-20 | Igenwert Gmbh | Doppelkurbelwelle |
DE19504161A1 (de) * | 1995-02-08 | 1996-09-12 | Peter Kleitsch | Kraft- oder Arbeitsmaschine, insbesondere Verbrennungskraftmaschine |
DE19641586C1 (de) * | 1996-08-29 | 1998-04-02 | Lothar Holzapfel | Kurbeltrieb zur Erzeugung einer birnenförmigen Pleuellager-Laufbahn einer Kolbenmaschine |
DE19939230A1 (de) * | 1999-08-18 | 2001-03-01 | Yakiv Cherkasky | Verbrennungsmotor mit stabilisierten und erleichterten Kolben |
DE19939230C2 (de) * | 1999-08-18 | 2003-01-16 | Yakiv Cherkasky | Verbrennungsmotor mit stabilisierten und erleichterten Kolben |
DE10108462B4 (de) * | 2000-02-23 | 2013-12-05 | Fev Gmbh | Kolbenbrennkraftmaschine mit in V-Anordnung ausgerichteten Zylindern mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis |
DE102005061282A1 (de) * | 2005-12-20 | 2007-06-21 | Stephan Gehrke | Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe |
DE102005061282B4 (de) * | 2005-12-20 | 2009-04-09 | Stephan Gehrke | Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe |
DE102011078648A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Stephan Gehrke | Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe |
DE102011078648B4 (de) * | 2011-07-05 | 2015-11-19 | Stephan Gehrke | Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4437438A (en) | 1984-03-20 |
JPS5759027A (en) | 1982-04-09 |
DE3030615A1 (de) | 1982-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3030615C2 (de) | Brennkraftmaschine | |
DE3715391A1 (de) | Brennkraftmaschine oder sonstiger antrieb | |
DE69022434T2 (de) | Brennkraftmaschine. | |
DE2324088B2 (de) | Kolbenbrennkraftmaschine mit einem | |
DE3245246A1 (de) | Nockenbetaetigte hubkolbenmaschine | |
DE102020100311B4 (de) | Motor mit variablen Verdichtungsverhältnis | |
DE19814870B4 (de) | Hubkolbenbrennkraftmaschine | |
DE102013005837B3 (de) | Verbrennungsmotor mit Variation der Zündfolge | |
DE102017207644A1 (de) | Verfahren zum Verändern eines zylinderzugehörigen Verdichtungsverhältnisses e einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens | |
DE3233314A1 (de) | Verbrennungsmotor | |
DE19939813A1 (de) | Brennkraftmaschine mit einem Nebengetriebe mit einer Elektromaschine | |
EP1165976B1 (de) | Verbrennungskraftmaschine | |
DE2161518A1 (de) | Dampfmotor, insbesondere fur Kraft fahrzeuge | |
DE4445131C2 (de) | Kurbelgetriebe, insbesondere für Verbrennungsmotoren | |
DE3109005A1 (de) | Exzentrischer kurbeltrieb fuer verbrennungs- und kolbenmotoren | |
DE3920620A1 (de) | Rotationsmaschine | |
DE102017207645A1 (de) | Verfahren zum Verändern eines zylinderzugehörigen Verdichtungsverhältnisses ε einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens | |
DE102018210265B4 (de) | Kolben für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Kolben | |
DE2050646A1 (de) | Brennkraftmaschine mit zumindest einem Hubkolben | |
CH620737A5 (en) | Multi-cylinder reciprocating piston engine, especially an internal combustion engine | |
DE2723269C2 (de) | Mehrzylindrige Hubkolbenmaschine | |
DE873630C (de) | Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugantriebes mittels einer Gasturbine und Einrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens | |
EP0113320A1 (de) | Verbrennungsmotor | |
DE2912454B1 (de) | Getriebe zwischen einer hin- und hergehenden Stange und einer mit einer Kurbel versehenen Welle | |
EP0214255A1 (de) | Brennkraftmaschine. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |