DE3121302A1

DE3121302A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3121302A1
Application number: DE19813121302
Authority: DE
Inventors: Helmut 7141 Beilstein Dröschel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1982-12-30

Description

Helmut Dröschel, Ing. D-7141 Beilstein, Uhlandstr.l8

Patentanmeldung Verbrennungsmotor

Gegenstand der Erfindung sind Verbrennungsmotoren im 4-Takt-Verfahren mit mehreren Zylindern, von denen in Teillast ein Teil der Zylinder ohne Füllung betrieben werden.

Es ist bekannt, bei Teillast einen Teil der Zylinder nicht zu füllen, damit die anderen Zylinder mit voller oder fast voller Füllung arbeiten, also im Bereich besseren spezifischen Kraftstoffverbrauchs. Zum Beispiel werden bei einem 6-Zylinder-Motor 3 Zylinder (oder 2 oder 4 Zylinder) nicht gefüllt oder bei einem 4-Zylinder-Motor 2 Zylinder. Zur weiteren Ersparnis von Kraftstoff besteht dieser Zustand auch im Leerlauf, so daß letzterer zum Beispiel nur von 3 bzw. 2 Zylindern bewirkt wird und deshalb nicht die Qualität der gesamten Anzahl von Zylindern aufweist.

Nachteilig ist hierbei, daß bei einer relativ großen Anzahl von Zylindern des Motors nur ein verhältnismäßig ungleichförmiger Leerlauf erreicht wird. Des weiteren setzt die Ausschöpfung aller Möglichkeiten der Kraftstoffeinsparung voraus, daß sich der Hubraum des Motors auf möglichst wenige Zylinder verteilt. Ferner sollten die nicht gefüllten Zylinder dann vom Gaswechsel abgeschalten werden, was um so einfacher ist, je weniger Zylinder davon betroffen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen möglichst einfachen Motor mit minimaler Zylinderzahl zu ermöglichen, der gleichmäßige Zündfolge und guten Massenausgleich hat und in dem bei Teillast nicht alle Zylinder gefüllt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verbrennungsmotor der eingangs aufgeführten Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die zwei kleinen Zylinder abwechselnd und gleichmäßig im 4-Takt zünden und die Anzahl der Zylinder insgesamt sehr gering ist, also nur 3 Zylinder zusammen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Weiterbildung ist in den Unteransprüchen, aufgeführt.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß ein Kompakter V-Motor mit gutem Massenausgleich entsteht.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ergibt in vorteilhafter Weise einen sehr einfachen Aufbau des Triebwerkes.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht in vorteilhafter Weise einen größeren Hub des nur zeitweise beanspruchten größeren Kolbens und daher guten Massenausgleich.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht in vorteilhafter Weise einen ,kurzen Reihenmotor mit nur 3 Zylindern und einen guten Massenausgleich, ohne daß dafür eine Ausgleichwelle erforderlich ist.

In den Zeichnungen sind mehrere nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den V-Motor nach Linie C-C der Pig» 2 und 3,

Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie B-B der Fig. 1, Fig. 3 einend Längsschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1, Fig. 4 eine Ansicht der Fig. 1 von oben; Fig. 5 einen Teilschnitt ähnlich der Linie A-A der Fig. 1, Fig. 6 einen Reihenmotor vereinfacht im Längsschnitt.

V-Motor, Fig. 1 bis 5:

Es sind hier auf der einen Seite 2 Zylinder 1,2 mit kleinem Durchmesser d angeordnet. Auf der anderen Seite ist um 90° dazu versetzt ein Zylinder 3 mit großem Durchmesser D vorhanden, der nur für hohe Leistung zum-Einsatz kommt.

Die Kurbelwelle 4 hat nur 2 Hauptlager 5,6, zwei Gegengewichte 7,8 und nur einen langen Kurbelzapfen 9. Auf diesem sind die 3 Pleuel 10,11,12 gelagert. Die beiden äußeren Pleuel 10,12 gehen zu den beiden kleinen Kolben 13,14 auf der einen Seite. Der mittlere (breite) Pleuel 11 geht zu dem einen großen Kolben 15 auf der anderen Seite, der um 90° V-Winkel angeordnet ist. Es sind zwei Vergaser 16,17 vorhanden, die beim Gasgeben nacheinander öffnen: Der zuerst öffnende 16 für die bei-

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den kleinen Kolben 13,14 und der zuletzt öffnende 17 für den größeren Kolben 15. Die Ventile 18 und 19 arbeiten im 4-Takt.

Das Schwungrad 20 ist an die Kurbelwelle 4 befestigt. In den Vergasern 16 und 17 sind die Drosselklappen 21 und 22 mit den Hebeln· 23 und 24. Die Schraube 25 ist der Leerlauf-Anschlag.

Wie in Fig. 5 ersichtlich, kann die Kurbelwelle 4 am Kurbelzapfen 9 in der Mitte einen Exzenter 25 haben. Hierauf ist der mittlere Pleuel 11, so daß der nicht immer beanspruchte große Kolben 15 einen größeren Hub ausführt.

Wirkungsweise des V-Motors:

Bei Leerlauf oder Teillast arbeitet der rechte Vergaser 16, der linke (17) bleibt geschlossen. Hierbei erzeugen also nur die beiden kleinen Kolben 13,14 Leistung. Diese haben zueinander die gleichmäßige Zünfolge 36θ°-3βΟ°. Der große Kolben 15 läuft leer mit. (Falls eine solche Einrichtung vorhanden ist, sind hierbei auch seine Ventile 19 entsprechend umgestellt oder ist ein nicht gezeigtes Dekompressions-Ventil geöffnet.)

Ab 1/2-Gas bis Vollast öffnet auch der linke Vergaser 17. Der große, linke Kolben 15 gibt nun Leistung ab. Bei Vollgas wird infolge der Hochleistungs-Charakteristik der Ventilsteuerung am großen Kolben 15 ca. 6056 der Leistung von ihm erzeugt.

Massenausgleich und Rundlauf des V-Motors:

Infolge der symmetrischen Anordnung um die Ebene Q-C wird kein Zentrifugalmoment erzeugt. Der V-Winkel ist 90° und die beiden kleinen Kolben 13,14 haben zusammen dasselbe Gewicht wie der große Kolben 15. Deshalb werden die Massenkräfte 1. Ordnung (und die Momente) durch die beiden Gegengewichte 7,8 vollkommen ausgeglichen.

Die beiden kleinen Kolben 13,14 haben ihren Totpunkt um versetzt zum großen Kolben 15. Deshalb findet zwischen ihnen ein rhythmischer Ausgleich der kinetischen Energie statt, was einen guten Rundlauf des Schwungrades 20 in niedrigen Drehzahlen ergibt, also im Leerlauf.

Massenausgleich des V-Motors:

Massenkräfte 1. Ordnung: Keine. Also wie 6-Zyl.-Reihe oder

Λ A A fS M

4-Zyl.-Reihe und Boxer.

Zentrifugalmomente: Keine. Also wie 6-Zyl.-Reihe oder 4-Zyl, Reihe und Boxer.

Tangentiale Massenkräfte: Für Rundlauf Ausgleich fast wie 3- oder 6-Zyl.-Reihe.

Variante Reihenmotor:

Wie in Fig. 5 dargestellt, können die drei Zylinder 1,2,3 auch in Reihe angeordnet sein. Hierbei sind die beiden äußeren kleinen Zylinder 1 und 2 dauernd im Einsatz. Der mittlere große Zylinder 3 wird über einen getrennten Vergaser über Halbgas zugeschalten.

Die Kurbelwelle 26 hat 3 Kurbelzapfen 27,28,29. Hierbei ist der mittlere Kurbelzapfen 28 entgegengesetzt zu den beiden anderen und kann einen größeren Radius haben, so daß der mittlere Kolben 30 einen größeren Hub aufweist.

Der Umfang der Erfindung soll sich auf Motoren mit größeren Zylinderzahlen erstrecken, die durch 3 geteilt einen hier beschriebenen Motor ergeben.

Ferner soll er auch Motoren mit Einspritzung usw. betreffen, auch Dieselmotoren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen und 5 Stück Patentansprüche,

Leerseite

Claims

• · * · * AM _mm * ·

Helmut Dröschel, Ing. D-7141 Beilstein, Uhlandstr. 18

Patentansprüche Verbrennungsmotor

fIJ Verbrennungsmotor im 4-Takt-Verfahren mit mehreren Zylindem, von denen in Teillast ein Teil der Zylinder ohne Füllung betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei kleine Zylinder (1,2) mit gleichlaufenden Kolben (13,1¹O vorhanden sind, die in allen Betriebszuständen arbeiten und mindestens ein großer Zylinder (3), der nur bei erhöhtem Leistungsbedarf gefüllt wird.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als V-Motor mit etwa 90° V-Winkel ausgebildet ist, wobei sich an einem Schenkel die beiden kleinen Zylinder (1,2) befinden und dazwischen am anderen Schenkel der große Zylinder (3).
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurbelwelle (4) mit einem einzigen langen Kurbelzapfen (9) vorhanden ist, an dem drei Pleuel (10,11,12) gelagert sind, von denen der mittlere (11) zu den großen Kolben (15) führt.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch % , dadurch gekennzeichnet, daß am Kurbelzapfen (9) in der Mitte ein Exzenter (25) ist, auf dem der mittlere Pleuel (11) gelagert ist.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Reihenmotor ausgeführt ist, wobei sich die beiden kleinen Zylinder (1,2) am Ende des Motors und der große Zylinder (3) in der Mitte befindet und die Kurbelwelle drei Kurbelzapfen (27,28,29) hat, von denen der mittlere (28) entgegengesetzt zu den beiden äußeren (27,29) gerichtet ist.