DE3126054A1 - Internal combustion engine, especially two-stroke engine with a compressor for the combustion air feed - Google Patents
Internal combustion engine, especially two-stroke engine with a compressor for the combustion air feedInfo
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Description
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dr.ing. HEINRICH GElTZ Patentanwalt ^sgo Karlsruhe ι, postfagh stobdr.ing. HEINRICH GElTZ patent attorney ^ sgo Karlsruhe ι, postfagh stob
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Anmelder: Pierre FarkasApplicant: Pierre Farkas
La ChapelIe MoutilsLa ChapelIe Moutils
La Ferte Gaueher (Seine et Marne) FrankreichLa Ferte Gaueher (Seine et Marne) France
Brennkraftmaschine, insbesondere Zweitaktmotor, mit einem Verdichter zum Zuführen der VerbrennungsluftInternal combustion engine, in particular two-stroke engine, with a compressor for supplying the combustion air
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit vergrößertem Arbeitshub, insbesondere auf einen Zweitaktmotor, mit· einem Verdichter zum Zuführen der Verbrennungsluft zu den Arbeitszylindern.The invention relates to an internal combustion engine with an enlarged working stroke, in particular to a two-stroke engine, with · a compressor for supplying the combustion air to the working cylinders.
Bei Brennkraftmaschinen ist es bekannt, im Interesse einer erhöhten Leistungsausbeute die Füllung der Arbeitszylinder durch Zuführen mittels eines Ladegebläses, im folgenden Verdichter genannt, vorverdichteter Verbrennungsluft zu verbessern. Soweit man von· dem bekannten, jedoch hinsichtlich der baulichen Maßnahmen recht kostenaufwendigen Prinzip der sogenannten Abgas-Turboaufladung absieht, werden bei derartigen Motoren die Verdichter mit Hilfe eines angepaßten Getriebes von den Brennkraftmaschinen in der Art angetrieben, daß die Drehzahl des Verdichters immer proportional der Motordrehzahl ist, wodurch sich eine gleichbleibende Leistungssteigerung infolge Aufladung unabhängig von der Last ergibt.In internal combustion engines, it is known to fill the working cylinder in the interests of increased power output by supplying pre-compressed combustion air by means of a charging fan, hereinafter referred to as a compressor to improve. So much for the well-known, however with regard to the structural measures, refrains from the very costly principle of so-called exhaust gas turbocharging, In such engines, the compressors are connected to the internal combustion engines with the aid of an adapted transmission driven in such a way that the speed of the compressor is always proportional to the engine speed, whereby a constant increase in performance as a result of charging independently from the load.
Unbefriedigend bei derartigen Brennkraftmaschinen ist, daß sich beim Betrieb in größeren Höhen angesichts der dort anzutreffenden geringeren Dichte der Luft ein be-It is unsatisfactory in such internal combustion engines that when operating at higher altitudes, given the lower density of the air to be found there, there is a
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deutender Leistungsabfall ergibt. Ziel der Erfindung ist es, diesen Unzulänglichkeiten durch einfache Maßnahmen abzuhelfen.significant drop in performance results. The aim of the invention is to remedy these shortcomings by simple measures to remedy.
Gelöst ist die gestellte Erfindungsaufgabe dadurch, daß bei einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Verdichter mittels eines Getriebes mit veränderbarer Übersetzung von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, so daß durch entsprechende Einstellung des Übersetzungsverhältnisses dieses Getriebes eine Anpassung der Verdichterleistung an veränderte Einsatzbedingungen vorgenommen werden kann.The object of the invention is achieved in that in an internal combustion engine according to the preamble of Claim 1 the compressor by means of a gear with variable translation from the internal combustion engine is driven, so that an adaptation of this transmission by setting the gear ratio accordingly the compressor performance can be made to changed operating conditions.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung' der Erfindung besteht darin, daß es sich bei dem Getriebe mit veränderbarer Übersetzung um ein Umschlingungsgetriebe mit einem zwischen zwei Keilriemenscheiberij deren wirksamer Durchmesser veränderbar . ist, geführten Keilriemen handelt s wobei die eine Riemenscheibe auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und die andere Riemenscheibe auf der Welle des Verdichters angeordnet sind.An expedient embodiment of the invention consists in the fact that the transmission with a variable transmission is a belt transmission with a variable effective diameter between two V-belt pulleys. is, guided V-belt is s with one pulley on the crankshaft of the internal combustion engine and the other pulley on the shaft of the compressor.
In ebenfalls weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes durch von einem Höhenmesser vorgegebene Meßwerte oder durchIn another embodiment of the invention, the setting of the transmission ratio of the transmission by measured values given by an altimeter or by
811825 - Steinen Meßfühler erfolgen, der den Staudruck am Verdichter mißt.811825 - Stones sensor is made to measure the back pressure on the compressor measures.
Anhand der beigefügten Zeichnung soll nachstehend eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. In schematischen Ansichten zeigen:Based on the attached drawing, a Embodiment of the invention will be described. In schematic views show:
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einem Lade-Verdichter in einer Frontansicht Und1 shows an internal combustion engine with a charging compressor in a front view and
Fig. 2 das zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem Verdichter angeordnete Getriebe mit veränderbarer übersetzung für sich allein in einer • gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnittansicht.2 shows the transmission with variable transmission arranged between the crankshaft of the internal combustion engine and the compressor translation by itself in a • compared to FIG. 1 enlarged sectional view.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor I^ mit einem Arbeitskolben dargestellt, der mit einer Kipphebelabdeckung 2, einer ölwanne 3 und einer Keilriemenscheibe 4 versehen ist, die auf dem Ende der Kurbelwelle aufgenommen ist. über diese Keilriemenscheibe 4 und einen Keilriemen 5 wird die Keilriemenscheibe 6 einer Gleichstromlichtmaschine oder eines Wechselstromgenerators sowiefdie Keilriemenscheibe 7 einer Wasserpumpe und eines Ventilators angetrieben. .In the embodiment according to FIG. 1, there is an internal combustion engine I ^ shown with a working piston with a rocker arm cover 2, an oil pan 3 and a V-belt pulley 4 is provided which is received on the end of the crankshaft. about this V-belt pulley 4 and a V-belt 5, the V-belt pulley 6 is a DC alternator or an alternator, and the V-belt pulley 7 of a water pump and one Fan driven. .
Der Motor nach diesem Ausführungsbeispiel besitzt einen Vergaser 8, der zwischen dem Ausgang eines Luftfilters 9 und dem Eingang eines Verdichters 10, bei dem es sich umThe engine according to this exemplary embodiment has a carburetor 8 which is connected between the outlet of an air filter 9 and the input of a compressor 10, which is
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ein Ladegebläse, eine Ladepumpe oder einen Kompressor handeln kann, geschaltet ist, um über eine nur schematisch angedeutete Verbindung 11 die Motorzylinder zu speisen.. Obgleich bei der gezeigten Ausfuhrungsform der Vergaser oberhalb des Verdichters 10 angeordnet ist, wäre natürlich auch eine umgekehrte Montage möglich. In diesem Fall wäre dann ein Staustromvergaser erforderlich.a charge fan, a charge pump or a compressor can act, is switched to via a only schematic indicated connection 11 to feed the engine cylinders .. Although in the embodiment shown, the carburetor is arranged above the compressor 10, a reverse assembly would of course also be possible. In this case it would be then an air flow carburetor is required.
Gleichfalls wäre anstelle einer mit Vergaser ausgerüsteten Brennkraftmaschine die Erfindung auch bei einer Maschine mit Brennstoffeinspritzung amvendbar.Likewise, instead of an internal combustion engine equipped with a carburetor, the invention would also be used in a machine Can be used with fuel injection.
Der Verdichter 10 wird von der Brennkraftmaschine 1 mit Hilfe eines Getriebes mit veränderbarer übersetzung angetrieben. Im vorliegenden Falle handelt es sich dabei um ein Umschlingungsgetriebe mit einem Keilriemen 12, der zwischen zwei Keilriemenscheiben 4, 13 mit veränderbarem Durchmesser gespannt ist. Die Keilriemenscheibe 4 ist auf dem Ende der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 aufgenommen, während did" Keilriemenscheibe 13 drehfest auf der Antriebswelle des Verdichters 10 sitzt. ·The compressor 10 is driven by the internal combustion engine 1 with the aid of a gear with a variable ratio. In the present case, it is a belt transmission with a V-belt 12, the is stretched between two V-belt pulleys 4, 13 with a variable diameter. The V-belt pulley 4 is on added to the end of the crankshaft of the internal combustion engine 1, while did "V-belt pulley 13 rotatably on the Drive shaft of the compressor 10 is seated. ·
Gemäß Pig, 2 ist auf dem Ende 14 der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ein mittels eines Keils 16 drehfest angeordnetes Naftenteil 15 mit einem Planschteil 4 derAccording to Pig, 2 is on the end 14 of the crankshaft Internal combustion engine a by means of a wedge 16 non-rotatably arranged shaft part 15 with a face part 4 of the
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Keilriemenscheibe 4 drehfest und axialfest angeordnet. Der andere Planschteil k der Keilriemenscheibe ist in Längsnuten des Nabenteils 15 axialbeweglich geführt, im übrigen aber drehfest angeordnet. Der axialen Einstellung des Flanschteils ^2 dient ein Steuerelement -17,. welches gabelförmig ausgebildet ist und über ein Kugellager 18 und eine Glocke 19 am Planschteil1! angreift.V-belt pulley 4 rotatably and axially fixed. The other face part k of the V-belt pulley is axially movably guided in longitudinal grooves of the hub part 15, but is otherwise non-rotatably arranged. A control element -17 serves for the axial adjustment of the flange part ^ 2. which is fork-shaped and has a ball bearing 18 and a bell 19 on the paddling part 1 ! attacks.
Die auf der Welle 20 des Verdichters 10 aufgenommene Keilriemenscheibe 13 besteht ebenfalli? aus zwei Planschteilen 13- und 132» von denen das Planschteil 13. auf einem Nabenteil 21 fest, hingegen das Planschteil 132 in Längsnuten des Nabenteils geführt und axialbeweglich aufgenommen sind, und zwar gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 22.The V-belt pulley 13 received on the shaft 20 of the compressor 10 also consists of? consisting of two planar parts 13 and 13 2 » of which the planar part 13 is fixed on a hub part 21, while the planar part 13 2 is guided in longitudinal grooves in the hub part and received in an axially movable manner, against the action of a return spring 22.
teilpart
Wenn das Flansch/ ^2 der Keilriemenscheibe 1I unter Einwirkung des gabelförmigen Steuerelementes 17. axial verschoben wird, ändert sich der wirksame Durchmesser der Keilriemenscheibe 4. Entsprechend gegensinnig ändert sich . der Durchmesser der Keilriemenscheibe 13» wodurch sich dasWhen the flange / ^ 2 of the V-belt pulley 1 I is axially displaced under the action of the fork-shaped control element 17, the effective diameter of the V-belt pulley 4 changes accordingly. the diameter of the V-belt pulley 13 »which results in the
übersetzungsverhältnis des Umschlingungsgetriebes ändert ■ und mithin die Antriebsgeschwindigkeit des Verdichters yariiert wird..gear ratio of the belt changes ■ and therefore the drive speed of the compressor is varied ..
* C ιί Ad 4 ü ft* C ιί Ad 4 ü ft
811825 a -V- 811825 a -V-
Das gabelförmige Steuerelement 17 kann von Hand oder automatisch über ein Stellglied in Abhängigkeit von Meßwerten, die von einem Höhenmesser oder einem Meßfühler als Meßwertgeber vorgegeben werden, gesteuert, werden, wobei der Meßfühler beispielsweise den Staudruck am Verdichter mißt.. Das Umschlingungsgetriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis kann auch durch einen hydraulischen oder elektrischen Antrieb ersetzt iverden.The fork-shaped control element 17 can by hand or automatically via an actuator depending on measured values from an altimeter or a measuring sensor are specified as a transducer, controlled, are, the sensor, for example, the dynamic pressure on the compressor measures .. The belt drive with changeable The transmission ratio can also be replaced by a hydraulic or electric drive.
Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Brennkraftmaschinemit einem mittels eines hinsichtlich seines Übersetzungsverhältnisses veränderbaren Getriebe zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle eines Lade-Verdichters ermöglicht gleichermaßen bei Vergasermotoren oder bei Einspritzmotoren eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und eine Minderung der Abgasverluste, desgleichen eine Leistungsverbesserung in großen Höhen. Eine Leistungssteigerung einer derartigen Brennkraftmaschine kann auch in Abhängigkeit von geforderten Leistungsspitzen erreicht werden» wenn in Abhängigkeit vom Auftreten solcher Leistungsanforderungen die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle des Verdichters erfolgt.The construction according to the invention of an internal combustion engine with a transmission between the crankshaft which can be changed by means of a transmission ratio the internal combustion engine and the drive shaft of a supercharger are equally possible with carburetor engines or in the case of injection engines, a reduction in fuel consumption and a reduction in exhaust gas losses, likewise an improvement in performance at high altitudes. An increase in the performance of such an internal combustion engine can also be achieved depending on the required power peaks »if depending on If such performance requirements occur, the setting the transmission ratio of the transmission between the crankshaft of the internal combustion engine and the drive shaft of the compressor takes place.
811825 - & - 811825 - & -
VOVO
Bei dem einzusetzenden Verdichter kann es sich um herkömmliche Ladegebläse, eine Ladepumpe oder auch einen Kompressor handeln, wobei für langsam drehende Motoren insbesondere Ladepumpen, hingegen für schnell drehende Motoren, wie Flugzeugmotoren oder auch Automobilmotoren, insbesondere Ladekompressoren in Betracht kommen.The compressor to be used can be a conventional charge fan, a charge pump or even a Acting compressor, especially charge pumps for slow-rotating engines, but for fast-rotating engines Motors such as aircraft engines or automobile engines, in particular charge compressors, come into consideration.
Möglich ist es auch im Rahmen der Erfindung, zwei hintereinander geschaltete Verdichter einzusetzen, wobei der erste vorrangig geschaltete Verdichter ein Kreiselverdichter und der zweite Verdichter eine Ladepumpe sein können, so daß der Kreiselverdichter die Verbrennungsluft der Ladepumpe bereits mit einer Vorverdichtung zuführt, die beispielsweise beim Einsatz solcher .Einrichtungen in großen Höhen etwa dem atmosphärischen prupk bei der Höhe Null entspricht.It is also possible within the scope of the invention to use two compressors connected in series, the the first priority switched compressor can be a centrifugal compressor and the second compressor can be a charge pump, see above that the centrifugal compressor already supplies the combustion air to the charge pump with a pre-compression, which for example when using such. devices at high altitudes, such as the atmospheric prupk at altitude zero is equivalent to.
Claims (4)
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