DE3712842C1 - Tauchkolben mit veraenderlicher Kompressionshoehe fuer Verbrennungsmotoren - Google Patents
Tauchkolben mit veraenderlicher Kompressionshoehe fuer VerbrennungsmotorenInfo
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- DE3712842C1 DE3712842C1 DE19873712842 DE3712842A DE3712842C1 DE 3712842 C1 DE3712842 C1 DE 3712842C1 DE 19873712842 DE19873712842 DE 19873712842 DE 3712842 A DE3712842 A DE 3712842A DE 3712842 C1 DE3712842 C1 DE 3712842C1
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- 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
- F02B75/044—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of an adjustable piston length
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben mit verän
derlicher Kompressionshöhe für Verbrennungsmotoren
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Ein nach diesem Prinzip aufgebauter Tauchkolben mit
veränderlicher Kompressionshöhe (VKH-Kolben) ist z. B.
aus der DE 33 46 966 A1 bekannt.
Diese Kolben arbeiten derart, daß bei Überschreitung
eines bestimmten Druckes in dem Verbrennungsraum das
frei bewegliche Bodenteil in Richtung Kompressionshö
henverringerung des Kolbens verschoben wird. Wann
eine solche Kompressionshöhenerniedrigung erfolgt,
wird durch den Grenzdruck, bei dem das mit der Steu
erkammer verbundene Druckbegrenzungsventil anspricht,
bestimmt. Im übrigen wird das Bodenteil bei jeder Um
drehung infolge der auf die Dämpfungskammer im Be
reich des oberen Totpunktes des Kolbenhubes wirkende
Massenkraft des Bodenteils in Richtung Kompressions
höhenvergrößerung verschoben. Die Kompressionshöhen
veränderung pro Arbeitsspiel ergibt sich aus der Dif
ferenz der Kompressionshöhenvergrößerung, die über
die Größe des Querschnitts der Drosselbohrung zwi
schen Steuer- und Dämpfungskammer bestimmt wird und
von der Kompressionshöhenverkleinerung, die von dem
Druckbegrenzungsventil, der Drehzahl (bzw. Öffnungs
zeit des Druckbegrenzungsventiles) und dem Öldruck in
der Steuerkammer abhängig ist.
Ein bei einem bestimmten Zünddruck festgelegter
Gleichgewichtszustand (d. h. gleiche Kompressionshö
henvergrößerung und -verkleinerung) kann allerdings
nur bei einer bestimmten Motordrehzahl eingehalten
werden. Denn mit steigender Drehzahl verkürzt sich
die Öffnungszeit und damit die Durchflußmenge des
Druckbegrenzungsventils. Damit verschiebt sich der
Gleichgewichtszustand in Richtung größerer Kompressi
onshöhe.
Diese Problematik ist bekannt und z. B. in der US-PS
31 61 112 und in der DE 33 46 966 A1 ausführlich be
schrieben.
Zur Beherrschung dieses Problemes wird in dem US-Pa
tent eine Ausführung für das Druckbegrenzungsventil
vorgeschlagen, bei der sich die Öffnungszeiten für
das Druckbegrenzungsventil mit steigender Drehzahl
des Motors vergrößern. Diese Maßnahme erfordert al
lerdings einen recht komplizierten und störanfälligen
Aufbau des Druckbegrenzungsventiles.
Bei der Lösung nach DE 33 46 966 A1 wird ein drehzah
lunabhängiges Regelverhalten dadurch erreicht, daß
der Querschnitt einer zwischen der Steuerkammer und
der Dämpfungskammer vorgesehenen Drosselbohrung bei
steigender Motordrehzahl mit Hilfe eine drehzahlab
hängigen Ventils kleiner wird.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu
grunde, dem Problem der sich in Abhängigkeit der Motordrehzahl
ändernden Kompressionshöhenverstellung des VKH-Kolbens auf
konstruktiv einfache Weise zu begegnen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des
Druckbegrenzungsventiles nach dem kennzeichnenden
Merkmal des Anspruchs 1.
Durch die gegenüber der Bewegungsrichtung des Kolbens
geneigte Führungsbahn des Verschlußkörpers des Druck
begrenzungsventils kann die bei Motorbetrieb von dem
Ventilschließkörper ausgehende Massenträgheitskraft
in eine ausschließlich senkrecht auf die Führungsbahn
einwirkende und eine in Richtung der den Verschließ
körper belastenden Feder wirkenden Kraftkomponente
aufgeteilt werden. Die in Richtung der Feder wirkende
Kraftkomponente wirkt in der oberen Totpunktlage des
Kolbens der Federkraft entgegen, so daß das Ventil
früher und länger öffnen kann. Dadurch kann das Re
gelverhalten des Kolbens auch bei sich ändernden Mo
tordrehzahlen konstant gehalten werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt, die jeweils eine Kolbenhälfte
in um 90 Grad versetzten Längsschnitten zeigt.
Der Kolben-Bodenteil 1 ist gegenüber den mit dem Kol
benbolzen 2 verbundenen Kolben-Innenteil 3 zur Verän
derung der Kompressionshöhe des Kolbens axial ver
schiebbar.
Die Kompressionshöhenänderung erfolgt durch Füllen
und Leeren der Steuerkammer 4 und Dämpfungskammer 5,
wobei sich deren Volumina jeweils in reziprokem Ver
hältnis zueinander verändern. Das die beiden genann
ten Kammern steuernde Drucköl wird durch das Innere
des Kolbenbolzens 2 über ein Rückschlagventil 6 zuge
führt. Zur Verbindung der Dämpfungskammer 5 mit der
Steuerkammer 4 sperrendes Rückschlagventil 7 sowie eine Dros
sel 8. Aus der Steuerkammer 4 wird das Drucköl über
ein Druckbegrenzungsventil 9 zurück in den Motorkur
belraum geführt.
Das Druckbegrenzungsventil 9 ist um etwa 45 Grad zur
Kolbenlängsachse geneigt. Im einzelnen besteht das
Druckbegrenzungsventil 9 aus einem zylindrischen
Hohlraum 10, der an seinem dem Boden des Kolbens ab
gewandten Ende einen Ventilsitz 11 aufweist, an dem
eine Kugel als Verschlußkörper 12 unter dem Druck ei
ner Feder 13 anliegt. Der mit B bezeichnete Pfeil
deutet den Austritt des Drucköles aus der Steuerkam
mer 4 zu dem Druckbegrenzungsventil 9 hin an, während
die Pfeile C den Austritt des Drucköles aus dem
Druckbegrenzungsventil angeben.
Die im oberen Totpunkt des Kolbens wirksam werdende
Trägheitskraft K des Verschlußkörpers 12 teilt sich
durch Anlage des Verschlußkörpers 12 an die als Füh
rungsbahn dienende Wand des Hohlraumes 10 in die
Teilkomponenten N und F auf. Die Kraftkomponente N
ist auf die Verschlußkraft des Verschlußkörpers ohne
Einfluß, während die Teilkomponente F entgegen der
den Verschlußkörper beaufschlagenden Kraft der Feder
13 gerichtet ist. Damit kann durch die Wahl der Nei
gung festgelegt werden, in welchem Maße der Kraft der
Feder 13 bei steigender Motordrehzahl entgegengewirkt
wird. Die Gegenwirkung muß dabei so eingestellt wer
den, daß trotz der bei steigender Motordrehzahl sich
verkürzenden Verweildauer des Kolbens im oberen Tot
punktbereich das Regelverhalten des Kolbens über al
len Drehzahlbereichen annähernd gleich bleibt. Dazu
ist es erforderlich, daß die genaue Schräglage des
Druckbegrenzungsventiles jeweils experimentell oder
rechnerisch anhand simulierter Betriebsbedingungen
ermittelt wird.
Claims (1)
- Tauchkolben mit veränderlicher Kompressionshöhe für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem an dem Kolbenbolzen angelenkten Innenteil (3) und einem daran teleskopisch verschiebbar gehaltenen Bodenteil (1) mit einer Steuerkammer (4) und einer mit dieser verbundenen Dämpfungskammer (5), deren Vo lumina sich bei einer Relativbewegung zwischen Innen- (3) und Bodenteil (1) reziprok zueinander verändern und die mit einer inkompressiblen von außen in die Steuerkammer (4) ein- und abführbaren Flüssigkeit beaufschlagt sind, und von denen die Steuerkammer (4) mit einem ersten Rückschlag ventil (6) zum Einführen der Flüssigkeit in die Steuerkammer (4), einem druck- und drehzahlabhängig wir kenden Druckbegrenzungsven til (9) zum Abführen der Flüssigkeit aus der Steuerkammer (4), bei dem eine Öffnung von einem federbela steten - in einer senkrecht zum Öffnungsquer schnitt verlaufenden Führungsbahn verschiebbaren - Verschlußkörper (12) abgedeckt ist sowie einer durchströmbaren Verbindung zwischen der Steuerkammer (4) und der Dämpfungs kammer (5) mit einem in Richtung zur Steuerkammer (4) sperrenden zweiten Rückschlagventil (7) und einem gedrosselten Bypass (8), wobei die Dämpfungskammer (5) außer der Verbindung zur Steuerkammer (4) keine weiteren Öffnungen be sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (12) des Druckbegren zungsventils (9) durch eine in Richtung des Kol benfußes wirkende Federkraft das Ventil geschlos sen hält und daß für die Führungsbahn des Verschluß körpers (12) zwischen größer 0 und kleiner 90 Grad gegenüber der Kolbenlängsachse geneigt ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873712842 DE3712842C1 (de) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Tauchkolben mit veraenderlicher Kompressionshoehe fuer Verbrennungsmotoren |
GB08808073A GB2203817A (en) | 1987-04-15 | 1988-04-07 | Plunger piston with variable compression ratio |
JP8553788A JPS63266154A (ja) | 1987-04-15 | 1988-04-08 | 内燃機関用のピストン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873712842 DE3712842C1 (de) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Tauchkolben mit veraenderlicher Kompressionshoehe fuer Verbrennungsmotoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3712842C1 true DE3712842C1 (de) | 1988-10-27 |
Family
ID=6325716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873712842 Expired DE3712842C1 (de) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Tauchkolben mit veraenderlicher Kompressionshoehe fuer Verbrennungsmotoren |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63266154A (de) |
DE (1) | DE3712842C1 (de) |
GB (1) | GB2203817A (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2223292B (en) * | 1988-09-29 | 1992-04-15 | T & N Technology Ltd | Improvements in and relating to pistons |
US5247911A (en) * | 1991-10-23 | 1993-09-28 | Vratislav Nenicka | Compression ratio control in gasoline engines |
DE69817344T2 (de) * | 1998-09-09 | 2004-06-09 | Morse Tec Europe S.R.L. | Triebketten- oder Riemenspanneinrichtung mit einem Kolben mit mehreren relativ zu einander bewegbaren Teilen |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1808762B2 (de) * | 1967-12-08 | 1977-12-15 | Teledyne Inc., Los Angeles, Calif. (V.St.A.) | Ventil in einem arbeitskolben einer hubkolben-brennmaschine mit selbsttaetig veraenderbarem kompressionsverhaeltnis |
DE3346966A1 (de) * | 1983-12-24 | 1985-07-04 | Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart | Tauchkolben mit veraenderlicher kompressionshoehe fuer verbrennungsmotoren |
-
1987
- 1987-04-15 DE DE19873712842 patent/DE3712842C1/de not_active Expired
-
1988
- 1988-04-07 GB GB08808073A patent/GB2203817A/en not_active Withdrawn
- 1988-04-08 JP JP8553788A patent/JPS63266154A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1808762B2 (de) * | 1967-12-08 | 1977-12-15 | Teledyne Inc., Los Angeles, Calif. (V.St.A.) | Ventil in einem arbeitskolben einer hubkolben-brennmaschine mit selbsttaetig veraenderbarem kompressionsverhaeltnis |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MTZ Motortechnische Zeitschrift 47(1986), 5, S. 191-196 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8808073D0 (en) | 1988-05-11 |
GB2203817A (en) | 1988-10-26 |
JPS63266154A (ja) | 1988-11-02 |
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Legal Events
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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