Viertakt-Brennkraftmaschine Es ist bekannt, welchen Vorteil es, insbesondere
bei Ottomotoren, bedeuten würde, wenn der Verdichtungsraum verstellbar und der Ausdehnungs-
und Ausschubhub gegenüber (lern Saug- und Verdichtungshub verlängerbar wären.Four-stroke internal combustion engine It is known what advantage it, in particular
for gasoline engines, would mean if the compression chamber is adjustable and the expansion
and extension stroke opposite (learn suction and compression stroke could be extended.
Das einfachste Mittel, verschieden lange Hübe während zweier Kurbelumdrehungen
hervorzubringen, ist ein auf :dem Kurbelzapfen sitzender, mit halber Motordrehzahl
rotierender und als Lagerzapfen für die Pleuelstange dienender Exzenter.The simplest means, strokes of different lengths during two turns of the crank
to produce is one sitting on: the crankpin, at half the engine speed
rotating eccentric that serves as a bearing pin for the connecting rod.
Die Hauptschwierigkeit bestand bisher darin, :die erforderliche Eigendrehung
des Exzenters :mit Mitteln zu bewirken, die weder störende Zahnradgeräusche noch
unerwünscht hohe Relativbewegungen zwischen Exzenter und Kurbelzapfen mit sich bringen.
Der bekanntgewordene Vorschlag, ein mit dem Exzenter verbundenes Stirnrad sich auf
einem zentral zur Kurbelwelle angeordneten Stirnrad abwälzen zu lassen, weist nicht
nur den Nachteil .der Geräusch verursachenden Außenverzahnung an sich auf, sondern
läßt sich insofern nicht mit konstruktiv einfachen Mitteln verwirklichen, als man
das zentrale und normalerweise feststehende Zahnrad entweder innerhalb :der Kurbelkröpfung
auf einer durch die Kurbelwelle verlegten und von außen verstellbar angeordneten
zweiten Welle lagern muß, um es in Verbindung mit dem am Exzenter sitzenden Zahnrad
zu bringen, oder daß man den Kurbelzapfen selbst irgendwie als Exzenter ausbilden,
in :den Kurbelarmen drehbar lagern und außerhalb des Kurbelarmes mit einem Zahnrad
verbinden muß, das in ein dort gelagertes zentrales Rad eingreift. LTrn diese Schwierigkeiten
und Nachteile zu umgehen, ist von anderer Seite der Vorschlag gemacht worden, die
Eigendrehung des Exzenters :dadurch. zu bewerkstelligen, daß man das mit dem Exzenter
verbundene Zähnrad wich auf einem an der Gehäusewand angeordneten Zahnrad abwälzen
läßt. Auf diese
Weise wird zwar nicht nur ein vereinfachter
Antriel> des Exzenters erzielt, sondern es er-
gibt sich hierbei auch die vorteilhaftere In-
nenverzahnung, aber diese Verbesserungen lle-
@l@ngen einen anderen Nachteil, der darin lie-
stelit, lall #lie Eigendrehung ;des Exzenters
nicht wie bei dein vorher erwähnten Stirnra#i-
antrieb die gleiche Drehrichtung hat wie die
Kurbelwelle seiht, sondern gegenläufig atis-
fiillt. Dies hat zul- Folge, daß die Relativ-
ljet\-egtiil" zwischen Kurbelzapfen find EZzeil-
ter eine konstruktiv kaum heherrschhare
Gr;il:,e erreicht.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun
ein ;Mittel für den Antrieb des Exzenters,
1>e1 dein trotz günstiger Innenverzahnung
die Relativli; wegeng zwischen Kurbelzapfen
uni; Exzenter nicht nur nicht griil)er, sondern
sogar wesentlich kleiner ausfällt als bei der
normalen -Maschine.
In den Fig. i und a sind die Erfindungs-
gedanken soweit als erforderlich zeichnerisch
dargestellt.
Fi-. i -ist der Län-sschnitt durch einen 7.'e1;
eines \lehrzvlinrder-@ iertaktrnotors und Fig. 2
ztlr einen I@iltte ein Querschnitt durch einen
Kurbelzapfen un--l zur -anderen 1-Hälfte ein sol-
clier durch die Kurbelwelle. FIZ.3 gibt die
Bewegungsvorgänge fei Verstellung rles Ex-
zenters wierler.
Die Wirl@ungstveise ist folgenrie: Während
zweier Umdrehungen ,des Kurbelzapfens
macht der Lxzeilter i eine einzige Umdrehung
in gleichem Sinne. Diese Eigendrehung des
Exzenters kommt dadurch zustande, da;; die
mit ihrn verbundene Tronitliel z, die all ihrem
r-)ffetieil über den Kuriielarin greifenden Ende
mit Innerlverzahntnlg `-ersehen ist, die sich
auf (lern Zahnrar; 3, das die halbe Ziilni.ezalil
aufweist und auf :dem Kurbelwellenlager sitzt,
abwälzt. Hierbei bewegt sich die Exzenter-
mitte tin 1 damit der Plettelstangenköpf .1 auf
einer Doppelschleife, die zwei längere und
zwei kürzere Kolbenhübe hervorbringt. Diese
Bewegung s- bzw. kinematischen Vorgänge
sind auf Schluß rL@r allgemeinen Beschreibung
an Hand der Fig. 3 eingehend erläutert. Die
hf>lben--iriiclc° versuchet;, rlen Exzenter in
Drehrichtun- der Ktirl>eitvelle und damit (las
Zahnrad 3 in gleicher Richtung zu verdrehen.
Diese Verstellkraft wirkt sich vermittels de
ebenfalls in das Zahnrad 3 eingreifenden
Zahnsegmentes 3, des Hebels 6, der Zug-
stange ; uiv -1 rlein Kolben 9 als Druck auf (lie
Fe fier- 9 aus. Der Kolben 8 ist verschiebbar
an Zvlinder 11o angeordnet, der seinerseits als
all der Vorderseite der Spritzwand befestigt
gedacht ist. Nirnnit nian an, daß die Feder 9
v-zin Ge;-enkolhen i i her vermittels ;des Hand-
lielnl.s 12 eine entsprechende Vorspannung 1>e-.
sitzt, so herrscht Gleichgewicht, und das Zahn-
lad 3 verbleibt in seiner Lage. Nimmt null
aber beispielsweise der Fiilluilg#grad der ;Ma-
:chine zu, so wird der mittlere Kolbendruck
griißer, was zur Folge hat, da;; glas Rarl3
unter gleichzeitiger Erhdhung der Feder-
spannung so freit verstellt wird, bis erneut
Gieichgewichtszustand herrscht. Diese Ver-
stellung entspricht einer entsprechenAeti V er-
stellung des Exzeilters relativ zum Kurbel-
zapfen und damit einer Verdrehung der Kur-
belschleife derart, daß andere Hublängen für
den Kolben entstehen. Die Verhältnisse Iziin-
nen nan ohne weiteres so gewählt werdest, 4;a11)
bei abnehmendem Füllungsgrad der Verrlich-
tungshub selbsttiitig länger, also der Ver-
dichtungsraum kleiner wir;;, was ein rröl.leres
Verclichtungsverhä ltnis (r) zur Folge hat und
umgekehrt. Es ist nur eine Frage der rich-
tigen Abstimmung zwischen Federspannung,
Feierhub u11#1 ;"er,liclitun,#sliul>, uni zti er-
reicIien, dall für alle 1--iilltirigsgra 11e -der lIa-
schine selbsttätig der Verdichtim--srauni zur
Erzielung eines nahezu konstanten Verdich-
tungsenddruckes vergrößert oder verkleinert
wird. Gibt man der Feder c) durch Verstel-
lun- des flanrillebels 1-2 eine gi-üllere oller
kleinere Vorspannung, so hat dies eitle Ver-
stellung des Exzenters ini Sirnie einer Ver-
grül@erung oder Verkleinerung rle; Verdich-
tungsverhältnisses zur Folge, so daß inan das
@'erdichtungsc-erhültnis der Oktanzahl des -e-
ratle zur Verfügung stehenden Kraftstoffes
anpassen kann, ohne daß hierbei rlie Selbst-
verstellung des Exzenters entsprechend den
verschiedenen @üllnngsgra@_len heeintr:ichtigt
wird.
Die Bewegungs- bzw. kinematischen Vor-
zur f?rzetiguri" verschieden langer
Kolbenhübe und zur ;'erän@lerung des \"er-
(lichtung\verllältnisses bei `er-,telltiii@ des
I:Zzeiiters sind gemäß FiZ.3 folgende: Arrf
,lern Kurbelzapfen u sitzt eire Zahnrad rnit
"Peilkreis b, (las sich bei Drehung der Kurbel
auf dein zentral gelagerten Zahnrar; finit "feil-
kreis r abwälzt. Wenn sich der EZZentei- il
erst lief zwei Ktirl>elunirli-elitin"eii einmal inn
seine eigene Achse drehen soll, Bart c nur
11a111 so r;,roß wie h sein un-l futil.; :ich mit
(lern Kurbelkreis decken. Während ztreier
Iwurl#elum,lrehun5en beschreibt in diesem
Falle die Elzenterinitte und damit :die innere
Pleuelaclise die Kurbelschleife e. Wählt inan
ntiri die Exzenterstellung so, rlall sie im un-
teren Totpunkt mit der Kurl)elstellung zii-
sanimenfällt, so steht rlei- Exzenter im ohereii
Totpunkt senkrecht zum Kurbelarm. Bei die-
ser Einstellung .-I des Exzenters wir l Saug-
hub I gleich l@eraichtttngshub 1I und Ausileh-
nungshul> III gleich .1#,ussclitil>iitil> IV. Ver-
dreht inan den Exzenter aus dieser Grundein-
stellitrrg .-3 nach rechts uaerlenkt nian sieh.
was dasselbe ist, den Zylinder nach links in die Stellung B verdreht,
so wird der Saughub länger als der Verdichtungshub und der Ausschubhub länger als
der Ausdehnungshub, was für .den normalen Volleistungsbetrieb die gewollten günstigen
Voraussetzungen schafft. Verdreht man hingegen den Exzenter aus der Grundeinstellung
A nach links-oder denkt man sich den Zylinder nach rechts in die Stellung C verdreht,
so wird der Saughub kürzer als der Verdichtungshub und der Ausschubhub kürzer als
der Ausdehnungshub, was für den Leerlauf und unteren Drosselbereich günstige Betriebsbedingungen,
wie erhöhte Verdichtungsendspannung und Warmhaltung durch vergrößerten Abgasrest,
gewährleistet.The main difficulty so far has been: To bring about the necessary self-rotation of the eccentric: with means that bring neither disturbing gear noises nor undesirably high relative movements between the eccentric and the crank pin. The well-known proposal to let a spur gear connected to the eccentric roll on a spur gear arranged centrally to the crankshaft not only has the disadvantage of the noise-causing external gearing itself, but also cannot be implemented with structurally simple means central and normally fixed gear either inside: the crank throw on a second shaft that is routed through the crankshaft and is adjustable from the outside in order to bring it into connection with the gear seated on the eccentric, or that the crank pin itself is somehow formed as an eccentric, in: the crank arms must be rotatably mounted and connected outside the crank arm with a gearwheel which engages in a central wheel mounted there. In order to circumvent these difficulties and disadvantages, the suggestion has been made by another party, the self-rotation of the eccentric: thereby. to achieve that the gear connected to the eccentric can be rolled on a gear arranged on the housing wall. To this True, wise will not just be a simplified one
Drive> of the eccentric, but it
there is also the more advantageous in-
internal gearing, but these improvements
@ l @ ln another disadvantage that lies in
stelit, lall #lie self-rotation; of the eccentric
not like your previously mentioned brow line # i-
drive has the same direction of rotation as the
Crankshaft looks, but in opposite directions atis-
fills. This has the consequence that the relative
ljet \ -egtiil "between crank pins find EZzeil-
ter a constructive barely rulers
Gr; il:, e reached.
The subject of the present invention is now
a; means for driving the eccentric,
1> e1 your despite favorable internal gearing
the Relativli; because of between crank pins
University; Eccentric not only not griil) er, but
turns out to be much smaller than that of the
normal machine.
In Figs. I and a, the invention
thoughts as far as necessary graphically
shown.
Fi-. i -is the cross-section through a 7.'e1;
a \ lehrzvlinrder- @ iertaktrnotors and Fig. 2
ztlr one I @ iltte a cross section through one
Crank pin un - l to the other 1-half a sol-
clier through the crankshaft. FIZ.3 gives the
Movement processes for adjustment rles Ex-
center wierler.
The economics are as follows: While
two turns, of the crank pin
the Lxzeilter i makes a single revolution
in the same sense. This rotation of the
The eccentric comes about because ;; the
Tronitliel z connected with her, the all her
r-) ffetieil about the Kuriielarin gripping end
with inner toothing is seen, which
on (learn Zahnrar; 3, the half Ziilni.ezalil
and on: the crankshaft bearing is seated,
shifts. The eccentric moves
in the middle of tin 1 with the rod head .1 open
a double loop, the two longer and
produces two shorter piston strokes. These
Movement s or kinematic processes
are at the end rL @ r general description
explained in detail with reference to FIG. 3. the
hf> lben - iriiclc ° tried ;, rlen eccentric in
Direction of rotation and Ktirl> eitvelle and thus (read
Turn gear 3 in the same direction.
This adjusting force acts by means of de
also meshing with the gear 3
Toothed segment 3, the lever 6, the tensile
pole ; uiv -1 small piston 9 as pressure on (lie
Fe fier- 9 from. The piston 8 is displaceable
arranged at Zvlinder 11o, which in turn as
all attached to the front of the bulkhead
is intended. Nirnnit nian an that the spring 9
v-zin Ge; -enkolhen ii her through; the hand-
lielnl.s 12 a corresponding bias 1> e-.
sits, so there is balance, and the tooth
lad 3 remains in its position. Takes zero
but, for example, the fill level of the; Ma-
: chine zu, so is the mean piston pressure
bigger, which has the consequence because ;; glass Rarl3
while increasing the spring
voltage is freely adjusted until again
Equilibrium condition prevails. This ver
position corresponds to a corresponding Aeti V
position of the exciter relative to the crank
tap and thus a twisting of the course
belschleife in such a way that other stroke lengths for
the pistons arise. The Iziin-
nen nan would be chosen without further ado, 4; a11)
with decreasing degree of filling of the
the service stroke is automatically longer, i.e. the
sealing room smaller we ;; what a rröl.leres
Conclusion ratio (r) and
vice versa. It's just a matter of being right
coordination between spring tension,
Feierhub u11 # 1; "er, liclitun, # sliul>, uni zti he
reicIien, dall for all 1 - iilltirigsgra 11e -der lIa-
machine automatically the compression - srauni for
Achieving an almost constant compression
end printing enlarged or reduced
will. If the spring c) is given by adjusting
lunds of flan grooves 1-2 a gi-lesser oller
smaller preload, this has vain
adjustment of the eccentric ini Sirnie an adjustment
greening or reducing rle; Condensing
relationship, so that inan the
@ 'sealing ratio for the octane number of the -e-
ratle of available fuel
can adapt without any self-
adjustment of the eccentric according to the
different @ üllnngsgra @ _len heeintr: ichtigt
will.
The motion or kinematic pre
to f? rzetiguri "of different lengths
Piston strokes and to; 'change the \ "er
(light \ ratio at `er, telltiii @ des
I: The times are as follows according to FiZ.3: Arrf
, learn the crank pin and a gear wheel sits with it
"Bearing circle b, (read by turning the crank
on your centrally stored cog; finite "for sale
circle r rolls off. When the EZZentei- il
first two Ktirl> elunirli-elitin "eii once ran inside
should turn its own axis, Bart c only
11a111 so r;, as big as h be un-l futil .; :me with
(Learn to cover the crank circle. While ztreier
Iwurl # elum, lrehun5en describes in this one
Fall the middle of the Elzen and with it: the inner one
Connecting rod aclise the crank loop e. Choose inan
ntiri the eccentric position so that it rlall in the un-
target dead center with the curl)
sanimenf falls, so stands rlei- eccentric in ohereii
Dead center perpendicular to the crank arm. At the-
This setting.-I of the eccentric is l suction
hub I equals l @ eraichtttngshub 1I and training
nungshul> III equals .1 #, ussclitil>iitil> IV.
rotates into the eccentric for this basic
stellitrrg. -3 to the right uaerlenkt nian see.
which is the same, twisting the cylinder to the left into position B, the suction stroke is longer than the compression stroke and the extension stroke is longer than the expansion stroke, which creates the desired favorable conditions for normal full-power operation. On the other hand, if you turn the eccentric from the basic setting A to the left - or if you think the cylinder is turned to the right into position C, the suction stroke is shorter than the compression stroke and the extension stroke is shorter than the expansion stroke, which is beneficial for idling and the lower throttle range Operating conditions, such as increased final compression stress and heat retention due to the increased residual exhaust gas, are guaranteed.
Bei den Ottomotoren darf mit der Auflaclung nicht höher gegangen werden,
als der;, zur Verfügung stehende Kraftstoff hinsichtlich der Klopfgrenze verträgt.
Zur selbsttätigen Begrenzung der Aufladung ist auf der Kolbenstange 13 eine
Platte 14 verstellbar gelagert, die bei einem bestimmten mittleren Kolbendruck und
damit einer bestimmten Auflaclung, die nicht überschritten werden soll, auf den
Hechel 15 drückt und diesen verstellt. Diese Verstellung kann :man zum Luftatlassen
aus der Druckleitung, Drosselung der Füllung, Ablassen von Verbrennungsgasen vor
der Abgasturbine oder zu ähnlichem Eingriff in den Aufladevorgang heranziehen.In the case of gasoline engines, charging must not go higher than the available fuel can handle with regard to the knock limit. To automatically limit the charge, a plate 14 is adjustably mounted on the piston rod 13 , which presses on the hackle 15 and adjusts it at a certain mean piston pressure and thus a certain Auflaclung that should not be exceeded. This adjustment can be used to let air out of the pressure line, throttle the filling, let off combustion gases in front of the exhaust gas turbine or to intervene in the charging process in a similar way.