DE102011078648B4 - Internal combustion engine with crank mechanism - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe, mit mindestens einem Zylinder (1) und einem darin hin- und herbewegbaren Kolben (2), wobei der Kolben (2) über einen daran in einem ersten Anlenkpunkt (3) angelenkten ersten Pleuel (P1) mit einem um eine Schwenkhebelachse (6) schwenkbaren Schwenkhebel (5) an einem ersten Angriffspunkt (4) schwenkbeweglich verbunden ist, wobei ein an einer Kurbelwelle (7) in einem zweiten Anlenkpunkt (9) eines Kurbelwellenzapfens (10) angelenkter zweiter Pleuel (P2) schwenkbeweglich mit dem Schwenkhebel (5) an einem zweiten Angriffspunkt (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) bezüglich des Schwenkhebels (5) so angeordnet ist, dass bei am oberen Totpunkt befindlichen Kolben (2) eine den ersten Anlenkpunkt (3) mit dem. ersten Angriffspunkt (4) verbindende gedachte erste Linie (L1) mit einer den ersten (4) mit dem zweiten Angriffspunkt (11) verbindenden gedachten zweiten Linie (L2) einen ersten Winkel α zwischen 0 und 90° bildet, und dass die Bewegungen des Kolbens (2) und der Kurbelwelle um etwa 180° versetzt sind, so dass bei am oberen Totpunkt befindlichen Kolben (2) sich der Kurbelwellenzapfen (10) der Kurbelwelle (7) im Bewegungsstrang des Kurbelgetriebes in einer vom Kolben (2) entferntesten Position befindet.Internal combustion engine with a crank mechanism, with at least one cylinder (1) and a reciprocating piston (2) therein, wherein the piston (2) via a first connecting rod (3) hinged first connecting rod (P1) with a about a pivot lever axis (6) pivotable pivot lever (5) at a first point (4) is pivotally connected, wherein a at a crankshaft (7) in a second pivot point (9) of a crank pin (10) hinged second connecting rod (P2) pivotally connected to the pivot lever ( 5) at a second engagement point (11) is connected, characterized in that the cylinder (1) with respect to the pivot lever (5) is arranged so that at the top dead center piston (2) has a first pivot point (3) with the , connecting first imaginary point (4) imaginary first line (L1) with the first (4) with the second point (11) connecting imaginary second line (L2) forms a first angle α between 0 and 90 °, and that the movements of the piston (2) and the crankshaft are offset by about 180 °, so that located at top dead center piston (2) is the crankshaft journal (10) of the crankshaft (7) in the motion train of the crank gear in a position away from the piston (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Kurbelgetriebe nach dem Oberbetriff des Anspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine with crank mechanism according to the preamble of claim 1.
Eine solche Brennkraftmaschine ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine möglichst einfach herzustellende Brennkraftmaschine angegeben werden, welche bezüglich des Kolbenwegverlaufs, des Drehmomentverlaufs, der Kolbengeschwindigkeit, der Kolbenbeschleunigung und der Kolbenseitenkräfte verbessert ist.The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, it is intended to specify an internal combustion engine which is as simple as possible to produce and which is improved with regard to the piston travel path, the torque curve, the piston speed, the piston acceleration and the piston side forces.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features of
Nach Maßgabe der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Zylinder bezüglich des Schwenkhebels so angeordnet ist, dass bei am oberen Totpunkt befindlichen Kolben eine den ersten Anlenkpunkt mit dem ersten Angriffspunkt verbindende gedachte erste Linie mit einer den ersten mit dem zweiten Angriffspunkt verbindenden gedachten zweiten Linie einen ersten Winkel α zwischen 0 und 90° bildet.According to the invention it is proposed that the cylinder is arranged with respect to the pivot lever so that at the top dead center piston connecting the first point of articulation with the first point imaginary first line with the first connecting to the second point imaginary second line a first Angle α forms between 0 and 90 °.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriffen ”Anlenkpunkt”, ”Angriffspunkt”, ”Schwenkhebeldrehpunkt” und ”Kurbelwellendrehpunkt” Schnittpunkte verstanden, welche die dazu korrespondierenden Schwenk- oder Drehachsen mit einer senkrecht dazu verlaufenden Ebene, beispielsweise der Papierebene, bilden. Unter dem Begriff ”Linie” wird eine gerade Linie bzw. eine Gerade verstanden.For the purposes of the present invention, the terms "articulation point", "point of application", "pivoting lever pivot point" and "crankshaft pivot point" mean intersections which form the corresponding pivoting or rotating axes with a plane perpendicular thereto, for example the plane of the paper. The term "line" is understood to mean a straight line or a straight line.
Mit der vorgeschlagenen Brennkraftmaschine werden im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen die folgenden Vorteile erzielt:
Der Kolben beschleunigt schneller vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt. infolgedessen erhöhen sich Kompressionsdruck und Kompressionstemperatur, was wiederum eine Verbrennung mit verringertem Zündverzug ermöglicht. Der Kolben bewegt sich mit einer stark verzögerten, aber ununterbrochenen Bewegung durch den oberen Totpunkt. Das verbessert den Gleichraumgrad und den Wirkungsgrad der Verbrennung. Infolgedessen kann die aus der Verbrennung gewonnene Energie besser in mechanische Energie umgesetzt werden. Dabei ist es möglich, die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine bei hoher Drehzahl zu betreiben. Vibrationen und Materialbelastungen bleiben dabei relativ gering.With the proposed internal combustion engine, the following advantages are achieved compared to conventional internal combustion engines:
The piston accelerates faster from bottom dead center to top dead center. as a result, compression pressure and compression temperature increase, which in turn allows combustion with reduced ignition delay. The piston moves with a greatly delayed but uninterrupted movement through top dead center. This improves the degree of equalization and combustion efficiency. As a result, the energy recovered from combustion can be better converted into mechanical energy. It is possible to operate the internal combustion engine according to the invention at high speed. Vibrations and material loads remain relatively low.
Insbesondere können Kolbenseitenkräfte nahezu über sämtliche Kurbelwellendrehwinkel hinweg äußerst niedrig gehalten werden. Das ermöglicht eine Verringerung von Verschleiß und Reibungsverlusten. insgesamt weist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine eine verbesserte Haltbarkeit und einen verbesserten Wirkungsgrad auf.In particular, piston side forces can be kept extremely low over almost all crankshaft rotation angles. This allows a reduction of wear and friction losses. Overall, the internal combustion engine according to the invention has improved durability and improved efficiency.
in konstruktiver Hinsicht steht ausreichend Bauraum für die benötigten Lager und zur Sicherstellung der Schmierölversorgung der Lager zur Verfügung.In terms of design, there is sufficient space available for the required bearings and for ensuring the lubricating oil supply of the bearings.
Die erfindungsgemäßen Vorteile werden insbesondere dadurch erreicht, dass die Bewegung des Kolbens und der Kurbelwelle im Vergleich zum Stand der Technik um etwa 180° versetzt sind. D. h. der Kolben befindet sich erfindungsgemäß am oberen Totpunkt, wenn der dazu korrespondierende Kurbelzapfen der Kurbelwelle sich im Bewegungsstrang des Kurbelgetriebes in einer vom Kolben entferntesten Position befindet.The advantages of the invention are achieved in particular by the fact that the movement of the piston and the crankshaft are offset by about 180 ° compared to the prior art. Ie. the piston is according to the invention at top dead center, when the corresponding crankshaft journal of the crankshaft is in the motion train of the crank gear in a position remote from the piston.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet bei am oberen Totpunkt befindlichen Kolben die zweite Linie mit einer den zweiten Angriffspunkt mit dem zweiten Anlenkpunkt verbindenden gedachten dritten Linie einen zweiten Winkel β von 90 bis 270°, vorzugsweise 150° bis 205°. Des Weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass ein erster Abstand a1 zwischen dem ersten Anlenkpunkt und dem ersten Angriffspunkt größer als ein zweiter Abstand a2 zwischen dem zweiten Angriffspunkt und dem zweiten Anlenkpunkt ist. D. h. der erste Pleuel ist länger ausgebildet als der zweite Pleuel. Für das Verhältnis zwischen dem ersten a1 und dem zweiten Abstand a2 gilt zweckmäßigerweise die folgende Beziehung:
Zweckmäßigerweise ist der erste Abstand a1 das 3- bis 4-Fache des zweiten Abstands a2.Conveniently, the first distance a1 is 3 to 4 times the second distance a2.
Ein dritter Winkel γ zwischen der ersten Linie und einer Kolbenachse des Kolbens beträgt bei einer Bewegung des Kolbens höchstens ±5°. Vorteilhafterweise befindet sich der erste Angriffspunkt im oberen und/oder unteren Druckpunkt etwa auf der Kolbenachse. D. h. der erste Pleuel wird erfindungsgemäß etwa entlang der Kolbenachse hin- und herbewegt. Damit können unerwünschte Kolbenseitenkräfte minimiert werden.A third angle γ between the first line and a piston axis of the piston is at most ± 5 ° with a movement of the piston. Advantageously, the first point of application in the upper and / or lower pressure point is approximately on the piston axis. Ie. the first connecting rod according to the invention is reciprocated approximately along the piston axis. This can be minimized unwanted piston side forces.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Kurbelwellendrehpunkt, der zweite Anlenkpunkt und der zweite Angriffspunkt im oberen und/oder unteren Totpunkt etwa auf einer gedachten Geraden liegen. According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that a crankshaft pivot, the second pivot point and the second point of attack in the top and / or bottom dead center are approximately on an imaginary straight line.
Schließlich wird es als vorteilhaft angesehen, dass die Schwenkhebelachse zur Kurbelwellenachse ortsfest, vorzugsweise ortsveränderlich, verstellbar ausgebildet ist.Finally, it is considered advantageous that the pivot lever axis to the crankshaft axis stationary, preferably movable, adjustable is formed.
Mit der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine geschaffen, die Drehzahlen – insbesondere als kleinvolumiger Dieselmotor – erreichen kann, die bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren mit einteiliger Pleuelstange keine effiziente Verbrennung mehr ermöglichen würden.With the invention, an internal combustion engine is provided, the speeds - especially as a small-volume diesel engine - can achieve that would not allow efficient combustion in conventional internal combustion engines with one-piece connecting rod more.
Das erfindungsgemäße Kurbelgetriebe ist für alle Viertaktmotoren mit Fremdzündung und Selbstzündung und alle Zweitaktmotoren mit Fremdzündung und Selbstzündung geeignet.The crank mechanism according to the invention is suitable for all four-stroke engines with spark ignition and auto-ignition and all two-stroke engines with spark ignition and auto-ignition.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Advantageous embodiments of the invention will be explained below in connection with an embodiment with reference to the drawings. Show it:
Gemäß
Nach einem weiteren konstruktiven Ausgestaltungsmerkmal schließen einer vierte Linie L4, welche sich von der Schwenkhebelachse
Wie insbesondere aus
Der erste Pleuel P1 ist ebenfalls gegabelt ausgebildet. Ein zweiter Bolzen
Wie insbesondere aus
Das fünfte Gleitlager
Anstelle der erwähnten Gleitlager können selbstverständlich auch andere Lager, z. B. Nadellager, Kugellager, Wälzlager und dgl., verwendet werden.Of course, other bearings, for. B. needle roller bearings, ball bearings, bearings and the like., Can be used.
Wie insbesondere aus
Zweckmäßigerweise ist der zweite Abstand a2 größer als das 1- bis 3-Fache des dritten Abstands a3.Conveniently, the second distance a2 is greater than 1 to 3 times the third distance a3.
Eine gedachte Gerade G verläuft durch den zweiten Anlenkpunkt
Die
Bei der in
Bei der in
Der dritte Winkel γ beträgt während einer ganzen Kurbelwellenumdrehung höchstens ±10°, vorzugsweise ±3 bis ±8°, besonders bevorzugt höchstens ±1° nach beiden Seiten der Kolbenachse KM.The third angle γ is during a whole crankshaft revolution at most ± 10 °, preferably ± 3 to ± 8 °, more preferably at most ± 1 ° to either side of the piston axis KM.
Die mit der vorgeschlagenen Brennkraftmaschine erreichbaren Vorteile werden insbesondere aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zylindercylinder
- 22
- Kolbenpiston
- 33
- erster Anlenkpunktfirst point of articulation
- 3a3a
- viertes Gleitlagerfourth sliding bearing
- 44
- erster Angriffspunktfirst point of attack
- 4a4a
- drittes Gleitlagerthird plain bearing
- 55
- Schwenkhebelpivoting lever
- 66
- SchwenkhebelachsePivoting lever axis
- 6a6a
- fünftes Gleitlagerfifth plain bearing
- 77
- Kurbelwellecrankshaft
- 88th
- Kurbelwellendrehachse bzw. KurbelwellendrehpunktCrankshaft rotation axis or crankshaft rotation point
- 99
- zweiter Anlenkpunktsecond articulation point
- 9a9a
- erstes Gleitlagerfirst sliding bearing
- 1010
- Kurbelwellenzapfencrankshaft journal
- 1111
- zweiter Angriffspunktsecond point of attack
- 11a11a
- zweites Gleitlagersecond sliding bearing
- 1212
- erster Bolzenfirst bolt
- 1313
- zweiter Bolzensecond bolt
- 1414
- dritter Bolzenthird bolt
- a1a1
- erster Abstandfirst distance
- a2a2
- zweiter Abstandsecond distance
- a3a3
- dritter Abstandthird distance
- GG
- GeradeJust
- KMKM
- Kolbenachsepiston axis
- L1L1
- erste Liniefirst line
- L2L2
- zweite Liniesecond line
- L3L3
- dritte Liniethird line
- L4L4
- vierte Liniefourth line
- L5L5
- fünfte Liniefifth line
- P1P1
- erster Pleuelfirst connecting rod
- P2P2
- zweiter Pleuelsecond connecting rod
- αα
- erster Winkelfirst angle
- ββ
- zweiter Winkelsecond angle
- γγ
- dritter Winkelthird angle
- εε
- vierter Winkelfourth angle
- ρρ
- fünfter Winkelfifth angle
- σσ
- sechster Winkelsixth angle
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102011078648.1A DE102011078648B4 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Internal combustion engine with crank mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011078648.1A DE102011078648B4 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Internal combustion engine with crank mechanism |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011078648A1 DE102011078648A1 (en) | 2013-01-10 |
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ID=47426423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102011078648.1A Active DE102011078648B4 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Internal combustion engine with crank mechanism |
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---|---|
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3030615C2 (en) * | 1980-08-13 | 1983-09-29 | Gerhard 8501 Allersberg Mederer | Internal combustion engine |
WO2004061270A1 (en) * | 2003-01-02 | 2004-07-22 | Scalzo Automotive Research Pty Ltd. | Mechanism for internal combustion piston engines |
DE60121487T2 (en) * | 2000-02-16 | 2006-11-23 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Piston internal combustion engine |
DE102005061282B4 (en) * | 2005-12-20 | 2009-04-09 | Stephan Gehrke | Internal combustion engine with crank mechanism |
-
2011
- 2011-07-05 DE DE102011078648.1A patent/DE102011078648B4/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3030615C2 (en) * | 1980-08-13 | 1983-09-29 | Gerhard 8501 Allersberg Mederer | Internal combustion engine |
DE60121487T2 (en) * | 2000-02-16 | 2006-11-23 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Piston internal combustion engine |
WO2004061270A1 (en) * | 2003-01-02 | 2004-07-22 | Scalzo Automotive Research Pty Ltd. | Mechanism for internal combustion piston engines |
DE102005061282B4 (en) * | 2005-12-20 | 2009-04-09 | Stephan Gehrke | Internal combustion engine with crank mechanism |
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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R019 | Grant decision by federal patent court | ||
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