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Dokumentenidentifikation DE19813398C1 09.09.1999
Titel Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten bei Brennkraftmaschinen
Anmelder Blodig, Günter, Priv.-Doz. Dr.-Ing.habil., 39114 Magdeburg, DE
Erfinder Blodig, Günter, Priv.-Doz. Dr.-Ing.habil., 39114 Magdeburg, DE
DE-Anmeldedatum 26.03.1998
DE-Aktenzeichen 19813398
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse F02D 15/00
IPC-Nebenklasse F02B 25/02   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten bei Brennkraftmaschinen, insbesondere 2-Takt-Brennkraftmaschinen mit gegenläufigem Kolben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache und funktionssichere Vorrichtung zur kontinuierlichen, schnellen und präzisen Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten für Brennkraftmaschinen zu schaffen, die besondere Voraussetzungen zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemission besitzen.
Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen den Verstellhebeln, die bei Brennkraftmaschinen mit gegenläufigem Kolben zur Verstellung derselben über exzentrisch gelagerte Umlenkhebel dienen, sowie zwischen einem Verstellhebel und einem im Kurbelgehäuse vorgesehenen Festpunkt jeweils ein längenverstellbares Verbindungselement angeordnet ist. Die Verbindungselemente sind dabei in Abhängigkeit vom zu realisierenden Verdichtungsverhältnis beziehungsweise der einzustellenden Steuerzeitenkombination ansteuerbar. Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht in der Verstellung der Exzenter mit Hilfe schrägverzahnter Verstellelemente.
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der voneinander unabhängigen Verstellbarkeit jedes Kolbens, wodurch eine komplexe Veränderung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten ermöglicht wird.
Direkte Vorteile bestehen in der motorinternen Beeinflussung von Gemischbildung und Verbrennung, in ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten bei Brennkraftmaschinen, insbesondere 2-Takt-Brennkraftmaschinen mit gegenläufigen Kolben.

Die bekannten Lösungen zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses bei Brennkraftmaschinen werden in zwei Gruppen eingeteilt. Erstere beinhaltet die geregelten Vorrichtungen, deren Verstellung in Abhängigkeit von der Höhe des Zylinderinnendruckes ausgeführt wird. Die zweite Gruppe erfaßt die gesteuerten Vorrichtungen, bei denen die Verstellung des Verdichtungsverhältnisses nach vorgegebenen Einstellwerten entsprechend dem momentan gefahrenen Kennfeldlastpunkt erfolgt, die im voraus in Abhängigkeit von Drehzahl und Last bestimmt und gegebenenfalls durch weitere Daten, beispielsweise von Klopf und Temperatursensoren gelieferten, korrigiert und somit aktualisiert werden.

Die geregelten Verstelleinrichtungen kommen vorzugsweise bei Brennkraftmaschinen zur Anwendung, die nach dem Dieselverfahren arbeiten. Ziel dieser Vorrichtungen ist es, bei Anhebung des mittleren effektiven Kolbendruckes den maximalen Zylinderinnendruck zur Vermeidung von Bauteilüberbeanspruchungen zu begrenzen oder in Ausnahmefällen das Kaltstartverhalten von Brennkraftmaschinen zu verbessern.

Die gesteuerten Verstellvorrichtungen sind vorzugsweise für Brennkraftmaschinen vorgesehen, die mit Ottokraftstoffen betrieben werden. Sie dienen im wesentlichen zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine und in Sonderausführungen zur Prüfung der Klopffestigkeit von Ottokraftstoffen.

In der DE-OS 36 37 196 wird eine geregelte Verstellvorrichtung beschrieben, bei der die Verstellung über einen im Arbeitskolben der Brennkraftmaschine angeordneten, axial verschiebbaren Zusatzkolben erfolgt. Unterhalb des Zusatzkolbens ist eine mit Schmiermittel der Brennkraftmaschine versorgte Regelkammer integriert, die in Abhängigkeit des im Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine wirkenden Gasdruckes das Verdichtungsverhältnis regelt.

Aus der gattungsbildenden DE-OS 34 16 346 ist eine geregelte Verstellvorrichtung bekannt, die ebenfalls einen mehrteiligen Kolben verwendet. Das Kolbenoberteil hat die Größe des Innendurchmessers des Arbeitszylinders und ist zum Kolbenunterteil, das auf dem Kolbenbolzen gelagert ist, axial verschiebbar. Auch bei dieser Verstelleinrichtung übernimmt eine mit Schmiermittel versorgte Regelkammer die Positionierung des Kolbenoberteiles zum Kolbenunterteil. Im Aufsatz von Timoney, S. G.: "Variable Compression Ratio Diesel Engine" 1971 Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, Boston, August 3-5, 1971, Seiten 356 bis 363 wird eine geregelte Verstellvorrichtung behandelt, die für eine im 2-Takt-Verfahren arbeitende Brennkraftmaschine vorgesehen ist, deren Arbeitszylinder gegenläufige Kolben enthält und die über eine seitlich neben dem Arbeitszylinder angeordnete Kurbelwelle verfügt. Kolben und Kurbelwelle sind mittels Umlenkhebeln und Pleuelstangen verbunden. Die Verstellung des Verdichtungsverhältnisses geschieht mit Hilfe einer exzentrischen Lagerung der Umlenkhebel. Die Exzenterwellen sind mit Hebeln versehen, die untereinander mit einer Druckfeder und zur Schwingungsunterdrückung mit einem hydraulischen Teleskopstoßdämpfer verbunden sind. Zur Verstellung der Kolben um den jeweils gleichen Betrag dient eine Diagonalstange, die mit den Verstellhebeln gekoppelt ist.

Das gemeinsame Merkmal aller geregelten Verstelleinrichtungen ist, daß sie bei Einsatz in Kraftfahrzeugen wegen ihrer Trägheit im Regelverhalten nicht ausreichend schnell das entsprechend dem momentan gefahrenen Kennfeldlastpunkt erforderliche Verdichtungsverhältnis realisieren, fertigungstechnisch sehr aufwendig sind und durch das Ansammeln von Luft und Öldämpfen in Öldruckräumen häufig Funktionsstörungen zeigen.

Eine gesteuerte Verstellvorrichtung ist Gegenstand der DE-PS 33 10 548, bei der die Verstellung des Verdichtungsverhältnisses über einen im Zylinderkopf angeordneten Kolben vorgenommen wird. Besonderer Nachteil ist der stark zerklüftete Brennraum bei kleinen Verdichtungsverhältnissen, der sich negativ auf Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemission, insbesondere auf den unverbrannten Kohlenwasserstoffanteil, auswirkt. Nachteilig ist weiter die Abdichtung des zusätzlichen Kolbens, die nicht frei von Leckagen ist.

Aus dem Aufsatz von Hauser, G.: "Teillastverfahren für Verbrennungsmotoren. Entwurf eines Sechszylinder-Viertaktmotors mit verstellbarer Verdichtung", Kraftfahrzeugtechnik 5 (1955) 4, Seiten 98 bis 104, und 5 (1955) 5, Seiten 139 bis 145 sind weitere gesteuerte Verstellvorrichtungen bekannt. Die Verstellung erfolgt durch Längsverschiebung des Arbeitszylinders (Bild 1a und 1b) oder des Zylinderkopfes (Bild 5), Schwenkung des Arbeitszylinders (Bild 2), Verdrehung exzentrischer Lagerungen im Pleuelfuß (Bild 8) oder an der Kurbelwelle (Bild 3) oder durch Relativverdrehung der Kurbelwellen bei Brennkraftmaschinen mit einem im Arbeitszylinder befindlichen Kolbenpaar (Bild 4a und 4b), deren Kolben je einer Kurbelwelle zugeordnet sind.

Die Längsverschiebung von Arbeitszylinder (Bild 1a und 1b) und Zylinderkopf (Bild 5) bedingen aufwendige Zusatzeinrichtungen für den Antrieb der Ventilsteuerungseinrichtungen. Zudem ist die Lösung der Zylinderkopflängsverschiebung ebenfalls nicht frei von Leckagen. Bei Schwenkung des Arbeitszylinders (Bild 2) wirkt sich die Größe der zu bewegenden Masse nachteilig auf eine schnelle Verstellung aus, und der relativ große Schwenkbereich bereitet Schwierigkeiten hinsichtlich der zu- und abführenden Leitungen an der Brennkraftmaschine. Einen jeweils großen Aufwand erfordert die Verstellung mittels einer exzentrischen Lagerung im Pleuelfuß (Bild 7) und an der Kurbelwelle (Bild 3). Gleiches trifft auch auf die Verstellung durch Relativverdrehung der Kurbelwellen (Bild 4a und 4b) zu.

Eine Abstandsvariation von Kolbenbolzen und Kurbelwellenhubzapfen zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses kann auch mittels der in der DE 44 37 132 A1 beschriebenen zweigeteilten Pleuelausführung bewirkt werden. Sie wird durch seitliches Verschieben des Verbindungsgelenkes von oberem und unterem Pleuelteil herbeigeführt. Das Verschieben wird von einem Lenkerarm ausgeführt, der zum einen im Gehäuse der Brennkraftmaschine exzentrisch gelagert und zum anderen in der Nähe des Verbindungsgelenkes angelenkt ist. Von Nachteil sind die große Massezunahme, die zu einer Erhöhung der Triebwerksbelastung führt, der große Raumbedarf sowie die geringe tribologische Belastbarkeit der zusätzlichen Gelenke. In der DE-PS 37 14 762 ist eine gesteuerte Verstellvorrichtung aufgezeigt, die auf der Basis eines mehrteiligen Kolbens gestaltet ist. Das Kolbenoberteil ist zum Kolbenunterteil, das mittels Kolbenbolzens an der Pleuelstange befestigt ist, axial verschiebbar. Als Verstellmedium dient das Schmiermittel der Brennkraftmaschine und zur Positionierung des Kolbenoberteiles zum Kolbenunterteil der Schmiermitteldruck, der durch ein außerhalb des Kolbentriebwerkes installiertes Magnetventil gesteuert wird. Nachteilig wirken sich der Verschleißzustand von Kurbelwellen- und Pleuellager und Luft- und Öldampfansammlungen in den Öldruckkammern auf das Verstellverhalten sowie die sehr hohen Fertigungskosten aus.

Die bekannten Lösungen zur Verstellung der Steuerzeiten bei 2-Takt-Brennkraftmaschinen werden im Buch von Bönsch, H. W.: "Der schnellaufende Zweitaktmotor; Eine Einführung in die technischen Grundlagen"-Stuttgart: Motorbuch Verlag, in Abb. 68 auf Seite 95 und in Abb. 140 auf Seite 180 dargestellt. In Abb. 68 wird die Verstellung mittels einer angeflachten, der Kolbenschaftrundung angepaßten Steuerwalze ausgeführt, die im Auslaßkanal nahe der Zylinderlaufbahn angeordnet ist. Durch Verdrehen der Steuerwalze um einen vorgegebenen Winkel werden der obere Teil des Auslaßkanals verschlossen und entsprechend der reduzierten Auslaßkanalhöhe die Auslaßsteuerzeit verringert. Die verkleinerte Auslaßsteuerzeit führt bei niedrigen Drehzahlen zur Anpassung der Ladungswechselfrequenz im Arbeitszylinder an das Schwingungsverhalten der Resonanzauspuffanlage und in der Folge zum Anheben des Drehmomentenverlaufs sowie zur Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs in diesem Drehzahlbereich. In Abb. 140 wird das teilweise Verschließen des Auslaßkanals mit einem Flachschieber ausgeführt.

Beide Verstellvorrichtungen ermöglichen jedoch nur eine symmetrische Reduzierung der Auslaßsteuerzeiten, das heißt, um den Kurbelwinkelbetrag, um den der Auslaßkanal später geöffnet wird, erfolgt auch die frühere Schließung. Zudem ist die Lösung nur für die Variation der Auslaßsteuerzeit geeignet. Ein kontinuierliches Verstellen dieser Steuerzeit erfüllen beide Vorrichtungen nicht. Besonders groß wird der Bauaufwand bei Arbeitszylindern, die über mehrere Auslaßkanäle verfügen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, funktionssichere Vorrichtung zur kontinuierlichen, schnellen und präzisen Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten für Brennkraftmaschinen zu schaffen, die besondere Voraussetzungen zur Senkung von Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemission liefern, nach dem 2-Takt-Arbeitsverfahren sowie dem Otto-, Diesel- oder einem artverwandten Verfahren arbeiten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei 2-Takt-Brennkraftmaschinen mit Gleichstromspülung, gegenläufigen Kolben und seitlich neben dem Zylinder angeordneter Kurbelwelle, deren Kolben mit der Kurbelwelle über Kolbenpleuelstangen, exzentrisch gelagerte Umlenkhebel und Kurbelwellenpleuelstangen verbunden sind, die Exzenterwellen zur Lagerung der Umlenkhebel mit Verstellelementen gekoppelt sind, die unabhängig voneinander verstellt werden können und aus Verstellhebeln bestehen. Zwischen den Verstellhebeln sowie zwischen einem Verstellhebel und einem im Kurbelgehäuse vorgesehenen Festpunkt ist jeweils ein längenverstellbares Verbindungselement angeordnet. Die Verbindungselemente sind in Abhängigkeit vom zu realisierenden Verdichtungsverhältnis beziehungsweise von der einzustellenden Steuerzeitenkombination ansteuerbar. Die Verbindungselemente können dabei über Lagerbolzen mit den Verstellhebeln beziehungsweise mit dem Festpunkt verbunden sein. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die Verbindungselemente über von elektrischen oder hydraulischen Antrieben betätigbaren Schrauben-, Exzenter- oder Kniehebelgetrieben längenverstellbar sind.

Eine weitere Lösung besteht darin, daß die Verstellelemente jeweils aus einer Verstellhülse bestehen, die mit elektrischen oder hydraulischen Antrieben oder hydraulischen Zug-Druck-Elementen in Verbindung stehen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in der motorinternen Beeinflussung der Gemischbildung und Verbrennung bei Brennkraftmaschinen derart, daß das Kaltstartverhalten verbessert, in der Kaltstartphase insbesondere die Schadstoffemission und im Teillastbetrieb insbesondere der Kraftstoffverbrauch wesentlich und bei Betrieb in der oberen Teillast einschließlich Vollast sowohl der Kraftstoffverbrauch als auch der Schadstoffausstoß merklich reduziert werden können. Die Erfindung ermöglicht weiterhin die direkte Beeinflussung der Abgastemperatur ohne Beeinträchtigung der Verbrennungsgüte. Bei Anhebung der Abgastemperatur begünstigt dies eine rationelle Realisierung kurzer Aufheizzeiten des Abgaskatalysators und somit eine weitere Reduzierung der Schadstoffemission in der Kaltstartphase. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, bei Anhebung der Last den maximalen Zylinderinnendruck zu begrenzen. Sie kann zur Gestaltung leichterer Bauteile als die vergleichbarer Brennkraftmaschinen gleicher Leistung genutzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1: den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten für eine 2-Takt-Brennkraftmaschine mit Gleichstromspülung, seitlich neben dem Arbeitszylinder angeordneter Kurbelwelle und gegenläufigen Kolben, deren Auslaßkolben zur Realisierung unsymmetrischer Steuerzeiten dem Einlaßkolben voreilt,

Fig. 2: das Steuerdiagramm und die Steuerzeitenveränderung jener Brennkraftmaschine bei Verstellung des zwischen den Verstellhebeln angeordneten längenverstellbaren Verbindungselementes,

Fig. 3: das Steuerdiagramm und die Steuerzeitenveränderung jener Brennkraftmaschine bei Verstellung des zwischen dem Verstellhebel des Einlaßkolbens und dem Kurbelgehäuse angeordneten längenverstellbaren Verbindungselementes,

Fig. 4: ein vorteilhaft gestaltetes längenverstellbares Verbindungselement, dessen Verstellung auf der Basis eines Schraubengetriebes erfolgt,

Fig. 5: den Längsschnitt eines längenverstellbaren Verbindungselementes, dessen Verstellung mittels eines Exzenters geschieht,

Fig. 6: ein längenverstellbares Verbindungselement, für dessen Verstellung das Prinzip des Kniehebelgetriebes dient und

Fig. 7: ein Ausführungsbeispiel zur Exzenterwellenverstellung mittels einer schrägverzahnten, axial verschiebbaren Verstellhülse.

Fig. 1 veranschaulicht eine Ausführung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung für eine 2-Takt-Brennkraftmaschine mit einem den Lufteintritt steuernden Einlaßkolben 1 und einem den Abgasaustritt steuernden Auslaßkolben 2, die sich gegenläufig im Arbeitszylinder 3 bewegen und mittels Kolbenpleuelstangen 4, Umlenkhebeln 5 und Kurbelwellenpleuelstangen 6 mit der Kurbelwelle 7 verbunden sind. Die Umlenkhebel 5 sind auf je einem Exzenter 8 drehbar gelagert, diese wiederum werden von je einer Exzenterwelle 9 aufgenommen, die ihrerseits im nicht näher dargestellten Kurbelgehäuse gelagert und fest mit den Verstellhebeln 10 beziehungsweise 11 verbunden sind. Die Verstellhebel 10 und 11 verfügen des weiteren über die Lagerbolzen 12 beziehungsweise 13, die ein in seiner Gesamtheit mit 14 bezeichnetes längenverstellbares Verbindungselement aufnehmen. Am Verstellhebel 11 befindet sich ein Lagerbolzen 15, an dem ein in seiner Gesamtheit mit 16 bezeichnetes längenverstellbares Verbindungselement befestigt ist, dessen zweite Anlenkung mittels Lagerbolzen 17 ausgeführt wird, der fest mit dem nicht näher dargestellten Kurbelgehäuse verbunden ist.

Fig. 2 enthält das Steuerdiagramm der in Fig. 1 gezeigten Brennkraftmaschine, deren Kurbelwellendrehrichtung beispielhaft im Urzeigersinn verläuft, und die Veränderung der Steuerzeiten beispielhaft für eine Vergrößerung des Abstands von Lagerbolzen 12 und 13. αE stellt den Einlaßwinkel und αA den Auslaßwinkel dar. Bei einer Abstandsvergrößerung von Lagerbolzen 12 und 13 erfolgt eine Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses und ein früheres Öffnen und späteres Schließen der Auslaßkanäle 18 (Fig. 1). Während der Einlaßwinkel αE konstant bleibt, wird der Auslaßwinkel von αA auf αA1 vergrößert.

In Fig. 3 ist die Steuerzeitenveränderung beispielhaft für eine Vergrößerung des Abstands von Lagerbolzen 15 und 17 dargestellt. Eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses tritt in diesem Falle nicht ein. Hingegen erfahren die Auslaßkanäle 18 (Fig. 1) ein früheres Öffnen und späteres Schließen und die Einlaßkanäle 19 (Fig. 1) ein späteres Öffnen und früheres Schließen. Der Auslaßwinkel wird dabei von αA auf αA2 vergrößert und der Einlaßwinkel von αE auf αE2 reduziert.

In Fig. 4 ist ein in seiner Gesamtheit mit 14 beziehungsweise 16 bezeichnetes längenverstellbares Verbindungselement ersichtlich, dessen Verstellung auf der Basis eines Schraubengetriebes erfolgt. Das Innengewinde 21 ist dem Gewinderohr 22 und das Außengewinde 23 dem Gewindebolzen 24 zugeordnet. Das Gewinderohr 22 ist am Lager 25 befestigt, das von der Trägerstange 26 aufgenommen und mittels der Lagerelemente 27 und 28 axial geführt wird. Das Lager 25 ist weiterhin Träger des Zahnrades 29. Eine feste Verbindung zur Trägerstange 26 haben des weiteren das Lager 30 und über die Strebe 31 der Antrieb 32, der als Elektro- oder Hydraulikmotor ausgebildet sein kann und das Ritzel 33 aufweist, das in das Zahnrad 29 eingreift. Der Gewindebolzen 24 ist an der Verbindungsstange 34 angeschlossen, die weiterhin über das Lager 35 verfügt. Die Lager 30 und 35 werden von den Lagerbolzen 12 und 13 beziehungsweise 15 und 17 (Fig. 1) aufgenommen, die bei Drehbewegung des Ritzels 33 eine Abstandsänderung erfahren.

In Fig. 5 ist ein weiteres in seiner Gesamtheit mit 14 beziehungsweise 16 bezeichnetes längenverstellbares Verbindungselement dargestellt, dessen Verstellung mit Hilfe eines Exzenters 46 geschieht. Die Verbindungsstange 41 verfügt über die ungleich großen Lager 42 und 43 sowie einen Antrieb 32 mit Schneckenritzel 44, der mittels Strebe 45 fest mit ihr verbunden ist. Das Lager 42 umfaßt den Lagerbolzen 12 beziehungsweise 15 und das Lager 43 den Exzenter 46, dessen Lager 47 mit dem Lagerbolzen 15 beziehungsweise 17 in Eingriff steht. Zur axialen Fixierung des Exzenters 46 dienen dessen Führungsflächen 50 und 51 und die Führungsflächen 52 und 53 des Lagers 43. Über die Verbindung 48 ist ein vorzugsweise als Sektor ausgebildetes Schneckenrad 49 fest mit dem Exzenter 46 gekoppelt, das in das Schneckenradritzel 44 eingreift. Durch Verdrehen des Exzenters 46 erfahren die Lager 42 und 47 eine Veränderung ihres Abstands und somit auch die Abstände der Lagerbolzen 12 und 13 beziehungsweise 15 und 17 (Fig. 1).

Fig. 6 bildet ein in seiner Gesamtheit mit 14 beziehungsweise 16 bezeichnetes längenverstellbares Verbindungselement ab, für dessen Verstellung das Prinzip des Kniehebelgetriebes dient. Dieses Getriebe besteht aus den vorzugsweise gleichlangen und in einem vorzugsweise stumpfen Winkel zueinander stehenden Verbindungsstangen 61 und 62 und der Verstellstange 63. Die Verbindungsstangen 61 und 62 umfassen mit ihren Lagern 64 und 67 die Lagerbolzen 12 und 13 beziehungsweise 15 und 17 (Fig. 1) und mit den Lagern 65 und 66 gemeinsam den Lagerbolzen 68 der Verstellstange 63, die auch über den Lagerbolzen 69 verfügt, an dem die Schubstange 70 mit ihrem Lager 71 angelenkt ist. Die Schubstange 70 ist axial verschiebbar und Bestandteil eines in seiner Gesamtheit mit 72 bezeichneten Verstellgetriebes, in dem ein Antrieb (32) integriert ist. Bei axialer Verschiebung der Schubstange 70 erfahren die Lager 64 und 67 und somit die Lagerbolzen 12 und 13 beziehungsweise 15 und 17 (Fig. 1) eine Abstandsveränderung, die im weiteren die Verstellung des Verstellhebels 10 beziehungsweise einschließlich des Verstellhebels 11 vornehmen.

Ein Ausführungsbeispiel zur Exzenterwellenverstellung, bei der die Verstellhebel (10, 11, Fig. 1) durch je eine Verstellhülse 83 ersetzt sind, vermittelt Fig. 7. Die den Exzenter 8 aufnehmende Exzenterwelle 9 ist mit einer Außenschrägverzahnung 81 versehen, in die die Innenschrägverzahnung 82 der axial verschiebbaren Verstellhülse 83 eingreift. Die Verstellhülse 83 enthält des weiteren eine Außenschrägverzahnung 84, die mit der Innenschrägverzahnung 85 des nicht näher dargestellten Kurbelgehäuses in Eingriff steht, und an ihrem gegenüberliegenden Ende ein Außengewinde 86, das mit der Schraubhülse 87, die über das Innengewinde 88 verfügt, verschraubt ist. Die Schraubhülse 87 wird vom Lager 89 radial und von der Führung 90, die am nicht näher dargestellten Kurbelgehäuse fixiert ist, axial geführt und trägt die Außenverzahnung 91, in das das Ritzel 33 des Antriebes 32 eingreift. Bei Drehbewegung des Ritzels 33 erfährt die Verstellhülse 83 durch die Schrägverzahnungen 84, 85 neben einer axialen Verschiebung eine Drehbewegung, die durch die Schrägverzahnungen 81, 82 übersetzt an die Exzenterwelle 9 übertragen wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten bei Brennkraftmaschinen, insbesondere für 2-Takt-Brennkraftmaschinen mit einem den Lufteintritt steuernden Einlaßkolben und einem den Abgasaustritt steuernden Auslaßkolben, die sich gegenläufig im Arbeitszylinder bewegen und über Kolbenpleuelstangen, Umlenkhebel und Kurbelwellenpleuelstangen mit der seitlich neben dem Arbeitszylinder angeordneten Kurbelwelle verbunden sind, wobei die Umlenkhebel auf jeweils einem Exzenter gelagert sind, die Bestandteil von im Kurbelgehäuse gelagerten Exzenterwellen und über diese mittels Verstellelementen verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellelemente aus an den Exzenterwellen (9) angekoppelten Verstellhebeln (10, 11) bestehen, wobei zwischen den beiden Verstellhebeln (10, 11) sowie zwischen einem Verstellhebel (10 oder 11) und einem im Kurbelgehäuse (18) vorgesehenen Festpunkt (17) jeweils ein längenverstellbares Verbindungselement (14, 16) angeordnet ist, die in Abhängigkeit vom zu realisierenden Verdichtungsverhältnis beziehungsweise von der einzustellenden Steuerzeitenkombination ansteuerbar sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (14) über die Lagerbolzen (12, 13) mit den Verstellhebeln (10, 11) verbunden ist und das Verbindungselement (16) über den Lagerbolzen (15) am Verstellhebel (11) angelenkt ist, wobei es an einem kurbelgehäusefesten Lagerbolzen(17) fixiert ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (14, 16) über von Antrieben (32) betätigbaren Schraubengetrieben (22, 24) längenverstellbar sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (14, 16) mit Hilfe von Antrieben (32) betätigbaren Exzentern (46) längenverstellbar sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (14, 16) mittels von Antrieben (32) betätigbaren Kniehebelgetrieben längenverstellbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubengetriebe (22, 24), der Exzenter (46) und das Kniehebelgetriebe mit elektrischen Antrieben (32) in Verbindung stehen.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubengetriebe (22, 24), der Exzenter (46) und das Kniehebelgetriebe mit hydraulischen Antrieben (32) in Verbindung stehen.
  8. 8. Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und der Steuerzeiten bei Brennkraftmaschinen, insbesondere für 2-Takt-Brennkraftmaschinen mit einem den Lufteintritt steuernden Einlaßkolben und einem den Abgasaustritt steuernden Auslaßkolben, die sich gegenläufig im Arbeitszylinder bewegen und über Kolbenpleuelstangen, Umlenkhebel und Kurbelwellenpleuelstangen mit der seitlich neben dem Arbeitszylinder angeordneten Kurbelwelle verbunden sind, wobei die Umlenkhebel auf jeweils einem Exzenter gelagert sind, die Bestandteil von im Kurbelgehäuse gelagerten Exzenterwellen und über diese mittels Verstellelementen verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellelemente jeweils aus einer Verstellhülse (83) bestehen, die über eine Innenschrägverzahnung (82) verfügen und mit den eine Außenschrägverzahnung (81) tragenden Exzenterwellen (9) in Verbindung stehen, daß die Verstellhülse (83) über eine Außenschrägverzahnung (84) und ein Schraubengewinde (86) verfügt, das Schraubengewinde (86) in ein Muttergewinde (88) einer axial fixierten Schraubhülse (87) und die Außenschrägverzahnung (84) in eine kurbelgehäusefeste Innenverzahnung (85) eingreifen, und daß die Schraubhülse (87) eine Außenverzahnung (91) trägt, die mit den Antrieben (32) in Verbindung steht, die in Abhängigkeit vom zu realisierenden Verdichtungsverhältnis beziehungsweise von der einzustellenden Steuerzeitenkombination ansteuerbar sind.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (87) mit einem elektrischen Antrieb (32) in Verbindung steht.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (87) mit einem hydraulischen Antrieb (32) in Verbindung steht.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellhülse (83) mit einem hydraulischen Druck- Zug-Element in Verbindung steht.






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