Hydraulisch längenverstellbare Pleuelstange
Merkmale
- Vollvariable, stufenlose und unmittelbare Änderung des Verdichtungsverhältnisses durch Längenänderung des Pleuels während des Betriebs.
- Anpassung der Verdichtung an den optimalen Betriebspunkt zwischen Teil- und Volllast.
- Wirkungsgradsteigerung, Verbrauchseinsparung und Verbesserung der Abgaswerte.
- Bauteiländerung betrifft nur das Pleuel, Nachrüstbarkeit ist gegeben, geringe Fertigungskosten, keine Änderung der Motorreibung.
Erläuterungen zur Patentschrift
Die variable Verdichtung wird bei dieser Erfindung, wie ihre Benennung schon zeigt, durch längenverstellbare Pleuelstangen erreicht. Die einzelne Pleuelstange ist zweiteilig ausgeführt, mit dem beweglichen Oberteil an dem der Hubkolben des Motors befestigt ist und dem am Kurbelwellenzapfen gelagerten Unterteil. Die Längenänderung des Oberteils der Pleuelstange erfolgt durch veränderten Druck des Motor – Schmierölkreislaufs, welcher durch einen steuerbaren Druckregler erfolgt.
In den Zeichnungen der Patentschrift zeigt die Fig. 1 das Grundsätzliche der Erfindung. Die unkomplizierte Funktionsweise – bewegt sich der Hohlbolzen (7) so folgt der Kolben (1) dieser in gleichem Maße nach – ist in der Patentschrift näher erläutert. Die Feder (12) ist bei dieser Erstausführung in der Kolbenstange (2) gelagert, was bei Veränderung des Öldrucks nur eine obere und eine untere Stellung des Kolbens (1) und damit des Oberteils der Pleuelstange (18) zulässt.
Bei den weiter entwickelten Ausführungen nach Fig. 2,3 und 4 ist die Feder (12, 27) jeweils im Unterteil (17) abgestützt, sodass diese bei Veränderungen des Öldrucks einen entsprechenden Gegendruck bewirkt und der Kolben (1) somit in jeder beliebigen Lage gehalten werden kann. Diese Feder (12, 27) ist wegen ihrer hohen Resistenz gegen Eigenschwingungen als Mehrdrahtfeder vorgesehen und befindet sich in einer mit Öl gefüllten Kammer, was Eigenschwingungen weitgehend verhindert.
Das Erreichen einer variablen Verdichtung auf der in der Erfindung gezeigten Art hat erkennbare Vorteile: Der zusätzliche bauliche Aufwand am Motor ist gering, es müssen nur die Pleuelstangen ausgetauscht werden und der Schmierölkreislauf muss einen Druckregler erhalten. Da sonst keine Veränderungen am Motor erforderlich sind, können auch vorhandene Motoren nachgerüstet werden. Die Längenverstellbarkeit des Oberteils der Pleuelstange ist stufenlos regelbar und kann somit den Erfordernissen genau angepasst werden. An der Mechanik des Kurbeltriebs sind keine weiteren Teile notwendig die zusätzliche Reibung verursachen könnten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erfindung die Möglichkeit bietet, die im Motorenbau bekannten Vorteile der variablen Verdichtung auf verhältnismäßig einfache Art zu verwirklichen.
Figur 1
Längsschnitt durch eine Pleuelstange mit Darstellung der Kurbelwellenwangen im unteren Teil der Zeichnung in einer ersten Betriebsstellung.
Figur 2
Eine vergrößerte Darstellung sowie abgewandelte Ausführungsform nach Figur 1.
Figur 3
Eine weitere abgewandelte Ausführungsform nach Figur 1.
Figure 4
Eine weitere abgewandelte Ausführungsform nach Figur 1.
Die Erfindung hat das Ziel, die Verdichtung des Ottomotors oder Dieselmotors variabel zu machen, um insbesondere den Nachteil des Ottomotors auszugleichen, bei unterschiedlichen Betriebszuständen eine unterschiedliche Verdichtung zu haben.
Mit den im Patentanspruch 1 angeführten Merkmalen der Erfindung kann der Motor-Hubkolben in seiner Stellung verändert und damit die Verdichtung bei fast allen Betriebsverhältnissen auf dem Höchstmaß gehalten werden, was den Wirkungsgrad des Motors verbessert und damit den spezifischen Kraftstoffverbrauch verringert. In den Unteransprüchen sind verschiedene Möglichkeiten der Steuerung der Längenverstellung der Pleuelstange angeführt.
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