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DE102009003900B4 - internal combustion engine - Google Patents

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DE102009003900B4 DE200910003900 DE102009003900A DE102009003900B4 DE 102009003900 B4 DE102009003900 B4 DE 102009003900B4 DE 200910003900 DE200910003900 DE 200910003900 DE 102009003900 A DE102009003900 A DE 102009003900A DE 102009003900 B4 DE102009003900 B4 DE 102009003900B4
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Abstract

Verbrennungsmotor mit mindestens einem in einem Zylinder hin- und herbewegten Kolben, dessen Bewegung durch einen Pleuel in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle umgesetzt wird, wobei an jeder Pleuelstange rechts der zusätzliche Teil ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zusätzliche Teil (15) vorzugenthält, dabei der Teil (15) und die Spanneisen (16) die symmetrische bezüglich einander Krallen (15c), (16a) enthalten; die Krallen (15c), (16a) sich paarweise unweit des Pleuelkopfes und des Pleuelfußes in den Kontakten mit dem rechten Rand der Pleuelstange (6) kontaktieren, in der einzigen Oberfläche liegen; die Breite (M) der Platte (15a) enger als der Abstand (N) zwischen der Gegengewichten (12) ist. Die Erfindung kann ca. 15% beliebigen Kraftstoff sparen und entsprechen die Menge des Auspuffs vermidern.Internal combustion engine with at least one piston reciprocated in a cylinder, the movement of which is converted into a rotary movement of a crankshaft by a connecting rod, the additional part being on the right of each connecting rod, characterized in that each additional part (15) preferably contains the Part (15) and the clamping iron (16) which contain claws (15c), (16a) symmetrical with respect to one another; the claws (15c), (16a) contact each other in pairs not far from the connecting rod head and the connecting rod foot in the contacts with the right edge of the connecting rod (6), lie in the single surface; the width (M) of the plate (15a) is narrower than the distance (N) between the counterweights (12). The invention can save about 15% of any fuel and correspondingly reduce the amount of exhaust.

Description

Stand der TechnikState of the art

In den traditionellen Verbrennungsmotoren im Anfang des Arbeitshubs, wann der Druck der Gasen im Zylinder maximale ist, das Drehmoment an Kurbelwelle von dieser maximalen Kraft die Null ist, weil dabei die Pleuelstange und die Kurbel auf einziger geraden Linie liegen. Diese Verluste vermindern den effektiven Druck und entsprechend den Wirkungsgrad.In the traditional combustion engines in the beginning of the power stroke, when the pressure of the gases in the cylinder is maximum, the torque at crankshaft is zero from this maximum force, because at the same time the connecting rod and the crank lie on a single straight line. These losses reduce the effective pressure and the efficiency.

In dem Verbrennungsmotor gemäß der Offenlegungsschrift DE 10 2007 027 202 A1 (1) sinken sich wesentlich die oben genannten Verluste. Dafür enthält erden zusätzlichen Teil (6a) einer Optimalform rechts am Oberkopf des jeden Pleuels. Es ist bekannt, das ein Kolben zusammen mit dem Pleuel bei dem Ausgang aus dem Obertatpunkt, das heißt in dem Anfang des Arbeitshubs, sehr große Beschleunigung mit der Richtung nach unten hat. Deshalb entsteht die Trägheitskraft von oben genanntem Teil (6a), die ein Wendemoment mit der Richtung gegen den Uhrzeigersinn an der Pleuelstange bildet. Deswegen entsteht in dem Kontakt des Pleuels mit dem Kurbelzapfen eine Kraft, die ein Drehmoment mit der Richtung im Uhrzeigersinn bildet. Solche Drehmomente von Trägheitskräften entstehen bei der Wirkung allen Takten der Arbeit des Motors und ein wesentliche Zulegen zum Drehmoment an der Kurbelwelle bilden. Es erhöht den effektiven Druck, was es den Kraftstoffsverbrauch sinkt. Das Zulegen zum Drehmoment ist eine Ergänzung der Optimierung der Anordnung der Vektoren der Kräfte während der Arbeit des Motors, was auch seinen Wirkungsgrad erhöht.In the internal combustion engine according to the publication DE 10 2007 027 202 A1 (1) the losses mentioned above are significantly reduced. For this, it contains the additional part ( 6a ) of an optimal form right at the top of each connecting rod. It is known that a piston together with the connecting rod at the exit from the upper dead point, that is, in the beginning of the power stroke, has very large downward acceleration. Therefore, the inertial force arises from the above-mentioned part ( 6a ), which forms a turning moment with the counterclockwise direction on the connecting rod. Therefore, in the contact of the connecting rod with the crankpin, a force is generated which forms a torque with the clockwise direction. Such torques of inertial forces arise at the effect of all the clocks of the work of the engine and constitute a substantial increase to the torque at the crankshaft. It increases the effective pressure, which reduces fuel consumption. The application of torque is a supplement to the optimization of the arrangement of the vectors of the forces during the work of the engine, which also increases its efficiency.

Der Verbrennungsmotor gemäß der Offenlegungsschrift DE 10 2008 028 188 A1 (2) enthält die zusätzlichen Teile an dem Pleuelkopf und auch an dem Pleuelfuß, was die Effektivität von der Wirkung der Trägheitskräfte erhöht. Dabei wird die Menge der Auspuffgase proportional vermindert. Dieses Prinzip der Verbesserung der ökonomischen und ökologischen Kennziffern verschiedener Motore nach ihr Modernisierung ist tauglich vorzugsweise an der Stadium der Projektierung und Serienproduzierung der Motore, weil für den Ersatz der Pleuel die fast ganz Abbauen des Motors notwendig ist.The internal combustion engine according to the published patent application DE 10 2008 028 188 A1 (2) contains the additional parts on the connecting rod end and also on the connecting rod, which increases the effectiveness of the effect of the inertial forces. The amount of exhaust gases is proportionally reduced. This principle of improvement of economic and ecological indicators of various engines on their modernization is suitable, preferably at the stage of designing and serial production of engines because for replacement of connecting rods almost total engine dismantling is necessary.

Verbrennungsmotor gemäß der Patentschrift DE 10 2006 061 484 B3 (3) entsteht die Pleuel mit den zusätzlichen Teilen, die die Funktion der exzentrischen Massen für die Bildung der Ergänzendrehmomente, und der Funktion der Führungselemente für die Stabilisierung der Kolbenachsen.Internal combustion engine according to the patent DE 10 2006 061 484 B3 (3) connecting rods with additional parts, which function of eccentric masses for creation of additional torques, and function of guide elements for stabilization of piston axes arise.

Diese Druckschriften (1), (2), (3) sehen die Modernisierung vor, die nicht immer für die Motoren, die sich in Betrieb befinden, wegen oben genannten hohen Arbeitsaufwande man realisieren kann. Es hat große Bedeutung, weil in der Welt ungefähr zum Beispiel eine Milliarde Autos mit der traditionellen Motoren in dem Betrieb gibt es, wobei die verschiedenen Verbrennungsmotoren in verschiedenartigen Maschinen und Aggregaten existieren. Deshalb ist real Notwendigkeit eine technische Lösung für die Modernisierung der Mehrheit der betrieben traditionellen Verbrennungsmotore.These documents (1), (2), (3) provide for the modernization, which can not always be realized for the engines that are in operation, because of the above-mentioned high workload one. It is of great importance because in the world there are for example about a billion cars with the traditional engines in the plant, where the different internal combustion engines exist in different machines and aggregates. Therefore, real need is a technical solution for the modernization of the majority of operated traditional combustion engines.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verbrennungsmotors mit erhöhten ökonomischen und ökologischen Kennziffern mit Hilfe der weiteren Optimierung der Größe und Anordnung der Vektoren der Trägheitskräfte in seinem Kurbelbetriebe bei der Möglichkeit der Einfachheit der Montage der zusätzlichen Teile an den Pleuelstange.The aim of the invention is therefore to provide an internal combustion engine with increased economic and ecological parameters by means of the further optimization of the size and arrangement of the vectors of inertial forces in its crank operations with the possibility of simplicity of mounting the additional parts to the connecting rod.

Das Ziel wird dadurch erreicht, dass jeder zusätzliche Teil an dem Pleuel, der die positive Trägheitskräfte bildet, vorzugsweise mit einem U-förmiges Spanneisen erfüllt; seine Außenfläche wird mit der Zylinderfläche bei dem montage-wärmen Spiel gekoppelt; seiner Oberrand befindet sich unter Unterrand des Kolbens.The goal is achieved by having each additional part on the connecting rod, which forms the positive inertial forces, preferably filled with a U-shaped clamping iron; its outer surface is coupled to the cylindrical surface in the assembly-warming game; its upper edge is below the lower edge of the piston.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention will be explained below with reference to the illustrated embodiments.

Es zeigen:Show it:

1: Der Längsschnitt eines Verbrennungsmotors mit den zusätzlichen Teilen rechts an den Pleuelstangen unter den Kolben. 1 : The longitudinal section of an internal combustion engine with the additional parts to the right of the connecting rods under the pistons.

2: Der Querschnitt A-A gemäß 1 bei der Lage 0 des Kolbens; die Vektoren der Beschleunigung des Kolbens und der Trägheitskraft von dem zusätzlichen Teil. 2 : The cross section AA according to 1 at the position 0 of the piston; the vectors of acceleration of the piston and inertial force of the additional part.

3: Der Querschnitt B-B gemäß 2: der zusätzliche Teil wird an der Pleuelstange befestigt; die Außenfläche dieses Teils wird mit der Zylinderfläche gekoppelt. 3 : The cross section BB according to 2 : the additional part is attached to the connecting rod; the outer surface of this part is coupled to the cylindrical surface.

4: Der Querschnitt A-A gemäß 1: die Vektoren der Beschleunigung und Trägheitskraft bei der Lagen I, II des Kolbens; die Torsionsmomentenebene von dem zusätzliche Teil bei der Platzierung der Kurbel in dem Quadrant Q. 4 : The cross section AA according to 1 : vectors of acceleration and inertial force at positions I, II of the piston; the torsional moment plane of the additional part in the placement of the crank in the quadrant Q.

5: Der Querschnitt A-A gemäß 1 bei der Lagen III, IV des Kolbens; die Kurbel befindet sich in dem Quadrant P; Torsionsmomentenebene von dem zusätzlichen Teil in den Quadranten Q, P. 5 : The cross section AA according to 1 at positions III, IV of the piston; the crank is in the quadrant P; Torsional moment plane of the additional part in the quadrants Q, P.

6: Der Querschnitt A-A gemäß 1 bei der Lage V, des Kolbens – in dem Untentatpunkt; die Torsionsmomentenebene von dem zusätzlichen Teil in den Quadranten Q und P. 6 : The cross section AA according to 1 at the position V, of the piston - in the Untentatpunkt; the torsional moment plane of the additional part in the quadrants Q and P.

7: Der Querschnitt A-A gemäß 1 bei der Lage IV des Kolbens; die Kurbel befindet sich in dem Quadrant R; Torsionsmomentenebene von dem zusätzlichen Teil in den Quadranten Q, P und R. 7 : The cross section AA according to 1 at position IV of the piston; the crank is in the quadrant R; Torsional moment plane of the additional part in the quadrants Q, P and R.

8: Der Querschnitt A-A gemäß 1 bei der Lage V des Kolbens; die Kurbel befindet sich in dem Quadrant S; Torsionsmomentenebene von dem zusätzlichen Teil in den Quadranten Q, P, R, S. 8th : The cross section AA according to 1 at the position V of the piston; the crank is in the quadrant S; Torsional moment plane of the additional part in the quadrants Q, P, R, S.

9: Zyklogramm-Drehmomente von einem Verbrennungsmotor vor und nach der Modernisierung entsprecend der Erfindung. 9 : Cyclogram torques from an internal combustion engine before and after modernization according to the invention.

Der Verbrennungsmotor besteht aus dem Zylinderblock (1) mit den Zylindern (Z), dem Zylinderkopf (2) und der Ölwanne (3). In den Zylindern (Z) befinden sich die Kolben (4) mit den Kompression- und Ölabschiederingen (5). Die Kolben (4) sind mit Hilfe der Pleuelstange (6) und der Kolbenbolzen (7) mit der Kurbeln (8) der Kurbelwelle (9) verbinden. Die Kurbelwelle (9) läuft in der Lagern (10) mit der Bedeckungen (11). Die Kurbelwelle hat die Gegengewichte (12) und den Schwungrad (13).The internal combustion engine consists of the cylinder block ( 1 ) with the cylinders (Z), the cylinder head ( 2 ) and the oil pan ( 3 ). In the cylinders (Z) are the pistons ( 4 ) with the compression and oil stripping rings ( 5 ). The pistons ( 4 ) are with the help of the connecting rod ( 6 ) and the piston pin ( 7 ) with the cranks ( 8th ) of the crankshaft ( 9 ) connect. The crankshaft ( 9 ) runs in the camps ( 10 ) with the coverings ( 11 ). The crankshaft has the counterweights ( 12 ) and the flywheel ( 13 ).

An jeder Pleuelstange (6) wird ein zusätzlicher Teil (15) mit Hilfe einem U-förmigen Spanneisen (16) und einer der Schraube (17) montiert. Der Teil (15) enthält vorzugsweise eine Platte (15a) mit der Oberfläche (15b), die sich mit der Zylinder (Z) während der Bewegung des Kolbens (4) mit dem Pleuelstange (6) nach unten immer gekoppelt. Die Breite (M) der Platte (15a) ist kleiner als der Abstand (N) zwischen der Gegengewichtigen (12). Der Teil (15) und Spanneisen (16) haben die symmetrischen zwischen einander Krallen entsprechend – (15c) und (16a), dabei die Oberflächen (15c) und (16a) immer in einzigen Fläche liegen. Der Teil (15) wird vorzugsweise an der Kant der Pleuelstange (6) montiert, dabei der Oberrand der Platte (15a) sich unter der Kolbenschaft befinden.At each connecting rod ( 6 ), an additional part ( 15 ) with the aid of a U-shaped clamp ( 16 ) and one of the screws ( 17 ) assembled. The part ( 15 ) preferably contains a plate ( 15a ) with the surface ( 15b ), which coincides with the cylinder (Z) during the movement of the piston ( 4 ) with the connecting rod ( 6 ) always coupled down. The width (M) of the plate ( 15a ) is smaller than the distance (N) between the counterweight ( 12 ). The part ( 15 ) and clamping arms ( 16 ) have the symmetrical between each other claws - ( 15c ) and ( 16a ), while the surfaces ( 15c ) and ( 16a ) always lie in a single area. The part ( 15 ) is preferably at the Kant of the connecting rod ( 6 ), while the upper edge of the plate ( 15a ) are located under the piston skirt.

Die Einwirkung der Trägheitskräfte von den zusätzlichen Teilen (15) rechts an der Pleuelstange (6) kann man an einem typischen Verbrennungsmotor mit realen Maßen und Parameter als auf einem Beispiel sehen: Leistung Pe = 102 kW, Drehzahl n = 6100 l/min, Drehmoment M = 159 Nm;
l = 157 mm – die Lange der Pleuelstange;
y = 60 mm – der Abstand zwischen dem eigenen Schwerpunktes (T1) der Pleuelstange (6) und der Pleuelfußachse.
h = 3,2 mm – der Abstand zwischen der eigener Pleuelstangeachse mit dem Schwerpunkt (T1) und dem Schwerpunke (T3) der Pleuelstange (6) mit dem zusätzlichen Teilen (15);
K – der Abstand zwischen dem Schwerpunkt (T1) und dem Schwerpunkt (T2) des zusätzlichen Teil (15);
m15 = 80 g – die Masse des zusätzlichen Teils (15);
mPs = 600 g – die eigene Masse der Pleuelstange.
MPsz = 600 + 80 = 680 g – die ganze Masse der Pleuelstange (6) mit dem Teil (15).The effect of inertial forces on the additional parts ( 15 ) on the right side of the connecting rod ( 6 ) can be seen on a typical internal combustion engine with real dimensions and parameters as an example: power P e = 102 kW, speed n = 6100 l / min, torque M = 159 Nm;
l = 157 mm - the length of the connecting rod;
y = 60 mm - the distance between the center of gravity (T 1 ) of the connecting rod ( 6 ) and the big end axle.
h = 3.2 mm - the distance between the own connecting rod axis with the center of gravity (T 1 ) and the center of gravity (T 3 ) of the connecting rod ( 6 ) with the additional parts ( 15 );
K - the distance between the center of gravity (T 1 ) and the center of gravity (T 2 ) of the additional part ( 15 );
m 15 = 80 g - the mass of the additional part ( 15 );
m Ps = 600 g - the own mass of the connecting rod.
M Psz = 600 + 80 = 680 g - the whole mass of the connecting rod ( 6 ) with the part ( 15 ).

Für die Analyse des Einflusses der Trägheitskräfte auf den Hauptparameter eines Verbrennungsmotors ist nötig in jeden Quadranten – Q, P, R, S – der Zone des Kurbeldrehens diese Kräfte zu bestimmen.In order to analyze the influence of inertial forces on the main parameter of an internal combustion engine, it is necessary to determine these forces in each quadrant - Q, P, R, S - of the cranking zone.

Es ist allbekannt, dass eine Trägheitskraft FTr = –am, wo a – Beschleunigung, m – Masse.It is well known that an inertial force F Tr = -am, where a - acceleration, m - mass.

Das Zeichen (–) bedeutet, dass der Vektor der Trägheitskraft hat die Richtung, die immer gegen die Führung des Vektors der Beschleunigung hat.The sign (-) means that the vector of inertial force has the direction that always has against the guidance of the vector of acceleration.

Gemäß der Formel 13.8 aus dem Buch „Verbrennungsmotoren” – Grundlagen, Verfahrenstheorie, Konstruktion” von Dr. A. Urlaub – Springer-Verlag – 1995 s. 366 Beschleunigung des Kolbens ak = dc/dt = dc/dφ × dφ/dt = rω2(cosφ + λcos2φ),
wo r = 0,043 m – der Radius der Kurbel; λ = r/l = 0,043/0,157 = 0,275;
ω – Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle;
φ – Winkel der Wendung der Kurbelwelle.According to the formula 13.8 from the book "internal combustion engines" - bases, process theory, construction "of Dr. med. A. Holiday - Springer-Verlag - 1995 s. 366 acceleration of the piston a k = dc / dt = dc / dφ × dφ / dt = rω 2 (cosφ + λcos2φ),
where r = 0.043 m - the radius of the crank; λ = r / l = 0.043 / 0.157 = 0.275;
ω - angular velocity of the crankshaft;
φ - angle of rotation of the crankshaft.

Die maximale Drehzahl n = 6100 l/min, ω = 638,5 Rad/SThe maximum speed n = 6100 l / min, ω = 638.5 rad / s

In der Lage 0 bei dem Anfang des Arbeitshubs φ = 0.Able 0 at the beginning of the working stroke φ = 0.

Die Beschleunigung ao = rω2(1 + λ) = 0,0405 × 638,52 × (1 + 0,275) = 21051,7 m/S2. Die hat ihre Richtung nach unten.The acceleration a o = rω 2 (1 + λ) = 0.0405 × 638.5 × 2 (1 + 0.275) = 21051.7 m / s 2 . She has her direction down.

Der Kolben (4) bewegt während des Taktes „Arbeitshub” aus dem oberen Totpunkt nach unten mit dieser Beschleunigung von der Wirkung Gasendruck. Zusammen mit dem bewegt die Pleuelstange (6) mit der summarischen Masse 0,68 kg auch mit dieser Beschleunigung. Die Trägheitskraft der Pleuelstange FTr0 = 0,68 × 21051,7 = 14315 N, die hat ihre Richtung nach oben und beilegt sich zum Schwerpunkt (T3) der Pleuelstange (6). Diese Kraft hält die Pleuelstange (6) in ihrer Absolutbewegung zurück. Dabei kann man die Pleuelstange (6) wie einen Hebel betrachten. Dieser Hebel strebt von Wirkung der Trägheitskraft um Kolbenbolzen (7) gegen Uhrzeitigersinn zu wenden und in dem Kontakt des Pleuelfusses mit der Kurbel (8) auf die Kurbelwelle (9) wirkt ein. Deshalb entsteht das Drehmoment M0 = FTr0 h = 14315 × 0,0032 = 45,81 Nm, das die Richtung gegen Uhrzeigersinn hat. Bei der weiteren Bewegung des Kolbens (4) nach unten führt die Trägheitskraft zu wirken weiter. Diese Kraft wird zum Schwerpunkt (T3) beiliegt und nach oben geführt. Deshalb im Kontakt des Pleuelfußes mit der Kurbel (8) entsteht die Kraft Fzus.0 = M0/y = 45.81/0,06 = 763.5 N. Diese Kraft bildet ein Drehmoment an der Kurbelwelle (9) mit der Richtung im Uhrzeigersinn hat. Deshalb ist in dem Ausgang des Kolbens die Ergänzung zum Hauptmoment des Motors. Dieses zusätzliche Drehmoment Mzus0 = Fzus0 × r = 763.5 × 0,043 = +32,8 Nm. (+20,6%)The piston ( 4 ) moves during the stroke "working stroke" from top dead center downwards with this acceleration of the effect gas pressure. Together with that moves the connecting rod ( 6 ) with the summary mass 0,68 kg also with this acceleration. The inertial force of the connecting rod F Tr0 = 0.68 × 21051.7 = 14315 N, which has its direction upwards and agrees with the center of gravity (T 3 ) of the connecting rod ( 6 ). This force holds the connecting rod ( 6 ) in their absolute movement. You can use the connecting rod ( 6 ) look like a lever. This lever aims at effect of inertial force around piston pin ( 7 ) to turn against the clock and in the contact of the connecting rod with the crank ( 8th ) on the crankshaft ( 9 ) acts. Therefore, the torque M 0 = F Tr0 h = 14315 × 0.0032 = 45.81 Nm, which has the counterclockwise direction. During further movement of the piston ( 4 ) downwards the inertial force increases continue to work. This force is attached to the center of gravity (T 3 ) and led upwards. Therefore, in contact of the big end with the crank ( 8th ) results in the force F zus.0 = M 0 / y = 45.81 / 0.06 = 763.5 N. This force forms a torque at the crankshaft ( 9 ) with the direction clockwise. Therefore in an exit of the piston is a complement to the main moment of the engine. This additional torque M zus0 = F zus0 × r = 763.5 × 0.043 = + 32.8 Nm. (+ 20.6%)

Es bedeutet, dass in Anfang des Arbeithubs in beliebigen modernisierten entsprechend der Erfindung Verbrennungsmotor – in der Unterschied von allen traditionellen Motors – in dem Anfang des Arbeitshubs von den Trägheitskräften infolge der Montage der zusätzlichen Teile (15) rechts am Pleuel (6) ein wesentliche Drehmoment entsteht.It means that at the beginning of a working stroke in any modernized according to invention internal combustion engine - in difference of all traditional engine - in the beginning of a working stroke inertial forces owing to assemblage of additional parts ( 15 ) right at the connecting rod ( 6 ) creates a significant torque.

In dem Quadrant Q zum Beispiel bei φ = 40° befindet sich der Kolben (4) in Lage I.In the quadrant Q, for example, at φ = 40 ° is the piston ( 4 ) in position I.

Dabei: Die Beschleunigung a40 = rω2(cosφ + λcos2φ) = 0,0405 × 638,52 × (cos40° + 0,275 × cos80°) = 12647,6 m/S2. Sie hat die Richtung nach unten. Deshalb Trägheitskraft FTr.40 = 12647,6 × 0,68 = 8600 N. Das Drehmoment an der Pleuelstange von dieser Trägheitskraft MTr.40 = FTr.40·z/cosψ40, wo ψ – der Winkel der Neigung der Pleuelstange. MTr40 = 8600 × 0,0032/0,98 = 28,1 Nm.The acceleration a 40 = rω 2 (cosφ + λcos2φ) = 0.0405 × 638.5 2 × (cos40 ° + 0.275 × cos80 °) = 12647.6 m / s 2 . She has the direction down. Therefore inertia force F Tr.40 = 12647.6 × 0.68 = 8600 N. The torque at the connecting rod of this inertial force M Tr.40 = F Tr.40 · z / cosψ 40 , where ψ - the angle of inclination of the connecting rod , M Tr40 = 8600 x 0.0032 / 0.98 = 28.1 Nm.

Die zusätzliche Kraft Fzus40 = MTr40 × cosα/y = 28,1 × 0,643/0,06 = 301 Nm; (α = 90° – 40° = 50°).The additional force F zus40 = M Tr40 × cosα / y = 28.1 × 0.643 / 0.06 = 301 Nm; (α = 90 ° - 40 ° = 50 °).

Das zusätzliche Drehmoment an der Kurbelwelle Mzus40 = Fzus40 × r = 301 × 0,043 = +12.9 Nm (+8,1%). Dieses Drehmoment hat auch die Richtung im Uhrzeigersinn. Es bedeutet, dass dieses Drehmoment sich zur Hauptdrehmoment des Motors beifügt.The additional torque at the crankshaft M zus40 = F zus40 × r = 301 × 0.043 = +12.9 Nm (+ 8.1%). This torque also has the clockwise direction. It means that this torque is added to the main torque of the engine.

In dem Quadrant Q, wann der Winkel zwischen der Pleuelstange (6) und der Kurbel (8) 90° (bei φ = 74,6°), ist die Beschleunigung des Kolbens seine Richtung an die gegenüberliegend wechselt, die Beschleunigung Null ist und deshalb das zusätzliche Drehmoment Mzus74,6 = 0.In the quadrant Q, when the angle between the connecting rod ( 6 ) and the crank ( 8th ) 90 ° (at φ = 74.6 °), the acceleration of the piston changes its direction to the opposite, the acceleration is zero and therefore the additional torque M zus74,6 = 0.

In dem Quadranten Q und P wachst die Größe der Beschleunigung von der Null in dem Quadrant Q bis der Vertikallage der Pleuelstange (6). Dabei hat die Richtung des Vektors der Beschleunigung nach oben. Es bedeutet, dass die Richtung des Vektors der Trägheitskraft nach unten hat, das heißt die Trägheitskraft ein Drehmoment mit der Richtung im Uhrzeigersinn bildet. Zum Beispiel entsteht bei φ = 140° die Beschleunigung a140 = –11859 m/S2 und entsprechend das zusätzliche Drehmoment Mzus.140 = +10 Nm (+6,2%) mit der Richtung auch im Uhrzeigersinn.In the quadrant Q and P, the magnitude of the acceleration increases from zero in the quadrant Q to the vertical position of the connecting rod (FIG. 6 ). At the same time the direction of the vector has the acceleration upwards. It means that the direction of the vector of the inertial force has down, that is, the inertial force forms a torque with the clockwise direction. For example, at φ = 140 ° the acceleration a 140 = -11859 m / S 2 and correspondingly the additional torque M zus.140 = +10 Nm (+ 6.2%) with the direction also in the clockwise direction.

In der Lage III befindet sich der Kolben (4) in Untentatpunkt. Bei dem Ausgang aus dem der Vektor der Beschleunigung hat die maximale negative Größe. also = –rω2(1 – λ) = –11970,6 m/S2. Dabei ist das zusätzliche Drehmoment Mzus.180 = +15,8 Nm (+10%) mit der Richtung auch im Uhrzeigersinn.In position III is the piston ( 4 ) in Untatatpunkt. At an exit from which the vector of acceleration has the maximum negative size. a l so = -rω 2 (1-λ) = -11970.6 m / s 2 . The additional torque M zus.180 = +15.8 Nm (+ 10%) with the direction in the clockwise direction.

In dem Quadrant R hat die Beschleunigung ihrer Richtung nach oben bei der allmählichen Verminderung ihrer Größe. Zum Beispiel ist in Lage IV des Kolbens bei φ = 220° die Beschleunigung a220 = 11405 m/S2. Dabei ist Trägheitskraft FTr.220 = 6843 N. Sein Moment M220 = 9,7 Nm. Zusätzliches Drehmoment an Kurbelwelle Mzus.220 = +10 Nm (+6,2%)In the quadrant R has the acceleration of their upward direction in the gradual reduction of their size. For example, in position IV of the piston at φ = 220 °, the acceleration a 220 = 11405 m / s 2 . Inertia force F Tr.220 = 6843 N. Its moment M 220 = 9.7 Nm. Additional torque to crankshaft M add.220 = +10 Nm (+ 6.2%)

Nach den Übergang der Kurbel (8) in den Quadrant S die Größe der Beschleunigung des Kolben (4) und folglich der Pleuel (6) verlängert zu vermindern, das an der Zusätzlichdrehmomentenlinie gespiegelt wird. Bei φ = 287,6°, wann die Pleuelstange relativ der Kurbel (8) senkrecht ist, die Beschleunigung a287,6 = 0. Bei der weiteren Drehung der Kurbel taucht die Beschleunigung ihre Richtung, dabei ihr Größe anzuwachsen anfangt. Zum Beispiel ist Beschleunigung a320 = 12647 m/S2. Das zusätzliche Drehmoment an der Kurbelwelle, in der Lage V des Kolbens, Mzus.320 = +13,4 Nm (+8,4%). Bei dem weiteren Drehen der Kurbelwelle (9) wachset die Beschleunigung an und der Kolben in der Ausganglage – Lage 0 mit dem zusätzlichen Drehmoment Mzus.0 = +32,8 Nm (+20,6%) kommt. Der Zyklus sich wiederholt.After the transition of the crank ( 8th ) in the quadrant S the magnitude of the acceleration of the piston ( 4 ) and consequently the connecting rod ( 6 ), which is mirrored at the additional torque line. When φ = 287.6 °, when the connecting rod relative to the crank ( 8th is perpendicular, the acceleration a 287.6 = 0. As the cranks turn further, the acceleration dips its direction, starting to increase in size. For example, acceleration a 320 = 12647 m / s 2 . The additional torque at the crankshaft, in the position V of the piston, M zus.320 = +13.4 Nm (+ 8.4%). In the further rotation of the crankshaft ( 9 ) accelerate the acceleration and the piston in the initial position - position 0 with the additional torque M zus.0 = +32.8 Nm (+ 20.6%) comes. The cycle is repeated.

Die Anordnung der Krallen (15c), (16a) unweit von dem Pleuelkopf und dem Pleuelfuß fehlt praktisch Entstehung des Biegemomentes von der Trägheitskräften an der Pleuelstange (6).The arrangement of the claws ( 15c ) 16a ) not far from the connecting rod end and the big end of the connecting rod practically lacking of the bending moment of the inertial forces on the connecting rod ( 6 ).

In traditionellen Verbrennungsmotoren in den Quadranten R und S das Drehmoment MR,S = 0.In traditional combustion engines in the quadrants R and S, the torque M R, S = 0.

Die Anordnung des zusätzlichen Teils rechts am Pleuelstange ermöglicht die Effektivität der Arbeit des Verbrennungsmotors wegen der Wirkung der Trägheitskräfte von der zusätzlichen Teilen bedeutend erhöht.The arrangement of the additional part to the right of the connecting rod allows the efficiency of the work of the internal combustion engine due to the effect of inertial forces of the additional parts significantly increased.

Dabei ist zweckmäßig bei dieser Modernisierung des negativen Einfluß der Zulage der Masse der Pleuelstange von den zusätzlichen Teilen. Diese Zulage wird infolge einer Verminderung der Schwungradesmasse kompensiert.It is useful in this modernization of the negative influence of the allowance of the mass of the connecting rod of the additional parts. This allowance is compensated as a result of a reduction in flywheel mass.

Die Hauptfunktionen Funktionen des Schwungrades sind Versorgen der Durchführung der Kolben bis oben Totpunkt infolge seiner zusammen mit der Kurbelwelle Trägheit, ebenso der Gleichmäßigkeit der Drehung der Kurbelwelle. In der traditionellen Motor wird die Masse des Schwungrades bei dem Drehmoment in Anfang des Taktes „Arbeitshub” M0 = 0.The main functions of the flywheel are supplying the pistons to top dead center due to its together with the crankshaft inertia, as well as the uniformity of the rotation of the crankshaft. In the traditional engine, the mass of the flywheel at the torque in the beginning of the stroke "working stroke" M 0 = 0.

In dem modernisierten Motor wirken die zusätzlichen Drehmomente von der Trägheitskräften der zusätzlichen Teilen (15) bei den allen Takten, was die Masse des Schwungrades vermindern lässt. Außerdem sinken sich die Kraftstoffverbrauch und Metallansatz ebenso Menge des Auspuffes entsprechend auch sinkt. Dabei erhöht das Beschleunigungsvermögen des Motors.In the modernized engine, the additional torques act on the inertial forces of the additional parts ( 15 ) at all bars, which reduces the mass of the flywheel. In addition, the fuel consumption and metal neck decrease as much as the amount of exhaust accordingly decreases as well. This increases the acceleration capacity of the engine.

Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:

  • – Der Kraftstoffverbrauch und entsprechend die Quantität des Auspuffs wird reduziert.
  • – Das Beschleunigungsvermögen erhöht sich durch die Erhöhung des effektiven Drucks.
  • – Die Leichgängigkeit der Arbeit des Motors wird erhöht, die Geräusch sich sinkt.
  • – Die ökologischen Eigenschaften des Verbrennungsmotors und anderen Kolbenmaschinen werden verbessert.
  • – Die Möglichkeit der Modernisierung mit vermindertem Arbeitsaufwand der Motore, welche sich in Nutzung befinden.
  • – Diese technische Lösungen sind taugliche auch für den Kompressoren und anderen Kolbenmaschinen.
  • – die Erfindung lässt diese Modernisierung ohne Demontage den Baugruppen „Kolben-Pleuel” auszuführen, was wesentlich die Arbeit vereinfacht.
  • – Die Erhöhung der Leistung an dem Verbrennungsmotor erhöht seine Effektivität, weil mit der Erhöhung der Drehzahl die Trägheitskräfte von den zusätzlichen Teilen (15) anwachsen.
This results in the following advantages:
  • - The fuel consumption and accordingly the quantity of the exhaust is reduced.
  • - The acceleration capacity increases by increasing the effective pressure.
  • - Reliability of work of the engine is increased, noise decreases.
  • - The ecological characteristics of the internal combustion engine and other piston engines are improved.
  • - The possibility of modernization with reduced workload of the motors, which are in use.
  • - These technical solutions are also suitable for the compressors and other piston engines.
  • - The invention makes this modernization without dismantling the assemblies "piston connecting rod" execute, which significantly simplifies the work.
  • - The increase in power to the internal combustion engine increases its efficiency, because with the increase in the speed of inertia of the additional parts ( 15 ) grow.

Claims (4)

Verbrennungsmotor mit mindestens einem in einem Zylinder hin- und herbewegten Kolben, dessen Bewegung durch einen Pleuel in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle umgesetzt wird, wobei an jeder Pleuelstange rechts ein zusätzliches Teil angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes zusätzliche Teil (15) vorzugsweise ein Spanneisen (16) und eine Schraube (17) enthält, wobei das Teil (15) und das Spanneisen (16) symmetrisch bezüglich zueinander angeordnete Krallen (15c, 16a) enthalten; wobei die Krallen (15c, 16a) sich paarweise unweit des Pleuelkopfes und des Pleuelfußes in den Kontakten mit dem rechten Rand der Pleuelstange (6) kontaktieren, wobei in einer Oberfläche die Breite (M) der Platte (15a) enger als der Abstand (N) zwischen den Gegengewichten (12) ist.Internal combustion engine having at least one piston reciprocated in a cylinder, the movement of which is converted by a connecting rod into a rotational movement of a crankshaft, with an additional part attached to each connecting rod on the right, characterized in that each additional part ( 15 ) preferably a clamping iron ( 16 ) and a screw ( 17 ), the part ( 15 ) and the clamping arm ( 16 ) symmetrically with respect to each other arranged claws ( 15c . 16a ) contain; the claws ( 15c . 16a ) in pairs near the connecting rod and the connecting rod in the contacts with the right edge of the connecting rod ( 6 ), wherein in one surface the width (M) of the plate ( 15a ) closer than the distance (N) between the counterweights ( 12 ). Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (15b) vorzugsweise während ihres Vorkommens in dem Quadranten Q, P mit montage-wärmen Spiel mit der Zylinderlauffläche gekoppelt ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the surface ( 15b ) is preferably coupled to the cylinder surface during its occurrence in the quadrant Q, P with a mounting-warming clearance. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (15a) sich vorzugsweise unter dem Unterrand des Kolbens (4) anordnet.Internal combustion engine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the plate ( 15a ) preferably under the lower edge of the piston ( 4 ). Verbrennungsmotor nach einem Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Teil (15) wie ein Ganzes mit der Pleuelstange hergestellt werden kann.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the additional part ( 15 ) how a whole can be made with the connecting rod.
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