DE3542629A1 - Brennkraftmaschine mit variablen brennraum-volumen und ventil-oeffnungshubes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Gemischansaugung und Zeitpunkt-Fremdzündung, bei welcher der Brennraum eine vom Kolben begrenzte Kammer mit einem steuerbaren Volumen und eine Regelung des Öffnungshubes der Ventile aufweist, daß ein gesteuertes Kammerblockgehäuse mittels zumindest eines Gelenklagers, verstellbar in einem Winkelbereich, mit dem Kurbenwellen-Hauptlagergehäuse verbunden, die Verstellung der Lage des OT und UT des Kolbens in der Kammer der Brennkraftmaschine und des variablen Abstandes, von der Achslinie des Achsmittelpunktes der Nockenwelle zur Achslinie der Drehpunkte der Ventilhebel hin, zur Änderung des Öffnungshubes der Ventile bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit variablen Volumen des Brennraumes und des Öffnungshubes der Ventile eingangsumrissener Gattung zu schaffen, die im Betrieb bei erheblicher Kraftstoffeinsparung weitestgehende Schadstoffminderung bzw. Schadstoffreiheit der Abgase bewirkt.

Die Erfindung besteht darin, daß mittels eines gesteuerten Kammerblockgehäuses durch zumindest eines Gelenklager, mit der Achslinie des Achsenmittelpunktes des Gelenklagers parallel zur Achslinie des Achsenmittelpunktes der Kurbelwellenhauptlager, an ein Kurbelwellen-Hauptlagergehäuse (Hauptlagertragteil) angelenkt, zur Anpassung an die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine in einem Winkelbereich verstellbar, daß Volumen der Kammer und im Verbund durch das Kammerblockgehäuse im Verstellbereich der Kreisbahnen der Ventilhebel, der Öffnungshub der Ventile veränderbar ist, wobei der Mittelpunkt der Kreisbahnen bei Schließstellung der Ventile und dem erforderlichen Ventilspiel, der Achsenmittelpunkt des Gelenklagers und der Drehpunkt des ersten Hebels und zweiten Hebels ist.

Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen beschrieben.

Die Zeichnung zeigt die Brennkraftmaschine schematisch in den Fig. 1 und 2.

An einer in Fig. 1 dargestellten mit Gemischansaugung und Zeitpunkt-Fremdzündung arbeitenden Otto-Brennkraftmaschine wird das Volumen des Brennraums a der Kammer b und der Öffnungshub c der Ventile d und e mittels eines gesteuerten Kammerblockgehäuses g, je nach Ladung der Brennkraftmaschine in den Leerlauf-, Teil- und Vollastbereichen, verändert. Das steuerbare Kammerblockgehäuse g ist mittels zumindest eines Gelenklagers h mit der Achslinie des Achsenmittelpunktes i des Achsbolzen k von h parallel zur Achslinie des Achsenmittelpunktes l der Kurbelwellenhauptlager m, und in einem Winkelbereich n verstellbar, an ein Kurbelwellen- Hauptlagergehäuse (Hauptlagertragteil) o angelenkt, wobei die Achslinie des Achsenmittelpunktes i des Achsbolzens k (je nach Konstruktion einer Maschine) eine Kreisbogenlinie j deren Mittelpunkt der Achsenmittelpunkt l ist, im rechten Winkel in den Bereichen nach 0° etwa zwischen 35° bis 135° oder zwischen 225° bis 325° schneidet. Die Verstellung des Kammerblockgehäuse g im Winkelbereich n bewirkt im Verbund mittels des Kammerofens p eine gesteuerte Verstellung, des variablen Abstandes qu von der Achslinie der Drehpunkte r des Auslaßventilhebels und des Einlaßventilhebels s 1 zur parallelen Achslinie des Achsenmittelspunktes t der Nockenwelle u, und in dem von der Nocke v und v 1 der Nockenwelle u beaufschlagten Bereich w, des Kreisbogen beschreibenden Teiles des Hebels s und s 1, der Kreisbahnen y und y 1, wodurch eine Änderung der Über- oder Untersetzung der Hebel s und s 1 und im Verbund die des Nockenhubes z bewirkt wird. Und dadurch der Öffnungshub c des Auslaßventiles d und des Einlaß- Ventiles e (je nach Steuerung des Kammerblockgehäuses g) der Ladung und der oberen Totpunktlage des Kolbens f in der Kammer b der Brennkraftmaschine entsprechend regelbar ist. Das der Mittelpunkt der Kreisbahn y und y 1 bei Schließstellung der Ventile d und e (Fig. 1 und 2) und dem erforderlichen Ventilspiel z 2, der Achsenmittelpunkt i des Achsbolzen k und Gelenklagers h und Drehpunkt i des Kammerblockgehäuses (erster Hebel) g und des Kurbelwellen-Hauptlagergehäuse oder Hauptlagertragteil (zweiten Hebels) o ist, wobei die Kreisbahnen y und y 1 in dieser Stellung, den Erhalt des erforderlichen Ventilspiels z 2 für die Ventile d und e über den gesamten Verstellbereich x bewirken. Die Nockenwelle u ist drehbar in die festen oder auch lösbaren Teile z 3 (nicht dargestellt) und z 4 des Kurbelwellen-Hauptlagergehäuse o gelagert. Der Antrieb der Nockenwelle u erfolgt durch die Kurbelwelle z 5 mit den üblichen Triebelementen, wogegen der Antrieb einer im Kammerkopf p drehbar gelagerten Nockenwelle mit bekannter Ventil-Steuerung (bei Maschinen ohne Regelung des Ventil-Öffnungshubes c) über einen Zwischentrieb mit drehbarer Lagerung auf einen verlängerten Achsbolzen k des Gelenklagers h erfolgt.

Fig. 2 zeigt in beispielweiser Darstellung einen im Drehpunkt r gelagerten Kipphebel s mit einer unter der Kreisbahn y des Hebels s angeordneten Nockenwelle u.

Die Verstellung des Kammerblockgehäuse g erfolgt mittels einer Stelleinrichtung z 6, welche vorteilhaft zwecks Nutzung der Seitenkraft (Gleitbahndruck) z 7 mit dem Gelenk z 8 an die Kammerblockseite g 1 und mit dem Gelenk z 9 an das Kurbelwellenhauptlagergehäuse o angelenkt ist. Der Antrieb der Stelleinrichtung z 6 erfolgt manuell oder elektromotorisch, mit oder ohne mechanischer, pneumatischer oder hydraulischer Unterstützung, wobei die Verstellung des Kammerblockgehäuses g durch eine von den Betriebparametern der Brennkraftmaschine gesteuerten, automatischen Steuerungseinrichtung y 1 im Verbund der Stelleinrichtung z 6 erfolgt. Die eine Verlagerung des OT (oberen Totpunktes) und UT (und unteren Totpunktes) mittels des Kolbens f in der Kammer b und eine Regelung des Öffnungshubes z 1 der Ventile d, e bewirkt, und eine Veränderung des Brennraum-Volumens der Kammer b derart ergibt, daß in allen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine eine vorteilhafte Brennraumgröße und ein Verdichtungsdruck für eine geeignete Flammengeschwindigkeit und intensive Verbrennung zwecks Kraftstoff- Ersparnis und Erziehlung weitestgehender Schadstofffreiheit der Abgase bewirkt wird.

Claims (2)

1. Brennkraftmaschine mit Gemischansaugung und Zeitpunkt- Fremdzündung, bei welcher der Brennraum eine vom Kolben begrenzte Kammer mit einem steuerbaren Volumen und eine Regelung des Öffnungshubes der Ventile aufweist, daß ein gesteuertes Kammerblockgehäuse mittels zumindest eines Gelenklagers, verstellbar in einem Winkelbereich, mit dem Kurbenwellen-Hauptlagergehäuse verbunden, die Verstellung der Lage des OT und UT des Kolbens in der Kammer der Brennkraftmaschine und des variablen Abstandes, von der Achslinie des Achsenmittelpunktes der Nockenwelle zur Achslinie der Drehpunkte der Ventilhebel hin, zur Änderung des Öffnungshubes der Ventile bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines gesteuerten Kammerblockgehäuse (g) durch zumindest eines Gelenklagers (h), mit der Achslinie des Achsenmittelpunktes (i) von (h) parallel zur Achslinie des Achsenmittelpunktes (l) der Kurbelwellenhauptlager m, an ein Kurbelwellen-Hauptlagergehäuse (Hauptlagertragteil) (o) angelenkt, zur Anpassung an die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine in einem Winkelbereich (n) verstellbar, daß Volumen der Kammer (b) und im Verbund durch (g) im Verstellbereich (w) der Kreisbahnen (y, y 1) des Hebels (s) und (s 1), der Öffnungshub (c) der Ventile (d, e) veränderbar ist, wobei der Mittelpunkt der Kreisbahnen (y, y 1) bei Schließstellung der Ventile (d, e) und dem erforderlichen Ventilspiel (z 2), der Achsenmittelpunkt (i) des Gelenklagers (h) und Drehpunkt (i) des ersten Hebels (g) und zweiten Hebels (o) ist.

2. Brennkraftmaschine mit Gemischansaugung und Zeitpunkt- Fremdzündung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Kammerblockgehäuses (g) durch eine von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine gesteuerten, automatischen Steuerungseinrichtung (y 2) erfolgt.