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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft eine selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder mit zugehörigem Kurbeltrieb, welcher Kurbeltrieb einen Hubkolben, eine Kurbelwelle sowie einen Hebelmechanismus zur Übertragung der Kräfte des Hubkolbens auf die Kurbelwelle umfasst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass bei einem Hub-Bohrungsverhältnis von wenigstens 2 die Kurbelwelle wenigstens teilweise auf axialer höhe der Zylinderbohrung angeordnet ist.The invention relates to a self-igniting two-stroke internal combustion engine with at least one cylinder with associated crank mechanism, which crank mechanism comprises a reciprocating piston, a crankshaft and a lever mechanism for transmitting the forces of the reciprocating piston to the crankshaft, which is characterized in that at a stroke-bore ratio of at least 2, the crankshaft is at least partially disposed on the axial height of the cylinder bore.
    公开号:DE102004003910A1
    申请号:DE102004003910
    申请日:2004-01-27
    公开日:2005-08-25
    发明作者:Paul Breidenbach
    申请人:Adam Opel GmbH；
    IPC主号:F01L1-04
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der selbstzündendenBrennkraftmaschinen. Sie betrifft insbesondere eine selbszündende Zweitakt-Brennkraftmaschinemit großem Hub-Bohrungsverhältnis.TheThe present invention is in the art of autoignitionInternal combustion engines. It relates in particular to a self-igniting two-stroke internal combustion enginewith large stroke-bore ratio.
    [0002] Einewesentliche Einflussgröße auf denWirkungsgrad und den davon abhängigenspezifischen Kraftstoffverbrauch einer Hubkolben-Brennkraftmaschineist das Hub-Bohrungsverhältnis.Hierunter versteht man das Verhältniszwischen der Hublänge desHubkolbens in der Zylinderbohrung und dem Durchmesser der Zylinderbohrung.Dem Fachmann ist bekannt, dass ein größeres Hub-Bohrungsverhältnis zueinem besseren Wirkungsgrad führtals ein kleineres Hub-Bohrungsverhältnis, so dass im Hinblickauf die Erzielung eines guten Wirkungsgrads, respektive geringenKraftstoffverbrauch und geringe Abgasbelastung, ein möglichstgroßesHub-Bohrungsverhältnisanzustreben ist. Diesem Unterfangen sind jedoch Schranken gesetzt,da eine Vergrößerung derHublängedes Hubkolbens auch eine längereZylinderbohrung verlangt, was die Brennkraftmaschine in ihrer Bauhöhe vergrößert. Zudemmuss bei einer größeren Hublänge desHubkolbens die Kröpfungder Kurbelwelle einer entsprechend größeren Auslenkung der Pleuelstangeangepasst werden, wobei die Zapfenüberdeckung, das heißt, die Überdeckungzwischen den Hauptlagerzapfen der Kurbelwelle und deren Pleuelzapfenverringert wird. Eine geringere Zapfenüberdeckung bedeutet jedochauch, dass die Kurbelwelle in ihrer Form weniger "kompakt" ist und dass dieSteifigkeit der Kurbelwelle abnimmt, was sehr nachteilig im Hinblickauf die auf die Kurbelwelle einwirkenden Fliehkräfte und Biegemomente ist, welchedann zu einer unerwünschtenTorsion bzw. Durchbiegung der Kurbelwelle führen können.Asignificant influence on theEfficiency and the dependentspecific fuel consumption of a reciprocating internal combustion engineis the stroke-bore ratio.This is the ratiobetween the stroke length of theReciprocating piston in the cylinder bore and the diameter of the cylinder bore.The skilled person is known that a larger stroke bore ratio toleads to a better efficiencyas a smaller stroke-bore ratio, so in terms ofon the achievement of a good efficiency, respectively lowFuel consumption and low exhaust pollution, one possiblegreatHub bore ratioto strive for. However, there are limits to this endeavorbecause an enlargement of thestrokethe reciprocating piston and a longerCylinder bore requires what the internal combustion engine increases in height. moreovermust with a larger stroke length ofReciprocating the crankthe crankshaft a correspondingly larger deflection of the connecting rodbe adapted, the pin cover, that is, the overlapbetween the main journals of the crankshaft and its connecting rodis reduced. However, a smaller pin coverage meansalso that the crankshaft is less "compact" in shape and that theRigidity of the crankshaft decreases, which is very disadvantageous in termson which acting on the crankshaft centrifugal forces and bending moments, whichthen to an undesirableCan cause torsion or deflection of the crankshaft.
    [0003] Beiden Wasserfahrzeuge antreibenden großen Dieselmotoren sind deraxialen Abmessung der Zylinder wenig Schranken auferlegt. Hier sind Hub-Bohrungsverhältnisseoberhalb von 2 durchaus üblich;typischer Weise liegen die Hub-Bohrungsverhältnisse der großen Schiffsdieselmotorenim Bereich von 2 bis 3. Derart große Hub-Bohrungsverhältnisseermöglicheneinen sehr hohen Wirkungsgrad, der oberhalb von 50% liegen kann.In Verbindung mit den bei den Schiffsdieselmotoren sehr niedrigen Drehzahlenvon ca. 100 U/min, die mit geringen Reibungsverlusten verbundensind ist damit ein sehr geringer Kraftstoffverbrauch von typischerWeise weniger als 160 g Kraftstoff/kWh zu erzielen.atThe watercraft driving large diesel engines are theaxial dimension of the cylinder imposed little barriers. Here are stroke-bore ratiosabove 2 quite common;Typically, the stroke-bore ratios of large marine diesel enginesin the range of 2 to 3. Such large stroke-bore ratiosenablea very high efficiency, which can be above 50%.In conjunction with the very low speeds in marine diesel enginesof about 100 rpm, which associated with low friction lossesare thus a very low fuel consumption of more typicalWay to achieve less than 160 g fuel / kWh.
    [0004] Beiden landgebundenen Kraftfahrzeugen bedingt die auf ästhetischen,praktischen und technischen Gesichtspunkten, insbesondere die Erzielung einesmöglichstgeringen Luftwiderstands, basierende Karosserieform die zulässige Bauhöhe der antreibendenBrennkraftmaschine. Bei Dieselmotoren erreicht man ein Hub-Bohrungsverhältnis vongrößer als1, welches typischer Weise im Bereich von 1,0 bis 1,2 liegt. BeiOtto-Motoren wird sogar nur ein typisches Hub-Bohrungsverhältnis im Bereich von 0,8 bis1,0 erzielt. Dieses im Vergleich zu den Schiffsdieselmotoren mitgroßerBauhöhe deutlichkleinere Hub-Bohrungsverhältnisermöglichteinen geringeren Wirkungsgrad der Brennkraftmaschinen, welcher zurzeitbestenfalls ca. 45% erreicht. Bei den im Hinblick auf die Reibungsverlusteungünstigenhohen Drehzahlen der Brennkraftmaschinen der Landfahrzeuge, welchetypisch ca. 1500-3000 U/min betragen, ist deshalb mit einem spezifischenKraftstoffverbrauch in der Größenordnungvon wenigstens ca. 200g Kraftstoff/kWh zu rechnen.atLand-based motor vehicles, which are based on aesthetic,practical and technical aspects, in particular the achievement of apreferablylow drag, based body shape the allowable height of the drivingInternal combustion engine. In diesel engines to reach a stroke-bore ratio ofgreater than1, which is typically in the range of 1.0 to 1.2. atOtto engines will even only have a typical stroke-bore ratio in the range of 0.8 toAchieved 1.0. This compared to the marine diesel engines withgreaterHeight clearlysmaller stroke bore ratioallowsa lower efficiency of the internal combustion engine, which currentlyat best about 45% achieved. In terms of friction lossesunfavorablehigh speeds of the internal combustion engines of land vehicles, whichtypically about 1500-3000 rpm, is therefore with a specificFuel consumption of the order of magnitudeto expect at least about 200g fuel / kWh.
    [0005] Weiterhinist die an eine größere Pleuelstangenauslenkungangepasste größere Kröpfung der Kurbelwellebei der üblichenDimensionierung von Personenkraftfahrzeugen technisch nicht zu bewältigen.Fartheris the to a larger connecting rod deflectionadapted larger crank of the crankshaftat the usualDimensioning of passenger cars technically unmanageable.
    [0006] ZurVerringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionenvon landgebundenen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen,wäre esjedoch wünschenswert,einen hohen thermischen Wirkungsgrad oberhalb von 50% realisierenzu können,wie er bei den Schiffsdieselmotoren durch ein großes Hub-Bohrungsverhältnis erreichtwird.toReduction of specific fuel consumption and exhaust emissionsland-based motor vehicles, in particular passenger vehicles,would it behowever desirablerealize a high thermal efficiency above 50%to be able toHow he achieved in the marine diesel engines through a large stroke-bore ratiobecomes.
    [0007] Demzufolgeliegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Brennkraftmaschinezur Verfügungzu stellen, bei welcher, insbesondere auch bei landgebundenen Kraftfahrzeugen,im Vergleich zu herkömmlichenselbstzündendenBrennkraftmaschinen ein den großenSchiffsdieselmotoren vergleichbarer, verbesserter Wirkungsgrad,zugleich geringerer Kraftstoffverbrauch und geringere Abgasbelastungrealisiert werden können.As a result,the object of the present invention is an internal combustion engineto disposalin which, especially in land-based motor vehicles,compared to conventionalself-ignitingInternal combustion engines a the big oneShip diesel engines comparable, improved efficiency,at the same time lower fuel consumption and lower exhaust emissionscan be realized.
    [0008] DieseAufgabe wird durch eine selbstzündendeZweitakt-Brennkraftmaschineund insbesondere durch eine selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschinemit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungender Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gegeben.TheseTask is by a self-ignitingTwo-stroke internal combustion engineand in particular by a self-igniting two-stroke internal combustion enginesolved with the features of claim 1. Advantageous embodimentsThe invention are given by the features of the subclaims.
    [0009] Eineerfindungsgemäße selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschineumfasst in herkömmlicherWeise wenigstens einen Zylinder mit einem zugehörigen Kurbeltrieb, durch welchendie geradlinige, hin- und hergehende Bewegung des Hubkolbens inder Zylinderbohrung des Zylinders in eine drehende Bewegung derKurbelwelle umgewandelt wird. Als Kurbeltrieb wird der in der Zylinderbohrunggeführte Hubkolben,ein geeigneter Hebelmechanismus zur Übertragung der Kräfte vonHubkolben auf die Kurbelwelle und die Kurbelwelle selbst zusammengefasst.Nach dem Vorschlag der Erfindung ist die selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschinedadurch ausgezeichnet, dass die Kurbelwelle wenigstens teilweiseauf der axialen Höheder Zylinderbohrung angeordnet ist, wobei zudem ein Hub-Bohrungsverhältnis vonwenigstens 2 realisiert ist. Im Unterschied zu den herkömmlichenselbstzündenden Zweitakt-Brennkraftmaschinen,bei welchen die Kurbelwelle im Zylinderkurbelgehäuse unterhalb, das heißt in deraxialen Verlängerungder Zylinder angeordnet ist, kann durch die erfindungsgemäße Anordnungder Kurbelwelle, welche dadurch realisiert werden kann, dass dasdie Kurbelwelle aufnehmende Kurbelgehäuse seitlich an dem wenigstenseinen Zylinder bzw. diesen enthaltenden Zylinderblock angebrachtwird, eine Verringerung der Bauhöheder Brennkraftmaschine erreicht werden. Mit der erfindungsgemäßen Anordnungder Kurbelwelle kann deshalb in vorteilhafter Weise die Zylinderbohrung und,bei ansonsten gleichem Durchmesser der Zylinderbohrung, das Hub-Bohrungsverhältnis vergrößert werden,ohne dass dies zu einer Vergrößerung der gesamtenBauhöheder Brennkraftmaschine führt.Im Unterschied zu den im Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinenkann somit auch bei landgebundenen Kraftfahrzeugen, insbesonderePersonenkraftfahrzeugen, zur Steigerung des Wirkungsgrads und zurVerringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs ein Hub-Bohrungsverhältnis vonwenigstens ca. 1,2, vorzugsweise jedoch ca. 2 realisiert werden. Erfindungsgemäß ist esferner bevorzugt, wenn das Hub-Bohrungsverhältnis einen Wert im Bereichvon 2 bis 3, stärkerbevorzugt einen Wert im Bereich von 2 bis 2,5, aufweist.A self-igniting two-stroke internal combustion engine according to the invention conventionally comprises at least one cylinder with an associated crank mechanism, by which the rectilinear, reciprocating movement of the reciprocating piston in the cylinder bore of the cylinder is converted into a rotational movement of the crankshaft. When Crank drive is summarized in the cylinder bore guided piston, a suitable lever mechanism for transmitting the forces of the reciprocating piston on the crankshaft and the crankshaft itself summarized. According to the proposal of the invention, the self-igniting two-stroke internal combustion engine is characterized in that the crankshaft is at least partially disposed at the axial height of the cylinder bore, wherein also a stroke-bore ratio of at least 2 is realized. In contrast to the conventional self-igniting two-stroke internal combustion engines, in which the crankshaft in the cylinder crankcase below, that is arranged in the axial extension of the cylinder can by the inventive arrangement of the crankshaft, which can be realized that the crankshaft receiving crankcase laterally is attached to the at least one cylinder or cylinder block containing this, a reduction in the height of the internal combustion engine can be achieved. With the arrangement of the crankshaft according to the invention, therefore, advantageously the cylinder bore and, with otherwise the same diameter of the cylinder bore, the stroke-bore ratio can be increased without this leading to an increase in the overall height of the internal combustion engine. In contrast to the internal combustion engines known in the prior art, a stroke / bore ratio of at least approximately 1.2, but preferably approximately 2, can thus also be realized in land-based motor vehicles, in particular passenger vehicles, to increase the efficiency and to reduce the specific fuel consumption. According to the invention it is further preferred if the stroke-bore ratio has a value in the range of 2 to 3, more preferably a value in the range of 2 to 2.5.
    [0010] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschineumfasst der Hebelmechanismus des Kurbeltriebs eine Kolbenstange,einen Schwenkhebel und eine Pleuelstange. Die Kolbenstange ist hierbeimit ihrem einen Ende am Hubkolben in einem Hubkolben-Kolbenstangenlagerangelenkt und mit ihrem anderen Ende an einem Ende des Schwenkhebelsdrehbar gelagert. Der Schwenkhebel ist zu diesem Zweck mit einem Schwenkhebel-Kolbenstangenlagerausgestattet. Der Schwenkhebel ist an seinem dem Schwenkhebel-Kolbenstangenlagerentgegengesetzten Ende in einem Schwenkhebellager drehbar gelagert.Die Pleuelstange ist mit ihrem kleinen Pleuelauge am Schwenkhebelin einer Position zwischen dem Schwenkhebel-Kolbenstangenlager unddem Schwenkhebellager drehbar gelagert. Der Schwenkhebel ist hierzumit einem Schwenkhebel-Pleuelstangenlager versehen. Mit ihrem großen Pleuelaugeist die Pleuelstange an einem Pleuelzapfen der Kurbelwelle drehbargelagert. Um eine einwandfreie Funktion der Hebelanordnung zu gewährleisten,sind die Drehachsen von Hubkolben-Kolbenstangenlager, Schwenkhebel-Kolbenstangenlagerund Schwenkhebel-Pleuelstangenlagerparallel zueinander und parallel zum Pleuelzapfen ausgerichtet.atan advantageous embodiment of the internal combustion engine according to the inventionthe lever mechanism of the crank mechanism comprises a piston rod,a pivot lever and a connecting rod. The piston rod is herewith its one end on the reciprocating piston in a reciprocating piston rod bearinghinged and with its other end to one end of the pivot leverrotatably mounted. The pivot lever is for this purpose with a pivot lever piston rod bearingfitted. The pivot lever is at its the pivot lever piston rod bearingrotatably mounted opposite end in a pivot lever bearing.The connecting rod is with its small connecting rod eye on the pivot leverin a position between the pivot lever piston rod bearing androtatably mounted the pivot lever bearing. The pivot lever is thisprovided with a pivot lever connecting rod bearing. With her big eyethe connecting rod is rotatable on a connecting rod of the crankshaftstored. To ensure proper functioning of the lever arrangement,are the axes of rotation of reciprocating piston rod bearings, pivot lever piston rod bearingsand pivot lever connecting rod bearingsaligned parallel to each other and parallel to the connecting rod.
    [0011] DieLagerung des kleinen Pleuelauges der Pleuelstange am Schwenkhebelin einer Position zwischen dem Schwenkhebel-Kolbenstangenlager und dem Schwenkhebellagerhat den großenVorteil, dass nicht die volle Hublänge, sondern lediglich ein Teilder Hublängedes Hubkolbens auf die Pleuelstange übertragen wird. Ist das kleinePleuelauge beispielsweise in der Mitte einer geraden Verbindungsliniezwischen dem Schwenkhebel-Kolbenstangenlager und dem Schwenkhebellagergelagert, so beträgtdie Hublängeder Pleuelstange lediglich die Hälfteder Hublängeder Kolbenstange. Mit anderen Worten, die gewählte Anordnung der Pleuelstangeam Schwenkhebel führtzu einer "Hubuntersetzung" zwischen Kolbenstangenhubund Pleuelstangenhub. Durch diese "Hubuntersetzung" der Schwenkhebelanordnung kann in äußerst vorteilhafterWeise eine Vergrößerung derHublängedes Hubkolbens ohne Auswirkung auf die Hublänge der Pleuelstange ausgeglichenwerden, so dass die Kurbelwelle trotz einer Vergrößerung derHublängedes Hubkolbens ihre ursprünglicheKröpfungvor Vergrößerung derHublängebeibehalten kann. Anders ausgedrückt,kann die Zapfenüberdeckungzwischen Hauptlagerzapfen der Kurbelwelle und Pleuelzapfen bei einerVergrößerung derHublängedes Hubkolbens gleich bleiben, so dass die Steifigkeit der Kurbelwellenicht verringert ist. FürPersonenkraftfahrzeuge bedeutet dies, dass Brennkraftmaschinen mit einemHub-Bohrungsverhältnis vonwenigstens 2 in einfacher Weise realisiert werden können.TheStorage of the small connecting rod eye of the connecting rod on the pivoting leverin a position between the pivot lever piston rod bearing and the pivot lever bearinghas the big oneAdvantage that not the full stroke length, but only a partthe stroke lengthof the reciprocating piston is transferred to the connecting rod. Is that smallConnecting rod, for example, in the middle of a straight connecting linebetween the pivot lever piston rod bearing and the pivot lever bearingstored so isthe stroke lengththe connecting rod only halfthe stroke lengththe piston rod. In other words, the chosen arrangement of the connecting rodon the pivot lever leadsto a "Hubuntersetzung" between piston rod strokeand connecting rod stroke. Through this "Hubuntersetzung" the pivot lever assembly can be in extremely advantageousWay an enlargement of thestrokeof the reciprocating balanced without affecting the stroke length of the connecting rodbe so that the crankshaft despite an increase in thestrokethe reciprocating piston their originalcrankingbefore enlargement of thestrokecan maintain. In other words,can the pin coverbetween main journals of the crankshaft and conrod at aMagnification of thestrokeof the reciprocating piston remain the same, so that the stiffness of the crankshaftis not reduced. ForPassenger vehicles, this means that internal combustion engines with aHub bore ratio ofat least 2 can be realized in a simple manner.
    [0012] DerKurbeltrieb der Brennkraftmaschine ist vorteilhaft so ausgelegt,dass das Schwenkhebel-Pleuelstangenlager im geometrischen Schwerpunktdes Schwenkhebels, welcher die zentrischen Drehachse des Schwenkhebelsdefiniert, angeordnet ist. Bei einem symmetrisch ausgeführten Schwenkhebelist das kleine Pleuelauge der Pleuelstange dann in der Mitte der Längsabmessungund Querabmessung des Schwenkhebels angelenkt. Die Hublänge derPleuelstange beträgtin diesem Fall die Hälfteder Hublängeder Kolbenstange. Zudem ist es bevorzugt, wenn das Schwenkhebel-Kolbenstangenlager,das Schwenkhebel-Pleuelstangenlagerund das Schwenkhebellager im wesentlichen auf einer Verbindungsgeradenliegen, welche insbesondere durch den geometrischen Schwerpunktdes Schwenkhebels verlaufen kann.Of theCrankshaft of the internal combustion engine is advantageously designed sothat the pivot lever connecting rod bearing in the geometric center of gravitythe pivot lever, which the central axis of rotation of the pivot leverdefined, is arranged. With a symmetrically designed swivel leverthe small connecting rod eye of the connecting rod is then in the middle of the longitudinal dimensionand transverse dimension of the pivot lever articulated. The stroke length of theConnecting rod amountsin this case, halfthe stroke lengththe piston rod. In addition, it is preferred if the pivot lever piston rod bearing,the pivot lever connecting rod bearingand the pivot lever bearing substantially on a connecting linelie, which in particular by the geometric center of gravitycan run the pivot lever.
    [0013] Beieiner besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegendenErfindung ist der Schwenkhebel in seinem Schwenkhebellager mithilfe einesverstellbaren Exzenters gelagert. Der Exzenter kann hierbei in einerExzenterführung,welche vorzugsweise in Form einer im Querschnitt hohlkreisförmigen Ausnehmungdes Schwenkhebels vorliegt, verstellt werden. Der Exzenter wirdvorteilhaft durch eine Verstelleinrichtung, etwa einen Schneckenmotor odereinen Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus, verstellt.In a particularly advantageous embodiment of the present invention, the pivot lever is mounted in its pivot lever bearing by means of an adjustable eccentric. The eccentric can in this case in an eccentric, which is preferably in the form of a hollow-section in cross-section recess of the pivot lever, are adjusted. The eccentric is advantageously adjusted by an adjusting device, such as a worm motor or a rack and pinion mechanism.
    [0014] Durcheine Verstellung des Exzenters wird das im Schwenkhebellager gelagerteEnde des Schwenkhebels relativ zur Position des Schwenkhebellagersverschoben. Andererseits wird hierdurch erreicht, dass das mit derKolbenstange verbundene Ende des Schwenkhebels seinen relativenAbstand zum Zylinder verändert,so dass die Eintauchtiefe des Hubkolbens in die Zylinderbohrungverändert, dasheißt,verringert oder vergrößert wird.Befindet sich der Hubkolben im oberen Totpunkt, so kann durch eineVerringerung und/oder Vergrößerung des relativenAbstands zwischen dem mit der Hubkolbenstange verbundenen Ende desSchwenkhebels und dem Zylinder eine Verringerung und/oder Vergrößerung derEintauchtiefe des Hubkolbens beim oberen Totpunkt, das heißt, eineVeränderungder Position des Totpunkt des Hubkolbens, erreicht werden. Wegender Verbindung des Schwenkhebels mit der Kurbelwelle durch die Pleuelstangegibt die Anlenkstelle des kleinen Pleuelauges bei einer fixiertenKurbelwellenstellung einen Fixpunkt für die Positionsänderungdes Schwenkhebels bei Verstellung des Exzenters vor. Mit anderenWorten, der Schwenkhebel kann bei einer fixierten Kurbelwellenstellunglediglich um den durch das kleine Pleuelauge vorgegebenen Fixpunktgedreht werden. Ist das kleine Pleuelauge im geometrischen Schwerpunktdes Schwenkhebels angelenkt, so wird der Schwenkhebel bei einerVerstellung des Exzenters um seine zentrische Drehachse gedreht.Byan adjustment of the eccentric is mounted in the pivot lever bearingEnd of the pivot lever relative to the position of the pivot lever bearingpostponed. On the other hand, this ensures that that with thePiston rod connected end of the pivot lever its relativeChanged distance to the cylinder,so that the immersion depth of the reciprocating piston in the cylinder borechanged thatis called,is reduced or increased.The reciprocating piston is at top dead center, so can by aReduction and / or enlargement of the relativeDistance between the piston rod connected to the end of theSwing lever and the cylinder a reduction and / or increase in theImmersion depth of the reciprocating piston at top dead center, that is, achangethe position of the dead center of the reciprocating piston, can be achieved. Because ofthe connection of the pivot lever with the crankshaft through the connecting rodgives the articulation point of the small connecting rod eye at a fixedCrankshaft position a fixed point for the position changeof the pivot lever when adjusting the eccentric ago. With othersWords, the pivot lever can at a fixed crankshaft positiononly around the fixed point given by the small connecting rod eyeto be turned around. Is the small connecting rod eye in the geometric center of gravityhinged to the pivot lever, the pivot lever is at aAdjustment of the eccentric rotated about its central axis of rotation.
    [0015] DieExzenterführungin Form einer im Querschnitt kreisförmigen Ausnehmung ist vorteilhaftso ausgestaltet, dass die kreisförmigeAusnehmung den in einer Nullstellung befindlichen Exzenter in symmetrischerWeise umgibt. Die Nullstellung des Exzenters ist hierbei durch dieVerlängerungeiner geraden Verbindungslinie zwischen dem Schwenkhebel-Kolbenstangenlagerund dem Schwenkhebel-Pleuelstangenlager definiert, wobei das Schwenkhebel-Pleuelstangenlagervorzugsweise im wesentlichen im geometrischen Schwerpunkt des Schwenkhebelsangeordnet ist.Theeccentric guidein the form of a circular cross-section recess is advantageousdesigned so that the circularRecess the eccentric located in a zero position in symmetricalWay around. The zero position of the eccentric is here by therenewala straight connecting line between the pivot lever-piston rod bearingand the pivot lever connecting rod bearing, wherein the pivot lever connecting rod bearingpreferably substantially in the geometric center of gravity of the pivot leveris arranged.
    [0016] Durchdie Verstellung des Exzenters des Schwenkhebellagers kann der Schwenkhebelverdreht und die Eintauchtiefe des Hubkolbens in die Zylinderbohrungbei seinem oberen Totpunkt verändert werden.Durch die veränderteHublängedes Hubkolbens verändertsich auch die Verdichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Zylinder.Ein Maß für die Verdichtungim oberen Totpunkt des Hubkolbens ist das Verdichtungsverhältnis ε, welchesals Verhältnis desgesamten Verbrennungsraums (Zylinderhubraum plus Kompressionsraum)zum Kompressionsraum eines Zylinders definiert ist. Hieraus folgt,dass je kleiner das Endvolumen der Verdichtung ist, das heißt, je größer dieEintauchtiefe des Hubkolbens bei seinem oberen Totpunkt ist, destogrößer istdas Verdichtungsverhältnis ε. Erfindungsgemäß ist esbevorzugt, wenn durch Verstellen des Exzenters in seiner Exzenterführung einvariables Verdichtungsverhältnis ε im Bereichvon 11 bis 18, stärkerbevorzugt ein Verdichtungsverhältnis ε im Bereichvon 11 bis 13, realisiert werden kann.Bythe adjustment of the eccentric of the pivot lever bearing, the pivot levertwisted and the immersion depth of the reciprocating piston in the cylinder borebe changed at its top dead center.By the changedstrokechanged the reciprocating pistonalso the compression of the fuel-air mixture in the cylinder.A measure of compactionat the top dead center of the reciprocating piston, the compression ratio ε, whichas a ratio ofentire combustion chamber (cylinder displacement plus compression space)is defined to the compression space of a cylinder. It followsthat the smaller the final volume of compaction, that is, the larger theImmersion depth of the reciprocating piston at its top dead center is the moreis largerthe compression ratio ε. It is according to the inventionpreferred, if by adjusting the eccentric in its eccentric avariable compression ratio ε in the rangefrom 11 to 18, strongerpreferably a compression ratio ε in the rangefrom 11 to 13, can be realized.
    [0017] Einvariables Verdichtungsverhältnisist für selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschinen,welche im HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition)-Verfahrenbetrieben werden, besonders wichtig. Bei dem HCCI-Verfahren wirddas Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum in homogenisierter Formgezündet,was insbesondere einer Reduzierung der Abgasbelastung dient.Onevariable compression ratiois for self-igniting two-stroke internal combustion engines,which in the HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) methodbe operated, especially important. In the HCCI process isthe fuel-air mixture in the combustion chamber in homogenized formignitedwhich in particular serves to reduce the exhaust gas pollution.
    [0018] Umjedoch bei dem HCCI-Verfahren eine vorzeitige Zündung des Kraftstoffs zu vermeiden, mussdas Verdichtungsverhältnis ε in geeigneter Weiseeingestellt werden. So ist das Verdichtungsverhältnis ε bei Volllast typisch auf einenWert von ca. 16 einzustellen, währendunter Teillast typischer Weise ein Wert im Bereich von 11 bis 13eingestellt werden soll, um eine vorzeitige Zündung des Kraftstoffs zu vermeiden.In erfindungsgemäßen selbstzündendenZweitakt-Brennkraftmaschinenkann das Verdichtungsverhältnis ε durch dieExzenter-Verstellung in besonders einfacher Weise verstellt werden.Demzufolge könnenerfindungsgemäße selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschinenein vorteilhafter Weise im HCCI-Verfahren betrieben werden.Aroundhowever, to avoid premature ignition of the fuel in the HCCI processthe compression ratio ε in a suitable mannerbe set. Thus, the compression ratio ε at full load is typically oneValue of about 16 while settingunder part load typically a value in the range of 11 to 13should be adjusted to prevent premature ignition of the fuel.In autoignition according to the inventionTwo-stroke internal combustion enginescan the compression ratio ε by theExzenter adjustment can be adjusted in a particularly simple manner.As a result, canself-igniting two-stroke internal combustion engines according to the inventionoperated in an advantageous manner in the HCCI process.
    [0019] BeiherkömmlichenDirekteinspritzdieselmotoren steht die Einspritzdüse senkrechtmittig im Zylinderkopf und Kraftstoff wird in einem großen Strahlwinkelflach in die Brennraummulde hinein gespritzt, so dass der Kraftstoffeinen möglichstweiten freien Weg zurücklegenkann, bevor der Kolbenboden erreicht wird. Beim HCCI-Verfahren mussdie Einspritzung wesentlich früherals im herkömmlichenEinspritzverfahren erfolgen, damit genügend Zeit für die Homogenisierung des Kraftstoffsverbleibt, zu welchem Zweck die herkömmlichen, senkrecht mittigim Zylinderkopf stehenden Zylinderkopf-Einspritzdüsen mit großem Kraftstoffeinspritzwinkelallerdings nur schlecht geeignet sind, da der Kraftstoff die Zylinderwandungenerreichen könnte.Zudem ist die Ladungsbewegung in der Nähe der Zylinderkopf-Einspritzdüse vergleichsweisegering. In erfindungsgemäßen selbstzündendenZweitakt-Brennkraftmaschinen, welche im HCCI-Verfahren betriebenwerden können,ist es deshalb bevorzugt, wenn im Einlassspülschlitz des Zylinders eineweitere Einlassspülschlitz-Einspritzdüse angeordnetist. Die Einlassspülschlitz-Einspritzdüse solldabei einen kleineren Strahlwinkel haben als die Zylinderkopfeinspritzdüse. Hierdurchkann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Gemischaufbereitungszeitlängerist. Zudem werden die Zylinderwändekaum benetzt.In conventional direct injection diesel engines, the injection nozzle is vertically centered in the cylinder head and fuel is sprayed in a large jet angle flat into the combustion chamber, so that the fuel can travel as far as possible free path before the piston crown is reached. In the HCCI method, the injection must be much earlier than in the conventional injection process, so that sufficient time for the homogenization of the fuel remains, for which purpose, the conventional, centrally located in the cylinder head cylinder head injectors with large fuel injection angle, however, are only poorly suited, as the Fuel could reach the cylinder walls. In addition, the charge movement in the vicinity of the cylinder head injector is comparatively low. In self-igniting two-stroke internal combustion engines according to the invention, which can be operated in the HCCI process, it is therefore preferable if there is a further inlet in the inlet purging slot of the cylinder Spülschlitz injection nozzle is arranged. The inlet purge slot injector should have a smaller jet angle than the cylinder head injector. This can be achieved in an advantageous manner that the mixture preparation time is longer. In addition, the cylinder walls are hardly wetted.
    [0020] Erfindungsgemäß ist esdeshalb möglichund beabsichtigt, dass, je nach gewählter Betriebsart, das heißt, Anwendungdes HCCI-Verfahrens oder Anwendung eines herkömmlichen Einspritzverfahrens,entweder nur mit der Zylinderkopfeinspritzdüse oder nur mit der Einlassspülschlitz-Einspritzdüse, odermit beiden Einspritzdüsenzusammen, die Brennkraftmaschine betrieben wird.It is according to the inventiontherefore possibleand intends that, depending on the selected mode, that is, applicationthe HCCI method or using a conventional injection method,either only with the cylinder head injector or only with the inlet purge slot injector, orwith both injectorstogether, the internal combustion engine is operated.
    [0021] Esist üblich,in Brennkraftmaschinen Ein- und Auslassventile, sowie weitere Elemente,wie Zündverteiler, Ölpumpe undKraftstoffpumpe, mithilfe von Nocken zu steuern. So werden insbesonderedie Ein- und Auslassventile übereine Hebelanordnung, bestehend aus einem mit dem Nocken zusammenwirkendenStößel, einerStoßstangeund einem Kipphebel, betätigt.Das Ventilspiel wird hierbei meist auf der Nockenseite hydraulischausgeglichen. Da in herkömmlichenBrennkraftmaschinen die räumliche Entfernungzwischen der Kurbelwelle und den nockenbetätigten Elementen im allgemeinensehr groß ist,und dadurch eine mechanische Beeinträchtigung der Hebelanordnungzu befürchtenist, ist eine die Nocken tragende Nockenwelle eingebaut, welchein räumlicherNähe zuden nockenbetätigtenElementen angeordnet ist. Demgegenüber bietet die erfindungsgemäße Brennkraftmaschineaufgrund der räumlich nahenAnordnung der Kurbelwelle zum Zylinderkopf in vorteilhafter Weisedie Möglichkeit,dass Nocken zur Steuerung nockenbetätigter Elemente auf der Kurbelwelleausgebildet sind. Im Unterschied zu Viertakt-Motoren, bei welchendie vier Takte eines Arbeitsspiels zwei Kurbelwellenumdrehungenbenötigen,und deshalb die Drehzahl der Nockenwelle gegenüber der Drehzahl der Kurbelwellehalbiert ist, kann bei den erfindungsgemäßen selbstzündenden Zweitakt-Brennkraftmaschinenein vollständigesArbeitsspiel mit einer einzigen Umdrehung der Kurbelwelle realisiertwerden. Eine Verringerung der Drehzahl der Kurbelwelle zur Steuerungder nockenbetätigtenElemente ist demzufolge nicht notwendig. In einer weiteren vorteilhaftenAusführungsformder vorliegenden Erfindung ist deshalb eine selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschinevorgesehen, bei welcher wenigstens eine Kurbelwange der Kurbelwelle mitwenigstens einem Nocken zur Betätigungeines nockengesteuerten Elements ausgestattet ist, so dass im Unterschiedzu herkömmlichenselbstzündendenBrennkraftmaschinen auf eine Nockenwelle verzichtet werden kann,wodurch Material und Kosten eingespart werden und der Aufbau derBrennkraftmaschine vereinfacht wird. Erfindungsgemäß ist esdabei bevorzugt, wenn ein auf einer Kurbelwange ausgebildeter Nocken über einenAuslassventil-Hebelmechanismus ein Auslassventil steuert. Der Auslassventil-Hebelmechanismuskann dabei in herkömmlicherWeise aus einem auf einem Auslassventil-Schwenkhebel angeordenten Rollenstößel, einer mitdem Auslassventil-Schwenkhebel zusammenwirkenden Stoßstangeund einem von der Stoßstangen kippbarenKipphebel aufgebaut sein. Gleichermaßen ist es bevorzugt, wennein auf einer Kurbelwange ausgebildeter Nocken eine Kraftstoffpumpebetätigt, wasin herkömmlicherWeise erfolgen kann, indem der Nocken einen am Pumpenkolben befestigten Rollenstößel anhebt.Itis common,in internal combustion engine intake and exhaust valves, as well as other elements,like ignition distributor, oil pump andFuel pump, using cams to control. So be in particularthe inlet and outlet valves overa lever assembly consisting of a cooperating with the camPestle, onebumperand a rocker arm, operated.The valve clearance is usually hydraulic on the cam sidebalanced. As in conventionalInternal combustion engines the spatial distancebetween the crankshaft and the cam-operated elements in generalis very big,and thereby a mechanical impairment of the lever assemblyto fearis, a cam-carrying camshaft is installed, whichin spatialClose tothe cam-operatedElements is arranged. In contrast, the internal combustion engine according to the invention offersdue to the spatially closeArrangement of the crankshaft to the cylinder head in an advantageous mannerthe possibility,that cam for controlling cam-operated elements on the crankshaftare formed. In contrast to four-stroke engines in whichthe four strokes of a work cycle two crankshaft revolutionsneed,and therefore the rotational speed of the camshaft with respect to the rotational speed of the crankshaftcan be halved in the self-igniting two-stroke internal combustion engine according to the inventiona complete oneWorking cycle realized with a single revolution of the crankshaftbecome. A reduction in the speed of the crankshaft for controlthe cam-operatedConsequently, elements are not necessary. In a further advantageousembodimentThe present invention is therefore a self-igniting two-stroke internal combustion engineprovided, in which at least one crank arm of the crankshaftat least one cam for actuationa cam-controlled element is equipped, so that in differenceto conventionalself-ignitingInternal combustion engines can be dispensed with a camshaft,whereby material and costs are saved and the structure of theInternal combustion engine is simplified. It is according to the inventionIn this case, it is preferable if a cam formed on a crank arm has a camExhaust valve lever mechanism controls an exhaust valve. The exhaust valve lever mechanismcan be used in conventionalWay from a angeordenten on an exhaust valve pivot lever roller tappet, one withthe exhaust valve pivot lever cooperating bumperand one of the bumpers tiltableRocker be constructed. Likewise, it is preferable ifa trained on a crank arm cams a fuel pumppressed, whatin conventionalWay can be done by the cam lifts a roller plunger attached to the pump piston.
    [0022] Dieerfindungsgemäße Anordnungder Kurbelwelle auf axialer Höheder Zylinderbohrung hat gegenübereiner herkömmlichenAnordnung der Kurbelwelle in der axialen Verlängerung der ZylinderbohrungZylinder darüberhinaus wesentliche Vorteile bei der Montage der Brennkraftmaschine.Da bei einer herkömmlichenBrennkraftmaschine der Zugang zu den Zylindern von unten her versperrtist, ist eine Zweiteilung in einen Zylinderkopf und ein Zylinderkurbelgehäuse notwendig.Auf diese Weise können indas offene Zylinderkurbelgehäusevon oben her Montageelemente, beispielsweise Hubkolben und Pleuelstangen,montiert werden. Nach Montage der Montageelemente wird anschließend derZylinderkopf mit zwischengelegter Zylinderkopfdichtung mit dem Zylinderblockverschraubt. Nachteilig hierbei ist vor allem die Verschleißanfälligkeitder Zylinderkopfdichtung, welche insbesondere den hohen Temperaturenund Drückenim Brennraum standhalten muss. Eine undichte Zylinderkopfdichtungkann zu einem Kühlmittel-und Ölverlustführen,was irreparable Schädenam Motor bewirken kann. Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Kurbelwelleder Zugang zu den Zylindern von unten her nicht versperrt ist, bietetdie erfindungsgemäße Brennkraftmaschine dievorteilhafte MöglichkeitZylinderblock und Zylinderkopf einstückig in Form eines "Monoblocks" auszuführen, sodass auf die vor allem im Hinblick auf Dichtigkeitsprobleme nachteiligeZweiteilung des Motors in Zylinderkopf und Zylinderblock verzichtet werdenkann.Theinventive arrangementthe crankshaft at the axial heightthe cylinder bore has oppositea conventional oneArrangement of the crankshaft in the axial extension of the cylinder boreCylinder over itIn addition, significant advantages in the assembly of the internal combustion engine.As with a conventionalInternal combustion engine access to the cylinders blocked from belowis a split into a cylinder head and a cylinder crankcase is necessary.In this way, inthe open cylinder crankcasefrom above mounting elements, such as reciprocating and connecting rods,to be assembled. After mounting the mounting elements is then theCylinder head with interposed cylinder head gasket with the cylinder blockscrewed. The disadvantage here is especially the susceptibility to wearthe cylinder head gasket, which in particular the high temperaturesand pressingin the combustion chamber must withstand. A leaking cylinder head gasketcan lead to a coolantand oil lossto lead,what irreparable damagecan cause the engine. As in the inventive arrangement of the crankshaftaccess to the cylinders from below is not locked offersthe internal combustion engine according to the invention theadvantageous possibilityCylinder block and cylinder head in one piece in the form of a "monobloc" run, sothat on the disadvantageous, especially with regard to leakage problemsBifurcation of the engine in cylinder head and cylinder block are dispensed withcan.
    [0023] Dabei Personenkraftfahrzeugen eine bei Schiffsdieselmotoren sehr niedrigeDrehzahl von ca. 100 Umdrehungen/min technisch nicht realisierbar ist,ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb ein automatisiertes Schaltgetriebeumfasst, wobei die Anzahl der Gangstufen, abhängig von einer konkreten Auslegungder Brennkraftmaschine, so hoch sein soll, dass ohne nennenswertenWirkungsgradverlust und ohne Einbußen an Komfort die Betriebsdrehzahlder Brennkraftmaschine möglichstniedrig gehalten wird.Therein passenger cars, a very low in marine diesel enginesSpeed of about 100 revolutions per minute is not technically feasible,It is advantageous if the drive is an automated manual transmissionincludes, where the number of gear steps, depending on a specific interpretationthe engine should be so high that without significantLoss of efficiency and without sacrificing comfort the operating speedthe internal combustion engine as possibleis kept low.
    [0024] DieErfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug,welches mit einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehendenAnsprücheausgerüstetist.The invention further relates to a motor vehicle, in particular passenger car, which with an internal combustion engine according to one of the previously is equipped to outgoing claims.
    [0025] DieErfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobeiBezug auf die beigefügteZeichnung genommen wird. Es zeigtTheInvention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment, whereinWith reference to the attachedDrawing is taken. It shows
    [0026] 1 einenschematischen Querschnitt durch die Anordnung Zylinder-Kurbeltriebeiner erfindungsgemäßen selbstzündendenZweitakt-Brennkraftmaschine. 1 a schematic cross section through the arrangement cylinder crank mechanism of a self-igniting two-stroke internal combustion engine according to the invention.
    [0027] In 1 istdie Anordnung Zylinder-Kurbeltrieb einer selbstzündenden Zweitakt-Brennkraftmaschinegemäß vorliegenderErfindung gezeigt. Diese umfasst einen Zylinder 1 mit einemin einer Zylinderbohrung 2 des Zylinders 1 geführten Hubkolben 3.Im Kolbenboden 4 des Hubkolbens 3 ist eine Verbrennungsmulde 5 ausgebildet,welche einer besseren Verwirbelung der Verbrennungsgase dient. Kolbenboden 4 undZylinderbohrung 2 begrenzen gemeinsam den Verbrennungsraum 6.An den Hubkolben 3 ist eine Kolbenstange 4 mitihrem einen Ende in einem Hubkolben-Kolbenstangenlager 8 angelenkt. DieKolbenstange 4 ist ferner an ihrem anderen Ende an einemSchwenkhebel 9 angelenkt. Der Schwenkhebel 9 istzu diesem Zweck mit einem Schwenkhebel-Kolbenstangenlager 10 ausgerüstet. Der Schwenkhebel 9 istmit seinem anderen Ende, welches von dem mit der Kolbenstange 7 verbundenen Endeabgewandt ist, in einem Schwenkhebellager 11 drehbar gelagert.In 1 the arrangement cylinder crank mechanism of a self-igniting two-stroke internal combustion engine according to the present invention is shown. This includes a cylinder 1 with one in a cylinder bore 2 of the cylinder 1 guided reciprocating piston 3 , In the piston bottom 4 of the reciprocating piston 3 is a combustion chamber 5 formed, which serves a better turbulence of the combustion gases. piston crown 4 and cylinder bore 2 together limit the combustion chamber 6 , To the reciprocating piston 3 is a piston rod 4 with one end in a reciprocating piston rod bearing 8th hinged. The piston rod 4 is also at its other end to a pivot lever 9 hinged. The swivel lever 9 is for this purpose with a pivot lever piston rod bearing 10 equipped. The swivel lever 9 is with its other end, which of the one with the piston rod 7 facing away connected end, in a pivotal lever bearing 11 rotatably mounted.
    [0028] Imgeometrischen Schwerpunkt 12 des Schwenkhebels 9,durch welchen dessen zentrische Drehachse verläuft, ist das kleine Pleuelauge 13 einerPleuelstange 14 in einem bolzenförmigen Schwenkhebel-Pleuelstangenlager 15 drehbargelagert. Das Schwenkhebel-Pleuelstangenlager 15 ist imgeometrischen Schwerpunkt 12 des Schwenkhebels 9 undin der Mitte einer Verbindungsgeraden 16 zwischen dem Schwenkhebel-Kolbenstangenlager 10 unddem Schwenkhebellager 11 angeordnet, so dass an der Pleuelstange 14 eine "Hubuntersetzung" um den Faktor ½ der Hublänge derKolbenstange 7 realisiert ist. Die Pleuelstange 14 istzudem mit ihrem großenPleuelauge 17 um einen Pleuelzapfen 18 einer Kurbelwelle 19 drehbargelagert. Das großePleuelauge 17 wird durch den Pleuelfuß 20 und den daraufdurch ein Gewindebefestigungsmittel befestigten Pleuellagerdeckel 21 geformt.In the geometric center of gravity 12 of the pivot lever 9 , through which runs its central axis of rotation, is the small connecting rod eye 13 a connecting rod 14 in a bolt-shaped pivot lever connecting rod bearing 15 rotatably mounted. The pivot lever connecting rod bearing 15 is in the geometric center of gravity 12 of the pivot lever 9 and in the middle of a connecting line 16 between the pivot lever piston rod bearing 10 and the pivot lever bearing 11 arranged so that at the connecting rod 14 a "stroke reduction" by a factor of ½ of the stroke length of the piston rod 7 is realized. The connecting rod 14 is also with her big eye 17 around a conrod 18 a crankshaft 19 rotatably mounted. The big connecting rod eye 17 gets through the big end 20 and the connecting rod bearing cap attached thereto by a threaded fastener 21 shaped.
    [0029] DieKurbelwelle 19 ist mit ihren Hauptlagerzapfen 22 ineinem Kurbelwellengleitlager 24 des Kurbelwellengehäuses 23 drehbargelagert. Das Kurbelwellengehäuse 23 istseitlich am Zylinder 1 auf axialer Höhe der Zylinderbohrung 2 angeflanscht. DerPleuelzapfen 18 der Kurbelwelle 19 ist mit einer Kröpfung gegenüber demHauptlagerzapfen 22 der Kurbelwelle 19 in radialerRichtung versetzt. Der Hauptlagerzapfen 22 weist einenDurchmesser von ca. 85 mm auf, währendder Pleuelzapfen 18 einen Durchmesser von ca. 65 mm aufweist.Im gezeigten Ausführungsbeispielbeträgtdie Zapfenüberdeckung 25 ca.20 mm.The crankshaft 19 is with their main journal 22 in a crankshaft plain bearing 24 of the crankshaft housing 23 rotatably mounted. The crankshaft housing 23 is on the side of the cylinder 1 at the axial height of the cylinder bore 2 flanged. The connecting rod 18 the crankshaft 19 is with a crank against the main journal 22 the crankshaft 19 offset in the radial direction. The main journal 22 has a diameter of about 85 mm, while the crankpin 18 has a diameter of about 65 mm. In the illustrated embodiment, the pin cover is 25 about 20 mm.
    [0030] Umeine einwandfreie Funktion der Hebelanordnung des Kurbeltriebs sicherzustellensind die Drehachsen von Hubkolben-Kolbenstangenlager 8, Schwenkhebel-Kolbenstangenlager 10,Schwenkhebellager 11, Schwenkhebel-Pleuelstangenlager 15 zueinanderparallel gerichtet und zudem parallel zum Pleuelzapfen 18 undHauptlagerzapfen 22 der Kurbelwelle 19 gerichtet.To ensure proper operation of the lever assembly of the crank mechanism are the axes of rotation of reciprocating piston rod bearings 8th , Swivel lever piston rod bearing 10 , Swivel lever bearing 11 , Pivot lever connecting rod bearing 15 directed parallel to each other and also parallel to the connecting rod 18 and main journals 22 the crankshaft 19 directed.
    [0031] DasSchwenkhebellager 11 ist mit einem Exzenter 26 versehen,durch welchen das lagerseitige Ende des Schwenkhebels 9 relativzum Schwenkhebellager 11 verstellt werden kann. Der Exzenter 26 ist hierzuin einer im Querschnitt kreisförmigenAusnehmung 27 des Schwenkhebels 9 verstellbar.Die Verstellung des Exzenters 26 erfolgt mit einer geeignetenVerstelleinrichtung (nicht gezeigt). Im gezeigten Ausführungsbeispielbefindet sich der Exzenter 26 an einem der Kurbelwelle 19 zugewandten,oberen Abschnitt 28 des Innenumfangs der kreisförmigen Ausnehmung 27.Bei fixierter Kurbelwelle 19 wird der Schwenkhebel 9 beieiner Verstellung des Exzenters 26 um die Anlenkstelle 15 deskleinen Pleuelauges 13 der Pleuelstange 14 gedreht.Eine derartige Verdrehung des Schwenkhebels 9 bewirkt,dass die Eintauchtiefe des Hubkolben 3 in die Zylinderbohrung 2 desZylinders 1, das heißt,die Position des oberen Totpunkts des Hubkolbens 3 verändert wird.In der in 1 gezeigten Position des Exzenters 26 istdie Eintauchtiefe des Hubkolbens 3 in die Zylinderbohrung 2 minimal.Wird der Exzenter 26 zur Anlage gegen den, der Kurbelwelle 19 abgewandten,unteren Abschnitt 29 des Innenumfangs der kreisförmigen Ausnehmung 27 gebracht,so wird der Schwenkhebel 9 im gezeigten Ausführungsbeispielin maximaler Weise im Gegenuhrzeigersinn verdreht, so dass die Eintauchtiefedes Hubkolbens 3 in die Zylinderbohrung 2 maximalvergrößert wird.Das kleine Pleuelauge 13 der Pleuelstange 14 bleibtbei dieser Verdrehung des Schwenkhebels 9 mittels Verstellungdes Exzenters 26 raumfest, so dass die Änderung der Eintauchtiefe desHubkolbens 3 keine Auswirkung auf die Kröpfung derKurbelwelle 19 hat.The swivel lever bearing 11 is with an eccentric 26 provided by which the bearing-side end of the pivot lever 9 relative to the pivot lever bearing 11 can be adjusted. The eccentric 26 this is in a circular cross-section recess 27 of the pivot lever 9 adjustable. The adjustment of the eccentric 26 takes place with a suitable adjusting device (not shown). In the embodiment shown is the eccentric 26 on one of the crankshaft 19 facing, upper section 28 the inner circumference of the circular recess 27 , With fixed crankshaft 19 becomes the pivot lever 9 at an adjustment of the eccentric 26 around the articulation point 15 the small connecting eye 13 the connecting rod 14 turned. Such a rotation of the pivot lever 9 causes the immersion depth of the reciprocating piston 3 into the cylinder bore 2 of the cylinder 1 that is, the position of top dead center of the reciprocating piston 3 is changed. In the in 1 shown position of the eccentric 26 is the immersion depth of the reciprocating piston 3 into the cylinder bore 2 minimal. Will the eccentric 26 to the plant against the, the crankshaft 19 facing away, lower section 29 the inner circumference of the circular recess 27 brought, so the pivot lever 9 rotated in the illustrated embodiment in the maximum manner counterclockwise, so that the immersion depth of the reciprocating piston 3 into the cylinder bore 2 maximum is increased. The small connecting rod eye 13 the connecting rod 14 remains at this rotation of the pivot lever 9 by means of adjustment of the eccentric 26 spatially fixed, allowing the change of the immersion depth of the reciprocating piston 3 no effect on the crankshaft offset 19 Has.
    [0032] AmAußenumfangeiner Kurbelwange 30 der Kurbelwelle 19 ist fernerein Nocken 31 (in 1 in schematischerWeise vergrößert dargestellt)zur Steuerung eines Auslassventils ausgebildet. Der Nocken 31 hebthierzu mithilfe eines Rollenstößel 32 einenAuslassventil-Schwenkhebel 33 an, welcher an seinem einenEnde mit einem Auslassventil-Schwenkhebellager 34 ander Wand des Zylinders 1 angelenkt ist. An seinem anderenEnde ist der Auslassventil-Schwenkhebel 33 miteinem Ende einer Auslassventil-Stoßstange 35 verbunden.Das andere Ende der Auslassventil-Stoßstange 35 wirkt miteinem Hebelarm 36 eines Kipphebels 37 zusammen. DerKipphebel 37 ist mithilfe eines Kipphebel-Drehlagers 39 amZylinderkopf 38 angelenkt. Der andere Hebelarm 40 desKipphebels 37 drücktmit seiner Ventildruckfläche 41 aufden Ventilschaft 42 des Auslassventils, wodurch der mitdem Ventilschaft 42 verbundene Ventilteller 43 vonseinem Ventildichtsitz 44 abgehoben und der Auslasskanal 47 freigegeben wird. Bei Betätigungdes Auslassventils durch den Kipphebel 37 geht das Auslassventilin seine Öffnungsstellung über. Beinachlassendem Druck des Kipphebels 37 wird das Auslassventildurch eine zwischen einem Ventilfederteller 45 und demZylinderkopf 38 eingespannte Ventilfeder 46 inseine Schließstellunggedrückt.Das Ventilspiel des Auslassventils wird nockenseitig am Auslassventil-Schwenkhebel 33 hydraulischausgeglichen.On the outer circumference of a crank arm 30 the crankshaft 19 is also a cam 31 (in 1 shown enlarged in a schematic manner) designed to control an exhaust valve. The cam 31 lifts with the help of a roller tappet 32 an exhaust valve pivot lever 33 at which at its one end with an exhaust valve pivot lever bearing 34 on the wall of the cylinder 1 is articulated. At its other end is the exhaust valve pivot lever 33 with one end of an exhaust valve bumper 35 connected. The other end of the exhaust valve bumper 35 acts with a lever arm 36 a rocker arm 37 together. The rocker arm 37 is by means of a rocker arm pivot bearing 39 on the cylinder head 38 hinged. The other lever arm 40 of the rocker arm 37 presses with its valve pressure surface 41 on the valve stem 42 the exhaust valve, causing the valve stem 42 connected valve plates 43 from his valve seat 44 lifted off and the exhaust duct 47 is given freely. When the exhaust valve is actuated by the rocker arm 37 the exhaust valve goes over to its open position. With decreasing pressure of the rocker arm 37 the exhaust valve is replaced by a between a valve spring plate 45 and the cylinder head 38 clamped valve spring 46 pressed into its closed position. The valve clearance of the exhaust valve is on the cam side on the exhaust valve pivot lever 33 hydraulically balanced.
    [0033] AmAuslassventil ist eine Zylinderkopf-Einspritzdüse 48 zum Einspritzenvon Kraftstoff 49 in den Verbrennungsraum 6 desZylinders 1 in senkrechter Stellung mittig des Zylinderkopfs 38 angeordnet.Wie in 1 angedeutet ist, wird der Kraftstoff 49 derZylinderkopf-Einspritzdüse 48 ineinem relativ großenStrahlwinkel in den Brennraum 6 eingespritzt. Ein Einlassspülschlitz 50 dientdem Ladungswechsel in der Brennkammer 6. Zusätzlich zurZylinderkopf-Einspritzdüse 48 istim Einlassspülschlitz 50 eineEinlassspülschlitz-Einspritzdüse 51 zumEinspritzen von Kraftstoff 52 in die Brennkammer 6 angeordnet.Wie in 1 angedeutet ist, wird der Kraftstoff 52 derEinlassspülschlitz-Einspritzdüse 51 ineinem relativ kleinen Strahlwinkel in den Brennraum 6 eingespritzt.Die Einlassspülschlitz-Einspritzdüse 51 eignetsich insbesondere zum Betreiben der Brennkraftmaschine im HCCI-Verfahren,da die Gemischaufbereitungszeit kleiner ist als bei der Zylinderkopf-Einspritzdüse 48 unddie Wandung der Zylinderbohrung 2 kaum benetzt wird.At the exhaust valve is a cylinder head injector 48 for injecting fuel 49 in the combustion chamber 6 of the cylinder 1 in vertical position in the middle of the cylinder head 38 arranged. As in 1 indicated is the fuel 49 the cylinder head injector 48 in a relatively large jet angle into the combustion chamber 6 injected. An inlet rinse slot 50 serves the charge change in the combustion chamber 6 , In addition to the cylinder head injector 48 is in the inlet rinse slot 50 an inlet purge slot injector 51 for injecting fuel 52 into the combustion chamber 6 arranged. As in 1 indicated is the fuel 52 the inlet purge slot injector 51 in a relatively small jet angle into the combustion chamber 6 injected. The inlet purge slot injector 51 is particularly suitable for operating the internal combustion engine in the HCCI process, since the mixture preparation time is smaller than in the cylinder head injector 48 and the wall of the cylinder bore 2 is hardly wetted.
    11 Zylindercylinder 22 Zylinderbohrungbore 33 Hubkolbenreciprocating 44 Kolbenbodenpiston crown 55 Verbrennungsmuldecombustion bowl 66 Verbrennungsraumcombustion chamber 77 Kolbenstangepiston rod 88th Hubkolben-KolbenstangenlagerReciprocating piston rod bearings 99 Schwenkhebelpivoting lever 1010 Schwenkhebel-KolbenstangenlagerPivoting lever-rod bearing 1111 SchwenkhebellagerSwivel lever bearing 1212 geometrischerSchwerpunktgeometricmain emphasis 1313 kleinesPleuelaugesmallconnecting rod 1414 Pleuelstangeconnecting rod 1515 Schwenkhebel-PleuelstangenlagerPivoting lever-connecting rod bearings 1616 Verbindungsgeradeconnecting line 1717 großes Pleuelaugebig connecting rod eye 1818 Pleuelzapfenconnecting rod journals 1919 Kurbelwellecrankshaft 2020 PleuelfußConnecting rod 2121 Pleuellagerdeckelconnecting rod bearing 2222 HauptlagerzapfenMain bearing journal 2323 Kurbelwellengehäusecrankcase 2424 Kurbelwellengleitlagercrankshaft bearings 2525 ZapfenüberdeckungZapf coverage 2626 Exzentereccentric 2727 kreisförmige Ausnehmungcircular recess 2828 obererAbschnitt der kreisförmigenAusnehmungupperSection of the circularrecess 2929 untererAbschnitt der kreisförmigenAusnehmunglowerSection of the circularrecess 3030 Kurbelwangecrank web 3131 Nockencam 3232 Rollenstößelroller plunger 3333 Auslassventil-SchwenkhebelExhaust pivot lever 3434 Auslassventil-SchwenkhebellagerExhaust pivot lever bearing 3535 Auslassventil-StoßstangeExhaust bumper 3636 Hebelarmlever arm 3737 Kipphebelrocker arm 3838 Zylinderkopfcylinder head 3939 KipphebelllagerKipphebelllager 4040 Hebelarmlever arm 4141 VentildruckflächeValve pressure surface 4242 Ventilschaftvalve stem 4343 Ventiltellervalve disc 4444 VentildichtsitzValve seat 4545 VentilfedertellerValve spring retainer 4646 Ventilfedervalve spring 4747 Auslasskanalexhaust port 4848 Zylinderkopf-EinspritzdüseCylinder head injector 4949 Kraftstofffuel 5050 EinlassspülschlitzEinlassspülschlitz 5050 Einlassspülschlitz-EinspritzdüseEinlassspülschlitz injector 5252 Kraftstofffuel
    权利要求:
    Claims (22)
    [1]
    Zweitakt-Brennkraftmaschine insbesondere selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschinemit wenigstens einem Zylinder (1) mit zugehörigem Kurbeltrieb,welcher Kurbeltrieb einen Hubkolben (3), eine Kurbelwelle(19), sowie einen Hebelmechanismus zur Übertragung der Kräfte desHubkolbens auf die Kurbelwelle umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass,bei einem vorgegebenen Hub-Bohrungsverhältnis die Kurbelwelle wenigstensteilweise auf axialer Höheder Zylinderbohrung (2) angeordnet ist.Two-stroke internal combustion engine, in particular self-igniting two-stroke internal combustion engine with at least one cylinder ( 1 ) with associated crank drive, which crank drive a reciprocating piston ( 3 ), a crankshaft ( 19 ), and a lever mechanism for transmitting the forces of the reciprocating piston to the crankshaft, characterized in that, at a given stroke-bore ratio, the crankshaft at least partially at the axial height of the cylinder bore ( 2 ) is arranged.
    [2]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Hub-Bohrungsverhältniseinen Wert im Bereich von wenigstens 2 aufweist.Internal combustion engine according to claim 1, characterizedthat the stroke-bore ratiohas a value in the range of at least 2.
    [3]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Hub-Bohrungsverhältniseinen Wert im Bereich von 2 bis 3 oder 2 bis 2,5 aufweist.Internal combustion engine according to claim 1, since characterized in that the stroke-bore ratio has a value in the range of 2 to 3 or 2 to 2.5.
    [4]
    Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehendenAnsprüche,bei welcher der Hebelmechanismus des Kurbeltriebs eine Kolbenstange(7), einen Schwenkhebel (9) und eine Pleuelstange(14) umfasst.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, in which the lever mechanism of the crank mechanism comprises a piston rod ( 7 ), a pivoting lever ( 9 ) and a connecting rod ( 14 ).
    [5]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Kolbenstange mit ihrem einen Ende am Hubkolben (3)in einem Hubkolben-Kolbenstangenlager(8) drehbar gelagert ist und mit ihrem anderen Ende aneinem Ende des Schwenkhebels (9) in einem Schwenkhebel-Kolbenstangenlager(10) drehbar gelagert ist.Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the piston rod with its one end on the reciprocating piston ( 3 ) in a reciprocating piston rod bearing ( 8th ) is rotatably mounted and with its other end at one end of the pivot lever ( 9 ) in a pivot lever piston rod bearing ( 10 ) is rotatably mounted.
    [6]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurchgekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (9) an seinem anderenEnde in einem Schwenkhebellager (11) drehbar gelagert ist.Internal combustion engine according to claim 4 and / or 5, characterized in that the pivot lever ( 9 ) at its other end in a pivotal lever bearing ( 11 ) is rotatably mounted.
    [7]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 und/oder 5 und/oder6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelstange (14) mitihrem kleinen Pleuelauge (13) am Schwenkhebel (9)zwischen dem Hubkolben-Kolbenstangenlager (8) und dem Schwenkhebellager(11) in einem Schwenkhebel-Pleuelstangenlager (15) drehbargelagert ist und mit ihrem großenPleuelauge (17) an einem Pleuelzapfen (18) der Kurbelwelle(19) drehbar gelagert ist.Internal combustion engine according to claim 4 and / or 5 and / or 6, characterized in that the connecting rod ( 14 ) with her small connecting rod eye ( 13 ) on the pivot lever ( 9 ) between the reciprocating piston rod bearing ( 8th ) and the pivot lever bearing ( 11 ) in a pivot lever connecting rod bearing ( 15 ) is rotatably mounted and with its large connecting rod eye ( 17 ) on a connecting rod ( 18 ) of the crankshaft ( 19 ) is rotatably mounted.
    [8]
    Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkhebel-Pleuelstangenlager (15) imwesentlichen im geometrischen Schwerpunkt (12) des Schwenkhebels(9) angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of claims 4 to 7, characterized in that the pivot lever connecting rod bearing ( 15 ) essentially in the geometric center of gravity ( 12 ) of the pivoting lever ( 9 ) is arranged.
    [9]
    Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkhebel-Kolbenstangenlager(10), das Schwenkhebel-Pleuelstangenlager (15)und das Schwenkhebellager (11) im wesentlichen auf einer Verbindungsgeraden(16) liegen.Internal combustion engine according to one of claims 4 to 8, characterized in that the pivot lever piston rod bearing ( 10 ), the pivot lever connecting rod bearing ( 15 ) and the pivot lever bearing ( 11 ) substantially on a connecting line ( 16 ) lie.
    [10]
    Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (9) inseinem Schwenkhebellager (11) mithilfe eines in einer Exzenterführung desSchwenkhebels bewegbaren Exzenters (26) gelagert ist.Internal combustion engine according to one of claims 4 to 9, characterized in that the pivot lever ( 9 ) in its pivot lever bearing ( 11 ) by means of a cam in an eccentric of the pivot lever movable eccentric ( 26 ) is stored.
    [11]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass die Exzenterführungin Form einer im Querschnitt kreisförmigen Ausnehmung (27)des Schwenkhebels ausgebildet ist.Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the eccentric guide in the form of a circular cross-section recess ( 27 ) is formed of the pivot lever.
    [12]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 und/oder 11,dadurch gekennzeichnet, dass die im Querschnitt kreisförmige Ausnehmung(27) des Schwenkhebels (9) eine sich aus der Verlängerung einerVerbindungsgeraden (16) zwischen dem Schwenkhebel-Kolbenstangenlager(10) und dem Schwenkhebel-Pleuelstangenlager (15)ergebende Nullstellung des Exzenters (26) in symmetrischer Weiseumgibt.Internal combustion engine according to claim 10 and / or 11, characterized in that the circular cross-section recess ( 27 ) of the pivoting lever ( 9 ) one from the extension of a connecting line ( 16 ) between the pivot lever piston rod bearing ( 10 ) and the pivot lever connecting rod bearing ( 15 ) resulting zero position of the eccentric ( 26 ) surrounds in a symmetrical manner.
    [13]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 und/oder 11und/oder 12, gekennzeichnet, durch eine Verstelleinrichtung zurVerstellung des Exzenters innerhalb der Exzenterführung.Internal combustion engine according to claim 10 and / or 11and / or 12, characterized by an adjusting device forAdjustment of the eccentric within the eccentric guide.
    [14]
    Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis13, welche geeignet ist, ein Verdichtungsverhältnis ε im Bereich von 11 bis 18 zurealisieren.Internal combustion engine according to one of claims 7 to13, which is suitable for a compression ratio ε in the range of 11 to 18realize.
    [15]
    Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis13, welche geeignet ist, ein Verdichtungsverhältnis ε im Bereich von 11 bis 13 zurealisieren.Internal combustion engine according to one of claims 7 to13, which is suitable to a compression ratio ε in the range of 11 to 13 torealize.
    [16]
    Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kurbelwange (30)der Kurbelwelle (19) mit wenigstens einem Nocken (31)zur Betätigungeines nockengesteuerten Elements ausgestattet ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one crank arm ( 30 ) of the crankshaft ( 19 ) with at least one cam ( 31 ) is equipped to operate a cam-controlled element.
    [17]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass das nockengesteuerte Element ein Auslassventil (42–46)ist.Internal combustion engine according to claim 16, characterized in that the cam-controlled element is an exhaust valve ( 42 - 46 ).
    [18]
    Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass das nockengesteuerte Element eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungist.Internal combustion engine according to claim 16, characterizedin that the cam-controlled element is a fuel injection deviceis.
    [19]
    Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehendenAnsprüche,bei welcher Zylinderblock und Zylinderkopf einstückig ausgeführt sind.Internal combustion engine according to one of the precedingClaims,in which cylinder block and cylinder head are made in one piece.
    [20]
    Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehendenAnsprüche,welche geeignet ist, im HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition)-Verfahrenbetrieben zu werden.Internal combustion engine according to one of the precedingClaims,which is suitable in the HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) methodto be operated.
    [21]
    Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehendenAnsprüche,gekennzeichnet durch wenigstens eine zusätzliche Einspritzdüse (51)in einem Einlassspülschlitz(50).Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized by at least one additional injection nozzle ( 51 ) in an inlet rinse slot ( 50 ).
    [22]
    Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug,welches mit einer antreibenden Brennkraftmaschine nach einem dervorhergehenden Ansprücheausgerüstetist.Motor vehicle, in particular passenger car,which with a driving internal combustion engine after one of theprevious claimsequippedis.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004003910B4|2009-04-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    2005-08-25| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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    DE102004003910A|DE102004003910B4|2004-01-27|2004-01-27|Self-igniting two-stroke internal combustion engine with a large stroke-bore ratio|DE102004003910A| DE102004003910B4|2004-01-27|2004-01-27|Self-igniting two-stroke internal combustion engine with a large stroke-bore ratio|
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