Genaue Beschreibung der Erfindung
Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schmiersystem für einen
Kolbenverdichter einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, und insbesondere
auf ein Schmiersystem für einen Kolbenverdichter einer aufgeladenen
Brennkraftmaschine, der versehen ist mit einem Pumpenzylinderkörper,
Pumpenkolben, die in eine Zylinderbohrung des Pumpenzylinderkörpers an
beiden Enden der Zylinderbohrung eingesetzt sind, um erste und zweite
Pumpenkammern zu definieren, die mit einem Aufladeanschluß einer
Maschine in Verbindung stehen, und einem Antriebsmittel, das in einer
Arbeitskammer angeordnet ist, die in einem zentralen Abschnitt des
Pumpenkolbens ausgebildet ist, um den Pumpenkolben unter Verwendung einer
Antriebswelle der Maschine zu einer Hubbewegung zu veranlassen.
Stand der Technik
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Bisher war für ein Schmiersystem für einen Verdichter einer aufgeladenen
Brennkraftmaschine bekannt, einen Verdichterschmierölpfad von einem
Druckölpfad zwischen einer Ölpumpe und einem Schmierabschnitt innerhalb
eines Maschinenschmierölpfades, der sequenziell mit der Ölpumpe, dem
Schmierabschnitt und der Ölwanne einer Maschine in Verbindung steht,
abzuzweigen, den Verdichterschmierölpfad auf einer Gleitoberfläche des
Verdichters zu öffnen, und Maschinenschmieröl dem Verdichter zuzuführen
unter Verwendung des Förderdrucks der Ölpumpe (wie z. B. in der
japani
schen Patentveröffentlichung Nr. Sho. 56-10451).
Von der Erfindung zu lösende Probleme
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Herkömmlicherweise wurde die Kapazität der Maschinenölpumpe
hauptsächlich in Abhängigkeit von den verschiedenen zu schmierenden
Maschinenteilen bestimmt, was bedeutet, daß dann, wenn das Maschinenschmieröl unter
Verwendung dieser Ölpumpe dem Verdichter zugeführt wird, wie es
herkömmlicherweise der Fall war, die Förderkapazität der Pumpe durch die
Betriebsbedingungen des Verdichters bestimmt wurde, wobei es schwierig
war, eine feine Regelung auszuführen.
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Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um die obenbeschriebenen
Probleme zu lösen, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, ein
Schmiersystem für einen Verdichter einer aufgeladenen Brennkraftmaschine zu
schaffen, bei dem der Verdichter entsprechend seinen Betriebsbedingungen
genau geschmiert wird, selbst wenn das Maschinenschmieröl verwendet
wird.
Mittel zum Lösen der Probleme
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Um die obige Aufgabe zu lösen, ist ein erster Aspekt der vorliegenden
Erfindung auf ein Schmiersystem für einen Kolbenverdichter einer
aufgeladenen Brennkraftmaschine gerichtet, das umfaßt: einen
Pumpenzylinderkörper, Pumpenkolben, die in eine Zylinderbohrung des Pumpenzylinderkörpers
an beiden Enden der Zylinderbohrung eingesetzt sind, um erste und zweite
Pumpenkammern zu definieren, die mit einem Aufladeanschluß einer
Maschine in Verbindung stehen, und ein Antriebsmittel, das in einer
Arbeitskammer angeordnet ist, die in einem zentralen Abschnitt des
Pumpenkolbens ausgebildet ist, um den Pumpenkolben unter Verwendung einer
Antriebswelle der Maschine zu einer Hubbewegung zu veranlassen, wobei
ein Verdichterschmierölpfad von einem Maschinenschmierölpfad abzweigt
und sequentiell mit einer Ölpumpe, einem Schmierabschnitt und einer
Ölwanne der Maschine verbunden ist, wobei ein stromabwärts angeordnetes
Ende dieses Verdichterschmierölpfades sich an einer Innenoberfläche des
Pumpenzylinderkörpers in einen Abschnitt öffnet, der mit der Arbeitskammer
in Verbindung steht, und wobei eine zweite Pumpe mit einer kleineren
Kapazität als die Ölpumpe zum Zuführen von etwas Schmieröl, das im
Maschinenschmierölpfad fließt, zur Seite des Pumpenzylinderkörpers, in den
Verdichterschmierölpfad eingesetzt ist.
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Gemäß diesem ersten Aspekt ergibt sich durch Steuern/Regeln der zweiten
Ölpumpe keine Auswirkung auf den Betrieb der Maschinenölpumpe, wobei
eine geeignete Menge an Schmieröl aus dem Maschinenschmierölpfad in
Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Kolbenverdichters
entnommen und dem Verdichter zugeführt werden kann. Ebenso wie die
Schmierung der Kolbengleitflächen des Pumpenzylinderkörpers und des
Pumpenkolbens kann das dem Verdichter zugeführte Schmieröl verschiedene Teile
des Antriebsmittels selbst während des Betriebes mittels Durchdringung
schmieren.
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Zusätzlich zum obenbeschriebenen Aspekt umfaßt ferner ein zweiter Aspekt
der vorliegenden Erfindung eine ringförmige Nut, die der Arbeitskammer
zugewandt ist und auf einer Innenoberfläche des Pumpenzylinderkörpers
ausgebildet ist, wobei sich das stromabseitige Ende dieses
Verdichterschmierölpfades in diese ringförmige Nut öffnet.
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Gemäß dem zweiten Aspekt wird eine Ölpumpe zwischen der ringförmigen
Nut und den Außenoberflächen des Pumpenkolbens ausgebildet und es wird
Schmieröl zurückgehalten, was bedeutet, daß die Schmierung der
Kolbengleitflächen des Pumpenzylinderkörpers und des Pumpenkolbens effektiv
ausgeführt werden kann.
Wirkungen der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Schmiersystem für einen Kolbenverdichter einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
geschaffen, das umfaßt: einen Pumpenzylinderkörper, Pumpenkolben, die in
eine Zylinderbohrung des Pumpenzylinderkörpers an beiden Enden der
Zylinderbohrung eingesetzt sind, um erste und zweite Pumpenkammern zu
definieren, die mit einem Aufladeanschluß einer Maschine in Verbindung
stehen, und ein Antriebsmittel, das in einer Arbeitskammer angeordnet ist,
die in einem zentralen Abschnitt des Pumpenkolbens ausgebildet ist, um den
Pumpenkolben unter Verwendung einer Antriebswelle der Maschine zu einer
Hubbewegung zu veranlassen, wobei ein Verdichterschmierölpfad von einem
Maschinenschmierölpfad abzweigt und sequentiell mit einer Ölpumpe, einem
Schmierabschnitt und einer Ölwanne der Maschine verbunden ist, wobei ein
stromabwärts angeordnetes Ende dieses Verdichterschmierölpfades sich an
einer Innenoberfläche des Pumpenzylinderkörpers in einen Abschnitt öffnet,
der mit der Arbeitskammer in Verbindung steht, und wobei eine zweite
Pumpe mit einer kleineren Kapazität als die Ölpumpe zum Zuführen von
etwas Schmieröl, das im Maschinenschmierölpfad fließt, zur Seite des
Pumpenzylinderkörpers, in den Verdichterschmierölpfad eingesetzt ist. Dies
bedeutet, daß durch Steuern/Regeln der zweiten Ölpumpe keine Auswirkung
auf den Betrieb der Maschinenölpumpe bestehen, wobei eine geeignete
Menge an Schmieröl aus dem Maschinenschmierölpfad in Abhängigkeit von
den Betriebsbedingungen des Kolbenverdichters entnommen und dem
Verdichter zugeführt wird, wodurch es möglich wird, die Kolbengleitflächen
des Pumpenzylinderkörpers und des Pumpenkolbens zu schmieren und dem
Antriebsmittel für die Antriebskammer eine geeignete Menge an Schmieröl
zuzuführen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine
ringförmige Nut vorgesehen, die der Arbeitskammer zugewandt ist und auf einer
Innenoberfläche des Pumpenzylinderkörpers ausgebildet ist, wobei sich das
stromabseitige Ende dieses Verdichterschmierölpfades in diese ringförmige
Nut öffnet. Dies bedeutet, daß eine Ölpumpe in der ringförmigen Nut
zwischen den Außenoberflächen des Pumpenkolbens ausgebildet wird, wobei in
diesem Ölsumpf Schmieröl gehalten wird, so daß es möglich ist, die
Kolbengleitflächen des Pumpenzylinderkörpers und des Pumpenkolbens effektiv zu
schmieren.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer aufgeladenen
Brennkraftmaschine, für die Verwendung in einem Motorrad, gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1.
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Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 1.
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Fig. 4 ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht des
Kolbenverdichters in Fig. 1.
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Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 5-5 in Fig. 4.
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Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 4.
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Fig. 7 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils 7 in Fig. 4.
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Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die zerlegten wesentlichen Teile des
obenbeschriebenen Verdichters.
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Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht der zerlegten wesentlichen Teile des
obenbeschriebenen Verdichters.
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Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Betriebsöffnung- und Schließzeiten des
Einlaßventils, des Auslaßventils und des Aufladeventils der
obenbeschriebenen Brennkraftmaschine und den Betriebszeitablauf des Pumpenkolbens des
obenbeschriebenen Verdichters zeigt.
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Fig. 11 ist ein Diagramm, das Veränderungen des Rotationswinkels eines
Pumpenkolbenseitennadellagers im obenbeschriebenen Verdichter zeigt.
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Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht einer Kolbenpumpe zum Zuführen von
Schmieröl zum Verdichter.
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Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 13-13 in Fig. 12.
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Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht, die ein modifiziertes Beispiel des
Antriebsabschnitts der Kolbenpumpe zeigt.
Ausführungsformen der Erfindung
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Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung auf der Grundlage
von praktischen Beispielen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen
gezeigt sind.
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In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet das Bezugszeichen E eine aufgeladene
Brennkraftmaschine, die in einem Motorrad als Antriebsquelle montiert ist.
Ein Maschinenkörper 1 dieser Brennkraftmaschine E umfaßt einen
Zylinderkopf 1b, der auf eine obere Oberfläche eines Zylinderblocks 1a geschraubt
ist, wobei eine Brennkammer 3, die einem Kopf eines in einer
Zylinderbohrung 8 des Zylinderblocks 1a enthaltenen Kolbens 2 zugewandt ist, sowie
einen Einlaßanschluß 4, einen Auslaßanschluß 5 und einen Aufladeanschluß
6, die sich jeweils in die Brennkammer 3 öffnen und in diesem Zylinderkopf
1b ausgebildet sind. Die Durchmesser dieser Anschlüsse sind so festgelegt,
daß der Einlaßanschluß 4 der größte ist, der Aufladeanschluß der
nächstgrößte ist und der Auslaßanschluß der kleinste ist.
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Die inneren Enden des Einlaßanschlusses 4 und des Auslaßanschlusses 5
sind längs einer geraden Linie X senkrecht zur Achse Y der Zylinderbohrung
8 angeordnet und auf jeder Seite der Achse Y aufgereiht. Ferner dringt das
Innere des Aufladeanschlusses 6 teilweise zwischen die Innenseiten des
Einlaßanschlusses 4 und des Auslaßanschlusses 5 ein.
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Der Einlaßanschluß 4 und der Auslaßanschluß 5 stehen mit einem
Einlaßkrümmer und einem Auslaßkrümmer (keiner von diesen ist in den
Zeichnungen gezeigt) in Verbindung, wie bei einer normalen Brennkraftmaschine,
jedoch steht der Aufladeanschluß 6 mit einer Aufladeleitung 57 eines
Kolbenverdichters C in Verbindung, der angrenzend an einem äußeren Ende
eines Aufladenockens 11c angeordnet ist. Ein Einlaßventil 71, ein
Auslaßventil 7e und ein Aufladeventil 7c öffnen und schließen jeweils die Innenseiten
des Einlaßanschlusses 4, des Auslaßanschlusses 5 und des
Aufladeanschlusses 6, wobei eine Zündkerze 10 zum Zünden des Kraftstoff/Luft-
Gemisches, das in die Brennkammer 3 geleitet worden ist, und eine einzelne
Ventiltriebnockenwelle 11 zum Öffnen und Schließen der drei Ventile 71, 7e
und 7c am Zylinderkopf 1b angebracht sind,
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Eine Elektrode 10a der Zündkerze 10 ist so angeordnet, daß sie zwischen
die Innenseiten des Einlaßanschlusses 4 und des Auslaßanschlusses 5 an
der der Innenseite des Aufladeanschlusses 6 gegenüberliegenden Seite ragt.
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Ferner ist die Ventiltriebnockenwelle 11 längs der Geraden X angeordnet,
wobei das Einlaßventil 71 und das Auslaßventil 7e auf beiden Seiten der
Achse Y angeordnet sind und so ausgerichtet sind, daß sie längs der Gerade
X eine V-Form ausbilden. Diese ermöglicht, die Aufladenockenwelle 11c
zwischen dem Einlaßventil 71 und dem Auslaßventil 7e anzuordnen, wodurch
eine Reduktion der Größe der Maschine E ermöglicht wird. Das Aufladeventil
7c ist parallel zur Achse Y angeordnet. Ventilfedern 12i, 12e und 12c sind
jeweils an den jeweiligen Ventilen 71, 7e und 7c angebracht, um eine Kraft in
Richtung zum Schließen derselben auszuüben.
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Die Ventiltriebnockenwelle 11 ist auf dem Zylinderkopf 1b über ein Paar
linker und rechter Kugellager 15 und 16 unterstützt. Ein abgeschrägter
Einlaßnocken 11i und ein abgeschrägter Auslaßnocken 11e, die direkt mit
dem jeweiligen Ventilkopf des Einlaßventils 71 und des Auslaßventils 7e in
Eingriff sind, sind zwischen den zwei Lagern 15 und 16 angeordnet, wobei
eine Aufladenockenwelle 11c, die mit dem Ventilkopf des Aufladeventils 7c
über einen Kipphebel 19 in Eingriff ist, der axial auf dem Zylinderkopf 1b
unterstützt ist, zwischen den Nocken 11i und 11e, die auf der
Ventiltriebnockenwelle 11 ausgebildet sind, angeordnet.
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Das Innere des Einlaßanschlusses 4 und des Auslaßanschlusses 5 ist
jeweils ebenfalls so angeordnet, daß es vollständig der Zylinderbohrung 8
zugewandt sind, wobei das Innere des Aufladeanschlusses 6 so angeordnet
ist, daß ein Teil desselben zur Außenseite der Zylinderbohrung 8 ragt. Mit
anderen Worten, ein Teil der Brennkammer 3 wird veranlaßt, aus der
Zylinderbohrung 8 zu ragen, wobei das Aufladeventil 7c so angeordnet ist,
daß ein Teil des Aufladeanschlusses 6 am vorstehenden Teil der
Brennkammer 3 ausgehöhlt ist. Begleitend hierzu ragt auch ein Teil des
Aufladeventils 7c aus der Zylinderbohrung 8, wobei ein Spalt g, der etwas größer ist
als der Öffn169
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ungs- und Schließhub des Aufladeventils 7c, zwischen dem
vorstehenden Teil und einer oberen Oberfläche des Zylinderblocks 1a
vorgesehen ist. Der Öffnungs- und Schließhub des Aufladeventils 7c ist viel
kleiner als der Öffnungs- und Schließhub des Einlaßventils 71 und des
Auslaßventils 7e.
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Ein erster Quetschbereich 13 der Brennkammer 3 ist zwischen dem
Aufladeventil 7c und einer Seite einer Kopfoberfläche des Kolbens 2 definiert und
läuft an der Obergrenze des Weges des Kolbens 2 flach aus, während ein
zweiter Quetschbereich 14 der Brennkammer 3 zwischen der anderen Seite
der Kopfoberfläche des Kolbens 2 definiert ist und ebenfalls an der
Obergrenze des Weges des Kolbens 2 flach ausläuft.
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Die Brennkammer 3 des Zylinderkopfes 1b hat einen tiefsten Abschnitt 3a,
der ausgehend von der Achse Y zur Seite der Zündkerze 10 versetzt ist, und
einen konkaven Abschnitt 2a, der entsprechend diesen tiefsten Abschnitt 3a
in der Kopfoberfläche des Kolbens 2 ausgebildet ist.
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Ein Antriebsritzel 18, das von einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle angetrieben
wird, die mit dem Kolben 2 über eine Kette 17 verbunden ist, ist an einem
Ende der Ventiltriebnockenwelle 11 befestigt, die aus dem linken Lager 15
hervorsteht.
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Wenn ferner die Ventiltriebnockenwelle 11 von der Kurbelwelle über die
Kette 17 angetrieben wird, öffnen und schließen sich die Einlaß-, Auslaß-
und Aufladeventile 71, 7e und 7c jeweils zu den in Fig. 10 gezeigten
Zeitpunkten durch die Kooperation der Ventile 11i, 11e und 11c für den Einlaß, den
Auslaß und das Aufladen, sowie der Ventilfedern 12, 13 und 14.
Dementsprechend ist übergreifend vom Einlaßhub zum Kompressionshub das
Aufladeventil 7c nur für die feste Zeitperiode vom Zeitpunkt unmittelbar vor
dem Schließen des Einlaßventils 71 bis nach dem Schließen des Ventils
geöffnet. Während dieser Ventilöffnungszeit, nämlich ausgehend von einem
Zeitpunkt nach dem Einlaßhub bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der
Kompressionshub begonnen hat, wird Hochdruckluft vom Verdichter C aus dem
Aufladeanschluß 6 in die Brennkammer 3 geladen. Als Ergebnis wird die
Ladeeffizienz erhöht, und es ist möglich, daß die Brennkraftmaschine E eine
hohe Ausgangsleistung aufweist.
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Genauer ist ein Teil des Inneren des Aufladeanschlusses 6 aus der
Zylinderbohrung 8 vorstehend angeordnet, wodurch es möglich wird, den
Durchmesser des Aufladeanschlusses 6 ausreichend zu vergrößern, wobei eine
ausreichende Aufladung erhalten wird, ohne den Gesamtdurchmesser des
Einlaßanschlusses 4 und des Auslaßanschlusses 5 vollständig zu opfern,
und wobei es möglich ist, die Ladeeffizienz effektiv zu erhöhen. Da ferner
keine Notwendigkeit besteht, den Durchmesser der Zylinderbohrung 8
speziell zu erhöhen, kann kaum ein Klopfen auftreten. In diesem Fall ragt
auch ein Teil des Aufladeventils 7c zum Öffnen und Schließen des Inneren
des Aufladeanschlusses 6 aus der Zylinderbohrung 8 und liegt der oberen
Oberfläche des Zylinderblocks 1a gegenüber, wobei der Spalt g, der etwas
größer ist als der Öffnungs- und Schließhub des Aufladeventils 7c, zwischen
diesen gegenüberliegenden Oberflächen vorgesehen ist. Dies bedeutet, daß
das Aufladeventil 7c geöffnet und geschlossen werden kann, ohne mit dem
Zylinderblock 1a zu überlappen. Da ferner der Öffnungs- und Schließhub des
Aufladeventils 7c viel kleiner ist als derjenige des Einlaßventils 71 und des
Auslaßventils 7e, ist eine Reduktion des Kompressionsverhältnisses, die die
Ausbildung des Spalts g begleitet, vergleichsweise klein.
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Die Inneren Enden des Einlaßanschlusses 4 und des Auslaßanschlusses 5,
die sich in die Brennkammer 3 öffnen, sind längs einer Geraden X senkrecht
zur Achse Y der Zylinderbohrung 8 auf beiden Seiten der Achse Y
angeordnet, wobei das innere Ende des Aufladeanschlusses 6 so angeordnet ist, daß
es teilweise zwischen die inneren Enden des Einlaßanschlusses 4 und des
Auslaßanschlusses 5 ragt. Somit wird ein Teil des inneren Endes des
Aufladeanschlusses 6 veranlaßt, aus der Zylinderbohrung 8 hervorzustehen,
wobei es möglich ist, den Durchmesser ausreichend zu erhöhen, ohne daß
sich die jeweiligen Anschlüsse 4, 5 und 6 gegenseitig überlappen, wobei
weitere Verbesserungen der Ladeeffizienz und der Ausstoßeffizienz erhalten
werden können.
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Andererseits ist die Elektrode 10a der Zündkerze 10 vorstehend zwischen
die inneren Enden des Einlaßanschlusses 4 und des Auslaßanschlusses 5
an der dem Aufladeanschluß 6 gegenüberliegenden Seite angeordnet, was
bedeutet, daß die Elektrode 10a sich dem Zentralabschnitt der Brennkammer
3 nähern kann, ohne den Einlaßanschluß 4, den Auslaßanschluß 5 und den
Aufladeanschluß 6 zu behindern, mit dem Ergebnis, daß die
Ausbreitungszeit, die eine zum Zündzeitpunkt auftretende Flamme benötigt, um alle
Ränder der Brennkammer zu erreichen, erheblich verkürzt wird, was zu einer
Verhinderung des Klopfens beitragen kann.
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Unter Verwendung des Aufladeventils 7c ist ein größerer erster
Quetschbereich 13 der Brennkammer 3 zwischen dem Aufladeventil 6 und einer Seite
der Kopfoberfläche des Kolbens 2 definiert, während ein zweiter
Quetschbereich 14 der Brennkammer 3 zwischen dem Zylinderkopf 1b und der
Außenseite der Kopfoberfläche des Kolbens 2 definiert ist. Dies bedeutet, daß in
der Zeitperiode nach dem Kompressionshub das Gemisch in der
Brennkammer 3 durch die ersten und zweiten Quetschbereiche 13 und 14 stark
komprimiert wird und schnell zur Seite des tiefsten Abschnitts 3a der
Brennkammer 3 gedrückt wird, mit dem Ergebnis, daß das Gemisch in der
Brennkammer 3 gut verwirbelt wird, wobei zum Zündzeitpunkt die
Flammenausbreitungszeit verbessert wird, was zum Verhindern eines Klopfens und einer
schwachen Verbrennung beiträgt.
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Der tiefste Abschnitt 3a der Brennkammer 3 ist von der Achse Y der
Zylinderbohrung 8 zur Seite der Zündkerze 10 versetzt angeordnet, wobei der
konkave Abschnitt 2a in der Kopfoberfläche des Kolbens 2 entsprechend
dem tiefsten Abschnitt 3a ausgebildet ist, was bedeutet, daß es zum
Zündzeitpunkt einfach ist, eine Flamme im tiefsten Abschnitt 3a und im hohlen
Abschnitt 2a zu erzeugen, wobei sich diese Flamme vom tiefsten Abschnitt
3a und vom hohlen Abschnitt 2a gleichmäßig zu den Ecken einschließlich
der ersten und zweiten Quetschbereiche 13 und 14 ausbreitet, wobei es
möglich ist, einen günstigen Verbrennungszustand des Gemisches zu
erreichen.
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Es folgt eine Beschreibung eines Kolbenverdichters C unter Verwendung der
Fig. 4 bis 7.
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Ein Kolbenverdichter C umfaßt einen Pumpenzylinderkörper 20 mit
Lageransätzen 21 und 22, die über beide linke und rechte Außenseitenoberflächen
hervorstehen, einen Pumpenkolben 25, der gleitend in eine Zylinderbohrung
24 des Pumpenzylinderkörpers 20 eingesetzt ist, und eine Pumpenkurbelwel-
le 26 zum Antreiben dieses Pumpenkolbens 25. Der Pumpenzylinderkörper
20 ist mit dem linken Lageransatz 21 in eine Befestigungsbohrung 27 auf der
rechten Seitenwand des Zylinderkopfes 1b eingesetzt und mit Bolzen 28
befestigt (siehe Fig. 7).
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Der Pumpenkolben 25 ist nicht mit Kolbenringen versehen, sondern gleitet
direkt innerhalb der Zylinderbohrung 24 des Pumpenzylinderkörpers 20,
wobei auf die Gleitoberflächen des Pumpenkolbens 25 und der
Zylinderbohrung 24 Schmierfett aufgetragen ist.
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Es sind Lagerbohrungen 22a und 23a vorgesehen, die so weit reichen wie
die innere Oberfläche des Pumpenzylinderkörpers 20 in den Lageransätzen
21 und 22, wobei eine Pumpenkurbelwelle 26 durch Kugellager 29 und 30
unterstützt ist, die in diese Lagerbohrungen 21a und 22a eingesetzt sind, und
wobei ein Ende der Pumpenkurbelwelle 26 mit der Ventiltriebnockenwelle 11
über Keilnuten 31 verbunden ist. Eine Öldichtung 32 für die Abdichtung um
die Außenkante der Pumpenkurbelwelle 20 außerhalb des Lagers 29 ist in
die linke Lagerbohrung 21a eingesetzt. Diese Öldichtung 32 ist als
Hochdrucktyp bis zu dem Ausmaß konstruiert, daß sie dem Ventilöffnungsdruck
eines Entlastungsventils 75 stand halten kann, das später beschrieben wird.
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Ein Dichtungsstopfen 32 neben der Außenoberfläche des Lagers 30 ist in die
Lagerbohrung 22a eingesetzt, wobei eine Kappe 34 zum Abdecken dieses
Dichtungsstopfens 33 auf die Außenkante des Lageransatzes 22 geschraubt
ist.
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Die zwei Enden der Zylinderbohrung 24 des Pumpenzylinderkörpers 20 sind
durch erste und zweite Pumpenzylinderköpfe 23&sub1; und 23&sub2; verschlossen, die
ein Paar bilden, wobei erste und zweite Kolbenköpfe 25&sub1; und 25&sub2; erste und
zweite Pumpenkammern 36&sub1; und 36&sub2; zwischen diesen
Pumpenzylinderköpfen 23&sub1; und 23&sub2; definieren und auf beiden Seiten des Pumpenkolbens 25
ausgebildet sind.
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Eine kreisförmige Arbeitskammer 37, die zwischen die zwei Kolbenkopfe 25&sub1;
und 25&sub2; dringt und zu der Seite des zweiten Kolbenkopfes 25&sub1; verschoben
ist, und ein Kolbenbolzenloch 38, das durch den ersten Kolbenkopf 25&sub1; in
seitlicher Richtung verläuft, um den Kolbenbolzen 39 zu unterstützen, sind im
Pumpenkolben 25 ausgebildet, wobei ein Kurbelbolzen 26a der
Pumpenkurbelwelle 26 und eine Pleuelstange 40 zum Verbinden dieses Kurbelbolzens
26a mit dem Kolbenbolzen 39 in der Arbeitskammer 37 aufgenommen sind.
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Die Pleuelstange 40 weist eine erste Lagerbohrung 40a in einem Ende auf
der Seite des Kolbenbolzens 26a und eine zweite Lagerbohrung 40b in
einem Ende auf der Seite des Kolbenbolzens 39 auf, wobei der Kurbelbolzen
26a und der Kolbenbolzen 39 jeweils durch erste und zweite Nadellager 41
und 42 unterstützt sind, die in diese Lagerbohrungen 40a und 40b eingesetzt
sind.
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In der Pleuelstange 40 ist ein Ölsumpf 46 ausgebildet, wobei Ölbohrungen
47 und 48 jeweils zu den zwei Lagerbohrungen 40a und 40b führen und
durch diesen Ölsumpf 46 geschnitten sind.
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Um die Herstellung des Pumpenkolbens 25 zu vereinfachen, ist der
Pumpenkolben in zwei Pumpenhalbkörper 25a und 25b zwischen der
Arbeitskammer 37 und dem Kolbenbolzenloch 38 aufgeteilt, wobei diese zwei
Kolbenhalbkörper unter Verwendung mehrerer Bolzen 49 aneinander
befestigt sind.
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Wie in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, sind Eingrifflöcher 50 in
gegenüberliegenden Oberflächen des Pumpenzylinderkörpers 20, ringförmige
Auslaßkammern 51 mit einem kleineren Durchmesser als die Eingrifflöcher 50, und
zylindrische Einlaßkammern 52, die die Auslaßkammern 51 umgeben,
jeweils in den ersten und zweiten Pumpenzylinderköpfen 23&sub1; und 23&sub2;
vorgesehen, wobei mit diesen Eingrifflöchern, die mit beiden äußeren Enden
des Pumpenzylinderkörpers 20 in Eingriff sind, die zwei
Pumpenzylinderköpfe 23&sub1; und 23&sub2; unter Verwendung mehrerer Bolzen 53 und Muttern 54
aneinander integral befestigt sind.
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Ferner sind ein erstes Verbindungsrohr 55&sub1; für die Verbindung zwischen
diesen zwei Einlaßkammern 52, 52 und ein zweites Verbindungsrohr für die
Verbindung zwischen den zwei Auslaßkammern 51, 51 jeweils an den zwei
Pumpenzylinderköpfen 23&sub1; und 23&sub2; befestigt, wobei eine Einlaßleitung 56 für
die Verbindung der Einlaßkammer 52 mit dem Zentralabschnitt eines (nicht
gezeigten) Einlaßkrümmers der Brennkraftmaschine E und eine
Auslaßleitung 57 für die Verbindung der Auslaßkammer 51 mit dem Aufladeanschluß
6 der Brennkraftmaschine E mit dem zweiten Pumpenzylinderkopf 283
verbunden sind.
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Zwischen dem Pumpenzylinderkörper 20 und jedem der
Pumpenzylinderköpfe 23&sub1; und 28&sub2; sind Ventilsysteme 28 für die Eingrifflöcher 50 vorgesehen,
wie im folgenden beschrieben wird.
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Wie in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt ist, umfaßt ein Ventilsystem 58 eine
ringförmige Rückenplatte 60, eine dünne Einlaßventilplatte 61, eine Ventilsitzplatte
62 und eine dünne Auslaßventilplatte 63, die in dieser Reihenfolge
übereinander gestapelt sind. Diese Bauelemente 60, 61, 62 und 63 sind kreisförmig
ausgebildet und weisen im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser
wie die Endabschnitte des Pumpenzylinderkörpers 20 auf. Diese
Ventilsysteme 58, die die auf der Stirnflächenseite des Pumpenzylinderkörpers 20
angeordnete Rückenplatte 60 aufweisen, sind in die Eingrifflöcher 50 der
Pumpenzylinderköpfe 23&sub1; und 23&sub2; entsprechend den Endabschnitten des
Pumpenzylinderkörpers 20 eingesetzt und werden zwischen dem
Pumpenzylinderkörper 20 und den jeweiligen Pumpenzylinderköpfen 23&sub1; und 23&sub2; unter
Verwendung der Verbindungskraft gehalten, die zwischen den ersten und
zweiten Pumpenzylinderköpfen 23&sub1; und 23&sub2; während des Einsetzens
derselben in den Pumpenzylinderkörper 20 von den Bolzen 53 und Muttern
54 erzeugt wird, wie oben beschrieben worden ist.
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In diesem Fall ist ein erster Schlagbolzen 65&sub1; in den ersten
Anordnungslöchern 64&sub1; in Eingriff, die in jedem der Pumpenzylinderköpfe 23&sub1; und 23&sub2;, der
Auslaßventilplatte 63 und der Ventilsitzplatte 62 vorgesehen sind, während
ein zweiter Schlagbolzen 65&sub2; in zweiten Anordnungslöchern 64&sub2; in Eingriff
ist, die in der Ventilsitzplatte 62, der Einlaßventilplatte 61 und der
Rückenplatte 60 vorgesehen sind.
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Vier Gruppen von drei Einlaßlöchern 67 sind nahe der Mitte der
Ventilsitzplatte 62 ausgeschnitten und in Umfangsrichtung 90º beabstandet, wobei
zwei Gruppen von sieben Auslaßlöchern 68 nahe der Außenseite der
Ventilsitzplatte 62 ausgeschnitten sind und in Umfangsrichtung 180º
voneinander beabstandet sind.
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Vier Einlaßrohrventile 61a, die den vier Sätzen von Einlaßlöchern 67
zugeordnet sind, sowie zwei langgestreckte bogenförmige Löcher 69, die jeweils
die zwei Sätze von Auslaßlöchern 68 umgeben, um somit diese nicht zu
blockieren, sind im Einlaßventilblech 61 vorgesehen. Jedes Einlaßrohrventil
61a weist ein Basisende sehr nahe an der Außenkante der Einlaßventilplatte
61 auf, sowie ein spitzes Ende sehr nahe an der Mitte der Einlaßventilplatte
61, und wird ausgebildet durch Schneiden von Schlitzen in die
Einlaßventilplatte 61 längs ihres Umfangs, so daß sie sich in Radialrichtung der
Einlaßventilplatte 61 erstrecken.
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Nutartige Regelungsabschnitte 60a, die den Basisenden der jeweiligen
Einlaßrohrventile 61a entsprechen, sind an der Innenseite der Rückenplatte
60 vorgesehen, wobei die Biegedrehpunkte der Einlaßrohrventile 61a durch
diese Regelungsabschnitte 60a geregelt werden. Durch Ausbilden der
Regelungsabschnitte 60a in Form dieser Nuten kann die Biegelänge der
Einlaßrohrventile 61a extrem lang gemacht werden, ohne mit den
Öffnungskanten der Zylinderbohrung 24 des Pumpenzylinderkörpers 20 zu
überlappen. Falls gewünscht ist, diese Biegelänge kurz zu machen, können diese
Regelungsabschnitte 60a veranlaßt werden, hervorzustehen.
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Zwei Auslaßrohrventile 63a, die den zwei Gruppen von Auslaßlöchern 68
zugeordnet sind, und ein großes kreisförmiges Loch 70, das die vier Sätze
von Einlaßlöchern 67 umgibt, so daß diese nicht blockiert werden, sind in der
Auslaßventilplatte 63 vorgesehen. Die Auslaßrohrventile 63a werden
ausgebildet durch Schneiden von Schlitzen in die Auslaßventilplatte 63 längs ihres
Umfangs.
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Eine ringförmige Trennwand 62a, die mit den Innenflächen der
Einlaßkammern 52 der entsprechenden Pumpenzylinderköpfe 23 und 233 in Eingriff
ist, ist auf der oberen Oberfläche der Ventilsitzplatte 62 ausgebildet und ragt
durch das kreisförmige Loch 70, wobei diese ringförmige Trennwand die
Einlaßkammer 52 von der Auslaßkammer 51 trennt.
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Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind ein Ventilbefestigungsloch 71, das sich in eine
Außenoberfläche des Pumpenzylinderkörpers 20 öffnet, und ein
Entlastungsloch 72, das eine Bodenwand des Ventilbefestigungsloches 71 durchdringt,
in einer Seitenwand des Pumpenzylinderkörpers 20 vorgesehen, wobei eine
ringförmige Aussparung 77, die das Entlastungsloch 72 mit der
Arbeitskammer 37 verbindet, an einem Teil der Innenoberfläche des
Pumpenzyiinderkörpers 20 gegenüberliegend dem Pumpenkolben 25 ausgebildet ist.
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Ein Ventilgehäuse 73 sitzt auf der Außenseite des ersten Verbindungsrohrs
55&sub1;, wobei mehrere Verbindungslöcher 74 zum Verbinden des Inneren des
Ventilgehäuses 73 mit dem Inneren des Verbindungsrohres 55&sub1; in den
Umfangswänden des Verbindungsrohres 55&sub1; ausgebildet sind. Ein
Entlastungsventil 75 zum Öffnen und Schließen der Entlastungslöcher 72, sowie
eine Ventilfeder zum Drücken des Entlastungsventils 75 in Schließrichtung
gegen eine spezifizierte festgelegte Last, sind im Ventilgehäuse 73 enthalten.
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In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 80 Prüflöcher, die in jedem der
Pumpenzylinderköpfe 23·, und 22 vorgesehen sind und die Einlaßkammer
52 erreichen, wobei sie normalerweise durch Bolzen 81 verschlossen sind.
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Während des Betriebs der Maschine E, wenn die Pumpenkurbelwelle 26 des
Verdichters C durch die Ventiltriebnockenwelle 11 angetrieben wird, wird der
Pumpenkolben 25 durch die Pleuelstange 40 zwangsweise hin und her
bewegt, wobei die ersten und zweiten Pumpenkammern 36&sub1; und 36&sub2;
zwischen Dekompression und Kompression wechseln.
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Zum Zeitpunkt der Dekompression der ersten Pumpenkammer 36 wird
aufgrund der Tatsache, daß die Auslaßlöcher 68 durch das Auslaßrohrventil
63a verschlossen sind und die Einlaßlöcher 67 durch das Einlaßrohrventil
61a geöffnet sind, die Luft innerhalb des (nicht gezeigten) Einlaßkrümmers
der Brennkraftmaschine E aus der Einlaßleitung 56 eingeleitet und durchläuft
der Reihe nach das erste Verbindungsrohr 55&sub1;, die Einlaßkammer 52 und die
Auslaßlöcher 67 zur Pumpenkammer 36&sub1; Da ferner zum Zeitpunkt der
Kompression der Pumpenkammer 36&sub1; die Einlaßlöcher 67 durch das
Einlaßrohrventil 61a verschlossen sind und die Auslaßlöcher 658 durch das
Auslaßrohrventil 63a geöffnet Sind, wird die komprimierte Luft in der
Pum
penkammer 36&sub1; aus den Auslaßlöchern 68 zugeführt und durchläuft der
Reihe nach die Auslaßkammer 51, das zweite Verbindungsrohr 55&sub2; und die
Auslaßleitung 57 zum Aufladeanschluß 6 der Maschine E.
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Zum Zeitpunkt der Dekompression der zweiten Pumpenkammer 362, ähnlich
wie für den Fall der ersten Pumpenkammer 361, wird aufgrund der Tatsache,
daß das Auslaßrohrventil 63a geschlossen ist und das Einlaßrohrventil 61a
geöffnet ist, die Luft innerhalb des Einlaßkrümmers der Brennkraftmaschine
E aus der Einlaßleitung 56 ohne Durchlaufen des ersten Verbindungsrohres
55&sub1; in die Einlaßkammer 52 die Einlaßlöcher 67 und die Pumpenkammer 36&sub2;
geleitet. Da ferner zum Zeitpunkt der Kompression der Pumpenkammer 36&sub2;,
ähnlich wie für den Fall der ersten Pumpenkammer 361, das Einlaßrohrventil
61a geschlossen ist und das Auslaßrohrventil 63a offen ist, wird die
komprimierte Luft in der Pumpenkammer 36&sub2; aus den Auslaßlöchern 68 zur
Auslaßkammer 51 und zur Auslaßleitung 57 ausgestoßen, ohne das zweite
Verbindungsrohr 553 zu durchlaufen, und wird dem Aufladeanschluß 6 der
Maschine E zugeführt.
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Im Verdichter C werden die ersten und zweiten Pumpenkammern 36&sub1; und
36&sub2; durch einen einzigen Pumpenkolben 25 abwechselnd zu arbeiten
veranlaßt, was bedeutet, daß die Größe jedes Teils des Pumpenkolbens 25
für die Gesamtströmungsmenge pro Zeiteinheit klein wird, wobei es möglich
ist, eine deutliche Größenreduktion des Verdichters C zu verwirklichen.
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Da ferner die Pumpenkurbelwelle 26 durch ein Paar Kugellager 29 und 30
auf beiden Seitenwänden des Pumpenzylinderkörpers 20 unterstützt ist, ist
es möglich, die Pumpenkurbelwelle 26 unter Verwendung des hochsteifen
Pumpenzylinderkörpers 20 fest zu unterstützen.
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Da der Pumpenkolben 25 von der Pumpenkurbelwelle 26 über die
Pleuelstange 40 angetrieben wird, ist eine Änderung der
Schwingungsgeschwindigkeit der Pleuelstange 40 relativ zum Kolbenbolzen 39 während der
Rotation der Pumpenkurbelwelle 26 gleichmäßig, weshalb, wie in Fig. 11
gezeigt ist, Änderungen der Drehzahl eines Nadellagers 42, das den
Kolbenbolzen 39 unterstützt, ebenfalls gleichmäßig ist, wobei es möglich ist, die
Haltbarkeit des Nadellagers 42 zu erhöhen.
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Der Pumpenkolben 25 gleitet direkt auf der Innenseite der Zylinderbohrung
24 des Pumpenzylinderkörpers 20, ohne das Kolbenringe vorgesehen sind,
was bedeutet, daß der Leistungsverlust aufgrund des Gleitwiderstandes der
Kolbenringe kleingehalten werden kann. Da jedoch keine Kolbenringe
vorgesehen sind, gelangt komprimierte Luft aus jeder der Pumpenkammern
36&sub1; und 36&sub2; durch einen winzigen Spalt zwischen dem Pumpenkolben 25
und der Innenoberfläche der Zylinderbohrung 24, wobei ein Austritt in die
Arbeitskammer 37 unvermeidbar ist, wobei jedoch durch Beaufschlagung der
Arbeitskammer mit Druck unter Verwendung dieses Austritts eine Differenz
zwischen dem Druck zum Zeitpunkt der Kompression der ersten und zweiten
Pumpenkammern 36&sub1; und 36&sub2; und dem Druck der Arbeitskammer 37
reduziert wird. Als Ergebnis wird die in die Arbeitskammer 37 austretende
Gasmenge reduziert, wobei es möglich ist, die Betriebseffizienz jeder der
Pumpenkammern 36&sub1; und 36&sub2; zu erhöhen.
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In dem Fall, daß die Innenseite der Arbeitskammer 37 mit einem gleichen
oder einem größeren Druck als einem spezifizierten Druck beaufschlagt
worden ist, wird das Entlastungsventil 75 geöffnet und der überschüssige
Druck der Arbeitskammer 37 wird bis auf den niedrigen Druck des ersten
Verbindungsrohres 55&sub1; abgelassen, was bedeutet, daß eine übermäßige
Druckbeaufschlagung der Arbeitskammer 37 verhindert wird, wobei es
möglich ist, die Haltbarkeit der anderen Dichtungsabschnitte neben der
Öldichtung 32 zu erhöhen, und wobei es möglich ist, einen Gasaustritt aus
der Arbeitskammer 37 in den Zylinderkopf 1b der Maschine E zu verhindern.
Da das Gas, das in das erste Verbindungsrohr 55&sub1; abgelassen worden ist,
erneut in die ersten und zweiten Pumpenkammern 36&sub1; und 36&sub2; eingeleitet
wird, wird kein Gas nach außen abgegeben und es wird nichts
verschwendet.
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Im folgenden werden mit Bezug auf die Fig. 1 und 13 Schmiersysteme für die
Maschine E und den Kolbenverdichter C beschrieben.
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Wie im Normalfall umfaßt das Schmiersystem der Maschine E zuerst eine
Ölwanne 83 zum Halten des Schmieröls, eine Ölpumpe P&sub1; zum Ansaugen
von Schmieröl aus der Ölwanne 83 durch ein Sieb 84, einen Druckölpfad 87a
zum Führen von Schmieröl, das von der Ölpumpe P&sub1; ausgestoßen worden
ist, zu den Schmierabschnitten 86 (ein Kolben, eine Kurbelwelle, ein
Ventilmechanismus und dergleichen) innerhalb der Maschine E, und einen
Niederdruckölpfad 87b zum Zurückführen des Schmieröls, das die
Schmierabschnitte 86 geschmiert hat, zur Ölwanne 83. Die Schmierölpfade 87 für die
Maschine E werden vom Druckölpfad 87a und vom Niederdruckölpfad 87b
gebildet.
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Es folgt eine Beschreibung des Schmiersystems des Kolbenverdichters C.
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Ein Umgehungsölpfad 88 zum Umgehen der Schmierabschnitte 86 ist mit
den Schmierölpfaden 86 für die Maschine verbunden, wobei ein verzweigter
Ölpfad 89, der in der Mitte des Umgehungsölpfades 88 abzweigt, mit dem
Kolbenverdichter C über eine Kolbenpumpe P&sub2; (zweite Ölpumpe) verbunden
ist. Eine Öffnung 90 ist in einem stromaufseitigen Teil des
Umgehungsölpfades 88 vorgesehen und wirkt wie ein Regler, so daß wenigstens eine
benötigte Schmierölmenge vom Druckölpfad 87a zum Umgehungsölpfad 88
fließt.
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Die Kolbenpumpe P&sub2; umfaßt einen Pumpenkörper 92, der an einer
Außenoberfläche des Pumpenzylinderkörpers 20 des Verdichters C befestigt ist,
einen Kolben 91, der eine Pumpenkammer 93 definiert und gleitend in eine
Zylinderbohrung 92a des Pumpenkörpers 92 eingesetzt ist, eine
Magnetspule 95, die an einer oberen Oberfläche des Pumpenkörpers 92 angebracht ist,
um dem Kolben 91 über einen beweglichen Kern 93 bei Erregung eine
Ausstoßfunktion zu verleihen, und eine Rückholfeder 97 zum Drücken des
Kolbens 91 über einen Halter 96 in einer Einlaßfunktionsrichtung. Die
Kolbenpumpe P&sub2; weist eine kleinere Kapazität auf als die Ölpumpe P&sub1; der
Brennkraftmaschine E.
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Ein Einlaßanschluß 98 für die Verbindung des verzweigten Ölpfades 89 mit
der Pumpenkammer 93, und ein Auslaßanschluß 99 für die Verbindung der
Pumpenkammer 93 mit einer dem Pumpenkolben 25 gegenüberliegenden
inneren Oberfläche des Pumpenzylinderkörpers 20 des Verdichters C,
genauer die ringförmige Nut 77, sind im Pumpenkörper 92 vorgesehen,
wobei ein Einlaßventil 100 und ein Auslaßventil 101 jeweils im
Einlaßan
schluß 98 und im Auslaßanschluß 99 installiert sind.
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Eine Abdeckung 102 zum Abdecken der Magnetspule 95 ist ebenfalls in den
Pumpenkörper 92 eingesetzt, wobei ein Einstellbolzen 103 zum Einstellen
des Hubes des beweglichen Kerns 94 in die Abdeckung 102 geschraubt ist.
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Der verzweigte Ölpfad 89 weist ein spezifisches Volumen auf, um ihm zu
ermöglichen, eine Sumpffunktion aufzuweisen, und ist mit einer spezifizierten
Differenz H zwischen einem oberen Einlaß und einem unteren Auslaß
versehen. Ein Filter 104 ist an der Einlaßseite des verzweigten Ölpfades 89
vorgesehen, um eine Filteroberfläche einer Strömung des Schmieröls für die
Brennkraftmaschine E innerhalb des Umgehungsölpfades 88 auszusetzen.
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Während des Betriebs der Maschine wird ein Großteil des von der Ölpumpe
P&sub1; ausgestoßenen Schmieröls über den Druckölpfad 87a den
Schmierabschnitten 86 zugeführt, wobei jedoch eine kleine Menge in den
Umgehungsölpfad 88 fließt, während sie durch die Öffnung 90 reguliert wird. Von diesem
Teil des Schmieröls fließt etwas zur Seite des verzweigten Ölpfades 89,
während der Rest nach Durchlaufen des Umgehungsölpfades 88 im
Niederdruckölpfad 87 mit dem Schmieröl vereinigt wird, das die Schmierabschnitte
86 geschmiert hat, und zur Ölwanne 83 zurückfließt.
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Während dieser Operation führt der Kolben 91 eine Pumpoperation in der
Kolbenpumpe P&sub2; aufgrund der wiederholten Erregung und
Entmagnetisierung der Magnetspule 95 aus, was bedeutet, daß während des Einlaßhubes
Schmieröl vom verzweigten Ölpfad 89 zur Pumpenkammer 93 geleitet wird
und während des Auslaßhubes Schmieröl vom Auslaßanschiuß 99 der
ringförmigen Nut 77 auf der inneren Oberfläche des Pumpenzylinderkörpers
20 zugeführt wird.
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Die ringförmige Nut 77 bildet einen Ölsumpf zwischen den Außenoberflächen
des Pumpenkolbens 25, wobei durch das in diesem Sumpf enthaltene Öl
abwechselnd die Gleitflächen des Pumpenzylinderkörpers 20 und der
Pumpenkolben 25 effektiv geschmiert werden.
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Ebenso fließt das Schmieröl, das der ringförmigen Nut 77 zugeführt worden
ist, in die Pumpenkammer 37 des Pumpenkolbens 2 und wird durch die
Hubbewegung des Pumpenkolbens 25 verteilt, um die Lager 29 und 30 zu
schmieren, die die Pumpenkurbelwelle 26 unterstützen, und wird
anschließend im Sumpf 46 der Pleuelstange 40 gehalten, läuft durch die
Ölbohrungen 47 und 48 und schmiert die Nadellager 41 und 42, die jeweils den
Kurbelbolzen 26a und den Kolbenbolzen 39 unterstützen.
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Diese verschiedenen Schmierölströmungen treten durch einen
Gleitflächenspalt zwischen dem Pumpenzylinderkörper 20 und dem Pumpenkolben 25 in
die ersten und zweiten Pumpenkammern 36&sub1; und 36&sub2; aus, begleitend zur
Hubbewegung des Pumpenkolbens 25, wobei das Öl verbraucht wird, indem
es zusammen mit der Aufladeluft der Brennkraftmaschine E zugeführt wird.
Um die aufgebrauchte Menge zu kompensieren, wird eine
Schmierölfördermenge der Kolbenpumpe P&sub2; durch Steuern der Häufigkeit der Erregung der
Magnetspule 95 eingestellt. Obwohl das Schmieröl der Brennkraftmaschine
E beim Schmieren des Verdichters C verwendet wird, ist es
dementsprechend möglich, eine geeignete Menge an Schmieröl in kleinen Mengen
entsprechend den Betriebsbedingungen des Verdichters C zuzuführen, ohne
die Operation der Ölpumpe P&sub1; der Maschine zu beeinflussen.
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Das Schmieröl fließt üblicherweise im Umgehungsölpfad 88, wobei es, da
keine Blasenrückhaltung auftritt, möglich ist, blasenfreies Öl in den
verzweigten Ölpfad 89 durch den Filter 104 zuzuführen. Ferner weist dieser
verzweigte Ölpfad 89 eine Ölhaltefunktion auf und weist einen Einlaß auf, der nach
oben gewandt ist, was bedeutet, daß, da nur wenig Schmieröl im
verzweigten Ölpfad 89 fließt, selbst dann, wenn Blasen in diesem Öl auftreten, diese
Blasen sofort im verzweigten Ölpfad 89 aufsteigen und sich zum
Umgehungsölpfad 88 bewegen und zusammen mit dem Schmieröl, das durch den
Umgehungsölpfad 88 fließt, in die Ölwanne 83 abgegeben werden.
Dementsprechend liefert die Kolbenpumpe P&sub2; immer eine geeignete Menge an
blasenfreiem Schmieröl vom verzweigten Ölpfad 89 zum Verdichter C, wobei
dies ermöglicht, die Schmierung genau auszuführen.
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Außerdem ist die Filteroberfläche des Filters 104 der Strömung des
Maschinenschmieröls im Umgehungsölpfad 88 ausgesetzt, was bedeutet, daß die
Filteroberfläche immer gereinigt wird und keine Ablagerung von Fremdstoffen
erfolgt, wobei eine sogenannte Selbstreinigungswirkung erreicht wird, und
wobei es möglich ist, eine Reduktion der Einlaßmenge der Kolbenpumpe P&sub2;,
die durch eine Verschlammung der Filteroberfläche hervorgerufen würde,
präventiv zu verhindern.
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Da ferner eine spezifische Differenz H zwischen dem oberen Einlaß und dem
unteren Auslaß des verzweigten Ölpfades 89 vorgesehen ist, liegt das
Gewicht des Schmieröls innerhalb des verzweigten Ölpfades 89 am
Einlaßanschluß 98 des Verdichters C an, wobei die Kolbenpumpe P&sub2; Schmieröl
gleichzeitig zum Beginn des Betriebes ohne Verzögerung zum Verdichter C
liefern kann.
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Fig. 14 zeigt ein modifiziertes Beispiel, bei dem der Antriebsabschnitt der
obenbeschriebenen Kolbenpumpe P&sub2; ein Unterdruckantriebssystem anstelle
eines Magnetspulenantriebssystems verwendet. In diesem modifizierten
Beispiel ist ein Arbeitskolben 105, der mit dem oberen Ende des Kolbens 91
verbunden ist, gleitend mit einem Zylinder 106 des Pumpenkörpers 92 in
Eingriff. Das Innere des Zylinders 106 ist in eine obere
Atmosphärenluftkammer 107 und eine untere Transformationskammer 108 durch den
Arbeitskolben 105 unterteilt, wobei ein Verlängerungspfad 109 der
Transformationskammer 108 vorgesehen ist, um somit über ein Magnetschaltventil
108 abwechselnd mit einem Atmosphärenluftpfad 111 oder einem
Unterdruckpfad 112 zu verbinden. Der Atmosphärenpfad 111 ist zur Atmosphäre
offen, während der Unterdruckpfad 112 mit einer Unterdruckquelle
verbunden ist (z. B. dem Inneren des Ansaugkrümmers der Maschine E). Eine
Rückholfeder 113 zum Drücken des Kolbens 91 in Richtung einer
Einlaßoperation über den Arbeitskolben 105 ist in der Transformationskammer 108
aufgenommen. Der Rest der Struktur ist der gleiche wie bei der
obenbeschriebenen Kolbenpumpe P&sub2;, so daß Teile in der Zeichnung, die den Teilen
der Kolbenpumpe P&sub2; entsprechen, die gleichen Bezugszeichen aufweisen,
und wobei deren Beschreibung weggelassen wird.
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Wenn der Transformationskammer 108 über den Atmosphärenluftpfad 11
und den Unterdruckpfad 112 abwechselnd Atmosphärenluft und ein
Unterdruck zugeführt werden, indem das Magnetschaltventil 110 wiederholt
umgeschaltet wird, wird der Arbeitskolben 105 veranlaßt, anzusteigen und
abzusinken, wobei der Kolben 91 zu einer Pumpbewegung veranlaßt werden
kann. Dementsprechend ist es möglich, die vom Kolben 91 geförderte
Schmierölmenge einzustellen, indem die Häufigkeit des Umschaltens des
Schaltventils 110 kontrolliert wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebenen
Ausführungsformen beschränkt, wobei verschiedene Gestaltungsmodifikationen möglich
sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann der
Magnetkolben P&sub2; so konstruiert sein, daß der Kolben 91 zu einer
Einlaßoperation veranlaßt wird, indem der Kolben P&sub2; erregt wird, wobei der Kolben 91
durch die Druckkraft der Rückholfeder 97 zu einer Auslaßoperation veranlaßt
wird. Ferner ist es möglich, den Hub des beweglichen Kerns 94 mit dem
Einstellbolzen 103 zu fixieren und zu beseitigen, wobei dann, wenn die
Magnetspule 95 so konstruiert ist, daß sie gegenüber einer
Witterungskorrosion äußerst widerstandsfähig ist, es auch möglich ist, die Abdeckung 102
wegzulassen.
Beschreibung der Bezugszeichen
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E Brennkraftmaschine
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P&sub1; Ölpumpe
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P&sub2; zweite Ölpumpe
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6 Aufladeanschluß
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11 Antriebswelle (Ventiltriebnockenwelle)
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20 Pumpenzylinderkörper
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24 Zylinderbohrung
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25 Pumpenkolben
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26, 40 Antriebsmittel (Pumpenkurbelwelle, Pleuelstange)
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83 Ölwanne
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86 Schmierabschnitt
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87 Schmierölpfad für Brennkraftmaschine
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89 Schmierölpfad für Verdichter (verzweigter Ölpfad)