[go: up one dir, main page]

EP2261473B1 - Wärmekraftmaschine - Google Patents

Wärmekraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP2261473B1
EP2261473B1 EP10005627.4A EP10005627A EP2261473B1 EP 2261473 B1 EP2261473 B1 EP 2261473B1 EP 10005627 A EP10005627 A EP 10005627A EP 2261473 B1 EP2261473 B1 EP 2261473B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat engine
valve
engine according
cylinder
cylinder chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP10005627.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2261473A1 (de
Inventor
Alexander Latz
Marc Schlösser
Reiner Schnur
Michael Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DeVeTec GmbH
Original Assignee
DeVeTec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DeVeTec GmbH filed Critical DeVeTec GmbH
Publication of EP2261473A1 publication Critical patent/EP2261473A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2261473B1 publication Critical patent/EP2261473B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L23/00—Valves controlled by impact by piston, e.g. in free-piston machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B17/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by use of uniflow principle
    • F01B17/02—Engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L25/00—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means
    • F01L25/02—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means by fluid means
    • F01L25/04—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means by fluid means by working-fluid of machine or engine, e.g. free-piston machine
    • F01L25/06—Arrangements with main and auxiliary valves, at least one of them being fluid-driven
    • F01L25/063—Arrangements with main and auxiliary valves, at least one of them being fluid-driven the auxiliary valve being actuated by the working motor-piston or piston-rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
    • F01L3/085—Valve cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L35/00—Lift valve-gear or valve arrangements specially adapted for machines or engines with variable fluid distribution
    • F01L35/04—Arrangements of valves in the machine or engine, e.g. relative to working cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/041—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of cylinder or cylinderhead positioning
    • F02B75/042—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of cylinder or cylinderhead positioning the cylinderhead comprising a counter-piston

Definitions

  • the invention relates to a heat engine with a reciprocating piston in a cylinder, on which a working medium admitted under pressure into a cylinder chamber performs mechanical expansion work, with means for varying the cylinder space volume (V 0 ) and / or existing during closing of an inlet valve for the working medium. or for varying the opening duration of the intake valve, wherein the inlet valve for the medium comprises an axially projecting into the cylinder chamber, directly movable by the piston actuator.
  • a heat engine in which a standing under gas pressure working medium is admitted into the cylinder chamber that expands after closing an intake valve in the cylinder chamber for example, from DE 10 2008 058 558.0 and, moreover, long known as a steam engine.
  • Heat energy contained in the gaseous working medium is converted into mechanical work during expansion, whereby the pressure and temperature of the working medium are reduced. If the starting temperature and the outlet pressure of the working medium introduced into the cylinder space change, then the mechanical work performed in each case up to the bottom dead center of the piston and possibly also the efficiency changes.
  • the US 4,050,357 A describes a heat engine with means for varying the cylinder space volume (V 0 ) present when closing an intake valve for the working fluid.
  • These devices include a cylinder space in fluid communication, adjustable in volume side room.
  • a heat engine of the type mentioned is from the US 4,168,655 A out.
  • An intake valve comprises a valve body, which can be moved back and forth between an open and a closed position and has an extension protruding into the cylinder space and actuated directly by the impact of the piston. The extent of the reciprocation and thus the duration of supply of the working medium is en sensible.
  • the invention has for its object to provide a new heat engine of the type mentioned, whose performance can be adjusted with little effort to different output parameters of a working medium and different working media.
  • the heat engine according to the invention which achieves this object is characterized in that the length of the actuating element projecting into the cylinder chamber when the inlet valve is closed can be adjusted while varying the said cylinder space volume (V 0 ).
  • V 0 The variability of the cylinder space volume (V 0 ), which is present at the closing time of the inlet valve and / or the opening duration of the inlet valve, can advantageously set the gas mass m enclosed in the cylinder space with regard to a desired working output of the heat engine. This allows optimal use of different working media and heat sources.
  • the expansion begins when the piston disengages on its way from the top to bottom dead center of the axially projecting into the cylinder chamber actuator.
  • different rotational angles of a crankshaft, via which the inlet valve is opened, and thus different output volumes (V 0 ) for the expanding working medium and different opening times result.
  • the cylinder space volume (V 0 ) and / or the opening duration by said means from the outside without opening the cylinder chamber or disassembly of the cylinder head is variable.
  • the adaptation of the heat engine to different output parameters of the working medium can be done with very little effort.
  • the devices for varying the cylinder chamber volume (V 0 ) and / or the opening duration are accessible from a side of a cylinder head facing away from the cylinder chamber.
  • V 0 cylinder chamber volume
  • all inventive Variations realized in a single component, the cylinder head, united.
  • the position of a housing of the intake valve within a receiving bore in the cylinder head in the direction of movement of the piston may be adjustable.
  • valve housing has an external thread engaging in an internal thread of the receiving bore and is adjustable in its axial position by rotation about the threaded axis.
  • the valve housing has a tooth axis coaxial teeth and is rotatable by a toothed shaft which is inserted or inserted into a bore on the cylinder chamber facing away from the outside of the cylinder head into the cylinder head.
  • a shaft rotating the valve housing via a worm drive could also be introduced laterally into the cylinder head.
  • valve housing is sealed against the receiving bore by a surrounding the valve housing ring seal, which seals the cylinder chamber against the bore, which receives the toothed shaft.
  • the actuating element is formed by an axial extension of a valve body, wherein the valve housing has the valve seat.
  • Valve body and housing can be rotationally symmetrical.
  • the means for varying the cylinder space volume (V 0 ) include an open to the cylinder chamber, adjustable in volume side room.
  • the secondary space can be filled to volume adjustment, for example, by one or more differently sized filler.
  • the auxiliary space is formed by a bore in the cylinder head, in particular axial bore.
  • the piston is rigidly connected via a piston rod to a carriage element guided in the direction of movement of the piston, and a connecting rod connected to a crankshaft is articulated to the carriage element.
  • the carriage member may be passed through a cylinder of an internal combustion engine used to build the heat engine, which includes the crankshaft and connecting rod, wherein the piston moves in a cylinder axially connected to the cylinder of the internal combustion engine.
  • the heat engine constructively builds on a conventional internal combustion engine whose modified piston forms said slide element.
  • a discharge valve for the expanded medium which opens in each stroke phase of the piston can be controlled by a camshaft driven by a crankshaft.
  • a rocker arm moved by the camshaft actuates a valve body of the exhaust valve via a further lever with a longer lever arm.
  • the further lever performs shorter transverse movements with respect to the valve body of the exhaust valve. This results in a reduced wear and the possibility for lubrication-free operation of the exhaust valve.
  • the indirect actuation of the exhaust valve causes the occurring transverse forces, which are caused by the transverse movements, are absorbed by the lever.
  • the exhaust valves can be actuated almost without lateral force, and the valve can thus be used in dry running.
  • the camshaft which is driven by the camshaft e.g. about a push rod moving rocker arm with a preferably wear-resistant sliding plate against a sliding plate on the other lever.
  • At least one of the two sliding plates can be tiltably connected to the respective lever, so that the sliding plates are always aligned parallel to each other and rest at a lower surface pressure with flat sliding surfaces to each other.
  • valve body is guided in the valve housing in the direction of movement of the piston and has in its guide a game perpendicular to the direction of movement of the piston.
  • the valve body of the intake valve may have lateral play in a guide and be self-centering, whereby a lubrication-free operation of the intake valve can be achieved. Contaminations of the working medium due to lubricant are eliminated.
  • Fig. 1 1 shows a detail of a piston-cylinder assembly of a heat engine with a piston 1, a cylinder 2 and a cylinder head 3.
  • the piston-cylinder assembly is mounted on a cylinder of a conventional internal combustion engine (not shown).
  • the cylinder of the internal combustion engine serves as a guide for a carriage element connected to the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the carriage element is connected to the piston 1 via a piston rod (not shown) extending in the direction of the cylinder axis.
  • the piston 1 guided by the slide element thus drives the crankshaft of the internal combustion engine via the slide element.
  • a valve 4 is provided for the inlet of a gaseous working medium.
  • a gaseous working medium In the present case, it is a working medium which boils at a lower temperature than water, so that the heat engine is suitable for the use of heat sources of relatively low temperature.
  • the valve 4 comprises a valve housing 5, which forms an annular seat 6 for a rotationally symmetrical valve body 7.
  • the valve body 7 locks in the closed state of the valve opening into the cylinder chamber 9 passage 8 for the working fluid.
  • the valve body 7 is guided on a peripheral surface of a plate area on the valve housing 5 and on a spherical end piece in a guide sleeve 10.
  • the valve body is in each case with rounded contact surfaces point or line against the valve housing or the guide sleeve.
  • For each punctiform or linear guide of the valve housing 7 are from the inside of the valve housing 5, three guide segments 11 before. Perpendicular to the axis of rotational symmetry of the valve body 7 there is a certain play, which allows self-centering of the valve body in the seat 6.
  • valve body 7 Integrally connected to the valve body 7 is an axially projecting actuating lug 12, via which the valve body rests against the cylinder head 3 facing surface of the piston 1 when the piston 1 is near its top dead center.
  • valve housing 5 forming the valve seat 5 is provided at its end facing the piston 1 with an external thread 14 which engages in a corresponding internal thread 15 in the cylinder head 3.
  • a fitting bore 16 is used for fixing the guide sleeve 10 in the cylinder head 3.
  • valve housing 5 Coaxially to the axis of rotational symmetry of the valve body 7, the valve housing 5 also has an outer toothing 17, which is in engagement with an outer toothing 18 at the end of a shaft 19.
  • the shaft 19 mounted in a bore 20 in the cylinder head 3 has a drive head 21, via which it may be rotatable with the aid of a tool.
  • valve 4 including the shaft 19 receiving the interior of the cylinder head 3 is sealed by a valve housing 5 concentric ring seal 22 and a concentric to the axis of the shaft 19 ring seal 23.
  • the valve 4 opens near the top dead center of the piston 1, and the working medium, which is below the outlet temperature To and the outlet pressure, flows into the cylinder chamber 9.
  • the valve 4 closes in the cylinder chamber 9 Volume at the time of valve closure V 0 , a mass m of the working medium is included. It is understood that the enclosed mass m also depends on how long the inlet valve is open.
  • the shaft 19 is rotated by a force acting on the drive head 21 tool and on the engaged serrations 17,18, the valve housing 5 for Rotation driven.
  • the valve housing 5 thereby shifts in the direction of the axis of the two engaged threads 14,15.
  • the axial displacement of the valve housing 5 also shifts the position of the actuation lug 12 of the valve body 7. It changes the initial volume Vo present when the valve 4 closes, possibly changing the inlet time and ultimately changing the gas masses enclosed in the cylinder.
  • cylinder head 3 means for varying the cylinder space volume V 0 are in Fig. 4 shown.
  • An axial, closable by a threaded plug 25 to the outside bore 24 forms a volume of the cylinder chamber 9 magnifying side room.
  • this additional volume can be reduced by different sized inserts 26,27 to varying degrees, in the embodiment of Fig. 4c the additional volume is completely eliminated by the insert 27.
  • the according to Fig. 4b about half of the additional volume filling insert 26 is held by a coil spring 28, the end facing away from the insert 26 against an annular shoulder 29 of the bore 24, held in position.
  • valve body 7 in the valve housing 5 and the guide sleeve 10 allows a maintenance-free operation of the valve 4 without lubrication.
  • Lubrication-free works also in Fig. 5 shown control of an exhaust valve provided in the cylinder head 3 for the relaxed, to be ejected at each piston stroke working fluid.
  • a valve stem 30 connected to a valve stem 30 is moved via a needle-mounted, actuated by a camshaft via a push rod 71 rocker arm 32.
  • the actuation of the plunger 31 by the pivotable about an axis 33 rocker arm 32 is not carried out directly, but via another, about an axis 35 pivotable lever 34th
  • a screwed to the rocker arm 32, secured by a lock nut 36 actuating pin 37 is pivotally mounted on a spherical surface 38 against a pot-shaped connector 39, which is bolted to a sliding plate 40.
  • a wear-resistant sliding surface of the sliding plate 40 is located opposite to a sliding surface of a further, screwed to the lever 34 sliding plate 41.
  • valve stem 31 is movable against the force of a coil spring 45.
  • One end of the spring 45 abuts against a plate 46 connected to the valve stem 31, the other end (not visible) is fixed to the cylinder head 3.
  • valve tappet 31 Due to the indirect actuation of the valve tappet 31 via the lever 34, whose pivot radius is significantly greater than the pivot radius of the rocker arm 32, only slight transverse displacements or transverse forces occur when the valve tappet 31 is actuated, relative to the displacement axis 47 of the valve tappet 31. Larger transverse displacements of the actuating pin 37 are compensated by the easily and wear-free mutually displaceable sliding plates 40,41, of which the sliding plate 40 is additionally pivotable. The valve control works without lubrication largely wear-free.
  • the piston 1 surrounded by annular sealing and guiding elements 48 and 49 is connected to the carriage element 51 via a rod 50 which is coaxial to the piston axis.
  • the carriage member 51 in turn is connected via a connecting rod 52 in conjunction with a (not shown) crankshaft.
  • the piston 1 slides in a cylinder bore 53 in a cylinder bank 54 forming the cylinder wall 2, having a plurality of cylinder bores.
  • the carriage element 51 moves in a bore 55 in a block 56 which is connected to a housing (not shown) for the mentioned crankshaft.
  • the block 56 with the crankshaft housing is, as already mentioned above, formed by the engine block of an internal combustion engine used to build the described heat engine.
  • a contact surface 57, the cylinder bank 54 and the block 56 are interconnected.
  • the cylinder 1 is bolted to the piston rod 50 via an end piece 58 engaging the hollow piston rod.
  • a similar screw connection via an end piece 59 exists between the slide element 51 and the other end of the piston rod 50.
  • the carriage member 51 comprises a in plan view of Fig. 7 rectangular and in the cross-sectional view of Fig. 8 U-shaped block 61, in which engages the connecting rod 52 connected to a pivot pin 62.
  • the axle 62 is mounted at its ends in the legs 64 and 65 of the U-shaped block 61, wherein the leg 64 is formed by a separate, screwed to the remaining block 61 section.
  • a spring ring 66 holds the axle 62 in its storage.
  • FIGS. 9 to 11 is a to the inlet valve of Fig. 1 to 3 shown alternative intake valve. Identical or equivalent parts shall be identified by the same reference number, and the relevant reference numbers shall be accompanied by point (a).
  • intake valve 4a differs from the intake valve 4 described above, inter alia, that a valve body 7a not but has a two-part design and has an elongate central part 75 and a ring part 73 surrounding the central part.
  • the central part 75 merges at one end into an actuating element 12a.
  • About the ring member 73 of the valve body 4a comes to rest against a valve seat 6a, which is formed on a valve housing 5a.
  • the central part 75 has an external thread 80 which is in engagement with an internal thread 81 in a central part receiving through hole in the ring part.
  • An annular sealing element 74 seals the through-bore.
  • the ring member 73 has three indentations, in which in each case one connected to the valve housing 5a guide element 11 a engages. There is play between the guide elements 11a and the indentations, which enables self-centering of the valve body in the valve seat 6a.
  • FIG. 11 shows, the central part at its guided in a guide sleeve 10a ball head on two diametrically projecting locking elements 77, which engage in corresponding recesses in the guide sleeve 10a.
  • the guide sleeve 10a rotatably mounted in a fitting bore 16a engages with an external toothing 79 in an external toothing 18a of a drive shaft 19a.
  • the guide sleeve 10a can rotate, the latter rotates about the locking elements 77, the central part 75 of the valve body.
  • the central part 75 turns with its external thread 80 in the internal thread 81 of the ring part 73 and moves axially relative to the ring part. Accordingly, the actuating projection 12a projects more or less into the cylinder space 9a.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine mit einem in einem Zylinder hin und her bewegbaren Kolben, an dem ein unter Druck in einen Zylinderraum eingelassenes Arbeitsmedium mechanische Expansionsarbeit verrichtet, mit Einrichtungen zur Variation des beim Schließen eines Einlassventils für das Arbeitsmedium vorhandenen Zylinderraumvolumens (V0) und/oder zur Variation der Öffnungsdauer des Einlassventils, wobei das Einlassventil für das Medium ein axial in den Zylinderraum vorstehendes, unmittelbar durch den Kolben bewegbares Betätigungselement umfasst. Eine Wärmekraftmaschine, bei der ein unter Gasdruck stehendes Arbeitsmedium in den Zylinderraum eingelassen wird, dass nach Schließen eines Einlassventils im Zylinderraum expandiert, ist z.B. aus der DE 10 2008 058 558.0 und darüber hinaus seit langem als Dampfmaschine bekannt. Im gasförmigen Arbeitsmedium enthaltene Wärmeenergie wird bei der Expansion in mechanische Arbeit umgesetzt, wobei sich Druck und Temperatur des Arbeitsmediums verringern. Ändern sich die Ausgangstemperatur und der Ausgangsdruck des in den Zylinderraum eingelassenen Arbeitsmediums, so ändert sich auch die jeweils bis zum unteren Totpunkt des Kolbens geleistete mechanische Arbeit und ggf. auch der Wirkungsgrad.
  • Die US 4,050,357 A beschreibt eine Wärmekraftmaschine mit Einrichtungen zur Variation des beim Schließen eines Enlassventils für das Arbeitsmedium vorhandenen Zylinderraumvolumens (V0). Diese Einrichtungen umfassen einen mit dem Zylinderraum in Strömungsverbindung stehenden, in seinem Volumen verstellbaren Nebenraum.
  • Aus der DE 198 08 051 A1 geht eine Wärmekraftmaschine hervor, bei der ein Einlassventil unter Veränderung des Zylinderraumvolumens mehr oder weniger weit in den in den Zylinderraum einfahrbar ist.
  • Eine Wärmekraftmaschine der eingangs erwähnten Art geht aus der US 4,168,655 A hervor. Ein Enlassventil umfasst ein zwischen einer Offen- und Geschlossenstellung hin und her bewegbaren Ventilkörper mit einer in den Zylinderraum hinein vorstehenden, unmittelbar durch Anstoss des Kolbens betätigten Verlängerung. Das Ausmaß der Hin- und Herbewegung und damit die Zeitdauer der Zufuhr des Arbeitsmediums ist enstellbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Wärmekraftmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Arbeitsleistung sich mit geringem Aufwand an unterschiedliche Ausgangsparameter eines Arbeitsmediums sowie unterschiedliche Arbeitsmedien anpassen lässt.
  • Die diese Aufgabe lösende Wärmekraftmaschine nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in den Zylinderraum bei geschlossenem Einlassventil vorstehende Länge des Betätigungselements unter Variation des genannten Zylinderraumvolumens (V0) einstellbar ist.
  • Vorteilhaft lässt sich durch die erfindungsgemäße Variierbarkeit des Zylinderraumvolumens (V0), das zum Schließzeitpunkt des Einlassventils vorliegt und/oder der Öffnungsdauer des Einlassventils die jeweils im Zylinderraum eingeschlossene Gasmasse m im Hinblick auf eine gewünschte Arbeitsleistung der Wärmekraftmaschine einstellen. So lassen sich unterschiedliche Arbeitsmedien und Wärmequellen optimal nutzen.
  • Die Expansion beginnt, wenn sich der Kolben auf seinem Weg vom oberen zum unteren Totpunkt von dem axial in den Zylinderraum vorstehenden Betätigungselements löst. Je nach vorstehender Länge des Betätigungselements ergeben sich unterschiedliche Drehwinkel einer Kurbelwelle, über die das Einlassventil geöffnet ist, und damit unterschiedliche Ausgangsvolumen (V0) für das expandierende Arbeitsmedium sowie unterschiedliche Öffnungszeiten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Zylinderraumvolumen (V0) und/oder die Öffnungsdauer durch die genannten Einrichtungen von außen ohne Öffnung des Zylinderraums bzw. Demontage des Zylinderkopfes variierbar. Die Anpassung der Wärmekraftmaschine an unterschiedliche Ausgangsparameter des Arbeitsmediums kann mit sehr geringem Arbeitsaufwand erfolgen.
  • Insbesondere sind die Einrichtungen zur Variation des Zylinderraumvolumens (V0) und/oder der Öffnungsdauer von einer dem Zylinderraum abgewandten Seite eines Zylinderkopfes her zugänglich. Vorteilhaft sind alle erfindungsgemäßen Variationseinrichtungen in einem einzigen Bauteil, dem Zylinderkopf, vereint.
  • Zwecks Änderung der vorstehenden Länge des Betätigungselements kann die Position eines Gehäuses des Einlassventils innerhalb einer Aufnahmebohrung in dem Zylinderkopf in Bewegungsrichtung des Kolbens verstellbar sein.
  • Zum Beispiel weist das Ventilgehäuse ein in ein Innengewinde der Aufnahmebohrung eingreifendes Außengewinde auf und ist durch Drehung um die Gewindeachse in seiner axialen Position verstellbar.
  • Vorzugsweise weist das Ventilgehäuse eine zur Gewindeachse koaxiale Zahnung auf und ist durch eine gezahnte Welle drehbar, die in eine Bohrung auf der dem Zylinderraum abgewandten Außenseite des Zylinderkopfes in den Zylinderkopf eingeführt oder einführbar ist. Eine das Ventilgehäuse über einen Schneckenantrieb drehende Welle könnte auch seitlich in den Zylinderkopf eingeführt sein.
  • Zweckmäßig ist das Ventilgehäuse gegen die Aufnahmebohrung durch eine das Ventilgehäuse umgebende Ringdichtung abgedichtet, die den Zylinderraum gegen die Bohrung abdichtet, welche die gezahnt Welle aufnimmt.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Betätigungselement durch eine axiale Verlängerung eines Ventilkörpers gebildet, wobei das Ventilgehäuse den Ventilsitz aufweist. Ventilkörper und Gehäuse können rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Einrichtungen zur Variation des Zylinderraumvolumens (V0) einen zu dem Zylinderraum offenen, in seinem Volumen verstellbaren Nebenraum. Der Nebenraum kann zur Volumenverstellung z.B. durch einen oder mehrere verschieden große Füllkörper ausfüllbar sein.
  • Zweckmäßig ist der Nebenraum durch eine Bohrung im Zylinderkopf, insbesondere axiale Bohrung, gebildet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kolben über eine Kolbenstange starr mit einem in Bewegungsrichtung des Kolbens geführten Schlittenelement verbunden und an das Schlittenelement ist eine mit einer Kurbelwelle verbundene Pleuelstange angelenkt.
  • Das Schlittenelement kann durch einen Zylinder eines zum Bau der Wärmekraftmaschine verwendeten Verbrennungsmotors geführt sein, der die Kurbelwelle und Pleuelstange umfasst, wobei sich der Kolben in einem axial an den Zylinder des Verbrennungsmotors angeschlossenen Zylinder bewegt. Vorteilhaft baut so die Wärmekraftmaschine konstruktiv auf einer gebräuchlichen Verbrennungskraftmaschine auf, deren modifizierter Kolben das genannte Schlittenelement bildet.
  • Ein in jeder Hubphase des Kolbens öffnendes Auslassventil für das entspannte Medium kann durch eine von einer Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle gesteuert sein.
  • Vorzugsweise betätigt ein durch die Nockenwelle bewegter Kipphebel über einen weiteren Hebel mit längerem Hebelarm einen Ventilkörper des Auslassventils.
  • Entsprechend dem längeren Hebelarm führt der weitere Hebel kürzere Querbewegungen in Bezug auf den Ventilkörper des Auslassventils aus. So ergibt sich ein verringerter Verschleiß und die Möglichkeit zum schmierungsfreien Betrieb des Auslassventils. Zudem bewirkt die indirekte Betätigung des Auslassventils, dass die auftretenden Querkräfte, die durch die Querbewegungen hervorgerufen werden, über den Hebel aufgenommen werden. Somit lassen sich die Auslassventile nahezu querkraftfrei betätigen, und das Ventil lässt sich dadurch im Trockenlauf einsetzen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt der durch die Nockenwelle z.B. über eine Stößelstange bewegte Kipphebel mit einem vorzugsweise verschleißfesten Gleitteller gegen einen Gleitteller an dem weiteren Hebel an.
  • Wenigstens einer der beiden Gleitteller kann kippbeweglich mit dem betreffenden Hebel verbunden sein, so dass die Gleitteller stets parallel zueinander ausgerichtet sind und bei geringerer Flächenpressung mit ebenen Gleitflächen aneinander anliegen.
  • Vorzugsweise ist der Ventilkörper in dem Ventilgehäuse in Richtung der Bewegung des Kolbens geführt und weist in seiner Führung ein Spiel senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens auf.
  • Der Ventilkörper des Einlassventils kann in einer Führung seitliches Spiel haben und selbstzentrierend sein, wodurch sich ein schmierungsfreier Betrieb auch des Einlassventils erreichen lässt. Verschmutzungen des Arbeitsmediums durch Schmiermittel entfallen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine geschnittene Teildarstellung einer Kolben-Zylinder-Zylinderkopf-Baugruppe einer Wärmekraftmaschine nach der Erfindung,
    Fig. 2 und 3
    Querschnittsdarstellungen eines in der Wärmekraftmaschine von Fig. 1 verwendeten Einlassventils,
    Fig. 4
    weitere in der Wärmekraftmaschine von Fig. 1 verwendbare Einrichtungen zur Variation des Zylinderraumvolumens,
    Fig. 5
    eine in der Wärmekraftmaschine von Fig. 1 verwendbare Steuerung eines Auslassventils,
    Fig. 6 - 8
    Einrichtungen zur genauen Führung des Kolbens der Wärmekraftmaschine von Fig. 1 bis 5,
    Fig. 9
    ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine in einer Wärmekraftmaschine nach der Erfindung verwendbares Einlassventil, und
    Fig. 10 und 11
    verschiedene Querschnittsansichten des Einlassventils von Fig. 9.
  • Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine Kolben-Zylinder-Baugruppe einer Wärmekraftmaschine mit einem Kolben 1, einem Zylinder 2 und einem Zylinderkopf 3. Die Kolben-Zylinder-Baugruppe ist auf einen Zylinder eines herkömmlichen Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) aufgesetzt. Der Zylinder des Verbrennungsmotors dient als Führung für ein mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbundenes Schlittenelement. Das Schlittenelement ist über eine sich in Richtung der Zylinderachse erstreckendes Kolbenstange (nicht gezeigt) mit dem Kolben 1 verbunden. Der durch das Schlittenelement geführte Kolben 1 treibt somit über das Schlittenelement die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors an.
  • Im Zylinderkopf 3 ist ein Ventil 4 für den Einlass eines gasförmigen Arbeitsmediums vorgesehen. Im vorliegenden Fall handelt es sich um ein Arbeitsmedium, das bei geringerer Temperatur als Wasser siedet, so dass die Wärmekraftmaschine zur Nutzung von Wärmequellen verhältnismäßig niedriger Temperatur geeignet ist.
  • Das Ventil 4 umfasst ein Ventilgehäuse 5, das einen ringförmigen Sitz 6 für einen rotationssymmetrischen Ventilkörper 7 bildet. Der Ventilkörper 7 versperrt im geschlossenen Zustand des Ventils einen in den Zylinderraum 9 einmündenden Durchgang 8 für das Arbeitsmedium.
  • Der Ventilkörper 7 ist an einer Umfangsfläche eines Tellerbereichs an dem Ventilgehäuse 5 und an einem kugelförmigen Endstück in einer Führungshülse 10 geführt. Der Ventilkörper liegt jeweils mit gerundeten Anlageflächen punkt- bzw. linienförmig gegen das Ventilgehäuse bzw. die Führungshülse an. Zur jeweils punktförmigen bzw. linienförmigen Führung des Ventilgehäuses 7 stehen von der Innenseite des Ventilgehäuses 5 drei Führungssegmente 11 vor. Senkrecht zur Rotationssymmetrieachse des Ventilkörpers 7 besteht ein gewisses Spiel, das eine Selbstzentrierung des Ventilkörpers im Sitz 6 ermöglicht.
  • Mit dem Ventilkörper 7 einstückig verbunden ist ein axial vorstehender Betätigungsansatz 12, über den der Ventilkörper gegen die dem Zylinderkopf 3 zugewandte Oberfläche des Kolbens 1 anliegt, wenn sich der Kolben 1 nahe seinem oberen Totpunkt befindet.
  • Wie Fig. 1 ferner erkennen lässt, ist das den Ventilsitz 6 bildende Ventilgehäuse 5 an seinem dem Kolben 1 zugewandten Ende mit einem Außengewinde 14 versehen, das in ein entsprechendes Innengewinde 15 im Zylinderkopf 3 eingreift. Zur Befestigung der Führungshülse 10 im Zylinderkopf 3 dient eine Passungsbohrung 16.
  • Koaxial zur Rotationssymmetrieachse des Ventilkörpers 7 weist das Ventilgehäuse 5 ferner ein Außenzahnung 17 auf, die mit einer Außenzahnung 18 am Ende einer Welle 19 im Eingriff steht. Die in einer Bohrung 20 im Zylinderkopf 3 gelagerte Welle 19 weist einen Antriebskopf 21 auf, über den sie ggf. mit Hilfe eines Werkzeugs drehbar ist.
  • Der das Ventil 4 einschließlich der Welle 19 aufnehmende Innenraum des Zylinderkopfs 3 ist durch eine zum Ventilgehäuse 5 konzentrische Ringdichtung 22 sowie eine zur Achse der Welle 19 konzentrische Ringdichtung 23 abgedichtet.
  • Im Betrieb der Wärmekraftmaschine öffnet jeweils nahe dem oberen Totpunkt des Kolbens 1 das Ventil 4 und das unter der Ausgangstemperatur To und dem Ausgangsdruck po stehende Arbeitsmedium strömt in den Zylinderraum 9. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 1 schließt das Ventil 4. Im Zylinderraum 9, dessen Volumen zum Zeitpunkt des Ventilverschlusses V0 beträgt, wird eine Masse m des Arbeitsmediums eingeschlossen. Es versteht sich, dass die eingeschlossene Masse m auch davon abhängt, wie lange das Einlassventil geöffnet ist.
  • Eine Änderung des Ausgangsdrucks po oder/und der Ausgangstemperatur To des Arbeitsmediums führt zu einer entsprechenden Änderung der bei der Kolbenabwärtsbewegung geleisteten mechanischen Arbeit A. Durch Änderung des Ausgangsvolumens V0 und damit durch Änderung der beim Schließen des Ventils 4 im Zylinderraum 9 eingeschlossenen Gasmasse m lässt sich die Änderung der mechanischen Arbeit ausgleichen und die Wärmekraftmaschine so an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpassen. Wenn jedoch kein ausreichender Massenstrom durch die Engstellen des Ventils fließen kann, so dass im Ausgangsvolumen (V0) der Druck p0 nicht erreicht wird, wird die Masse m, die beim Schließen des Einlassventils 4 im Zylinderraum 9 eingeschlossen ist, maßgeblich durch den Einlassventilhub und die damit bei konstanter Drehzahl fest gekoppelte Einlasszeit beeinflusst.
  • Zwecks Änderung des Ausgangsvolumens V0 des Zylinderraums 9 beim Schließen des Ventils 4 (und bei gegebener Drehzahl damit auch der Steuerzeit) wird die Welle 19 durch ein am Antriebskopf 21 angreifendes Werkzeug gedreht und über die im Eingriff stehenden Zahnungen 17,18 das Ventilgehäuse 5 zur Drehung angetrieben. Das Ventilgehäuse 5 verschiebt sich dabei in Richtung der Achse der beiden im Eingriff stehenden Gewinde 14,15. Durch die axiale Verschiebung des Ventilgehäuses 5 verschiebt sich auch die Position des Betätigungsansatzes 12 des Ventilkörpers 7. Es kommt zur Änderung des beim Schließen des Ventils 4 vorhandenen Ausgangsvolumens Vo, ggf. zur Änderung der Einlasszeit und letztlich zur Änderung der im Zylinder eingeschlossenen Gasmassen.
  • Weitere, am Zylinderkopf 3 vorgesehene Einrichtungen zur Variation des Zylinderraumvolumens V0 sind in Fig. 4 gezeigt.
  • Eine axiale, durch einen Gewindestopfen 25 nach außen verschließbare Bohrung 24 bildet einen das Volumen des Zylinderraums 9 vergrößernden Nebenraum.
  • Wie aus den Fig. 4b und 4c hervorgeht, kann dieses Zusatzvolumen durch verschieden große Einsatzstücke 26,27 in unterschiedlichem Maße verkleinert werden, wobei in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4c das Zusatzvolumen durch das Einsatzstück 27 vollkommen aufgehoben ist. Das gemäß Fig. 4b etwa die Hälfte des Zusatzvolumens ausfüllende Einsatzstück 26 wird durch eine Schraubenfeder 28, deren dem Einsatzstück 26 abgewandtes Ende gegen eine Ringschulter 29 der Bohrung 24 anliegt, in Position gehalten.
  • Das oben erwähnte Spiel des Ventilkörpers 7 im Ventilgehäuse 5 bzw. der Führungshülse 10 ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb des Ventils 4 ohne Schmierung. Schmierungsfrei arbeitet auch eine in Fig. 5 gezeigte Steuerung eines im Zylinderkopf 3 vorgesehenen Auslassventils für das entspannte, bei jedem Kolbenhub auszustoßende Arbeitsmedium. Ein mit einem Ventilteller 30 verbundener Ventilstößel 31 wird über einen nadelgelagerten, durch eine Nockenwelle über eine Stößelstange 71 betätigten Kipphebel 32 bewegt. Die Betätigung des Stößels 31 durch den um eine Achse 33 verschwenkbaren Kipphebel 32 erfolgt jedoch nicht auf direktem Wege, sondern über einen weiteren, um eine Achse 35 verschwenkbaren Hebel 34.
  • Ein mit dem Kipphebel 32 verschraubter, durch eine Kontermutter 36 gesicherter Betätigungsstift 37 liegt über eine Kugelfläche 38 schwenkbeweglich gegen ein topfförmiges Verbindungsstück 39 an, das mit einem Gleitteller 40 verschraubt ist. Eine verschleißfeste Gleitfläche des Gleittellers 40 liegt einer ebensolchen Gleitfläche eines weiteren, mit dem Hebel 34 verschraubten Gleittellers 41 gegenüber.
  • In einer Aussparung 42 auf der dem Gleitteller 41 abgewandten Seite des Hebels 34 greift eine auf den Stößel 31 aufgesetzte Haube 43 mit einer gerundeten Anlagefläche 44 ein.
  • Wie Fig. 5 erkennen lässt, ist der Ventilstößel 31 gegen die Kraft einer Schraubenfeder 45 bewegbar. Ein Ende der Feder 45 liegt gegen einen mit dem Ventilstößel 31 verbundenen Teller 46 an, das andere Ende (nicht sichtbar) ist am Zylinderkopf 3 festgelegt.
  • Durch die indirekte Betätigung des Ventilstößels 31 über den Hebel 34, dessen Schwenkradius deutlich größer als der Schwenkradius des Kipphebels 32 ist, kommt es bei der Betätigung des Ventilstößels 31 nur zu geringen, zur Verschiebungsachse 47 des Ventilstößels 31 senkrechten Querverschiebungen bzw. Querkräften. Größere Querverschiebungen des Betätigungsstifts 37 werden durch die leicht und verschleißfrei gegeneinander verschiebbaren Gleitteller 40,41, von denen der Gleitteller 40 zusätzlich schwenkbeweglich ist, ausgeglichen. Die Ventilsteuerung arbeitet ohne Schmierung weitgehend verschleißfrei.
  • Es wird nun auf die Figuren 6 bis 8 Bezug genommen, in welchen die Führung des Kolbens 1 durch das oben genannte Schlittenelement genauer erläutert ist.
  • Der von ringförmigen Dicht- und Führungselementen 48 und 49 umgebene Kolben 1 ist über ein zur Kolbenachse koaxiale Stange 50 mit dem Schlittenelement 51 verbunden. Das Schlittenelement 51 steht seinerseits über ein Pleuel 52 in Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle.
    Der Kolben 1 gleitet in einer Zylinderbohrung 53 in einer die Zylinderwand 2 bildenden, mehrere Zylinderbohrungen aufweisenden Zylinderbank 54. Das Schlittenelement 51 bewegt sich in einer Bohrung 55 in einem Block 56, der mit einem Gehäuse (nicht gezeigt) für die erwähnte Kurbelwelle verbunden ist. Der Block 56 mit dem Kurbelwellengehäuse, ist, wie oben bereits erwähnt, durch den Motorblock eines zum Bau der beschriebenen Wärmekraftmaschine verwendeten Verbrennungsmotors gebildet. Über eine Anlagefläche 57 sind die Zylinderbank 54 und der Block 56 miteinander verbunden.
  • Eine zur Kolbenstange 50 koaxialer Stangendichtung 60, in welcher die Kolbenstange 50 gleitet, dichtet die Zylinderbohrung 53 gegen die Bohrung 55 ab.
  • Der Zylinder 1 ist mit der Kolbenstange 50 über ein in die hohle Kolbenstange eingreifendes Endstück 58 verschraubt. Eine ähnliche Verschraubung über ein Endstück 59 besteht zwischen dem Schlittenelement 51 und dem anderen Ende der Kolbenstange 50.
  • Wie die Figuren 7 und 8 erkennen lassen, umfasst das Schlittenelement 51 einen in der Draufsicht von Fig. 7 rechteckigen und in der Querschnittsansicht von Fig. 8 U-förmigen Block 61, in welchen das mit einem Achsbolzen 62 verbundene Pleuel 52 eingreift. Der Achsbolzen 62 ist an seinen Enden in den Schenkeln 64 und 65 des U-förmigen Blocks 61 gelagert, wobei der Schenkel 64 durch ein gesondertes, mit dem übrigen Block 61 verschraubtes Teilstück gebildet ist. Ein Federring 66 hält den Achsbolzen 62 in seiner Lagerung.
  • Wie insbesondere aus Fig. 7 hervorgeht, bilden vier mit der Wand der Bohrung 55 verbundene, an den Ecken des Blocks 61 angreifende Führungselemente 67 bis 70 eine Gleitführung für das Schlittenelement 51.
  • In den Figuren 9 bis 11 ist ein zu dem Einlassventil von Fig. 1 bis 3 alternatives Einlassventil gezeigt. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit derselben Bezugszahl bezeichnet, wobei den betreffenden Bezugszahlen der Buchstabe a beigefügt ist.
  • Das in den Figuren 9 bis 11 gezeigte Einlassventil 4a unterscheidet sich von dem vorangehend beschriebenen Einlassventil 4 u.a. dadurch, dass ein Ventilkörper 7a nicht ein- sondern zweiteilig ausgebildet und einen längliches Zentralteil 75 sowie einen den Zentralteil umgebenden Ringteil 73 aufweist. Der Zentralteil 75 geht an einem Ende in ein Betätigungselement 12a über. Über den Ringteil 73 kommt der Ventilkörper 4a zur Anlage gegen einen Ventilsitz 6a, der an einem Ventilgehäuse 5a gebildet ist.
  • Der Zentralteil 75 weist ein Außengewinde 80 auf, das im Eingriff mit einem Innengewinde 81 in einer den Zentralteil aufnehmenden Durchgangsbohrung im Ringteil steht. Ein ringförmiges Dichtelement 74 dichtet die Durchgangsbohrung ab.
  • Wie die Querschnittsdarstellung von Fig. 10 erkennen lässt, weist der Ringteil 73 drei Einbuchtungen auf, in welche jeweils ein mit dem Ventilgehäuse 5a verbundenes Führungselement 11 a eingreift. Zwischen den Führungselementen 11a und den Einbuchtungen besteht Spiel, das eine Selbstzentrierung des Ventilkörpers im Ventilsitz 6a ermöglicht.
  • Wie die Querschnittsdarstellung von Fig. 11 zeigt, weist der Zentralteil an seinem in einer Führungshülse 10a geführten Kugelkopf zwei diametral vorstehende Arretierungselemente 77 auf, die in entsprechende Ausnehmungen in der Führungshülse 10a eingreifen. Die in einer Passungsbohrung 16a drehbar gelagerte Führungshülse 10a greift mit einer Außenzahnung 79 in eine Außenzahnung 18a einer Antriebswelle 19a ein.
  • Über die Antriebswelle 19a lässt sich die Führungshülse 10a drehen, wobei letztere über die Arretierungselemente 77 den Zentralteil 75 des Ventilkörpers mitdreht. Indem der Ringteil 73 des Ventilkörpers durch die in die Ausnehmungen eingreifenden Führungselemente 11a gehalten wird, verdreht sich der Zentralteil 75 mit seinem Außengewinde 80 im Innengewinde 81 des Ringteils 73 und bewegt sich axial relativ zum Ringteil. Entsprechend steht der Betätigungsansatz 12a mehr oder weniger weit in den Zylinderraum 9a hinein vor.

Claims (14)

  1. Wärmekraftmaschine mit einem in einem Zylinder (2) hin und her bewegbaren Kolben (1), an dem ein unter Druck in einen Zylinderraum (9) eingelassenes Arbeitsmedium mechanische Expansionsarbeit verrichtet, mit Einrichtungen zur Variation des beim Schließen eines Einlassventils (4) für das Arbeitsmedium vorhandenen Zylinderraumvolumens (V0) und/oder zur Variation der Öffnungsdauer des Einlassventils (4), wobei das Einlassventil (4) für das Medium ein axial in den Zylinderraum (9) vorstehendes, unmittelbar durch den Kolben (1) bewegbares Betätigungselement (12) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in den Zylinderraum (9) bei geschlossenem Einlassventil vorstehende Länge des Betätigungselements (12) unter Variation des genannten Zylinderraumvolumens (V0) einstellbar ist.
  2. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1.
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zylinderraumvolumen (V0) und/oder die Öffnungsdauer durch die genannten Einrichtungen von außen ohne Öffnung des Zylinderraums (9) variierbar ist.
  3. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Einrichtungen zur Variation des Zylinderraumvolumens (V0) und/oder der Öffnungsdauer von einer dem Zylinderraum (9) abgewandten Seite eines Zylinderkopfes (3) aus betätigen lassen.
  4. Wärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Position eines Gehäuses (5) des Einlassventils (4) innerhalb einer Aufnahmebohrung im Zylinderkopf (3) in Bewegungsrichtung des Kolbens (1) verstellbar ist.
  5. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Ventilgehäuse (5) ein in ein Innengewinde (15) der Aufnahmebohrung eingreifendes Außengewinde (14) aufweist und durch Drehung um die Gewindeachse in seiner axialen Position verstellbar ist.
  6. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Ventilgehäuse (5) eine zur Gewindeachse koaxiale Zahnung (17) aufweist und durch eine gezahnte Welle (19) drehbar ist, die von der dem Zylinderraum abgewandten Außenseite des Zylinderkopfs (3) her in eine Bohrung (20) im Zylinderkopf (3) eingeführt oder einführbar ist.
  7. Wärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Ventilgehäuse (5) gegen die Aufnahmebohrung durch eine das Ventilgehäuse (5) umgebende Ringdichtung (22) abgedichtet ist.
  8. Wärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Betätigungselement (12) durch eine axiale Verlängerung eines Ventilkörpers (7) gebildet ist, für den das Ventilgehäuse (5) einen Ventilsitz (6) bildet.
  9. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Betätigungselement (12a) durch einen Zentralteil (75) des Ventilkörpers gebildet und der Zentralteil (75) relativ zu einem den Zentralteil (75) umgebenden Ringteil (73) des Ventilkörpers verstellbar ist.
  10. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Außengewinde (80) des Zentralteils (75) in ein Innengewinde (81) des Ringteils (73) eingreift.
  11. Wärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtungen zur Variation des Zylinderraumvolumens (V0) einen zu dem Zylinderraum (9) offenen, in seinem Volumen verstellbaren Nebenraum (24) umfassen.
  12. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Nebenraum (24) durch einen oder mehrere verschieden große Füllkörper (26,27) ausfüllbar ist.
  13. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Nebenraum durch eine Bohrung (24) im Zylinderkopf (3) gebildet ist.
  14. Wärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kolben (1) über eine Kolbenstange starr mit einem in Bewegungsrichtung des Kolbens (1) geführten Schlittenelement verbunden und an das Schlittenelement eine mit einer Kurbelwelle verbundene Pleuelstange angelenkt ist.
EP10005627.4A 2009-06-05 2010-05-31 Wärmekraftmaschine Active EP2261473B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009024436A DE102009024436B4 (de) 2009-06-05 2009-06-05 Wärmekraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2261473A1 EP2261473A1 (de) 2010-12-15
EP2261473B1 true EP2261473B1 (de) 2015-09-02

Family

ID=42670454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10005627.4A Active EP2261473B1 (de) 2009-06-05 2010-05-31 Wärmekraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2261473B1 (de)
DE (1) DE102009024436B4 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038140A1 (de) 2009-08-19 2011-02-24 Devetec Gmbh Wärmekraftmaschine
DE102011076157A1 (de) 2011-05-20 2012-11-22 Devetec Gmbh Wärmekraftmaschine
DE102013212805A1 (de) 2013-07-01 2015-01-08 Evonik Industries Ag Verwendung von hoch effizienten Arbeitsmedien für Wärmekraftmaschinen
EP3271557B1 (de) * 2015-03-16 2020-11-25 RD Estate GmbH & Co. KG Dampfmotor
CN110469379B (zh) * 2019-08-07 2020-08-07 中国北方发动机研究所(天津) 一种基于多段凸轮驱动的可变几何压缩比装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US648820A (en) * 1900-02-12 1900-05-01 Alfred Wetzel Valve-gear for engines.
US1089718A (en) * 1913-01-18 1914-03-10 Adrian N Metzelaar Fluid-controlling mechanism for cylinders.
FR504606A (fr) * 1919-10-06 1920-07-10 John William Wissmann Perfectionnements aux moteurs à combustion interne
US4168655A (en) * 1968-03-18 1979-09-25 Thermo Electron Corporation Power output control system for vapor engine
US4050357A (en) * 1974-06-25 1977-09-27 Carter Sr J Warne Steam admission valve and variable clearance volume steam cylinder
DE3117133A1 (de) * 1981-04-30 1982-11-18 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg "einrichtung zur lastabhaengigen steuerung des verdichtungsverhaeltnisses einer 4takt-hubkolben-brennkraftmaschine"
DE19808051A1 (de) * 1998-02-26 1999-09-02 Reitz Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE102008058558B4 (de) 2008-11-20 2020-04-23 Volkswagen Ag Wärmekraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2261473A1 (de) 2010-12-15
DE102009024436A1 (de) 2010-12-16
DE102009024436B4 (de) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19703948C1 (de) Vorrichtung zur Veränderung der Verdichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE102005055199B4 (de) Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis
EP3170997B1 (de) Variabler ventiltrieb mit einem kipphebel
DE4226361C2 (de) Brennkraftmaschine
EP2261473B1 (de) Wärmekraftmaschine
DE69921216T2 (de) Brennkraftmaschine mit variabler Hydraulik-Ventilbetätigunsvorrichtung
WO2015082722A2 (de) Längenvariable pleuelstange einer brennkraftmaschine
AT407428B (de) Hydraulisch betätigbares ventil mit steuerbarem hub
WO2012152456A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine mit nockenwellenverstelleinrichtung
DE10337430A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit Schaltnocken
EP2034138A2 (de) Ventilsteuerung für Hubkolbenbrennkraftmaschinen
DE3534692C2 (de)
DE2448311A1 (de) Regelbare, hydraulische ventilsteuerung fuer hubkolbenmaschinen
WO2010055100A1 (de) Pumpeneinheit für eine hochdruckpumpe
DE3438556C2 (de)
DE4405189C2 (de) Stößel für ein abschaltbares Ventil einer Brennkraftmaschine
DE4237777A1 (de)
DE4235620C2 (de) Ventilhubverstelleinrichtung für Brennkraftmaschinen und Kompressoren
DE19819068A1 (de) Abstützelement für einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
DE102011008128B4 (de) Hubkolben-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis
DE102015223129A1 (de) Hydraulisch betätigtes Schaltventil
DE19623257A1 (de) Einrichtung zur Betätigung von Ventilen an einer Kolbenmaschine mit veränderbarem Ventilhub, insbesondere einer Kolbenbrennkraftmaschine
WO2006037422A1 (de) Variabler ventiltrieb einer brennkraftmaschine
EP0451466B1 (de) Kolbenbrennkraftmaschine
DE19807351C2 (de) Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

17P Request for examination filed

Effective date: 20110615

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F01L 25/06 20060101ALI20150309BHEP

Ipc: F01L 3/08 20060101ALI20150309BHEP

Ipc: F01L 35/04 20060101ALI20150309BHEP

Ipc: F01L 23/00 20060101AFI20150309BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20150402

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 746764

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20150915

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20151203

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20151202

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20150902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160102

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160104

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20160603

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160531

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160531

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160531

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160531

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

Representative=s name: PATENTANWAELTE BAUER VORBERG KAYSER PARTNERSCH, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

Representative=s name: PATENTANWAELTE BERNHARDT/WOLFF PARTNERSCHAFT M, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

Representative=s name: PATENTANWAELTE BERNHARDT/WOLFF PARTNERSCHAFT, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

Owner name: DEVETEC GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: DEVETEC GMBH, 66115 SAARBRUECKEN, DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160531

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 746764

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20160531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160531

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 9

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

Representative=s name: PATENTANWAELTE BAUER VORBERG KAYSER PARTNERSCH, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502010010182

Country of ref document: DE

Representative=s name: PATENTANWAELTE BAUER VORBERG KAYSER PARTNERSCH, DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20100531

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150902

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230613

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20240522

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240517

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20240522

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20240531

Year of fee payment: 15