NL1016567C1 - Methode, alsmede inrichting voor het regelen van koppel en vermogen van een verbrandingsmotor volgens het zuigerprincipe door regeling van het slagvolume. - Google Patents

Description

Methode, alsmede inrichting voor het regelen van koppel en vermogen van een verbrandingsmotor volgens het zui-gerprincipe door regeling van het slagvolume.

5 Verbrandingsmotoren dienen aan steeds zwaardere eisen te voldoen met betrekking tot verbruik van brandstof en milieubelasting door de uitstoot van verbrandingsgassen.

Door diverse technieken met betrekking tot brandstofdose-ring, ontsteking, regeling van klepopening ed is zowel het 10 verbruik van brandstof als de belasting van het milieu door de uitstoot van verbrandingsgassen sterk verminderd. Het energetisch-rendement van de verbrandingsmotor is nog steeds laag; vooral bij wisselende vraag naar koppel en vermogen. Belangrijke oorzaken van het lage rendement zijn de niet 15 optimale condities voor de verbranding. Dit betreft met name de aanpassing van hoeveelheid en samenstelling van het brandstof-luchtmengsel bij de vraag naar koppel en vermogen. Voor verbrandingsmotoren volgens het zuigerprincipe, zuiger-motoren, kunnen meer optimale verbrandingscondities verkre-20 gen worden door een bij de vraag aangepaste cylinderinhoud cq slagvolume.

De vinding beoogt verdere optimalisering van het energetisch-rendement van zuigermotoren door het regelen van het 25 volume van de arbeidsslag (slagvolume) en, gelijktijdig, het verbeteren van de krachtoverdracht naar de krukas.

De vinding is toepasbaar bij zowel het viertakt als het tweetaktprincipe.

30

Aan de hand van bijgaande principeschets wordt de werking toegelicht:

De toelichting betreft een uitvoering volgens het viertakt-principe.

35

In een cylinder (1) beweegt een zuiger, de krukzuiger (2). De beweging van de krukzuiger wordt via een drijfstang (3) 1016567 ’ 2 en kruk (4) omgezet in rotatie van de krukas (5).

In de ruimte waarin de krukzuiger beweegt (1), bijvoorbeeld in dezelfde cylinder, kan een tweede zuiger (6) bewegen. De tweede zuiger (6) beweegt tussen de krukzuiger (2) en de 5 cylinderkop (7). De ruimte tussen de tweede zuiger (6) en de cylinderkop (7) is de verbrandingsruimte (8).

Tussen de krukzuiger (2) en de tweede zuiger (6) bevindt zich een ruimte (9) gevuld met een gasvormig medium, bijvoorbeeld lucht.

10

De druk in de ruimte (9) kan geregeld worden.

De druk in de ruimte (9) ten opzichte van de druk in verbrandingsruimte (8) bepaalt de richting waarin de tweede 15 zuiger (6) ten opzichte van de krukzuiger (2) zal willen verplaatsen.

De verplaatsing van de tweede zuiger (6) wordt beperkt door de positie cq verplaatsing van het verbindingsdeel (10). Het verbindingsdeel (10), vormt de verbinding tussen de tweede 20 zuiger (6) en hefboom (11).

Het verbindingsdeel (10) laat ten opzichte van de tweede zuiger (6) een beweging ter grootte (S) toe volgens de hartlijn van die zuiger.

25 De beweging van de hefboom (11) is afgeleid van een kruk (12). De kruk (12) heeft dezelfde rotatiesnelheid als de krukas (5) van de krukzuiger maar is ten opzichte hiervan qua krukhoek verschoven.

30 Bij overdruk in ruimte (9) wordt de tweede zuiger (6) tegen het verbindingsdeel (10) gedrukt, de uitgangspositie. De zuiger (6) volgt dan de beweging van het verbindingsdeel (10). Dit is het geval bij de inlaatslag, de compressieslag en de uitlaatslag.

35

Bij de werkslag of arbeidsslag wordt de druk in de verbrandingsruimte (8) groter dan de druk in ruimte (6). De zuiger 1018567« 3 (6) kan daarbij bewegen in de richting van de krukzuiger (2) en ten opzichte van het verbindingsdeel (10) totdat de druk in de verbrandingsruimte (8) en de druk in ruimte (9) nagenoeg gelijk zijn. De druk in de verbrandingsruimte (8) wordt 5 via de buffer in ruimte (9) overgebracht op de krukzuiger (2) die vervolgens de krukas (5) doet roteren, hls de druk in de verbrandingsruimte (8) verder afneemt gaat de zuiger (6) terug naar de uitgangspositie ten opzichte van het verbindingsdeel (10).

10 De krachten op het bewegingsmechanisme van de zuiger (6) blijven beperkt.

Door bufferwerking in ruimte (9) wordt de kracht op de krukzuiger (2) meer geleidelijk overgebracht.

15 De hefboom (11) roteert om een as (13), het kantelpunt. De positie van het kantelpunt (13) kan ten opzichte van de hefboom (11) ingesteld worden; bijvoorbeeld door het kantelpunt te laten roteren om as (14).

As (14) is zodanig gepositioneerd dat de slag van het ver-20 bindingsdeel (10) gevarieerd kan worden terwijl in de verbrandingsruimte (8) op het gewenste moment de gewenste compressie ontstaat. (De druk in ruimte (9) moet, op dat moment, hoger zijn dan de druk bij compressie.) Eventuele correctie van de positie van zuiger (6)is mogelijk, bij-25 voorbeeld door as (14) excentrisch te lageren en in een instelmogelijkheid (niet weergegeven) te voorzien.

De slag van het verbindingsdeel (10) is de maat voor de cylinderinhoud of het slagvolume.

De maximale slag van het verbindingsdeel (10) komt overeen 30 met de slag van de krukzuiger (2).

• 35

4 H ‘t C ^ 7 "’"’S

l ' - ·’ 1

Claims (4)

10 Methode, alsmede elementen volgens conclusie 1. met het kenmerk dat steeds twee zuigers samenwerken waarbij een zuiger over een vaste slaglengte verplaatst, terwijl van de andere zuiger de slaglengte gevarieerd kan worden.

15 Conclusie 3. Methode, alsmede elementen volgens conclusie 1. en 2. met als kenmerk dat de cylinderinhoud voor verbranding bepaald wordt door de ingestelde slag.

20 Conclusie 4. Methode, alsmede elementen volgens conclusie 1. en 2. met als kenmerk dat de beweging van beide de zuigers afgeleid is van een krukbeweging met gelijke rotatiefrequentie.

25 Conclusie 5. Methode, alsmede elementen volgens conclusie 1., 2. en 4. met als kenmerk dat zich tussen de zuigers een ruimte bevindt waarin zich een samendrukbaar medium bevindt onder regelbare druk. 30 Conclusie 6. Methode, alsmede elementen volgens conclusie l.,2. en 4. met als kenmerk dat de beweging van de zuiger met variabele slaglengte ontleend wordt aan de rotatie van een kruk en via 35 een hefboom met instelbaar kantelpunt op die zuiger wordt overgebracht. 1016567a Conclusie 7. Methode, alsmede elementen volgens conclusie 6. met het kenmerk dat de instelling van het kantelpunt van de hefboom de posities en de grootte van de slag van de zuiger met varia-5 bele slag bepaalt. Conclusie 8. Methode alsmede elementen volgens conclusie 6. en 7. met als kenmerk dat de verbinding van de hefboom met de zuiger met 10 variabele slag een verplaatsing volgens de hartlijn van de zuiger toelaat. Conclusie 9. Methode alsmede elementen volgens conclusie 8. met het ken-15 merk dat de krachten bij de werkslag via een buffer worden overgebracht naar de zuiger met vaste slag. 20 25 30 35 1016557 1