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EP1340893A2 - Internal combustion engine - Google Patents

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Publication number
EP1340893A2
EP1340893A2 EP03001925A EP03001925A EP1340893A2 EP 1340893 A2 EP1340893 A2 EP 1340893A2 EP 03001925 A EP03001925 A EP 03001925A EP 03001925 A EP03001925 A EP 03001925A EP 1340893 A2 EP1340893 A2 EP 1340893A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinders
internal combustion
combustion engine
crankshaft
reciprocating internal
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.)
Granted
Application number
EP03001925A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1340893A3 (en
EP1340893B1 (en
Inventor
Gernot Kurtzer
Erhard Rau
Hubert Schnüpke
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1340893A2 publication Critical patent/EP1340893A2/en
Publication of EP1340893A3 publication Critical patent/EP1340893A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1340893B1 publication Critical patent/EP1340893B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
    • 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
    • F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length
    • 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
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/228—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement with cylinders arranged in parallel banks

Definitions

  • the invention relates to a reciprocating internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the document DE 43 12 954 A1 discloses such a reciprocating internal combustion engine, which with a device for variable Compression of the mixture in the combustion chamber equipped is.
  • This variable compression device comprises an upper, pivotally connected to the piston connecting rod and a lower, pivotally connected to the crankshaft cross lever.
  • the Both parts are connected by a joint.
  • a control lever whose position is variably adjustable.
  • the control lever is also the pivot point between Cross lever and connecting rod adjusted. This can be different kinematic relationships with different upper and lower Set dead points of the piston in the cylinder of the internal combustion engine without changing the design dimensions the piston, the connecting rod or a journal on the Crankshaft would be required.
  • the invention is based on the problem, a garumblede Reciprocating internal combustion engine with two rows of cylinders with variable to create adjustable compression ratio.
  • the reciprocating internal combustion engine according to the invention agreed the advantages of a double-row internal combustion engine with parallel arranged rows of cylinders with the advantages of a variable Compression.
  • the two rows of cylinders of the reciprocating internal combustion engine are arranged in such a way to each other, that the cylinder longitudinal axes of the cylinder from the first row of cylinders and the second row of cylinders run parallel or include only a small angle, in particular is less than 10 ° and may be for example 5 °.
  • the kinematics for the variable adjustment of the compression ratio includes a cross lever as a transfer link between the connecting rod and the crankshaft, which is transverse to the crankshaft longitudinal axis is arranged. This will be the opportunity opened that despite the approximately parallel orientation of the cylinder the first and second row of cylinders the connecting rods each Piston in a movement between top and bottom dead center at each position of the variable setting device the compression ratio only by a relative pivoted small angle relative to the cylinder axis must be because the coupling point between the connecting rod and cross lever expedient approximately on an extension the cylinder longitudinal axis is located.
  • the lateral offset between cylinder longitudinal axis and crankshaft is bridged by means of the cross lever.
  • crankshaft in the manner in Regarding the two rows of cylinders is arranged, that the Crankshaft longitudinal axis between the cylinder longitudinal axes of the cylinder the first and second row of cylinders is located.
  • the crankshaft is in particular symmetrical or slightly asymmetrical below the first and second row of cylinders. In this arrangement is the crankshaft of the pistons of both rows of cylinders uniformly applied force, with the power transmission between the connecting rods and the crankshaft via the cross lever.
  • each piston of the internal combustion engine is one Assigned cross lever.
  • each cross lever of an associated, adjustable Control lever is acted upon.
  • this is the linkage the control lever on the traverse on the connecting rod facing away Page to choose.
  • each cylinder bank a Actuator, in particular an eccentric shaft assigned is.
  • eccentric shaft As an alternative to an eccentric shaft come other options for adjusting the control lever into consideration. These can be controlled electrically, pneumatically or hydraulically. The use of cam gears is also possible.
  • the reciprocating internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 has two cylinder banks or rows 2 and 3, which are parallel to each other are arranged.
  • the cylinders 2a, b, c of the first row of cylinders 2 are to the cylinders 3a, b, c of the second cylinder bank 3 aligned in parallel so that the cylinder axes of all Cylinder of the internal combustion engine 1 run parallel.
  • the two rows of cylinders 2 and 3 are separated by a separation. 4 separated, which runs in the longitudinal direction of the internal combustion engine.
  • the cylinders 2a, b, c of the first cylinder bank 2 are opposite the cylinders 3a, b, c of the second row of cylinders 3 in the longitudinal direction the internal combustion engine staggered. hereby results between adjacent cylinders of the two rows of cylinders an offset 1, measured between the cylinder longitudinal axes 10 and 11 of the cylinders.
  • the offset 1, the less than The radius r of each cylinder can be obtained in particular due to the smaller design without intermediate cheeks on the hub bearings.
  • crankshaft 5 which is rotatably mounted in the housing-fixed base bearings 6a, 6b, 6c and 6d and is driven by the reciprocating piston in the cylinders.
  • base bearings 6a, 6b, 6c and 6d Between the basic bearings 6a, 6b, 6c and 6d are located corresponding to the number of cylinders of a row of cylinders a total of three crankshaft sections between each two adjacent base camps.
  • crankshaft section are integrally formed with the crankshaft 5 crank pin 7 and 8, which have a radial offset a 1 and a 2 relative to the crankshaft longitudinal axis 9.
  • crank pins 7 and 8 connecting rods of the pistons of the cylinders 3a and 2a engage, which are assigned to different cylinder rows and immediately adjacent.
  • the crank pins 7 and 8 are in the longitudinal direction of the crankshaft longitudinal axis 9 seen at the height of the cylinder axes 10 and 11 of the cylinder 3a and 2a.
  • crank pins 7 and 8 are connected to the crankshaft 5 in a different radial distance a 1 and a 2 to the crankshaft longitudinal axis 9. This makes it possible to create equal leverage for adjacent cylinders of different cylinder rows when using the device described in Fig. 3 for variable compression.
  • Fig. 3 shows a section through adjacent cylinders 2c and 3c from the first and second row of cylinders. Shown is the kinematics for variable compression adjustment, wherein the the cylinder 2c associated kinematics with a solid line and the kinematics associated with the cylinder 3a are indicated by dashed lines is.
  • the pistons 19 and 20 in the cylinders 2c and 3c are connected via connecting rods 12 and 13 with transverse levers 14 and 15, which rotatably on the crank pin 7 and 8 of the piston shaft fifth are stored.
  • the connecting rods 12 and 13 are on both sides of the Pistons 19 and 20 as well as on the side of the transverse lever 14 and 15, respectively articulated via joints 12a, 12b and 13a, 13b.
  • the joints 12b and 13b of the connecting rods 12 and 13 respectively associated Cross lever 14 and 15 are at a distance to the associated Stroke pin 7 or 8.
  • the crankshaft 5 is symmetrical to the Parting plane 4 between the two rows of cylinders of the internal combustion engine; the crankshaft longitudinal axis 9 lies in the parting plane 4.
  • the connecting rods 12 and 13 extend approximately along the cylinder longitudinal axes 10 and 11 and are in operation of the internal combustion engine compared to the cylinder longitudinal axes only by a relatively small angular amount relative to the cylinder longitudinal axis deflected, which is small enough to ensure that that the inner walls of the cylinder from the connecting rods 12 and 13, respectively not to be touched.
  • the connecting rods 12 and 13 are on this side and beyond the parting plane 4 or the crankshaft longitudinal axis 9.
  • Both transverse levers 14 and 15 extend to the same side the engine and are there via joints 16a and 17a connected to control levers 16 and 17, which on their the Querhebeln opposite side over other joints 16b and 17b hingedly coupled to an eccentric shaft 18 and from this kinematically constrained.
  • the eccentric shaft 18 extends parallel to the crankshaft 5.
  • the joints 16a and 17a between the cross levers 14 and 15 and the control levers 16 and 17th have coaxial hinge axes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

Control arms (16,17) are connected to corresponding cross levers (14,15) to adjust the compression ratio of cylinders (2c,3c). Piston rods (12,13), pivotally connected to one end of corresponding pistons (19,20), are rotatably supported by the cross levers.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolben-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a reciprocating internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Die Druckschrift DE 43 12 954 A1 offenbart eine derartige Hubkolben-Brennkraftmaschine, welche mit einer Einrichtung zur variablen Verdichtung des Gemisches im Brennraum ausgestattet ist. Diese Einrichtung zur variablen Verdichtung umfasst ein oberes, gelenkig mit dem Kolben verbundenes Pleuel und einen unteren, gelenkig mit der Kurbelwelle verbundenen Querhebel. Die beiden Teile sind über ein Gelenk miteinander verbunden. In einem weiteren Gelenk am Querhebel greift ein Steuerhebel an, dessen Position variabel einstellbar ist. Durch eine Positionsänderung des Steuerhebels wird auch der Gelenkpunkt zwischen Querhebel und Pleuel verstellt. Dadurch können unterschiedliche kinematische Verhältnisse mit verschiedenen oberen und unteren Totpunkten des Kolbens im Zylinder der Brennkraftmaschine eingestellt werden, ohne dass hierfür eine Änderung der Konstruktionsmaße des Kolbens, des Pleuels oder eines Hubzapfens an der Kurbelwelle erforderlich wäre.The document DE 43 12 954 A1 discloses such a reciprocating internal combustion engine, which with a device for variable Compression of the mixture in the combustion chamber equipped is. This variable compression device comprises an upper, pivotally connected to the piston connecting rod and a lower, pivotally connected to the crankshaft cross lever. The Both parts are connected by a joint. In one another joint on the cross lever attacks a control lever, whose position is variably adjustable. By a change in position the control lever is also the pivot point between Cross lever and connecting rod adjusted. This can be different kinematic relationships with different upper and lower Set dead points of the piston in the cylinder of the internal combustion engine without changing the design dimensions the piston, the connecting rod or a journal on the Crankshaft would be required.

Zur Änderung des Verdichtungsverhältnisses muss der gehäuseseitige Anlenkpunkt des Steuerhebels zumindest translatorisch im Gehäuse verfahrbar und außerdem verschwenkbar am Gehäuse gehalten sein. Um dem Steuerhebel eine kinematische Bewegung aufprägen zu können, ist eine Zusatzkinematik für die Stellbewegung des Steuerhebels erforderlich. To change the compression ratio of the housing side must Anlenkpunkt of the control lever at least translationally in Housing movable and also held pivotally on the housing his. To impose a kinematic motion on the control lever to be able to, is an additional kinematics for the adjusting movement of the control lever required.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine kleinbauende Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderreihen mit variabel einstellbarem Verdichtungsverhältnis zu schaffen.The invention is based on the problem, a kleinbauende Reciprocating internal combustion engine with two rows of cylinders with variable to create adjustable compression ratio.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This problem is inventively with the features of the claim 1 solved. The dependent claims give expedient developments on.

Die erfindungsgemäße Hubkolben-Brennkraftmaschine vereinbart die Vorteile einer zweireihigen Brennkraftmaschine mit parallel angeordneten Zylinderreihen mit den Vorteilen einer variablen Verdichtung. Die beiden Zylinderreihen der Hubkolben-Brennkraftmaschine sind in der Weise zueinander angeordnet, dass die Zylinderlängsachsen der Zylinder aus der ersten Zylinderreihe und der zweiten Zylinderreihe parallel verlaufen oder einen lediglich kleinen Winkel einschließen, der insbesondere kleiner ist als 10° und beispielsweise 5° betragen kann. Durch diese zumindest annähernd parallele Anordnung der beiden Zylinderreihen wird eine kompakte, kleinbauende Brennkraftmaschine erreicht, deren Maße insbesondere in Querrichtung im Vergleich zu V-förmigen Brennkraftmaschinen geringer sind.The reciprocating internal combustion engine according to the invention agreed the advantages of a double-row internal combustion engine with parallel arranged rows of cylinders with the advantages of a variable Compression. The two rows of cylinders of the reciprocating internal combustion engine are arranged in such a way to each other, that the cylinder longitudinal axes of the cylinder from the first row of cylinders and the second row of cylinders run parallel or include only a small angle, in particular is less than 10 ° and may be for example 5 °. By this at least approximately parallel arrangement of the two rows of cylinders becomes a compact, small-sized internal combustion engine achieved, their dimensions in particular in the transverse direction in comparison to V-shaped internal combustion engines are lower.

Die Kinematik zur variablen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses umfasst einen Querhebel als Übertragungsglied zwischen dem Pleuel und der Kurbelwelle, der quer zur Kurbelwellenlängsachse angeordnet ist. Hierdurch wird die Möglichkeit eröffnet, dass trotz der etwa parallelen Ausrichtung der Zylinder der ersten und der zweiten Zylinderreihe die Pleuel jedes Kolbens bei einer Bewegung zwischen oberem und unterem Totpunkt bei jeder Position der Einrichtung zur veränderlichen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses nur um einen verhältnismäßig geringen Winkelbetrag gegenüber der Zylinderlängsachse verschwenkt werden müssen, da der Kupplungspunkt zwischen Pleuel und Querhebel zweckmäßig näherungsweise auf einer Verlängerung der Zylinderlängsachse liegt. Der Seitenversatz zwischen Zylinderlängsachse und Kurbelwelle wird mit Hilfe des Querhebels überbrückt.The kinematics for the variable adjustment of the compression ratio includes a cross lever as a transfer link between the connecting rod and the crankshaft, which is transverse to the crankshaft longitudinal axis is arranged. This will be the opportunity opened that despite the approximately parallel orientation of the cylinder the first and second row of cylinders the connecting rods each Piston in a movement between top and bottom dead center at each position of the variable setting device the compression ratio only by a relative pivoted small angle relative to the cylinder axis must be because the coupling point between the connecting rod and cross lever expedient approximately on an extension the cylinder longitudinal axis is located. The lateral offset between cylinder longitudinal axis and crankshaft is bridged by means of the cross lever.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Kurbelwelle in der Weise in Bezug auf die beiden Zylinderreihen angeordnet ist, dass die Kurbelwellenlängsachse zwischen den Zylinderlängsachsen der Zylinder der ersten und zweiten Zylinderreihe liegt. Die Kurbelwelle liegt insbesondere symmetrisch oder leicht unsymmetrisch unterhalb der ersten und zweiten Zylinderreihe. In dieser Anordnung wird die Kurbelwelle von den Kolben beider Zylinderreihen gleichmäßig kraftbeaufschlagt, wobei die Kraftübertragung zwischen den Pleueln und der Kurbelwelle über die Querhebel erfolgt.It is further provided that the crankshaft in the manner in Regarding the two rows of cylinders is arranged, that the Crankshaft longitudinal axis between the cylinder longitudinal axes of the cylinder the first and second row of cylinders is located. The crankshaft is in particular symmetrical or slightly asymmetrical below the first and second row of cylinders. In this arrangement is the crankshaft of the pistons of both rows of cylinders uniformly applied force, with the power transmission between the connecting rods and the crankshaft via the cross lever.

Zweckmäßig ist jedem Kolben der Brennkraftmaschine jeweils ein Querhebel zugeordnet. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, dass jeder Querhebel von einem ihm zugeordneten, verstellbaren Steuerhebel beaufschlagt ist. Vorzugsweise ist hierfür die Anlenkung der Steuerhebel an der Traverse auf der dem Pleuel abgewandten Seite zu wählen. Auf diese Weise kann jedes Pleuel im Wesentlichen geradlinig entlang der Zylinderlängsachse gelagert werden und kann bei einer Hubbewegung des Kolbens Winkelbewegungen in einem verhältnismäßig schmalen Winkelbereich um die Zylinderlängsachse ausführen, wodurch eine Kollision des Pleuels mit den Zylinderinnenwänden vermieden wird. Außerdem werden durch diese Anordnung die auf das Pleuel und die Kolben wirkenden Kräfte reduziert.Suitably, each piston of the internal combustion engine is one Assigned cross lever. In addition, it may be advantageous that each cross lever of an associated, adjustable Control lever is acted upon. Preferably, this is the linkage the control lever on the traverse on the connecting rod facing away Page to choose. In this way, every connecting rod in the Essentially stored in a straight line along the cylinder longitudinal axis be and can with a stroke movement of the piston angular movements in a relatively narrow angular range around the Cylinder longitudinal axis, causing a collision of the connecting rod is avoided with the cylinder inner walls. In addition, will by this arrangement acting on the connecting rod and the piston Forces reduced.

Unmittelbar benachbarte Zylinder der ersten und der zweiten Zylinderreihe können geringfügig in Richtung der Kurbelwellenlängsachse verschoben sein, um eine Kollision der den Zylindern zugeordneten Querhebel zu vermeiden. Außerdem wird dadurch die Möglichkeit eröffnet, zwei verschiedene Hubzapfen auf der Kurbeiweile mit unterschiedlichen Hubradien zur Kurbelwellenlängsachse mit oder ohne Zwischenwangen vorzusehen, welche die Querhebel der unmittelbar benachbarten Zylinder der ersten und der zweiten Zylinderreihe beaufschlagen. Über die unterschiedlichen Hubradien können die kinematischen Hebelverhältnisse im kinematischen Übertragungsweg zwischen Pleuel, Querhebel und Steuerhebel zwischen benachbarten Zylindern exakt aufeinander abgestimmt werden, insbesondere für den Fall, dass die Steuerhebel für die beiden Querhebel benachbarter Zylinder auf der gleichen Seite der Brennkraftmaschine liegen. Diese Ausführung bietet den weiteren Vorteil, dass alle Steuerhebel von einem gemeinsamen Betätigungsorgan verstellt werden können, beispielsweise von einer Exzenterwelle, welche parallel zur Kurbelwelle verläuft.Immediately adjacent cylinders of the first and second row of cylinders can be slightly in the direction of the crankshaft longitudinal axis be shifted to a collision of the cylinders assigned to avoid cross lever. In addition, this is the Possibility opened, two different crank pins on the Kurbeiweile with different Hubradien to the crankshaft longitudinal axis provide with or without intermediate cheeks, which the cross lever the immediately adjacent cylinder of the first and the act on the second row of cylinders. About the different ones Hubradien can kinematic leverage in kinematic Transmission path between connecting rod, cross lever and control lever exactly matched between adjacent cylinders be, especially in the event that the control levers for the two transverse levers of adjacent cylinders on the same Side of the internal combustion engine are. This version offers the further advantage that all control levers of a common Actuator can be adjusted, for example from an eccentric shaft, which runs parallel to the crankshaft.

Gegebenenfalls kann es aber auch zweckmäßig sein, die Querhebel benachbarter Zylinder auf gegenüberliegenden Seiten mit Steuerhebeln zu koppeln, wobei in diesem Fall jeder Zylinderbank ein Betätigungsorgan, insbesondere eine Exzenterwelle, zugeordnet ist.Optionally, it may also be appropriate, the cross lever adjacent cylinder on opposite sides with control levers to couple, in which case each cylinder bank a Actuator, in particular an eccentric shaft assigned is.

Alternativ zu einer Exzenterwelle kommen auch andere Möglichkeiten zur Verstellung der Steuerhebel in Betracht. Diese können elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angesteuert werden. Auch der Einsatz von Kurvengetrieben ist möglich.As an alternative to an eccentric shaft come other options for adjusting the control lever into consideration. these can be controlled electrically, pneumatically or hydraulically. The use of cam gears is also possible.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei nebeneinander liegenden Zylinderreihen bzw. -bänken, wobei die Zylinder der ersten und der zweiten Zylinderreihe relativ zueinander in Längsrichtung verschoben sind,
  • Fig. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie II-II aus Fig. 1,
  • Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie III-III aus Fig. 1.
    • Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
  • 1 is a plan view of a reciprocating internal combustion engine with two adjacent rows of cylinders or benches, wherein the cylinders of the first and second row of cylinders are displaced relative to each other in the longitudinal direction,
  • 2 shows a section along section line II-II of Fig. 1,
  • 3 shows a section along section line III-III of Fig. 1st

    • In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following figures are the same components with the same reference numerals Provided.

    Die in Fig. 1 dargestellte Hubkolben-Brennkraftmaschine 1 weist zwei Zylinderbänke bzw. -reihen 2 und 3 auf, die zueinander parallel angeordnet sind. Die Zylinder 2a, b, c der ersten Zylinderreihe 2 sind zu den Zylindern 3a, b, c der zweiten Zylinderreihe 3 parallel ausgerichtet, so dass die Zylinderachsen sämtlicher Zylinder der Brennkraftmaschine 1 parallel verlaufen. Die beiden Zylinderreihen 2 und 3 sind durch eine Trennebene 4 separiert, die in Längsrichtung der Brennkraftmaschine verläuft. Zweckmäßig ist der Motorblock mit beiden Zylinderreihen 2, 3 als einteiliges Bauteil gefertigt.The reciprocating internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 has two cylinder banks or rows 2 and 3, which are parallel to each other are arranged. The cylinders 2a, b, c of the first row of cylinders 2 are to the cylinders 3a, b, c of the second cylinder bank 3 aligned in parallel so that the cylinder axes of all Cylinder of the internal combustion engine 1 run parallel. The two rows of cylinders 2 and 3 are separated by a separation. 4 separated, which runs in the longitudinal direction of the internal combustion engine. Appropriately, the engine block with two rows of cylinders 2, 3 manufactured as a one-piece component.

    Die Zylinder 2a, b, c der ersten Zylinderreihe 2 sind gegenüber den Zylindern 3a, b, c der zweiten Zylinderreihe 3 in Längsrichtung der Brennkraftmaschine versetzt angeordnet. Hierdurch ergibt sich zwischen benachbarten Zylindern der beiden Zylinderreihen ein Versatz 1, gemessen zwischen den Zylinderlängsachsen 10 und 11 der Zylinder. Der Versatz 1, der kleiner als der Radius r jedes Zylinders sein kann, ergibt sich insbesondere durch die kleinere Bauweise ohne Zwischenwangen an den Hublagern.The cylinders 2a, b, c of the first cylinder bank 2 are opposite the cylinders 3a, b, c of the second row of cylinders 3 in the longitudinal direction the internal combustion engine staggered. hereby results between adjacent cylinders of the two rows of cylinders an offset 1, measured between the cylinder longitudinal axes 10 and 11 of the cylinders. The offset 1, the less than The radius r of each cylinder can be obtained in particular due to the smaller design without intermediate cheeks on the hub bearings.

    In Fig. 2 ist die erste Zylinderreihe 2 mit den Zylindern 2a, 2b und 2c aufgeschnitten dargestellt. Unterhalb der Zylinder verläuft die Kurbelwelle 5, die in gehäusefesten Grundlagern 6a, 6b, 6c und 6d drehbar gelagert ist und von den Hubkolben in den Zylindern angetrieben wird. Zwischen den Grundlagern 6a, 6b, 6c und 6d befinden sich entsprechend der Anzahl an Zylindern einer Zylinderreihe insgesamt drei Kurbelwellenabschnitte zwischen jeweils zwei benachbarten Grundlagern. In jedem Kurbelwellenabschnitt befinden sich einteilig mit der Kurbelwelle 5 ausgebildete Hubzapfen 7 und 8, welche gegenüber der Kurbelwellenlängsachse 9 einen radialen Versatz a1 bzw. a2 aufweisen. An den Hubzapfen 7 und 8 greifen Pleuel der Kolben der Zylinder 3a und 2a an, die unterschiedlichen Zylinderreihen zugeordnet und unmittelbar benachbart sind. Die Hubzapfen 7 und 8 befinden sich in Längsrichtung der Kurbelwellenlängsachse 9 gesehen auf Höhe der Zylinderachsen 10 und 11 der Zylinder 3a bzw. 2a.In Fig. 2, the first row of cylinders 2 with the cylinders 2a, 2b and 2c shown cut. Below the cylinder extends the crankshaft 5, which is rotatably mounted in the housing-fixed base bearings 6a, 6b, 6c and 6d and is driven by the reciprocating piston in the cylinders. Between the basic bearings 6a, 6b, 6c and 6d are located corresponding to the number of cylinders of a row of cylinders a total of three crankshaft sections between each two adjacent base camps. In each crankshaft section are integrally formed with the crankshaft 5 crank pin 7 and 8, which have a radial offset a 1 and a 2 relative to the crankshaft longitudinal axis 9. At the crank pins 7 and 8, connecting rods of the pistons of the cylinders 3a and 2a engage, which are assigned to different cylinder rows and immediately adjacent. The crank pins 7 and 8 are in the longitudinal direction of the crankshaft longitudinal axis 9 seen at the height of the cylinder axes 10 and 11 of the cylinder 3a and 2a.

    Zwischen jeweils zwei benachbarten Grundlagern liegen jeweils zwei Hubzapfen 7 und 8, die von Kolben benachbarter Zylinder der ersten und zweiten Zylinderreihe beaufschlagt werden.Between each two adjacent bases are respectively two crank pins 7 and 8, the piston of adjacent cylinder the first and second row of cylinders are acted upon.

    Die Hubzapfen 7 und 8 sind in einem unterschiedlichen radialen Abstand a1 bzw. a2 zur Kurbelwellenlängsachse 9 mit der Kurbelwelle 5 verbunden. Hierdurch ist es möglich, für benachbarte Zylinder unterschiedlicher Zylinderreihen beim Einsatz der in Fig. 3 beschriebenen Einrichtung zur variablen Verdichtung gleiche Hebelverhältnisse zu schaffen.The crank pins 7 and 8 are connected to the crankshaft 5 in a different radial distance a 1 and a 2 to the crankshaft longitudinal axis 9. This makes it possible to create equal leverage for adjacent cylinders of different cylinder rows when using the device described in Fig. 3 for variable compression.

    Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch benachbarte Zylinder 2c und 3c aus der ersten und der zweiten Zylinderreihe. Dargestellt ist die Kinematik zur variablen Verdichtungseinstellung, wobei die dem Zylinder 2c zugeordnete Kinematik mit durchgezogenem Strich und die dem Zylinder 3a zugeordnete Kinematik gestrichelt eingezeichnet ist. Die Kolben 19 und 20 in den Zylindern 2c bzw. 3c sind über Pleuel 12 und 13 mit Querhebeln 14 und 15 verbunden, welche drehbar auf den Hubzapfen 7 und 8 der Kolbenwelle 5 gelagert sind. Die Pleuel 12 und 13 sind sowohl auf Seiten der Kolben 19 bzw. 20 als auch auf Seiten der Querhebel 14 bzw. 15 über Gelenke 12a, 12b bzw. 13a, 13b gelenkig gekoppelt. Die Gelenke 12b und 13b der Pleuel 12 bzw. 13 am jeweils zugeordneten Querhebel 14 bzw. 15 liegen auf Abstand zu den zugeordneten Hubzapfen 7 bzw. 8. Die Kurbelwelle 5 liegt symmetrisch zu der Trennebene 4 zwischen den beiden Zylinderreihen der Brennkraftmaschine; die Kurbelwellenlängsachse 9 liegt in der Trennebene 4. Die Pleuel 12 und 13 verlaufen etwa entlang der Zylinderlängsachsen 10 und 11 und werden im Betrieb der Brennkraftmaschine gegenüber den Zylinderlängsachsen nur um einen verhältnismäßig kleinen Winkelbetrag gegenüber der Zylinderlängsachse ausgelenkt, welcher klein genug ist, dass sichergestellt ist, dass die Innenwände der Zylinder von den Pleueln 12 bzw. 13 nicht berührt werden. Die Pleuel 12 und 13 liegen diesseits und jenseits der Trennebene 4 bzw. der Kurbelwellenlängsachse 9.Fig. 3 shows a section through adjacent cylinders 2c and 3c from the first and second row of cylinders. Shown is the kinematics for variable compression adjustment, wherein the the cylinder 2c associated kinematics with a solid line and the kinematics associated with the cylinder 3a are indicated by dashed lines is. The pistons 19 and 20 in the cylinders 2c and 3c are connected via connecting rods 12 and 13 with transverse levers 14 and 15, which rotatably on the crank pin 7 and 8 of the piston shaft fifth are stored. The connecting rods 12 and 13 are on both sides of the Pistons 19 and 20 as well as on the side of the transverse lever 14 and 15, respectively articulated via joints 12a, 12b and 13a, 13b. The joints 12b and 13b of the connecting rods 12 and 13 respectively associated Cross lever 14 and 15 are at a distance to the associated Stroke pin 7 or 8. The crankshaft 5 is symmetrical to the Parting plane 4 between the two rows of cylinders of the internal combustion engine; the crankshaft longitudinal axis 9 lies in the parting plane 4. The connecting rods 12 and 13 extend approximately along the cylinder longitudinal axes 10 and 11 and are in operation of the internal combustion engine compared to the cylinder longitudinal axes only by a relatively small angular amount relative to the cylinder longitudinal axis deflected, which is small enough to ensure that that the inner walls of the cylinder from the connecting rods 12 and 13, respectively not to be touched. The connecting rods 12 and 13 are on this side and beyond the parting plane 4 or the crankshaft longitudinal axis 9.

    Beide Querhebel 14 und 15 erstrecken sich zur gleichen Seite der Brennkraftmaschine und sind dort über Gelenke 16a bzw. 17a mit Steuerhebeln 16 und 17 verbunden, welche auf ihrer den Querhebeln abgewandten Seite über weitere Gelenke 16b und 17b gelenkig mit einer Exzenterwelle 18 gekoppelt sind und von dieser kinematisch zwangsgeführt sind. Die Exzenterwelle 18 verläuft parallel zur Kurbelwelle 5. Die Gelenke 16a und 17a zwischen den Querhebeln 14 und 15 und den Steuerhebeln 16 und 17 besitzen koaxiale Gelenkachsen. Bei einer Drehung der Exzenterwelle 18 um einen Winkelbetrag, welcher einen Betrag zwischen 0° und 360° einnehmen kann, werden über die Steuerhebel 16 und 17 die Querhebel 14 und 15 und weiter die Pleuel 12 und 13 verstellt, woraufhin die Totpunkte der Kolben 19 und 20 nach oben oder nach unten innerhalb ihrer Zylinder verstellt werden, und zwar unabhängig von der auf die Verbrennungsvorgänge in den Brennräumen oberhalb der Kolben zurückzuführenden Kolbenbewegung. Auf diese Weise kann über eine Betätigung der Exzenterwelle 18 das Verdichtungsverhältnis in den Brennräumen in den Zylindern variiert werden. Beispielsweise wird bei einer Teilumdrehung der Exzenterwelle 18 im Uhrzeigersinn der Steuerhebel 16 nach oben verstellt, woraufhin der mit dem Steuerhebel 16 gelenkig gekoppelte Querhebel 14 im Gelenk 16 a ebenfalls angehoben und der Querhebel 14 um den Hubzapfen 7 an der Kurbelwelle 5 im Uhrzeigersinn verdreht wird, was wiederum zu einer Absenkung des Gelenkes 12b des Pleuels 12 am Querhebel 14 und damit einhergehend zu einer Verstellung des Kolbens 19 nach unten führt. Der Brennraum oberhalb des Kolbens 19 wird dadurch vergrößert und das Verdichtungsverhältnis reduziert. Zugleich wird der Steuerhebel 17 nach unten bewegt, wodurch der zugeordnete Querhebel 15 im Gegenuhrzeigersinn um den Hubzapfen 8 verschwenkt wird und der Gelenkpunkt 13b, welcher in Bezug auf das Gelenk 12b des gegenüberliegenden Pleuels 12 auf der gegenüberliegenden Seite der Trennebene 4 liegt, nach unten verstellt wird und somit über das Pleuel 13 auch der Kolben 20 nach unten bewegt wird. Dies führt dazu, dass auch der Brennraum oberhalb des Kolbens 20 vergrößert und das Verdichtungsverhältnis reduziert wird.Both transverse levers 14 and 15 extend to the same side the engine and are there via joints 16a and 17a connected to control levers 16 and 17, which on their the Querhebeln opposite side over other joints 16b and 17b hingedly coupled to an eccentric shaft 18 and from this kinematically constrained. The eccentric shaft 18 extends parallel to the crankshaft 5. The joints 16a and 17a between the cross levers 14 and 15 and the control levers 16 and 17th have coaxial hinge axes. Upon rotation of the eccentric shaft 18 by an angular amount, which is an amount between 0 ° and 360 °, are via the control levers 16 and 17 the cross lever 14 and 15 and further the connecting rods 12 and 13 adjusted, whereupon the dead centers of the pistons 19 and 20 upwards or be adjusted downwards within their cylinders, and while independent of the combustion processes in the Combustion chambers above the piston attributable piston movement. In this way, via an operation of the eccentric shaft 18 the compression ratio in the combustion chambers in the Cylinders are varied. For example, at a part revolution the eccentric shaft 18 in the clockwise direction of the control lever 16 adjusted upward, whereupon with the control lever 16 articulated coupled transverse lever 14 in the joint 16 a also raised and the cross lever 14 about the crank pin 7 on the crankshaft 5 is turned clockwise, which in turn leads to a lowering the joint 12b of the connecting rod 12 on the cross lever 14 and thus accompanied by an adjustment of the piston 19 down leads. The combustion chamber above the piston 19 is thereby increased and reduces the compression ratio. At the same time the control lever 17 moves down, causing the associated Transverse lever 15 is pivoted counterclockwise about the crank pin 8 and the hinge point 13b, which in relation to the Joint 12b of the opposite connecting rod 12 on the opposite Side of the parting line 4 is adjusted downward is and thus on the connecting rod 13 and the piston 20 down is moved. This also causes the combustion chamber above of the piston 20 increases and reduces the compression ratio becomes.

    Durch eine entsprechende Auslegung der Hebelverhältnisse wird erreicht, dass bei Betätigung der Exzenterwelle 18 die Brennräume sämtlicher Zylinder beider Zylinderreihen in gleicher Weise vergrößert bzw. verringert und das Verdichtungsverhältnis in allen Brennräumen gleichmäßig verändert wird.By an appropriate interpretation of the leverage ratios achieved that upon actuation of the eccentric shaft 18, the combustion chambers all cylinders of both cylinder rows in the same Increased or reduced and the compression ratio is changed evenly in all combustion chambers.

    Claims (11)

    Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit zwei nebeneinander liegenden Zylinderreihen (2, 3) mit jeweils mindestens zwei Zylindern (2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c) und mit einem in den Zylindern verschieblich angeordneten Kolben (19, 20), der mit einem Pleuel (12, 13) gelenkig gekoppelt ist, dessen Bewegung auf eine Kurbelwelle (5) übertragbar ist, wobei zwischen dem Pleuel (12, 13) und der Kurbelwelle (5) ein Übertragungsglied vorgesehen ist, dessen Bewegung über einen verstellbaren Steuerhebel (16, 17) manipulierbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinderreihen (2, 3) in der Weise zueinander angeordnet sind, dass die Zylinderlängsachsen (10, 11) von Zylindern der ersten und der zweiten Zylinderreihe (2, 3) zumindest annähernd parallel verlaufen, dass das Übertragungsglied als Querhebel (14, 15) ausgebildet ist, der quer zur Kurbelwellenlängsachse (9) angeordnet ist und auf seiner dem Pleuel (12, 13) abgewandten Seite von dem Steuerhebel (16, 17) beaufschlagt wird, dass die Kurbelwellenlängsachse (9) zwischen den Zylinderlängsachsen (10, 11) der Zylinder der ersten und zweiten Zylinderreihe (2, 3) liegt.     Reciprocating internal combustion engine, with two adjacent rows of cylinders (2, 3), each with at least two cylinders (2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c) and with a displaceably arranged in the cylinders piston (19, 20), with a Connecting rod (12, 13) is articulated, whose movement is transferable to a crankshaft (5), wherein between the connecting rod (12, 13) and the crankshaft (5) is provided a transmission member whose movement via an adjustable control lever (16, 17) can be manipulated,
    characterized, arranged that the two rows of cylinders (2, 3) in such a way to one another that the cylinder axes (10, 11) of the first and second cylinder banks (2, 3) at least approximately parallel cylinders, that the transmission member as a transverse lever (14, 15) is formed, which is arranged transversely to the crankshaft longitudinal axis (9) and on its side facing the connecting rod (12, 13) side facing away from the control lever (16, 17) is applied, that the crankshaft longitudinal axis (9) between the cylinder axes (10, 11) of the cylinders of the first and second cylinder banks (2, 3).     Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuel (12, 13) von Kolben (19, 20) benachbarter Zylinder der ersten und zweiten Zylinderreihe (2, 3) auf gegenüberliegenden Seiten der Kurbelwellenlängsachse (9) mit jeweils einem Querhebel (14, 15) gekoppelt sind und jeder Querhebel (14, 15) von einem verstellbaren Steuerhebel (16, 17) beaufschlagt ist.    Reciprocating internal combustion engine according to claim 1,
    characterized in that the connecting rods (12, 13) of pistons (19, 20) of adjacent cylinders of the first and second cylinder banks (2, 3) on opposite sides of the crankshaft longitudinal axis (9) are each coupled to a transverse lever (14, 15) and each transverse lever (14, 15) by an adjustable control lever (16, 17) is acted upon.         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (2a, 2b, 2c) der ersten Zylinderreihe (2) gegenüber den Zylindern (3a, 3b, 3c) der zweiten Zylinderreihe (3) in Richtung der Kurbelwellenlängsachse (9) verschoben sind.    Reciprocating internal combustion engine according to claim 1 or 2,
    characterized in that the cylinders (2a, 2b, 2c) of the first row of cylinders (2) are displaced in the direction of the crankshaft longitudinal axis (9) relative to the cylinders (3a, 3b, 3c) of the second row of cylinders (3).         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Querhebel (14, 15) benachbarter Zylinder aus der ersten und zweiten Zylinderreihe (2, 3) innerhalb eines gemeinsamen Kurbelwellenabschnittes zwischen zwei benachbarten Grundlagern (6a, 6b, 6c, 6d) liegen, in denen die Kurbelwelle (5) gelagert ist.    Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 1 to 3,
    characterized in that the transverse levers (14, 15) of adjacent cylinders of the first and second cylinder banks (2, 3) lie within a common crankshaft section between two adjacent base bearings (6a, 6b, 6c, 6d) in which the crankshaft (5) is stored.         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Hubzapfen (7, 8), die auf der Kurbelwelle (5) angeordnet sind, ein weiteres Grundlager liegt.    Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 1 to 3,
    characterized in that between two crank pins (7, 8) which are arranged on the crankshaft (5), another basic bearing is located.         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Hubzapfen (7, 8) eine Zwischenwange liegt.    Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 1 to 3,
    characterized in that between the two crank pins (7, 8) is an intermediate cheek.         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Hubzapfen (7, 8) in gleichem oder unterschiedlichem radialen Abstand (a1, a2) zur Kurbelwellenlängsachse (9) auf der Kurbelwelle (5) angeordnet sind, wobei die beiden Hubzapfen (7, 8) die Querhebel (14, 15) benachbarter Zylinder der ersten und zweiten Zylinderreihe (2, 3) beaufschlagen.    Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 4 to 6,
    characterized in that the two crank pins (7, 8) in the same or different radial distance (a 1 , a 2 ) to the crankshaft longitudinal axis (9) on the crankshaft (5) are arranged, wherein the two crank pins (7, 8) the transverse lever (14, 15) of adjacent cylinders of the first and second cylinder rows (2, 3) act.         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhebel (16, 17), welche Querhebeln (14, 15) benachbarter Zylinder der ersten und zweiten Zylinderreihe (2, 3) zugeordnet sind, auf der gleichen Seite der Brennkraftmaschine (1) liegen.    Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 1 to 7,
    characterized in that the control levers (16, 17), which transverse levers (14, 15) of adjacent cylinders of the first and second row of cylinders (2, 3) are assigned lie on the same side of the internal combustion engine (1).         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhebel (16, 17) auf gegenüberliegenden Seiten der Brennkraftmaschine (1) liegen.    Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 1 to 7,
    characterized in that the control levers (16, 17) lie on opposite sides of the internal combustion engine (1).         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhebel (16, 17), welche Querhebeln (14, 15) benachbarter Zylinder der ersten und zweiten Zylinderreihe (2, 3) zugeordnet sind, von einem gemeinsamen Betätigungsorgan beaufschlagt werden.    Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 1 to 9,
    characterized in that the control levers (16, 17), which transverse levers (14, 15) of adjacent cylinders of the first and second row of cylinders (2, 3) are assigned, are acted upon by a common actuator.         Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Betätigungsorgan zumindest eine Exzenterwelle (18) vorgesehen ist.    Reciprocating internal combustion engine according to claim 10,
    characterized in that as an actuating member at least one eccentric shaft (18) is provided.
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