NL1031165C2 - Verbrandingsmotor met variabele compressieverhouding. - Google Patents

Verbrandingsmotor met variabele compressieverhouding. Download PDF

Info

Publication number
NL1031165C2
NL1031165C2 NL1031165A NL1031165A NL1031165C2 NL 1031165 C2 NL1031165 C2 NL 1031165C2 NL 1031165 A NL1031165 A NL 1031165A NL 1031165 A NL1031165 A NL 1031165A NL 1031165 C2 NL1031165 C2 NL 1031165C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
combustion engine
engine according
piston
cylinder
opening
Prior art date
Application number
NL1031165A
Other languages
English (en)
Inventor
Jacob Arnold Hendrik Fr Jaquet
Original Assignee
Jacob Arnold Hendrik Fr Jaquet
Valcon Motor Company B V I O
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
Priority to NL1031165A priority Critical patent/NL1031165C2/nl
Application filed by Jacob Arnold Hendrik Fr Jaquet, Valcon Motor Company B V I O filed Critical Jacob Arnold Hendrik Fr Jaquet
Priority to US12/279,373 priority patent/US8230827B2/en
Priority to PCT/NL2007/000034 priority patent/WO2007094657A1/en
Priority to AT07715833T priority patent/ATE529620T1/de
Priority to KR1020087022604A priority patent/KR101389105B1/ko
Priority to MX2008010533A priority patent/MX2008010533A/es
Priority to CN2007800127852A priority patent/CN101421498B/zh
Priority to JP2008555175A priority patent/JP5221390B2/ja
Priority to BRPI0709542-2A priority patent/BRPI0709542A2/pt
Priority to EP07715833A priority patent/EP1989420B1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1031165C2 publication Critical patent/NL1031165C2/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/24Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/26Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F01B3/0005Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders having two or more sets of cylinders or pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F01B3/0017Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F01B3/0017Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F01B3/002Cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F01B3/0017Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F01B3/0023Actuating or actuated elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F01B3/0017Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F01B3/0029Casings, housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0082Details
    • F01B3/0094Driving or driven means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/10Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto
    • F01B3/101Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto for machines with stationary cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/10Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto
    • F01B3/101Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto for machines with stationary cylinders
    • F01B3/102Changing the piston stroke by changing the position of the swash plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/28Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/28Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F02B75/282Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders the pistons having equal strokes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00Varying compression ratio
    • F02D15/02Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke

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)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

VERBRANDINGSMOTOR MET VARIABELE COMPRESSIEVERHOUDING
De uitvinding heeft betrekking op een verbrandingsmotor waarvan de compressieverhouding kan worden gevarieerd. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een verbrandingsmotor, omvattende tenminste één 5 cilinder met twee daarin tegengesteld gericht heen en weer beweegbare zuigers, die elk via een zuigerstang verbonden zijn met een bijbehorende arm, waarbij elke arm een opening vertoont waarin een de beide armen verbindende hoofdas roteerbaar gelagerd is, welke hoofdas een hoek insluit met 10 een hartlijn van elke opening, en middelen voor het doen variëren van de compressieverhouding in de cilinder. Een dergelijke motor is bekend, bijvoorbeeld uit het Amerikaanse octrooischrift 4.622.927.
De compressieverhouding van een verbrandingsmotor 15 wordt bepaald door de cilinderinhoud te delen door het volume van de verbrandingsruimte, als de zuiger in zijn bovenste dode punt staat. Met andere woorden: de compressieverhouding staat voor de mate van druk waarmee het mengsel van lucht en brandstof wordt samengeperst voordat het wordt ontstoken. De 20 compressieverhouding bepaalt in hoge mate het rendement van een motor. Door de bank genomen neemt het rendement toe met het stijgen van de druk in de verbrandingsruimte, maar dat gaat niet ongelimiteerd.
Bij een te hoge compressie treedt met name bij hoge 25 toeren en bij volle belasting zogeheten "pingelen" op. Dit is het vroegtijdig spontaan exploderen van het mengsel waardoor schade kan worden toegebracht aan de zuigers. Het moment waarbij pingelen optreedt is de uiterste grens op basis waarvan de compressieverhouding wordt bepaald. Die blijft 30 vervolgens ongeacht het toerental of de belasting gelijk.
Maar juist bij lagere toerentallen en geringere kracht zou 1031165 2 een hogere compressieverhouding gewenst zijn voor een beter rendement. Meestal is de hoogte van de compressieverhouding bij een verbrandingsmotor voor gebruik in een voertuig dan ook het resultaat van een compromis, waardoor de motor de 5 best haalbare combinatie van prestaties biedt in de stad, op de buitenweg en bij rijden met hoge snelheid op de snelweg.
Er is reeds op enige schaal onderzoek gedaan naar mogelijkheden om de compressieverhouding van verbrandingsmotoren te variëren, en zo onder alle 10 omstandigheden goede prestaties en een optimaal rendement te bereiken.
Bij conventionele benzinemotoren is dit echter constructief buitengewoon gecompliceerd. Dergelijke motoren zijn gewoonlijk voorzien van een aantal cilinders die op een 15 lijn, in V-vorm of tegenwoordig zelfs in W-vorm naast elkaar of in een boxeropstelling tegenover elkaar geplaatst zijn.
Elk van deze cilinders, waarin een zuiger op en neer beweegt, is aan de bovenzijde afgesloten door een daarop bevestigde cilinderkop, waarin de inlaat- en uitlaatkleppen zijn 20 opgenomen, evenals de bougie(s). De zuiger sluit de andere zijde van de cilinder af en is via een drijfstang verbonden met een kruk van een voor alle zuigers van de motor gemeenschappelijke krukas. Deze krukas zet de op en neer gaande beweging van de zuigers om in een rotatiebeweging, die 25 wordt gebruikt voor het aandrijven van bijvoorbeeld een voertuig. Als gevolg van de hier beschreven opbouw lenen conventionele verbrandingsmotoren zich slecht voor het variëren van de compressieverhouding.
Een recent voorbeeld van een poging om toch bij een 30 dergelijke conventionele verbrandingsmotor de compressieverhouding te laten variëren is de zogeheten SVC-motor die de Zweedse fabrikant Saab recent als prototype getoond heeft. Deze SVC-motor omvat twee ten opzichte van * 3 elkaar scharnierende delen. Dat zijn enerzijds een cilinderkop met daaraan vast cilinderbussen, dus in feite een cilinderblok, en anderzijds een carter met daarin een krukas en zuigers. Door het cilinderblok ten opzichte van het carter 5 te kantelen, verandert het volume van de verbrandingsruimte wanneer de zuiger in het bovenste dode punt staat, en daarmee de compressieverhouding. Het is duidelijk dat dit een gecompliceerde constructie is, waarvan de bewegingen moeilijk te besturen zijn en bovendien waarschijnlijk op zichzelf 10 reeds een behoorlijk vermogen vragen. De enige reden om een dergelijk ontwerp te overwegen lijkt gelegen te zijn in het verlangen zoveel mogelijk aansluiting te zoeken bij bestaande motorconfiguraties.
Om de compressieverhouding eenvoudiger te kunnen 15 variëren is een radicaal ander basisontwerp van de verbrandingsmotor nodig. Een dergelijk ontwerp is voorgesteld in het hiervoor genoemde Amerikaanse octrooi 4.622.927. In dit octrooi wordt een viercilinder benzinemotor beschreven waarvan de cilinders onderling evenwijdig zijn opgesteld rond 20 een centrale hoofdas, die functioneel vergelijkbaar is met de krukas van een conventionele motor. In elke cilinder zijn twee zuigers in tegengestelde richting heen en weer beweegbaar. In de eindstand waarin de zuigers elkaar het dichtst naderen, het bovenste dode punt, bepalen zij samen de 25 verbrandingsruimte. Er is bij deze opbouw dus geen afzonderlijke kop nodig om de cilinder af te sluiten. De bougie steekt door de cilinderwand in de verbrandingsruimte, en de inlaat- en uitlaatpoorten zijn eveneens in de cilinderwand gevormd. Deze worden afgesloten door 30 verschuifbare cilinderbussen, waarin de zuigers bewegen.
Elke zuiger door middel van een zuigerstang, die in een rechtgeleiding gelagerd is, verbonden met een arm. De armen van de vier zuigers aan elke zijde van de motor zijn 4 bevestigd aan een schijf, die een centrale opening vertoont, waarin de hoofdas roteerbaar gelagerd is. De schijf is daarbij onder een hoek ten opzichte van de hoofdas geplaatst, zodat deze bij een rotatie van de hoofdas een kantelbeweging 5 kan uitvoeren. Op deze wijze leiden de heen en weer gaande bewegingen van de zuigers en zuigerstangen als gevolg van de opeenvolgende verbranding van benzine/luchtmengsel in de verschillende cilinders dus tot een kantelbeweging van de schijf en daarmee een rotatie van de hoofdas. Deze rotatie 10 kan worden gebruikt voor het aandrijven van bijvoorbeeld een voertuig.
Zoals gezegd kan een verbrandingsmotor van dit type relatief eenvoudig geschikt gemaakt worden voor het doen variëren van de compressieverhouding. Daartoe is één van de 15 kantelschijven verplaatsbaar langs de hoofdas. Door het verplaatsen van de kantelschijf ten opzichte van de andere kantelschijf wordt de ruimte tussen de zuigers in hun bovenste dode punt verkleind of vergroot, en daarmee de compressieverhouding dienovereenkomstig verhoogd, 20 respectievelijk verlaagd.
Hoewel de hiervoor besproken verbrandingsmotor volgens het Amerikaanse octrooi 4.622.927, ook wel aangeduid als kantelschijfmotor, in theorie bevredigend zou moeten functioneren, vertoont deze toch enkele praktische nadelen.
25 Deze nadelen betreffen in de eerste plaats het mechanisme voor het variëren van de compressieverhouding, dat onvoldoende robuust is. Andere probleemgebieden zijn de plaatsing van de bougies en de gecompliceerde uitvoering en bediening van de inlaat- en uitlaatkleppen. Daarnaast leidt 30 de verbinding tussen de zuigers en de kantelschijf tot ongewenste extra belastingen op de zwaarst belaste motoronderdelen. Tenslotte zijn de smering en de warmtehuishouding van de motor punten die aandacht behoeven.
5
Volgens een eerste aspect van de uitvinding vertoont een verbrandingsmotor van het type als beschreven in de aanhef het kenmerk, dat de compressieverhouding-variatiemiddelen een deling in de hoofdas omvatten, alsmede 5 aandrijfmiddelen om de daardoor gevormde delen van de hoofdas ten opzichte van elkaar te verschuiven. Het variëren van de compressieverhouding door het verlengen of verkorten van de hoofdas leidt in vergelijking met het verplaatsen van een kantelschijf langs de hoofdas tot een compactere constructie. 10 Dit is van belang, omdat de motor door de gekozen opstelling van de zuigers tegenover elkaar relatief lang is in vergelijking met conventionele verbrandingsmotoren met de cilinders in lijn of V-vorm.
Een robuust en eenvoudig te regelen mechanisme wordt 15 verkregen, wanneer de aandrijfmiddelen een ter plaatse van de deling in de hoofdas opgenomen schroefspindel omvatten, die gelagerd is in één van de asdelen en samenwerkt met een in het andere asdeel opgenomen moer. Daarbij kan de moer overigens ook integraal met het asdeel gevormd zijn, in de 20 zin dat het asdeel zelf van inwendige schroefdraad voorzien is.
Bij voorkeur omvatten de aandrijfmiddelen een in de hoofdas opgenomen, de schroefspindel aandrijvende elektro- of hydromotor, hetgeen een compacte constructie oplevert.
25 Teneinde de compressieverhouding op eenvoudige en betrouwbare wijze te kunnen aanpassen, ongeacht of de motor loopt, omvatten de aandrijfmiddelen bij voorkeur een buiten de hoofdas geplaatst, via een differentieel met de schroefspindel verbonden instelorgaan.
30 Volgens een tweede aspect van de uitvinding is een verbrandingsmotor van het in de aanhef beschreven type voorzien van tenminste één bougie, die door de bodem van één van de zuigers steekt. Door een dergelijke opstelling van de 6 bougie wordt gewaarborgd dat deze bij elke compressieverhouding centraal in de verbrandingsruimte geplaatst is, ongeacht de onderlinge afstand van de zuigers.
Deze plaatsing van de bougie kan op eenvoudige wijze 5 worden bereikt, wanneer de zuigerstang hol is, en de bougie in de zuigerstang bevestigd is. Teneinde de bougie te kunnen bereiken, bijvoorbeeld om deze te kunnen verwisselen, is bij voorkeur het van de zuiger afgekeerde einde van de zuigerstang open.
10 Plaatsing van de bougie in de zuiger vergt een bijzondere voeding. Daartoe is de verbrandingsmotor in een voorkeursuitvoering voorzien van een met de bougie verbonden, zich in de zuigerstang uitstrekkende elektrische geleider, waarvan een voedingsdeel beweegbaar is langs een langwerpig 15 spanningvoerend orgaan.
Volgens weer een ander aspect van de uitvinding is de verbrandingsmotor verder met voordeel voorzien van middelen voor het gedoseerd aan de cilinder toevoeren van lucht of een brandstof/luchtmengsel, welke toevoermiddelen tenminste één 20 met de hoofdas verbonden en daarmee langs tenminste één toevoeropening roteerbaar doseerorgaan omvatten, dat tenminste één doseeropening vertoont, die door rotatie van het doseerorgaan met de toevoeropening in register te brengen is. Een dergelijk tezamen met de hoofdas roterend 25 doseerorgaan is zowel constructief als uit het oogpunt van de besturing aanzienlijk eenvoudiger te realiseren dan de verschuifbare cilinderbussen volgens de hiervoor besproken stand van de techniek.
Teneinde de doseeropening voldoende lang met de 30 toevoeropening in register te kunnen brengen om een behoorlijke hoeveelheid lucht of brandstof/luchtmengsel te kunnen toevoeren, heeft bij voorkeur de doseeropening de gedaante van een cirkelsegment. Overigens kan het 7 doseerorgaan, om verschillende cilinders van lucht of een brandstof/luchtmengsel te kunnen voorzien, meerdere cirkelsegment-vormige doseeropeningen op verschillende stralen en/of met verschillende lengten vertonen.
5 Een ander aspect van de uitvinding voorziet erin dat bij de verbrandingsmotor van het hiervoor besproken type elke zuigerstang verschuifbaar opgenomen is in een geleidingsbus, en met de bijbehorende arm verbonden is door middel van een dwars op de bewegingsrichting van de zuiger beweegbare 10 kruiskoppeling. Door de zuigerstang in een geleidingsbus op te nemen kan de zuiger rechtlijnig heen en weer bewogen worden in de cilinder, zonder rechtstreeks contact te maken met de cilinderwand. In vergelijking met conventionele zuigers, die schrankend op en neer bewegen, neemt hierdoor de 15 inwendige weerstand van de motor af, evenals dè slijtage. De kruiskoppeling met een extra bewegingsmogelijkheid dwars op de compressierichting voorkomt dat er ter plaatse van de verbinding tussen de zuigerstang en de arm extra krachten en momenten optreden als gevolg van de niet geheel gelijklopende 20 bewegingen aldaar.
Volgens weer een ander aspect van de uitvinding is de verbrandingsmotor voorzien van een systeem voor het smeren van de zuigers, omvattende tenminste één in de zuigerstang van de te smeren zuiger opgenomen smeermiddel-toevoerleiding 25 en tenminste één met de toevoerleiding verbonden uitstroomopening in de mantel van de zuiger. Zo kan op eenvoudige wijze smeermiddel langs de omtrek van de zuiger worden verdeeld.
Bij voorkeur verloopt de smeermiddel-toevoerleiding 30 in de nabijheid van de zuigerbodem, zodat deze door het smeermiddel wordt gekoeld.
8
Teneinde een nauwkeurige dosering van het smeermiddel te waarborgen kan in de uitstroomopening een voor smeermiddel doorlaatbaar materiaal zijn opgenomen.
Bij voorkeur vertoont de zuiger aan weerszijden van 5 de uitstroomopening zich ringvormig om de zuigermantel uitstrekkende zuigerveren, waardoor de smeermiddellaag wordt opgesloten. Wanneer in de wand van de cilinder inlaat- en uitlaatopeningen gevormd zijn, verdient het in dat geval de voorkeur dat de breedte van de zuigerveren tenminste gelijk 10 is aan de diameter van die openingen, zodat deze de inlaat-en uitlaatpoorten gelijkmatig kunnen passeren.
Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding vertoont de verbrandingsmotor van het hiervoor besproken type het kenmerk, dat de cilinderwand als één 15 geheel gevormd is. In de motor die bekend is uit het genoemde Amerikaanse octrooi bestaat elke cilinder uit twee helften, die ongeveer in een symmetrievlak van de motor met elkaar verbonden zijn. De deling bevindt zich dus ter plaatse van de verbrandingsruimte, waar de thermische belasting het hoogst 20 is - en bovendien bij variaties in de compressieverhouding sterk wisselt. Een dergelijke deling op de minst gunstige positie wordt met de integraal gevormde cilinderwand voorkomen.
In verband met de warmtehuishouding van de 25 verbrandingsmotor volgens de uitvinding, die in tegenstelling tot conventionele motoren niet beschikt over een massief motorblok met daarin koelleidingen, is de motor volgens een verder aspect van de uitvinding voorzien van een de cilinder omsluitende koelmantel. Hierdoor kan de cilinderwand toch op 30 afdoende wijze worden gekoeld.
Teneinde de samenbouw van de motor te vereenvoudigen en de koeling te optimaliseren, zijn bij voorkeur de koelmantel en de cilinderwand als één geheel gevormd.
9
Bij een voorkeursuitvoering van de verbrandingsmotor is de cilinder in de bewegingsrichting van de zuigers verschuifbaar. Daardoor kan zowel het moment van openen en sluiten van de inlaat- en uitlaatopeningen, als de mate van 5 opening worden gevarieerde Op deze wijze kunnen het vermogen, het verbruik en de uitstoot worden geregeld.
Wanneer de verbrandingsmotor volgens de uitvinding tenslotte voorzien is van een aantal cilinders die gelijkmatig verdeeld zijn rond de hoofdas, waarbij de armen 10 van de verschillende zuigers bevestigd zijn aan een gemeenschappelijke lagerring die de opening van elke arm bepaalt, wordt enerzijds een behoorlijk motorvermogen bereikt, terwijl daarnaast de belastingen op de armen en daarmee op de hoofdas gelijkmatiger worden verdeeld. De armen 15 en de lagerring vormen daarbij dan in feite een kantelbare schijf, waaraan dit type verbrandingsmotor zijn naam kantelschijf-motor dankt.
De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden, die uitsluitend ter illustratie en 20 geenszins als beperking bedoeld zijn. Daarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde tekening, waarin:
Fig. 1 een perspectivisch aanzicht is van de verbrandingsmotor volgens de uitvinding,
Fig. 2 een langsdoorsnede is door de motor, waarbij 25 de kantelschijven zijn weggelaten,
Fig. 3A, 3B en 3C in combinatie een met fig. 2 overeenkomend aanzicht van de verbrandingsmotor tonen, waarbij de onderdelen uiteengenomen zijn,
Fig. 4A een langsdoorsnede toont van de volledig 30 samengebouwde verbrandingsmotor,
Fig. 4B een eindaanzicht toont volgens de pijl B in fig. 4A, waarin onderdelen die zich in verschillende vlakken in de motor bevinden schematisch zijn weergegeven, 10
Fig. 4C het doseerorgaan met de cirkelsegment-vormige openingen toont,
Fig. 4D schematisch de positie van de doseerschijf ten opzichte van de overige - in andere vlakken gelegen -5 onderdelen van het brandstof/lucht-toevoersysteem weergeeft, Fig. 5 een dwarsdoorsnede toont van een helft van de hoofdas met daarop een "spline",
Fig. 6 een langsdoorsnede toont van de verbrandingsmotor met een alternatieve uitvoering van de 10 middelen voor het variëren van de compressieverhouding,
Fig. 7 een perspectivisch aanzicht is van de zuiger, zuigerstang en kruiskoppeling als toegepast in de verbrandingsmotor volgens fig. 1-6,
Fig. 8 in langsdoorsnede de belangrijkste onderdelen 15 toont van de overbrenging tussen de zuigers en de hoofdas, waarbij een alternatieve verbinding tussen de zuigerstangen en de kantelschijven is toegepast,
Fig. 9 een perspectivisch aanzicht is van de zuiger, zuigerstang en het bolscharnier als toegepast in de 20 verbrandingsmotor van fig. 8, en
Fig. 10 een perspectivisch aanzicht is van de zuiger en weer een andere uitvoering van de zuigerstang en het bolscharnier.
Een verbrandingsmotor 1 (fig. 1) omvat een aantal -25 in het getoonde voorbeeld twee - cilinders 2, in elk waarvan twee zuigers 3 tegen elkaar in heen en weer bewegen (fig. 2). Tussen de zuigers 3 wordt in elke cilinder 2 een verbrandingsruimte 35 gevormd, terwijl de ruimte 102 achter elke zuiger 3 fungeert als - hierna nader te bespreken -30 spoelruimte. De verbrandingsmotor 1 is in het getoonde voorbeeld uitgelegd als een tweetakt-motor, waarbij de zuigers 3 de spoelpompen vormen.
11
Elke zuiger 3 is via een zuigerstang 4 verbonden met een bijbehorende arm 5. De armen 5 van de verschillende zuigers 3 zijn bevestigd aan een gemeenschappelijke lagerring 6, die een opening 7 bepaalt. De beide lagerringen 6 aan 5 weerszijden van de motor 1 zijn verbonden door een hoofdas 8, die onder tussenkomst van telkens twee kogellagers 76 roteerbaar gelagerd is in de openingen 7. Deze hoofdas 8 sluit een hoek α in met een hartlijn CL van elke opening 7, en vertoont daartoe lagersegmenten 9, waar de lagerringen 6 10 op gelagerd zijn, en die onder eenzelfde hoek α staan ten opzichte van zijn hartlijn.
Als gevolg van deze lagerring onder een hoek zal de ring 6 met daarop de armen 5 een kantelbeweging uitvoeren wanneer de hoofdas 8 roteert, zoals schematisch weergegeven 15 door de streep-stippellijnen in fig. 1, 4A, 6 ên 8. Het samenstel van de ring 6 en de armen 5 wordt dan ook wel aangeduid als een kantelschijf 65. Overigens zal het duidelijk zijn dat in werkelijkheid de relatie tussen de bewegingen andersom is; de armen 5 worden door de heen-en-20 weer bewegende zuigers 3 en de zuigerstangen 4 in een kantelbeweging gebracht, die door de lagerring 6 en de lagersegmenten 9 wordt omgezet in een rotatiebeweging van de hoofdas 8.
De cilinders 2 zijn met hun uiteinden 10 bevestigd in 25 groeven 11 in twee tegenover elkaar geplaatste eindplaten 12, 13, die met elkaar verbonden zijn door bouten 14 en moeren 15. De eindplaat 12 vertoont daarbij een lagerbus 16, die zich tot ongeveer halverwege de cilinders 2 uitstrekt, en waarin de hoofdas 8 gelagerd is onder tussenkomst van een 30 kogellager 17. De hoofdas 8 strekt zich verder uit door openingen 18, 19 in de eindplaten 12, 13.
De eindplaten 12, 13 vertonen verder openingen 20 waarin geleidingsbussen 21 zijn bevestigd, waarin op hun 12 beurt de zuigerstangen 4 verschuifbaar zijn gelagerd. Deze zuigerstangen 4 zijn aan de bijbehorende zuigers 3 bevestigd door middel van bouten 22, die door openingen 23, 24 in elke zuiger 3, respectievelijk elke zuigerstang 4 steken, en die 5 vastgezet worden met moeren 25.
Voor de verbinding van de zuigerstangen 4 met de armen 5 op de kantelschijf 65 wordt in het getoonde voorbeeld gebruik gemaakt van kruiskoppelingen 66 (fig. 7). Elke kruiskoppeling 66 wordt gevormd door een vork 67 die 10 bevestigd is op het vrije uiteinde van de zuigerstang 4. Deze vork 67 vertoont twee openingen 68, waarin twee armen 69 van een kruis 70 zwenkbaar zijn gelagerd. De twee andere armen 71 van het kruis 70 zijn zwenkbaar gelagerd in een gaffel 72 aan het vrije uiteinde van de arm 5.
15 Omdat dit vrije uiteinde van de arm 5 bij de kantelbeweging rond de roterende hoofdas 8 niet geheel rechtlijnig beweegt, maar een cirkelboog beschrijft waarvan het middelpunt op de hartlijn van de hoofdas 8 ligt, wordt het kruis 70 tijdens de kantelbeweging ook in geringe mate 20 naar en van de hoofdas 8 bewogen. Teneinde te voorkomen dat daardoor de kruiskoppeling 66 en daarmee de zuigerstang 4 dwars op de bewegingsrichting van de zuiger 3 belast wordt, zijn de armen 69 niet slechts zwenkbaar, maar ook verschuifbaar gelagerd in de openingen 68.
25 Bij een alternatieve uitvoeringsvorm wordt in plaats van de kruiskoppeling 66 een bolscharnier 109 toegepast (fig.
8). Dit bolscharnier 109 is gelagerd in een opening 110 in de omtrekswand 28 van de zuigerstang 4. Teneinde in de zuigerstang 4 voldoende ruimte te vrij te houden om een -30 hierna te bespreken - bougie 38 te laten passeren, vertoont de zijwand 28 ter plaatse van het bolscharnier 109 een uitstekend deel 111. Bij deze uitvoering is de verbrandingsmotor 1 verder voorzien van twee extra platen 13 112, 113, die op enige afstand buiten de eindplaten 12, 13 aangebracht zijn. In deze platen 112, 113 zijn glijlagers 114 aangebracht, die een aanvullende lagering voor de zuigerstangen 4 vormen. Ook de hoofdas 8 kan aanvullend 5 gelagerd zijn in de eindplaten 112, 113, hoewel dat hier niet weergegeven is.
Overigens is elke zuigerstang 4 en bijbehorende zuiger 3 voorzien van een smeermiddel-toevoerleiding 26, 27, waardoor smeermiddel vanaf een centraal aanvoerpunt 10 getransporteerd kan worden naar enerzijds de buitenomtrek 28 van de zuigerstang 4, teneinde de schuifbeweging in de geleidingsbus 21 te smeren, en anderzijds de mantel 29 van de zuiger 3, om zo de beweging van de zuiger 3 langs de binnenwand 30 van de cilinder 2 te smeren. De smeermiddel-15 toevoerleiding 27 in de zuiger 3 verloopt in de nabijheid van de zuigerbodem 31, die zo enigszins gekoeld wordt.
De smeermiddel-toevoerleiding 27 mondt uit in een rondlopende groef 32 in de zuigermantel 29, die als uitstroomopening fungeert en waarin een ring 33 van voor 20 smeermiddel doorlaatbaar materiaal is opgenomen. Hierdoor wordt een zeer nauwkeurige dosering van relatief kleine hoeveelheden smeermiddel langs de cilinderwand 30 gewaarborgd. Om het smeermiddel als het ware rond de zuiger 3 op te sluiten, zijn aan weerszijden van de uitstroomopening 25 32 ringvormige zuigerveren 34 aangebracht, die enigszins uitsteken buiten de zuigermantel 29. Deze zuigerveren 29 zijn relatief breed uitgevoerd, en vertonen een I-vormige doorsnedevorm, waarvan het nut hierna zal worden toegelicht.
De bodem 31 van elke zuiger 3 is in het getoonde 30 voorbeeld half-bolvormig uitgevoerd, zodat de beide zuigers 3 in de cilinder 2 tezamen een in hoofdzaak bolvormige verbrandingsruimte 35 bepalen (fig. 2, 4A, 6, 8). Een zuivere bolvorm wordt overigens slechts bereikt bij de hoogste 14 compressieverhouding. Zoals hierna zal worden toegelicht, wijkt de vorm van de verbrandingsruimte 35 bij afnemende compressieverhouding steeds verder af van de bolvorm.
In een van beide zuigers 3 is de zuigerbodem 31 5 voorzien van een centrale opening 36, waar de kop 37 een bougie 38 doorheen steekt. In het getoonde voorbeeld is de bougie 38 aan de relatief koele inlaatzijde van de motor 1 geplaatst, zoals hierna zal worden besproken. Het lichaam van de bougie 38 is daarbij bevestigd in de zuigerstang 4, die 10 hol uitgevoerd is. Het tegenover de zuiger 3 gelegen uiteinde 39 van de zuigerstang 4 is open, zodat de bougie 38 vanaf dat uiteinde 39 van de zuigerstang 4 bereikbaar is, bijvoorbeeld om deze te kunnen vervangen.
Ook de verbinding tussen de zuigerstang 4 en de 15 kantelschijf 65, bij de eerste uitvoeringsvorm dus de kruiskoppeling 66, is uiteraard hol 116 uitgevoerd. Zoals hiervoor besproken is bij de alternatieve uitvoering van de verbinding als getoond in fig. 8 het bolscharnier 109 aan de buitenzijde van de holle zuigerstang 4 gelagerd. Teneinde 20 voldoende mogelijkheden te hebben om de bougie 38 te kunnen hanteren, is bij weer een andere variant het vrije uiteinde 39 van de zuigerstang 4 verwijd uitgevoerd (fig. 10) .
Overigens zijn in het getoonde voorbeeld alle vier de zuigers 3 voorzien van een centrale opening 36. Naast 25 productietechnische voordelen - er kan volstaan worden met een enkel zuigerontwerp - biedt dit interessante mogelijkheden voor het gebruik van de motor 1. Zo kunnen in beide zuigers 3 bougies 38 opgenomen worden (fig. 8). Wanneer deze beide bougies 38 bij elke arbeidsslag van de motor 1 30 gevoed worden, wordt daarmee een dubbele ontsteking en een snellere en meer gelijkmatige verbranding bereikt. Dit leidt tot betere prestaties, een lager verbruik en een geringere uitstoot van de motor 1. Anderzijds is het denkbaar dat de 15 bougies 38 afwisselend gevoed worden. In dat geval neemt hun levensduur aanzienlijk toe, zodat zij minder regelmatig verwisseld hoeven te worden. Tenslotte is het natuurlijk mogelijk dat volstaan wordt met slechts een bougie 38 per 5 cilinder 2. Daartoe moet de niet gebruikte bougie-opening 36 worden afgedopt met een (hier niet getoonde) plug.
Voor het voeden van de bougie 38 is deze verbonden met een elektrische geleider 40, die zich in de holle zuigerstang 4 uitstrekt. Deze geleider 40 is beweegbaar langs 10 een langwerpig spanningvoerend element 41, waardoor de spanning via overslag wordt afgegeven aan de geleider 40. In de uitvoeringsvorm van fig. 4A is dit spanningvoerend element 41 weergegeven als een buis, die op een voet 42 op een deel 43 van het motorframe staat en zich in de holle zuigerstang 4 15 uitstrekt rond de geleider 40. Bij een andere uitvoeringsvorm, als weergegeven in fig. 6, vertoont de geleider 40 een voedingsdeel 44 dat aan de buitenomtrek 28 van de zuigerstang 4 ligt, en is het spanningvoerend element 41 opgenomen in de geleidingsbus 21.
20 De cilinders 2 worden elk van een brandstof/lucht mengsel voorzien door inlaatopeningen 45 die verdeeld zijn aangebracht in de cilinderwand 30 en die verbonden zijn met een ringleiding 46 (fig. 4A, 6). De ringleiding 46 is op zijn beurt verbonden met een kamer 103 waarin toegevoerde lucht 25 wordt verzameld. Tussen deze verzamelkamer 103 en de ringleidingen 46 kunnen smoorkleppen 104 zijn aangebracht (fig. 4B), maar het is ook denkbaar dat de luchttoevoer in zijn geheel gestuurd wordt door een hierna te bespreken doseersysteem op basis van een schijfvormig doseerorgaan 58 30 (fig. 4C). De doorsnede van elke ringleiding 46 kan overigens in hoofdzaak constant zijn, zoals getoond in de rechter helft van fig. 4B. Deze doorsnede kan echter ook - beschouwd vanaf de verbinding met de verzamelkamer 103 - in de
V
16 stroraingsrichting van het brandstof/lucht-mengsel afnemen, zoals te zien in de linker helft van fig. 4B, wanneer dat voor een gelijkmatige verdeling van het mengsel over de cilinder 2 van voordeel geacht wordt. In de getoonde 5 voorbeelden is de ringleiding 46 overigens voorzien van een verwijde inspuitkamer 105 ter plaatse van de verbinding met de verzamelkamer 103. In deze inspuitkamer 105 is een inspuitorgaan 52 opgenomen, waardoor brandstof bij de aangezogen lucht wordt gemengd.
10 De verzamelkamer 103 is via een (hier niet getoonde) leiding verbonden met leidingsegmenten 47 die in de nabijheid van de openingen 18, 19 gevormd zijn in de eindplaten 12, 13. Tegenover deze leidingsegmenten 47 zijn in elke eindplaat 12, 13 zich ten opzichte van de hoofdas 8 radiaal uitstrekkende 15 leidingdelen 48 uitgespaard, die in elk verbinding staan met een spoelruimte 102 achter de bijbehorende zuiger 3.
Tegenover deze leidingdelen 48, dus naast de eerste leidingsegmenten 47, maar op grotere afstand van de openingen 18, 19, bevindt zich telkens een toevoeropening of mond 49 20 van een toevoerleiding 50, die zich radiaal uitstrekt door de eindplaat 12 en die via een flens 51 verbonden kan worden met een (hier niet getoonde) aanzuigbuis voor lucht.
Voor het doseren van het brandstof/luchtmengsel of althans de aangezogen lucht wordt in het getoonde voorbeeld 25 zoals gezegd (mede) gebruik gemaakt van een tweetal schijfvormige doseerorganen 58, die elk een centrale opening 64 vertonen en rotatievast op de hoofdas 8 bevestigd zijn.
Elk schijfvormig doseerorgaan 58 strekt zich uit tussen het eerste leidingsegment 47 en de mond 49 van de toevoerleiding 30 50 enerzijds en het radiale leidingdeel 48 anderzijds. Om dit doseerorgaan 58 roteerbaar in de eindplaat 12 te kunnen lageren zijn het eerste leidingsegment 47 en de mond 49 17 opgenomen in een plaatdeel 59, dat bevestigd is in een uitsparing 60 in de betreffende eindplaat 12, 13.
Elk doseerorgaan 58 is voorzien van een aantal doseeropeningen 61, 62, hier in de vorm van cirkelsegmenten, 5 die gedurende een deel van elke omwenteling van de hoofdas 8 in register staan met de verschillende openingen of leidingdelen in de eindplaat 12, resp. 13. In het getoonde voorbeeld vertoont de doseerschijf 58 een eerste doseeropening 61 nabij zijn buitenrand 63, die zich ongeveer 10 over de halve omtrek uitstrekt. Deze eerste doseeropening 61 vormt een verbinding tussen de toevoeropening of mond 49 van de toevoerleiding 50 en het radiale leidingdeel 48. Het doseerorgaan 58 vertoont verder een tweede doseeropening 62, die op een andere straal, in dit geval dichter bij de 15 centrale opening 64 is gevormd. Deze doseeropening 62, die eveneens ongeveer de halve omtrek van de doseerschijf 58 beslaat, brengt de verbinding tot stand tussen het radiale leidingdeel 48 en het leidingsegment 47, dat uiteindelijk met de ringleiding 46 verbonden is. Zo wordt dus bij elke rotatie 20 van de hoofdas 8 met daarop de doseerschijf 58 afwisselend de mond 49 met het radiale leidingdeel 48 en vervolgens dit leidingdeel 48 met het leidingsegment 47 verbonden. Daarbij wordt tijdens een compressieslag van de zuigers 3, waarbij deze van hun onderste dode punt (ODP) naar hun bovenste dode 25 punt <BDP) bewegen, lucht vanuit de toevoerleiding 50 door de mond 49 en de doseeropening 61 in de spoelruimte 102 gezogen. Tijdens de daarop volgende arbeidsslag van de zuigers 3 vanaf hun ODP naar hun ODP wordt die lucht dan via het radiale leidingdeel 48 en het leidingsegment 47 in een (hier niet 30 getoonde) verbindingsleiding geperst, die naar de verzamelkamer 103 voert. Van daaruit kan de lucht dan naar de ringleiding 46 stromen, waar brandstof ingespoten wordt, \ 18 waarna het zo gevormde brandstof/lucht-mengsel via de inlaatopeningen 35 in de cilinder 2 stroomt,.
Opgemerkt wordt dat in de onderste helft van fig. 4A een alternatief voor de ringleiding 46 getoond is. Daar wordt 5 gebruik gemaakt van een eindwand 106, die uitsteekt vanaf de lagerbus 16 en die afdichtend aangrijpt op de cilinderwand 30. Deze eindwand 106 bepaalt met de cilinderwand 30, de lagerbus 16 en de eindplaat 12 een toevoerkamer 107, van waaruit het brandstof/lucht-mengsel in de inlaatopeningen 35 10 stroomt.
Na verbranding worden de uitlaatgassen uit elke cilinder 2 afgevoerd door een aantal in de cilinderwand 30 gevormde uitlaatopeningen 53, die eveneens verbonden zijn met een ringleiding 54. De stromingsrichting van de gassen in de 15 cilinder 2 is dus zoals aangegeven door de pijlen MF van links naar rechts in de tekening. De ringleiding 54 aan de uitlaatzijde mondt uit in een afvoerleiding 55, die op zijn beurt verbonden is met een (hier niet getoond) uitlaatsysteem.
20 Zoals hiervoor aangegeven zijn de zuigerveren 34 relatief breed uitgevoerd. In elk geval dienen deze een zodanige breedte te vertonen, dat zij de inlaatopeningen 45 en de uitlaatopeningen 53 probleemloos kunnen passeren. De breedte van de zuigerveren 34 is daartoe ten minste gelijk 25 aan de afmetingen van de inlaat- en uitlaatopeningen 45, 53 in de bewegingsrichting van de zuigers 3.
De ringleidingen 46, 54 voor het toevoeren van het brandstof/luchtmengsel, respectievelijk het afvoeren van de uitlaatgassen zijn in het getoonde voorbeeld als een geheel 30 gevormd met de cilinder 2. Dit geldt ook voor een koelmantel 56, die een aantal onderling verbonden kanalen 57A, 57B, 57C voor een koelvloeistof bepaalt rond de cilinderwand 30. Overigens is de cilinderwand 30 ook als een geheel gevormd * 19 tussen de eindplaten 12, 13. Er is dus geen sprake van een deling in het symmetrievlak van de motor, zoals bij de bekende kantelschijf-motor.
Hoewel de cilinder 2 in de getoonde voorbeelden 5 tussen de eindplaten 12, 13 gefixeerd is, is het ook denkbaar dat deze verschuifbaar gelagerd wordt. Door het verschuiven van de cilinder 2 wordt de mate van overlap tussen de zuigers 3 en de inlaat- en uitlaatopeningen 45, 53 gevarieerd, evenals het moment dat deze openingen 45, 53 door de zuigers 10 3 worden vrijgegeven. Zo kan het door de motor 1 geleverde vermogen worden geregeld. Een dergelijke regeling zou de smoorkleppen 104 overbodig maken. Naast het vermogen kunnen op deze wijze natuurlijk ook het verbruik en de uitstoot worden gestuurd.
15 Zoals gezegd leent een verbrandingsmotor van het tot nu toe beschreven type, een zogeheten kantelschijf-motor, zich uitstekend voor het op eenvoudige wijze variëren van de compressieverhouding, dus de verhouding tussen het totale slagvolume van de cilinder 2, wanneer de beide zuigers 3 zich 20 in hun onderste dode punt (ODP) bevinden, en de inhoud van de verbrandingsruimte 35 die bepaald wordt door de zuigers 3 in hun bovenste dode punt (BDP). Volgens de onderhavige uitvinding is de kantelschijf-motor 1 voorzien van middelen 73 voor het variëren van de compressieverhouding die gevormd 25 worden door de combinatie van een deling 74 in de hoofdas 8 en aandrijfmiddelen 75 voor het ten opzichte van elkaar verschuiven van de zo gevormde asdelen 8L, 8R.
In de getoonde voorbeelden omvatten de aandrijfmiddelen 75 telkens een schroefspindel 77, die in een 30 van de ashelften 8L, 8R gelagerd is en samenwerkt met in elk geval een in de andere ashelft opgenomen moer 78. Deze moer 78 vertoont twee tegengesteld gerichte schroefdraadsegmenten 78L, 78R, die elk samenwerken met een van de asdelen 8L, 8R
20 (fig. 4A, 6). Voor het verdraaien van de schroefspindel 77 kan gebruik gemaakt worden van een elektromotor of een hydromotor.
Bij de uitvoering volgens fig. 4A wordt de 5 schroefspindel 77 verschoven door een hydraulische vloeistof in een van de kamers 79, 80 aan weerszijden van een met de schroefspindel 77 verbonden zuiger te persen. De schroefspindel 77 is hier voorzien van een schroefdraadsegment 81R met grote spoed, die samenwerkt met 10 een inwendig schroefdraadsegment 81L in de moer 78. Zo wordt dus bij het verschuiven van de spindel 77 de moer 78 geroteerd, waarbij de tegengesteld gerichte segmenten 78L, 78R op hun beurt samenwerken met inwendige schroefdraad 82 in holten 83 in de asdelen 8L, 8R, die daardoor uit elkaar of in 15 elkaar worden bewogen. Zo wordt de afstand tussen de lagersegmenten 9 en daarmee dus de afstand tussen de kantelschijven 65 en tussen de zuigers 3 in zowel hun ODP als hun BDP veranderd. Deze verandering leidt tot een verandering van de compressieverhouding van de kantelschijfmotor 1.
20 Omdat een van de asdelen, hier het rechter asdeel 8R, in langsrichting onbeweeglijk gelagerd is, zal het andere asdeel 8L dus heen en weer bewegen. Voor de lagering van de ashelft 8R is deze voorzien van een uitsparing 84 die om een asstomp 85 grijpt, welke bevestigd is op een afsluitend deel 25 86R van het motorframe. De andere ashelft 8L daarentegen, vertoont zelf een asstomp 87 die verschuifbaar gelagerd is in een opening 88 in een tegenovergelegen afsluitend deel 86R van het motorframe. Het lagersegment 9 op de vast gelagerde helft 8R van de hoofdas wordt niet in langsrichting van de as 30 8 belast, en kan dus eenvoudig worden uitgevoerd. Het lagersegment 9 op de verschuifbaar gelagerde ashelft 8L daarentegen, is geprofileerd uitgevoerd om de belastingen te kunnen doorgeven aan de kantelschijf 65.
21
Overigens vertonen de beide ashelften 8L, 8R nog een zogeheten "spline" 108, resp. 115, waarmee zij onderling rotatievast verbonden zijn. Deze "splines" 108, 115 zijn ten opzichte van elkaar in axiale richting verschuifbare, in 5 elkaar grijpende vertandingen op de buitenomtrek van de ashelft 8L, resp. de binnenomtrek van de ashelft 8R (fig. 4A, 6), die het op deze beide ashelften 8L, 8R uitgeoefende koppel doorleiden.
Bij een alternatieve uitvoering van de 10 compressieverhouding-variatiemiddelen 73 is de aandrijving van de schroefspindel 77 niet in de hoofdas 8, maar daarbuiten aangebracht (fig. 6). Daarbij grijpt de schroefspindel 77 met tegengestelde schroefdraadsegmenten 81L, 81R rechtstreeks aan op de inwendige schroefdraad 82 in 15 holten 83 in de asdelen 8L, 8R. De relatief dikke schroefspindel is via een klauwkoppeling 89 verbonden met een drijfstang 90, die zich door de hoofdas 8 uitstrekt tot buiten het motorframe. Deze stang 90 is door middel van een rotatielager 91 gelagerd nabij het eind van de hoofdas 8, en 20 strekt zich vandaar uit door een differentieel 91.
Met behulp van een spie 92 is het eind van de stang 90 rotatievast verbonden met een tandschijf 93 van het differentieel 91, die op zijn beurt via kegelvormige tandwielen 94 verbonden is met een getande tussenschijf 95.
25 De kegelvormige tandwielen 94 zijn gelagerd in een roteerbare ring 96. De tussenschijf 95 is via een tweede stel kegelvormige tandwielen 97 verbonden met een vaste vertanding . 98 op het motorframe. De kegelwielen 97 zijn gelagerd in een vaste ring 98, die met de roteerbare ring 96 verbonden is 30 onder tussenkomst van een worm 99. Door het verdraaien van deze worm 99 wordt de roteerbare ring 96 verdraaid rond de vaste ring 98, waardoor de stang 90 wordt geroteerd, en daarmee de schroefspindel 77. Door de tussenplaatsing van het 22 differentieel 91 kan de schroefspindel 77 in deze uitvoering zowel bij draaiende als bij stilstaande motor worden verdraaid.
Voor het overbrengen van het draaimoment van de 5 hoofdas 8 als gevolg van de voortdurende kantelbewegingen van de kantelschijven 65 op een of meer gebruikers, is de hoofdas 8 voorzien van een tandkrans 100. Deze kan in aangrijping verkeren met een of meer tandwielen 101 (fig. 4B), die het draaimoment afvoeren tot buiten de motor. Deze tandwielen 101 10 kunnen daarbij zijn uitgevoerd als vliegwiel. De positie van de tandkrans 100 op de hoofdas 8 kan in beginsel vrij gekozen worden. Zo is deze bij de uitvoering van de motor volgens fig. 1 en 2 nabij de eindplaat 13 geplaatst, terwijl bij de uitvoering van fig. 4A een centrale plaatsing is gekozen.
15 Tenslotte is bij de uitvoering van fig. 6 de tandkrans 100 zelf uitgevoerd als vliegwiel en op het vrije einde van de hoofdas 8 aangebracht.
Zo biedt de hiervoor beschreven zogeheten kantelschijf-motor volgens de onderhavige uitvinding een 20 groot aantal voordelen in vergelijking met oudere motorontwerpen. Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden, zal het duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt, maar op velerlei wijze kan worden gevarieerd. Met name kunnen alle nieuwe aspecten 25 van de uitvinding in verschillende combinaties worden toegepast met behoud van de daarmee samenhangende voordelen. De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald . door de nu volgende conclusies.
13116 5 ’

Claims (22)

1. Verbrandingsmotor, omvattende: - tenminste één cilinder met twee daarin tegengesteld gericht heen en weer beweegbare zuigers, die elk via een zuigerstang verbonden zijn met een bijbehorende arm, waarbij 5 elke arm een opening vertoont waarin een de beide armen verbindende hoofdas roteerbaar gelagerd is, welke hoofdas een hoek insluit met een hartlijn van elke opening, en - middelen voor het doen variëren van de compressieverhouding in de cilinder, 10 met het kenmerk, dat de compressieverhouding- variatiemiddelen een deling in de hoofdas omvatten, alsmede aandrijfmiddelen om de daardoor gevormde delen van de hoofdas ten opzichte van elkaar te verschuiven.
2. Verbrandingsmotor volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat de aandrijfmiddelen een ter plaatse van de deling in de hoofdas opgenomen schroefspindel omvatten, die gelagerd is in één van de asdelen en samenwerkt met een in het andere asdeel opgenomen moer.
3. Verbrandingsmotor volgens conclusie 2, met het 20 kenmerk, dat de aandrijfmiddelen een in de hoofdas opgenomen, de schroefspindel aandrijvende elektro- of hydromotor omvatten.
4. Verbrandingsmotor volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de aandrijfmiddelen een buiten de hoofdas 25 geplaatst, via een differentieel met de schroefspindel . verbonden instelorgaan omvatten.
5. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, gekenmerkt door tenminste één bougie, die door de bodem van één van de 30 zuigers steekt. 1031165
6. Verbrandingsmotor volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de zuigerstang hol is, en de bougie in de zuigerstang bevestigd is.
7. Verbrandingsmotor volgens conclusie 6, met het 5 kenmerk, dat het van de zuiger afgekeerde einde van de zuigerstang open is.
8. Verbrandingsmotor volgens één der conclusies 5 tot 7, gekenmerkt door een met de bougie verbonden, zich in de zuigerstang uitstrekkende elektrische geleider, waarvan een 10 voedingsdeel beweegbaar is langs een langwerpig spanningvoerend orgaan.
9. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, gekenmerkt door middelen voor het gedoseerd aan de cilinder toevoeren 15 van lucht of een brandstof/luchtmengsel, welke toevoermiddelen tenminste één met de hoofdas verbonden en daarmee langs tenminste één toevoeropening roteerbaar doseerorgaan omvatten, dat tenminste één doseeropening vertoont, die door rotatie van het doseerorgaan met de 20 toevoeropening in register te brengen is.
10. Verbrandingsmotor volgens conclusie 9, mat hat kenmerk, dat de doseeropening de gedaante heeft van een cirkelsegment.
11. Verbrandingsmotor volgens conclusie 10, mat het 25 kenmerk, dat het doseerorgaan meerdere cirkelsegmentvormige doseeropeningen op verschillende stralen en/of met verschillende lengten vertoont
12. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, met het 30 kenmerk, dat elke zuigerstang verschuifbaar opgenomen is in een geleidingsbus, en met de bijbehorende arm verbonden is door middel van een dwars op de bewegingsrichting van de zuiger beweegbare kruiskoppeling.
13. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande of volgens de aanhef van conclusie 1, gekenmerkt door een systeem voor het smeren van de zuigers, omvattende tenminste één in de zuigerstang van de te smeren zuiger opgenomen 5 smeermiddel-toevoerleiding en tenminste één met de toevoerleiding verbonden uitstroomopening in de mantel van de zuiger.
14. Verbrandingsmotor volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de smeermiddel-toevoerleiding in de nabijheid 10 van de zuigerbodem verloopt.
15. Verbrandingsmotor volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk, dat in de uitstroomopening een voor smeermiddel doorlaatbaar materiaal is opgenomen.
16. Verbrandingsmotor volgens één der conclusies 13 15 tot 15, met het kenmerk, dat de zuiger aan weerszijden van de uitstroomopening zich ringvormig om de zuigermantel uitstrekkende zuigerveren vertoont.
17. Verbrandingsmotor volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat in de wand van de cilinder inlaat- en 20 uitlaatopeningen gevormd zijn, en de breedte van de zuigerveren tenminste gelijk is aan de diameter van die openingen.
18. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, met het 25 kenmerk, dat de cilinderwand als één geheel gevormd is.
19. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, gekenmerkt door een de cilinder omsluitende koelmantel.
20. Verbrandingsmotor volgens conclusie 19, met het 30 kenmerk, dat de koelmantel en de cilinderwand als één geheel gevormd zijn.
21. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, met het » kenmerk, dat de cilinder in de bewegingsrichting van de zuigers verschuifbaar is.
22. Verbrandingsmotor volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een aantal cilinders die 5 gelijkmatig verdeeld zijn rond de hoofdas, waarbij de armen van de verschillende zuigers bevestigd zijn aan een gemeenschappelijke lagerring die de opening van elke arm bepaalt. 1031165
NL1031165A 2006-02-16 2006-02-16 Verbrandingsmotor met variabele compressieverhouding. NL1031165C2 (nl)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1031165A NL1031165C2 (nl) 2006-02-16 2006-02-16 Verbrandingsmotor met variabele compressieverhouding.
PCT/NL2007/000034 WO2007094657A1 (en) 2006-02-16 2007-02-06 Internal combustion engine with variable compression ratio
AT07715833T ATE529620T1 (de) 2006-02-16 2007-02-06 Verbrennungsmotor mit variablem verdichtungsverhältnis
KR1020087022604A KR101389105B1 (ko) 2006-02-16 2007-02-06 가변 압축비를 갖는 내연 기관
US12/279,373 US8230827B2 (en) 2006-02-16 2007-02-06 Internal combustion engine with variable compression ratio
MX2008010533A MX2008010533A (es) 2006-02-16 2007-02-06 Motor de combustion interna con coeficiente de compresion variable.
CN2007800127852A CN101421498B (zh) 2006-02-16 2007-02-06 具有可变压缩比的内燃机
JP2008555175A JP5221390B2 (ja) 2006-02-16 2007-02-06 可変圧縮比の内燃機関
BRPI0709542-2A BRPI0709542A2 (pt) 2006-02-16 2007-02-06 motor de combustão interna com taxa de compressão variável
EP07715833A EP1989420B1 (en) 2006-02-16 2007-02-06 Internal combustion engine with variable compression ratio

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1031165 2006-02-16
NL1031165A NL1031165C2 (nl) 2006-02-16 2006-02-16 Verbrandingsmotor met variabele compressieverhouding.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1031165C2 true NL1031165C2 (nl) 2007-08-17

Family

ID=37876843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1031165A NL1031165C2 (nl) 2006-02-16 2006-02-16 Verbrandingsmotor met variabele compressieverhouding.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8230827B2 (nl)
EP (1) EP1989420B1 (nl)
JP (1) JP5221390B2 (nl)
KR (1) KR101389105B1 (nl)
CN (1) CN101421498B (nl)
AT (1) ATE529620T1 (nl)
BR (1) BRPI0709542A2 (nl)
MX (1) MX2008010533A (nl)
NL (1) NL1031165C2 (nl)
WO (1) WO2007094657A1 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1034362C2 (nl) * 2007-09-11 2009-03-12 Valcon Motor Company B V Verbrandingsmotor alsmede een voertuig voorzien van een dergelijke verbrandingsmotor.

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101114378B1 (ko) * 2009-10-06 2012-02-15 현대자동차주식회사 가변 압축비 장치
TWI399310B (zh) * 2010-07-06 2013-06-21 Kwang Yang Motor Co A steering device for two front wheel vehicles
US9708976B1 (en) * 2011-09-30 2017-07-18 Warren Engine Company, Inc. Opposed piston engine and elements thereof
GB201122432D0 (en) * 2011-12-23 2012-02-08 Cox Powertrain Ltd Internal combustion engines
US9273605B2 (en) 2012-02-09 2016-03-01 Edward Charles Mendler Variable compression ratio engine
WO2015027291A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Carr Geoffrey Leonard Engine
RU2638694C2 (ru) * 2013-08-29 2017-12-15 Николай Павлович Тоскин Двигатель внутреннего сгорания
US9453459B2 (en) 2013-12-09 2016-09-27 Joachim Horsch Internal combustion engine
WO2016055923A2 (en) 2014-10-09 2016-04-14 Calogero Provenzano Axial piston internal combustion engine
AT519011B1 (de) * 2016-05-31 2018-03-15 Avl List Gmbh Hubkolbenmaschine
IT201700111551A1 (it) * 2017-10-05 2019-04-05 Radice Omar Carlo Aurelio Motore endotermico con camera di combustione ad alta efficienza con valvole rotative che non partecipano alla tenuta dei gas di compressione e d'espansione
JP6868584B2 (ja) 2018-03-16 2021-05-12 株式会社Ihi原動機 エンジン
US10465516B1 (en) * 2018-11-07 2019-11-05 Hts Llc Opposed piston engine cam shape

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB180767A (en) * 1921-03-05 1922-06-06 Charles Willson A new or improved internal combustion engine
US2513083A (en) * 1945-05-24 1950-06-27 Samuel B Eckert Wobbler drive mechanism
FR1364498A (fr) * 1963-07-22 1964-06-19 Perfectionnement aux moteurs en barillet
US4622927A (en) * 1984-02-18 1986-11-18 Ludwig Wenker Internal combustion engine
DE3711205A1 (de) * 1987-04-02 1988-10-20 Motos Motor Technik Gmbh Axialgegenkolben-brennkraftmaschine
US6446595B1 (en) * 2001-05-07 2002-09-10 Masami Sakita Rotary piston engine

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2368933A (en) * 1942-08-10 1945-02-06 Jr Charles A Lindeman Internal-combustion engine
US3485221A (en) * 1967-12-11 1969-12-23 Ralph S Feeback Omnitorque opposed piston engine
GB1533885A (en) * 1975-02-21 1978-11-29 Lely Nv C Van Der Engines and pumps
US4043301A (en) * 1975-06-20 1977-08-23 Templet Industries Incorporated Internal combustion engine
US4077269A (en) * 1976-02-26 1978-03-07 Lang Research Corporation Variable displacement and/or variable compression ratio piston engine
GB2008191B (en) * 1977-11-18 1982-05-12 Nippon Soken Uniflow two cycle internal combustion engines and methods of operating such engines
JPS6185559A (ja) * 1984-10-01 1986-05-01 Honda Motor Co Ltd 2サイクルクロスヘツドエンジン
JPH0221529Y2 (nl) * 1984-11-22 1990-06-11
SE469289B (sv) * 1987-02-25 1993-06-14 Orbital Eng Pty Flercylindrisk tvaataktsmotor
GB8926818D0 (en) * 1989-11-28 1990-01-17 Ehrlich Josef Drive/driven apparatus
DE4401327C1 (de) * 1994-01-18 1995-04-06 Achammer Alfred Taumelscheiben-Maschine, insbesondere Brennkraftmaschine
JP3765335B2 (ja) * 1995-09-19 2006-04-12 本田技研工業株式会社 2サイクル内燃機関
AUPO157396A0 (en) * 1996-08-09 1996-09-05 Aust Tech Pty. Ltd. Improvements in axial piston rotary engines
US6250264B1 (en) * 1998-04-22 2001-06-26 Sinus Holding As Internal combustion engine with arrangement for adjusting the compression ratio
JP2005009471A (ja) * 2003-06-21 2005-01-13 Shogo Tsuchida 多方向式シリンダー
JP5065914B2 (ja) * 2005-02-24 2012-11-07 フィッツジェラルド,ジョン,ダブリュー. 可変ピストンストローク式の4シリンダ、4サイクル、フリーピストン、予混合気圧縮点火型の内燃往復ピストンエンジン

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB180767A (en) * 1921-03-05 1922-06-06 Charles Willson A new or improved internal combustion engine
US2513083A (en) * 1945-05-24 1950-06-27 Samuel B Eckert Wobbler drive mechanism
FR1364498A (fr) * 1963-07-22 1964-06-19 Perfectionnement aux moteurs en barillet
US4622927A (en) * 1984-02-18 1986-11-18 Ludwig Wenker Internal combustion engine
DE3711205A1 (de) * 1987-04-02 1988-10-20 Motos Motor Technik Gmbh Axialgegenkolben-brennkraftmaschine
US6446595B1 (en) * 2001-05-07 2002-09-10 Masami Sakita Rotary piston engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1034362C2 (nl) * 2007-09-11 2009-03-12 Valcon Motor Company B V Verbrandingsmotor alsmede een voertuig voorzien van een dergelijke verbrandingsmotor.

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009526946A (ja) 2009-07-23
CN101421498B (zh) 2012-01-04
MX2008010533A (es) 2008-11-18
KR101389105B1 (ko) 2014-04-25
US20090188471A1 (en) 2009-07-30
WO2007094657A1 (en) 2007-08-23
US8230827B2 (en) 2012-07-31
CN101421498A (zh) 2009-04-29
ATE529620T1 (de) 2011-11-15
KR20080108102A (ko) 2008-12-11
BRPI0709542A2 (pt) 2011-07-19
EP1989420B1 (en) 2011-10-19
EP1989420A1 (en) 2008-11-12
JP5221390B2 (ja) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1031165C2 (nl) Verbrandingsmotor met variabele compressieverhouding.
EP0477256A1 (de) Kolbenmaschine.
EP1733122B1 (de) Schwenkkolbenmaschine und fahrzeug mit einer solchen schwenkkolbenmaschine
JP2000516316A (ja) アキシアルピストンロータリエンジンの改良
LU88235A1 (fr) Perfectionnements apportés aux moteurs à combustion interne à quatre temps, à rapport volumétrique variable autorisant de hauts taux de pressions de suralimentation et fonctionnant par allumage par compression ou par allumage commandé
US6202605B1 (en) Arrangement in a two cycle combustion engine with internal combustion
US6250264B1 (en) Internal combustion engine with arrangement for adjusting the compression ratio
JPH076362B2 (ja) 回転運動/直線運動変換装置
US1298191A (en) Engine.
CN103249920A (zh) 具有可变压缩比的单活塞套筒阀
US877977A (en) Motor.
NL1034362C2 (nl) Verbrandingsmotor alsmede een voertuig voorzien van een dergelijke verbrandingsmotor.
NL8020163A (nl) Nokgedreven motor.
DE3919168A1 (de) Kolbenmaschine
US4259929A (en) Rotary internal combustion engine
NL1022830C1 (nl) Roterende motor/pomp.
RU2359139C2 (ru) Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания
EP1485583A1 (de) Verbrennungsmotor mit rotationsventilen
DE3013638C2 (nl)
DE19538197A1 (de) Gegenkolbenverbrennungsmotor in Taumelscheibenbauart
NL1030554C1 (nl) Roterende brandstofmotor/vloeistofpomp/vloeistofmotor.
EP0096025A1 (de) Verbrennungsmotor
DE3938793A1 (de) Kolbenmaschine
DE2554260A1 (de) Axialkolben-kraft- und/oder arbeitsmaschine
EP0205516A1 (de) Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
SD Assignments of patents

Owner name: ING. J.A.H.F. JAQUET

Effective date: 20090717

Owner name: JAQUET HOLDING B.V.

Effective date: 20090717

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20120901