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Title:
INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/003138
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an internal combustion engine comprising a crankcase (2) and a compressed-air assisted fuel injection unit (21) whose reciprocating compressor (12) comprises a piston (15) which is guided in a cylinder (18) and has a drive crankshaft which is connected by a drive coupling with the engine crankshaft (6). To provide advantageous construction conditions the crankcase (2) forms the cylinder (18) for the piston (15) of the reciprocating compressor (12).

Inventors:
DOPONA MICHAEL (AT)
Application Number:
PCT/AT1999/000169
Publication Date:
January 20, 2000
Filing Date:
July 06, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BOMBARDIER ROTAX GMBH (AT)
DOPONA MICHAEL (AT)
International Classes:
F02B63/06; F02M67/02; F02M69/08; (IPC1-7): F02M69/08; F02B63/06; F02M67/02
Foreign References:
DE4124072A11992-02-06
FR756876A1933-12-16
DE887430C1953-08-24
GB191211030A1913-05-09
Attorney, Agent or Firm:
Hübscher, Gerhard (Linz, AT)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuse (2) und mit einer druckluft unterstützten Kraftstoffeinspritzeinrichtung (21), deren Kolbenverdichter (12) einen in einem Zylinder (18) geführten Kolben (15) mit einer Antriebskurbelwelle aufweist, die mit der Motorkurbelwelle (6) in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (2) den Zylinder (18) für den Kolben (15) des Kolbenverdichters (12) bildet.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Kurbelgehäuse (2) gelagerte, von der Kurbelwelle (6) angetriebene, parallele Ausgleichswelle (7) die Antriebskurbelwelle für den Kolbenverdichter (12) bildet.
3. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß die über ihre Lagerung auf der Seite des Kolbenverdichters (12) vor stehende Ausgleichswelle (7) stirnseitig eine Kurbelwange (10) trägt, an der das Pleuel (11) des Kolbens (15) des Kolbenverdichters (12) fliegend angelenkt ist.
Description:
Verbrennungsmotor Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor mit einem Kurbel- gehäuse und mit einer druckluftunterstützten Kraftstoffeinspritzeinrichtung, deren Kolbenverdichter einen in einem Zylinder geführten Kolben mit einer Antriebs- kurbelwelle aufweist, die mit der Motorkurbelwelle in Antriebsverbindung steht.

Stand der Technik Bei Zweitakt-Verbrennungsmotoren ist es bekannt (US 4 674 462 A), eine druck- luftunterstützte Kraftstoffeinspritzung vorzusehen, die an einen Kolbenverdichter angeschlossen ist, dessen Antriebskurbelwelle über einen Riementrieb mit der Motorkurbelwelle in Antriebsverbindung steht. Obwohl eine Kraftstoffeinspritzung mit Hilfe von Druckluft nicht nur bei Zweitakt-, sondern auch bei Viertakt-Ver- brennungsmotoren Vorteile mit sich bringt, müssen diese Vorteile mit einem ver- gleichsweise hohen Konstruktionsaufwand erkauft werden, der vor allem durch den Kolbenverdichter bedingt wird, dessen Platzbedarf zusätzlich berücksichtigt werden muß.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor mit einer druckluftunterstützten Kraftstoffeinspritzeinrichtung so auszugestalten, daß der sich durch den Kolbenverdichter ergebende Platz- und Konstruktionsauf- wand erheblich herabgesetzt werden kann.

Ausgehend von einem Verbrennungsmotor der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Kurbelgehäuse den Zylinder für den Kolben des Kolbenverdichters bildet.

Durch diese Maßnahme wird die vorteilhafte Voraussetzung geschaffen, auf ein Gehäuse für den Kolbenverdichter verzichten zu können, weil ja das Kurbelge- häuse des Verbrennungsmotors als Gehäuse für den Kolbenverdichter dienen kann, wenn das Kurbelgehäuse dessen Zylinder bildet. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Zylinderbuchse für den Kolben des Kolbenverdichters in eine Zylinderbohrung des Kurbelgehäuse eingesetzt werden. Es wäre aber auch möglich den Kolben des Kolbenverdichters unmittelbar in einer beschichteten Zylinderbohrung des Kurbelgehäuses zu führen. Unabhängig von der gewählten Konstruktionsart entfällt bei einem durch das Kurbelgehäuse gebildeten Zylinder der bei bekannten Konstruktionen unvermeidbare Aufwand für das Gehäuse, wozu noch eine sehr platzsparende Anordnung kommt, weil der Zylinder mit dem Kolben des Kolbenverdichters im Oberteil des Kurbelgehäuses unterge- bracht werden kann, ohne den Zylinderblock des Verbrennungsmotors ändern zu müssen.

Obwohl ein unmittelbarer Antrieb von der Kurbelwelle möglich wäre, ergeben sich besonders vorteilhafte Konstruktionsbedingungen, wenn eine im Kurbelge- häuse gelagerte, von der Kurbelwelle angetriebene, parallele Ausgleichswelle die Antriebskurbelwelle für den Kolbenverdichter bildet, weil in diesem Fall die Kurbelwelle frei bleibt und die ohnehin vorhandene Ausgleichswelle für diesen Zweck ausgenützt werden kann, so daß der sonst mit der Anordnung des Kurbeltriebes des Kolbenverdichters verbundene Aufwand entfällt. Die Aus- gleichswelle ist allderdings hinsichtlich der Ausgleichsmassen so auszulegen, daß die Massenkräfte und -momente der Kurbeltriebe sowohl des Verbren- nungsmotors als auch des Kolbenverdichters Berücksichtigung finden.

Trägt die über ihre Lagerung auf der Seite des Kolbenverdichters vorstehende Ausgleichswelle stirnseitig eine Kurbelwange, an der das Pleuel des Kolbens

des Kolbenverdichters fliegend angelenkt ist, so kann die übliche Lagerung der Ausgleichswelle im Kurbelgehäuse beibehalten werden, das zur Aufnahme des Kolbenverdichters lediglich stirnseitig über die Ausgleichswelle vorgezogen werden muß. Diese Kurbelgehäuseausbildung läßt sich beim Guß des Kurbelge- häuses einfach berücksichtigen, so daß der damit verbundene Mehraufwand kaum ins Gewicht fällt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zweitakt-Verbrennungsmotor ausschnittsweise im Bereich des Kolbenverdichters in einer schematischen, zum Teil aufgerissenen stirnseitigen Ansicht auf das Kurbelgehäuse und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Wie die Fig. 1 erkennen läßt, bildet der Zweitakt-Verbrennungsmotor gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Zylinderblock 1, an dem ein Kurbelgehäuse 2 angesetzt ist, das sich aus einem Oberteil 3 und einem Unterteil 4 aufbaut. In der Teilungsebene 5 zwischen dem Oberteil 3 und dem Unterteil 4 des Kurbelgehäuses 2 ist nicht nur die Motorkurbelwelle 6, sondern auch eine Ausgleichswelle 7 gelagert, die mit gleicher Drehzahl, aber gegen- sinnig zur Kurbelwelle 6 umläuft. Bei einer entsprechenden Abstimmung der Ausgleichsgewichte der Kurbelwelle 6 und der Ausgleichswelle 7 kann somit ein weitgehender Ausgleich der resultierenden Massenkräfte und -momente erster Ordnung erreicht werden.

Gemäß der Fig. 2 ragt die Ausgleichswelle 7 über ihr Endlager 8 axial vor und trägt an ihrem vorstehenden Ende 9 eine Kurbelwange 10, an der ein Pleuel 11 eines Kolbenverdichters 12 fliegend angelenkt ist. Die Anlenkachse ist mit 13

bezeichnet. Der Kolbenverdichter 12 weist eine in den Oberteil 3 des Kurbelge- häuses 2 eingesetzte Zylinderbuchse 14 für einen Kolben 15 auf, der über einen Bolzen 16 mit dem Pleuel 11 verbunden ist. Der Zylinderkopf 17 des Kolbenver- dichters 12 ist am durch den Oberteil 3 des Kurbelgehäuses 2 gebildeten Zylinder 18 angeflanscht. Während des Betriebes des Zweitakt-Verbrennungs- motors wird die Ausgleichswelle 7 über die Motorkurbelwelle 6 angetrieben und bildet dabei eine Antriebskurbelwelle für den Kolbenverdichter 12, dessen Kolben 15 beim Abwärtshub Luft aus der Ansaugleitung 19 ansaugt, um sie dann während des Verdichtungshubes an die Druckleitung 20 in üblicher Weise abzugeben. Mit Hilfe dieser Druckluft kann eine aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher dargestellte Kraftstoffeinspritzeinrichtung 21 (Fig. 2) beaufschlagt werden, um den Kraftstoff dosiert vorgemischt in die Zylinder des Zweitakt- Verbrennungsmotors einzuspritzen.

Da die im Kurbelgehäuse 2 gelagerte Ausgleichswelle 7 die Antriebskurbelwelle für den Kolbenverdichter 12 bildet und der Kolben 15 dieses Kolbenverdichters 12 im den Zylinder 18 formenden Oberteil 3 des Kurbelgehäuses 2 geführt wird, übernimmt das Kurbelgehäuse 2 die Gehäusefunktion auch für den Kolbenver- dichter 12, was besonders günstige Konstruktionsverhältnisse schafft, weil sich ein gesondertes Gehäuse mit einer Antriebskurbelwelle für den Kolbenverdichter 12 erübrigt. Außerdem entfällt eine gesonderte Antriebsverbindung zwischen dem Kolbenverdichter 12 und der Motorkurbelwelle 6, weil die Ausgleichswelle 7 für den Antrieb des Kolbenverdichters 12 sorgt. Darüber hinaus können durch diese Maßnahmen besonders platzsparende Einbaubedingungen sichergestellt werden, so daß sich für die Konstruktion und den Antrieb des Kolbenverdichters 12 einfache Bauverhältnisse ergeben. In diesem Zusammenhang ist außerdem zu bedenken, daß durch eine entsprechende Anordnung und gegenseitige Abstimmung der Ausgleichsmassen der Ausgleichswelle 7 ein weitgehender Ausgleich der Massenkräfte und -momente erster Ordnung sowohl des Kurbel- triebes des Verbrennungsmotors als auch des Kolbenverdichters 12 möglich wird.

Obwohl die Erfindung anhand des dargestellten Zweitakt-Verbrennungsmotors näher beschrieben wurde, ist sie keineswegs auf dieses Einsatzgebiet be- schränkt und kann selbstverständlich auch bei Viertakt-Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, wenn diese Viertakt-Verbrennungsmotoren mit einer druck- luftunterstützten Kraftstoffeinspritzeinrichtung versehen sind. Auch in diesem Fall werden die beschriebenen Vorteile erzielt, wobei sich zusätzliche Antriebs- möglichkeiten für den Kolbenverdichter eröffnen, weil der Antrieb des Kolbenver- dichters nicht nur von der Kurbelwelle oder einer Ausgleichswelle, sondern zusätzlich beispielsweise von einer Wasserpumpenwelle oder selbst von der Nockenwelle her erfolgen kann.