DD201927A5 - Zweitakt-verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezweckt die Bereitstellung eines Verbrennungsmotors mit moeglichst grosser Leistung bei vorgegebener Groesse und Gewicht unter Optimierung der Haltbarkeit und Zuverlaessigkeit. Hierzu und zur Erhoehung der Motordrehzahl soll waehrend jedes Umlaufs die Oeffnungsdauer der Lufteinlassoeffnungen erhoeht werden. Hierfuer ist die Achse der Kurbelwelle parallel zu einer Hauptebene und seitlich zu dieser versetzt, die sich in Laengsrichtung des Motorblocks erstreckt und in der die Laengsachsen jedes Zylinders liegen. Der Versatz der Achse der Kurbelwelle ist entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kurbelwelle.

Description

Titel der Erfindung:

Zweitakt-Verbrennungsmotor

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft einen Zweitakt-Verbrennungsmotor mit einem einzigen Reihenmotorblock.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Die bisherige Entwicklung von Verbrennungsmotoren beruht darauf, einen Verbrennungsmotor bei gegebener Größe und Gewicht mit möglichst großer Leistung auszustatten und da bei die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Motors zu optimieren.

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Diese beiden Forderungen stehen jedoch zueinander in einem gewissen Widerspruch. So könnte die Leistung eines Motors, die in direkter Beziehung zum GesamtmassedurchfIuB des Motors steht, für ein bestimmtes Motorvolumen beispielsweise durch Erhöhen des auf das Arbeitsmedium einwirkenden Drucks oder durch Erhöhen der Motorgeschwindigkeit erhöht werden, so daß die Anzahl der Motortakte pro Zeiteinheit erhöht wird. Diese beiden Bedingungen führen jedoch zu einer Erhöhung der auf die Motorkomponenten einwirkenden Kräfte und Spannungen, so daß eine erhebliche entsprechende Erhöhung des Motorgewichts erforderlich ist. Auch führt insbesondere die Erhöhung der Motorgeschwindigkeit häufig zu einem komplexeren Aufbau des Motors.

So erfordert beispielsweise eine Erhöhung des Drucks dickere Motorwandungen, und alle Motorkomponenten sind einer stärkeren Belastung unterworfen. Daher muß entweder der Motor wesentlich größer und daher schwerer sein, so daß sich ferner die Ausfallwahrscheinlichkeit des Motors erhöht, was insbesondere auf den Ausfall von Motordichtungen, beispielsweise um die Ventile und zwischen dem bewegten Kolben und der Zylinderwand, zurückzuführen ist.

Eine Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, insbesondere bei einem Zweitaktmotor, erfordert eine Erhöhung des Einstelldifferentials oder der effektiven Höhe der Einlaßöffnung für das Arbeitsmedium in den Motorzylinder. Diese Erhöhung der effektiven Höhe erhält man beispielsweise durch einen beweglichen Hülsenschieber, der zwischen dem Kolben und der Zylinderwand angeordnet ist. Der Schieber kann unabhängig vom Kolben bewegt werden, obwohl er letzlich durch die durch den Kolben erzeugte Kraft angetrieben wird. Ein derartiger schiebergesteuerter Motor ist beispielsweise aus der US-PS 1 956 804 bekannt, bei dem ein einziger Hülsenschieber auf dem fremdgezündeten Motor mit einer kombinierten hin- und hergehenden und oszillierenden Bewegung relativ zum Zylinder und zu den Hülsenachsen mit Hilfe einer Taumelven-'

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tilwelle versehen ist, die letztlich von der Motorkurbelwelle angetrieben wird. Um Platz für die Taumelventilwelle zu schaffen, und um gleichzeitig das Kolbenklappern oder Kolbenkippen zu reduzieren, wird die Kurbelwelle zur einen Seite der mittigen Längsebene der Motorzylinder in Richtung der Kurbelwellendrehung versetzt.

Das Versetzen der Kurbelwelle ist ferner bekannt aus den .. US-PSen 2 315 114 und 2 392 921; in beiden Fällen wird eine

^O unterteilte Kolbenverbindungss.tange mit einer angelenkten Zwischenverbindung zwischen der Kolbenstange und der Kurbelwelle verwendet. Bei der.US-PS 2 39 2 921 sind zwei Kurbelwellen auf jeder Seite der Mittelebene des Zylinders versetzt, die sich entgegengesetzt drehen. In jedem Fall ist die Kurbelwelle in ihrer Drehrichtung versetzt. Bei der US-PS 2 315 114 wird zwischen der Kurbelwelle und der Kolbenverbindungsstange ein Unterbrecherarm verwendet, um während des Motortakts eine möglichst konstante Drehmomentabgabe aufrechtzuerhalten.

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Ziel der Erfindung:

Der erfindungsgemäße Zweitakt-Verbrennungsmotor soll bei möglichst großer Leistung bei vorgegebener Größe und Gewicht eine möglichst große Haltbarkeit und Zuverlässigkeit aufweisen.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweitakt-Verbrennungsmotor mit hohem Wirkungsgrad bei hoher Motorgeschwindigkeit zu betreiben, in-dem der Zeitraum erhöht wird, während dessen bei jedem Takt die Einlaßöffnungen geöffnet

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sind. Zu diesem Zweck wird die Kurbelwelle seitlich von einer gemeinsamen Ebene der Längsachsen jedes Zylinders versetzt. Dazu ist die Kurbelwellendrehbewegung entgegengesetzt zur Richtung das Versatzes. Wenn in diesem Zusammenhang die, Drehrichtung der Kurbelwelle angesprochen ist, so bezieht .' sich dies auf die seitliche Bewegungsrichtung der Kurbelwelle, wenn sie sich mit einer nach unten bewegenden Kurbel dreht.

"Ό Der erfindungsgemäße Zweitakt-Verbrennungsmotor weist auf einen einzigen Reihenmotorblock, Innenwandungsflächen, die mindestens einen Zylinder im Motorblock bilden, wobei die Längsachse jedes Zylinders in einer gemeinsamen Hauptebene liegen, die sich in Längsrichtung des Motorblocks erstreckt, und wobei die sich in Axialrichtung erstreckende Innenwandungsfläche jedes Zylinders mindestens eine durchgehende Lufteinlaßöffnung aufweist, einen Kolben, der sich in Axialrichtung im jeweiligen Zylinder hin- und herbewegt, um die jeweilige Lufteinlaßöffnung abwechselnd zu schließen und zu öffnen, eine Pleuelstange, die mit ihrem einen Ende am jeweiligen Kolben angelenkt ist, und eine Kurbelwelle, die mit dem zweiten Ende jeder Pleuelstange drehbar so verbunden ist, daß die Kurbelwelle durch die Hin- und Herbewegung jedes Kolbens gedreht wird, wobei die Achse der Kurbelwelle gegenüber der Hauptebene parallel und seitlich versetzt ist, so daß der Zeitraum, während dessen jede Lufteinlaßöffnung offen ist, erhöht ist, wenn die Kurbelwelle entgegengesetzt zu ihrer Drehrichtung (am oberen Totpunkt) gegenüber der

Hauptebene versetzt ist

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Vorzugsweise ist im Zylinder eine Fremdzündeinrichtung angeordnet, oder der Motor ist als Dieselmotor ausgebildet.

In jedem Fall können auch mindestens zwei Zylinder und entsprechend zwei Kolben vorgesehen sein. Jede Pleuelstange

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kann ein im wesentlichen starres, einen Kolben und die Kurbelwelle verbindendes Bauteil sein.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Kolben einen Kolbenkopf und einen von diesem axial nach außen sich erstreckenden Kolbenmantel aufweist und die Gelenkverbindung zwischen dem Kolben und der Pleuelstange in einer zur Achse des Kolbens im wesentlichen senkrechten Ebene und in der Nähe des axial äußeren Abschnitts des Kolbenmantels liegt.

In vorteilhafter Weise ist die Pleuelstange gegenüber dem Kolben um eine Achse schwenkbar, die im wesentlichen die Längsachse des Kolbens und des Zylinders schneidet. Alternativ kann die Pleuelstange gegenüber dem Kolben um eine Achse verschwenkbar sein, die im wesentlichen parallel zur Hauptebene jedoch gegenüber dieser seitlich entgegengesetzt zur Versatzrichtung der Kurbelwelle versetzt ist.

„ Vorzugsweise ist die Kurbelwelle gegenüber der Hauptebene so ausreichend seitlich versetzt, daß die dadurch hervorgerufene Zunahme der Öffnungsdauer der Lufteinlaßöffnung mindestens 10 % des Kolbenhubs beträgt.

„,- Erfindungsgemäß ist in der Strömungsverbindung zwischen der Umgebung und jeder Lufteinlaßöffnung eine·Einlaßkammer vorgesehen, die sich zu jeder Einlaßöffnung hin verengt.

Obwohl die erfindungsgemäßen Verbrennungsmotoren für jeden Zweck eingesetzt werden können, sind sie jedoch im Hinblick auf das verminderte Gewicht und die verminderte Größe sowie im H.inblick auf die geringere Komplexität besonders als Flugzeugantriebe geeignet. In diesem Fall jedoch wirkt sich die merkliche Erhöhung des Gewichts oder der Größe wesentlich stärker aus als beim Antrieb der meisten Landoder Wasserfahrzeuge.

Ausführungsbeispiel: . .

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung

näher erläutert. Es zeigen: 15

Figur 1 eine Seitenansicht der Kurbelwelle eines erfindungsgemäßen Motors mit drei Zylindern mit nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe, wobei einer der an der Kurbelwelle befestigten Kolben dargestellt ist,

Figur 2 eine Vorderansicht des vorderen Endes der Kurbelwelle und des Hauptantriebs mit dem"Untersetzungsgetriebe gemäß Figur 1,

Figur 3 einen Querschnitt eines Zylinders und der Kurbelwelle eines Zweitaktmotors des in Figur 1 darge

stellten Typs, . .

Figur 4 eine Aufsicht des Zylinders gemäß Figur 3 Figur 5 eine Aufsicht des Dreizylinder-Motors-und Figur 6 einen Querschnitt eines Kolbens nach einer anderen ' erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Die meisten Teile des erfindungsgemäß modifizierten Motors können in üblicher Weise ausgebildet sein, wobei jedoch die erfindu.ngsgemäß erzielbaren Vorteile, wie die verringerte Größe und Gewicht bei einer bestimmten Leistung, berücksichtigt werden. Es werden daher lediglich die im Rahmen der Er-

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findung wesentlichen Merkmale dargestellt und erläutert. Der Querschnitt eines einzelnen Zylinders mit der Verbindungsstange und den Kurbelwellenverbindungen ist lediglich schematisch dargestellt. So bezieht sich die Erfindung in erster Linie auf die Beziehung zwischen diesen Bauteilen und nicht auf irgendwelche bestimmte konstruktive Merkmale.

In der Zeichnung ist ein Zweitakt-Dieselmotor beispielhaft dargestellt, und die Erfindung kann in ähnlicher Weise auch auf fremd-gezündete Verbrennungsmotoren und sogar auch auf andere zyklisch arbeitende Maschinen oder Motoren mit hin- und hergehenden Kolben angewendet werden, wobei eine Einlaßöffnung an der Seitenwand des Zylinders vorgesehen ist, die direkt durch die Bewegung des Kolbens abwechselnd geöffnet und geschlossen wird.

Gemäß der Zeichnung läuft .ein Kolben 12 in einem. Zylinder hin und her. Der Kolben 12 weist einen relativ dicken Kopf und einen sich von diesem aus nach außen erstreckenden Kolbenmantel 14 auf. Innerhalb des Kolbenmantels 14 ist an dessen äußerem Ende ein Kolbenbolzen 16 befestigt, an dem eine Pleuelstange 18 mit ihren oberen Ende angelenkt ist. Der in der Zeichnung dargestellte Kolbenkopf 13 zeigt eine im wesentliche konvexe Oberfläche, wie sie üblicherweise bei Dieselmotoren verwendet wird. In ähnlicher Weise kann auch ein Kolbenkopf mit flacher Oberfläche verwendet werden, falls der Motor fremd«.gezündet wird. Die Erfindung kann auch bei anderen ähnlichen Maschinen eingesetzt werden. Am oberen Ende des Zylinders TO befinden sich vier Auslaßtellerventile 19, die durch eine nicht dargestellte Nockenwelle betätigt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind öffnungen 20 für zwei Kraftstoffeinspritzdüsen vorgesehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Ausbildung der Brennkammer beschränkt, d.h. auf eine bestimmte Kombination der Ventile, Kraftstoffeinlaßöffnungen. und Zündkerzen, falls solche benutzt werden.

Der dargestellte Zweitakt-Reihenverbrennungsmotor weist drei Zylinder auf; im Rahmen der Erfindung kann jedoch die Anzahl der Zylinder auch größer oder kleiner sein. In allen Fällen ist die Kurbelwelle so angeordnet, daß ihre Achse b parallel um einen bestimmten Betrag gegenüber der Hauptebene a seitlich versetzt ist, die sich in Längsrichtung des Zylinderblocks erstreckt und in der die Längsachsen jedes Zylinders im Block liegen. Die Kurbelwelle 24 ist für einen Dreizylindermotor ausgebildet und weist daher drei Kurbeln 25, 26 und 27 auf, die voneinander die gleichen Abstände wie die Mittel-. linien der Zylinder aufweisen; in Umfangsrichtung beträgt der Winkelabstand der drei Kurbeln 25 bis 27 jeweils 120°. Gemäß Figur 1 ist die Kurbel 25 am zweiten Ende der Pleuelstange 18 angelenkt.

Die Kurbel 24 betätigt die Auslaßtellerventile sowie die verschiedenen anderen Einrichtungen, die bei diesem Motor vorgesehen sein können, beispielsweise einen Luft-Turbolader, über das Untersetzungsgetriebe gemäß Figur 2. Das vom Ritzel 29 angetriebe Hauptzahnrad 30 ist mit dem Hauptnockenzahnrad 32 und dieses wiederum in üblicher Weise mit den anderen Nockenzahnrädern, wie dem rechten Nockenzahnrad 38, dem Hilfszahnrad 34, dem linken Nockenzwischenzahnrad 35, dem linken Hilfszahnrad 36, dem rechten Hilfszahnrad 37 und dem linken Nockenzahnrad 39, verbunden. Die Verbindungen der Wellen zwischen diesen verschiedenen Zahnrädern und den Auslaßventilen oder den anderen zu steuernden Einrichtungen sind in üblicher Weise ausgebildet und daher nicht dargestellt. Eine bevorzugte mechanische Betriebsweise erhält man jedoch, wenn die Achse des Hauptzahnrades 30 durch die gemeinsame Längsebene der Zylinder im Motorblock ··verläuft.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Zylinder 10 etwa in einem gegossenen Motorblock . 100 ausgebildet, wobei zwischen den Innenflächen 'des .-Motorblock 100 und den Außenflächen der einzelnen Zylinder 10 ein Mantel für die

Wasserkühlung ausgebildet ist. Durch Seitenflächen definier-, te Lufteinlaßöffnungen 40 sind im Mittelbereich jedes Zylinders 10 unterhalb des Mantels für die Wasserkühlung ausgebildet- In der Zylinderbohrung befindet sich im Paßsitz eine hülsenförmige Auskleidung 42, so daß sie während des Motorbetriebs stationär bleibt. Diese Auskleidung 42 kann auch an Ort und Stelle gegossen, oder die Innenfläche der Zylinderwand kann in geeigneter Weise endbehandelt werden, so daß der Kolben direkt im Zylinder 10 läuft. Die Auskleidung 42 des Zylinders weist durch Seitenflächen gebildete Öffnungen 4 3 auf, die so in der Hülse angeordnet sind, daß bei Gleitsitz der Hülse im Zylinder 10 jede Öffnung 4 3 mit einer komplementären Öffnung 40 durch die Zylinderwand 41 ausgerichtet ist. Die innere Umfangsflache der zylinderförmigen Auskleidung 42 ist so bemessen, daß sie mit der äußeren Umfangsflache des Kolbenmantels 14 und insbesondere mit den Dichtringen 45, die in Umfangsrichtung am Kolbenmantel 14 ausgebildet sind, während des Betriebs eine druckdichte Passung bildet.

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Die etwa zehn Lufteinlaßöffnungen 40 sind auf dem Umfang jedes Zylinders symmetrisch zur Hauptebene des Motors angeordnet. Jede Öffnung 40 ist zwischen dem Zylinder 10 und einer Einlaßkammer offen, die durch die untere Wand 140 des Motorblock ·. 100 und der gekrümmten Fläche 142 gebildet wird. Die im wesentlichen ebene Fläche 141 und die gekrümmte Fläche 142 sind konvergent, so daß die Einlaßkammer einen venturiartigen Querschnitt aufweist (vgl. Figur 3).

Dieser erfindungsgemäße Motor gestattet höhere Motordrehzahlen sowie einen höheren Arbeitswirkungsgrad durch die asymmetrische zeitliche Steuerung des Öffnungs- und Schließvorganges der Öffnungen 40 und 4 3 sowie durch eine größere" effektive Öffnungshöhe für einen größeren Strömungsquerschnitt und daher für einen größeren Massenstrom. Einen erheb lichen Vorteil erzielt man durch die erhöhte'Verzögerung beim Öffnen des Auslaßventils während jedes Taktes, was durch

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den Versatz der Kurbelwelle ermöglicht wird. Diese Vergrößerung der Expansionsperiode während jedes Motortaktes führt zu einem verbesserten mechanischen und thermodynamisehen Wirkungsgrad.

Während des Betriebs bewegt sich jeder Kolben 12 innerhalb des zugehörigen Zylinders 10 hin und her, wobei die Öffnungen 40, 43 abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Je größer die Luftmenge ist, d.h. das Arbeitsmedium des Motors, die während jedes Taktes angesaugt werden kann, um so größer ist die abgegebene effektive Leistung des Motors bei einer bestimmten Motorumdrehungszahl oder Taktdauer. Die Erfindung ermöglicht eine" Erhöhung der Luftaufnahme je Arbeitstakt des Motors durch Erhöhen der Expansionsperiode während jedes Taktes. Dies wird ermöglicht durch eine Zunahme der Höhe der Öffnungen 40/ 43, d.h. des Abstandes parallel zur Mittellinie des Zylinders gemäß Figur 3, und „durch Erhöhen des Zeitraumes, während dessen die Öffnung während jedes Arbeitszyklusses offen ist. Die Hublänge der Kurbelwelle v/ird durch ihren seitlichen Versatz gegenüber der Mittellinie des Zylinders effektiv erhöht. Je größer der Versatz ist, umso größer ist die effektive Zunahme der Massen- strömungsmenge des Arbeitsmediums, und daher ist auch die Zunahme der Ausgangsleistung umso größer. Um daher einen wesentlichen Vorteil aus dem Versatz zu erzielen, sollte die- ser mindestens gleich etwa 10 % und vorzugsweise mindestens etwa 20 % des Kolbe.nradiusses betragen.

Es wird angenommen, daß die Wirksamkeit des Versatzes proportional zur Größe des Versatzwinkels α ist. Dieser Winkel α wird dadurch maximiert, daß man die Länge der Pleuelstange, d.h. den Abstand zwischen der Achse des Kolbenbolzens 16 und den Achsen der Kurbeln 25, 27 so kurz wie möglich wählt. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß man den Kolbenbolzen 16 axial außerhalb vom Kolbenkopf 13, d.h. möglichst nahe am äußeren Ende des Kolbenmantels .14,

anordnet, ohne am unteren Totpunkt mit dem Betrieb der Kurbelwelle zu einer mechanischen Überschneidung zu kommen (vgl. Figuren 3 und 6).

Der Winkel α kann ferner dadurch vergrößert werden, daß man die Schwehkverbindung zwischen dem Kolben und der Pleuelstange, d.h. den Kolbenbolzen 16, entgegengesetzt zur Versatzrichtung der Kurbelwelle radial versetzt (vgl. Figur 6).

In Figur 6 ist ein Dreizylinder-Zweitakt-Reihenmotor -dargestellt; die zylinderförmige Auskleidung 42 hat 13,02 cm Bohrungsdurchmesser, die Kolbenhublänge ist auf etwa 8,73 cm vergrößert, und die Höhe der Lufteinlaßöffnung beträgt etwa 1,75 cm. Die Länge der Pleuelstange von der Mittelachse des Kolbenbolzens bis. zur Mittelachse der Kurbelwelle beträgt etwa 15.24 cm. Der seitliche Versatz der Achse der Kurbelwel le nach links gegenüber der Hauptebene a der Zylinder beträgt etwa 4,13 cm, d.h. etwa die Hälfte des Kolbenhubs, und der seitliche Versatz des Kolbenbolzens 16 von der Hauptebene nach rechts.; beträgt etwa 1,27 cm. Bei diesem Ausführungsbeispiel dreht sich die Kurbelwelle nach rechts, wie dies durch die gekrümmten Pfeile in Figur 3 angedeutet wird. Dadurch erhält man einen Versatzwinkel α zwischen einer Geraden vom Mittelpunkt des Kolbenbolzens 16 zur Längsachse der Kurbelwelle 24 und der Hauptebene in Längsrichtung von etwa 14 .»Wenn der Kolbenbolzen -16 auf der Kolbenachse ' liegt, d.h. ohne Versatz, so sind in Figur 3 α = 12 und der Hub = 8,61 cm.

Während beispielsweise ein üblicher Motor dieser Größe, d. h. ohne jeglichen Versatz der Kurbelwelle oder des Kurbelbolzens, bei 3 200 U/min etwa 295 kW entwickelt, führt der er findungsgemäße Versatz der Kurbelwelle und des Kurbelbolzens mit einem Versatzwinkel α = 14 , wobei der Kolben 12 am oberen Totpunkt ist, zu mindestens 15 % Leistungsverbesserung, d.h. zu mindestens etwa 340 kW bei gleichzeitiger

^) im Uhrzeigersinn L .

Erhöhung der maximalen Motordrehzahl auf mindestens etwa 4000 U/min.

Der oben beschriebene Arbeitszyklus des Motors sorgt dafür, daß die Öffnungen 3O₇ 43 während 117° der Periode des Kolbens offen, d.h. nicht durch den Kolbenmantel 14 abgedeckt sind. Somit kommt der Kolben unter das Niveau der Einlaßöffnung bei 128° nach dem oberen Totpunkt und schließt die Einlaßöffnung nicht bis 115 vor dem oberen Totpunkt, d.h. wenn der Kolben bei der Bewegung nach oben über das Niveau der Öffnungen 40, 4 3 zurückgekehrt ist. Wegen des Versatzwinkels α liegt der untere Totpunkt bei 190 nach dem oberen Totpunkt. Daher ergibt sich eine erhebliche Zunahme des Zeitraums> während dessen die Einlaß-Öffnung geöffnet ist,.auf etwa' die Hälfte des Versatzwinkels α bei jedem Umlauf.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind insbesondere bei sogenannten "quadratischen" oder "überquadratischen" Motoren.

anwendbar, d.h. wenn die Zylinderbohrung gleich oder größer ist als der Kolbenhub. Derartige Motoren haben eine größere Bohrung bei gegebenem Hubvolumen und ermöglichen daher eine bessere Anpassung der geneigten Pleuelstange ohne Überschneidungen bei der Bewegung.-

Wird gemäß derv Figuren 3 und 6 der Kolbenbolzen 16 in. Axialdichtung nach außen vom Kolbenkopf 13 angeordnet, so muß auf die konstruktive Festigkeit der Kolbenbolzenverbindung .besonders Wert gelegt werden.

Obwohl der seitliche oder axiale Versatz des Kolbenbolzens, wie vorstehend ausgeführt, hinsichtlich der konstruktiven Festigkeit des Kolbens zu Problemen führen kann, muß ein Kompromiss zwischen der konstruktiven Festigkeit und dem . Versatzwinkel bei der Konstruktion des Motors erfindungsgemäß gemacht werden. Andere zu beachtende Faktoren sind,

wie vorstehend ebenfalls ausgeführt, die Länge und der Durchmesser der Pleuelstange 18 sowie der Abstand zwischen dem äußeren Ende des Kolbenmantels 14, den Kurbeln 25 bis 27 und dem äußeren Ende des Zylinders. Obwohl sich bei bekannten Motoren die Zylinderwände über eine erhebliche Strecke über den unteren Totpunkt des Kolbens hinaus erstrecken, sollte zur Vermeidung von Behinderungen erfindungsgemäss die zylindrische Auskleidung 42 möglichst kurz ausgebildet sein, alternativ können in der Wandung der Auskleidung 42

]q Einschnitte oder Nuten ausgebildet sein, die sich in Axialrichtung zur unteren Totpunktlage des Kolbens erstrecken, um möglichst jede mechanische Überschneidung mit der abgewinkelten Pleuelstange 18 zu vermeiden, ohne die Druckdichtung an der Grenzfläche zwischen dem Zylinder und dem KoI-ben zu unterbrechen.

Obwohl zur Erhöhung der Luftströmung während der Bewegung des Kolbens im Vergleich zu dem einfachen Öffnungsventil gemäß der anliegenden Zeichnung ein beweglicher Hülsenschieber verwendet werden kann, ist-die größere Komplexität der Konstruktion eines Hülsenschiebers nicht erforderlich, wenn die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei einer bestimmten Motorkonstruktion angewendet werden. Es ist kritisch., daß die Kurbelwelle entgegen ihrer Drehrichtung versetzt ist, um die gewünschte asymmetrische Steuerung der Öffnung zu erreichen, was zu einer verlängerten offenen oder Einlaßperiode für die Einlaßöffnungen führt. Ein Versatz der Kurbelwelle in ihre Drehrichtung führt nicht zu diesem Ergebnis sondern führt gerade zu der diametral entgegengesetzten Wirkung, nämlich zu einer Reduktion des Zeitraums, während dessen die Einlaßöffnung geöffnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Betrieb des Motors kann die Luft vor dem Ansaugen mit Hilfe einer üblichen Einrichtung unter Druck gesetzt, d.h. komprimiert werden. Ein derartiger Kompressor kann beispielsweise mit Hilfe der vorstehend

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erwähnten Hilfszahnräder betätigt werden. Es können jedoch

auch andere Kompressoren zum komprimieren der Einlaßluft · verwendet werden, wie Abgas-Turbolader oder gepulste Kompressoren.

Entsprechend können Brennstoffe, wie mineralische Kohlenwasserstoffe, dem Motor in bekannter Weise zugeführt werden. Beispielsweise kann bei einem fremdgezündeten Motor der Brennstoff entweder mit einem üblichen Vergaser oder mit einer üblichen Einspritzvorrichtung zugeführt werden. Bei einem Dieselmotor erfolgt die Zuführung des Brennstoffs etwa in üblicher Weise mit Hilfe eines Brennstoff-Einspritzsystems. Der Brennstoff kann jedoch in allen Fällen auch in anderer geeigneter Weise zugeführt werden.

15

Claims (10)

1. . Erfindungsanspruch

   1. Zweitakt-Verbrennungsmotor mit

   a) einem einzigen Reihenmotorblock (10O)₇

   b) Innenwandungsflächen, die mindestens einen Zylinder (10) im Motorblock (100) bilden, wobei die Längsachse jedes Zylinders (10) in einer gemeinsamen Hauptebene (a) liegen, die sich in Längsrichtung des Motorblocks (100) erstreckt, und wobei die sich in Axialrichtung erstreckende Innenwandungsfläche jedes Zylinders (10) mindestens eine' durchgehende Lufteinlaßöffnung (40, 43) aufweist,

   c) einem Kolben (12), der sich in Axialrichtung im jeweiligen Zylinder (10) hin- und. herbewegt, um die .

   jeweilige Lufteinlaßöffnung (40, 43) abwechselnd · zu schließen und zu öffnen,

   d) einer Pleuelstange (18)_; die mit ihrem einen Ende am jeweiligen Kolben (12) angelenkt ist, und mit

   e) einer Kurbelwelle (24), die mit dem zweiten Ende jeder Pleuelstange (18) drehbar so verbunden ist, daß

   die Kurbelwelle (24) durch die Hin- und Herbewegung jedes Kolbens (12) gedreht wird, gekennzeichnet dadurch,

   f) daß die Achse (b) der Kurbelwelle (24) gegenüber der Hauptebene (a). parallel und seitlich versetzt

   ist, so daß der Zeitraum, während dessen jede Luft— einlaßöffnung (40, 43) offen ist, erhöht ist, wenn die Kurbelwelle (24) entgegengesetzt zu ihrer Drehrichtung gegenüber der Hauptebene (a) versetzt ist. 30
2. 2. Verbrennungsmotor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Zylinder (10) eine Fremdzündeinrichtung angeordnet ist. . ' .

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3. 3. Verbrennungsmotor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er ein Dieselmotor ist.
4. 4. Verbrennungsmotor nach einem der Punkte 1 bis 3, ge-

   kennzeichnet dadurch, daß mindestens zwei Zylinder (10) und zwei Kolben (12) vorgesehen sind.
5. 5. Verbrennungsmotor nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß jede Pleuelstange (18) ein im wesentlichen starres, einen Kolben (12) und die Kurbelwelle (24) verbindendes Bauteil ist.
6. 6. Verbrennungsmotor nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch,

   a) daß der Kolben (12) einen Kolbenkopf (13) und einen von diesem axial nach außen sich erstreckenden Kolbenmantel (14) aufweist und

   b) daß die Gelenkverbindung zwischen dem Kolben (12) und der Pleuelstange (18) in einer zur Achse des Kolbens (12) im wesentlichen senkrechten Ebene und

   in der Nähe des axial äußeren Abschnitts des Kolben-• . mantels (14) liegt.
7. 7. Verbrennungsmotor nach einem der Punkte 1 bis $, gekennzeichnet dadurch, daß die Pleuelstange (18) gegenüber dem Kolben (12) um eine Achse schwenkbar ist, die im wesentlichen die Längsachse des Kolbens (12) und des Zylinders (10) schneidet.
8. 8. Verbrennungsmotor nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Pleuelstange (18) gegenüber dem Kolben (12) um eine Achse verschwenkbar ist, die im wesentlichen-parallel zur Hauptebene (a) jedoch gegenüber dieser seitlich entgegengesetzt zur Versatzrichtung der Kurbelwelle (24) versetzt ist.

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9. 9. Verbrennungsmotor nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Kurbelwelle (24) gegenüber der Hauptebene (a) so ausreichend seitlich versetzt ist, daß die dadurch hervorgerufene Zunahme der Öffnungsdauer der Lufteinlaßöffnung (40, 43) mindestens 10 % des Kolbenhubs beträgt.
10. 10. Verbrennungsmotor nach einem der Punkte 1 bis 9, ge-' kennzeichnet dadurch, daß in der Strömungsverbindung zwischen der Umgebung und jeder Lufteinlaßöffnung (40, 43) eine Einlaßkammer vorgesehen ist, die sich zu jeder Einlaßöffnung (40, 43) hin verengt*

    Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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