DE10107024A1 - Ein Kolbenverbrennungsmotor mit gegenüberliegenden Zylindern, einem Kolbenpaar einer Pleuelstange außerhalb der Zylinder - Google Patents

Ein Kolbenverbrennungsmotor mit gegenüberliegenden Zylindern, einem Kolbenpaar einer Pleuelstange außerhalb der Zylinder

Info

Publication number
DE10107024A1
DE10107024A1 DE2001107024 DE10107024A DE10107024A1 DE 10107024 A1 DE10107024 A1 DE 10107024A1 DE 2001107024 DE2001107024 DE 2001107024 DE 10107024 A DE10107024 A DE 10107024A DE 10107024 A1 DE10107024 A1 DE 10107024A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
cylinders
crankshaft
cylinder
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001107024
Other languages
English (en)
Inventor
Elisabeth Puchalla
Peter Puchalla
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2001107024 priority Critical patent/DE10107024A1/de
Publication of DE10107024A1 publication Critical patent/DE10107024A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F02B75/32Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
    • 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
    • F02B75/002Double acting engines
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverbrennungsmotor, in dem in einer Achse, die 90 DEG zu der Längsachse (D) der Kurbelwelle steht, zwei in einem Abstand (A) zueinander stehenden und gegenüberliegenden Zylinder (1a, 1b) ein Kolbenpaar (2, 4) eingesetzt ist, der gleichzeitig in den beiden Zylindern im Takt eines Verbrennungsmotors arbeitet und die erzeugte Kraft an die Kurbelwelle (3) über die Pleuelstange (6) abgibt. An der Kolbenwelle (7a) des Kolbenpaares ist mindestens eine Pleuelstange (6) angebunden und beweglich gelagert, die außerhalb der Innenräume der beiden Zylinder verläuft, und mit dem anderen Ende mit der Kurbelwelle (3) verbunden. In einem der Motorsysteme sind die Arbeitskolbenpaare (2, 4) der zwei nebeneinander stehenden Zylinderreihen (1) mit einer Kolbenwelle (7) miteinander verbunden und dann mit nur einer Pleuelstange (6) weiter an der Kurbelwelle befestigt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverbrennungsmotor in dem in einer Achse, die 90° zu der Achse der Kurbelwelle des Motors steht, in zwei in einem Abstand zueinander stehenden und gegenüberliegenden Zylindern, zwei miteinander verbundene Kolben eingesetzt sind, die sich gleichzeitig in den beiden Zylindern linear hin und her bewegen und im 2-Takt oder 4-Takt eines Verbrennungsmotors arbeiten und die erzeugte Kraft in den Zylindern, nach der Kraftstoffverbrennung in den Zylindern, an die Kurbelwelle über die Pleuelstange abgeben. An der Kolbenwelle des eingesetzten Kolbenpaares in dem Motorsystem mit den gegenüberliegenden Zylindern ist mindestens eine Pleuelstange an der Seite des Kolbenpaares angebunden und beweglich gelagert, die dabei auch außerhalb der Innenräume der beiden gegenüberlie­ genden Zylinder verläuft bis sie eine direkte Verbindung mit der Kurbelwelle findet.
Stand der Technik
Alle z. Z. auf dem Markt vorhandenen 4-Takt oder 2-Takt Kolbenverbren­ nungsmotoren arbeiten, ausgenommen der Brennstoffversorgung, fast auf gleiche Weise.
Nach der explosionsartigen Verbrennung, der zugeführten Mischung aus Luft und Brennstoff im Zylinder des Motors wird die erzeugte Wärmeenergie, nach der explosionsartigen Ausdehnung der Luft in dem Verbrennungsraum, über den Kolben durch die lineare Bewegung des Kolbens im Zylinder und weiter über die Pleuelstange auf die Kurbelwelle geleitet. An der Kurbelwelle, wird die lineare Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt.
Bei den 4-Takt arbeitenden Motoren wird in einer Einzylindermaschine je 2 Umdrehungen (4.180°) der Kurbelwelle nur jeweils ein Arbeitstakt in Nutzkraft umgewandelt. Für die restlichen notwendigen 3 Arbeitsgänge des 4-Takt Motors muss der Kolben angetrieben werden. Also verbraucht der Kolben selbst die Kraft die er in einem der 4 möglichen Arbeitsgänge selbst erzeugt hat oder in der Mehrzylindermaschine die erzeugte Kraft von einem weiteren Kolben in dem Motor.
Erst der Rest der übergeblieben Kraft des Motors kann z. B. in einem Fahrzeug für die Fortbewegung des Fahrzeugs genutzt oder für die Anspeisung einer anderen Maschine verwendet werden.
Bei den 2-Takt Motoren ist der Ablauf ähnlich, jedoch wird je eine Umdrehung der Kurbelwelle (2.180°), ein Arbeitstakt, schon in Kraft umgesetzt.
Bei einem der zwei Arbeitsgänge, muss aber auch der Kolben mitgezogen werden und dafür die eigen erzeugte Kraft oder die Kraft der anderen Kolben in einer Mehrzylindermaschine verwenden.
In beiden Systemen erfolgt die Verbrennung des Brennstoffgemisches in dem Raum oberhalb des Kolbens bzw. in dem Teil des Zylinders oberhalb der Pleuelstange.
Unter dem Kolben ist immer die Pleuelstange an dem Kolben angebunden, die weiter eine Verbindung mit der Kurbelwelle hat. Der Zylinder ist an dieser Stelle offen, weil sich in dem Raum die Pleuelstange zwangsläufig bewegen muss.
Bei den zur Zeit bekannten Motorsystemen, 2-Takt und 4-Takt, wird immer die erzeugte Kraft nach der Verbrennung des Brennstoffs über dem Kolben dann weiter über die Pleuelstange als Druckbewegung an die Kurbelwelle weitergeleitet.
Der Ablauf der Arbeit in einem Einzylinder 4-Takt Motor sieht wie folgt aus:
In der ersten Halbumdrehung (von 0° bis 180°) der Kurbelwelle, nach der Verbrennung des Brennstoffgemisches im Brennraum des Zylinders, wird die Kraft vom Kolben an die Kurbelwelle abgegeben und bewegt die Kurbelwelle in die zweite Halbumdrehung (180° bis 360°) und muss jetzt den Kolben antreiben, um die Verbrennungsgase auszublasen. Dann geht die Kurbelwelle in die dritte Halbumdrehung (360° bis 540°) über und muss jetzt den Kolben ziehen, der in der Phase wieder Brennstoffluftgemisch ansaugt. Danach geht die Kurbelwelle in die vierte Halbumdrehung über (540° bis 720°) und der Kolben komprimiert die Brennstoffluftmischung.
So wurden die 4.180° = 720° Halbumdrehungen abgeschlossen und die Kurbelwelle hat die 2 vollen Umdrehungen hinter sich. Dabei ist jeder Kolben des Motors immer an einer Pleuelstange befestigt und über die auch wieder weiter mit der Kurbelwelle verbunden.
In einem 2-Takt Motor ist der Ablauf viel kürzer:
In der ersten Halbumdrehung erfolgt der Arbeitsgang mit der Kraftabgabe an die Kurbelwelle und am Ende des Ganges werden auch die Abgase ausgeblasen. Die zweite Halbumdrehung fängt mit der Füllung der Zylinders mit Brennstoffluftgemisch an, und geht in die Komprimierung des Gemisches über.
So wird die eine volle Kurbelwellenumdrehung (2.180°) abgeschlossen. Der Kolben des Motors ist auch immer an einer Pleuelstange befestigt und über die, weiter mit der Kurbelwelle verbunden.
Um eine stärkere Maschine bauen zu können müssen immer mehrere Arbeitszylinder in eine Reihe, Stern oder V-System geschaltet werden. Die Leistung eines einziges Zylinders ist leider technisch und wirtschaftlich begrenzt.
Durch die Anzahl und das Volumen der einzelnen Zylinder wird immer die Länge und Breite des Motors bestimmt.
Durch diese Parameter wird der Leistung der Motoren die Grenzen gesetzt, weil zu große Maschinen nicht einfach in einem PKW oder LKW Fahrzeug untergebracht werden können.
Um Mehrleistung aus den Motoren rauszuholen, werden auch verschiedenen anderen Zusatztechniken wie; Turboladung, Direkteinspritzung, Mehrventil­ technik usw. verwendet.
Auf jeden Fall, müssen auch mindestens alle Benzinmotoren immer höhere Drehzahlen erreichen, um ein stärkeres Drehmoment erzeugen zu können. Dabei steigt der Brennstoffverbrauch überproportional hoch, weil bei den sehr hohen Drehzahlen nicht die ganze angesaugte Mischung im Zylinder, in der sehr kurzen Zeit, optimal verbrennen kann bzw. die erzeugte Wärme bei der Verbrennung auch nicht mehr wirtschaftlich in Kraft umgesetzt werden kann.
Die Kolbenverbrennungs-Maschine arbeitet also unwirtschaftlich, was auch allen Motorenherstellern bekannt ist und alle versuchen deswegen neue besseren Verbrennungsmotoren zu entwickeln die wirtschaftlicher arbeiten können und eine geringere Belastung der Umwelt mit den Abgasen und abgegebenen Restwärme von den Abgasen gewährleisten.
In jedem Kolbenverbrennungsmotor, z. B. Typ Otto oder Diesel, sind alle Kolben der Verbrennungsmotoren einzeln über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden. Bei den Arbeitsgängen die keine Kraft an die Kurbelwelle abgeben, müssen die Pleuelstangen der Kolben immer mitgezogen werden und mit den Pleuelstangen müssen auch einzeln alle Kolben angetrieben werden für die restlichen Arbeitsgänge nach dem Arbeitsgang.
Die Masse der beweglichen Teile des Motors muss dabei in den 3-Takten der z. B. 4-Taktmaschine immer mitgezogen bzw. bewegt werden.
Bei der Arbeit des Motors wird dabei an jeder Lagerung der Pleuelstangen an der Kurbelwelle und Kolbenwelle, durch die Reibung, teilweise die erzeugte Kraft selbst weitgehend verbrauchen.
Zwischen dem oder den Zylindern eines Motors und seiner gelagerten Kurbelwelle entsteht ein freier Raum in dem sich die Kurbelwelle mit der oder den angebundenen Pleuelstangen bewegen.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Kolbenverbrennungsmotor zu erfinden in dem die in einem Zylinder von dem Arbeitskolben nach der Kraftstoffverbrennung erzeugte Kraft, teilweise über die Pleuelstange an die Kurbelwelle abgegeben wird und gleichzeitig auch direkt an den oder die anderen Kolben des Verbrennungs­ motors ohne dafür unbedingt die Pleuelstangen zu verwenden. In der neuen Motorausführung sollten nach Möglichkeit die Pleuelstangen des Motors hauptsächlich für die Kraftübertragung von den Arbeitskolben an die Kurbelwelle eingesetzt werden.
Gleichzeitig sollte auch der Ausnutzungsgrad des zur Verfügung stehenden Gesamtraumvolumen des Motors und auch sein zur Verfügung stehenden Hubraumvolumen des Motors erhöht werden. Das erreichte Drehmoment des Kolbenverbrennungsmotors sollte dabei auch erhöht werden.
Der Verbrennungsmotor soll dabei auch in sich nach Möglichkeit kompakter werden und trotzdem mehr Leistung, auch bei einer niedrigeren Drehzahl, erreichen können. Die Verwendung von Pleuelstangen für die Arbeitskolben, in einem Mehrzylindermotor, soll bis auf das notwendige Minimum begrenzt werden und dadurch auch die Konstruktion und die Lagerung der Kurbelwelle vereinfacht werden.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die in der hier vorgestellten Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass in dem neu erfundenem Verbrennungsmotor (9) in einer Zylinderreihe (1) ein Kolbenpaar (2, 4) arbeitet.
Die Zylinderreihe (1) hat dabei folgende Anordnung: die einzelnen Zylinder (1a, 1b) stehen sich gegenüber in einer Achse (C), in einem Abstand (A) voneinander und die beiden einzelnen Zylinder (1a, 1b) stehen auch in einem Abstand (B) von der Achse (D) der Kurbelwelle (3) entfernt. Die Pleuelstange oder Pleuelstangen (6) sind an der Kolbenwelle (7a) an der Seite des Kolbenpaares (2, 4) gelagert angebunden und arbeiten dabei auch außerhalb des Zylinderinnenräume der Zylinder (1a, 1b).
Das Kolbenpaar (2, 4) einer Zylinderreihe (1) des Verbrennungsmotors (9) kann bei der 4-Takt Arbeitsweise, in den 2 vollen Umdrehungen der Kurbelwelle (3) mindestens 2 mal die Arbeitstakte des Kolbenpaars (2, 4) als Nutzkraft an die Kurbelwelle (3) abgeben. Fig. 1, 2, 5, 6).
Bei den 2-Taktmotoren wird dabei in dem vorgestellten Motor (9) jeder Arbeitstakt des Kolbenpaars (2, 4) als Nutzkraft an die Kurbelwelle (3) abgegeben. Also in einer vollen Umdrehung der Kurbelwelle werden die zwei Arbeitstakte auch zwei mal die erzeugte Kraft an die Kurbelwelle weitergeben.
Dabei bleibt die Verbrennungs-Funktion eines 4- oder 2-Takt Motors in beiden Fällen wie bis jetzt bekannt weiter erhalten.
Ein Erfinder versuchte schon den zur Verfügung stehenden Raum eines Dampfzylinders weitgehend für ein Verbrennungsmotor zu nutzen und die Arbeitsweise in einem Arbeitszylinder in beiden Richtungen zu nutzen.
Alle Dampfmaschinen arbeiten, wie allgemein bekannt, in dieser Art.
In der Offenlegung Nr. DE 197 00 869 A1 wurde vorgeschlagen, einen Dampfzylinder nicht mit dem Dampf zu versorgen sondern stattdessen in den Räumen oberhalb und unterhalb des Kolbens des Dampfzylinders ein Treibstoff zu verbrennen und die Kraft so zu nutzen wie in einem Ottomotor. In dem System ist jedoch erstens die Kolbenstange starr mit dem Kolben verbunden und zweitens wird sie noch durch einen Zylinderkopf zwangsläufig geführt.
In einer langsamdrehenden Dampfmaschine die auch mit niedrigen Temperatur arbeitet waren die Probleme der Abdichtung der Kolbenstange einigermaßen beherrscht bzw. die Verluste an der Stelle spielten keine große Rolle.
Bei der Verwendung von Benzin oder Dieselöl in dem System, werden die Probleme ganz anders aussehen. Die sehr hohe Verbrennungstemperatur und hohe Taktfrequenz des Kolbens wird mit Sicherheit nicht vom Vorteil sein, um die Abdichtung der Kolbenstange wirtschaftlich zu realisieren. Auf die Probleme hat schon der Erfinder auch teilweise hingewiesen. Weiter muss noch in diesem System die Linearbewegung der Kolbenstange bevor sie die Kraft an die Kurbelwelle abgeben kann noch mit Zusatzvor­ richtungen umgewandelt werden, wegen der starren Verbindung mit dem Kolben.
Weiter muss noch darauf hingewiesen werden, dass in dem Dampfzylinder die beiden Volumen der Verbrennungsräume oberhalb und unterhalb des Kolbens nicht gleich sind, weil in einem der Verbrennungsräume noch die Kolbenstange mitarbeitet. Also werden beide Verbrennungsräume auch nicht gleich mit Brennstoffmischung gefüllt.
Durch die an dem Kolben starr befestigten Kolbenstangen sind auch die beiden Kolbenflächen, an die nach der Kraftstoffverbrennung die Gase wirken, nicht gleich. Dadurch können die erzeugten Kräfte an den beiden Seiten des Kolbens eines Dampfzylindermotors, unabhängig vom Arbeitsgas, auch nicht gleich sein.
Die hier neu vorgestellte Erfindung basiert erstens auf einer besonderen Art der Zuordnung der einzelnen Arbeitszylinder in einer Reihe zueinander und zu der Kurbelwelle des Motors, zweitens der eingesetzten besonderen Arbeitskolbenpaare und drittens der neuen Zuordnung der Pleuelstangen an den Arbeitskolben die gleichzeitig auch außerhalb der Innenzylinderräume in dem neuen Verbrennungsmotor Fig. 1 arbeiten, der unten weiter erklärt und in mehreren Varianten beschrieben und vorgestellt wird.
Weitere Merkmale, besondere Vorteile und Einzelheiten der hier vorgestellten Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
Liste der Figuren und der Positionen mit Erklärung
Fig. 1 - ein Verbrennungsmotor mit einer Zylinderreihe mit gegenüber­ liegenden Zylinder in einer Achse
Fig. 2 - Ausführungen der zweiseitigen Kolbenpaare
Fig. 3 - Ablauf der Taktarbeit in einem 4-Taktmotor mit einer Zylinder- Reihe. Ablauf 1.
Fig. 3a - Ablauf der Taktarbeit in einem 4-Taktmotor mit einer Zylinder- Reihe. Ablauf 2.
Fig. 3b - Ablauf der Taktarbeit in einem 4-Taktmotor mit zwei Zylinder- Reihen in der die Kolbenpaare miteinander mit einer Kolbenwelle verbunden wurden.
Fig. 3c - Ablauf der Taktarbeit in einem 2-Taktmotor mit einer Zylinder- Reihe.
Fig. 3d - Ablauf der Taktarbeit in einem 2-Taktmotor mit zwei Zylinder- Reihen in der die Kolbenpaare miteinander mit einer Kolbenwelle verbunden wurden.
Fig. 3e - Ablauf der Taktarbeit in einem 4-Taktmotor mit zwei Zylinder- Reihen in den die Kolbenpaare einzeln arbeiten.
Fig. 3f - Ablauf der Taktarbeit in einem 4-Taktmotor mit zwei Zylinder- Reihen in den die Kolbenpaare einzeln arbeiten. Anderer Ablauf im Vergleich zu Fig. 3e.
Fig. 4 - eine Zylinderreihe in einem Verbrennungsmotor in dem der Mantel der Zylinder aus einem Materialstück mit Führungsschlitzen für die Kolbenwelle an der Seite des Zylindermantels
Fig. 5 - ein Motor mit einer Zylinderreihe und zwei Pleuelstangen
Fig. 6 - ein Motor mit einer Zylinderreihe und einer Pleuelstange
Fig. 6a - ein Verbrennungsmotor mit zwei nebeneinaderliegenden und getrennt arbeitenden Zylinderreihen und jeweils einer Pleuelstange je Zylinderreihe
Fig. 7 - ein Verbrennungsmotor mit zwei nebeneinaderliegenden und zusammen arbeitenden Zylinderreihen in den die Kolben mit einer Kolbenwelle verbunden wurden und nur einer Pleuelstange für beiden Zylinderreihen arbeitet
Fig. 8 - ein Verbrennungsmotor mit zwei nebeneinaderliegenden und zusammen arbeitenden Zylinderreihen in den die Kolben mit einer Kolbenwelle verbunden wurden und mit zwei Pleuelstangen für beiden Zylinderreihen
Fig. 9 - ein Verbrennungsmotor mit zwei nebeneinaderliegenden und zusammen arbeitenden Zylinderreihen in den die Kolben mit einer Kolbenwelle verbunden wurden und mit drei Pleuelstangen für beiden Zylinderreihen
Fig. 10 - ein Verbrennungsmotor mit zwei nebeneinaderliegenden arbeitenden Zylinderpaaren, die jeweils aus zwei Zylinderreihen bestehen, und einer Pleuelstange für jedes Zylinderpaar
Fig. 11 - ein Verbrennungsmotor mit drei nebeneinaderliegenden arbeitenden Zylinderpaaren, die jeweils aus zwei Zylinderreihen bestehen, und einer Pleuelstange für jedes Zylinderpaar
Fig. 12 - Ablauf der Taktarbeit in einem 4-Taktmotor mit vier Zylinder- Reihen, wie z. B. in der Fig. 10 abgebildet. 1 eine Zylinderreihe mit gegenüberliegenden Zylinder
1a oberer Zylinder einer Zylinderreihe
1.1a oberer Zylinder im Zylinderpaar im Motor mit zwei Zylinderpaaren
1b unterer Zylinder im Zylinderpaar im Motor mit zwei Zylinderpaaren
1.1b unterer Zylinder im Zylinderpaar im Motor mit zwei Zylinderpaaren
1c Verbrennungsraum in dem oberen Zylinder einer Zylinderreihe
1d Verbrennungsraum in dem unteren Zylinder einer Zylinderreihe
1e Zylinderkopf des oberen Zylinders in einer Zylinderreihe
1f Zylinderkopf des unteren Zylinders in einer Zylinderreihe
1g oberer Zylinder der zweiten Zylinderreihe in einem Motor mit zwei Zylinderreihen
1.1g oberer Zylinder im Zylinderpaar im Motor mit zwei Zylinderpaaren
1h unterer Zylinder der zweiten Zylinderreihe in einem Motor mit zwei Zylinderreihen
1.1h unterer Zylinder im Zylinderpaar im Motor mit zwei Zylinderpaaren
2 ein zweiseitiger Kolben bestehend aus einem Stück oder ein Kolbenpaar aus zusammenverbundenen oder zusammenver­ schraubten Einzelnkoben
2a oberer Kolbenteil mit eigenen Dichtringen eines Kolbenpaars
2b unterer Kolbenteil mit eigenen Dichtringen eines Kolbenpaars
2c Bohrung für die Aufnahme der Kolbenwelle
3 Kurbelweile des Motors
3a Lagerung der Kurbelwelle des Motors
4 ein zweiseitiger Kolbenpaar bestehend aus zwei Einzelnkolben die mit der Kolbenwelle miteinander verbunden werden und ein Kolbenpaar bilden
4a oberer Kolbenteil mit eigenen Dichtringen des Kolbenpaars
4b unterer Kolbenteil mit eigenen Dichtringen des Kobenpaars
4c Bohrung für die Aufnahme der Kolbenwelle
5 Zylindermantel einer Zylinderreihe der aus einem Rohrstück besteht und zwei Verbrennungskammer aufweist
5a oberer Zylinderteil
5b unterer Zylinderteil
5c oberer Verbrennungskammer
5d untere Verbrennungskammer
5e oberer Zylinderkopf
5f unterer Zylinderkopf
5g seitlicher Schlitz im Mantel des Zylinders für die Führung der Kolbenwelle und die Kolbenschmierung
6 die Pleuelstange des Motors
6a Lagerung der Pleuelstange an der Kolbenwelle
6b Lagerung der Pleuelstange an der Kurbelwelle
7 Kolbenwelle zum Verbinden der Kolbenpaare der nebeneinander liegenden Zylinderreihen
7a Kolbenwelle des Kolbenpaars oder zum Verbinden der einzelnen Kolben um ein Kolbenpaar zu bilden
8 ein Zylinderpaar der aus zwei Zylinderreihen entstanden ist in dem die Kolbenpaare mit einer Kolbenwelle miteinander verbunden wurden und mit einer oder mehreren Pleuelstangen betrieben werden
8.1 zweites Zylinderpaar in einem Motor mit zwei Zylinderpaaren
8.2 drittes Zylinderpaar in einem Motor mit drei Zylinderpaaren
9 Verbrennungsmotordarstellung mit einer Zylinderreihe bestehend aus zwei gegenüber liegenden Zylinder und einem Kolbenpaar bestückt
10 Verbrennungsmotordarstellung mit einer Zylinderreihe die aus einem Rohrstück besteht, zwei Verbrennungskammer aufweist, mit einem Kolbenpaar bestückt ist und mit seitlichen Schlitz für die Kolbenwelle und Kolbenschmierung versehen ist
A Abstand zwischen den Zylinder einer Zylinderreihe in einem Verbrennungsmotor mit den gegenüberliegenden Einzeln- Zylinder oder der Zylinderräume in einer Zylinderreihe die aus einem Rohrstück besteht
B Abstand der Symmetrieachse der Arbeitszylinder einer Zylinderreihe des Verbrennungsmotors von der Drehachse der Kurbelwelle
Arbeit (d) Arbeitskraft die von der Pleuelstange an die Kurbelwelle als Druckkraft wirkt
Arbeit (z) Arbeitskraft die von der Pleuelstange an die Kurbelwelle als Zugkraft wirkt
C Längsachse der Zylinderreihe in einem Verbrennungsmotor
D Drehachse der Kurbelwelle
E Die Symmetrieachse der Zylinder einer Zylinderreihe des Verbrennungsmotors
Fz Kraft von der Zylinderreihe die an die Kurbelwelle über die Pleuelstange als ziehende Kraft wirkt
Fd Kraft von der Zylinderreihe die an die Kurbelwelle über die Pleuelstange als drückende Kraft wirkt
F1d Kraft vom Zylinder eines Otto-Motors oder Diesel-Motors die an die Kurbelwelle über die Pleuelstange immer als drückende Kraft wirkt
r Wirkungsdreharm an der Kurbelwelle
Mw Drehmoment, erzeugt an der Drehmomentwelle des Motors
Die Funktion des neu erfunden Verbrennungsmotors (Fig. 1) ist wie folgt:
Die gegenüberliegenden Zylinder (1a, 1b) des Motors (9) sind an beiden Außenenden mit einem Zylinderkopf (1e, 1f) abgeschlossen und die Innenenden, die zueinander stehen, sind offen.
Die Zylinder stehen dabei auch in einem Abstand (A) voneinander.
An den äußeren Zylinderenden des Motors (9) in einem z. B. 4-Taktmotor werden in den Zylinderköpfen (1e, 1f) die notwendigen Ventile und wenn notwendig Zünd- oder Glühkerzen mitintegriert.
In einer Zylinderreihe (1) arbeitet ein zweiseitiger Kolben (2) oder ein Kolbenpaar (4), die an ihren beiden Enden mit den notwendigen Dichtringen versehen sind und mit beiden Enden die gleiche Arbeitsfunktion im jeweiligen Zylinder erfüllen. Der Kolben (2, 4) bewegt sich von einem Ende des Zylinders (1a) bis zum anderen Ende des Zylinders (1b) hin und her und erfüllt seine 4- oder 2-Takt Arbeitsfunktion eines Verbren­ nungsmotors.
Der Kolben (2, 4) der Zylinderreihe (1) ist jeweils mit einer Kolbenwelle (7a) versehen an der mindestens eine Pleuelstange (6) an der Seite des Kolbens (2, 4) gelagert, angebracht ist (6a) und dann weiter mit der Kurbelwelle (3) verbunden (6b).
Die mögliche Ausführungen in einem Verbrennungsmotor mit nur einer Zylinderreihe (1) mit den gegenüberliegenden Zylinder (1a, 1b), wurde in den Fig. 5, 6 abgebildet.
Bei den 4-Takt Arbeitsabläufen wird dabei folgendes in einem Motor (9) erfolgen.
In einer Halbumdrehung (180°) der Kurbelwelle (3) werden zwei unter­ schiedliche Arbeitsabläufe in den gegenüberliegenden Zylinder (1a, 1b) ablaufen. Wenn im oberen Zylinder (1a) gerade die Verbrennung stattgefunden hat und der Kolben (2, 4) sich nach unten bewegt und die Kraft (Fd) an die Kurbelwelle (3) abgibt, wird in dem gleichen Moment im unteren Zylinder (1b) die vorher angesaugte Brennstoffmischung kompri­ miert oder die Gase nach der vorherigen Verbrennung ausgeblasen.
Das Kolbenpaar (2, 4) überträgt dabei die erzeugte Kraft an die Kurbelwelle (3) über mindestens eine Pleuelstange (6) und gleichzeitig direkt an das gegenüberliegenden Kolbenteil des Kolbenpaars (2, 4). (Fig. 5. 6).
Die Arbeitsabläufe z. B. des 4 Takt-Einzylinder-Motors wurden genau in den Fig. 3 und 3a abgebildet.
In dem neu erfundenen Zylinderverbrennungsmotor (9), wird die erzeugte Kraft in den Verbrennungsräumen (1c, 1d) der Zylinderreihe (1) über das Kolbenpaar (2, 4) und die Kolbenstange (6) jeweils abwechselnd, einmal als Druckkraft (Fd) an die Kurbelwelle (3) weiter geleitet und dann wieder als Zugkraft (Fz), weil die Verbrennung einmal im oberen Zylinder (1a) und dann wieder im unteren Zylinder (1b) der Zylinderreihe (1) erfolgt. (Siehe Fig. 1).
In der Fig. 6b wurde die Kraftübertragung dargestellt. An die Kurbelwelle (3) wirkt z. B. als erste die Kraft (Fd) vom Arbeitskolben (2, 4) die an die Kurbelwelle drückt. Als nächste wird in diesem Motor (9) die Kraft (Fz) auf die Kurbelwelle (3) wirken, die wieder an der Kurbelwelle zieht.
Im Vergleich, in den bis jetzt bekannten Reihen-Otto- oder Dieselverbren­ nungsmotoren wirkt die Kraft von dem oder den Arbeitskolben des oder den Zylinder immer als Druckkraft (F1d) an die Kurbelwelle (3), was in der Fig. 6c abgebildet wurde.
Da die beschriebene Kraft (F1d) immer als Druckkraft wirkt, wird die Kurbelwelle (3) dadurch ungleichmäßig belastet. Um die Belastung der Kurbelwelle besser zu verteilen und dadurch einen ruhigeren Drehlauf zu gewährleisten, werden bzw. müssen die Kurbelwellen in den Motoren mit Gegengewichten ausgestattet werden.
Es ist naheliegend, dass durch die neu erfundene Lösung des beschriebenen Verbrennungsmotors (9) und durch seine beschriebene Arbeitsweise bzw. Kraftübertragung an die Kurbelwelle (3), dieser Motor wesentlich ruhiger arbeiten wird.
Der Erfinder geht auch davon aus, dass man in dem neuen Motor eine Kurbelwelle mit weniger Gegengewichtmasse verwenden kann oder auf die Gegengewichte komplett verzichten kann.
Das man durch die neue Lösung eines Verbrennungsmotors (9) auch wesentlich weniger Platz benötigt, um so eine Zylinderreihe (1) unterzu­ bringen, im Vergleich zu einer Maschine mit zwei Zylinder nebeneinander, ist mit Sicherheit auch für jeden selbstverständlich.
Der Ablauf, die mögliche Schaltung von mehreren Zylinderreihen (1) und die Arbeitsweise, wird in den folgenden Beschreibungen im Vergleich zu den heutzutage bekannten Motoren weiter erklärt.
In der Fig. 3 und 3a wurden die zwei Verbrennungsabläufe und die Arbeitsweise in einem 4-Taktmotor mit einer Zylinderreihe (1), mit den gegenüberliegenden Zylinder (1a, 1b) dargestellt, die aus den bekannten Phasen bestehen: Arbeit; Ausblasen; Saugen; Komprimieren und dann wieder von Anfang an.
In beiden Abläufen (Fig. 3, 3a) der gegenüberliegenden Zylinder (1a, 1b) mit dem Kolbenpaar (2, 4) versehen, werden in zwei vollen Umdrehungen (2.360° = 4 volle Arbeitsgänge) der Kurbelwelle (3) eines 4-Taktmotors, zwei der 4-Arbeitsgänge des Kolbens (2, 4) in den beiden Zylinder (1a, 1b), die Kraft an die Kurbelwelle (3) abgeben. Heutzutage wird von einem Kolben in 2 Umdrehungen der Kurbelwelle in einem 4-Takt Einzylindermotor nur einmal die Kraft an die Kurbelwelle abgegeben.
Ob man die Ablaufvariante (Fig. 3) oder (Fig. 3a) für die Praxis wählt kann nach praktischen Erfahrungen entschieden werden. Jede Variante hat einen besonderen Arbeitsablauf und die Motoren werden sich mit Sicherheit unterschiedlich verhalten.
Die einzelnen Zylinderreihen (1) können auch in einem Motor zusammen­ arbeiten, wie es in der Fig. 6a als Beispiel dargestellt wurde. Die Anzahl der Reihen kann dabei beliebig gewählt werden.
Der Erfinder bietet jedoch eine weitere Lösung an, um die Wirtschaftlichkeit des Verbrennungsmotors noch weiter zu erhöhen.
Um es genauer darstellen bzw. erklären zu können, werden wir eine zur Zeit verbreitete 4 Zylinder, 4 Taktmaschine mit einem Arbeitsvolumen von 2000 cm3 mit 100 Ps als Grundbeispiel zum Vergleichen nehmen.
In der verbreiteten 4 Zylinder, 4 Takt Maschine werden in diesem Falle je Zylinder 500 cm3 Hubraum die Kraft erzeugen und in den 4 Arbeitstakten der 4 nebeneinander stehenden Zylinder des Motors, wird jeweils nur ein Kolben, in 2 vollen Umdrehungen (2.360°) der Kurbelwelle (3), die erzeugte Kraft an die Kurbelwelle abgeben.
Der Erfinder bietet seine neuerfundene Lösung mit der Zylinderreihe (1) mit den gegenüber stehenden Zylinder (1a, 1b) und dem Einsatz von den zweiseitigen Kolben (2) oder einem gebundenem Kolbenpaar (4) an.
Von den Zylinderreihen (1) sollen 2 nebeneinander zugeordnet werden und gleichzeitig arbeiten. (Fig. 6a).
Das bedeutet in diesem Falle, dass die 2000 cm3 Maschine auf die zwei Zylinderreihen (1), die aus den gegenüberliegenden Arbeitszylinder (1a, 1b, 1g, 1h) besteht, verteilt werden, zu je 500 cm3 Volumen je Arbeitszylinder. (Fig. 6a).
Durch die Lösung wird die Vierzylindermaschine (Fig. 6a), die bis jetzt aus nebeneinander stehenden 4 Zylinderreihen bestand, nur auf die zwei neuerfundenen Zylinderreihen (1) verkürzt.
Dabei kann jede Zylinderreihe (1) mit jeweils einer oder zwei an der Kolbenwelle (7a) angebundenen Pleuelstangen (6) wie schon beschrieben berieben werden. (Fig. 5, 6).
So eine Zuordnung kann selbstverständlich beliebig oft wiederholt werden.
Sollten z. B. 4 Zylinderreihen (1) nebeneinander gestellt werden, dann wird dadurch eine Maschine erzeugt, die 8 Verbrennungskammern beinhaltet. Dabei werden nur 4 Kolbenpaare (2, 4) und nur 4 oder wenn erforderlich 8 Pleuelstangen (6) nötig. Die Anordnung kann selbstverständlich auch als "V" Motor zusammengestellt werden, um es auch mit allen z. Z. auf dem Markt bekannten Motorenausführungen zu vergleichen.
Was für Platz- und Gewichtsersparnis dabei entsteht, im Vergleich zu einer zur Zeit bekannten 8 Zylindermaschinen, kann sich mit Sicherheit jeder vorstellen.
Was geht aber vor in einem Zylinder in den 4 Arbeitstakten der bekannten, herkömmlichen Maschine, die wie vorher als Beispiel genannt wurde?
Während der Fahrt und einer Drehzahl der Kurbelwelle des Motors von ca. 3000 n/min = 50 n/s kann eine Geschwindigkeit von ca. 120 Km/h erreicht werden.
Je Umdrehung der Kurbelwelle führt dabei jeder Kolben im seinem Zylinder 2 seiner 4 Arbeitstakte durch. Also die 2 Takte erfolgen in 0,02 s. (1 n/50 n/sec = 0,02 s).
Bei der Drehzahl hat also jeder Kolben, der vorhandenen 4 Zylinder, für jeden seiner 4 Arbeitsgänge nur 0,01 s zur Verfügung. (1 n/50 n/s/2 Takte = Zeit für ein Arbeitstakt von den 4 Arbeitstakten = 0,01 s je Arbeitstakt).
In der Zeit von 0,01 s muss jeweils die Brennstoffmischung angesaugt, dann die Mischung komprimiert, dann verbrennen und dann nach der Verbrennung in der gleichen Zeit die Verbrennungsgase ausgestoßen werden (4.0,01 = 0,04 s für die 4 Arbeitstakte = 2 volle Kolbenwellenumdrehungen). Es handelt sich hier um eine enorme Leistung des Verbrennungsmotors in der ihm zur Verfügung stehenden sehr kurzen Zeit.
Die Hersteller der Motoren versuchen durch die Verwendung von mehreren Ventilen oder Turboladung die Füllung der Zylinder, in der kurzen Zeit, zu verbessern und aus dem vorhandenen Arbeitsvolumen, in unserem Falle je Zylinder 500 cm3, mehr Leistung zu erreichen. Mit den Lösungen wird die Leistung der genannten Maschinen sehr oft bis um ca. 50% erhöht, der Kraftstoffverbrauch erhöht sich auch dabei.
Der Erfinder bietet hier eine neue Lösung einer Verbrennungsmaschine (8) in der die Kolbenpaare (2, 4), der nebeneinander liegenden Zylinderreihen (1), miteinander mit einer Kolbenwelle (7) verbunden sind, an der je nach Bedarf 1, 2 oder 3 Pleuelstangen gelagert angebunden ist oder sind und weiter mit der Kurbelwelle (3) verbunden sind. (Fig. 7, 8, 9).
Der Erfinder empfiehlt jedoch die Lösung (Fig. 7) eines Motors mit einer Bestückung mit zwei nebeneinander arbeitenden Zylinderreihen (1), die dadurch ein Zylinderpaar (8) bilden, und mit nur einer Pleuelstange (6) die an der gemeinsamen Kolbenwelle (7) gelagert angebunden ist.
Da die 2 verbundenen Kolbenpaare (2, 4), der 2 Zylinderreihen (1) in einem 4 Takt-Motor nacheinander die erzeugte Kraft in den 4 Verbren­ nungsräumen an die Kurbelwelle (3) übertragen, wird dadurch die einzige Pleuelstange (6) des Verbrennungsmotors (Fig. 7) ständig die Kraft und mal drückend und dann wieder ziehend an die Kurbelwelle (3) übertragen.
Die besondere erfinderische Lösung ist also, dass die 4 Arbeitszylinder (1a, 1b, 1g, 1h) der vorgestellten Verbrennungsmaschine (Fig. 7) mit den 2 Zylinderreihen (1) nur mit einer einzigen Pleuelstange (6) auskommen und die Pleuelstange (6) ständig dabei, während der Arbeit des Motors die Kraft an die Kurbelwelle (3) abgibt.
Die Pleuelstange (6) des vorgestellten Motors (Fig. 7) überträgt in den 4 Arbeitstakten des 4 Takt-Motors auch 4 mal die Kraft an die Kurbelwelle (3).
Die Pleuelstange (6) leistet in der Motorausführung mit dem Zylinderpaar (8) keine Leer-Arbeit mehr.
Der Arbeitsablauf des Motors (Fig. 7, 8, 9) wurde in der Tabelle (Fig. 3b) dargestellt. Wie man aus de Tabelle entnehmen kann, arbeiten die Kolben in folgenden einzelnen Arbeitszylinder nacheinander und wie folgt in der Reihenfolge; 1a-1h-1g-1b und dann wieder 1a-1h-1g-1b usw.
Die Arbeitskolben (2, 4) des vorgestellten 4 Takt-Motors (Fig. 7, 8, 9) brauchen dabei keine Pleuelstange (6) mehr, um sich gegenseitig für die notwendigen restlichen 3 Arbeitstakte, nach dem Arbeitstakt in einem 4-Taktmotor, anzutreiben.
Die Kraftübertragung an die Kolbenteile (2a, 2b und 4a, 4b) erfolgt in den gebundenen Zylinderreihen (1) durch die Kolbenkonstruktion (2, 4) direkt und die Übertragung an den Kolben in der zweiten Zylinderreihe (1) des Zylinderpaars (8) erfolgt wieder über die Kolbenwelle (7) mit der die Kolbenpaare (2, 4) miteinander verbunden sind. Die Pleuelstange (6) oder Pleuelstangen ist oder sind also für die Kraftübertragung an die Kolbenpaare (2, 4) nicht nötig aber für Funktion des Motors zwingend notwendig. (Fig. 7, 8, 9).
Durch die beschriebenen Lösungen wird zwangsläufig auch die Kurbelwelle (3) des Motors mit dem Zylinderpaar (8) und auch die Lagerung (3a) der Kurbelwelle einfacher und nur für den Bedarf, nur für eine Pleuelstange (6), konstruiert und ausgelegt.
Die Ausführung der Kurbelwelle (3) kann für den beschriebenen Motor auch ohne die bis jetzt notwendigen Gegengewichte hergestellt werden oder die Masse der Gegengewichte weitgehend reduziert werden, weil jetzt an die Kurbelwelle (3) gleichmäßig die Kraft von den Zylinder des Motors von dem Zylinderpaar (8) angeleitet wird. (Fig. 7).
Was für ein Material- und Gewichtersparnis die Lösung mit sich bringt kann mit Sicherheit jeder einschätzen, wenn man überlegt, wie viel bewegliche Teile sich gleichzeitig in einer 4, 6 oder 8 Zylindermaschinen bis jetzt in den herkömmlichen Maschinen bewegen und wie groß dabei die Gesamtmasse ist, die bewegt werden muss.
Durch die Lösung wird die gesamte Masse der drehenden und auch der reibenden Teile reduziert, was mit Sicherheit ein Treibstoffersparnis mit sich bringt und auch weiteren positiven besonderen Eigenschaften des Motors.
Durch die Lösung wird auch das Gesamtmotorvolumen wesentlich kleiner, was mit Sicherheit alle Hersteller der LKWs, PKWs, Motorräder usw. beson­ ders begrüßen werden.
Den besonderen Vorteil kann eine Ausführung einer z. B. 2000 cm3 Maschine anbieten in der 4 Zylinderreihen = 8 Arbeitszylinder mit den gegenüberliegenden Zylinderreihen (1) mit jeweils nur 250 cm3 versehen werden.
Wir haben also 4 Zylinderreihen (1) mit 8 Verbrennungsräumen mit je 250 cm3, die gesamt die 2000 cm3 ergeben (Fig. 10).
Durch die vorgeschlagene Teilung des Arbeitsvolumens (500 cm3/2) je Arbeitszylinder (1a, 1b, 1g, 1h, 1.1a, 1.1b, 1.1g, 1.1h), kann die Füllung der kleineren Zylinder, jetzt mit nur 250 cm3, besser in der Zeit von 0,01 s (bei 3000 n/min = 50 n/s) erfolgen und dadurch auch alle weiteren Arbeitsvorgänge der 4 Taktmaschine für die jeweils auch nur 0,01 s zur Verfügung stehen.
Durch die schon beschriebene Bindung der nebeneinanderliegenden Zylinderreihen (1) zu zwei Zylinderpaaren (8) und Verwendung von nur einer Pleuelstange (6) je Zylinderpaar (8) wird ein weiteres schon teilweise beschriebenes Vorteil eines Verbrennungsmotors (Fig. 10) erreicht und wie folgt;
  • - sehr kurze Ausführung des Motors mit 8 Arbeitszylinder
  • - für die 8 Arbeitszylinder werden nur 2 Pleuelstangen nötig
  • - sehr einfache Kurbelwelleausführung mit weinigen Lagern und nur für 2 Pleuelstangen ausgelegt
  • - sehr ruhige Arbeitsweise der Maschine
  • - höheres Drehmoment bei niedrigeren Drehzahl der Maschine
  • - bessere Füllungsmöglichkeit der kleinen Zylinder mit Brennstoff und bessere Verbrennung in den kleinen Zylinder in der gegebenen Zeit
  • - die Pleuelstangen wirken an die Kurbelwelle ununterbrochen, dafür aber mit nur 50% der Kraft (im Vergleich zu einem 500 cm3 Zylinder in einer 4 Zylindermaschine, weil jetzt die Kraft von jeweils nur einem 250 cm3 kommt).
Der Arbeitsablauf der Kolbenpaare (2, 4) in der Maschine (Fig. 10) bestehend aus 2 Zylinderpaaren (8), gleich 8 Verbrennungsräume, wurde in der Fig. 12 abgebildet.
Wie man aus der Tabelle entnehmen kann, wirken jeweils 2 Pleuelstangen (6) gleichzeitig an die Kurbelwelle (3) je Arbeitstakt (1.180°) der 4 Takt-Maschine. Dabei jeweils ständig eine Pleuelstange (6) des Motors (Fig. 10) mit den Zylinderpaaren (8, 8.1) an der Kurbelwelle (3) zieht und die andere gleichzeitig an die Kurbelwelle (3) drückt.
Das so erzeugte Drehmoment an der Kurbelwelle (3) wird besonders konstant.
Der Ablauf der Kraftübertragung von den Einzelnzylinder (1a, 1b, 1g, 1h, 1.1a, 1.1b, 1.1g, 1.1h) erfolgt paarweise und wie folgt: 1a-1.1h, 1h-1.1a, 1g-1.1b, 1b-1.1g und wieder von Anfang an und usw.
Da die erzeugte Kraft der 2000 cm3 Maschine von jedem der 8 Zylinder mit je 250 cm3 kleiner ist als bei den herkömmlichen 500 cm3 in der 4 Zylindermaschine, können dadurch die notwendigen Pleuelstangen (6) der jeweiligen 2 Zylinderpaare (8) auch einfacher und nur für die Belastung ausgelegt werden.
Die Kurbelwelle (3) muss in diesem Falle auch nur 2 Pleuelstangen (6) der Maschine (Fig. 10) aufnehmen. Also kann die Kurbelwelle (3) des Motors auch einfacher und für ca. 50% geringere Spitzen-Kräfte ausgelegt werden.
Durch die Lösung (Fig. 10) kann also sehr viel Material und Masse, die bewegt werden muss eingespart werden, was mit Sicherweit zu enormen Kraftstoffersparnissen führen wird.
Dabei in der Maschine (Fig. 10) mit den 2 Zylinderpaaren (8) mit den 8 einzelnen Zylinder, werden in 2 vollen Umdrehungen der Kurbelwelle (3) des Motors, jeweils 8 Kraftarbeitsgänge von den einzelnen Zylinder der Zylinderreihen an die Kurbelwelle abgeleitet.
Bei der Ausführung mit den nur 2 Pleuelstangen (Fig. 10), wie schon beschieben, gibt jede Pleuelstange (6) ständig bei jedem Arbeitstakt, der 4 Takt-Maschine, die erzeugte Kraft an die Kurbelwelle (3) ab und immer mal ziehend und dann wieder drückend.
In der Fig. 6c wurde die Wirkung der Kolbenkraft des bis jetzt bekannten Kolbenmotors an die Kurbelwelle (3) als Druckkraft (F1d) dargestellt. In der Fig. 6b ist die Wirkung der Kolbenkraft (Fd, Fz) an die Kurbelwelle (3) in einem Motor (9) mit Zylinderreihen (1) abgebildet.
Bei der Teilung des Hubraumvolumens, von 500 cm3 auf 2.250 cm3 bezogen auf ein Zylinder eines Ottomotors und eine Zylinderreihe (1), wie oben beschrieben, wird an die Kurbelwelle (3) über den Arm (r) jeweils eine Kraft (Fz, Fd) wirken die ungefähr 50% kleiner ist als die Kraft (F1d). (Fig. 6b, 6c).
Dabei das erzeugte Drehmoment (Mw) an der Kurbelwelle (3) z. B. im Vergleich; 1 Zylinder Ottomotor zu dem Einzylindermotor (Fig. 1, 5, 6), mit einer Zylinderreihe (1), mit dem gleichen Gesamt-Hubraumvolumen den gleichen Wert erreicht:
Fz.r + Fd.r = F1d.r = Mw
Wobei in der neuen Motorkonstruktion (9) die Kräfte von den gleichgroßen Zylinder (1a, 1b) auch gleich sind.
Fz = Fd
Eine Bau-Variante des Motors (9) in dem die einzelnen Zylinder (1a, 1b) ungleichen Volumenwert haben sollten ist selbstverständlich auch möglich.
Der Erfinder geht davon aus, dass durch die beschriebene Motorkonstruktion auch die Energie des Brennstoffs besser ausgenutzt werden kann und mehr von der erzeugten Kraft auch an die Kurbelwelle (3) übertragen werden kann. Da die Kolben (2, 4) über die Pleuelstange (6) ununterbrochen an die Kurbelwelle wirken, geht der Erfinder auch davon aus, dass so eine Maschine wesentlich langsamer arbeiten kann und trotzdem ein sehr hohes Drehmoment erzeugt. Das hohe Drehmoment kann entsprechend voll ausgeschöpft werden.
Durch die bessere Füllung der Zylinder und bessere Verbrennung des Brennstoffs, in den kleineren Zylinder, ist zu erwarten, dass dieser Motor wesentlich wirtschaftlicher arbeitet und auch weniger Schadstoffe an die Umwelt abgibt.
Es ist selbstverständlich, dass die beschriebenen Varianten des Verbren­ nungsmotors mit gegenüberliegenden Zylinder (1), beliebig untereinander kombiniert werden können, um weiteren Vorteile rauszuholen.
Z. B. in der Fig. 11 wurden 6 Zylinderreihen (1) paarweise miteinander mit nur 3 Pleuelstangen (6) verbunden. Durch eine Bindung der nebeneinan­ derliegenden Zylinderreihen (1) sind 3 Zylinderpaare (8) entstanden.
Durch die Lösung wurde erreicht, dass insgesamt 12 Einzelnzylinder zusammenarbeiten und die Länge des Motors wird sehr stark verringert.
Weiter können auch die beschriebenen Motorenausführungen oder die Zylinderpaare (8) auch in V-Ausführung oder auch Stern-Ausführung eingesetzt werden und die zusätzlichen Vorteile der Kraftübertragung mit Phasenverschiebung an die Kurbelwelle zu nutzen und um noch mehr Leistung, bzw. höheres Drehmoment, aus der erfundenen Ausführung zu erreichen.
Durch die Kombination wird noch zusätzlich ein Raumvorteil erreicht und die Maschine wird besonders kompakt.
Die Motorausführung bietet noch weitere Vorteile, die mit Sicherheit bei dem Zusammenbau eines solchen Motors (9) auch günstig sind.
In diesem Falle kann ein Zylinder (1a) in dem oberen Motorblock und der untere (1b) in dem unteren Motorblock integriert werden. Durch das zusammenschrauben der beiden Motorblöcke wird die Gegenüberstellung der Zylinderreihen (1) erreicht. (Fig. 1).
Die notwendigen Ventile oder Kerzen für das Zylinder in dem unterem Motorblock können auch direkt in dem Motorblock integriert werden, um besseren Zugang für die Wartungsarbeiten zu haben.
Die Lösungen werden schon bei den endgültigen Konstruktionsarbeiten des erfundenen Motors optimal ausgearbeitet, um einen optimalen Zugang für Wartungsarbeiten zu bekommen.
In der Fig. 4 wurde eine Variante des Verbrennungsmotors (10) mit einer Zylinderreihe (5) dargestellt in der die Zylinderreihe aus einem Rohr aus einem Materialstück besteht und ein Zylindermantel (5h) der Zylinderreihe bildet an dem an beiden offenen Seiten die Zylinderkopfe (5e, 5f) die offenen Enden abschließen.
An mindestens einer Seite des Zylindermantels (5h) parallel zu der Längsachse (C) der Zylinderreihe (5) gesehen, wird mindestens ein Schlitz (5g) für die Führung der Kolbenwelle (7, 7a) eingerichtet. Die Kolbenwelle (7, 7a) in der Motorausführung (10) steckt fest in dem Kolben (2, 4) und guckt, mindestens an einer Seite, aus dem Mantel der Zylinderreihe (5) durch den Schlitz (5g) raus.
An dem herausragenden Teil der Kolbenwelle (7, 7a) wird jeweils die Pleuelstange (6) gelagert angebracht die dabei auch außerhalb der Zylinderinnenräume der Zylinderreihe (5) verläuft.
Durch den oder die Schlitze (5) wird auch die Schmierung des Kolben­ paares (2, 4) realisiert.
So eine Zylinderreihe (5) kann selbstverständlich in allen beschriebenen Varianten der Motoren (Fig. 4a, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) auch eingesetzt werden.
Welche Ausführung (Fig. 1 oder 4) besser ist, kann von den Motorhersteller entschieden werden.
Selbstverständlich können alle beschriebenen Motoren im 2 oder 4 Takt berieben werden und auch mit beliebigen Brennstoffen angespeist werden.
Weitere Arbeitsabläufe der 2- oder 4-Takt Motoren wurden auch in den Fig. 3c, 3d, 3d und 3f dargestellt.
Es besteht selbstverständlich die Möglichkeit noch weiteren Arbeitsabläufe zu definieren je nach dem wie die einzelnen Zylinderreihen (1, 5) des Motors untereinander geschaltet werden.

Claims (9)

1. Ein Kolbenverbrennungsmotor (9) in dem in einer Achse (C), die 90° zu der Drehachse (D) der Kurbelwelle (3) steht, zwei gegenüberliegende Zylinder (1a, 1b) angeordnet sind, die in einem Abstand (A) voneinander stehen und in den Zylindern (1a, 1b) ein Kolbenpaar (2, 4) gleichzeitig hin und her im Takt eines 2 oder 4 Taktmotors arbeitet und die in den Zylindern (1a, 1b) erzeugte Kraft an die Kurbelwelle (3) über mindestens eine Pleuelstange (6), die außerhalb der Innenräume der Zylinder (1a, 1b) verläuft abgegeben wird und dabei abwechselnd, mal als Zugkraft (Fz) und dann wieder als Druckkraft (Fd), dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (1a, 1b) des Motors (9) eine Zylinderreihe (1) bilden und sich an einer Seite der Längsachse (D) der Kurbelwelle (3) und in einem Abstand (B) von der Längsachse (D) der Kurbel­ welle (3) befinden. (Fig. 1, 2, 5, 6).
2. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein arbeitendes Kolbenpaar (2, 4) in den gegenüberliegenden Zylindern (1a, 1b) einer Zylinderreihe (1) des Motors (9) in einem 2 Taktmotor in den zwei seiner Arbeitstakte und in einem 4 Taktmotor in den vier seiner Arbeitstakte jeweils 2 Arbeitstakte als Kraft an die Kurbelwelle (3) abgibt. (Fig. 1, 5, 6).
3. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, zwei miteinander verbundenen Kolben (4a, 4b) und/oder ein zweiseitiger Kolben aus einem Stück (2) ein Kolbenpaar (2, 4) bilden und an deren Kolbenwelle (7a) mindestens an einer Seite des Kolbenpaars eine Pleuelstange (6) mit einer Seite (6a) angebunden und beweglich gelagert ist und mit ihrer Gegenseite (6b) mit der Kurbelwelle (3) verbunden ist. (Fig. 1, 5, 6).
4. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpaare (2, 4) der mindestens 2 nebeneinander stehen­ den Zylinderreihen (1) mit einer gemeinsamen Kolbenwelle (7) zusammen verbunden sind und ein Zylinderpaar (8) bilden und an der Kolbenwelle (7) mindestens eine Pleuelstange (6) beweglich befestigt und gelagert ist und die erzeugte Arbeitskraft in den Zylinder (1a, 1b, 1g, 1h) von den so gebundenen und gleichzeitig arbeitenden Kolbenpaaren (2, 4) an die Kurbelwelle (3) über die Pleuelstange oder Pleuelstangen (6) weitergeleitet wird. (Fig. 7, 8, 9).
5. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Pleuelstange und/oder die Pleuelstangen (6) des Motors (9), der aus mindestens zwei Zylinderreihen (1) besteht und ein Zylinderpaar (8) bilden, mit jedem Arbeitstakt des so entstandenen Motors die erzeugte Kraft ständig und abwechselnd mal ziehend und dann wieder drückend an die Kurbelwelle (3) abgibt und/oder abge­ ben. (Fig. 7, 8, 9, 10, 11).
6. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zylinderreihen (1) entweder als Einzelreihen neben­ einander (Fig. 6a) oder miteinander verbunden (Fig. 7, 8, 9, 10, 11) in einer Reihe in Längsrichtung der Achse (D) der Kurbelwelle (3) und/oder auch in V-, Boxer- oder auch in Sternform eingesetzt werden und dadurch einen Mehrfachmotor bilden.
7. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass, die Zylinderreihe (5) des Motors aus einem Rohrstück besteht das an beiden offenen Seiten mit einem Zylinderkopf (5e, 5f) abgeschlossen ist und dadurch zwei Zylinderräume (5c, 5d) entstan­ den sind und an mindestens einer Seite des Zylindermantels (5h) der Zylinderreihe (5) ein Schlitz (5g) für Schmierungszwecke des Kol­ benpaares (2, 4) und für die Führung der Kolbenwelle (7, 7a) des Kolbenpaares (2, 4) oder Kolbenpaare vorhanden ist. (Fig. 4).
8. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, ein Kolbenpaar (2, 4) in einer Zylinderreihe (1, 5) in der die Einzelnzylinder (1a, 1b oder 5a, 5b) den gleichen Durchmesser haben auch die gleiche Kraft mit beiden Seiten des Kolbenpaares (2, 4) nach der Verbrennung des Kraftstoffes in den Zylinder (1a, 1b oder 5a, 5b) an die Kurbelwelle (3) über die Pleuelstange oder Pleuelstangen (6) abgeben bzw. übertragen. (Fig. 1, 4).
9. Ein Kolbenverbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, ein Kolbenpaar (2, 4) an beiden seinen Seiten (2a, 2b) oder (4a, 4b) den gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser (Dk) haben. (Fig. 2).
DE2001107024 2001-02-15 2001-02-15 Ein Kolbenverbrennungsmotor mit gegenüberliegenden Zylindern, einem Kolbenpaar einer Pleuelstange außerhalb der Zylinder Withdrawn DE10107024A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001107024 DE10107024A1 (de) 2001-02-15 2001-02-15 Ein Kolbenverbrennungsmotor mit gegenüberliegenden Zylindern, einem Kolbenpaar einer Pleuelstange außerhalb der Zylinder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001107024 DE10107024A1 (de) 2001-02-15 2001-02-15 Ein Kolbenverbrennungsmotor mit gegenüberliegenden Zylindern, einem Kolbenpaar einer Pleuelstange außerhalb der Zylinder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10107024A1 true DE10107024A1 (de) 2002-08-29

Family

ID=7674127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001107024 Withdrawn DE10107024A1 (de) 2001-02-15 2001-02-15 Ein Kolbenverbrennungsmotor mit gegenüberliegenden Zylindern, einem Kolbenpaar einer Pleuelstange außerhalb der Zylinder

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10107024A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2999866A4 (de) * 2013-05-21 2017-04-26 HAN, Kyung Soo Eintakt-verbrennungsmotor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1679668A (en) * 1923-02-21 1928-08-07 Keas Charles Elwood Double-acting engine
GB351424A (en) * 1929-04-12 1931-06-24 Paul Lazare Vaudet Improvements in two-stroke engines, in particular those for vehicle, navigating machines and aircraft
US2094830A (en) * 1933-10-20 1937-10-05 Town Clinton David Multiple cylinder engine
DE3600657A1 (de) * 1986-01-11 1987-07-16 Bongers Hermann Gegenzylinder-zweitakt-brennkraftmotor
DE19637091A1 (de) * 1996-09-12 1998-03-26 Andreas Vigh Pleuellose Doppelkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE19700869A1 (de) * 1997-01-13 1998-07-16 Patrick Leidenberger Doppel-Motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1679668A (en) * 1923-02-21 1928-08-07 Keas Charles Elwood Double-acting engine
GB351424A (en) * 1929-04-12 1931-06-24 Paul Lazare Vaudet Improvements in two-stroke engines, in particular those for vehicle, navigating machines and aircraft
US2094830A (en) * 1933-10-20 1937-10-05 Town Clinton David Multiple cylinder engine
DE3600657A1 (de) * 1986-01-11 1987-07-16 Bongers Hermann Gegenzylinder-zweitakt-brennkraftmotor
DE19637091A1 (de) * 1996-09-12 1998-03-26 Andreas Vigh Pleuellose Doppelkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE19700869A1 (de) * 1997-01-13 1998-07-16 Patrick Leidenberger Doppel-Motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2999866A4 (de) * 2013-05-21 2017-04-26 HAN, Kyung Soo Eintakt-verbrennungsmotor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3030615C2 (de) Brennkraftmaschine
DE60225451T2 (de) Geteilter viertaktverbrennungsmotor
DE2324088C3 (de) Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Haupt- und einem kleineren Hilfszylinderraum
DE102011013567B4 (de) Verbrennungsmotor mit geteiltem Zyklus
DE60027008T2 (de) Drehmomentbalancierte kolbenmaschine mit gegenüberliegenden kolben
EP2772624B1 (de) Brennkraftmaschine arbeitend nach dem realen viertakt-atkinson-zyklus und verfahren zu ihrer laststeuerung
DE102017003146B3 (de) Ruck-Kurbeltrieb, sowie damit ausgestattetem Verbrennungsmotor.
DE102020100311B4 (de) Motor mit variablen Verdichtungsverhältnis
DE19724225A1 (de) Steuerbarer Kurbelradius eines Hubkolbenverbrennungsmotors
DE3318136A1 (de) Ladevorrichtung zum aufladen von verbrennungsmotoren
DE102017207644A1 (de) Verfahren zum Verändern eines zylinderzugehörigen Verdichtungsverhältnisses e einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
DE2404231A1 (de) Wechselverdichtungsverhaeltnis fuer ottomotore mit wechselnder betriebsbeanspruchung
WO2010003675A1 (de) Verbrennungskraftmaschine und verfahren zu deren betrieb
DE2849783A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit gegenueberliegenden, gefuehrten kolben und nockenantrieben
DE2545668C2 (de) Selbstzündende Brennkraftmaschine der Gegenkolbenbauart
DE10107024A1 (de) Ein Kolbenverbrennungsmotor mit gegenüberliegenden Zylindern, einem Kolbenpaar einer Pleuelstange außerhalb der Zylinder
DE3426487A1 (de) Kraftuebertragungsprinzip fuer verbrennungskraftmaschinen
DE202013009627U1 (de) Koaxialkolben-Motor mit einem oder mehrerer Zylinder, mit einem jeweilig doppelt wirkenden Kolben
WO2008012006A2 (de) Hubkolben-verbrennungskraftmaschinen
DE3625223A1 (de) Verbrennungsmotor
WO2000026534A1 (de) Verbrennungsmotor, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie verfahren zum starten desselben
DE102005024361A1 (de) Antriebsaggregat für Fahrzeuge
DE102017207645A1 (de) Verfahren zum Verändern eines zylinderzugehörigen Verdichtungsverhältnisses ε einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
DE19654994C2 (de) Vorrichtung zur Umwandlung einer kreisförmigen Bewegung in eine Hin- und Herbewegung und umgekehrt
DE10112931B4 (de) Viertaktverbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal
8165 Unexamined publication of following application revoked