DE102008026291A1 - Internal combustion engine i.e. reciprocating piston internal combustion engine, for motor vehicle and ship, involves increasing volume of overflow chamber during part of transfer process and at end of expulsion process - Google Patents

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Abstract

The method involves expelling a compressed fresh charge in an overflow chamber into a working chamber. The fresh charge in the working chamber is burnt with an accompanying increase in volume of the working chamber and conversion of thermal energy into mechanical work, and the burnt charge is discharged with an accompanying reduction in volume of the working chamber. The volume of the overflow chamber is increased during a part of the transfer process and at an end of an expulsion process less than 15 and/or 10 and/or 5 and/or 1 percentages of the maximum volume of the overflow chamber. An independent claim is also included for an internal combustion engine with a working cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie eine entsprechend einem solchen Verfahren betreibbare Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine and an operable according to such a method internal combustion engine.

Aus Gründen der Ressourcenschonung und der Verminderung der Umweltbelastung liegt ein zunehmend vorrangiges Entwicklungsziel bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen, wie sie insbesondere in Personenkraftwagen eingesetzt werden können, in der Verminderung des Kraftstoffverbrauchs bzw. der Verbesserung des Wirkungsgrades, wobei unter Wirkungsgrad der Kraftstoffverbrauch, bezogen auf die an der Kurbelwelle abnehmbare mechanische Energie verstanden wird.Out Reasons to conserve resources and reduce the Environmental impact is an increasingly priority development goal in the development of internal combustion engines, as in particular can be used in passenger cars, in the Reduction of fuel consumption or improvement of the Efficiency, taking efficiency of fuel consumption, based on the removable at the crankshaft mechanical energy is understood.

Eine Eigenart herkömmlicher Hubkolbenbrennkraftmaschinen liegt darin, dass der gesamte thermodynamische Prozess (Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausschieben) in einem einzigen Zylinder abläuft, was erhebliche Kompromisse bzgl. der Ausnutzbarkeit der Brennstoffenergie bedeutet. Ansätze, den gesamten thermodynamischen Prozess auf zwei Zylinder zu verteilen, sind beispielsweise aus der US-2005/0268609 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine wird Frischladung von einem Kompressionszylinder in einen Arbeitszylinder unter Zwischenschaltung eines konstanten Zwischenvolumens übergeschoben. Dieses Überschieben erfolgt bei hohen Druckunterschieden, wodurch der Wirkungsgrad infolge thermischer Verluste und Strömungsverlusten unbefriedigend ist.A peculiarity of conventional reciprocating internal combustion engines is that the entire thermodynamic process (suction, compression, combustion and expulsion) occurs in a single cylinder, which means significant compromises in terms of the exploitation of the fuel energy. Approaches to distribute the entire thermodynamic process on two cylinders, for example, from the US-2005/0268609 A1 known. In this known internal combustion engine fresh charge is superimposed by a compression cylinder in a working cylinder with the interposition of a constant intermediate volume. This sliding occurs at high pressure differences, whereby the efficiency due to thermal losses and flow losses is unsatisfactory.

Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie eine entsprechend einem solchen Verfahren betreibbare Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem bzw. der ein verbesserter Wirkungsgrad erzielt werden kann.Corresponding The invention is based on the object, a method for operating an internal combustion engine and one according to such a method to create an operable internal combustion engine, with the one or the improved efficiency can be achieved.

Eine Lösung für den das Verfahren betreffenden Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.A Solution for the part of the procedure the invention task is achieved with the features of claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 10 in vorteilhafter Weise weitergebildet.The inventive method is with the features of subclaims 2 to 10 developed in an advantageous manner.

Der Anspruch 11 ist auf eine Brennkraftmaschine zur Lösung des diesbezüglichen Teils der Erfindungsaufgabe gerichtet.Of the Claim 11 is an internal combustion engine to the solution directed to the relevant part of the invention task.

Die Unteransprüche 12 bis 24 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gerichtet.The Subclaims 12 to 24 are advantageous embodiments and further developments of the internal combustion engine according to the invention directed.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.The Invention will be described below with reference to schematic drawings, for example and explained in more detail.

In den Figuren stellen dar:In the figures represent:

1 eine schematische Querschnittsansicht von Teilen einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine; 1 a schematic cross-sectional view of parts of an internal combustion engine according to the invention;

2 bis 8 der 1 ähnliche Ansichten in verschiedenen Betriebszuständen; 2 to 8th of the 1 similar views in different operating conditions;

9 Volumenverläufe in Abhängigkeit von der Stellung der Kurbelwelle; 9 Volume curves as a function of the position of the crankshaft;

10 Druckverläufe sowie Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile in Abhängigkeit von der Stellung der Kurbelwelle; 10 Pressure curves and opening and closing times of the valves in dependence on the position of the crankshaft;

11 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Ventiltriebs; 11 a perspective view of an exemplary valve train;

12 einen Schnitt durch einen Überströmkolben mit darin angeordnetem Überströmventil; 12 a section through an overflow piston arranged therein overflow valve;

13 eine schematische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße mehrzylindrige Brennkraftmaschine; und 13 a schematic plan view of a multi-cylinder internal combustion engine according to the invention; and

14 eine schematische perspektivische Ansicht der Kolben einer Zylindereinheit der Brennkraftmaschine gem. 13 mit Kurbelwelle. 14 a schematic perspective view of the piston of a cylinder unit of the internal combustion engine gem. 13 with crankshaft.

Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine eine Kurbelwelle 10 mit zwei benachbarten Kurbeln auf, die über je ein Pleuel 12 bzw. 14 mit einem Verdichterkolben 16 bzw. einem Arbeitskolben 18 verbunden sind. Der Verdichterkolben 16 ist innerhalb eines Verdichterzylinders 20 beweglich. Der Arbeitskolben ist innerhalb eines Arbeitszylinders 22 beweglich, wobei der Arbeitszylinder 22 vorzugsweise mit einem Zylinderrohr 24 ausgekleidet ist.According to 1 an internal combustion engine according to the invention has a crankshaft 10 with two adjacent cranks, each with a connecting rod 12 respectively. 14 with a compressor piston 16 or a working piston 18 are connected. The compressor piston 16 is inside a compressor cylinder 20 movable. The working piston is inside a working cylinder 22 movable, the working cylinder 22 preferably with a cylinder tube 24 is lined.

Nach oben hin sind die Zylinder, die bevorzugt innerhalb eines gemeinsamen Zylindergehäuses 28 ausgebildet sind, mittels eines Zylinderkopfes 30 verschlossen, der in einem die beiden Zylinder 20 und 22 überlappenden Bereich eine verhältnismäßig dünne Stirnwand 32 aufweist, die Teilbereiche der Zylinder 20 und 22 nach oben abschließt und einen im Zylinderkopf 30 ausgebildeten Überströmzylinder 33 nach unten abschließt.At the top are the cylinders, which are preferably within a common cylinder housing 28 are formed by means of a cylinder head 30 closed in one of the two cylinders 20 and 22 overlapping area a relatively thin end wall 32 comprising the subregions of the cylinders 20 and 22 closes up and one in the cylinder head 30 trained overflow cylinder 33 closes down.

Zwischen dem Verdichterkolben 16 und dem Zylinderkopf 30 ist eine Verdichterkammer 34 ausgebildet (siehe 3). Zwischen dem Arbeitskolben 18 und dem Zylinderkopf 30 ist eine Arbeitskammer 36 ausgebildet, in die eine Einspritzdüse 38 einragt.Between the compressor piston 16 and the cylinder head 30 is a compressor chamber 34 trained (see 3 ). Between the working piston 18 and the cylinder head 30 is a working chamber 36 formed into the one injection nozzle 38 protrudes.

In dem Überströmzylinder 33 ist ein Überströmkolben 40 bewegbar, der eine Überströmkammer 42 begrenzt.In the overflow cylinder 33 is an overflow piston 40 movable, which is an overflow chamber 42 limited.

In dem Zylinderkopf 30 ist ein Frischluft- bzw. Frischladungseinlasskanal 44 ausgebildet, in dem ein Frischladungseinlassventil 46 arbeitet, das die Verbindung zwischen dem Frischladungseinlasskanal 44 und der Verdichterkammer 34 steuert. Der Begriff Frischladung umfasst die Inhalte reine Frischluft und Frischluft mit zugesetztem Brennstoff und/oder Restgas.In the cylinder head 30 is a fresh air or fresh charge inlet duct 44 formed in which a fresh charge inlet valve 46 that works the connection between the fresh charge intake duct 44 and the compression chamber 34 controls. The term fresh charge includes the contents of pure fresh air and fresh air with added fuel and / or residual gas.

In dem Zylinderkopf 30 ist weiter ein Auslasskanal 48 ausgebildet, in dem ein Auslassventil 50 arbeitet, das die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 36 und dem Auslasskanal 48 steuert.In the cylinder head 30 is still an exhaust duct 48 formed in which an exhaust valve 50 that works the connection between the working chamber 36 and the outlet channel 48 controls.

In der Stirnwand 32 ist eine die Verdichterkammer 34 mit der Überströmkammer 42 verbindende Öffnung ausgebildet, in der ein Überströmventil 52 arbeitet, das bei einer Bewegung weg von der Verdichterkammer öffnet. Ein Schaft des Überströmventils 52 ist in dem Überströmkolben 40 unter Abdichtung beweglich geführt, wobei das Überströmventil 52 gegen die Kraft einer Feder 53 in den Überströmkolben 40 hinein bewegbar ist und vorzugsweise mit begrenztem Hub aus dem Überströmkolben 40 heraus bewegbar ist.In the front wall 32 is a the compression chamber 34 with the overflow chamber 42 connecting opening formed in which a spill valve 52 which opens during a movement away from the compressor chamber. A shaft of the overflow valve 52 is in the overflow piston 40 guided under sealing movable, wherein the overflow valve 52 against the force of a spring 53 in the overflow piston 40 is movable into it and preferably with limited stroke of the overflow piston 40 is movable out.

In einer weiteren Öffnung der Stirnwand 32, die die Überströmkammer 42 mit der Arbeitskammer 36 verbindet, arbeitet ein Einlassventil 54, dessen Schaft durch den Überströmkolben 40 unter Abdichtung beweglich hindurchgeführt ist.In another opening of the front wall 32 that the overflow chamber 42 with the working chamber 36 connects, works an inlet valve 54 , whose shaft through the overflow piston 40 is passed under sealing movable.

Zur Betätigung der Ventile 46, 50 und 54 dienen ein Frischladungsnocken 56, ein Auslassnocken 58 und ein Einlassnocken 60. Der Überströmkolben 40 wird von einem Überströmnocken 62 betätigt.To operate the valves 46 . 50 and 54 serve a fresh charge cam 56 , an exhaust cam 58 and an intake cam 60 , The overflow piston 40 is from a Überströmnocken 62 actuated.

Die Nocken sind in zweckentsprechender Weise an einer oder mehreren Nockenwellen ausgebildet, die vorzugsweise von der Kurbelwelle 10 mit gleicher Drehzahl wie die der Kurbelwelle angetrieben werden.The cams are suitably formed on one or more camshafts, preferably from the crankshaft 10 be driven at the same speed as that of the crankshaft.

Die Funktion der hinsichtlich ihres grundsätzlichen Aufbaus beschriebenen Brennkraftmaschine wird im Folgenden anhand der 2 bis 8 erläutert, wobei der Übersichtlichkeit halber in diesen Figuren nur wenige Bezugszeichen eingefügt sind.The function of the internal combustion engine described in terms of its basic structure will be described below with reference to 2 to 8th explained, for the sake of clarity, only a few reference numerals are inserted in these figures.

2 zeigt die Brennkraftmaschine in einem Zustand, in dem der Verdichterkolben 16 seinen oberen Totpunkt erreicht hat und das Volumen der Verdichterkammer minimal (annähernd Null) ist. Der Überströmkolben 40 befindet sich kurz vor seinem oberen Totpunkt (als oberer Totpunkt des Überströmkolbens 40 ist die Stellung definiert, in der die Überströmkammer 42 minimales Volumen (annähernd Null) hat). Der Arbeitskolben 18 hat seinen oberen Totpunkt bereits verlassen. Er eilt dem Verdichterkolben 16 vorteilhafterweise um einige Grad voraus, was durch entsprechenden Versatz der zugehörigen Kurbeln der Kurbelwelle 10 erreicht wird. 2 shows the internal combustion engine in a state in which the compressor piston 16 has reached its top dead center and the volume of the compression chamber is minimal (nearly zero). The overflow piston 40 is just before its top dead center (as the top dead center of the overflow piston 40 is defined the position in which the overflow chamber 42 has minimal volume (close to zero)). The working piston 18 has already left its top dead center. He rushes the compressor piston 16 advantageously a few degrees ahead, resulting in a corresponding offset of the associated crankshaft crankshaft 10 is reached.

Das Frischladungseinlassventil 46 ist geschlossen. Das Überströmventil 52 ist geschlossen. Das Einlassventil 54 ist offen und das Auslassventil 50 ist geschlossen.The fresh charge inlet valve 46 is closed. The overflow valve 52 is closed. The inlet valve 54 is open and the exhaust valve 50 is closed.

Der Zustand der 2 entspricht etwa dem Zustand, in dem ein Ansaugen von Frischladung bzw. ein Befüllen der Verdichterkammer 34 mit Frischladung beginnt und in der Überströmkammer 42 enthaltene verdichtete Frischladung noch nicht vollständig in die Arbeitskammer 36 übergeströmt ist.The condition of 2 corresponds approximately to the state in which a sucking fresh charge or filling the compressor chamber 34 starts with fresh charge and in the overflow chamber 42 included ver Dense fresh charge not yet completely in the working chamber 36 has flowed over.

In 3 ist der Zustand dargestellt, in dem das Füllen der Verdichterkammer 34 mit Frischladung weitgehend beendet ist, wobei der Verdichterkolben 16 sich annähernd im Bereich seines unteren Totpunktes befindet, der Überströmkolben 40 sich im oberen Totpunkt befindet und der Arbeitskolben 18 sich am Ende eines Arbeitshubs, der kurz nach dem Zustand der 2 begonnen hat, befindet, in dem Frischladung verbrannt ist. Das Frischladungseinlassventil 46 ist noch geöffnet, das Überströmventil 52 ist gegen die Kraft der Feder 53 weitgehend in den Überströmkolben 40 hinein bewegt, das Einlassventil 54 und das Auslassventil 50 sind geschlossen.In 3 is shown the state in which the filling of the compression chamber 34 with fresh charge is largely completed, the compressor piston 16 is approximately in the region of its bottom dead center, the overflow piston 40 is at top dead center and the working piston 18 at the end of a work shift, which shortly after the state of 2 has begun, is burned in the fresh charge. The fresh charge inlet valve 46 is still open, the overflow valve 52 is against the power of the spring 53 largely in the overflow piston 40 moved in, the inlet valve 54 and the exhaust valve 50 are closed.

4 zeigt den Zustand, in dem die Verdichtung der Frischladung und etwa gleichzeitig damit der Ausstoß der verbrannten Ladung beginnt. Der Verdichterkolben 16 bewegt sich nach Durchfahren seines unteren Totpunktes aufwärts, um die Frischladung in der Verdichterkammer 34 zu verdichten. Der Überströmkolben 40 befindet sich weiter im Bereich seines oberen Totpunktes. Das Überströmventil 52 und das Einlassventil 54 sind geschlossen. Der Arbeitskolben 18 beginnt seine Aufwärtsbewegung. Das Auslassventil 50 ist geöffnet. 4 shows the state in which the compression of the fresh charge and at about the same time the discharge of the burned charge begins. The compressor piston 16 moves up after passing through its bottom dead center to the fresh charge in the compression chamber 34 to condense. The overflow piston 40 is still in the area of its top dead center. The overflow valve 52 and the inlet valve 54 are closed. The working piston 18 begins his upward movement. The outlet valve 50 it is open.

5 zeigt den Zustand, in dem das Überströmen der verdichteten, in der Verdichterkammer 34 befindlichen Ladung in die Überströmkammer 42 beginnt:
Der Verdichterkolben 16 nähert sich bei weiterhin geschlossenem Frischladungseinlassventil 46 seinem oberen Totpunkt. Der Überströmkolben 40 bewegt sich von seinem oberen Totpunkt weg, wobei sich das Überströmventil 52 durch die Kraft der Feder 53 aus dem Überströmkolben 40 herausbewegt und durch den Druck in der Verdichterkammer 34 geöffnet wird. Dadurch kann verdichtete Frischladung in die Überströmkammer 42 einströmen, wobei das Einlassventil 54 geschlossen ist. Der Arbeitskolben 18 hat seinen oberen Totpunkt annähernd erreicht, wobei das Auslassventil 50 am Ende des Expansionshubs noch offen ist.
5 shows the state in which the overflow of the compressed, in the compression chamber 34 located charge in the overflow chamber 42 begins:
The compressor piston 16 approaching when the fresh charge intake valve is still closed 46 his top dead center. The overflow piston 40 moves away from its top dead center, with the spill valve 52 by the force of the spring 53 from the overflow piston 40 moved out and by the pressure in the compression chamber 34 is opened. As a result, compacted fresh charge in the overflow chamber 42 inflow, wherein the inlet valve 54 closed is. The working piston 18 has reached its top dead center approximately, with the exhaust valve 50 is still open at the end of the expansion stroke.

6 zeigt die Brennkraftmaschine in einem Zustand etwas nach dem Zustand der 5, in dem sich der Verdichterkolben 16 bei weiterhin geschlossenem Frischladungseinlassventil 46 in seinen oberen Totpunkt bewegt und der Arbeitskolben 18 seinen oberen Totpunkt bereits erreicht hat. Das Überströmventil 52 ist bei etwa in seinem unteren Totpunkt befindlichem Überströmkolben 40 weitgehend geöffnet, wobei die Öffnung noch dadurch unterstützt werden kann, dass das Überströmventil 52 nicht um den vollen Hub des Überströmkolbens 40 aus diesem heraus bewegbar ist, so dass es durch die Bewegung des Überströmkolbens in dessen UT von seinem Sitz abgehoben wird. Die vom Verdichterkolben 16 verdichtete Frischladung ist nahezu vollständig in die Überströmkammer 42 übergeströmt. 6 shows the internal combustion engine in a state slightly after the state of 5 in which is the compressor piston 16 with the fresh charge inlet valve still closed 46 moved to its top dead center and the working piston 18 has already reached its top dead center. The overflow valve 52 is at about in its bottom dead center Überströmkolben 40 largely open, wherein the opening can still be supported by the fact that the overflow valve 52 not the full stroke of the overflow piston 40 is movable out of this, so that it is lifted by the movement of the overflow piston in the UT of its seat. The from the compressor piston 16 compacted fresh charge is almost completely in the overflow chamber 42 overflowed.

7 zeigt den Zustand der Brennkraftmaschine, bei dem der Verdichterkolben sich noch im Bereich des oberen Totpunktes befindet und der Arbeitskolben 18 seinen oberen Totpunkt bereits verlassen hat. 7 shows the state of the internal combustion engine, in which the compressor piston is still in the region of top dead center and the working piston 18 has already left its top dead center.

Das Frischladungseinlassventil 46 ist geschlossen. Der Überströmkolben 40 bewegt sich unter Verkleinerung des Volumens der Überströmkammer 42 in Richtung auf seinen oberen Totpunkt, wobei das Überströmventil 52 durch den fehlenden Druck in der Verdichterkammer 34 geschlossen ist und das Einlassventil 54 geöffnet ist, so dass die in der Überströmkammer 42 befindliche, verdichtete Frischladung in die Arbeitskammer 36 überdruckt wird, deren Volumen sich durch den sich bereits nach unten bewegenden Arbeitskolben 18 vergrößert. Das Auslassventil 50 ist geschlossen.The fresh charge inlet valve 46 is closed. The overflow piston 40 moves while reducing the volume of the overflow chamber 42 towards its top dead center, with the spill valve 52 by the lack of pressure in the compression chamber 34 is closed and the inlet valve 54 is open, so that in the overflow chamber 42 located, compacted fresh charge in the working chamber 36 is overprinted, whose volume is due to the already moving down working piston 18 increased. The outlet valve 50 is closed.

8 zeigt den Zustand geringfügig nach dem Zustand der 7, wobei sich der Überströmkolben 40 bei geschlossenem Überströmventil 52 und wieder geschlossenem Einlassventil 54 in seinem oberen Totpunkt befindet, die gesamte verdichtete Ladung sich in der Arbeitskammer 36 befindet und dort bei weiterhin geschlossenem Auslassventil 50 die Verbrennung beginnt, indem der kurz vorher eingespritzte Dieselkraftstoff sich selbst entzündet. Bei Ausbildung als Ottomotor mit Direkteinspritzung setzt kurz vor dem Zustand der 8 die Einspritzung ein und wird etwa im Zustand der 8 gezündet. Bei Ausbildung als nicht direkt einspritzender Ottomotor kann die Gemischbildung vor dem Frischladungseinlassventil 46 erfolgen, oder beispielsweise im Bereich der Überströmkammer 42. 8th shows the condition slightly after the condition of 7 , wherein the overflow piston 40 with overflow valve closed 52 and again closed inlet valve 54 at its top dead center, the entire compressed charge is in the working chamber 36 is located there and with the exhaust valve still closed 50 Combustion starts when the recently injected diesel fuel ignites itself. In training as gasoline engine with direct injection sets short before the state of the 8th the injection and is about in the state of 8th ignited. When formed as a non-direct injection gasoline engine, the mixture formation before the fresh charge intake valve 46 take place, or for example in the region of the overflow chamber 42 ,

Der Zustand der 8 ist der Zustand, den die Brennkraftmaschine kurz nach dem Zustand der 2 einnimmt, so dass der Zyklus geschlossen ist.The condition of 8th is the state that the internal combustion engine shortly after the state of 2 occupies, so that the cycle is closed.

Bezugnehmend auf den Beginn des Überströmens der in der Überströmkammer 42 befindlichen verdichteten Frischladung in die Arbeitskammer 36 (Übergang vom Zustand gemäß 6 zum Zustand gemäß 7) ist es vorteilhaft, wenn die Steuerzeiten des Einlassventils 54 und des Auslassventils 50 derart gewählt sind, dass eine Verbindung der Überströmkammer 42 mit der Arbeitskammer 36 näherungsweise bei Druckgleichheit in den beiden Räumen beginnt bzw. vorhanden ist. Dazu wird das Auslassventil 50 vor dem OT des Arbeitskolbens 18 geschlossen, wobei das Einlassventil 54 noch geschlossen ist, so dass in der Arbeitskammer 36 eine gewisse Restgasmenge eingeschlossen wird, die dann bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens 18 in Richtung auf dessen OT komprimiert wird, bis der Druck in der Arbeitskammer 36 dem Druck in der Überströmkammer 42 entspricht. Bei Erreichen der Druckgleichheit oder bei nahezu erreichter Druckgleichheit öffnet das Einlassventil 54, so dass die Frischladung in energetisch bzw. thermodynamisch vorteilhafter Weise von der sich verkleinernden Überströmkammer 42 in die sich vergrößernde Arbeitskammer 36 übergeschoben wird.Referring to the beginning of the overflow in the overflow chamber 42 located compacted fresh charge in the working chamber 36 (Transition from the state according to 6 according to the condition 7 ), it is advantageous if the timing of the intake valve 54 and the exhaust valve 50 are selected such that a connection of the overflow chamber 42 with the working chamber 36 approximately at pressure equality in the two rooms begins or is present. This is the outlet valve 50 before the TDC of the working piston 18 closed, with the inlet valve 54 is still closed, leaving in the working chamber 36 a certain amount of residual gas is included, which then in the further upward movement of the working piston 18 is compressed in the direction of its OT until the pressure in the working chamber 36 the pressure in the overflow chamber 42 equivalent. When the equal pressure is reached or pressure equality is almost reached, the inlet valve opens 54 , so that the fresh charge in energetically or thermodynamically advantageous manner of the decreasing overflow chamber 42 in the enlarging working chamber 36 is pushed over.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, erfolgt in dem Verdichterzylinder 20 die Befüllung mit frischer, insbesondere im Volllastbereich vorzugsweise kalter Ladung und deren Verdichtung. Die verdichtete Ladung wird unter Volumenzunahme der Überströmkammer 42 in die Überströmkammer verdrängt, von wo aus die verdichtete Ladung unter Volumenabnahme der Überströmkammer und Volumenzunahme der Arbeitskammer in die Arbeitskammer übergeschoben wird, in der sie zur Leistung mechanischer Arbeit verbrannt wird. Das Überschieben der in der Verdichterkammer 34 verdichteten Luft in die Überströmkammer 42 und von dort in die Arbeitskammer 36 geschieht energetisch günstig bei kleinen Druckunterschieden zwischen den jeweiligen Kammern.As can be seen from the above, takes place in the compressor cylinder 20 the filling with fresh, especially in the full load range, preferably cold charge and their compression. The compressed charge is increasing in volume of the overflow chamber 42 displaced into the overflow chamber, from where the compressed charge is superimposed with volume decrease of the overflow chamber and volume increase of the working chamber in the working chamber, in which it is burned to the power of mechanical work. Slipping over in the compression chamber 34 compressed air in the overflow chamber 42 and from there to the working chamber 36 happens energetically favorable with small pressure differences between the respective chambers.

Aus thermodynamischen Gründen ist für einen möglichst guten Wirkungsgrad die Verdichterkammer 34 möglichst kühl und ist die Arbeitskammer 36 heiß. Der Verdichterzylinder 20 ist somit vorteilhafterweise vom Arbeitszylinder 22 thermisch möglichst isoliert und wird möglichst stark gekühlt, wohingegen der Arbeitszylinder nur dem jeweiligen Zweck entsprechend soweit gekühlt wird, dass die Materialien thermisch nicht überbeansprucht werden. Dies wird durch entsprechenden Verlauf nicht dargestellter Kühlkanäle bzw. die Aufteilung des Kühlsystems in ein Kühlsystem zum Kühlen des Arbeitszylinders und ein Kühlsystem zum Kühlen des Verdichterzylinders erreicht, sowie dadurch, dass der Verdichterzylinder und/oder der Arbeitszylinder mit thermisch entkoppelnden Auskleidungen versehen werden.For thermodynamic reasons, the compressor chamber is for the best possible efficiency 34 as cool as possible and is the working chamber 36 hot. The compressor cylinder 20 is thus advantageously from the working cylinder 22 thermally isolated as possible and is as strong as possible cooled, whereas the working cylinder is cooled only to the respective purpose so far that the materials are not thermally overstressed. This is achieved by corresponding course of unillustrated cooling channels or the division of the cooling system in a cooling system for cooling the working cylinder and a cooling system for cooling the compressor cylinder, and in that the compressor cylinder and / or the working cylinder are provided with thermally decoupling linings.

Infolge des erzwungenen Ladungswechsels durch das Überschieben der verdichteten Frischladung in die Arbeitskammer ist nur eine geringe Kühlung des Arbeitszylinders erforderlich. Durch die Integration des Überströmventils 52 in den Überströmkolben 40 wird Bauraum gespart und dennoch ein Überströmventil mit großem Durchströmquerschnitt ermöglicht.As a result of the forced charge exchange by pushing over the compacted fresh charge in the working chamber only a small cooling of the working cylinder is required. By integrating the overflow valve 52 in the overflow piston 40 Space is saved and yet allows a spill valve with a large flow area.

Der Überströmkolben 40 ist zur thermischen Isolierung vorteilhafterweise an seiner zur Stirnwand 32 weisenden Seite beispielsweise mittels einer gesonderten Isolationsschicht thermisch isoliert. Auch der Expansionszylinder ist vorteilhafterweise beispielsweise mittels eines eingesetzten Rohres thermisch isoliert. Besonders vorteilhaft ist eine thermisch isolierende Ausbildung der Oberseite des Arbeitskolbens 18 und des der Oberseite des Arbeitskolbens zugewandten Bereiches der Unterseite des Zylinderkopfes 30 einschließlich zumindest des entsprechenden Bereiches der Stirnwand 32.The overflow piston 40 is for thermal insulation advantageously at its end wall 32 pointing side thermally insulated, for example by means of a separate insulation layer. Also, the expansion cylinder is advantageously thermally insulated, for example by means of an inserted tube. Particularly advantageous is a thermally insulating formation of the top of the working piston 18 and the upper side of the working piston facing the region of the underside of the cylinder head 30 including at least the corresponding area of the end wall 32 ,

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung eilt der Arbeitskolben 18 dem Verdichterkolben 16 voraus, d. h. der Arbeitskolben 18 erreicht seinen oberen Totpunkt bevor der Verdichterkolben 16 seinen oberen Totpunkt erreicht. Dies führt dazu, dass die unter hohem Druck von der Überströmkammer in die Arbeitskammer ausgeschobene Frischladung vom Arbeitskolben nicht weiter verdichtet wird. Zum Erreichen hoher Kompressionsendtemperaturen und hoher Verdichtungen ist es vorteilhaft, wenn der Arbeitskolben dem Verdichterkol ben etwas nacheilt, so dass die aus der Überströmkammer in die Arbeitskammer ausgeschobene Frischladung vom Arbeitskolben weiter verdichtet wird, wobei sie zusätzlich durch die aufgenommene Wandwärme der Arbeitskammer komprimiert wird. Dies vermindert zusätzlich den Kühlbedarf des Arbeitszylinders. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird im Folgenden anhand der 9 und 10 erläutert. 9 zeigt die Volumina der Arbeitskammer 36, Verdichterkammer 34 und Überströmkammer 42 jeweils in Abhängigkeit von der Stellung der Kurbelwelle, wobei der obere Totpunkt des Arbeitskolbens (minimales Volumen der Arbeitskammer 36) mit 0° bezeichnet ist. 10 gibt die Druckverläufe in der Arbeitskammer und der Verdichterkammer und zusätzlich die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der jeweiligen Ventile in Abhängigkeit von der Stellung der Kurbelwelle an.In the embodiment of the invention described above, the working piston rushes 18 the compressor piston 16 ahead, ie the working piston 18 reaches its top dead center before the compressor piston 16 reached its top dead center. As a result, the fresh charge discharged from the overflow chamber into the working chamber under high pressure is no longer compressed by the working piston. To achieve high Kompressionsendtemperaturen and high densities, it is advantageous if the working piston the compressor piston something lags, so that the pushed out of the overflow into the working chamber fresh charge from the working piston is further compressed, being additionally compressed by the recorded wall heat of the working chamber. This additionally reduces the cooling requirement of the working cylinder. A corresponding embodiment of the internal combustion engine according to the invention is described below with reference to the 9 and 10 explained. 9 shows the volumes of the working chamber 36 , Compressor chamber 34 and overflow chamber 42 in each case depending on the position of the crankshaft, wherein the top dead center of the working piston (minimum volume of the working chamber 36 ) is designated 0 °. 10 indicates the pressure curves in the working chamber and the compression chamber and in addition the opening and closing times of the respective valves in dependence on the position of the crankshaft.

Wie ersichtlich, schließt bei etwa –150° Kurbelwinkel, d. h. etwas nach UT des Verdichterkolbens, das Frischladungseinlassventil 44. Der Druck in der Verdichterkammer nimmt dann mit abnehmenden Volumen der Verdichterkammer 34 zu. Bei etwa –100° KW beginnt der Überströmkolben sich aus seinem OT heraus zu bewegen, so dass das Volumen der Überströmkammer 42 zunimmt. Bei etwa –95° öffnet das Überströmventil 52, so dass verdichtete Frischladung unter weiterer Verminderung des Volumens der Verdichterkammer 34 und Zunahme des Volumens der Überströmkammer 42 in die Überströmkammer 42 übergeschoben wird. Bei etwa –75° schließt das Auslassventil 50, wodurch das Ausstoßen verbrannter Ladung aus der Arbeitskammer 36 beendet wird. Bei etwa –65°, d. h. bei etwa maximalem Volumen der Überströmkammer 42 öffnet das Einlassventil 54, so dass verdichtete Luft aus der Überströmkammer in die Arbeitskammer ausgeschoben wird, wobei der Druck in der Überströmkammer annähernd gleich dem der Arbeitskammer ist. Das Überschieben und Ausstoßen der verdichteten Frischladung hält an, bis die Verdichterkammer und die Überströmkammer ihr geringstes Volumen haben, wobei die Drucke bis etwa –20° zunehmen, bei welchem Wert der Verdichterkolben und der Überströmkolben in den OT gelangen und das Überströmventil 52 und das Einlassventil 54 schließen.As can be seen, closes at about -150 ° crank angle, ie slightly to UT the compressor piston, the Frischladungseinlassventil 44 , The pressure in the compression chamber then decreases with decreasing volume of the compression chamber 34 to. At about -100 ° CA, the overflow piston begins to move out of its TDC, leaving the volume of the overflow chamber 42 increases. At about -95 °, the overflow valve opens 52 , so that compressed fresh charge, while further reducing the volume of the compression chamber 34 and increase the volume of the overflow chamber 42 into the overflow chamber 42 is pushed over. At about -75 ° closes the exhaust valve 50 , whereby the discharge of burnt charge from the working chamber 36 is ended. At about -65 °, ie at about the maximum volume of the overflow chamber 42 opens the inlet valve 54 in that compressed air is expelled from the overflow chamber into the working chamber, wherein the pressure in the overflow chamber is approximately equal to that of the working chamber. The thrusting and discharging of the compressed fresh charge continues until the compression chamber and the overflow chamber have their smallest volume, wherein the pressures increase to about -20 °, at which value the compressor piston and the overflow piston get into the TDC and the overflow valve 52 and the inlet valve 54 shut down.

Bevorzugt gelangt der Verdichterkolben 16 kurz vor dem Überströmkolben in seinen OT, so dass das Volumen der Verdichterkammer kurz vor dem Volumen der Überströmkammer annähernd 0 wird und das Überströmventil kurz vor dem Einlassventil schließt.Preferably, the compressor piston passes 16 just before the overflow piston into its TDC, so that the volume of the compression chamber becomes almost 0 just before the volume of the overflow chamber and the overflow valve closes just before the inlet valve.

Nach Schließen des Einlassventils 54 wird die in der Arbeitskammer 36 befindliche verdichtete Ladung bis 0° KW weiter verdichtet und zündet dann, woraus sich der in 10 dargestellte Druckverlauf in der Arbeitskammer 36 ergibt. Bei etwa 10° KW wird das Frischladungseinlass ventil 44 geöffnet, so dass die Füllung der Verdichterkammer 34 wieder beginnt. Bei etwa 140° KW öffnet das Auslassventil 50 für den Auslass der verbrannten Ladung.After closing the inlet valve 54 will be in the working chamber 36 compressed charge further compressed to 0 ° CA and then ignites, resulting in the in 10 illustrated pressure curve in the working chamber 36 results. At about 10 ° KW, the fresh charge inlet valve 44 opened, leaving the filling of the compression chamber 34 starts again. At about 140 ° KW opens the exhaust valve 50 for the outlet of the burned cargo.

Mit der geschilderten Prozessführung ist es möglich, auch Ottokraftstoff ohne Hilfe einer Zündkerze unter Direkteinspritzung in die Arbeitskammer, ähnlich wie Dieselkraftstoff unter Selbstzündung zu verbrennen, so dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl Ottokraftstoffe als auch Dieselkraftstoffe verwendet werden können.With the described process management makes it possible also gasoline without the help of a spark plug under direct injection into the working chamber, much like diesel fuel under To burn auto-ignition, so that after the invention Process both gasoline and diesel fuels are used can.

Wie sich aus dem Vorstehenden weiter ergibt, ist die Verdichtung der Frischladung durch das Verhältnis des maximalen Volumens der Verdichterkammer zum Kompressionsvolumen, d. h. dem minimalen Volumen der Arbeitskammer 36 gegeben. Die Expansion ist durch das Volumen der Arbeitskammer 36 bei Öffnung des Auslassventils 50 zum Kompressionsvolumen gegeben und somit erheblich größer als die Verdichtung. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine arbeitet somit mit verlängerter Expansion, was thermodynamisch vorteilhaft ist.As will be apparent from the foregoing, the compression of the fresh charge by the ratio of the maximum volume of the compressor chamber to the compression volume, ie the minimum volume of the working chamber 36 given. The expansion is due to the volume of the working chamber 36 when opening the exhaust valve 50 given to the compression volume and thus considerably larger than the compression. The internal combustion engine according to the invention thus operates with extended expansion, which is thermodynamically advantageous.

11 zeigt schematisch beispielhaft einen erfindungsgemäßen Nockentrieb. Der die Arbeitskammer 36 nach oben abschließende Teil der Stirnwand des Zylinders ist mit 70 bezeichnet. Der die Verdichterkammer 34 nach oben abschließende Teil der Stirnwand des Zylinders ist mit 72 bezeichnet. Die Ventile und Nocken sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den bisherigen Figuren bezeichnet. 11 shows a schematic example of a cam according to the invention. The working chamber 36 upwards closing part of the front wall of the cylinder is with 70 designated. The the compressor chamber 34 upwards closing part of the front wall of the cylinder is with 72 designated. The valves and cams are denoted by the same reference numerals as in the previous figures.

Der Ventiltrieb weist zwei Nockenwellen 74 und 76 auf, von denen eine ein Rad 78 trägt, das über eine Kette oder einen Zahnriemen mit einem Rad einer Kurbelwelle verbunden ist und mit gleicher Drehzahl wie die Kurbelwelle dreht. Die Nockenwellen sind in nicht dargestellten Lagern maschinenfest gelagert und weisen miteinander kämmende Zahnräder 80 und 82 auf, so dass sie mit gleicher Drehzahl gegensinnig drehen. Es sind zwei Frischladungseinlassventile 46 vorgesehen, von denen jedes von einem Frischladungsnocken 56 betätigt wird, der jeweils an einer der Nockenwellen 74 und 76 ausgebildet ist.The valve train has two camshafts 74 and 76 on, one of which is a wheel 78 carries, which is connected via a chain or a toothed belt with a wheel of a crankshaft and rotates at the same speed as the crankshaft. The camshafts are mounted fixed to the machine in bearings, not shown, and have intermeshing gears 80 and 82 so that they rotate in opposite directions at the same speed. There are two fresh charge inlet valves 46 provided, each of which is a fresh-charge cam 56 is actuated, each at one of the camshafts 74 and 76 is trained.

In der dargestellten Ausführungsform ist ein Auslassventil 50 vorgesehen, das von einem nicht dargestellten an einer der Nockenwellen 74 oder 76 ausgebildeten Auslassnocken betätigt wird. Es versteht sich, dass das Auslassventil 50 über an beiden Nockenwellen ausgebildete Nocken betätigt werden kann oder zwei Auslassventile vorgesehen sein können.In the illustrated embodiment, an exhaust valve 50 provided by a not shown on one of the camshafts 74 or 76 trained exhaust cam is actuated. It is understood that the exhaust valve 50 can be operated on both camshafts formed cam or two exhaust valves can be provided.

Das Einlassventil 54 wird von einem an der Nockenwelle 74 ausgebildeten Einlassnocken 60 betätigt, wobei ein Schaft des Einlassventils, wie aus 1 ersichtlich, unter Abdichtung durch den Überströmkolben 40 hindurch geführt ist. Der Überströmkolben 40, der die Verdichterkammer 34 und die Arbeitskammer 36 überlappt, ist in Aufsicht vorteilhafterweise oval geformt und ist im dargestellten Beispiel einteilig mit vier Schäften ausgebildet, an deren freien Enden Rollen 84 gelagert sind, die an jeweils einem Überströmnocken 62 anliegen, der an jeder der Nockenwellen 74 und 76 ausgebildet ist. Die Rollen 84 werden von Federn 86, die sich zwischen dem Maschinengehäuse und den nicht mit Bezugszeichen versehenen Schäften des Überströmkolbens 40 abstützen, in Anlage an die Überströmnocken 62 gedrängt, d. h. die Federn 86 drängen den Überströmkolben 40 gemäß 1 nach oben in die Stellung, in der die Überströmkammer 42 maximales Volumen hat. Die Nocken 62 sind derart konturiert, dass der Überströmkolben 40 bei Anlage am Nockengrundkreis gegen die Kraft der Federn nach unten in eine Stellung gedrängt ist, in der das Volumen der Überströmkammer 42 minimal bzw. annähernd 0 ist. Die Kontur der Nocken ist einfallend, so dass der Überströmkolben einen Hub entsprechend der doppelpunktierten Linie der 9 ausführt, wobei der in der Überströmkammer herrschende Druck die Kraft der Federn 86 unterstützt. Mit der beschriebenen Konstruktion wird erreicht, dass im Nockentrieb keine höheren Flächenpressungen auftreten als in konventionellen Nockentrieben.The inlet valve 54 gets from one to the camshaft 74 trained intake cam 60 operated, wherein a stem of the intake valve, as shown 1 visible, with sealing by the overflow piston 40 passed through. The overflow piston 40 that the compression chamber 34 and the working chamber 36 overlaps, is advantageously oval shaped in plan view and is integrally formed in the illustrated example with four shanks, at the free ends rollers 84 are stored, each at a Überströmnocken 62 abut against each of the camshafts 74 and 76 is trained. The roles 84 be of feathers 86 extending between the machine housing and the unmarked shafts of the transfer piston 40 bear in abutment with the overflow cams 62 crowded, ie the springs 86 push the overflow piston 40 according to 1 upwards into the position in which the overflow chamber 42 has maximum volume. The cams 62 are contoured so that the overflow piston 40 is pressed down against the force of the springs down in a position in the cam base circle in a position in which the volume of the overflow chamber 42 is minimal or approximately 0. The contour of the cams is incident, so that the overflow piston has a stroke corresponding to the double-dotted line of the 9 performs, wherein the ruling in the overflow chamber Pressure the force of the springs 86 supported. With the construction described, it is achieved that in the cam drive no higher surface pressures occur than in conventional cam drives.

12 zeigt einen Querschnitt durch den Überströmkolben 40 mit darin aufgenommenem Einlassventil 54 und Überströmventil 52. Der Überströmkolben 40 ist mittels einer oder mehrerer Dichtungen 90 unter Abdichtung im Zylinderkopf 30 (1) auf- und abwärts beweglich. Der Schaft des Einlassventils 54 ist unter Abdichtung in einer Hülse 92 geführt, die wiederum unter Abdichtung in dem Überströmkolben 40 geführt ist. 12 shows a cross section through the overflow piston 40 with intake valve received therein 54 and overflow valve 52 , The overflow piston 40 is by means of one or more seals 90 under seal in the cylinder head 30 ( 1 ) movable up and down. The stem of the intake valve 54 is under sealing in a sleeve 92 guided, in turn, under sealing in the overflow piston 40 is guided.

Der Schaft des Überströmventils 52 ist unter Abdichtung verschiebbar innerhalb des Überströmkolbens 40 geführt und wird von einer Feder 94, die sich an ihrem oberen Ende an einem Bund des Überströmkolbens 40 und an ihrem unteren Ende an einem starr mit dem Überströmventil 52 verbundenen Bund abstützt, gemäß 12 nach unten gedrängt. Am oberen Ende des Schaftes ist eine Hülse 96 befestigt, die einen Bund aufweist, der relativ zum Überströmkolben 40 um ein Maß h beweglich ist, das deutlich kleiner als der maximale Hub des Überströmkolbens 40 ist.The shaft of the overflow valve 52 is displaceable under sealing within the overflow piston 40 guided and is by a spring 94 , which at its upper end on a collar of Überströmkolbens 40 and at its lower end to a rigid with the overflow valve 52 affiliated federation, according to 12 pushed down. At the upper end of the shaft is a sleeve 96 attached, which has a collar which is relative to the overflow piston 40 by a measure h is movable, which is significantly smaller than the maximum stroke of the overflow piston 40 is.

In der dargestellten Stellung nimmt der Überströmkolben 40 die Position ein, in der das Volumen der Überströmkammer 42 minimal ist und der Ventilteller des Überströmventils 52 an einem Ventilsitz 58 anliegt, der in der Stirnwand 32 (1) ausgebildet ist.In the position shown, the overflow piston takes 40 the position in which the volume of the overflow chamber 42 is minimal and the valve plate of the overflow valve 52 on a valve seat 58 rests in the front wall 32 ( 1 ) is trained.

Wie bereits erläutert, ist die Funktion derart, dass das Überströmventil 52 bei Bewegen des Überströmkolbens 40 aus dessen OT heraus zunächst während eines Hubs h des Überströmkolbens 40 geschlossen bleiben kann und dann zwangsweise vom Ventilsitz 98 abhebt. Je nach Dimensionierung der Feder 94 kann deren Kraft schon vor Bewegen des Überströmkolbens 40 um den Hub h vom Druck in der Verdichterkammer 34 überwunden werden, so dass das Überströmventil 52 bereits unmittelbar nach Beginn der Bewegung des Überströmkolbens 40 aus seinem OT öffnet.As already explained, the function is such that the overflow valve 52 when moving the overflow piston 40 out of its TDC initially during a stroke h of the overflow piston 40 can remain closed and then forcibly from the valve seat 98 takes off. Depending on the dimensions of the spring 94 can their strength even before moving the overflow piston 40 at the stroke h from the pressure in the compression chamber 34 be overcome, so that the overflow valve 52 already immediately after the start of the movement of the overflow piston 40 from his OT opens.

Die beispielhaft beschriebene erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann in vielfältiger Weise abgeändert werden:
Das Überströmventil 52 kann als einfaches Rückschlagventil ausgebildet sein, das lediglich vom Druck in der Verdichterkammer 34 gegen die Kraft einer sich am Maschinengehäuse abstützenden Feder geöffnet wird, wobei die Federkraft zweckentsprechend eingestellt ist.
The exemplary internal combustion engine according to the invention can be modified in many ways:
The overflow valve 52 can be designed as a simple check valve, the only of the pressure in the compression chamber 34 is opened against the force of a supported on the machine housing spring, wherein the spring force is set appropriately.

Das Überströmventil 52 kann als getrenntes Bauteil entfallen, wenn sichergestellt ist, dass der Überströmkolben 40 selbst im OT gegen die Verdichterkammer 34 ausreichend abdichtet.The overflow valve 52 can be omitted as a separate component, if it is ensured that the overflow piston 40 even in the OT against the compression chamber 34 sufficiently tight.

Zur Anpassung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte der jeweiligen Ventile an die Betriebsbedingungen können Phasensteller vorgesehen sein. Weiter ist es möglich, die Ventile nicht unmittelbar durch Drehung der nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu betätigen, sondern eigene Ventilaktoren vorzusehen, die zweckentsprechend gesteuert werden. Die effektive Verdichtung und die Zündbedingungen können durch den Schließzeitpunkt des Auslassventils beeinflusst werden; dieser Schließzeitpunkt kann durch eine entsprechende Verstelleinrichtung gegebenenfalls an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst werden.to Adjustment of the opening and closing times the respective valves to the operating conditions Phase adjuster may be provided. Next it is possible the Valves not directly by rotation of the not shown Crankshaft of the internal combustion engine to operate, but provide their own valve actuators, which controls appropriately become. The effective compression and ignition conditions can by the closing time of the exhaust valve to be influenced; This closing time can be through a corresponding adjustment optionally to different Operating conditions are adjusted.

Die geometrischen Dimensionierungen der Kolben und Kolbenhübe werden entsprechend den jeweiligen Anforderungen im Hinblick auf thermodynamische Gesichtspunkte derart bemessen, dass bei geringer Verdichtungs- und Überströmarbeit eine möglichst hohe Füllung der Arbeitskammer 36 erzielt wird und dass, wenn die Brennkraftmaschine ohne Fremdzündung betrieben wird, im Bereich des OT des Arbeitskolbens 18 Temperaturen erzielt werden, bei denen direkt eingespritzter Kraftstoff oder direkt eingeleitetes Gas zuverlässig selbst zündet. Bei fremd ge zündetem Betrieb mit Ottokraftstoff kann die Verdichtungsendtemperatur entsprechend niedriger liegen.The geometric dimensions of the piston and piston strokes are dimensioned according to the respective requirements with regard to thermodynamic aspects such that at low compression and Überströmarbeit the highest possible filling of the working chamber 36 is achieved and that when the internal combustion engine is operated without spark ignition, in the range of TDC of the working piston 18 Temperatures are achieved at which directly injected fuel or directly initiated gas reliably ignites itself. In externally ignited operation with petrol, the compression end temperature may be correspondingly lower.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann als Saugmotor oder aufgeladen betrieben werden.The Internal combustion engine according to the invention can be used as a naturally aspirated engine or charged.

Es kann vorteilhaft sein, die Ladungszusammensetzung im Arbeitszylinder durch Verwendung eines zusätzlichen Spülventils (ähnlich wie bei einem Kopf gesteuerten Zweitaktmotor mit Ventilen) zu beeinflussen, d. h. das Ausschieben des Restgases zu unterstützen, wodurch sich bei „Auslass schließt” mehr Frischluft im Arbeitszylinder befindet und das Temperaturniveau abgesenkt wird.It may be advantageous, the charge composition in the working cylinder by using an additional purge valve (similar to a head-controlled two-stroke engine with Valves), d. H. pushing out the residual gas too support, resulting in "outlet closes" more Fresh air is in the working cylinder and the temperature level is lowered.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform kann der Überströmkolben lediglich gegen Federkraft geöffnet werden, so dass er von Federn in seinen OT gedrängt wird und vom Druck in der Verdichterkammer in Richtung zum OT bewegt wird, der durch einen Anschlag gegeben ist.In a modified embodiment of the overflow piston can be opened only against spring force, so that it is urged by springs in its TDC and the pressure in the compression chamber in Direction to the OT, which is given by a stop.

Ein ausgeführter Motor, auf den sich die Diagramme der 9 und 10, sowie die Darstellungen der 11 und 12 beziehen, hat folgende Abmessungen: Verdichterkolben Überströmkolben Arbeitskolben Bohrung (mm) 86 65* 115 Hub (mm) 86 7 120 OT-Volumen (cm3) ~0 ~0 38 A running engine on which the diagrams of the 9 and 10 , as well as the representations of the 11 and 12 have the following dimensions: pistons compressor Überströmkolben working piston Bore (mm) 86 65 * 115 Stroke (mm) 86 7 120 OT volume (cm 3 ) ~ 0 ~ 0 38

*Der Überströmkolben hat eine elliptische Form, um die Anforderung bezüglich Volumenverlauf und Strömungsquerschnittsverlauf optimal zu erfüllen.* The overflow piston has an elliptical shape regarding the requirement Volume flow and flow cross section course optimal to fulfill.

Die Überexpansion dieses Motors liegt bei etwa 2,5, was für Volllastwirkungsgrade optimal ist.The overexpansion This engine is about 2.5, which is full load efficiency optimal.

Für die Optimierung der Wirkungsgrade im Teillastbereich ist eine geringere Überexpansion von beispielsweise 1,8 vorteilhaft, d. h., der Arbeitskolben wird dann kleiner.For the optimization of the efficiencies in the partial load range is a lower overexpansion of 1.8, for example, d. h., the working piston is then smaller.

Mit dem erfindungsgemäßen Motor wurden bei Direkteinspritzung sowohl mit Dieselkraftstoff als auch mit Ottokraftstoff effektive Mitteldrucke von über 20bar erzielt und effektive Wirkungsgrade von über 55%.With the engine according to the invention were in direct injection with both diesel fuel and petrol effective Medium pressures of over 20bar achieved and effective efficiencies of over 55%.

Vorteilhafterweise sollte das Verhältnis der Volumina der Arbeitskammer zu der Verdichtungskammer jeweils im UT des zugehörigen Kolbens zwischen 16 und 25 liegen. Das Verhältnis der Volumina der Verdichterkammer und der Überströmkammer, jeweils im UT des zugehörigen Kolbens, sollte zwischen 15 und 20 liegen. Das geometrische Verdichtungsverhältnis der Arbeitskammer liegt vorteilhafterweise zwischen 25 und 40. Das Einlassventil, das vorteilhafterweise schließt, wenn der Überströmkolben seinen OT erreicht hat, schließt vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen 20 und 5° KW vor OT des Arbeitskolbens. Die vorgenannten Werte sind nur beispielhaft und nicht einschränkend.advantageously, should be the ratio of the volumes of the working chamber too the compression chamber in the UT of the associated piston between 16 and 25 are. The ratio of volumes the compression chamber and the overflow chamber, each in the UT of the associated piston, should be between 15 and 20 are. The geometric compression ratio the working chamber is advantageously between 25 and 40. The Inlet valve, which advantageously closes when the overflow piston has attained its OT, advantageously closes in a range between 20 and 5 ° CA before TDC of the working piston. The above values are only illustrative and not restrictive.

Zur Unterstützung der Kaltstartfähigkeit bei nicht fremdgezündetem Betrieb kann zusätzlich eine Glühkerze installiert werden.to Support of cold start capability at not In addition, a glow plug can be operated with spark ignition be installed.

Die durch die Erfindung erzielte erhebliche Wirkungsgradverbesserung ist im Wesentlichen auf vier Faktoren zurückzuführen:
Ein wesentlicher Teil der Kompression erfolgt außerhalb des Brennraums bzw. der Arbeitskammer, wodurch die Kompression bei niederer Temperatur erfolgt und die Kompressionsarbeit vermindert wird. Ein Teil der Abgasenergie wird jeweils genutzt, indem die weitgehend oder nur wenig erwärmte verdichtete Frischladung dem heißen Brennraum bzw. der heißen Arbeitskammer zugeführt wird und dort thermische Energie aufnimmt. Zur noch besseren Nutzung der Abgaswärme kann das aus dem Auslasskanal 48 strömende Abgas zur Aufheizung der Überströmkammer 42 verwendet werden, indem es beispielsweise an der Rückseite des Überströmkolbens 40 entlang oder durch ihn hindurch geführt wird und/oder die Umfangswand des Überströmzylinders 33 aufheizt. In diesem Fall ist der Überströmkolben nicht zur Überströmkammer hin thermisch isoliert. Es kann auch mit zwei Überströmzylindern gearbeitet werden, deren Überströmkammern abwechselnd von Abgas und verdichteter Frischladung durchströmt wird. Es versteht sich, dass die Aufheizung der Überströmkammer derart ausgeführt wird, dass die Temperatur der Verdichterkammer dadurch möglichst nicht ansteigt. Bei Aufheizung der in die Überströmkammer übergeschobenen verdichteten Frischladung wird diese thermisch weiter verdichtet und der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils entsprechend angepasst.
The considerable improvement in efficiency achieved by the invention is essentially due to four factors:
A significant part of the compression takes place outside the combustion chamber or the working chamber, whereby the compression takes place at low temperature and the compression work is reduced. A portion of the exhaust energy is used in each case by the largely or only slightly heated compressed fresh charge is supplied to the hot combustion chamber or the hot working chamber and absorbs thermal energy there. For even better use of the exhaust heat that can from the exhaust duct 48 flowing exhaust gas to heat the overflow chamber 42 can be used by, for example, at the back of Überströmkolbens 40 is guided along or through it and / or the peripheral wall of the transfer cylinder 33 heating up. In this case, the overflow piston is not thermally insulated from the overflow chamber. It can also be used with two Überströmzylindern whose flow chambers is alternately flowed through by exhaust gas and compressed fresh charge. It is understood that the heating of the overflow chamber is carried out such that the temperature of the compressor chamber thereby does not rise as possible. Upon heating of the superimposed in the overflow compacted fresh charge this is thermally further compressed and the opening time of the inlet valve adjusted accordingly.

Die Wandwärmeverluste sind vermindert, da die gegenüber dem Verdichter thermisch isolierte Arbeitskammer nur wenig gekühlt werden muss oder auf eine externe Kühlung der Arbeitskammer ganz verzichtet werden kann.The Wall heat losses are reduced because the opposite the compressor thermally insulated working chamber cooled only slightly must be or on an external cooling of the working chamber can be dispensed with completely.

Die Prozessführung erfolgt mit verlängerter Expansion.The Process management takes place with extended expansion.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Motors sind sein runder Lauf und seine Vielstofffähigkeit. Der Betrieb kann mit flüssigen Kraftstoffen, gasförmigen Kraftstoffen und auch staubförmigen Festbrennstoffen erfolgen.Further Advantages of the motor according to the invention are round barrel and its multi-fuel capability. The operation can with liquid fuels, gaseous fuels and also dust-like solid fuels.

13 zeigt eine schematische Aufsicht auf eine dreizylindrige erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, wobei die einzelnen beschriebenen Zylindereinheiten aus Verdichterzylinder 20, Überströmzylinder 33 und Arbeitszylinder 22 in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Die Verdichterkolben 16 und Arbeitskolben 18 können über Pleuel 100, 102 (14) mit einer gemeinsamen Kurbelwelle (104) verbunden sein, deren Drehachse in 13 doppelpunktiert angedeutet ist. Das Pleuel 100 des Verdichterkolbens 16 und das Pleuel 102 und der Arbeitskolben 18 jeder der Einheiten können mit einer gemeinsamen Kurbel zusammen wirken, die einen Kurbelzapfen mit zwei in Längsrichtung der Kurbelwelle 104 hintereinander angeordneten und zueinander versetzten Kurbelzapfenabschnitten aufweist, mit denen der erwünschte Phasenversatz zwischen der Bewegung des Arbeitskolbens 18 und des Verdichterkolbens 16 erzielt wird. Der Arbeitskolben 18 und der Verdichterkolben 16 können auch mit jeweils eigenen Kröpfungen bzw. Kurbeln zusammen wirken, um den erwünschten Phasenversatz zwischen Arbeitskolben und Verdichterkolben zu erreichen, der auch Null sein kann. 13 shows a schematic plan view of a three-cylinder Brennkraftmaschi invention ne, wherein the individual described cylinder units from compressor cylinder 20 , Overflow cylinder 33 and working cylinder 22 arranged in a row one behind the other. The compressor pistons 16 and working pistons 18 can over connecting rods 100 . 102 ( 14 ) with a common crankshaft ( 104 ) whose axis of rotation is in 13 indicated by double-dotted lines. The connecting rod 100 of the compressor piston 16 and the connecting rod 102 and the working piston 18 each of the units may cooperate with a common crank having a crank pin with two longitudinally of the crankshaft 104 Having successively arranged and staggered crank pin portions, with which the desired phase offset between the movement of the working piston 18 and the compressor piston 16 is achieved. The working piston 18 and the compressor piston 16 can also work together with their own cranks or cranks to achieve the desired phase offset between the working piston and the compressor piston, which can also be zero.

Für alle Ventile und den Überströmkolben ist ein Nockentrieb, beispielsweise entsprechend 11, vorgesehen, der sich längs der gesamten Brennkraftmaschine erstreckt.For all valves and the overflow piston is a cam drive, for example, accordingly 11 , provided, which extends along the entire internal combustion engine.

Die erfindungsgemäßen Zylindereinheiten mit Verdichterkolben, Überströmkolben und Arbeitskolben können in jedwelcher Anzahl und Anordnung vorhanden sein, wie sie auch bei herkömmlichen Motoren bekannt sind.The Cylinder units according to the invention with compressor piston, overflow piston and working pistons can in any number and arrangement be present, as with conventional engines are known.

Die Erfindung kann in vielfältiger Weise abgeändert werden, solange die wesentlichen Merkmale der Erfindung vorhanden sind, nämlich Verdichtung von Frischladung in einem Verdichterzy linder, Überschieben der verdichteten Frischladung in eine Volumen veränderliche Überströmkammer, deren Volumen beim Überströmen zumindest zeitweilig zunimmt, Ausschieben der verdichteten Frischladung aus der Überströmkammer in eine Arbeitskammer, wobei das Volumen der Überströmkammer zumindest während eines Teils des Ausschiebens abnimmt und Verbrennen der in die Arbeitskammer ausgeschobenen, verdichteten Frischladung unter Arbeitsabgabe. Die Arbeitskammer ist vorteilhafterweise von der Verdichterkammer und möglichst auch von der Überströmkammer thermisch isoliert. Der aus der Verdichterkammer in die Überströmkammer übergeschobenen und aus der Überströmkammer in die Arbeitskammer ausgeschobenen Ladung wir vorteilhafterweise bei einem vorhergehenden Arbeitstakt frei werdende thermische Energie zugeführt.The Invention can be modified in many ways as long as the essential features of the invention exist are, namely compression of fresh charge in a compressor cylinder, sliding the compacted fresh charge into a volume variable overflow chamber, their volume during overflow at least temporarily increases, pushing out the compressed fresh charge from the overflow chamber in a working chamber, wherein the volume of the overflow chamber decreases during at least part of the pushing out and burning the pushed into the working chamber, compacted Fresh load under labor levy. The working chamber is advantageously from the compression chamber and possibly also from the overflow chamber thermally insulated. The pushed from the compression chamber in the overflow chamber and from the overflow chamber into the working chamber ejected charge we advantageously at a previous charge Power stroke released thermal energy supplied.

1010
Kurbelwellecrankshaft
1212
Pleuelpleuel
1414
Pleuelpleuel
1616
Verdichterkolbenpistons compressor
1818
Arbeitskolbenworking piston
2020
Verdichterzylindercompression cylinder
2222
Arbeitszylinderworking cylinder
2424
Zylinderrohrcylinder tube
2828
Zylindergehäusecylinder housing
3030
Zylinderkopfcylinder head
3232
Stirnwandbulkhead
3333
ÜberströmzylinderÜberströmzylinder
3434
Verdichterkammercompression chamber
3636
Arbeitskammerworking chamber
3838
Einspritzdüseinjection
4040
ÜberströmkolbenÜberströmkolben
4242
Überströmkammeroverflow chamber
4444
FrischladungseinlasskanalFresh charge intake port
4646
FrischladungseinlassventilFresh charge intake valve
4848
Auslasskanalexhaust port
5050
Auslassventiloutlet valve
5252
Überströmventiloverflow
5353
Federfeather
5454
Einlassventilintake valve
5656
FrischladungsnockenFresh charge cam
5858
Auslassnockenexhaust
6060
Einlassnockenintake cams
6262
ÜberströmnockenÜberströmnocken
7070
Stirnwandbulkhead
7272
Stirnwandbulkhead
7474
Nockenwellecamshaft
7676
Nockenwellecamshaft
7878
Radwheel
8080
Zahnrädergears
8282
Zahnradgear
8484
Rollerscooter
8686
Federnfeathers
9090
Dichtungpoetry
9292
Hülseshell
9494
Federfeather
9898
Ventilsitzvalve seat
100100
Pleuelpleuel
102102
Pleuelpleuel
104104
Kurbelwellecrankshaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (24)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Arbeitszylinder (22) mit einer von einem Arbeitskolben (18) begrenzten Arbeitskammer (36) mit einem Einlassventil (54) und einem Auslassventil (50), wenigstens einem Verdichterzylinder (20) mit einer von einem Verdichterkolben (16) begrenzten Verdichterkammer (34) mit einem Frischladungseinlassventil (46) und einem Überströmventil (52), einer von einem Überströmkolben (40) begrenzten Überströmkammer (42), die bei offenem Überströmventil mit der Verdichterkammer verbunden ist und bei offenem Einlassventil mit der Arbeitskammer verbunden ist, enthaltend folgende Schritte: – Füllen der Verdichterkammer (34) mit Frischladung unter Volumenzunahme der Verdichterkammer, – Verdichten von in der Verdichterkammer befindlicher Frischladung unter Volumenabnahme der Verdichterkammer, – Überschieben der verdichteten Frischladung in die Überströmkammer (42), wobei zumindest während eines Teils des Überschiebens das Volumen der Überströmkammer zunimmt, – Ausschieben der in der Überströmkammer (42) befindlichen verdichteten Frischladung in die Arbeitskammer (36), wobei zumindest während eines Teils des Ausschiebens das Volumen der Überströmkammer abnimmt, – Verbrennen der in der Arbeitskammer (36) befindlichen Frischladung unter Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Arbeitsleistung durch Volumenzunahme der Arbeitskammer und – Ausstoßen von verbrannter Ladung aus der Arbeitskammer.Method for operating an internal combustion engine with at least one working cylinder ( 22 ) with one of a working piston ( 18 ) limited working chamber ( 36 ) with an inlet valve ( 54 ) and an outlet valve ( 50 ), at least one compressor cylinder ( 20 ) with one of a compressor piston ( 16 ) limited compression chamber ( 34 ) with a fresh charge inlet valve ( 46 ) and an overflow valve ( 52 ), one of an overflow piston ( 40 ) limited overflow chamber ( 42 ), which is connected to the compression chamber with the overflow valve open and is connected to the working chamber when the inlet valve is open, comprising the following steps: filling the compression chamber ( 34 ) with fresh charge with increase in volume of the compression chamber, - compression of fresh charge located in the compression chamber with volume reduction of the compression chamber, - pushing the compacted fresh charge into the overflow chamber ( 42 ), whereby the volume of the overflow chamber increases at least during a part of the sliding over, - pushing out of the in the overflow chamber ( 42 ) located in the working chamber compacted fresh charge 36 ), whereby the volume of the overflow chamber decreases, at least during a part of the expulsion, - burning in the working chamber ( 36 ) Fresh charge under conversion of thermal energy into mechanical work by volume increase of the working chamber and - discharge of burned charge from the working chamber. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Bereich des OT des Arbeitskolbens (18) Brennstoff in die Arbeitskammer (36) eingeleitet wird.Method according to claim 1, wherein in the region of the TDC of the working piston ( 18 ) Fuel into the working chamber ( 36 ) is initiated. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Brennstoff Dieselkraftstoff ist.The method of claim 2, wherein the fuel is diesel fuel is. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Brennstoff Ottokraftstoff ist.The method of claim 2, wherein the fuel is gasoline is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Druck der von der Verdichterkammer (34) in die Überströmkammer (42) übergeschobenen Frischladung bei deren Überschieben zumindest annähernd konstant bleibt.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the pressure of the of the compression chamber ( 34 ) in the overflow chamber ( 42 ) superimposed fresh charge remains at least approximately constant when pushed over. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ausschieben der in der Überströmkammer (42) befindlichen Frischladung in die Arbeitskammer (36) beginnt, wenn in der Überströmkammer und der Arbeitskammer annähernd Druckgleichheit herrscht.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the pushing out in the overflow chamber ( 42 ) fresh charge into the working chamber ( 36 ) begins when there is approximately equal pressure in the overflow chamber and the working chamber. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bewegung des Arbeitskolbens (18) der des Verdichterkolbens (16) nacheilt.Method according to one of claims 1 to 6, wherein the movement of the working piston ( 18 ) of the compressor piston ( 16 ) lags behind. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die aus der Überströmkammer (42) in die Arbeitskammer (36) ausgeschobene verdichtete Frischladung vom Arbeitskolben (18) vor Beginn der Verbrennung weiter verdichtet wird.The method of claim 7, wherein the from the overflow chamber ( 42 ) in the working chamber ( 36 ) ejected compressed fresh charge from the working piston ( 18 ) is further compressed before the start of combustion. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bewegung des Arbeitskolbens (18) der des Verdichterkolbens (16) voreilt.Method according to one of claims 1 to 6, wherein the movement of the working piston ( 18 ) of the compressor piston ( 16 ) leads the way. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die aus der Überströmkammer (42) in die Arbeitskammer (36) ausgeschobene verdichtete Frischladung vom Arbeitskolben (18) vor Beginn der Verbrennung nicht weiter verdichtet wird.The method of claim 9, wherein the from the overflow chamber ( 42 ) in the working chamber ( 36 ) ejected compressed fresh charge from the working piston ( 18 ) is not further compressed before the start of combustion. Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Arbeitszylinder (22) mit einer von einem Arbeitskolben (18) begrenzten Arbeitskammer (36) mit einem Einlassventil (54) und einem Auslassventil (50), wenigstens einem Verdichterzylinder (20) mit einer von einem Verdichterkolben (16) begrenzten Verdichterkammer (34) mit einem Frischladungseinlassventil (46) und einem Überströmventil (52), einer von einem Überströmkolben (40) begrenzten Überströmkammer (42), die bei offenem Überströmventil mit der Frischluftkammer verbunden ist und bei offenem Einlassventil mit der Arbeitskammer verbunden ist, einem mit dem Arbeitskolben und dem Verdichterkolben verbundenen Kurbeltrieb (10) und einer Steuereinrichtung (53, 56, 58, 60, 62) zur Steuerung des Betriebes der Ventile und des Überströmkolbens, wobei der Kurbeltrieb und die Steuereinrichtung die Kolben und die Ventile derart steuern, dass ein Betrieb der Brennkraftmaschine entsprechend einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erfolgt.Internal combustion engine with at least one working cylinder ( 22 ) with one of a working piston ( 18 ) limited working chamber ( 36 ) with an inlet valve ( 54 ) and an outlet valve ( 50 ), at least one compressor cylinder ( 20 ) with one of a compressor piston ( 16 ) limited compression chamber ( 34 ) with a fresh charge inlet valve ( 46 ) and an overflow valve ( 52 ), one of an overflow piston ( 40 ) limited overflow chamber ( 42 ), which is connected to the fresh air chamber when the overflow valve is open and is connected to the working chamber when the inlet valve is open, to a crank drive connected to the working piston and the compressor piston ( 10 ) and a control device ( 53 . 56 . 58 . 60 . 62 ) for controlling the operation of the valves and the overflow piston, wherein the crank mechanism and the control means control the pistons and the valves such that an operation of the Brenn Engine according to a method according to one of claims 1 to 9 takes place. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, wobei Bohrung und Hub des Verdichterkolbens (16) kleiner sind als die des Arbeitskolbens (18).Internal combustion engine according to claim 11, wherein the bore and stroke of the compressor piston ( 16 ) are smaller than those of the working piston ( 18 ). Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Volumen der Verdichterkammer (34) im OT des Verdichterkolbens (16) annähernd Null ist.Internal combustion engine according to claim 11 or 12, wherein the volume of the compression chamber ( 34 ) in the TDC of the compressor piston ( 16 ) is approximately zero. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Volumen der Überströmkammer (42) im OT des Überströmkolbens (40) annähernd Null ist.Internal combustion engine according to one of claims 11 to 13, wherein the volume of the overflow chamber ( 42 ) in the TDC of the overflow piston ( 40 ) is approximately zero. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Verdichterkolben (16) und der Arbeitskolben (18) mit einer gemeinsamen Kurbelwelle (10) verbunden sind.Internal combustion engine according to one of claims 11 to 14, wherein the compressor piston ( 16 ) and the working piston ( 18 ) with a common crankshaft ( 10 ) are connected. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei wenigstens das Frischladungseinlassventil (46), das Einlassventil (54) und das Auslassventil (50) von einem vom Kurbeltrieb (10) angetriebenen Nockentrieb betätigt werden.Internal combustion engine according to one of claims 11 to 15, wherein at least the fresh charge inlet valve ( 46 ), the inlet valve ( 54 ) and the exhaust valve ( 50 ) of one of the crank mechanism ( 10 ) driven cam drive can be actuated. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Überströmkolben (40) von einem vom Kurbeltrieb (10) angetriebenen Nockentrieb (74, 76) betätigt wird.Internal combustion engine according to one of claims 11 to 16, wherein the overflow piston ( 40 ) of one of the crank mechanism ( 10 ) driven cam drive ( 74 . 76 ) is pressed. Brennkraftmaschine nach Anspruch 17, wobei der Nockentrieb (74, 76) mehrere, den Überströmkolben (40) betätigende Nocken (62) aufweist.Internal combustion engine according to claim 17, wherein the cam drive ( 74 . 76 ) several, the overflow piston ( 40 ) actuating cams ( 62 ) having. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der Verdichterzylinder (20) und der Arbeitszylinder (22) nebeneinander angeordnet sind und der Überströmkolben (40) in einem Überströmzylinder (33) arbeitet, der in Bewegungsrichtung der Kolben (16, 18) gesehen den Verdichterzylinder und den Arbeitszylinder überlappt und an eine dem Verdichterzylinder und dem Arbeitszylinder gemeinsame Stirnwand (32) angrenzt, in der vom Überströmventil (52) und vom Einlassventil (54) verschiebbare Öffnungen ausgebildet sind.Internal combustion engine according to one of claims 11 to 18, wherein the compressor cylinder ( 20 ) and the working cylinder ( 22 ) are arranged side by side and the overflow piston ( 40 ) in an overflow cylinder ( 33 ) working in the direction of movement of the piston ( 16 . 18 ) seen overlaps the compressor cylinder and the working cylinder and to a the compressor cylinder and the working cylinder common end wall ( 32 ), in which the overflow valve ( 52 ) and the inlet valve ( 54 ) displaceable openings are formed. Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, wobei sich ein Schaft des Einlassventils (54) unter Abdichtung durch den Überströmkolben (40) erstreckt.An internal combustion engine according to claim 19, wherein a stem of the inlet valve ( 54 ) while being sealed by the overflow piston ( 40 ). Brennkraftmaschine nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Überströmventil (52) als ein Tellerventil ausgebildet ist, das bei Bewegung in Richtung weg von der Verdichterkammer (34) öffnet und dessen Schaft unter Abdichtung in dem Überströmkolben (40) geführt ist.Internal combustion engine according to claim 19 or 20, wherein the overflow valve ( 52 ) is formed as a poppet valve which, when moving in the direction away from the compression chamber ( 34 ) opens and the shaft under sealing in the overflow piston ( 40 ) is guided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, wobei das Überströmventil (52) bei im OT befindlichen Überströmkolben (40) geschlossen ist und gegen die Kraft einer im Überströmkolben angeordneten Feder (53) aus dem Überströmkolben heraus bewegbar ist.Internal combustion engine according to claim 21, wherein the overflow valve ( 52 ) in OT overflow piston ( 40 ) is closed and against the force of a arranged in the overflow piston spring ( 53 ) is movable out of the overflow piston. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 22, wobei der Arbeitszylinder (22) und der Verdichterzylinder (20) thermisch voneinander isoliert sind und das Temperaturniveau des Arbeitszylinders höher ist als das des Verdichterzylinders.Internal combustion engine according to one of claims 11 to 22, wherein the working cylinder ( 22 ) and the compressor cylinder ( 20 ) are thermally isolated from each other and the temperature level of the working cylinder is higher than that of the compressor cylinder. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 23, enthaltend mehrere in Reihe angeordnete Zylindereinheiten mit je einem Verdichterzylinder (20), Arbeitszylinder (22) und Überströmzylinder (33), wobei die Verdichterzylinder und die Arbeitszylinder in je einer von zwei nebeneinander angeordneten Reihen angeordnet sind, die Verdichterkolben und Arbeitskolben mit einer gemeinsamen Kurbelwelle verbunden sind und die Überströmkolben (40) von wenigstens einer gemeinsamen Nockenwelle betätigt werden.Internal combustion engine according to one of claims 11 to 23, comprising a plurality of cylinder units arranged in series, each with a compressor cylinder ( 20 ), Working cylinder ( 22 ) and overflow cylinder ( 33 ), wherein the compressor cylinder and the working cylinder are arranged in each one of two juxtaposed rows, the compressor piston and working piston are connected to a common crankshaft and the overflow piston ( 40 ) are actuated by at least one common camshaft.
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