DE102011009546B4 - Four-stroke internal combustion engine with pre-compression in cylinders - Google Patents

Four-stroke internal combustion engine with pre-compression in cylinders Download PDF

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Abstract

Viertakt- Brennkraftmaschine mit Vorverdichtung in Zylindern, mit mindestens zwei einander gegenüberliegend angeordneten Zylindern mit Kolben, wobei die Kolben fest miteinander verbunden sind, mit einer Vorverdichtungsvorrichtung für die Verbrennungsluft und Steuermitteln für die Gasströme, wobei die gegenüberliegenden Kolben um 180° phasenverschoben arbeiten und der Hubweg der Kolben über ein Getriebe in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird, wobei- die gegenüberliegenden Zylinder als Doppelzylinder mit Doppelkolben (13,16) ausgeführt sind,- die Doppelkolben (13,16) durch Stege (20) fest miteinander verbunden sind und eine Doppelkolbeneinheit (11) bilden- zwei Zylindereinheiten (1, 2) parallel nebeneinander angeordnet sind und die Doppelkolbeneinheiten (11,12) über Exzenter (17,18) auf eine Exzenterwelle (19) wirken,- die Doppelkolben (13,16,14,15) jeweils in separaten Vorverdichtungs-/Ansaugräumen (7,10,8,9) und Verdichtungs-/ Verbrennungsräumen (3,6,4,5) wirken, wobei jeweils ein Doppelkolben (13,16,14,15) in einem der separaten Vorverdichtungs-/Ansaugräume (7,8,9,10) sowie Verdichtungs-Verbrennungsräume (3,4,5,6) parallel arbeitet,- der Doppelkolben (13,16,14,15) das jeweils über eine Einströmöffnung angesaugte Gasgemisch oder Kraftstoff-Gasgemisch in den Vorverdichtungs-/Ansaugräumen (7,10,8,9) in einer ersten Stufe auf den gewünschten Grad verdichtet, wobei dieser Vorgang immer in zwei Vorverdichtungs-/Ansaugräumen(10, 8) gleichzeitig erfolgt und die angesaugten Gemische in einer zweiten Stufe je einen Verdichtungs-/ Verbrennungsraum (5) füllen, wobei jeweils zwei Vorverdichtungs-/Ansaugräume (7,8,9,10) wechselnd zwischen den Doppelkolben (13, 16, 14, 15) zum Laden eines Verdichtungs-/ Verbrennungsraumes (3,4,5,6) zugeordnet sind.Four-stroke internal combustion engine with supercharging in cylinders, with at least two opposed cylinders with pistons, the pistons being integral with each other, with a supercompression device for the combustion air and control means for the gas flows, the opposed pistons working 180° out of phase and the stroke the piston is converted into a rotational movement via a gear, whereby - the opposite cylinders are designed as double cylinders with double pistons (13,16), - the double pistons (13,16) are firmly connected to one another by webs (20) and a double piston unit (11 ) form- two cylinder units (1, 2) are arranged parallel next to each other and the double piston units (11,12) act on an eccentric shaft (19) via eccentrics (17,18), - the double pistons (13,16,14,15) each act in separate pre-compression/intake chambers (7,10,8,9) and compression/combustion chambers (3,6,4,5), each with a Double piston (13,16,14,15) works in parallel in one of the separate precompression/intake chambers (7,8,9,10) and compression combustion chambers (3,4,5,6), - the double piston (13,16 ,14,15) compresses the gas mixture or fuel-gas mixture sucked in via an inflow opening in the precompression/intake chambers (7,10,8,9) in a first stage to the desired degree, with this process always taking place in two precompression/ intake spaces (10, 8) takes place simultaneously and the intake mixtures each fill a compression/combustion space (5) in a second stage, with two pre-compression/intake spaces (7,8,9,10) alternating between the double pistons (13, 16, 14, 15) for charging a compression/combustion chamber (3,4,5,6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise für Viertaktbetrieb, mit zwei nebeneinander angeordneten Zylindern, die jeweils in zwei gegenüberliegenden Verdichtungs-/Verbrennungsräume (Boxeranordnung) und zwei dazwischenliegenden separaten Vorverdichtungs-/Ansaugräumen geteilt sind. Dabei weist jeder Zylinder zwei gegenüberliegende, starr miteinander verbundene Doppelkolben auf, die gleichzeitig im Verdichtungs-/Verbrennungsraum als auch im Vorverdichtungs-/Ansaugraum wirken und den erzeugten Hub auf einen Exzenter, der auf einer zylindermittig angeordneten Exzenterwelle befestigt ist, überträgt. Das Öffnen und Schließen der Einströmöffnungen in die Verdichtung-/Verbrennungsräume sowie das Zuschalten der Vorverdichtungs-/Ansaugräume erfolgt über eine Wellensteuerung. Diese Wellen haben Schlitze, die das Öffnen und Schließen der Ein- und Ausströmöffnungen gewährleisten.The invention relates to an internal combustion engine, preferably for four-stroke operation, with two cylinders arranged next to one another, each of which is divided into two opposing compression/combustion chambers (boxer arrangement) and two separate precompression/intake chambers located in between. Each cylinder has two opposing double pistons that are rigidly connected to one another. The opening and closing of the inflow openings in the compression/combustion chambers and the switching on of the precompression/intake chambers is carried out via a wave control. These shafts have slots that ensure the opening and closing of the inflow and outflow ports.

Brennkraftmaschinen mit nebeneinander angeordneten und in Wirkung stehenden Zylindern sind aus der DE 44 44 767 A1 bekannt geworden. Die Zylinder in Boxeranordnung sind mit Zylinderböden ausgestattet und durch einen Kolben in einen unteren und in einen oberen Zylinderraum geteilt, von denen der untere Zylinderraum der Verdichtung und der obere Zylinderraum der Verdichtung und der Verbrennung dient, wobei jeweils ein unterer und ein oberer Zylinderraum des jeweils anderen Zylinders über Öffnungen mit einem Speicherraum verbunden ist. Im Speicherraum wirkt ein als Hohlzylinder ausgebildeter Steuerschieber in Zylinderlängsachse. Aus der DE 41 40 627 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit zwei parallel nebeneinanderliegenden Zylindern und zwei doppeltwirkende Arbeitskolben, die in den Zylindern auf- und abwärts gleiten und durch einen Kolbenbolzen miteinander verbunden sind, bekannt. Des Weiteren ist ein durch ein Rootsgebläse befüllbarer Druckbehälter vorgesehen. Zur Steuerung der Zylinderbefüllung sind jedem Zylinder Steuerschieber zugeordnet, durch welche Einlassschlitze und Druckluftschlitze, die mit dem Druckbehälter in Verbindung stehen, steuerbar sind. Der Nachteil dieser Lösungen liegt darin, dass die Vorverdichtung des Kraftstoffgasgemisches im
Arbeitszylinderraum, beispielsweise mit der Kolbenunterseite erfolgt. Somit ist der Vorverdichtungsgrad auch bei einem zusätzlichen Speicherraum vom vorgegebenen Zylinderinhalt abhängig. Ein weiterer Nachteil hinsichtlich Laufruhe und Mechanik stellt der dominierende Kurbeltrieb da.
Aufladungen von Brennkraftmaschinen mit einem Abgasturbolader haben den Nachteil, dass die Aufladung erst bei höheren Drehzahlen wirksam wird.Internal combustion engines with cylinders arranged side by side and in effect are from DE 44 44 767 A1 known. The cylinders in a boxer arrangement are equipped with cylinder bases and are divided by a piston into a lower and an upper cylinder chamber, of which the lower cylinder chamber is used for compression and the upper cylinder chamber for compression and combustion, with a lower and an upper cylinder chamber of each other cylinder is connected to a storage space via openings. A control slide designed as a hollow cylinder acts in the cylinder longitudinal axis in the accumulator chamber. From the DE 41 40 627 A1 is an internal combustion engine with two parallel side by side cylinders and two double-acting working pistons, which slide up and down in the cylinders and are connected by a piston pin, is known. Furthermore, a pressure vessel that can be filled by a Roots blower is provided. To control the cylinder filling, each cylinder is assigned control slides, through which inlet slots and compressed air slots, which are connected to the pressure vessel, can be controlled. The disadvantage of these solutions is that the pre-compression of the fuel-gas mixture in the
Working cylinder space, for example, takes place with the piston underside. Thus, the degree of pre-compression is dependent on the specified cylinder content, even with an additional storage space. Another disadvantage in terms of smooth running and mechanics is the dominating crank mechanism.
Supercharging internal combustion engines with an exhaust gas turbocharger has the disadvantage that the supercharging only becomes effective at higher engine speeds.

Die DE 198 39 227 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit verbundenen Doppelkolben, die in einem gegenüberliegenden Doppelzylinder arbeiten und über separate Vorverdichtung-/Ansaugräume verfügen.the DE 198 39 227 A1 describes an internal combustion engine with connected twin pistons working in an opposed twin cylinder and having separate supercharging/intake chambers.

Letztlich soll noch auf die WO 2008/010 490 A1 verwiesen werden.Ultimately, the WO 2008/010 490 A1 to get expelled.

Diese beschreibt einen Zykloiden-Hubkolbenmotor, der eine Kolbeneinheit, die einen Kolben und eine Kolbenstange umfasst, und eine sogenannten Linearkurbel zum linearen Hin- und Herbewegen der Kolbenstange durch einen Planetengetriebemechanismus zur Umwandlung der Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung verwendet. Eine Kombination aus horizontal gegenüberliegenden Zweizylinderanordnungen als Einheitsmotor und horizontal gegenüberliegenden Vierzylindern, die zwei Einheiten als Einheitskomponentenmotor verketten, ist eine vorteilhafte Ausführung.This describes a cycloidal reciprocating engine using a piston unit comprising a piston and a piston rod, and a so-called linear crank for linearly reciprocating the piston rod through a planetary gear mechanism for converting the movement of the piston into rotary motion. A combination of horizontally opposed two-cylinder arrangements as a unit engine and horizontally opposed four-cylinders chaining two units as a unitary component engine is an advantageous embodiment.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Brennkraftmaschine der eingangsbeschriebenen Art vorzuschlagen, die eine Vorverdichtung bereits bei niedrigen Drehzahlen, unabhängig von Arbeitszylinderinhalt ermöglicht. Weiterhin soll eine mechanisch einfache und kosteneffiziente Kraftübertragung von der Hubbewegung in die Drehbewegung geschaffen werden, um den Verschleiß und die Geräuschentwicklung zu minimieren. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.The object of the invention is therefore to propose an internal combustion engine of the type described above, which enables precompression even at low speeds, independently of the working cylinder content. Furthermore, a mechanically simple and cost-efficient power transmission from the lifting movement to the rotary movement should be created in order to minimize wear and noise. This problem is solved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß sind zwei Zylindereinheiten nebeneinander angeordnet, die jeweils in zwei gegenüberliegenden Verdichtungs-/Verbrennungsräume (Boxeranordnung) und zwei dazwischenliegenden separaten Vorverdichtungs-/Ansaugräumen geteilt sind. Somit ergeben sich vier separate Verdichtungs-/Verbrennungsräume und vier separate Vorverdichtungs-/Ansaugräume. Weiterhin weist jede Zylindereinheit zwei gegenüberliegende, starr miteinander verbundene Doppelkolben, die eine Doppelkolbeneinheit bilden, auf. Die Doppelkolbeneinheit, die gleichzeitig im Verdichtungs-/Verbrennungsraum als auch im Vorverdichtungs-/Ansaugraum wirkt, überträgt den erzeugten Hub über einen Exzenter, der auf einer zylindermittig angeordneten Exzenterwelle befestigt ist, in eine Drehbewegung. Vorteilhafterweise können die zylindrischen Vorverdichtungs-/Ansaugräume und Verdichtungs-/Verbrennungsräume sowie die dazugehörigen Doppelkolbenseiten unterschiedliche Durchmesser aufweisen, was die Einstellung eines optimalen Verdichtungsverhältnisses für die entsprechende Verbrennungsaufgabe ermöglicht. So kann zum Beispiel der Abreissdruck der Einspritzdüsen bei Dieselmotoren wesentlich verringert und somit die Laufruhe und der Verschleiß reduziert werden. Mit dem Doppelkolben kann zudem die Führung in den Zylindern nahezu verschleißfrei gestaltet werden. Auch können Geräusche durch „Kolbenkippen“ nicht entstehen. Das Öffnen und Schließen der Einströmöffnungen für das Gasgemisch oder Kraftstoff-Gasgemisch in die Verdichtungs-/Verbrennungsräume sowie die Vorverdichtungs-/Ansaugräume erfolgt bevorzugt über eine „Wellensteuerung“. Diese Wellen enthalten Schlitze, die das Öffnen und Schließen der Ein- und Ausströmöffnungen gewährleisten. Hier entsteht kein „Schwebezustand“ bei hohen Drehzahlen wie bei einer Ventilsteuerung. Diese Steuerwellen können über mehrere Arten der Steuerung von der Exzenterwelle angetrieben werden, wie Zahnriemen, Steuerkette oder Steuerräder. Die Anordnung der Steuerwellen ist oberhalb der Verdichtungs-/Verbrennungsräume sowie der Vorverdichtungs-/Ansaugräume angebracht.
Das Prinzip kann bei allen bekannten Typen von Motoren, wie Benzin- Diesel- Gasmotoren angewendet werden.
Weitere günstige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.According to the invention, two cylinder units are arranged next to one another, each of which is divided into two opposing compression/combustion chambers (boxer arrangement) and two separate precompression/intake chambers located in between. This results in four separate compression/combustion chambers and four separate pre-compression/intake chambers. Furthermore, each cylinder unit has two opposing double pistons rigidly connected to one another, which form a double piston unit. The double-piston unit, which acts simultaneously in the compression/combustion chamber and in the pre-compression/intake chamber, converts the stroke generated into a rotary movement via an eccentric, which is attached to an eccentric shaft located in the center of the cylinder. Advantageously, the cylindrical pre-compression/intake chambers and compression/combustion chambers and the associated double-piston sides can have different diameters, which makes it possible to set an optimal compression ratio for the corresponding combustion task. For example, the tear-off pressure of the injection nozzles in diesel engines can be significantly reduced, thus reducing smooth running and wear. With the double piston, the guide in the cylinders can also be designed to be almost wear-free. Also, noises caused by "piston tipping" cannot arise hen. The opening and closing of the inflow openings for the gas mixture or fuel-gas mixture in the compression/combustion chambers and the pre-compression/intake chambers is preferably carried out via a "wave control". These shafts contain slots that ensure the opening and closing of the inflow and outflow ports. There is no "hovering state" at high speeds as with valve control. These control shafts can be driven by the eccentric shaft via several types of control, such as toothed belts, timing chains or timing gears. The control shafts are arranged above the compression/combustion chambers and the pre-compression/intake chambers.
The principle can be applied to all known types of engines, such as petrol, diesel and gas engines.
Further advantageous configurations are set out in the dependent claims.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beschriebenen Viertakt- Brennkraftmaschine ist das Motorgehäuse (21) mittig zur Excenterwelle (19) geteilt. Diese Teilung ermöglicht bei der Montage einen einfachen Zugang zu den Doppelkoben (13,16,14,15) und den Zylindern. Die einzelnen Zylinder bestehen aus zwei Teilen, den Innenzylindern (22) und den Außenzylindern (23), wobei die Außenzylinder (23) nach Montage des Motorgehäuses (21) und der Doppelkolben (13,16 und 14,15) jeweils von außen aufgesetzt werden. Bei den vier Doppelkolben (13,16,14,15) werden der Innenkolben (24) und der Außenkolben (25) mittels einer Kolbenverbindungsstange (26) starr verbunden. Auch werden jeweils zwei Doppelkolben (13,16 u. 14,15) bei der Montage fest zu zwei Doppelkolbeneinheiten (11,12) verbunden. Zur Steuerung der Abläufe im Motormanagement wird eine Welle mit Steuerschlitzen eingesetzt, die radial bzw. axial eingebracht sein können.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the four-stroke internal combustion engine described, the motor housing (21) is divided in the middle of the eccentric shaft (19). This division enables easy access to the double pistons (13,16,14,15) and the cylinders during assembly. The individual cylinders consist of two parts, the inner cylinders (22) and the outer cylinders (23), with the outer cylinders (23) being fitted from the outside after the motor housing (21) and the double pistons (13,16 and 14,15) have been assembled . In the case of the four double pistons (13,16,14,15), the inner piston (24) and the outer piston (25) are rigidly connected by means of a piston connecting rod (26). Two double pistons (13,16 and 14,15) are also firmly connected to form two double piston units (11,12) during assembly. A shaft with control slots, which can be introduced radially or axially, is used to control the processes in engine management.

Die 1 bis 4 zeigen in einer Schnittdarstellung die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine in den ablaufenden Takten.

  • 1 zeigt den Arbeitstakt 1: Verdichtungs-/Verbrennungsraum-1 hat gezündet.
  • 2 zeigt den Arbeitstakt 2: Verdichtungs-/Verbrennungsraum-2 hat gezündet.
  • 3 zeigt den Arbeitstakt 3: Verdichtungs-/Verbrennungsraum-3 hat gezündet.
  • 4 zeigt den Arbeitstakt 4: Verdichtungs-/Verbrennungsraum-4 hat gezündet.
the 1 until 4 show a sectional view of the operation of the internal combustion engine in the running cycles.
  • 1 shows power cycle 1: compression/combustion chamber 1 has ignited.
  • 2 shows power stroke 2: compression/combustion chamber 2 has ignited.
  • 3 shows power stroke 3: compression/combustion chamber 3 has ignited.
  • 4 shows power cycle 4: compression/combustion chamber 4 has ignited.

Arbeitstakt-1 (Figur 1)Working cycle-1 (Figure 1)

Im Verdichtungs-/Verbrennungsraum (3) der Zylindereinheit (1) wurde gezündet und die obere Seite des Doppelkolbens (13) befindet sich somit am unteren Totpunkt (UT). Die untere Seite des Doppelkolbens (13) befindet sich ebenfalls am UT und hat den Vorverdichtungs-/Ansaugraum (7) mit frischem Kraftstoffgasgemisch gefüllt (angesaugt). In dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (6), der dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (3) in Boxeranordnung gegenüberliegt, befindet sich der dazugehörige Doppelkolben (16) am oberen Totpunkt (OT) und hat die verbrannten Gase ausgestoßen. Im Vorverdichtungs-/Ansaugraum (10) ist der Doppelkolben (16) ebenfalls am OT, hat das zuvor angesaugte Kraftstoffgasgemisch vorverdichtet und drückt es über eine Druckleitung in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (5) der nebenliegenden Zylindereinheit (2). Gleichzeitig erfolgt die Zufuhr von angesaugtem Kraftstoffgasgemisch aus dem Vorverdichtungs-/Ansaugraum (8) der 2. Zylindereinheit (2) in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (5). Die Doppelkolbeneinheiten (11,12) übertragen mittels Exzenter (17,18) die Hubbewegungen zwangsweise in eine Drehbewegung der Exzenterwelle (19).Ignition took place in the compression/combustion chamber (3) of the cylinder unit (1) and the upper side of the double piston (13) is therefore at bottom dead center (BDC). The lower side of the double piston (13) is also at UT and has filled (sucked in) the pre-compression/intake chamber (7) with fresh fuel-gas mixture. In the compression/combustion chamber (6), which is opposite the compression/combustion chamber (3) in a boxer arrangement, the associated double piston (16) is at top dead center (TDC) and has ejected the burned gases. In the pre-compression/intake chamber (10), the double piston (16) is also at TDC, has pre-compressed the fuel-gas mixture previously sucked in and presses it via a pressure line into the compression/combustion chamber (5) of the adjacent cylinder unit (2). At the same time, the aspirated fuel-gas mixture is fed from the precompression/intake chamber (8) of the second cylinder unit (2) into the compression/combustion chamber (5). The double-piston units (11,12) transfer the lifting movements into a rotary movement of the eccentric shaft (19) by means of eccentrics (17,18).

Arbeitstakt-2 (Figur 2)Working cycle-2 (Figure 2)

Im Verdichtungs-/Verbrennungsraum (4) der Zylindereinheit (2) wurde gezündet und die obere Seite des Doppelkolbens (14) befindet sich somit am UT. Die untere Seite des Doppelkolbens (14) befindet sich ebenfalls am UT und hat den Vorverdichtungs-/Ansaugraum (8) mit frischem Kraftstoffgasgemisch gefüllt (angesaugt). In dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (5), der dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (4) in Boxeranordnung gegenüberliegt, befindet sich der dazugehörige Doppelkolben (15) am OT und hat das Kraftstoffgasgemisch verdichtet. Im Vorverdichtungs-/Ansaugraum (9) ist der Doppelkolben (15) ebenfalls am OT und hat das zuvor angesaugte Kraftstoffgasgemisch vorverdichtet und drückt es über eine Druckleitung in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (6) der nebenliegenden Zylindereinheit (1). Gleichzeitig erfolgt die Zufuhr von angesaugtem Kraftstoffgasgemisch aus dem Vorverdichtungs-/Ansaugraum (7) der 1. Zylindereinheit (1) in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (6). Die Doppelkolbeneinheiten (11,12) übertragen mittels Exzenter (17,18) die Hubbewegungen zwangsweise in eine Drehbewegung der Exzenterwelle (19).Ignition took place in the compression/combustion chamber (4) of the cylinder unit (2) and the upper side of the double piston (14) is therefore at BDC. The lower side of the double piston (14) is also at UT and has filled (sucked in) the pre-compression/intake chamber (8) with fresh fuel-gas mixture. In the compression/combustion chamber (5), which is opposite the compression/combustion chamber (4) in a boxer configuration, the associated double piston (15) is at TDC and has compressed the fuel-gas mixture. In the pre-compression/intake chamber (9), the double piston (15) is also at TDC and has pre-compressed the previously sucked-in fuel-gas mixture and presses it via a pressure line into the compression/combustion chamber (6) of the adjacent cylinder unit (1). At the same time, the intake fuel/gas mixture is fed from the pre-compression/intake chamber (7) of the 1st cylinder unit (1) into the compression/combustion chamber (6). The double-piston units (11,12) transfer the lifting movements into a rotary movement of the eccentric shaft (19) by means of eccentrics (17,18).

Arbeitstakt (Figur 3)Working cycle (Figure 3)

Im Verdichtungs-/Verbrennungsraum (5) der 2. Zylindereinheit (2) wurde gezündet und die obere Seite des Doppelkolbens (15) befindet sich somit am UT. Die untere Seite des Doppelkolben (15) befindet sich ebenfalls am UT und hat den Vorverdichtungs-/Ansaugraum (9) mit frischem Kraftstoffgasgemisch gefüllt (angesaugt). In dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (4), der dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (5) in Boxeranordnung gegenüberliegt, befindet sich der dazugehörige Doppelkolben (14) am OT und hat die verbrannten Gase ausgestoßen. Im Vorverdichtungs-/Ansaugraum (8) ist der Doppelkolben (14) ebenfalls am OT und hat das zuvor angesaugte Kraftstoffgasgemisch über eine Druckleitung in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (3) der nebenliegenden Zylindereinheit (1) gedrückt. Gleichzeitig erfolgt die Zufuhr von angesaugtem Kraftstoffgasgemisch aus dem Vorverdichtungs-/Ansaugraum (10) der 1. Zylindereinheit (1) in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (3). Die Doppelkolbeneinheiten (11,12) übertragen mittels Exzenter (17,18) die Hubbewegungen zwangsweise in eine Drehbewegung der Exzenterwelle (19).Ignition took place in the compression/combustion chamber (5) of the 2nd cylinder unit (2) and the upper side of the double piston (15) is therefore at BDC. The lower side of the double piston (15) is located is also at UT and has filled (sucked in) the pre-compression/intake chamber (9) with fresh fuel-gas mixture. In the compression/combustion chamber (4), which is opposite the compression/combustion chamber (5) in a boxer arrangement, the associated double piston (14) is at TDC and has ejected the burned gases. In the pre-compression/intake chamber (8), the double piston (14) is also at TDC and has pressed the fuel/gas mixture previously sucked in via a pressure line into the compression/combustion chamber (3) of the adjacent cylinder unit (1). At the same time, the intake fuel/gas mixture is fed from the pre-compression/intake chamber (10) of the 1st cylinder unit (1) into the compression/combustion chamber (3). The double-piston units (11,12) transfer the lifting movements into a rotary movement of the eccentric shaft (19) by means of eccentrics (17,18).

Arbeitstakt-4 (Figur 4)Working cycle-4 (Figure 4)

Im Verdichtungs-/Verbrennungsraum (6) der Zylindereinheit (1) wurde gezündet und die obere Seite des Doppelkolbens (16) befindet sich somit am UT. Die untere Seite des Doppelkolben (16) befindet sich ebenfalls am UT und hat den Vorverdichtungs-/Ansaugraum (10) mit frischem Kraftstoffgasgemisch gefüllt (angesaugt). In dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (3), der dem Verdichtungs-/Verbrennungsraum (6) in Boxeranordnung gegenüberliegt, befindet sich der dazugehörige Doppelkolben (13) am OT und hat das Kraftstoffgasgemisch verdichtet. Im Vorverdichtungs-/Ansaugraum (7) ist der Doppelkolben (13) ebenfalls am OT und hat das zuvor angesaugte Kraftstoffgasgemisch über eine Druckleitung in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (4) der nebenliegenden Zylindereinheit (2) gedrückt. Gleichzeitig erfolgt die Zufuhr von angesaugtem Kraftstoffgasgemisch aus dem Vorverdichtungs-/Ansaugraum (9) der Zylindereinheit (2) in den Verdichtungs-/Verbrennungsraum (4). Die Doppelkolbeneinheiten (11,12) übertragen mittels Exzenter (17,18) die Hubbewegungen zwangsweise in eine Drehbewegung der Exzenterwelle (19).Ignition took place in the compression/combustion chamber (6) of the cylinder unit (1) and the upper side of the double piston (16) is therefore at BDC. The lower side of the double piston (16) is also at UT and has filled (sucked in) the pre-compression/intake chamber (10) with fresh fuel-gas mixture. In the compression/combustion chamber (3), which is opposite the compression/combustion chamber (6) in a boxer arrangement, the associated double piston (13) is at TDC and has compressed the fuel-gas mixture. In the pre-compression/intake chamber (7), the double piston (13) is also at TDC and has pressed the fuel/gas mixture previously sucked in via a pressure line into the compression/combustion chamber (4) of the adjacent cylinder unit (2). At the same time, the intake fuel/gas mixture is fed from the pre-compression/intake chamber (9) of the cylinder unit (2) into the compression/combustion chamber (4). The double-piston units (11,12) transfer the lifting movements into a rotary movement of the eccentric shaft (19) by means of eccentrics (17,18).

BezugszeichenlisteReference List

11
Zylindereinheit-1cylinder unit-1
22
Zylindereinheit-2cylinder unit-2
33
Verdichtungs-/Verbrennungsraumcompression/combustion chamber
44
Verdichtungs-/Verbrennungsraumcompression/combustion chamber
55
Verdichtungs-/Verbrennungsraumcompression/combustion chamber
66
Verdichtungs-/Verbrennungsraumcompression/combustion chamber
77
Vorverdichtungs-/AnsaugraumPre-compression/intake chamber
88th
Vorverdichtungs-/AnsaugraumPre-compression/intake chamber
99
Vorverdichtungs-/AnsaugraumPre-compression/intake chamber
1010
Vorverdichtungs-/AnsaugraumPre-compression/intake chamber
1111
Doppelkolbeneinheit aus Doppelkolben 13/16Double piston unit made of double piston 13/16
1212
Doppelkolbeneinheit aus Doppelkolben 14/15Double piston unit made of double piston 14/15
1313
Doppelkolbendouble piston
1414
Doppelkolbendouble piston
1515
Doppelkolbendouble piston
1616
Doppelkolbendouble piston
1717
Exzenter 1eccentric 1
1818
Exzenter 2eccentric 2
1919
Exzenterwelleeccentric shaft
2020
Stegewebs
2121
Motorgehäusemotor housing
2222
Innenzylinder, im Motorgehäuse angeordnetInner cylinder, arranged in the motor housing
2323
Außenzylinderouter cylinder
2424
Innenkolbeninner piston
2525
Außenkolbenouter bulb
2626
Kolbenverbindungsstangepiston connecting rod

Claims (4)

Viertakt- Brennkraftmaschine mit Vorverdichtung in Zylindern, mit mindestens zwei einander gegenüberliegend angeordneten Zylindern mit Kolben, wobei die Kolben fest miteinander verbunden sind, mit einer Vorverdichtungsvorrichtung für die Verbrennungsluft und Steuermitteln für die Gasströme, wobei die gegenüberliegenden Kolben um 180° phasenverschoben arbeiten und der Hubweg der Kolben über ein Getriebe in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird, wobei - die gegenüberliegenden Zylinder als Doppelzylinder mit Doppelkolben (13,16) ausgeführt sind, - die Doppelkolben (13,16) durch Stege (20) fest miteinander verbunden sind und eine Doppelkolbeneinheit (11) bilden - zwei Zylindereinheiten (1, 2) parallel nebeneinander angeordnet sind und die Doppelkolbeneinheiten (11,12) über Exzenter (17,18) auf eine Exzenterwelle (19) wirken, - die Doppelkolben (13,16,14,15) jeweils in separaten Vorverdichtungs-/Ansaugräumen (7,10,8,9) und Verdichtungs-/ Verbrennungsräumen (3,6,4,5) wirken, wobei jeweils ein Doppelkolben (13,16,14,15) in einem der separaten Vorverdichtungs-/Ansaugräume (7,8,9,10) sowie Verdichtungs-Verbrennungsräume (3,4,5,6) parallel arbeitet, - der Doppelkolben (13,16,14,15) das jeweils über eine Einströmöffnung angesaugte Gasgemisch oder Kraftstoff-Gasgemisch in den Vorverdichtungs-/Ansaugräumen (7,10,8,9) in einer ersten Stufe auf den gewünschten Grad verdichtet, wobei dieser Vorgang immer in zwei Vorverdichtungs-/Ansaugräumen(10, 8) gleichzeitig erfolgt und die angesaugten Gemische in einer zweiten Stufe je einen Verdichtungs-/ Verbrennungsraum (5) füllen, wobei jeweils zwei Vorverdichtungs-/Ansaugräume (7,8,9,10) wechselnd zwischen den Doppelkolben (13, 16, 14, 15) zum Laden eines Verdichtungs-/ Verbrennungsraumes (3,4,5,6) zugeordnet sind.Four-stroke internal combustion engine with supercharging in cylinders, with at least two opposed cylinders with pistons, the pistons being integral with each other, with a supercompression device for the combustion air and control means for the gas flows, the opposed pistons working 180° out of phase and the stroke the piston is converted into a rotational movement via a gear, whereby - the opposite cylinders are designed as double cylinders with double pistons (13,16), - the double pistons (13,16) are firmly connected to one another by webs (20) and a double piston unit (11 ) form - two cylinder units (1, 2) are arranged parallel next to each other and the double piston units (11,12) act on an eccentric shaft (19) via eccentrics (17,18), - the double pistons (13,16,14,15) each act in separate pre-compression/intake spaces (7,10,8,9) and compression/combustion spaces (3,6,4,5), each with a double piston (13,16,14,15) works in parallel in one of the separate precompression/intake chambers (7,8,9,10) and compression combustion chambers (3,4,5,6), - the double piston (13, 16,14,15) the gas mixture sucked in via an inflow opening or fuel-gas mixture in the precompression/intake chambers (7,10,8,9) compressed to the desired degree in a first stage, this process always taking place simultaneously in two precompression/intake chambers (10, 8) and the aspirated mixtures fill a compression/combustion chamber (5) each in a second stage, with two pre-compression/intake chambers (7,8,9,10) alternating between the double pistons (13, 16, 14, 15) for charging a compression/ Combustion chamber (3,4,5,6) are assigned. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolbenboden der Doppelkolben (13,16,14,15) jeweils eine Walze gelagert ist, die auf den Exzenter (17, 18) der Exzenterwelle (19) abrollt.internal combustion engine claim 1 , characterized in that on the piston head of the double piston (13,16,14,15) a roller is mounted in each case, which rolls onto the eccentric (17, 18) of the eccentric shaft (19). Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Einströmöffnungen für das Gasgemisch oder Kraftstoff- Gasgemisch in den Verdichtungs-/ Verbrennungsräume (3, 4, 5, 6) gegenüberliegen.internal combustion engine claim 1 or 2 , characterized in that the two inflow openings for the gas mixture or fuel-gas mixture in the compression / combustion chambers (3, 4, 5, 6) are opposite. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und Schließen der Einströmöffnungen in die Verdichtungs-/Verbrennungsräume (3,4,5,6) sowie die Zuordnung der Vorverdichtungs-/Ansaugräume (7,10,8,9) über am Gehäuse angeordnete, von der Exzenterwelle (19)angetriebene Wellen mit darin eingefrästen Schlitzen in Form einer Wellensteuerung erfolgt.Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the opening and closing of the inflow openings in the compression / combustion chambers (3,4,5,6) and the assignment of the precompression / intake chambers (7,10,8,9) arranged on the housing, from the Eccentric shaft (19) driven shafts with slots milled into them takes place in the form of a shaft control.
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DE4140627A1 (en) 1991-12-10 1992-07-16 Kurt Jurack IC engine with double-acting working piston - has two working strokes for each crankshaft rotation
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DE19839227A1 (en) 1998-08-28 2000-03-02 Peter Pelz Internal combustion engine with housing has at least one piston functioning in work chamber connected via connecting rod with each of two interconnected crankshafts rotating counterwise at same speed
WO2008010490A1 (en) 2006-07-18 2008-01-24 Univ Shizuoka Nat Univ Corp Cycloid reciprocating engine and pump employing this crank mechanism

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