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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Viertaktmotor, insbesondere einen Viertaktmotor ohne Kurbelwelle und Ventile, auf dem eine rotierbare Gasrille gebildet ist und bei dem das Gas mit einer spezifischen Methode zugeführt und ausgestoßen wird, bei dem ein Rotierarm und eine Rotierwelle, die in einem Antriebsmechanismus montiert sind, zusammenpassen, und mit dem ein Drehzahlverhältnis zwischen dem Zahnradsatz möglich ist, so dass mit diesem Drehzahlverhältnis die Gaszuführung, das Verdichten, das Arbeiten (Explosion) und das Ausstoßen des Gases in dieser Reihenfolge zyklisch erfolgen.
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Stand der Technik
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Eine Betriebsweise eines Motors nach dem Stand der Technik umfaßt zwei oder vier Takte, wobei mit einer Kurbelwelle eine Kraft übertragen wird, d. h. die Kurbelwelle funktioniert als eine Abgangswelle des Motors. Ein oberes Ende und ein unteres Ende der Kurbelwelle können jedoch nicht miteinander verbunden werden, so dass daher die Kurbelwelle je nach einer Anzahl des mindestens einen Kolbens in einer gekurvten Form gebildet ist, um eine vertikale Bewegung eines Kolbens in eine Rotierbewegung umzuwandeln. Beim linearen Aufwärts- und Abwärtsbewegen des mindestens einen Kolbens ist ein Kurvenabschnitt der Kurbelwelle exzentrisch, so dass der mindestens eine Kolben exzentrisch aufwärts- und abwärtsbewegt wird, wonach dieser mindestens eine Kolben eine Querkraft erzeugt, um den mindestens einen Kolben zu reiben, was zum Verschleiss und Bruch des mindestens einen Kolbens und des mindestens einen Zylinders führt.
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Außerdem besteht der Motor nach dem Stand der Technik für die Gaszuführung, das Verdichten, das Arbeiten (Explosion) und das Ausstoßen des Gases aus mehreren Gasschiebersätzen. Der Motor weist daher einen entsprechend komplexen Aufbau auf. Aus der Druckschrift
DE 36 38 040 A1 ist ein Bewegungswandler für einen Motor bekannt, wobei die vier Zylinder kreuzweise angeordnet sind und der Bewegungswandler über eine bewegliche Welle im Schnittpunkt des X die Bewegung auf eine Kurbelwelle überträgt. Aus der Druckschrift
US 2003/0205211 A1 ist ein Motor mit Nockenantrieb bekannt, bei dem mehrere Zylinder leicht lösbar an den Nockenantrieb gekuppelt werden können.
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Die vorliegende Erfindung wurde zur Milderung und/oder Umgehung der oben beschriebenen Nachteile geschaffen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Viertaktmotors ohne Kurbelwelle und Ventile und in den ein Zahnradsatz eingebaut werden kann, um das Drehzahlverhältnis zwischen einer Rotierwelle, einem Rotierarm und einem Gasschieber zu regeln, um den Gasschieber kontinuierlich zu betreiben und das Gas in einen ersten Zylinder und zweiten Zylinder zu führen und das Gas aus dem ersten Zylinder und dem zweiten Zylinder abzusaugen, so dass die Gaszuführung, das Verdichten, das Arbeiten (Explosion) und das Ausstoßen des Gases in dieser Reihenfolge zyklisch erfolgen.
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Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Viertaktmotors ohne Kurbelwelle und Ventile, der mit einem Zahnradsatz ausgestattet ist, um den Geschwindigkeitstakt zu verlangsamen, so dass der Gasschieber in der Basis um 360 Grad rotiert wird und das Gas zugeführt und ausgestoßen wird, wobei ein Drehzahlverhältnis des Rotierarms doppelt so groß oder größer als jenes des Gasschiebers ist.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Viertaktmotors ohne Kurbelwelle und Ventile, in dem zwei Kolben und zwei Schiebestützen aufwärts- und abwärtsbewegt werden, ohne dabei eine spätere Kraft zu erzeugen und um somit einen Verschleiss und Bruch der beiden Kolben, des ersten Zylinders und des zweiten Zylinders zu vermeiden und daher die Lebensdauer des Viertaktmotors länger zu halten.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Viertaktmotors ohne Kurbelwelle und Ventile, bei dem nach dem Auswählen einer vertikalen Länge einer unbeweglichen Stange und einer Halterung eine Höhenbegrenzung in dem ersten Zylinder gemäß der Rotierwelle, des Rotierarms, der beiden Schiebestützen und der beiden Kolben festgelegt wird, so dass der erste Zylinder und zweite Zylinder unterschiedliche Kompressionsverhältnisse aufweisen und der Viertaktmotor daher sowohl mit Dieseltreibstoff als auch mit Benzin betrieben werden kann.
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Ein Viertaktmotor ohne Kurbelwelle und Ventile umfasst die folgenden Komponenten:
eine Basis, auf der eine Gasrille gebildet ist, während ein erster Zylinder und ein zweiter Zylinder symmetrisch um eine Mitte der Gasrille angeordnet sind, mit zwei Gasströmungslöcher, die in der Basis gebildet und mit der Gasrille, dem ersten Zylinder und mit dem zweiten Zylinder verbunden sind, mit einem ersten Einlaßloch, das in einer Seitenwand der Gasrille gebildet und mit einer Außenseite der Gasrille verbunden ist und mit einem ersten Einlaßloch, das in einem unteren Ende der Gasrille und mit der Außenseite der Gasrille verbunden ist, wobei die Basis ebenfalls eine Halterung aufweist, die an einer oberen Fläche der Basis befestigt ist, um die Gasrille, den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder abzudecken, während eine untere Platte der Halterung mit zwei ersten Öffnungen, zwei zweiten Öffnungen versehen ist und zwischen den beiden ersten Öffnungen eine dritte Öffnung und zwischen den beiden zweiten Öffnungen eine vierte Öffnung gebildet sind und die untere Platte der Halterung weiter mit mehreren fünften Öffnungen versehen ist, wobei die ersten Öffnungen und die dritte Öffnung mit dem ersten Zylinder und die zweiten Öffnungen und die vierte Öffnung mit dem zweiten Zylinder verbunden sind;
einen Gasschieber, dessen eines Ende in einer Kreisform gebildet ist, wobei eine Verbindungsstange des Gasschiebers in einer mittleren Position einer oberen Fläche befestigt ist, wobei der Gasschieber in der Gasrille angeordnet und ebenfalls mit einem zweiten Einlaßloch zum Verbinden mit den beiden Gasströmungsöffnungen und mit dem ersten Einlaßloch versehen ist, wobei im Gasschieber weiter ein zweites Auslaßloch zum Verbinden mit dem ersten Einlaßloch geformt ist, wobei ein Winkel zwischen dem zweiten Einlaßloch und dem zweiten Auslaßloch 90 Grad beträgt und der Gasschieber ebenfalls ein erstes Lager aufweist, das auf der oberen Fläche des Gasschiebers montiert ist und aus der dritten Öffnung und der vierten Öffnung der unteren Platte ragt und mit einem zweiten Lager verbunden ist, das in die dritte Öffnung und in die vierte Öffnung eingeführt ist, um an einem angetriebenen Zahnrad eines Zahnradsatzes eines Antriebsmechanismus befestigt zu werden;
eine Halterung, die an der oberen Fläche der Basis befestigt und in einer hohlen Quadratform angeordnet ist, wobei auf der unteren Fläche der Halterung die zwei ersten Öffnungen, die zwei zweiten Öffnungen, die dritte Öffnung, die vierte Öffnung und die fünften Öffnungen gebildet sind, wobei die Halterung in der hohlen Quadratform angeordnet ist, um den Zahnradsatz und den Antriebsmechanismus aufzunehmen;
den Antriebsmechanismus, der zwei unbeweglichen Stangen zum Befestigen an den beiden Kolben umfasst, wobei ein Rotierarm in einer Kreuzform gebildet und an den beiden oberen Enden der beiden unbeweglichen Stangen befestigt ist, wobei eine Rotierwelle an einem oberen Ende des Rotierarmes befestigt und der Zahnradsatz an einem unteren Ende des Rotierarmes befestigt ist, wobei die beiden unbeweglichen Stangen mit den beiden Kolben versehen sind, die an den beiden unteren Enden der beiden beweglichen Stangen befestigt und durch ein unteres Ende der Halterung in den ersten Zylinder bzw. in den zweiten Zylinder eingeführt sind, wobei der Rotierarm eine Röhre mit zwei Aufnahmeräumen aufweist, wobei die beiden ersten Enden der beiden Träger in je einen der beiden Aufnahmeräume eingeführt und die beiden zweiten Enden an den beiden oberen Enden der beiden Schiebestützen befestigt sind, wobei ein erstes Segment eines ersten Steckstiftes an einem oberen Rand der Röhre und ein zweites Segment im ersten rotierbaren Lager des ersten Loches befestigt sind, wobei eine erste Seite eines zweiten Steckstiftes an einem unteren Rand der Röhre befestigt und eine zweite Seite symmetrisch zum ersten Steckstift angeordnet ist, so dass der Rotierarm in der Kreuzform gebildet ist, wobei auf der Röhre ebenfalls zwei Löcher gebildet sind, die mit den beiden Aufnahmeräumen verbunden sind, um die beiden Träger in den Aufnahmeräumen aufwärts- und abwärtszubewegen;
einen Zahnradsatz, der eine Platte aufweist, deren beide Enden auf der unteren Platte der Halterung befestigt sind, um einen Raum zu bilden, wobei ein oberes Zahnrad und ein unteres Zahnrad in ein oberes Teil der Platte eingeführt und koaxial nach diesem oberen Teil der Platte ausgerichtet sind, wobei ein Antriebszahnrad und das angetriebene Zahnrad an dem unteren Teil der Platte mit Hilfe von zwei Rotierspindeln befestigt sind, wobei das Antriebszahnrad und angetriebene Zahnrad in das obere Zahnrad und untere Zahnrad eingreifen und auf dem Antriebszahnrad in Übereinstimmung mit der ersten geneigten Stange eine zweite geneigte Stange montiert ist, wobei auf der zweiten geneigten Stange ein zweites Loch gebildet ist, wobei ein zweites rotierbares Lager im zweiten Loch aufgenommen ist, um ein distales Ende des zweiten Steckstiftes in das zweite rotierbare Lager einzuschieben, während eine Rotierspindel des angetriebenen Zahnrades an einem oberen Ende der Verbindungsstange des Gasschiebers befestigt ist, damit beim Rotieren des Antriebszahnrades um zwei Umdrehungen das angetriebene Zahnrad mit dem oberen Zahnrad und dem unteren Zahnrad um eine Umdrehung angetrieben wird, um mit dem Zahnradsatz ein Drehzahlverhältnis der Rotierwelle oder des Rotierarmes und des Gasschiebers zu regeln, wobei das Drehzahlverhältnis ☐ zwei ist, wobei die Rotierwelle eine vertikale Verlängerungsstange und eine horizontale Verlängerungsstange aufweist, wobei die horizontale Verlängerungsstange senkrecht zur vertikalen Verlängerungsstange angeordnet und mit dieser vertikalen Verlängerungsstange verbunden ist, wobei die vertikale Verlängerungsstange aus der Auflagefläche ragt und mit einem dritten Lager an der Auflagefläche befestigt ist, wobei die horizontale Verlängerungsstange unter der Auflagefläche befestigt ist und von einem Ende dieser horizontalen Verlängerungsstange eine erste geneigte Stange schräg herausragt, wobei die erste geneigte Stange mit einem ersten Loch versehen ist, wobei im ersten Loch ein erstes rotierbares Lager gesichert ist, wobei ein distales Ende des Zahnradsatzes an der Verbindungsstange des Gasschiebers befestigt ist;
die Auflagefläche, die mit einer peripheralen Seite gebildet ist, die an einem oberen Rand der Halterung befestigt ist, wobei eine unbewegliche Stange axial an der Halterung und der Basis befestigt ist, wobei ein oberes Ende der Rotierwelle aus der Auflagefläche ragt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus einer Basis eines Viertaktmotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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1B zeigt einen Grundriss des Aufbaus der Basis des Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus des Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2A zeigt ein vergrößertes Teildiagramm des Aufbaus des Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus des Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt einen Grundriss eines Gasschiebers zur Regelung einer Gaszuführung und eines Ausstoßens des Gases in einem ersten Zylinder und zweiten Zylinder nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5A zeigt einen Grundriss zum Darstellen des Betriebs des in der 4 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5A1 zeigt ein vergrößertes Teildiagramm zum Darstellen des Betriebs des in der 4 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5A2 zeigt ein weiteres vergrößertes Teildiagramm zum Darstellen des Betriebs des in der 4 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5B zeigt einen weiteren Grundriss zum Darstellen des Betriebs des in der 4 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5B1 zeigt ein vergrößertes Teildiagramm zum Darstellen des Betriebs des in der 4 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5B2 zeigt ein weiteres vergrößertes Teildiagramm zum Darstellen des Betriebs des in der 4 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt einen weiteren Grundriss zum Darstellen des Betriebs des Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt einen Grundriss zum Darstellen des Gasschiebers zur Regelung der Gaszuführung und einer Verdichtung im ersten Zylinder und zweiten Zylinder nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt einen Grundriss zum Darstellen des Betriebs des in der 7 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt einen Grundriss des Gasschiebers zur Regelung eines Arbeitshubs und der Verdichtung im ersten Zylinder und zweiten Zylinder nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt einen Grundriss zum Darstellen des Betriebs des in der 9 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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11 zeigt einen Grundriss des Gasausstoßers zur Regelung des Arbeitshubs und der Verdichtung im ersten Zylinder und zweiten Zylinder nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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12 zeigt einen Grundriss zum Darstellen des Betriebs des in der 11 gezeigten Viertaktmotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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13 zeigt einen Grundriss zum Darstellen des Kompressionsverhältnisses im ersten Zylinder und zweiten Zylinder, die gesteuert werden, nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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14 zeigt einen Grundriss einer ersten Zündkerze und einer zweiten Zündkerze, die im ersten Zylinder bzw. im zweiten Zylinder befestigt sind und die geregelt werden, nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die vorliegende Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen, die rein zum Zweck der Illustration bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung darstellen, detaillierter erläutert werden.
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Mit Bezugnahme auf die 1A, 1B, 2, 2A und 3 umfasst ein Viertaktmotor ohne eine Kurbelwelle und Ventile nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Basis 1, einen Gasschieber 2, eine Halterung 16, einen Antriebsmechanismus 3 und eine Auflagefläche 4.
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Auf der Basis 1 (wie in den 1A, 1B, 2 und 2A gezeigt) ist eine Gasrille 10 gebildet, wobei ein erster Zylinder 11 und ein zweiter Zylinder 11' symmetrisch um eine Mitte der Gasrille 10 angeordnet sind. Zwei Gasströmungsöffnungen 12, 12' sind in der Basis 1 gebildet und mit der Gasrille 10, dem ersten Zylinder 11 und dem zweiten Zylinder 11' verbunden. Ein erstes Einlaßloch 13 ist auf einer Seitenwand der Gasrille 10 gebildet und mit einer Außenseite der Gasrille 10 verbunden, während ein erstes Auslaßloch 14 an einem unteren Ende der Gasrille 10 gebildet und mit der Außenseite der Gasrille 10 verbunden ist. Eine untere Platte 162 der Halterung 16 ist mit mehreren Schrauben 15 auf einer oberen Fläche der Basis 1 aufgeschraubt, um die Gasrille 10, den ersten Zylinder 11 und den zweiten Zylinder 11' der Basis 1 mit der unteren Platte 162 abzudecken. Weiter weist die Gasrille 10 auf deren oberen Rand eine Unterlegscheibe 17 auf, um die Gasrille 10 mit der Halterung 16 abzudecken.
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Ein zweites Einlaßloch 20 ist zum Verbinden mit den beiden Gasströmungsöffnungen 12, 12' und mit dem Einlaßloch im Gasschieber 2 (wie in den 2 und 2A gezeigt) gebildet, der ebenfalls in der Gasrille 10 angeordnet ist. Weiter ist der Gasschieber 2 mit einem zweiten Auslaßloch 21 zum Verbinden mit dem ersten Auslaßloch 14 gebildet. Ein Winkel zwischen dem zweiten Einlaßloch 20 und dem zweiten Auslaßloch 21 beträgt 90 Grad. Der Gasschieber 2 umfasst ebenfalls ein erstes Lager 23 (beispielsweise ein Axialdrucklager), das auf einer oberen Fläche des Glasschiebers 2 montiert ist, aus der unteren Platte 162 ragt und mit dem eine Verbindungsstange 22 des Gasschiebers 2 rotiert wird.
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Die Halterung 16 (wie in den 2 und 2A gezeigt) ist auf der oberen Fläche der Basis 1 befestigt und in einer hohlen Quadratform angeordnet. Die untere Platte 162 der Halterung 16 weist zwei erste Öffnungen 160, zwei zweite Öffnungen 160', eine dritte Öffnung 161 zwischen den beiden Öffnungen 160, 160', eine vierte Öffnung 161' zwischen den beiden zweiten Öffnungen 160', und mehrere fünfte Öffnungen, die darauf gebildet sind, auf. Die ersten Öffnungen 160 und die dritte Öffnung 161 sind mit dem ersten Zylinder 11 und die zweiten Öffnungen 160' und die vierte Öffnung 161' mit dem zweiten Zylinder 11' verbunden. Die Halterung 16 ist in einer hohlen Quadratform angeordnet, um darin einen Zahnradsatz 34 und den Antriebsmechanismus 3 zu montieren.
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Der Antriebsmechanismus 3 (wie in den 2 und 2A gezeigt) umfasst zwei Schiebestützen 30, 30', die an den beiden Kolben 31, 31' befestigt sind (zwei obere Enden der beiden Schiebestützen 30, 30' werden durch die dritte Öffnung 161 bzw. die vierte Öffnung 161' in den ersten Zylinder 11 bzw. in den zweiten Zylinder 11' eingeführt, an zwei unteren Enden der beiden Schiebestützen 30, 30' sind zwei Kolben 31, 31' befestigt, deren beide Durchmesser denen des ersten Zylinders 11 bzw. des zweiten Zylinders 11' entsprechen). Ein Rotierarm 32 ist in einer Kreuzform gebildet, wobei die beiden oberen Enden der beiden Schiebestützen 30, 30' befestigt sind und der Zahnradsatz 34 an einem unteren Ende des Rotierarms 32 befestigt ist. Die Rotierwelle 33 umfasst eine vertikalen Verlängerungsstange 330 und eine horizontalen Verlängerungsstange 331, wobei die horizontale Verlängerungsstange 331 senkrecht zur vertikalen Verlängerungsstange 330 angeordnet und an dieser vertikalen Verlängerungsstange 330 befestigt ist. Die horizontale Verlängerungsstange 331 weist eine erste geneigte Stange 332 auf, die schräg aus einem Ende dieser horizontalen Verlängerungsstange 330 ragt, wobei auf dieser ersten geneigten Stange 332 ein erstes Loch 334 gebildet ist. Im ersten Loch 334 ist ein erstes rotierbares Lager 333 gesichert. Der Rotierarm 32 weist eine Röhre 320 mit zwei Aufnahmeräumen 3201, 3201' auf, wobei zwei erste Enden der beiden Träger 321, 321' in je einen dieser beiden Aufnahmeräume 3201, 3201' eingeführt sind, während zwei zweite Enden an den beiden oberen Enden der beiden Schiebestützen 30, 30' befestigt sind (die beiden Schiebestützen 30, 30' und die Träger 321, 321' sind mit Hilfe von zwei Drehzapfen 322, 322' aneinander befestigt, um einen rotierfreien Winkel zu bilden). Ein erstes Segment eines ersten Steckstiftes 323 ist an einem oberen Rand der Röhre 320 und ein zweites Segment im ersten rotierbaren Lager 333 des ersten Loches 334 befestigt (um zwischen dem ersten Steckstift 323 und dem ersten rotierbaren Lager 333 einen rotierfreien Winkel zu bilden), während eine erste Seite eines zweiten Steckstiftes 324 an einem unteren Rand der Röhre 320 befestigt und eine zweite Seite symmetrisch zum ersten Steckstift 323 angeordnet ist, um den Rotierarm 32 in der Kreuzform zu bilden. Auf der Röhre 320 sind ebenfalls zwei Löcher 3202, 3202' gebildet, die mit den beiden Aufnahmeräumen 3201, 3201' verbunden sind, um die beiden Träger 321, 321' in den beiden Aufnahmeräumen 3201, 3201' aufwärts- und abwärtszubewegen und um somit das Gas in den beiden Aufnahmeräumen 3201, 3201' nach außen auszustoßen. Der Zahnradsatz 34 besteht aus einer Platte 341, deren beide Enden an der unteren Platte 162 der Halterung 16 befestigt sind, um einen Raum 340 zu bilden. Ein oberes Zahnrad 342 und ein unteres Zahnrad 343 sind in ein oberes Teil der Platte 341 eingeführt und koaxial nach diesem oberen Ende ausgerichtet. Ein Antriebszahnrad 345 und ein angetriebenes Zahnrad 346 sind mit Hilfe von zwei Rotierspindeln 344, 344' am unteren Teil der Platte 341 befestigt und greifen in das obere Zahnrad 342 bzw. in das untere Zahnrad 343 ein. Auf dem Antriebszahnrad 345 ist in Übereinstimmung mit der ersten geneigten Stange 332 eine zweite geneigte Stange 347 montiert. Auf dieser zweiten geneigten Stange 347 ist ein zweites Loch 349 gebildet, in dem ein zweites rotierbares Lager 348 eingeführt ist, um ein distales Ende des zweiten Steckstiftes 324 in das zweite rotierbare Lager 348 einzuführen (um zwischen dem zweiten Steckstift 324 und dem zweiten rotierbaren Lager 348 einen rotierfreien Winkel zu bilden). Eine Rotierspindel 344' des angetriebenen Zahnrades 346 ist an einem oberen Ende der Verbindungsstange 22 des Gasschiebers 2 befestigt, damit beim Rotieren des Antriebszahnrades 345 um zwei Umdrehungen das angetriebene Zahnrad 346 mit dem oberen Zahnrad 342 und dem unteren Zahnrad 343 angetrieben und um eine Umdrehung rotiert wird. Das heißt mit anderen Worten, dass mit dem Zahnradsatz 34 ein Drehzahlverhältnis der Rotierwelle 33 oder der Rotierarm 32 und der Gasschieber 2 geregelt wird, wobei das Drehzahlverhältnis ☐ 2 beträgt.
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Die Auflagefläche 4 (wie in den 2 und 2A gezeigt) weist eine periphere Seite auf, die an einem oberen Rand der Halterung 16 befestigt ist, während eine unbewegliche Stange 40 axial an der Halterung 16 und der Basis 1 befestigt und mit einer Mutter 42 befestigt ist. Die vertikale Verlängerungsstange 330 der Rotierwelle 33 ragt dabei aus der Auflagefläche 4. Die vertikale Verlängerungsstange 330 und die Auflagefläche 4 sind dabei mit einem dritten Lager 41 (beispielsweise einem Axialdrucklager) aneinander befestigt, um mit der vertikalen Verlängerungsstange 330 einen axial rotierfreien Winkel zu bilden.
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Nach dem Zusammenbauen der Basis 1, des Gasschiebers 2, der Halterung 16, des Antriebsmechanismus 3 und der Auflagefläche 4 wird für einen reibungslosen Betrieb des Antriebsmechanismus 3 Schmieröl in die Halterung 16 gegeben.
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Die 4 zeigt, dass bei Beginn des Betriebes des Viertaktmotors das zweite Einlaßloch 20 und das zweite Auslaßloch 21 des Gasschiebers 2 nach einer Gasströmungsöffnung 12 des ersten Zylinders 11 und nach einer Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' ausgerichtet werden, damit das Gas durch das erste Einlaßloch 13, das zweite Einlaßloch 20 des Gasschiebers 2 und durch die Gasströmungsöffnung 12 des ersten Zylinders 11 der Basis 1 in den ersten Zylinder 12 strömt, während das Gas im zweiten Zylinder 11' durch das zweite Auslaßloch 21 des Gasschiebers 2 und durch die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' aus dem ersten Auslaßloch 14 der Basis ausgestoßen wird, damit der Gasschieber 2 das Gas in den ersten Zylinder 11 und aus dem zweiten Zylinder 11' führt.
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Die 5A, 5A1, 5A2, 5B, 5B1, 5B2 und 6 zeigen, dass beim Strömen des Gases durch die Gasströmungsöffnung 12 in den ersten Zylinder 11 mit dem Gas ein Kolben 31 und eine Schiebestütze 30 des ersten Zylinders 11 aufwärtsgedrückt werden, während das Gas im zweiten Zylinder 11' durch die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' herausströmt, um einen Kolben 31' und eine Schiebestütze 30' des zweiten Zylinders 11' abwärtszubewegen. Dabei werden der Kolben 31 und die Schiebestütze 30 im ersten Zylinder 11 und der Kolben 31' und die Schiebestütze 30' im zweiten Zylinder 11' aufwärts- und abwärtsbewegt. Da der Kolben 31 und die Schiebestütze 30 im ersten Zylinder 11 und der Kolben 31' und die Schiebestütze 30' im zweiten Zylinder 11' nach heraus- und hineinbewegt werden, strömt das Gas im ersten Zylinder 11 und das Gas im zweiten Zylinder 11' aus den beiden ersten Öffnung 160 und den beiden zweiten Öffnungen 160' heraus oder in diese beiden Öffnungen 160, 160' hinein, um den Kolben 31, die Schiebestütze 30 sowie den Kolben 31' und die Schiebestütze 30' im ersten Zylinder 11 bzw. im zweiten Zylinder 11' aufwärts- und abwärtszubewegen. Ein Träger 321 der Schiebestütze 30 wird dabei mit Hilfe der Schiebestütze 30' aus einem bzw. in einen Aufnahmeraum 3201 heraus- bzw. hineinbewegt, während die beiden Träger 321, 321' in die beiden Aufnahmeräume 3201, 3201' und aus diesen herausbewegt werden. Da die beiden Träger 321, 321' in die beiden Aufnahmeräume 3201, 3201' hinein- bzw. herausbewegt werden, strömt das Gas in den beiden Aufnahmeräumen 3201, 3201' durch die beiden Löcher 3202, 3202' heraus bzw. hinein, um die beiden Träger 321, 321' in den beiden Aufnahmeräumen 3201, 3201' aufwärts- und abwärtszubewegen. Beim Aufwärts- und Abwärtsbewegen der beiden Träger 321, 321' in den beiden Aufnahmeräumen 3201, 3201' wird der erste Steckstift 323 der Röhre 320 durch das erste rotierbare Lager 333 der ersten geneigten Stange 332 der Rotierwelle 33 begrenzt, um mit dem ersten Steckstift 323 die erste geneigte Stange 332, die horizontale Verlängerungsstange 331 und die vertikale Verlängerungsstange 330 anzutreiben und diese erste geneigte Stange 332, horizontale Verlängerungsstange 331 und vertikale Verlängerungsstange 330 entgegen dem Uhrzeigersinn zu rotieren und um damit durch das Rotieren eine Energie zu erzeugen.
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Bei einem Rotieren des ersten Steckstiftes 323 wird der zweite Steckstift 324 mit dem ersten Steckstiftes 323 entgegem dem Uhrzeigersinn rotiert, um das Antriebszahnrad 345 weiter anzutreiben, wobei das obere Zahnrad 342, das untere Zahnrad 343 und das angetriebene Zahnrad 346 mit diesem Antriebszahnrad 345 angetrieben werden. Mit dem oberen Zahnrad 342, dem unteren Zahnrad 343 und dem angetriebenen Zahnrad 346 wird dann die Verbindungsstange 22 des Gasschiebers 2 mit einer Rotierspindel 344' entegen dem Uhrzeigersinn rotiert, wobei diese Rotierspindel 344' mit dem angetriebenen Zahnrad 346 rotiert wird.
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Wenn daher der Gasschieber 2 das Gas hinein- oder herausströmt, werden die beiden Schiebestützen 30, 30' angetrieben, um den Rotierarm 32 zum Schwenken anzutreiben, um mit der Rotierwelle 33 die Energie durch Rotieren zu erzeugen und den Zahnradsatz 34 anzutreiben, wonach die Verbindungsstange 22 des Gasschiebers 2 mit diesem Zahnradsatz 34 angetrieben wird, damit der Gasschieber 2 ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird.
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Es soll hier erwähnt werden, dass die beiden Schiebestützen 30, 30' aufwärts- und abwärtsgedrückt werden und dabei keine Querkraft erzeugt wird und so ein Verschleiss und Bruch des ersten Zylinders 11 und des zweiten Zylinders 11' durch die beiden Kolben 31, 31' vermieden werden und die Lebensdauer des Viertaktmotors länger gehalten werden kann.
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Die 7 und 8 zeigen weiter, dass nach dem Hinein- und Herausströmen des Gases durch den ersten Zylinder 11 und durch den zweiten Zylinder 11' der Gasschieber 2 wie in der 7 gezeigt rotiert wird, da der Gasschieber 2 kontinuierlich entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird, so dass die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' nach dem zweiten Einlaßloch 20 des Gasschiebers 2 ausgerichtet und das Gas in den zweiten Zylinder 11' gedrückt wird, während die Gasströmungsöffnung 12 des ersten Zylinders 11 mit einer Außenwand des Gasschiebers 2 abgedeckt und daher der erste Zylinder 11 abgedichtet wird.
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Die 8 zeigt, dass nach dem Hineinströmen des Gases durch die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' in den zweiten Zylinder 11' der Kolben 31' und die Schiebestütze 30' des zweiten Zylinders 11' mit dem Gas angeschoben werden. Gleichzeitig wird das Gas im ersten Zylinder 11 mit dem Kolben 31 und mit der Schiebestütze 30 verdichtet, da die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' begrenzt und mit der Außenwand des Gasschiebers 2 abgedeckt ist. Wenn dabei die beiden Schiebestützen 30, 30' aufwärts- und abwärtsbewegt werden, wird der Träger 321 der Schiebestütze 30 im Aufnahmeraum 3201 hinein- und herausbewegt, während der Träger 321' der Schiebestütze 30' mit der Schiebestütze 30' zum Hinein- und Herausbewegen in den bzw. aus dem Aufnahmeraum 3201' angetrieben wird. Beim Hinein- und Herausbewegen der beiden Träger 321, 321' in die bzw. aus den beiden Aufnahmeräumen 3201, 3201' wird die Rotierwelle 33 zum Bewegen mit dem ersten Steckstift 323 der Röhre 320 angetrieben. Auf eine weitere Beschreibung soll hier verzichtet werden, da eine Antriebsmethode bereits oben beschrieben ist.
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Beim Schwenken des Rotierarmes 32 mit der Rotierung des ersten Steckstiftes 323 werden der Zahnradsatz 34 und der Gasschieber 2 mit dem Rotierarm 32 angetrieben, damit das Gas in den zweiten Zylinder 11' und den ersten Zylinder 11 hineinströmt und verdichtet und dabei der Gasschieber 2 entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird. Auf eine weitere Beschreibung soll hier verzichtet werden, da das Antreiben des Zahnradsatzes 34 und des Gasschiebers 2 mit dem Rotierarm 32 bereits oben beschrieben ist.
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Die 9 und 10 zeigen, dass nach der Verdichtung und dem Strömen des Gases mit dem ersten Zylinder 11 und dem zweiten Zylinder 11' der Gasschieber 2 kontinuierlich entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird, um den Gasschieber 2 wie in der 9 dargestellt zu betreiben, wobei die Gasströmungsöffnung 12 des ersten Zylinders 11 und die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' mit der Außenwand des Gasschiebers 2 abgedeckt und der erste Zylinder 11 und zweite Zylinder 11' abgedichtet werden.
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Die 10 zeigt, dass nach der Verdichtung des Gases im ersten Zylinder 11 nach unten in einen bestimmten Takt das Gas und Öl direkt in den ersten Zylinder 11 gesprüht werden, wonach das Gas und Öl, die im ersten Zylinder 11 miteinander vermischt werden, gezündet werden und explodieren, wodurch der Kolben 31 und die Schiebestütze 30 des ersten Zylinders 11 aufwärtsbewegt werden, während das Gas im zweiten Zylinder 11' mit dem Kolben 31' und der Schiebestütze 30' nach unten verdichtet wird. Die Schiebestützen 30, 30' werden daher aufwärts- und abwärtsbewegt, um den Rotierarm 32 zum Schwenken anzutreiben. Gleichzeitig werden die Rotierwelle 33 und der Zahnradsatz 34 mit dem Rotierarm 32 angetrieben, um zum Erzeugen einer Energie durch Rotieren eine Bewegung der Rotierwelle 33 in eine Rotierung umzuwandeln. Mit dem Zahnradsatz 34 wird die Verbindungsstange 22 des Gasschiebers 2 angetrieben, um den Gasschieber 2 entgegen dem Uhrzeigersinn um 360 Grad zu rotieren. Aus der obenstehenden Beschreibung geht hervor, dass die beiden Schiebestützen 30, 30' den Rotierarm 32, die Rotierwelle 33, den Zahnradsatz 34 und einen Betrieb des Gasschiebers 2 antreiben. Auf eine weitere Beschreibung soll hier daher verzichtet werden.
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Die 4, 5A, 5A1, 5A2, 5B, 5B1, 5B2, 11 und 12 zeigen weiter, dass nach dem Zünden und Verdichten des Gases mit dem ersten Zylinder 11 und dem zweiten Zylinder 11' der Gasschieber 2 kontinuierlich entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird (siehe 11), wobei die Gasströmungsöffnung 12 des ersten Zylinders 11 mit dem zweiten Auslaßloch 21 des Gasschiebers 2 und mit dem ersten Auslaßloch 14 der Basis 1 verbunden ist, während die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' mit der Außenwand des Gasschiebers 2 abgedeckt ist, um den zweiten Zylinder 11' abzudichten.
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Die 12 zeigt, dass nach einem Arbeiten (Explosion) im ersten Zylinder 11 das Abgas durch die Gasströmungsöffnung 12, das zweite Auslaßloch 21 des Gasschiebers 2 und durch das erste Auslaßloch 14 der Basis 1 (d. h. mit einem Auspuff) ausgedrückt wird, so dass der Kolben 31 und die Schiebestütze 30 im ersten Zylinder 11 abwärtsbewegt werden. Nach dem Abdichten des Gases im zweiten Zylinder 11' mit dem Kolben 31 nach unten werden das Öl und das Gas direkt in den zweiten Zylinder 11' gesprüht, damit das Öl und Gas, die im zweiten Zylinder 11' miteinander vermischt werden, unverzüglich gezündet werden und verbrennen. Dabei werden der Kolben 31' und die Schiebestütze 30' im zweiten Zylinder 11' aufwärtsbewegt. Der Rotierarm 32 wird mit den beiden Schiebestützen 30, 30' zum Schwenken abwärts- und aufwärtsbewegt. Gleichzeitig werden die Rotierwelle 33 und der Zahnradsatz 34 mit dem Rotierarm 32 angetrieben, um die Bewegung der Rotierwelle 33 zum Erzeugen der Energie durch Rotieren in eine Rotierung umzuwandeln, während die Verbindungsstange 22 des Gasschiebers 2 mit dem Zahnradsatz 34 angetrieben wird, um den Gasschieber 2 entgegen dem Uhrzeigersinn um 360 Grad zu rotieren. Aus der obenstehenden Beschreibung geht hervor, dass der Rotierarm 32, Rotierwelle 33, der Zahnradsatz 34 und der Betrieb des Gasschiebers 2 mit den beiden Schiebestützen 30, 30' angetrieben werden. Auf eine weitere Beschreibung soll hier daher verzichtet werden.
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Nach dem Ausstoßen des Gases und dem Arbeiten (Explosion) durch den ersten Zylinder 11 und den zweiten Zylinder 11' wird der Gasschieber 2 wie in der 4 gezeigt kontinuierlich in Gegenuhrzeigerrichtung rotiert, damit das zweite Einlaßloch 20 und das zweite Auslaßloch 21 des Gasschiebers 2 mit der Gasströmungsöffnung 12 des ersten Zylinders 11 und der Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11' erneut übereinstimmen, wobei das Gas erneut vom ersten Zylinder 11 und dabei das Abgas durch die Gasströmungsöffnung 12' des zweiten Zylinders 11', das zweite Auslaßloch 21 des Gasschiebers 2 und durch das erste Auslaßloch 14 der Basis 1 ausgestoßen wird, um den Viertaktmotor wie in den 5A, 5A1, 5A2, 5B, 5B1 und 5B2 dargestellt zu betreiben.
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Der Viertaktmotor der vorliegenden Erfindung weist daher einen einfachen Aufbau auf, wobei das Gas mit dem Gasschieber 2 in den ersten Zylinder 11 und zweiten Zylinder 11' geführt und aus diesem ausgestoßen wird. Die vier Takte können dann mit dem ersten Zylinder 11 durchgeführt werden, d. h. Gaszuführung, Verdichten, Arbeiten (Explosion) und Ausstoßen des Gases. Außerdem stimmt der zweite Zylinder 11' mit dem ersten Zylinder 11 überein, um die vier Takte durchzuführen, d. h. Ausstoßen des Gases, Gaszuführung, Kompression und Bersten, wobei diese vier Takte in dieser Reihenfolge erfolgen, z. B. Gaszuführung, Verdichten, Arbeiten (Explosion) und Ausstoßen des Gases, um mit der Rotierung die Energie zu erzeugen.
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Zum Regeln eines Kompressionsverhältnisses des ersten Zylinders 11 und des zweiten Zylinders 11' wird wie in der 13 gezeigt beim Installieren und Befestigen einer unbeweglichen Stange 40 und einer Halterung 16 eine vertikale Länge der unbeweglichen Stange 40 und des Halters 16 ausgewählt, um eine begrenzte Höhe D (wobei die begrenzte Höhe D je nach der vertikalen Länge der unbeweglichen Stange 40 und des Halters 16 verändert wird) im ersten Zylinder 11 und zweiten Zylinder 11' je nach der Rotierwelle 33, dem Rotierarm 32, den beiden Schiebestützen 30, 30' und nach den beiden Kolben 31, 31' festzulegen, so dass der erste Zylinder 11 und der zweite Zylinder 11' unterschiedliche Kompressionsverhältnisse aufweisen und daher der Viertaktmotor nach dem ersten Ausführungsbeispiel sowohl mit Dieseltreibstoff als auch mit Benzin bei gleichem Motoraufbau betrieben werden kann.
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Die 14 zeigt, dass eine erste Zündkerze 110 und eine zweite Zündkerze 110' in den ersten Zylinder 11 bzw. in den zweiten Zylinder 11' eingesteckt werden müssen, falls der erste Zylinder 11 und der zweite Zylinder 11' mit Benzin betrieben werden, damit bei einer Verdichtung im ersten Zylinder 11 oder im zweiten Zylinder 11' das gemischte Gas in diesem ersten Zylinder 11 und zweiten Zylinder 11' mit der ersten Zündkerze 110 bzw. der zweiten Zündkerze 110' gezündet wird, damit nach der Verdichtung das Arbeiten (Explosion) erfolgt.
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Mit dem ersten Zylinder 11 und dem zweiten Zylinder 11' wird das Gas zugeführt, verdichtet, gearbeitet (explodiert) und ausgestoßen, wobei der Gasschieber 2 als einen Zentralpunkt des ersten Zylinders 11 und des zweiten Zylinders 11' dient, um den ersten Zylinder 11 und den zweiten Zylinder 11' symmetrisch um den Gasschieber 2 anzuordnen. Eine Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades 345 ist zweimal höher als jene des angetriebenen Zahnrades 346, d. h. der Zahnradsatz 34 ermöglicht eine Regelung eines Drehzahlverhältnisses zwischen der Rotierwelle 33 oder des Rotierarmes 32 und dem Gasschieber 2 um zweimal.
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Der Viertaktmotor der vorliegenden Erfindung weist daher die folgenden Vorteile auf:
- 1. Die beiden Kolben und beiden Schiebestützen werden aufwärts- und abwärtsbewegt, um die beiden Träger und den Rotierarm anzuschieben, damit die Rotierwelle mit dem Rotierarm angeschoben wird und die Aufwärts- und Abwärtsbewegung in die Rotierbewegung umgewandelt wird.
- 2. Mit dem Viertaktmotor kann ein Drehzahlverhältnis zwischen der Rotierwelle oder dem Rotierarm und der Rotierwelle geregelt werden, um das Gas mit dem Gasschieber zuzuführen oder auszustoßen und mit den beiden Kolben die vier Takte ermöglicht werden, d. h. Gaszuführung, Verdichten, Arbeiten (Explosion) und Ausstoßen des Gases.
- 3. Mit der vertikalen Länge der unbeweglichen Stange und der Halterung wird die begrenzte Höhe im ersten Zylinder und zweiten Zylinder festgelegt, damit der erste Zylinder und zweite Zylinder unterschiedliche Kompressionsverhältnisse aufweisen und damit für den Betrieb dieser Zylinder Dieseltreibstoff und Benzin verwendet werden kann.
- 4. Die beiden Kolben und beide Schiebestützen werden aufwärts- und abwärtsbewegt, ohne dabei eine Querkraft zu erzeugen, so dass die beiden Kolben keinen Verschleiss und Bruch des ersten Zylinders und zweiten Zylinders verursachen und daher die Lebensdauer länger gehalten werden kann.
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Trotz der Darstellung und Beschreibung der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung wird es den Fachleuten auf diesem Gebiet offensichtlich werden, dass weitere Ausführungsbeispiele geschaffen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
