DE102015000742A1 - Two-stroke opposed piston internal combustion engine with rocker - engine - Google Patents

Two-stroke opposed piston internal combustion engine with rocker - engine

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DE102015000742A1
DE102015000742A1 DE201510000742 DE102015000742A DE102015000742A1 DE 102015000742 A1 DE102015000742 A1 DE 102015000742A1 DE 201510000742 DE201510000742 DE 201510000742 DE 102015000742 A DE102015000742 A DE 102015000742A DE 102015000742 A1 DE102015000742 A1 DE 102015000742A1
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DE
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opposed piston
stroke
cylinder
internal combustion
exhaust valve
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DE201510000742
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Inventor
Anmelder Gleich
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Horst Hendel
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Abstract

Die Ausführung einer Zweizylinder-Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk wird gebildet aus zwei identischen vorzugsweise einstückig gefertigten Komplett-Teilen, die um 180° gedreht aneinander gefügt sind, wovon ein jedes aus einem Zylinderblock mit zwei Zylinderteilstücken für ein Gegenkolbenpaar, einem Ventilblock mit dem Abgasventil und einem mit Lagern für Kurbelwelle und Schwinghebelpaar versehenen Lagerblock besteht. The execution of a two-cylinder two-stroke opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine is formed of two identical, preferably integrally made complete parts which are rotated by 180 ° attached to each other, of which each of a cylinder block having two cylinder sections for an opposed piston pair, a valve block is with the exhaust valve and provided with bearings for the crankshaft and swing arm pair bearing block. Lediglich die Betätigungselemente des Abgasventils sind zueinander spiegelbildlich in den zwei Komplett-Teilen angeordnet. Only the actuating elements of the exhaust valve are mirror images of one another in the two complete parts.
Den Standlauf und die Abgabelast der Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine bestimmt im Wesentlichen eine variabel verzögerte Schließzeit des Abgasventils, die das Füllvolumen der Zylinder mit Frischluft steuert und zusammen mit einer entsprechend angepaßten Hubraum-Kraftstoffdosierung die thermodynamische Energieladung der Zylinder für den jeweiligen Arbeitstakt sicherstellt. The static test and the discharge load of the two-cycle opposed piston internal combustion engine determines a variable delayed closing timing of the exhaust valve which controls the filling volume of the cylinder with fresh air and together with a correspondingly adjusted displacement fuel metering ensures the thermodynamic energy charge of the cylinders for the respective working cycle substantially.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk, bei der die Zylinderteilstücke The present invention relates to a two-cycle opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine in which the cylinder portions 1a 1a '/ '/ 1b' 1b ' für die Kolben for the pistons 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' eines Gegenkolbenpaars im stumpfen Winkel geknickt zueinander angeordnet sind und die Antriebskräfte mittels an einem Ende gelagerter und symmetrisch gegenläufiger Schwinghebel a counter-piston pair at an obtuse angle to each other and are arranged folded, the driving forces by means mounted at one end and symmetrically opposite rocker arm 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' eines Schwinghebelpaars durch Kolbenpleuel a rocker arm pair by Kolbenpleuel 4a' 4a ' / / 4b' 4b ' für Kolben for pistons 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' eines Gegenkolbenpaars und durch Kurbelwellenpleuel auf um 180° versetzte Hubzapfen an opposed piston pair, and by Kurbelwellenpleuel on offset by 180 ° crank pin 33a 33a / / 33b 33b einer Kurbelwelle a crankshaft 6' 6 ' übertragen werden und die Frischluftzuführung über kolbengesteuerte Einlaßschlitze durch beide Kolben be transmitted and the fresh air supply by piston controlled inlet ports by both pistons 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' eines Gegenkolbenpaars erfolgt, wobei der Kraftstoff mittels Direktdosierung dem Brennraum zugeführt wird und die Abgase über ein mittig zu den Kolben an opposed piston pair, whereby the fuel by means of direct metering is supplied to the combustion chamber and the exhaust gases via a centrally to the piston 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' eines Gegenkolbenpaars angeordnetes Abgasventil a counter-piston pair disposed exhaust valve 15 15 abgeführt werden und die eine umweltverträgliche Öl-Umlaufschmierung besitzt. are removed and which has an environmentally acceptable oil-circulation lubrication.
  • Stand der Technik State of the art
  • Der Nutzwirkungsgrad einer Brennkraftmaschine wird in der Regel mittels einer Drehmomentmessung über den gesamten Drehzahlbereich ermittelt. The utilization efficiency of an internal combustion engine is determined as a rule by means of a torque measurement over the entire speed range.
  • Eine weitere Möglichkeit den Nutzwirkungsgrad einer Brennkraftmaschine mit ausreichender Zuverlässigkeit auch ohne aufwendiger Drehmomentmessung zu erfassen, ergibt sich aus dem Verhältnis von drehzahlbezogenem Kraftstoffverbrauch beim Leerlauf (leer) zu dem dazugehörigen Lastverbrauch (last) und ist durch die Wirkungsgradkennlinie in Another way to detect the utilization efficiency of an internal combustion engine with sufficient reliability even without consuming torque measurement, results from the ratio of drehzahlbezogenem fuel consumption during idle (empty) the associated load consumption (load) and is represented by the efficiency curve in 7 7 dargestellt. shown.
  • Der jeweilige Leerlaufverbrauch, bezogen auf den dazugehörigen Lastverbrauch, an derzeitigen Otto-Viertaktmotoren variert erheblich und beträgt im Mittel ca. 18%, dabei streut der eff. The respective idle consumption, relative to the associated load consumption, at current gasoline four-stroke engines varies significantly and is on average about 18%, it scatters the eff. Nutzwirkungsgrad bezogen auf Last und Drehzahl um Vielfaches mehr als der drehzahlbezogener Leerlaufverbrauch und erreicht bestenfalls einen Größtwert von 0,38. Utilization efficiency based on load and speed to several times more than the speed-related idle consumption, and at best, reaches a maximum value of 0.38.
  • Da die neueren Kraftfahrzeuge vorwiegend mit einer Kraftstoffverbrauchsmessung ausgestattet sind und die Kennlinie des Leerlaufverbrauchs, die sg „Nullleistung”, einer Motorausführung werkseitig bekannt ist, wäre es möglich, ohne Drehmomentkenntnis den jeweiligen Nutzwirkungsgrad über die Wirkungsgradkennlinie der Since the newer motor vehicles are mostly equipped with a fuel consumption measurement and the characteristic of the standby consumption, the so called "zero-power", a motor design is factory known, it would be possible without torque knowledge of the respective utilization efficiency on the efficiency curve of 7 7 auch beim Fahren anzuzeigen, was einer verbesserten ökologischen Fahrweise dienen könnte. also in display driving, which could serve to improve ecological driving.
  • Die überwiegende Ausführungen der Frischgas-Spülsysteme der bekannten Zweitakter sind von dem Wunsch bestimmt, diese ohne zusätzlichen Aufwand zu realisieren. The vast types of fresh gas flushing systems of the known two-strokes are determined by the desire to realize this without any extra effort. Dementsprechend sind diese mit reichlich Kompromissen überladen, wodurch die Funktionalität beim Starten und im Leerlaufverhalten stark eingeschränkt ist. Accordingly, these are overloaded with plenty of compromises by which the functionality when starting and idling behavior is severely limited. Im Lastbetrieb arbeiten diese meist unwirtschaftlich, wegen fehlender Funktionszuverlässigkeit der Dosierkontrolle bei der Frischgasspülung und der Homogenität des Kraftstoffgemisches. In load operation, these mostly work uneconomical due to lack of functional reliability of dosage control in the fresh gas flushing and the homogeneity of the fuel mixture.
  • Bei der üblichen Arbeitsweise vor allem beim Otto-Motor mit konstantem Verdichtungs- und Expansionshub durch eine gleichbleibend wirkende Ventilsteuerung bzw. durch schlitzgesteuerten Gaswechsel geht ein wesentlicher Teil der thermodynamischen Energie vor allem im höheren Lastbereich durch vorzeitiges Öffnen des Abgasventils verloren, daher sollte der Expansionshub grundsetzlich deutlich größer sein als der Verdichtungshub, was unter anderem über variable Schließzeit eines Abgasventils realisierbar ist. In the usual operation, especially the gasoline engine with constant compression and expansion stroke by consistently acting valve control or through slot-controlled gas exchange a substantial portion of thermodynamic energy, especially in the higher load range by premature opening of the exhaust valve is lost, hence the expansion stroke should generally release be significantly larger than the compression stroke, which can be realized among other variable closing timing of an exhaust valve.
  • Aufgabenstellung task
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Lösung für den variablen Schließzeitpunkt des Abgasventils aufzuzeigen, mit dem das erforderliche und schwankungsarme Ladungsvolumen der Zylinder mit Frischluft für Standlauf und die jeweiligen Lastzustände realisierbar ist und der Energieaufwand für den Ladungsvorgang mit Frischluft auf ein Minimum beschränkt bleibt. The object of the present invention is to disclose a solution for variable closing timing of the exhaust valve, with which the required and low volatility charge volume of the cylinder with fresh air for the prior run, and the respective load conditions can be realized and the energy consumption for the charging operation with fresh air to a minimum remains. Desweiteren besteht die Aufgabe darin, einen geeigneten Aufbau einer Zweizylinder-Gegenkolben-Brennkraftmaschime in Bezug auf Teilegestaltung und deren Fertigbarkeit aufzuzeigen, sowie zuverlässige Funktionalität durch hohe Stabilität des Gesamtaufbaus zu realisieren mit einfacher Montierbarkeit sämtlicher Motorkomponenten. Furthermore, the task is to devise a suitable construction of a two-cylinder opposed piston Brennkraftmaschime in terms of component design and its manufacturability, as well as realize reliable functionality by high stability of the entire structure with a simple mountability of all engine components.
  • Ausführungsbeispiel embodiment
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Zweizylinder-Zweitaktvariante ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. An embodiment of the invention for a two-cylinder two-stroke variant is illustrated in the drawings and will be described below.
  • Es zeigen: Show it:
  • 1 1 Perspektivische Abbildung des Gesamtaufbaus einer Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebelstellung beim halben Kolbenhub. Perspective illustration of the overall construction of a two-stroke opposed piston internal combustion engine with rocker position at half stroke.
  • 2 2 Schwinghebeldarstellung in Draufsicht mir Angabe des Verlaufs der Belastungs-Hebellinie bedingt durch den seitlichen Versatz der Koppelstellung von Kolbenpleuel zu Kurbelwellenpleuel auf dem Schwinghebel. Rocker plan view illustration I indicating the course of the load lever line due to the lateral offset of the coupling position of Kolbenpleuel to Kurbelwellenpleuel on the rocking lever.
  • 3 3 Betätigungshebel für Ventilhubausführung in Draufsicht mit Darstellung der Schaltnocke der Kurbelwelle und der Nockenwelle für Realisierung der variablen Schließzeit des Abgasventils. Actuating lever for Ventilhubausführung in plan view with illustration of the switching cam of the crankshaft and the camshaft for realizing the variable closing time of the exhaust valve.
  • 4 4 Darstellung wie view as 5 5 jedoch in Seitenansicht teilweise geschnitten, mit Stellung der Nockenwelle However, partially sectioned side view, with position of the camshaft 29 29 bei Standlauf für kleinstmögliche Drehzahl. for still run for lowest possible speed.
  • 5 5 Wirkungsgradkennlinie resultierend aus dem Verhältnis des drehzahlbezogenen Kraftstoffverbrauchs von Leerlauf zu Lastlauf. Efficiency curve resulting from the ratio of the speed related fuel consumption from idling to load run.
  • Die Ausführung einer Zweizylinder-Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk wird gebildet aus zwei identischen vorzugsweise einstückig gefertigten Komlett-Teilen The execution of a two-cylinder two-stroke opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine is formed of two identical parts preferably integrally manufactured komlett 16a 16a / / 16b 16b , die um 180° gedreht aneinander gefügt sind, wovon ein jedes aus einem Zylinderblock Which are rotated by 180 ° attached to each other, of which each of a cylinder block 17 17 mit zwei Zylinderteilstücken with two cylinder sections 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' für ein Gegenkolbenpaar, einem Ventilblock for an opposed piston pair, a valve block 18 18 mit dem Abgasventil with the exhaust valve 15 15 und einem mit Lagern für Kurbelwelle and with bearings for the crankshaft 6' 6 ' und Schwinghebelpaar versehenen Lagerblock and oscillating lever pair is provided bearing block 19 19 bestehen. consist. Lediglich die Betätigungselemente des Abgasventils Only the operating elements of the exhaust valve 15 15 sind zueinander spiegelbildlich in den zwei Komplett-Teilen are mirror images of each other in the two complete parts 16a 16a / / 16b 16b angeordnet. arranged.
  • Für die Schaffung des erforderlichen Freiraums zur Unterbringung eines Abgasventils For the development of the necessary free space for accommodating an exhaust valve 15 15 sowie einer Zündkerze, sind die Zylinderteilstücke as well as a spark plug, the cylinder sections 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' für ein Gegenkolbenpaar im stumpfen Winkel zueinander geknickt ausgebildet. each formed on a bent counter-piston pair at an obtuse angle.
  • Die zwei aneinander gefügten Komplett-Teile The two butted complete Parts 16a 16a / / 16b 16b ergeben zusammen mit den seitlich entsprechend der überstehenden Anteile der zwei Schwinghebelpaare ausgebildeten Abdeckschalen which together with the side corresponding to the protruding portions of the two oscillating lever pairs formed shrouds 20a 20a / / 20b 20b zugleich auch die äusseren Konturen der Zweizylinder-Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine. at the same time the outer contours of the two-cylinder two-stroke opposed piston internal combustion engine. Die seitliche Konturfläche der zwei Komplett-Teile The lateral contour area of ​​the two complete parts 16a 16a / / 16b 16b ist im oberen Bereich durch die erforderliche Mindestlänge für volle Kolbenführung in den Zylinderteilstücken is in the upper region by the minimum length required for full piston guide in the cylinder sections 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' bestimmt und verläuft weiter nach unten keilförmig, die Stirnseite der Komplett-Teile determined, and the face of the complete parts extends further wedge-shaped downwards, 16a 16a / / 16b 16b verjüngend. rejuvenating. Im unteren Bereich wird die stirnseitige Konturbreite der Komplett-Teile In the lower region, the front-side contour width of the complete parts 16a 16a / / 16b 16b von den Erfordernissen für die Ausbildung der Lagerungsbereiche der Führungsachsen on the requirements for the training of the storage areas of the guide shafts 10a' 10a ' / / 10b' 10b ' für ein Schwinghebelpaar bestimmt und verläuft mit gleich großem Winkel keilförmig verjüngend nach oben. intended for a pair of oscillating lever and extends at an equally large angle wedge shape tapering upwards. Der Schnittpunkt beider keilförmig verjügend laufenden seitlichen Konturflächen bilden einen Knickwinkel in der stirnseitigen Aussenkontur der Komplett-Teile The intersection of the two wedge-shaped current verjügend lateral contour surfaces form a bend angle in the front-side outer contour of the complete parts 16a 16a / / 16b 16b , der identisch ist mit dem Winkel der geknickt zueinander ausgebildeten Zylinderteilstücke Which is identical to the angle of the formed bent portions each cylinder 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' . ,
  • Durch Anschrägen der Kolbenböden eines Gegenkolbenpaares, vorzugsweise dachförmig im halben Winkel der Knickstellung der Zylinderteilstücke By chamfering the piston heads of an opposed piston pair, preferably roof-shaped at half the angle of the bend position of the cylinder portions 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' , entsteht im geschlossenen Zustand ein vorteilhafter keilförmiger Brennraum, der im Bereich der Platzierung des Abgasventils when closed, creates a favorable wedge-shaped combustion chamber which in the placement of the exhaust valve 15 15 und einer Zündkerze eine mit größtmöglichem Radius ausgeführte Abflachung aufweist, die im geschlossenen Zustand bis an den Rand der Kolbenböden eines Gegenkolbenpaares reicht. and a spark plug has a flat portion with the largest possible running radius, which extends in the closed state up to the edge of the piston heads of an opposed piston pair.
  • Die Zylinderteilstücke The cylinder sections 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' für ein Gegenkolbenpaar sind versatzfrei zueinander angeordnet. a counter-piston pair are arranged without offset each other.
  • Auf der senkrechten zwischen den Zylinderteilstücken On the vertical sections between the cylinder 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' verlaufenden Symmetrielinie und unterhalb der beiden Zylinderteilstücke extending symmetry line and below the two cylinder portions 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' befindet sich die Kurbelwelle is the crankshaft 6' 6 ' in einem hierfür gestalteten Freiraum zwischen den beiden Komplett-Teilen in a purpose-designed space between the two complete parts 16a 16a / / 16b 16b und lagert mit je einem Ende in der stirnseitigen Wandung der beiden Komplett-Teile and layered with one end in the end-side wall of the two complete parts 16a 16a / / 16b 16b und wird zusätzlich in der Mitte zwischen den Komplett-Teilen and is also in the middle between the complete parts 16a 16a / / 16b 16b in einem geteilten Lager geführt. out in a split bearing.
  • Die Kurbelwelle the crankshaft 6' 6 ' besitzt pro Gegenkolbenpaar zwei um 180° versetzte Kurbelzapfen has opposed piston pair per two offset by 180 ° crank pin 33a 33a / / 33b 33b , die symmetrisch nach beiden Seiten zu den Zylinderteilstücken Symmetrically to both sides of the cylinder portions 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' ausgerichtet sind, so daß sich der seitlicher Versatz der Koppelpunkte der beiden Pleuel auf den Schwinghebeln are aligned so that the lateral displacement of the coupling points of the two connecting rods on the rocker arms 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' eines Schwinghebelpaars gegenüber dem Abstand zweier für ein Gegenkolbenpaar bestimmter Kurbelzapfen a rocker arm pair with respect to the distance between two particular for an opposed piston pair crankpin 33a 33a / / 33b 33b vorteilhaft halbiert. advantageously halved.
  • Beidseitig mit gleich großem Abstand zur Symmetrielinie unterhalb und parallel zu der Kurbelwelle On both sides below with equally large distance from the line of symmetry and parallel to the crankshaft 6' 6 ' lagert das Schwinghebelpaar für ein Gegenkolbenpaar mittels Führungsachsen superimposed on the oscillating lever pair on a pair of counter-piston by means of guide shafts 10a' 10a ' / / 10b' 10b ' , die beide Schwinghebelpaare mit insgesamt drei Lagerstellen pro Seite in den beiden Komplett-Teilen , Both rocker couples with three bearings per page in the two complete parts 16a 16a / / 16b 16b fixieren, wobei die mittlere Lagerstelle fix, wherein the middle bearing point 31 31 zwischen den zwei Schwinghebelpaaren Bestandteil jeweils nur eines Komplett-Teils between the two oscillating lever pairs in each case only part of a complete portion 16a 16a / / 16b 16b ist und auch den Abstand der zwei Schwinghebepaare zueinander bestimmt dahingehend, daß der Lagerschlitz der Schwinghebel and also the distance of the two oscillating lifting pairs determined to each other in such a way that the bearing slot of the rocker arm 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' für Kolbenpleuel for Kolbenpleuel 4a' 4a ' / / 4b' 4b ' zentrisch zu den jeweiligen Zylinderteilstücken centrically to the respective cylinder portions 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' ausgerichtet sind und an den äusseren Stirnseiten der Schwinghebelnabe are aligned and the outer faces of the Schwinghebelnabe 21 21 in dieser Lage zwischen den Komplett-Teilen in this position between the complete parts 16a 16a / / 16b 16b gehalten werden. being held.
  • Um der Kraftbelastung der zwei zueinander mit Versatz wirkenden Pleuel auf die einzelnen Schwinghebel To the power load on the two mutually-operating with the connecting rod offset on the individual oscillating lever 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' durch die Triebkräfte standzuhalten, sind die baugleichen Schwinghebel withstand by the driving forces are the identical oscillating lever 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' der Schwinghebelpaare aus zwei im Abstand der Pleuelbreite schräg verlaufenden untereinander mit Stegen verbundenen länglichen Plattensegmenten the rocker arm pairs of two obliquely extending at a distance from the Pleuelbreite interconnected with webs elongate plate segments 22 22 gebildet, die abstandverjüngend auf ein Ende der Schwinghebelnabe formed on one end of the abstandverjüngend Schwinghebelnabe 21 21 auslaufen, wobei die Schrägstellung der Plattensegmente leak, wherein the inclination of the plate segments 22 22 weitgehend der schräg verlaufenden Belastungs-Hebellinie largely the sloping load lever line 34 34 resultierend aus dem Versatz der Koppelpunkte von Kolbenpleuel as a result of the displacement of the coupling points of Kolbenpleuel 4a' 4a ' / / 4b' 4b ' zum Kurbelwellenpleuel auf den einzelnen Schwinghebeln for Kurbelwellenpleuel on the individual rocker arms 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' entspricht, wodurch nahezu keine Torsionsbelastungen durch die zwischen den zwei Plattensegmenten corresponds, whereby almost no torque loads by the plate between the two segments 22 22 gelagerten Pleuel auf die Schwinghebel mounted on the connecting rod oscillating lever 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' wirksam sind. are effective. Die Weiterleitung der Kraftbelastung auf einen Rand der Schwinghebelnabe The forwarding of the power load on an edge of the Schwinghebelnabe 21 21 ist weitgehend belastungsneutral, da die Kräfte wegen der Hebelübersetzung an den Schwinghebeln is largely stress-neutral, since the forces due to the leverage on the rocking levers 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' auf die Lagerachsen on the bearing axles 10a' 10a ' / / 10b' 10b ' max. Max. nur 1/3 der Kolbenkraft betragen. amount to only 1/3 of the power piston. Als Versteifung dient ein zusätzliches Stützplattensegment and a support plate segment serves as a stiffener 23 23 , daß das gegenüber liegende Ende der Schwinghebelnabe That the opposite end of the Schwinghebelnabe 21 21 der Schwinghebel ( the rocker arm ( 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ) mit den doppelt verlaufenden Plattensegmenten ) With the double-extending plate segments 22 22 zu einem betastungssteifen Dreieckskörper verbindet und dabei die bewegungsstabile Führungslänge der Schwinghebelnabe connects to a beta tung stiff triangular body, while the movement stable guidance length of Schwinghebelnabe 21 21 auf die Lagerachse on the bearing shaft 10a' 10a ' / / 10b' 10b ' eine Weite von min. a width of min. der Hälfte der Abstandslänge der Lagerachse half of the pitch length of the bearing shaft 10a' 10a ' / / 10b' 10b ' zu dem Pleuelbolzen to the connecting rod pin 9' 9 ' des Kurbelwellenpleuels aufweist. having the Kurbelwellenpleuels.
  • Mittels Pleuelbolzen verbinden Kolbenpleuel Means connecting pin connecting Kolbenpleuel 4a' 4a ' / / 4b' 4b ' das freie bewegliche Ende der Schwinghebel the free movable end of the rocker arm 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' zentrisch die Kolben centrally the piston 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' dahingehend, daß ein Gegenkolbenpaar keinerlei bzw. nur minimale Stützkräfte während des gesamten Hubweges auf die Zylinderwand ausüben. to the effect that a counter-piston pair exert no or only minimal support forces during the entire stroke path to the cylinder wall.
  • Die Schwinghebel The rocker 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' eines Schwinghebelpaars wiederum koppeln über kurze Kurbelwellenpleuel mit der Kurbelwelle a rocker pair in turn connect via short Kurbelwellenpleuel to the crankshaft 6' 6 ' und leiten sämtliche Stützkräfte der Kurbelwellenpleuel auf die mit extrem kleinen Reibwegen behafteten Lagerachsen and direct all of the supporting forces Kurbelwellenpleuel to the afflicted with extremely small Reibwegen bearing axles 10a' 10a ' / / 10b' 10b ' durch die Schwinghebel ( (By the rocker arm 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ), wodurch an den Schwinghebeln ( ) To give (on the rocking levers 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ) nur sehr kleine Reibverluste entstehen. ) Only very small friction losses.
  • Über an beiden Zylinderteilstücken Over on both cylinder sections 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' ausgebildeten und durch die Kolben and formed by the pistons 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' eines Gegenkolbenpaars gesteuerte Einlaßschlitze erfolgt die Frischluftzuführung. a counter-piston pair controlled inlet slots is done, the fresh air supply. Die Spülung der Zylinder mit Frischluft erfolgt mittels Überdruck, erzeugt von einem separaten Gebläse. The flushing of the cylinder with fresh air by means of positive pressure, generated by a separate blower. Die Einlaßschlitze sind über Verbindungskanäle mit dem Gebläse verbunden, die in der Hauptsache auf der Innenseite zwischen den zwei Komplett-Teilen The inlet ports are connected via connecting channels to the blower, in the main, on the inside between the two complete parts 16a 16a / / 16b 16b eingearbeitet sind. are incorporated. Ebenso befinden sich entsprechende Freiräume für die Wasserkühlung überwiegend zwischen den Komplett-Teilen Similarly, appropriate clearances for water cooling are predominantly between the complete parts 16a 16a / / 16b 16b im Bereich des Zylinderblocks in the region of the cylinder block 17 17 und weiter in dem Ventilblock and further into the valve block 18 18 . ,
  • Betätigt wird das Abgasventil operated the exhaust valve 15 15 über einen im Kanal des jeweiligen Komplett-Teils in a channel of the respective full-part 16a 16a / / 16b 16b frei geführte Zugstange free run drawbar 24 24 , die mit einem im Lagerblock , With a bearing block in 19 19 und mit einem im Ventilblock and having a valve block 18 18 gelagerten Betätigungshebel mounted actuating lever 25 25 / / 26 26 gekoppelt ist, wobei der im Lagerblock is coupled, said in the bearing block 19 19 gelagerte Betätigungshebel mounted lever 25 25 mit einer Schaltnocke with a switching cam 27 27 der Kurbelwelle the crankshaft 6' 6 ' betätigt wird. is actuated. Mit der Schaltnocke With the switch cam 27 27 der Kurbelwelle the crankshaft 6' 6 ' wird jedoch nur das Öffnen des Abgasventils However, only the opening of the exhaust valve 15 15 zum erforderlichen Zeitpunkt gleichbleibend für Standlauf und sämtliche Laufzustände der Last durchgeführt. consistently performed at the required time for static test and all running conditions of the load. Das Schließen des Abgasventils The closing of the exhaust valve 15 15 erfolgt lediglich bei Voll-Last auch von der Schaltnocke occurs only at full load and from the switch cam 27 27 der Kurbelwelle the crankshaft 6' 6 ' . ,
  • Bei übrigen Laufzuständen, beginnend mit Standlauf und weiter über den gesamten Teillastbereich, wird der Schließvorgang des Abgasventils In other running states, starting with state, and moves over the entire part-load range, the closing operation of the exhaust valve is 15 15 durch eine mittels Zahnradkopplung by means of a gear coupling 28 28 mit der Kurbelwelle with the crankshaft 6' 6 ' synchron ausgeführte Rotation einer separaten Nockenwelle synchronously performed rotation of a separate camshaft 29 29 ausgeführt, die unterhalb der Kurbelwelle executed, the crankshaft below the 6' 6 ' und parallel zu dieser verlaufend lagert und mit seiner Betätigungsnocke and passing superposed parallel to this and with its actuating cam 30 30 ebenfalls im Eingriff mit dem im Lagerblock also in engagement with the bearing block in 19 19 gelagerten Betätigungshebel mounted actuating lever 25 25 steht. stands.
  • Die Betätigungsnocke The actuating cam 30 30 der Nockenwelle the camshaft 29 29 ist dahingehend ausgebildet und zu der Schaltnocke is designed to the effect and the operating cam 27 27 der Kurbelwelle the crankshaft 6' 6 ' ausgerichtet, daß erst am Ende des vollständigen Öffnungshubs des Abgasventils aligned so that at the end of the full opening stroke of the exhaust valve 15 15 durch die Schaltnocke by the switching cam 27 27 die Betätigungsnocke the actuating cam 30 30 der Nockenwelle the camshaft 29 29 den weiteren Betätigungsvorgang des Betätigungshebels the further actuating operation of the actuating lever 25 25 mit kleinstmöglichen „Spiel” übernimmt und danach den gesamten Schließhub des Abgasventils takes over with the smallest possible "game" and then the entire closing stroke of the exhaust valve 15 15 ausführt. performs.
  • Über eine entsprechend kegelförmige Ausbildung der Schaltnocke About a correspondingly conical configuration of the switch cam 30 30 der Nockenwelle the camshaft 29 29 zusammen mit einer Schrägstellung der Schaltnocke together with an inclination of the operating cam 30 30 , ähnlich einer Zahnflanke eines schrägverzahnten Ritzels, wird erreicht, daß die Gleitflächen der Schaltnocke , Similar to a tooth flank of a helical pinion, it is achieved that the sliding surfaces of the operating cam 30 30 stets mit gleichbleibender Koppelbedingung bei Ausführung des Schließhubs des Abgasventils always with constant coupling condition upon execution of the closing stroke of the exhaust valve 15 15 den Betätigungshebe the operating lifting 25 25 kontaktieren. to contact. Da die Nockenwelle Since the camshaft 29 29 lediglich den Schließvorgang des Abgasventils bewirkt, wird diese nicht von Beschleunigungskräften der Betätigungselemente tangiert und ist daher festigkeitsreduziert ausgeführt. only causes the closing operation of the exhaust valve, it is not affected by acceleration forces of the actuators, and therefore reduced strength executed.
  • Die einzelnen Laufzustände erfordern abgestimmte Füllgrade der Zylinder mit Frischluft und werden über eine zusätzliche Axialverschiebung The individual running states require coordinated degrees of filling of the cylinders with fresh air and an additional axial displacement 32 32 der rotierenden Nockenwelle the rotating camshaft 29 29 erreicht, dahingehend, daß das Abgasventil achieved, to the effect that the exhaust valve 15 15 für Standlauf am längsten offen bleibt und bei Steigerung der Teillast kontinuierlich früher schließt, wobei der jeweilige Überschuß an Frischluft durch die Hübe eines Gegenkolbenpaars über das offenstehende Abgasventil remains open for still running the longest and closes continuously earlier with increase in the partial load, the respective excess of fresh air through the strokes of a counter-piston pair on the open to exhaust valve 15 15 entweicht und sich dadurch bei den gewählten Laufzuständen ein schwankungsarmer Ladungszustand mit Frischluft einstellt. escapes and thereby sets a low-charge state variation with fresh air at the selected running conditions.
  • Das Einströmen der Frischluft über die Einlaßschlitze erfolgt mit Überdruck, erzeugt von dem separaten Gebläse, wobei dieser Ladedruck in der Hauptsache nicht ausschließlich bestimmend ist für den angestrebten Füllgrad der Zylinder mit Frischluft und größere Schwankungen des Ladedrucks daher möglich sind. The inflow of fresh air via the inlet ports is carried out with excess pressure, generated by the separate blower, wherein this charging pressure in the main thing is not only determinative for the desired degree of filling of the cylinder with fresh air and larger fluctuations in the load pressure, therefore, are possible. Der Ladedruck mit Frischluft muß lediglich eine Mindesthöhe aufweisen, um nach dem Schließen des Abgasventils The boost pressure with fresh air only needs to have a minimum height in order, after closing of the exhaust valve 15 15 eine vollständige Frischluftladung entsprechend der einzelnen Laufzustände im Zylinder zu erhalten. to obtain a complete fresh air charge according to the individual running states in the cylinder.
  • Da eine entsprechende Anreicherung der Luftladung mit Kraftstoff erst nach dem Schließen des Abgasventils Since a corresponding enrichment of the air charge with fuel only after the closing of the exhaust valve 15 15 mittels der Direktdosierung in den Brennraum erfolgt, werden beste Voraussetzungen für verlustfreie Verbrennung erreicht. by means of direct metering into the combustion chamber, the best conditions for loss-free combustion can be achieved.

Claims (5)

  1. Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk bei der die Zylinderteilstücke ( Two-stroke opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine in which the cylinder parts ( 1a' 1a ' / / 1b' 1b ' ) für Kolben ( ) (For pistons 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' ) eines Gegenkolbenpaars im stumpfen Winkel geknickt zueinander angeordnet sind und die Antriebskräfte mittels an einem Ende gelagerter und symmetrisch gegenläufiger Schwinghebel ( ) Of an opposed piston pair at an obtuse angle to each other and are arranged folded, the driving forces by means mounted at one end and symmetrically opposite rocker ( 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ) eines Schwinghebelpaars durch zwei Kolbenpleuel ( ) Of a rocker arm pair (two Kolbenpleuel 4a' 4a ' / / 4b' 4b ' ) für ein Gegenkolbenpaar und durch zwei Kurbelwellenpleuel auf zwei um 180° versetzte Hubzapfen ( ) For an opposed piston pair, and by two Kurbelwellenpleuel on two crankpins offset by 180 ° ( 33a 33a / / 33b 33b ) einer Kurbelwelle ( () Of a crankshaft 6' 6 ' ) übertragen werden und die Frischluftzuführung über kolbengesteuerte Einlaßschlitze durch beide Kolben ( ) Are transmitted and the fresh air supply by piston controlled inlet ports (through both pistons 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' ) eines Gegenkolbenpaars erfolgt, wobei der Kraftstoff mittels Direktdosierung dem Brennraum zugeführt wird und die Abgase über ein mittig zu den Kolben ( ) Of an opposed piston pair, whereby the fuel by means of direct metering is supplied to the combustion chamber and the exhaust gases via a centrally to the piston ( 2a' 2a ' / / 2b' 2 B' ) eines Gegenkolbenpaars angeordnetes Abgasventil ( ) Of an opposed piston pair disposed exhaust valve ( 15 15 ) abgeführt werden und die eine umweltverträgliche Öl-Umlaufschmierung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß variabel verzögerte Schließzeit des Abgasventils ( ) Are removed and which has an environmentally acceptable oil-circulation lubrication, characterized in that variable delayed closing timing of the exhaust valve ( 15 15 ) das Füllvolumen der Zylinder mit Frischluft im wesentlichen steuert, wodurch zusammen mit der an die jeweilige Frischluftladung der Zylinder angepaßte Hubraum-Kraftstoffdosierung der Standlauf und die Abgabelast der Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine bestimmt wird. ) Essentially controls the filling volume of the cylinder with fresh air, whereby it is determined together with the matched to the respective fresh air charge of the cylinder displacement fuel metering of the static test and the discharge load of the two-cycle opposed piston internal combustion engine.
  2. Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Abgasventils ( Two-stroke opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine according to claim 1, characterized in that the actuation of the exhaust valve ( 15 15 ) über einen an einem Ende gelagerten Betätigungshebel ( ) (Via an actuating lever mounted at one end 25 25 ) erfolgt, der mit zwei parallel zueinander gelagerten und synchron rotierenden Nockelwellen gekoppelt ist, wovon eine Nockenwelle mit seiner Schaltnocke ( ) Are coupled with two parallel mounted and synchronously rotating Nockelwellen, of which a camshaft with its switching cam ( 27 27 ) zeitlich den gleichbleibenden Öffnungshub des Abgasventils ( ) In time (the constant opening stroke of the exhaust valve 15 15 ) ausführt und die andere Nockenwelle ( ) Executes and the other camshaft ( 29 29 ) mit seiner Schaltnocke ( ) (With its switching cam 30 30 ) den zeitlich variablen Schließhub des Abgasventils ( ) (The time-variable closing stroke of the exhaust valve 15 15 ) durch eine zusätzliche Axialverschiebung ( ) (By an additional axial displacement 32 32 ) realisiert. ) Realized.
  3. Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasventil ( Two-stroke opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine according to claim 1 and 2, characterized in that the exhaust valve ( 15 15 ) für Standlauf am längsten offen bleibt und bei Steigerung der Teillast kontinuierlich früher schließt, wobei der jeweilige Überschuß an Frischluft durch die Hübe des Gegenkolbenpaars über das offenstehende Abgasventil ( ) For still remains running the longest open and closes continuously earlier with increase in the partial load, the respective excess of fresh air through the strokes of the counter-piston pair on the open to the exhaust valve ( 15 15 ) entweicht und dadurch die Möglichkeit gegeben ist, den Expansionshub größer ausführen zu lassen als den Verdichtungshub. ) Escapes and thus is given the possibility to execute the expansion stroke is larger than the compression stroke.
  4. Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock ( Two-stroke opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine according to claim 1 to 3, characterized in that the cylinder block ( 17 17 ) für die Anordnung eines Gegenkolbenpaars ( ) (For the arrangement of an opposed piston pair 2a 2a / / 2b 2 B ), der Ventilblock ( (), The valve block 18 18 ) für das Abgasventil ( ) (For the exhaust valve 15 15 ) und der Lagerblock ( ) And the bearing block ( 19 19 ) für die Lagerung der Kurbelwelle ( ) (For the support of the crankshaft 6' 6 ' ) und Schwinghebel ( (), And rocker arm 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ) eines Schwinghebelpaars als einstückiges Komplett-Teil ( ) Of a rocker arm pair (as an integral part Complete 16a 16a ) ausgeführt ist und mit einem identischen zweiten Komplett-Teil ( ) Is executed, and (with an identical second whole-part 16b 16b ) um 180° zu dem ersten Komplett-Teil ( ) 180 ° (to the first complete part 16a 16a ) gedreht und bleibend aneinandergefügt den tragenden Aufbau einer Zweitakt-Zweizylinder-Gegenkolben-Brennkraftmaschine ergeben. ) Rotated and permanently joined to the bearing structure of a two-stroke two-cylinder opposed piston engine result.
  5. Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine mit Schwinghebel-Triebwerk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die baugleichen Schwinghebel ( Two-stroke opposed piston internal combustion engine with oscillating lever engine according to claim 1 to 4, characterized in that the identical swing lever ( 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ) eines Schwinghebelpaars aus zwei im Abstand der Pleuelbreite schräg verlaufenden untereinander mit Stegen verbundenen länglichen Plattensegmenten ( ) Of a rocker arm pair of two obliquely extending at a distance from the Pleuelbreite interconnected with webs elongate plate segments ( 22 22 ) gebildet sind, die auf ein Ende der Schwinghebelnabe ( are formed), which (on an end of the Schwinghebelnabe 21 21 ) der Schwinghebel ( () Of the rocker arm 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ) auslaufen, wobei die Schrägstellung der Plattensegmente ( ) Leak, wherein the inclination of the plate segments ( 22 22 ) weitgehend der schräg verlaufenden Belastungs-Hebellinie ( ) Largely the sloping load lever line ( 34 34 ), resultierend aus dem seitlichen Versatz der beiden Koppelpunkte der Pleuel an einem Schwinghebel ( ) Resulting from the lateral displacement of the two coupling points of the connecting rod on a rocking lever ( 3a' 3a ' / / 3b' 3b ' ), entspricht und daß ein entgegengesetzt schrägverlaufendes Stützplattesegment ( ), And that corresponds to an oppositely slanting support plate segment ( 23 23 ) das gegenüberliegende Ende der Schwinghebelnabe ( ) (The opposite end of the Schwinghebelnabe 21 21 ) mit den Plattensegmenten ( ) (With the plate segments 22 22 ) zu einem betastungssteifen Dreieckskörper verbindet und dabei die bewegungsstabile Führungslänge der Schwinghebelnabe ( ) Connects to a beta tung rigid triangular body, thereby (the moving length of the stable guiding Schwinghebelnabe 21 21 ) durch die Lagerachsen ( ) (By the bearing axles 10a' 10a ' / / 10b' 10b ' ) eine Weite von min. ) Has a width of min. der Hälfte der Abstandslänge der Schwinghebelnabe ( (Half the pitch length of the Schwinghebelnabe 21 21 ) zu dem Lagerbolzen ( ) (To the bearing bolt 9' 9 ' ) aufweist. ) having.
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