DE102017008704A1

DE102017008704A1 - Ein Takt Motor

Info

Publication number: DE102017008704A1
Application number: DE102017008704.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Der Motor stellt einen Verbrennungsmotor dar, der als 1-Takt-Motor betrieben wird.
Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben fest im Motor verbaut ist und der Zylinderkopf/Zylinderwand sich entlang des Kolbens vom UT (unterer Totpunkt) nach OT (oberer Totpunkt) bewegt.
Der Kolben besteht auf mehreren Bauteilen und ist führend gelagert. Eine Kühlung wird mittels herkömmlicher Oldruckkühlung realisiert. Weiterhin wird eine Wasserkühlung des Motors implementiert.
Ventilsteuerung, Einspitzdüse und Zyndkerzen werden im inneren des Kolbens platziert, sodass der Zylunderkopf/die Zylinderwand mit weniger Trägheitsmasse hin und her bewegt wird.
Als weitere Besonderheit wird eine Längenveränderung des Kolbens realisiert, die eine Hubraumvariabilität ermöglicht.
Der Komben wird auf beiden Seiten zur Erzeugung des Verbrennungsvolumens verwendet, sodass der Kolben im Zusammenhang mit der Steuerung der Peripherie sich immer auf einen Arbeitsgang (Explosion), bei jeder Bewegungsrichtung der Zylinderwand, befindet. Hiermit werden die Lertakte komplett vermieden und der Wirkungsgrad deutlich erhöht.
Die Zylinderwand dient gleichzeitig als Vorverdichtung der Ansaugluft und auch noch Verdränfung der Abgase als Huilfe für ein sehr schnelles Ansaugen und Austoßen. Diesen Vorgang ermöglichen die integrierten zusätzlichen Zylinder, die von der Nockenwelle mit angesteuert werden. Ein zusätzliches Ventil auf der gegenüberligenden Seite der Ventilsteuerung ermöglicht eine Einlass des vorverdichteten Luftgemisches.

Description

Die Erfindung stellt einen Verbrennungsmotor dar, der als 1 Takt-Motor betrieben wird.
Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass er bei jede Kolbenbewegung mindestens einen Arbeitstakt pro Bewegung generiert und keine Leertakte enthält
Die Besonderheit liegt darin, dass der Kolben fest im Motor unbeweglich verbaut ist und der Zylinderkopf/Zylinder sich auf dem Kolben bewegt von UT nach OT.
Der Kolben besteht aus mehreren Bauteilen und ist führend gelagert. Eine Kühlung wird mittels herkömmlicher Öldruckkühlung realisiert
Weiterhin werden Ventilsteuerung, Einspritzdüse und Zündkerze im Inneren des Kolbens platziert, sodass der Zylinderkopf mit weniger Trägheitsmasse hin und her bewegt wird
Als weitere Besonderheit wird eine Längenveränderung des Kolbens realisiert die eine Hubraumvariabilität gewährleistet.
Der Kolben wird auf beide Seiten verwendet, sodass dieser sich immer auf einen Arbeitstakt sich befindet. Somit hat der Motor keine Leertakte und kann den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
Die Zylinderwand dient gleichzeitig als Vorverdichtung der Ansaugluft und Verdrängung der Ausstoßluft als Hilfe für ein sehr schnelles Ansaugen und Ausstoßen. Diesen Vorgang ermöglichen die integrierten Zylinder die von der Nockenwelle angesteuert werden, ein zusätzliches Ventil auf der gegenüberliegenden Seite der Ventilsteuerung, um dadurch gleichzeitig auch ein Ruckartiges Ansaugen und Ausstoßen ermöglichen
Bezugszeichenliste

1, MVL3: Motorventil links 3
2, MVL2: Motorventil links 2
3 MVL1: Motorventil links 1
4, ZKL: Zündkerze links
5, EDL: Einspritzdüse links
6, BPL: Bewegungsplatte links
7, PSA1: Pleulstangenanbindung 1
8, ZL1: Ansaugzylinderventil links 1
9, NW: Nockenwelle
10, ZR1: Ansaugzylinderventil rechts 1
11, BPR: Bewegungsplatte rechts
12, ZWR1: Zylinderwand 1 rechts
13, MVR1: Motorventil rechts 1
14, ZKR: Zündkerze rechts
15, DER: Einspritzdüse rechts
16, MVR2: Motorventil rechts 2
17, KO: Kompressor
18, ZLWR2: Zylinderwand 2 rechts
19, MVR3: Motorventil rechts 3
20, LF: Ansaugluftsystem
21, A: Auspuff
22, LK: Ladeluftkühlung
23, DRR1,2,3: Dichtringe rechts 1 bis 3
24, DRR4,5: Dichtringe rechts 4 bis 5
25, TL: Turbolader
26, AKSR: Ausstoßklappe rechts
27, ZR2: Ausstoßzylinderventil rechts
28, M: Elektromotor
29, KH1: Kipphebel 1
30, KH2: Kipphebel 2
31, SM: Schaltmuffe für Hubraumvolumenveränderung
32, ZL2: Ausstoßzylinderventil links
33, AKSL: Ausstoßklappe links
34, PSA2: Pleulstangenanbindung 2
35, DRL4,5: Dichtringe links 4 bis 5
36, DRL1,2,3: Dichtringe links 1 bis 3
37, ZWL1: Zylinderwand 2 links
38, ZWL2: Zylinderwand 2 links
39, UTL: Unterer Totpunkt links
40, OTL: Oberer Totpunkt likks
41, UTR: Unterer Totpunkt rechts
42, OTR: Oberer Totpunkt rechts
43, AL: Abgase-Luftsystem
44, VRL: Vorverdichtungsraum links
45, VRR: Vorverdichtungsraum rechts
46, BRR: Brennraum rechts
47, BRL: Brennraum links
48, HR2: Variable Hydrostößel
49, HR1: Variable Hydrostößel
50, HL1: Variable Hydrostößel
51, HL2: Variable Hydrostößel
52, HPR: Halteplatte
53, HPL: Halteplatte

Zylinderwandbewegung von rechts nach links (1 Arbeitstakt)

Rechte Seite des Kolbens	Linke Seite des Kolbens
1X Ansaugen	1XArbeiten
1XVerdichten	1XVorverdichten
	½ Ausstoßen

Mittels Kompressor ((17, KO) oder Turbolader (25, TL) wird durch das Ansaugluftsystem (20, LF) Ansaugluft in Ansaugzylinderventil rechts (10, ZR1) befördert. Der Ansaugzylinderventil rechts (10, ZR1) wird von der Nockenwelle gesteuert (9, NW), die mittels Zahnrad angetrieben wird und drückt die Ansaugluft durch die Ventile (13, MVR1), die von der Nockenwelle (9, NW) geöffnet werden, im Brennraum (45, VRR). Dieser Vorgang generiert das Ansaugen innerhalb kürzester Zeit ohne, dass der Kolben ein komplettes Hub bewegt werden muss.
Synchron wird auf der linken Hälfte des Kolbens die Zündkerze (4, ZKL) gezündet und die bereits verdichtete Luft aus (44, VRL) im Brennraum (47, BRL) gezündet. Durch die Bewegung des Zylinderblocks von (39,UTL) nach (40, OTL) wird der Arbeitstakt realisiert und gleichzeitig eine Vorverdichtung der Luft im Vorverdichtungsraum (44, VRL) realisiert.
Eine definierte Zeit bevor die Zylinderwand ihre Endbewegung erreicht wird durch Kontakt an der zweiten Zylinderwand (38, ZWL2) das Ventil (1, MVL3) geöffnet, das Ausstoßventil (2, MVL2) von der Nockenwelle anschließend auch geöffnet und gleichzeitig auch das Ausstoßzylinderventil links (32, ZL2) so bewegt, dass ein Unterdruck entsteht und somit ein sehr schneller Vorgang des Ausstoßens ermöglich wird (hierfür wird kein Arbeitstakt benötigt sondern nur eine definierte Zeit vor OT und kurz nach OT). Die Entstehung des Unterdruckes wird durch die Klappe Ausstoßklappe links (33, AKLS) ermöglicht. Die Klappe wird automatisch geöffnet wenn (32, ZL2) in gegengesetzter Richtung von der Nockenwelle gesteuert wird und dadurch die Ausstoßluft in Richtung Turbolader (35, TL) oder Auspuff (21,A)befördert wird. Dieser Vorgang generiert das Ausstoßen innerhalb kürzester Zeit ohne, dass der Kolben ein komplettes Hub bewegt werden muss.
Zylinderwandbewegung von links nach rechts (1 Arbeitstakt)

Rechte Seite des Kolbens	Linke Seite des Kolbens
1XArbeiten	1X Ansaugen
1XVorverdichten	1XVerdichten
½ Ausstoßen

Da der Kolben samt Ventilsteuerung und Kurbeltrieb sowie Zylinderwand und Peripherie symmetrisch aufgebaut wiederholt sich die Beschreibung mit Ausnahme, dass die linke und rechte Seite vertauscht werden
Der Kolben ist so konstruiert, dass dessen Länge einstellbar ist und damit eine gesteuerte Variabilität der Brennräume (46, BRR und 47, BRL) realisiert wird. Die variablen Hydrostößel (48, HR1; 49, HR2; 50,HL1; 51,HL2) ermöglichen eine Ventilsteuerung bei gleichzeitiger Bewegung der Außenseite des Kolben währen der Hubraumveränderung. Die variablen Hydrostößel werden mit Öldruck betrieben und sind so konstruiert, dass Sie in der Länge veränderbar sind. Die Steuerung der Kolbenverlängerung wird von den Kipphebeln (29,KH1 und 30,KH2) ermöglicht die von einer auf der Nockenwelle (9, NW) zentrieren Schaltmuffe (31, SM) gesteuert werden. Die Schaltmuffe wird vom Motor (28, M) bedarfsgerecht gesteuert. Eine anderweitige Steuerung ist auch denkbar.
Die Kipphebeln verschieben die Bewegungsplatte (11,BPR und 6,BPL) und dadurch die Halteplatte (52, HPR und 53 HPR) nach unten bzw. nach oben bewegt. Die Bewegung nach oben wird zusätzlich durch die Explosionskraft im Brennraum unterstützt

Claims

Feststehender Kolben und bewegliche Peripherie, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben fest verbaut ist und keine Bewegung erfährt um die Takte zu realisieren.
Integrierte Ventilsteuerungen im Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kolbens die Ventile und Öffnungen für die Luftversorgung und Entsorgung konstruiert sind
Integrierte Zündkerze und Einspritzventil im Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze und das Einspritzventil eine Platzierung innerhalb des Kolbens erfahren.
Integrierte Hubraumvariabilität durch integrierte Kolbenverlängerung und Verkleinerung dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kolbens eine Steuerung mittels Nockenwelle angebracht wurde die den Kolben in seine Länge variieren kann
Feststehender Kolben auf beiden Seiten nutzbar zur Brennraumerzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennraumbildung auf beiden Seiten eines feststehenden Kolbens realisiert wurde
Beweglicher Zylinder und Zylinderkopf, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinderkopf samt eine besondere Ventilsteuerung auf einem feststehenden Kolben in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegt wird.
Unterschiedliche Takte pro Kolbenbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Bewegung des Zylinderkopfes von oberem Totpunkt nach unterem Totpunkt mehrere unterschiedliche Takte realisiert werden z. Bsp. Ansaugen, Ausstoßen, Arbeiten, Vorverdichten
Feststehender Kolben der mindestens einen Arbeitstakt (Explosion) generiert bei jede Bewegungsrichtung des Zylinders dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kolben mindestens 2 Arbeitstakte (Entzündung des Gemisches) pro Kurbelwellenumdrehung generiert werden
Ansaugen per Zwang durch zusätzliche Druckzylinder dadurch gekennzeichnet, dass die angesaugte Luft zusätzlich der Komprimierung mittels Kompressor und/oder Turbolader eine Zwangs-Befüllung erfährt, die mittels Druckzylinder realisiert wird die von der Nockenwelle mitgesteuert werden.
Ausstoßen per Zwang durch zusätzliche Saugzylinder dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestoßene Luft zusätzlich der Komprimierung mittels Kompressor und/oder Turbolader ein Zwangs-Abzug erfährt, die mittels Druckzylinder realisiert wird die von der Nockenwelle mitgesteuert < werden und für einen Unterdruck im Ausstoßsystem sorgt
Variabilität des Kolbens durch Längenausgleich zur Hubraumveränderung, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrostößel so konstruiert sind, dass sie mittels Öldruck ein Längenunterschied bildet können, damit die Ventile keine Nachteile bei Hubraumveränderung erfahren
Brennraum umhüllt durch mehrere bewegliche Zylinderwände die die Generierung von unterschiedlichen Takten ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass durch mehrere Zylinderwände eine Mehrzahl an Takten pro Bewegungsrichtung des Kolbens generiert wird (z. B. Verdichten und Vorverdichten)
Feststehender Kolben ohne Leertakte, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bewegungsrichtung des Zylinderblocks mindestens ein Arbeitstakt (Zündung des Gemisches) generiert und damit Keine Leertakte entstehen