DE10204794A1 - 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und Benzineinspritzung - Google Patents
2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und BenzineinspritzungInfo
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Abstract
Die neue Art der Rotations-Kraftübertragung erlaubt es, umweltfreundlichere mit Wasserstoff betriebene Motoren zu bauen. Als Zweitaktmotoren und auch als Viertaktmotoren. Wasserstoff konnte bisher, wegen der viel höheren Zündgeschwindigkeit, ohne Trennung des Vorverdichtungsraums vom Kurbelgehäuse, nicht verwendet werden. DOLLAR A Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Prinzips ist es nicht nur möglich, einen im Aufbau einfachen und damit in seiner Herstellung kostengünstigen Axko-Motor mit hoher Betriebsdauer zu schaffen, deren symmetrisches Taumelpleuel speziell gelagert ist, sondern auch die Produktion von Motoren verschiedener Verbrennungssysteme wirtschaftlich zu gestalten. Im letzteren Fall braucht nur eine Ventilsteuerung realisiert werden.
Description
- Die Erfindung betrifft einen 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und Benzineinspritzung (nachfolgend Axko-Motor genannt) nach dem Oberbegriff des Kennzeichens 1.
- Ein derartiger Zweitaktmotor für Wasserstoffeinspritzung ist nach dem bisherigen Stand der Technik ohne Vorverdichtung im Kurbelgehäuse nicht bekannt.
- Die Schmierung wird eine der Technik bekannten Druckumlaufschmierung für die Kennzeichen 1. bis 5. zu gewährleisten.
- Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen axial zur Kurbelwelle angeordnete Zylinder, der einen Kolben mit Zwei Kolbenböden, mit einem K-Ring und einem Ölabstreifring zum Brennraum, Vorverdichtungsraum und Kurbelgehäuse abdichtet als Zweitakter oder Viertaker zu ententwickeln.
- Die nadelgelagerte Kolbenbolzenlagerung ist tangential durch eine Öffnung im Kolben und dem Zylinder mit dem Taumelpleuel nach Kennzeichen 4. in einem Kugelgelager für Längst- und Drehbewegung verbunden. Die kuglig und nadelgelagerte Pleuelstange (14) in der Kurbelwelle (16) ist im Taumelpleuel eingepreßt. Das Taumelpleuel (13) ist auch kuglig gelagert.
- Zur Lösung der Aufgabenstellung sind die Merkmale aus den Kennzeichen 1. und 3. vorgesehen. Eine weitere Einsatzmöglichkeit der Erfindung ist in den Kennzeichen 2. 4. und 5. angegeben.
- Die Erfindung wird nachstehend an drei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen beschrieben.
- Hierin zeigt:
- Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Zweitakt Axko-Motor.
- Ansaugen, Verdichten, Arbeiten, Auspuffen laufen beim Axko-Motor während einer Umdrehung der Kurbelwelle ab. Ein Teil der Vorgänge findt beim bekannten Stand der Technik unterhalb des Kolbens statt, der zusammen mit dem gasdichten Kurbelgehäuse wie eine Pumpe wirkt.
- Erfindungsgemäß findet im Kurbelgehäuse die Vorverdichtung nicht mehr statt, sondern im Vorverdichtungsraum (7). Die Druckverhältnisse verändern sich je nach der Bewegungsrichtung des Kolbens. Der Gaswechsel erfolgt durch Kanäle in der Zylinderwand (10) die vom Kolben geschlossen oder freigegeben werden. Deshalb kann das Kurbelgehäuse als Ölbehälter benutzt werden.
- Die Schmierung braucht nicht mehr durch beimischen von Öl zum Kraftstoff erfolgen. Die Lager sind als Wälzlager ausgeführt. Bei der Erfindung ist die Kurbelwelle nicht mehr zusammengesetzt, das Taumelpleuel ist ungeteilt. Die Kraft des doppelbödigen Kolbens (3) wirkt über die Pleuelstange (14) und die Lagerung (11) auf das Taumelpleuel (13). Die von hier symetrisch ausgehende Kraft drückt über die untere fest sitzend Pleuelstange (14) und die Lagerung (15) auf die Kurbelwelle (16) und erzeugt eine rotierende Bewegung. Zwischen Taumelpleuel und Kolben tritt eine Linearbewegung auf, die ein Kugellager für Dreh.- und Längstbewegung (28) Fig. 2 auffängt.
- Der Kolben bewegt sich von UT (7) nach OT (1). Der Überströmkanal ist geöffnet, und die im Vorverdichtungsraum verdichteten Frischgase drängen die Abgase der vorhergegangenen Verbrennung in den geöffneten Auslaßkanal. Die Kolbenoberkannte verschließt zunächst den Überströmkanal, dann den Auslaßkanal, das Gemisch über dem Kolben wird verdichtet. Am anderen Kolbenboden entsteht durch die Volumenvergrößerung ein Druck von -0,2. . .-0,4 bar. Dadurch wird bei Öffnung des Einlaßkanals durch die Kolbenunterkante frisches Gemisch in den Vorverdichtungsraum gesaugt.
- Die Zündung des Gemischs erfolgt kurz vor OT. Durch den Druck der expandierenden Gase wird der Kolben von OT nach UT getrieben. Die Kolbenunterkante schließt den Einlaßkanal, und das angesaugte Gemisch wird vorverdichtet. Die Kolbenoberkante gibt zuerst den Auslaßkanal frei. Der größte Teil der unter Druck stehenden Abgase kann über die Auspuffanlage entweichen. Sobald auch der Überströmkanal freigegeben wird, beginnt der Spülvorgang. Um diesen so günstig wie möglich zugestalten, müssen die Querschnitte der Kanäle das Auspuffrohr sowie der Schalldämpfer sogfältig aufeinander abgestimmt sein. Fast während des gesamten Spülvorganges sind die Überströmkanäle und Auslaßkanal gleichzeitig geöffnet.
- Fig. 2 im Schnitt dargestellten Viertakt Axko-Motor
- Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Viertakt Axko-Motors soll nachfolgend am Beispiel des der Technik bekannten 4 Takt Verbrennungsmotors erläutert werden.
- Für ein Arbeitsspiel sind bei 4 Takt Verbrennungsmotoren zwei Kurbelwellenumdrehungen notwendig.
- Ansaugtakt, Verdichtungstakt und Arbeitstakt, Auspufftakt. Durch die Erfindung ist der eine Kolben mit seinen zwei Kolbenböden und damit zwei Zylindern zu einem Viertakt Axko-Motor geworden, der für ein Arbeitsspiel eine Kurbelwellenumdrehung benötigt somit bei jeder Kurbelwellenumdrehung ein Arbeitstakt realisiert. Damit wird mit dem Viertakt Axko-Motor die doppelte Leistung erreicht.
- Auf Wirkungsweise eines der Technik bekannten 4 Takt Verbrennungs- Motors wird nicht eingegangen.
(nicht dargestellt) werden in Fig. 1 und Fig. 2
- - Wasserstoffeinspritzung, Benzineinspritzung
- - Zündkerzen und Zündanlage
- - Ventilsteurung in Fig. 2 mit den Ventilen angedeutet.
- Fig. 3 Schnitt eines Axko-Motor-Kompressor für Luft oder eines Kompressor für Kältemaschinen oder Pumpe für Flüssigkeiten.
- Der Axko-Motor nach Kennzeichen 5. zeigt einen Zweizylinder Kompressor der Beispielweise durch einen Elektomotor auf der Kurbelwellenseite angetrieben wird.
- Eine Ventilsteurung wie in Fig. 2 ist nicht notwendig da der Techmik bekannte Flatter- oder Membranventile (90, 49) Fig. 3 verwendet werden. Die Zylinderköpfe (42) entsprechen dem dazugehörigen Zylinder (43).
- Der Kurbeltrieb (44-48) und Motorblock entsprechen dem Anspruchs 3. Ansaugkanal (91) und Druckleitung (50) sind schematisch dargestellt.
Claims (5)
1. 2/4 Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und Benzin
einspritzung insbesondere ohne Kurbelgehäusevorverdichtung mit einem
Zylinder (2) mit Überströmkanal (10) und einem Kolben (3) mit zwei
Kolbenböden jeweils mit einem Ölabstreifring (4) und einem K-Ring (5)
dem Vorverdichtungsraum (7) und Brennraum (1) abdichtet. Der
Kolbenbolzen (9) mit dem symetrischen Taumelpleuel (13) und der kugligen
Lagerung (11) und (15) über die Pleuelstange (14) mit der Kurbelwelle (16)
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverdichtungsraum (7)
im Zylinder keine Verbindung mit dem Kurbelgehäuse (12) hat. Damit ergibt
sich, die denkbar umweltfreundlichste Verbrennung eines Zweitaktmotors.
2. 2/4 Takt Axilakolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und
Benzineinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit
Benzineinspritzung (6) ohne einer bekannten Mischungsschmierung von
Zweitaktmotoren, vor allem bei kaltem Motor, infolge des erforderlichen
fetteren Gemisches, kein Öl verbrannt wird. Dies führt auch nicht mehr
zu Ablagerungen im Brennraum, auf dem Kolbenboden und in der
Auspuffanlage oder zu Zündaussetzern durch Brückenbildung zwischen den
Elektroden der Zündkerzen.
3. 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und
Benzineinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder
(2) nach Fig. 1 ausgetauscht wird, gegen Zylinder (23) in Fig. 2. Die
Ventilsteurung (20) ist einzusetzen und der Motor zum Viertaktmotor
mit Wasserstoffeinspritzung (21) geeignet. Der Sinn der Erfindung ist
es, daß das Gas-Luft-Gemisch im oberen Brennraum (22) nach einer
Kurbelwellenumdrehungen im unteren Brennraum (24) gezündet wird und
somit die doppelte Leistung erzielt werden kann.
Abgasanlage in (29) angedeutet.
4. 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und
Benzineinspritzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pleuelstange (25) im Taumelpleuel (26) als Verbindung zum Kolbenbolzen (27) mit
einem Kugellager für Längst- und Drehbewegung (28) ausgelegt ist.
5. 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und
Benzineinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder
(2) Fig. 1 ausgetauscht, und ein Zylinder (43) Fig. 3 mit entsprechenden
Zylinderköpfen (42) mit Platten- oder Membranventil als Einlaßventil
(40) und Auslaßventil (49) verwendet wird. Die Ansaugleitung (41) und die
Druckleitung (50) sind nur entsprechend angedeutet.
Der Kurbeltrieb (44, 45, 46, 47, 48) wie in Fig. 2 schon dargestellt, kann bei
einer angetriebenen Einheit z. B. durch eien Elektomotor, beibehalten
werden. Als Kompressor für Luft, einem Kompressor für Kältemaschinen,
oder Pumpe für Flüssigkeiten, werden bei einer Kurbelwellenumdrehung
zwei Kolbenhübe realisiert.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20221732U DE20221732U1 (de) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | Hybrid 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoffeinblasung und Benzineinspritzung |
DE10257943A DE10257943A1 (de) | 2002-02-01 | 2002-12-12 | Ventilsteurung des 4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor ohne Ventileinstellung speziell für Kraft-Wärme-Kopplung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10257943A DE10257943A1 (de) | 2002-02-01 | 2002-12-12 | Ventilsteurung des 4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor ohne Ventileinstellung speziell für Kraft-Wärme-Kopplung |
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DE10204794A1 true DE10204794A1 (de) | 2003-09-18 |
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ID=27763025
Family Applications (1)
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DE10204794A Withdrawn DE10204794A1 (de) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff- und Benzineinspritzung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE10204794A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2083152A1 (de) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | POHL GbR Manfred Pohl | Taumelgetriebe, Verbrennungsmotor und Energieerzeugungssystem mit einem solchen Getriebe, und Verfahren zur Erzeugung elektrischer Energie |
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- 2002-02-01 DE DE10204794A patent/DE10204794A1/de not_active Withdrawn
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