DE19545153C1 - Verbrennungsmotor mit einem Ventilsystem zum Betrieb im Zweitakt- oder Viertaktmodus - Google Patents
Verbrennungsmotor mit einem Ventilsystem zum Betrieb im Zweitakt- oder ViertaktmodusInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Derartige Verbrennungsmotoren mit zumindestens zwei sich gegen
überliegenden Arbeitszylindern mit jeweils einem dazwischen
liegenden Laderzylinder sind zum Beispiel aus der DE 43 37
668 C1 des Anmelders bekannt. Die dort beschriebene Kolbenmaschine
weist, wie der Anmeldungsgegenstand auch, in den Arbeitszylin
dern hin- und herbewegliche Arbeitskolben auf, die mit einem in
dem Laderzylinder hin- und herbeweglichen Laderkolben, der den
Laderzylinder in zwei Laderzylinderräume unterteilt, fest ver
bunden sind.
Bei der in der DE 43 37 668 C1 beschriebenen Kolbenmaschine
handelt es sich jedoch, im Gegensatz zum Anmeldungsgegenstand,
um eine Kolbenmaschine mit umlaufenden Zylindern.
Bei der eben beschriebenen Anordnung der Arbeitszylinder, liegen
sich die Zylinderköpfe diametral gegenüber und sind somit räum
lich weit voneinander getrennt. Beim Stand der Technik werden
die Ventile, die zum Ein- bzw. Auslassen von Frisch- bzw. Abgas
dienen und die im Zylinderkopf des jeweiligen Arbeitszylinders
angeordnet sind, entweder durch getrennte Nockenwellen oder
durch eine gemeinsame Nockenwelle und Stößel gesteuert, die bei
der hier betrachteten Anordnung von Lader- und Arbeitszylindern
eine untragbar große Länge aufweisen müßten. Bei Zweitaktmotoren
wird üblicherweise ganz auf Ein- bzw. Auslaßventile verzichtet.
Das Frisch- bzw. Abgas strömt dann über Überströmkanäle in den
Arbeitsraum des Arbeitszylinders ein bzw. aus. Hierbei werden
die Überströmkanäle, die durch Öffnungen in den Seitenwänden der
Arbeitszylinder gebildet sind, von dem jeweiligen Arbeitskolben
entweder verdeckt oder freigegeben.
Hierzu ist es nötig, daß die Kolbenringe des jeweiligen Arbeits
kolbens über die Öffnungen in den Seitenwänden des Arbeitszylin
ders hinwegstreichen, wobei die Kolbenringe einer sehr starken
Belastung ausgesetzt werden, was zu einem starken Verschleiß
führt. Weiterhin treten bei bekannten Zweitaktmotoren erhebliche
Spülverluste auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der
bei hohem Wirkungsgrad einfach aufgebaut ist, sich durch eine
extrem flache Bauweise auszeichnet und dessen Ventilsystem so
ausgebildet ist, daß die komplizierte Steuerung der Ventile über
getrennte Nockenwellen oder eine gemeinsame Nockenwelle und Stö
ßel entfällt, und das es ermöglicht, den Verbrennungsmotor im
Zweitakt- oder Viertaktmodus zu betreiben.
Diese Aufgabe wird durch im Patentanspruch 1 angegebenen Merk
male gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verbrennungsmotors
ist es möglich, den Verbrennungsmotor mit hohem Wirkungsgrad
sowohl als Zweitakt- wie auch als Viertaktmotor zu betreiben.
Hierzu ist es lediglich notwendig, den noch näher zu beschrei
benden Einsatz des Walzenventils auszutauschen sowie ggf. die
Übersetzung, mit der das Walzenventil angetrieben wird, zu än
dern.
Dadurch, daß sowohl die Arbeitskolben als auch der Laderkolben
Bewegungen in einer Ebene ausführen, ergibt sich eine extrem
niedrige Bauweise des Motors.
Wenn der Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges
verwendet wird kann durch die niedrige Bauweise des Motors ein
sehr tiefliegender Schwerpunkt erzielt werden, was sich sehr
positiv auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges auswirkt.
Der Laderzylinder kann einen wesentlich größeren Hubraum als die
Arbeitszylinder aufweisen, wodurch es möglich ist, den Ver
brennungsräumen der Arbeitszylinder eine wesentlich größere Men
ge Frischgas zuzuführen, als dies bei herkömmlichen Saugmotoren
der Fall ist. Da der Überdruck der in dem Laderzylinder erzeugt
wird unter anderem durch den Hubraum des Laderzylinders festge
legt wird, ist es möglich den Überdruck derart zu steigern, daß
sich eine Kompressorwirkung ergibt.
Der vom Laderzylinder erzeugte Überdruck wird auch zur Betäti
gung der pneumatisch betriebenen Ventile genutzt. Diese Ventile
bestehen aus einem Ventilzylinder, einem Ventilkopf und einem
Ventilkolben und sind ähnlich aufgebaut wie herkömmliche Ar
beitszylinder mit Arbeitskolben.
Da die Ventile pneumatisch betätigt werden, entfällt die kompli
zierte Steuerung über Nocken bzw. Stößel. Der Kraftaufwand der zur
Steuerung der pneumatisch betriebenen Ventile nötig ist, ist
deutlich geringer als der Kraftaufwand der zur Steuerung von
herkömmlichen Ventilsystemen nötig ist, wodurch sich ein höherer
Wirkungsgrad des Motors ergibt.
Die pneumatisch betriebenen Ventile sind als Massenprodukt und
damit kostengünstig herstellbar. Die Montage der Ventile am
Zylinderkopf kann beispielsweise durch einfache Schraubverbin
dungen erfolgen. Eine Bearbeitung der Ventilführungen, Ventil
sitze und dergleichen am Zylinderkopf ist nicht notwendig.
Die pneumatisch betriebenen Ventile gewährleisten eine dauer
hafte und störungsfreie Funktion sowie einen geräuschärmeren
Betrieb des Motors.
Beim Betrieb der Maschine als Zweitakt-Verbrennungsmotor ent
fällt das Problem, daß die Kolbenringe Ein- bzw. Auslaßöffnungen
in den Seitenwänden der Arbeitszylinder überstreichen müssen.
Die Langlebigkeit des Motors wird somit erheblich vergrößert.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor kann als Zwei-, Vier-
oder Mehrzylindermotor gebaut werden. Vorzugsweise ist die
Anzahl der Arbeitszylinder jedoch gerade.
Es ist ebenfalls denkbar, den Motor modular aufzubauen. So
könnten beispielsweise zwei Vierzylindermodule des Motors zu
einem Achtzylindermotor kombiniert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnungen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht der Ausführungsform
des Verbrennungsmotors als Vierzylinder,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der Fig. 1,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des
Verbrennungsmotors nach Fig. 1,
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Frontansicht des
Verbrennungsmotors nach Fig. 1,
Fig. 5 eine stark vereinfachte schematische Schnitt
ansicht durch eine Ausführungsform eines pneumatisch betriebenen
Frischluftventils,
Fig. 6 eine stark vereinfachte schematische Schnitt
ansicht einer Ausführungsform eines pneumatisch betriebenen
Abgas- bzw. Spülluftventils,
Fig. 7 eine schematische und stark vereinfachte Schnitt
ansicht einer Ausführungsform eines Walzenventils.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen den erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
in einer Ausführungsform als Vierzylindermotor.
Zwischen den sich jeweils gegenüberliegenden Arbeitszylindern
1, 2 und 3, 4 ist jeweils ein Laderzylinder 9, 10 angeordnet.
In den Arbeitszylindern 1, 2, 3, 4 bzw. Laderzylindern 9, 10
sind jeweils Arbeitskolben 5, 6, 7, 8 bzw. Laderkolben 11, 12
hin- und herbeweglich angeordnet. Die in den sich gegenüber
liegenden Arbeitszylindern 1, 2 angeordneten Arbeitskolben 5,
6 sind mit dem in dem dazwischenliegenden Laderzylinder 9 ange
ordneten Laderkolben 11 durch gemeinsame Kolbenstangen fest
verbunden, so daß die Arbeitskolben 5, 6 bzw. der Laderkolben
11 gemeinsame Hubbewegungen ausführen. Das gleiche gilt für die
in den Arbeitszylindern 3 und 4 und dem Laderzylinder 10 ange
ordneten Arbeitskolben 7, 8 bzw. Laderkolben 12.
Die Linearbewegungen der Arbeitskolben 5, 6, 7, 8 werden durch
ein Kurbelgetriebe, das wie in der Anmeldung DE-OS 44 45 131 A1
des Anmelders beschrieben ausgebildet sein kann, in Drehbewe
gungen der Abtriebswelle 27 umgesetzt. Die Abtriebswelle 27
ist vorzugsweise symmetrisch zwischen den Arbeitszylindern und
quer zur Bewegungsrichtung der Arbeitskolben unterhalb der
Laderzylinder angeordnet.
Jeder der Laderzylinder 9, 10 weist zumindestens zwei Ansaug
öffnungen 35, 36 auf, die bezogen auf die axiale Länge des
Laderkolbens 11, 12 so angeordnet sind, daß pro Lader
zylinder 9, 19 und Totpunkt des darin angeordneten Laderkolbens
11, 12 jeweils eine durch den entsprechenden Laderkolben frei
gegeben wird. Das Frischgas strömt dann in den jeweils maximal
großen Laderzylinderraum ein, in dem zu diesem Zeitpunkt
aufgrund der vorhergegangenen Bewegung des Laderkolbens 11, 12,
ein Unterdruck herrscht. Vorzugsweise besteht das Frisch
gas, das in den Laderzylindern komprimiert wird, aus Luft und
der Kraftstoff wird direkt über eine (nicht gezeigte) Einspritz
anlage, in die Arbeitsräume der Arbeitszylinder 1, 2, 3, 4 ein
gespritzt. Es ist jedoch ebenfalls möglich, auf die Einspritz
anlage zu verzichten, und ein in einem (nicht gezeigten) Ver
gaser aufbereitetes Luft-Gas-Gemisch über die Ansaugkanäle 35,
36 dem Laderzylinder zuzuführen.
Das in den Laderzylindern 9, 10 komprimierte Frischgas wird
über ein Ventilsystem in zeitlicher Abstimmung mit den Bewe
gungen der Arbeitskolben 5, 6, 7, 8 zu den Verbrennungsräumen
der Arbeitszylinder 1, 2, 3, 4 geführt.
Bei der gezeigten Ausführungsform besteht das Ventilsystem
aus zwei Walzenventilen 13, 14, die über Leitungen 43, 44 und
Rückschlagventilen 31, 32 mit den Laderzylinderräumen verbunden
sind, sowie aus an den Zylinderköpfen 39, 40, 41, 42 angeord
neten pneumatisch betriebenen Frischgasventilen 19, 20, 21, 22
und pneumatisch betriebenen Abgas- bzw. Spülgasventilen 15, 16,
17, 18. Jedes der pneumatisch betriebenen Ventile 15 - 22 ist
über Frischgasleitungen 23, 24 mit einem der Walzenventile 13,
14 verbunden.
Bei der gezeigten Ausführungsform werden die Walzenventile 13,
14 von der Antriebswelle 27 über Zahnräder 25 und eine Antriebs
kette 26 angetrieben. Selbstverständlich sind auch andere An
triebsarten denkbar.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der Walzenventile
13, 14 ist jedes der Walzenventile durch ein äußeres rohrför
miges Element 50 und ein in das äußere rohrförmige Element 50
teleskopartig unter Abdichtung eingeführtes inneres rohrförmiges
Element 51 gebildet, wobei das innere rohrförmige Element 51 in
dem äußeren rohrförmigen Element 50 drehbar gelagert ist.
Jedes der rohrförmigen Elemente 50, 51 ist an einem Ende derart
verschlossen, daß sich ein geschlossener Innenraum des Walzen
ventils 13, 14 ergibt. An dem verschlossenen Ende des
äußeren rohrförmigen Elementes 50 sind die Leitungen 43 bzw. 44,
die zu den Laderzylinderräumen führen, angeschlossen, so daß
das komprimierte Frischgas in den Innenraum des Walzenventils
13, 14 einströmen kann. An dem verschlossenen Ende des inneren
rohrförmigen Elementes 51, das dem verschlossenen Ende des
äußeren rohrförmigen Elementes 50 diametral gegenüberliegt,
ist ein Zahnrad 25 angeordnet, das zum Antrieb des des inneren
rohrförmigen Elementes 51 des Walzenventils 13, 14 dient.
Das äußere rohrförmige Element 50 weist an seiner Seiten
wand Durchbrücke 52 auf, an denen die Frischgasleitungen 23
bzw. 24 angeschlossen sind. Das innere rohrförmige Element 51
weist an seiner Seitenwand ebenfalls Durchbrüche 53 auf, die
so angeordnet sind, daß beim Betrieb des Walzenventils, d. h.
wenn sich das innere rohrförmige Element 51 in dem äußeren rohr
förmigen Element 50 dreht, zu bestimmten Zeitpunkten, d. h. wenn
eines der Ventile betätigt werden soll, jeweils eine dieser
Öffnungen 53 mit einer der Öffnungen 52 ausgerichtet wird, so
daß das komprimierte Frischgas in zeitlicher Abstimmung mit den
Bewegungen der Arbeitskolben 5, 6, 7, 8 zu den pneumatisch
betriebenen Ventilen 15-22 gelangt.
Das Walzenventil 13, 14 ähnelt in seiner Funktion normalen
Gleitlagern, die sich im gesamten Maschinenbau bewährt haben.
Zur Schmierung kann ein Schmierfilm verwendet werden, der
wesentlich zur Abdichtung des Walzenventils 13, 14 beitragen
kann.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Walzenventile
13, 14 die Steuerfunktion des Motors übernehmen. Je nach Anord
nung der Öffnungen 53 und der Wahl der Übersetzung, mit der
die Walzenventile angetrieben werden, ist ein Betrieb des Ver
brennungsmotors als Zweitakt- oder Viertaktmotor möglich.
Wenn das komprimierte Frischgas über die Leitungen 23, 24 zu
den pneumatisch betriebenen Ventilen 15-22 gelangt, werden
diese geöffnet und das komprimierte Frischgas strömt in die
Arbeitsräume der Arbeitszylinder 1, 2, 3, 4 ein.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der pneumatisch betriebenen
Frischgasventile 19, 20, 21, 22, während Fig. 6 eine Ausfüh
rungsform der pneumatisch betriebenen Abgas- bzw. Spülgasventile
15, 16, 17, 18 zeigt.
Beide Ventiltypen weisen die folgenden gemeinsamen Merkmale
auf: sie sind durch einen Ventilzylinder 60, einen Ventilkopf
61, an dem eine der Frischgasleitungen 23 bzw. 24 angeschlossen
ist und einen in dem Ventilzylinder 60 hin- und herbeweglichen
Ventilkolben 62 gebildet. Die Ruhestellung der Ventilkolben 62
ist durch eine Vorspanneinrichtung festgelegt, die bei der
gezeigten Ausführungsform der Ventile durch eine Feder 70 ge
bildet ist. Die Seitenwand des Ventilzylinders 60 weist eine
Öffnung 64 auf, die mit einer Einlaßöffnung 65 im entsprechenden
Zylinderkopf 39-42 ausgerichtet ist. Die Öffnung 64 ist so
angeordnet, daß sie durch den Ventilkolben 62 verdeckt bzw.
verschlossen ist, wenn sich dieser in seiner Ruhestellung
befindet. Strömt hingegen über eine der Leitungen 23 bzw. 24
komprimiertes Frischgas in den Ventilzylinder 60 ein, so bewegt
sich der Ventilkolben 62 in eine Arbeitsstellung, in der die
Öffnung 64 freigegeben wird, wodurch das komprimierte Frischgas
in den Arbeitsraum des entsprechenden Arbeitszylinders 1, 2, 3,
4 einströmen kann.
Die Abgas- bzw. Spülgasventile 15, 16, 17, 18 weisen darüber
hinaus zwei weitere Öffnungen 66, 67 in den Seitenwänden des
Ventilzylinders 60 auf. Die Öffnung 67 ist mit einer Auslaßöff
nung 68 im Zylinderkopf des entsprechenden Arbeitszylinders aus
gerichtet, während die der Öffnung 67 diametral gegenüberliegen
de Öffnung 66 zum Anschluß an eine (nicht gezeigte) Auspuffanla
ge dient. Auch die Öffnungen 66, 67 werden durch den Ventilkol
ben 62 verdeckt bzw. verschlossen, wenn sich dieser in seiner
Ruhestellung befindet. Der Ventilkolben 62 der Abgas- bzw. Spül
luftventile 15, 16, 17, 18 weist einen Durchbruch 69 auf, der
quer zur Bewegungsrichtung des Ventilkolbens 62 angeordnet ist
und der die Öffnungen 66, 67 miteinander verbindet, wenn sich
der Ventilkolben 63 in der Arbeitsstellung befindet, d. h. wenn
komprimiertes Frischgas in den Ventilzylinder 60 einströmt.
Beim Betrieb des Verbrennungsmotors als Viertaktmotor werden
die Walzenventile 13, 14 vorzugsweise mit einer Untersetzung
von 2 : 1 angetrieben. Das bedeutet, daß die Walzenventile 13,
14 eine Umdrehung beschreiben, wenn sich die Abtriebswelle 27
zweimal dreht.
Für den Viertaktmotor kann sich beispielsweise der in der fol
genden Tabelle dargestellte Funktionsablauf ergeben, wobei "auf"
eine Bewegung in Richtung auf den oberen Totpunkt (OT) und "ab"
eine Bewegung ins Richtung auf den unteren Totpunkt (UT) des ent
sprechenden Arbeitskolbens 5, 6, 7, 8 bedeutet.
Wenn der Motor als Zweitaktmotor betrieben wird, werden die
Walzenventile 13, 14 vorzugsweise synchron mit der Abtriebs
welle 27, also im Verhältnis 1 : 1, angetrieben.
Hierbei wird nach einer Zündung und (kurz) nachdem der entspre
chende Arbeitskolben 5, 6, 7, 8 den UT durchlaufen hat,
zunächst das entsprechende Abgas- bzw. Spülgasventil 15, 16,
17, 18 und dann das entsprechende Frischgasventil 19, 20, 21,
22 betätigt. Nachdem sich beide Ventile wieder in ihrer Ruhe
stellung befinden und der entsprechende Arbeitskolben kurz vor
dem OT ist, erfolgt die Zündung.
Durch den erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor wird zum ersten
Mal erreicht, daß der gleiche Motor als Zwei- oder Viertakt
motor gebaut werden kann, wobei lediglich die Gas-/Luft-Steue
rung durch die Anordnung der Durchbrüche 53 und die Übersetzung,
mit der die Walzenventile 13, 14 angetrieben werden, unter
schiedlich ist. Hierdurch ergibt sich eine ernorme Kostener
sparnis und eine optimale Wirtschaftlichkeit.
Claims (14)
1. Verbrennungsmotor
mit mindestens zwei sich gegenüberliegenden Arbeitszylindern zwischen denen jeweils ein Laderzylinder angeordnet ist,
mit in den Arbeitszylindern hin und her beweglichen Arbeitskol ben, die mit einem in dem Laderzylinder hin und her beweglichen Laderkolben, der den Laderzylinder in zwei Laderzylinderräume unterteilt, fest verbunden sind,
mit einer Abtriebswelle, die über ein Kurbelgetriebe angetrieben ist, das die Linearbewegungen der Kolben in Drehbewegungen um setzt, und
mit einem Ventilsystem zum Ein- bzw. Auslassen von Frisch- bzw. Abgas in die Arbeits- und Laderzylinder bzw. aus diesen heraus,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilsystem durch mindestens ein Walzenventil (13, 14) und pro Arbeitszylinder (1, 2, 3, 4) durch mindestens ein pneu matisch betriebenes Frischgasventil (19, 20, 21, 22) und mindes tens ein Abgas- bzw. Spülgasventil (15, 16, 17, 18) gebildet ist,
das Walzenventil (13, 14) durch ein äußeres rohrförmiges Element (50), und ein inneres rohrförmiges Element (51), das teleskopartig unter Abdichtung in das erste eingeführt ist, gebildet ist, wobei das innere rohrförmige Element (51) um die gemeinsame Längsachse der beiden Elemente drehbar gelagert ist und von der Abtriebswelle (27) angetrieben ist,
das äußere rohrförmige Element (50) an einem ersten axialen Ende mit Leitungen (43, 44) und Rückschlagventilen (31, 32) verbunden ist, die zu den Kompressionsräumen des Laderzylinders (9, 10) führen,
das innere rohrförmige Element (51) an dem Ende verschlossen ist, das dem ersten Ende des äußeren rohrförmigen Elementes (50) gegenüberliegt, so daß sich ein geschlossener Innenraum des Walzenventils (13, 14) ergibt,
das äußere rohrförmige Element (50) an seiner Längswand Durchbrüche (52) aufweist, an denen zu den pneumatisch betriebe nen Ventilen (15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) führende Frischgaslei tungen (23, 24) angeschlossen sind, wobei diese Durchbrüche (52) abwechselnd und in zeitlicher Abstimmung mit den Bewegungen der Arbeitskolben (5, 6, 7, 8) durch die Drehung des inneren rohrför migen Elementes (51) mit in dessen Längswand vorhandenen Durch brüchen (53) ausgerichtet werden, so daß komprimiertes Frischgas zu den pneumatisch betriebenen Ventilen (15-22) gelangt,
das komprimierte Frischgas, das durch das Walzenventil (13, 14) in zeitlicher Abstimmung mit den Bewegungen der Arbeitskol ben (5, 6, 7, 8) über die Frischgasleitungen (23, 24) zu den pneu matisch betriebenen Frischgas- (19, 20, 21, 22) und Abgas- bzw. Spülgasventilen (15, 16, 17, 18) gelangt, diese durch seinen Druck öffnet und in die Verbrennungsräume der Arbeitszylinder (1, 2, 3, 4) einströmt.
mit mindestens zwei sich gegenüberliegenden Arbeitszylindern zwischen denen jeweils ein Laderzylinder angeordnet ist,
mit in den Arbeitszylindern hin und her beweglichen Arbeitskol ben, die mit einem in dem Laderzylinder hin und her beweglichen Laderkolben, der den Laderzylinder in zwei Laderzylinderräume unterteilt, fest verbunden sind,
mit einer Abtriebswelle, die über ein Kurbelgetriebe angetrieben ist, das die Linearbewegungen der Kolben in Drehbewegungen um setzt, und
mit einem Ventilsystem zum Ein- bzw. Auslassen von Frisch- bzw. Abgas in die Arbeits- und Laderzylinder bzw. aus diesen heraus,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilsystem durch mindestens ein Walzenventil (13, 14) und pro Arbeitszylinder (1, 2, 3, 4) durch mindestens ein pneu matisch betriebenes Frischgasventil (19, 20, 21, 22) und mindes tens ein Abgas- bzw. Spülgasventil (15, 16, 17, 18) gebildet ist,
das Walzenventil (13, 14) durch ein äußeres rohrförmiges Element (50), und ein inneres rohrförmiges Element (51), das teleskopartig unter Abdichtung in das erste eingeführt ist, gebildet ist, wobei das innere rohrförmige Element (51) um die gemeinsame Längsachse der beiden Elemente drehbar gelagert ist und von der Abtriebswelle (27) angetrieben ist,
das äußere rohrförmige Element (50) an einem ersten axialen Ende mit Leitungen (43, 44) und Rückschlagventilen (31, 32) verbunden ist, die zu den Kompressionsräumen des Laderzylinders (9, 10) führen,
das innere rohrförmige Element (51) an dem Ende verschlossen ist, das dem ersten Ende des äußeren rohrförmigen Elementes (50) gegenüberliegt, so daß sich ein geschlossener Innenraum des Walzenventils (13, 14) ergibt,
das äußere rohrförmige Element (50) an seiner Längswand Durchbrüche (52) aufweist, an denen zu den pneumatisch betriebe nen Ventilen (15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) führende Frischgaslei tungen (23, 24) angeschlossen sind, wobei diese Durchbrüche (52) abwechselnd und in zeitlicher Abstimmung mit den Bewegungen der Arbeitskolben (5, 6, 7, 8) durch die Drehung des inneren rohrför migen Elementes (51) mit in dessen Längswand vorhandenen Durch brüchen (53) ausgerichtet werden, so daß komprimiertes Frischgas zu den pneumatisch betriebenen Ventilen (15-22) gelangt,
das komprimierte Frischgas, das durch das Walzenventil (13, 14) in zeitlicher Abstimmung mit den Bewegungen der Arbeitskol ben (5, 6, 7, 8) über die Frischgasleitungen (23, 24) zu den pneu matisch betriebenen Frischgas- (19, 20, 21, 22) und Abgas- bzw. Spülgasventilen (15, 16, 17, 18) gelangt, diese durch seinen Druck öffnet und in die Verbrennungsräume der Arbeitszylinder (1, 2, 3, 4) einströmt.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Laderzylinder (9, 10) über zwei
Ansaugöffnungen bzw. -kanäle (35, 36) mit Frischluft bzw. Frisch
gas versorgt wird, die bezogen auf die axiale Länge des Lader
kolbens (11, 12) so angeordnet sind, daß pro Totpunkt des
Laderkolbens (11, 12) eine dieser Öffnungen durch diesen frei
gegeben wird, so daß Frischgas in den jeweils gerade maximal
großen Laderzylinderraum, in dem zu diesem Zeitpunkt ein
Unterdruck herrscht, einströmen kann.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der Abtriebswelle
(27) stehende Zahnräder (25) und/oder Kette(n) (26) und/oder
Zahnriemen den Drehantrieb des inneren rohrförmigen Elementes
(51) der Walzenventile (13, 14) bilden.
4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der pneumatisch betriebenen Frischgas- (19, 20, 21, 22) und Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) durch einen Ventilkopf (61), einem Ventilzylinder (60) und einem darin beweglichen Ventilkolben (62) gebildet ist, wobei jeweils eine Öffnung (63) im Ventilkopf (61) mit einer zum Walzenventil (13, 14) führenden Frischgasleitung (23, 24) verbunden ist, damit komprimiertes Frischgas in die Ventilzylinder einströmen kann,
jeder der Ventilzylinder (60) an seiner Seitenwand mindestens eine erste Öffnung (64) aufweist, die mit mindestens einer Ein laßöffnung (65) im Zylinderkopf (39, 40, 41, 42) des entsprechenden Arbeitszylinders (1, 2, 3, 4) ausgerichtet ist,
die Ventilkolben (62) in ihrer Ruhestellung die Öffnungen (64) in den Seitenwänden der Ventilzylinder (60) verschließen, und
daß die Ventilkolben (62) unter der Steuerung durch das Walzen ventil (13, 14) durch das in zeitlicher Abstimmung mit der Bewe gung des entsprechenden Arbeitskolbens (5, 6, 7, 8) in den Ventil zylinder (60) einströmende komprimierte Frischgas in eine Arbeitsstellung gebracht werden, in der sie die Öffnungen (64) in den Seitenwänden der Ventilzylinder freigeben, so daß das komprimierte Frischgas in die Arbeitszylinder (1, 2, 3, 4) ein strömen kann.
jedes der pneumatisch betriebenen Frischgas- (19, 20, 21, 22) und Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) durch einen Ventilkopf (61), einem Ventilzylinder (60) und einem darin beweglichen Ventilkolben (62) gebildet ist, wobei jeweils eine Öffnung (63) im Ventilkopf (61) mit einer zum Walzenventil (13, 14) führenden Frischgasleitung (23, 24) verbunden ist, damit komprimiertes Frischgas in die Ventilzylinder einströmen kann,
jeder der Ventilzylinder (60) an seiner Seitenwand mindestens eine erste Öffnung (64) aufweist, die mit mindestens einer Ein laßöffnung (65) im Zylinderkopf (39, 40, 41, 42) des entsprechenden Arbeitszylinders (1, 2, 3, 4) ausgerichtet ist,
die Ventilkolben (62) in ihrer Ruhestellung die Öffnungen (64) in den Seitenwänden der Ventilzylinder (60) verschließen, und
daß die Ventilkolben (62) unter der Steuerung durch das Walzen ventil (13, 14) durch das in zeitlicher Abstimmung mit der Bewe gung des entsprechenden Arbeitskolbens (5, 6, 7, 8) in den Ventil zylinder (60) einströmende komprimierte Frischgas in eine Arbeitsstellung gebracht werden, in der sie die Öffnungen (64) in den Seitenwänden der Ventilzylinder freigeben, so daß das komprimierte Frischgas in die Arbeitszylinder (1, 2, 3, 4) ein strömen kann.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) in seiner Seitenwand mindestens eine zweite und dritte Öffnung (67, 66) aufweist, von denen die zweite Öffnung (67) mit einer Auslaß öffnung (68) im Zylinderkopf (39, 40, 41, 42) des entsprechenden Arbeitszylinders (1, 2, 3, 4) ausgerichtet ist, und die dritte Öffnung (66) mit einer Abgasanlage verbunden ist, jeder der Ventilkolben (62) der Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) in seiner Ruhestellung die erste, zweite und dritte Öffnungen (65, 66, 67) in der Seitenwand des entsprechenden Ventilzylinders (60) verschließt, und
der Ventilkolben (62) der Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) mindestens einen Durchbruch (69) aufweist, der so aus gebildet ist, daß er die dritte Öffnung (66) über die Öffnung (67) in der Seitenwand des Ventilzylinders (60) mit der Aus laßöffnung (68) im Zylinderkopf (39, 40, 41, 42) des Arbeitszylin ders (1, 2, 3, 4) verbindet, wenn sich der Ventilkolben (62) in der Arbeitsstellung befindet.
jedes der Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) in seiner Seitenwand mindestens eine zweite und dritte Öffnung (67, 66) aufweist, von denen die zweite Öffnung (67) mit einer Auslaß öffnung (68) im Zylinderkopf (39, 40, 41, 42) des entsprechenden Arbeitszylinders (1, 2, 3, 4) ausgerichtet ist, und die dritte Öffnung (66) mit einer Abgasanlage verbunden ist, jeder der Ventilkolben (62) der Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) in seiner Ruhestellung die erste, zweite und dritte Öffnungen (65, 66, 67) in der Seitenwand des entsprechenden Ventilzylinders (60) verschließt, und
der Ventilkolben (62) der Abgas- bzw. Spülgasventile (15, 16, 17, 18) mindestens einen Durchbruch (69) aufweist, der so aus gebildet ist, daß er die dritte Öffnung (66) über die Öffnung (67) in der Seitenwand des Ventilzylinders (60) mit der Aus laßöffnung (68) im Zylinderkopf (39, 40, 41, 42) des Arbeitszylin ders (1, 2, 3, 4) verbindet, wenn sich der Ventilkolben (62) in der Arbeitsstellung befindet.
6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhestellung der Ventilkolben
(62), durch eine Vorspanneinrichtung festgelegt ist.
7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung durch eine
Feder (70) und/oder ein unter Druck stehendes Gas bzw. eine
unter Druck stehende Flüssigkeit gebildet ist.
8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung mit der das Walzen
ventil (13, 14) angetrieben wird und die Durchbrüche (52, 53) in
den Seitenwänden der das Walzenventil (13, 14) bildenden rohr
förmigen Elemente (50, 51) so ausgelegt sind, daß sich ein Be
trieb des Verbrennungsmotors mit vier Arbeitstakten ergibt
(Viertaktmotor).
9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung mit der das Walzen
ventil (13, 14) angetrieben wird und die Durchbrüche (52, 53) in
den Seitenwänden der das Walzenventil (13, 14) bildenden rohr
förmigen Elemente (50, 51) so ausgelegt sind, daß sich ein Be
trieb des Verbrennungsmotors mit zwei Arbeitstakten ergibt
(Zweitaktmotor).
10. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Frischgas, das in dem Laderzylinder (9, 10) komprimiert wird, aus Luft besteht, und
der Kraftstoff von einer Einspritzanlage direkt in den Kom pressionsraum der Arbeitszylinder eingespritzt wird.
das Frischgas, das in dem Laderzylinder (9, 10) komprimiert wird, aus Luft besteht, und
der Kraftstoff von einer Einspritzanlage direkt in den Kom pressionsraum der Arbeitszylinder eingespritzt wird.
11. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgas das in dem Laderzy
linder (9, 10) komprimiert wird, ein Kraftstoff-Luft-Gemisch ist.
12. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (27) unterhalb des
Laderzylinders (9, 10) quer zur Bewegungsrichtung der Kolben (5,
6, 7, 8, 11, 12) und symmetrisch zwischen den Arbeitszylindern (1, 2,
3, 4) angeordnet ist.
13. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von den
Arbeitskolben (5, 6, 7, 8) auf das Kurbelgetriebe über sich aus
den Arbeitszylindern (1, 2, 3, 4) herauserstreckende weitere Kol
benstangen erfolgt, die mit dem Kurbelgetriebe verbunden sind.
14. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von den
Arbeitskolben (5, 6, 7, 8) auf das Kurbelgetriebe über sich aus
dem Laderzylinder (9, 10) herauserstreckende weitere Kolbenstan
gen erfolgt, die mit dem Kurbelgetriebe verbunden sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995145153 DE19545153C1 (de) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Verbrennungsmotor mit einem Ventilsystem zum Betrieb im Zweitakt- oder Viertaktmodus |
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DE1995145153 DE19545153C1 (de) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Verbrennungsmotor mit einem Ventilsystem zum Betrieb im Zweitakt- oder Viertaktmodus |
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DE1995145153 Expired - Fee Related DE19545153C1 (de) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Verbrennungsmotor mit einem Ventilsystem zum Betrieb im Zweitakt- oder Viertaktmodus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10004528A1 (de) * | 2000-02-02 | 2001-08-09 | Volkswagen Ag | Wahlweise mit 4-Takt-Betrieb oder 2-Takt-Betrieb betreibbare Brennkraftmaschine |
DE10053336C1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-07-11 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine |
CN100335761C (zh) * | 2004-03-15 | 2007-09-05 | 谢晓山 | 多联体汽缸平置往复式内燃机 |
DE102009016450B4 (de) * | 2009-04-04 | 2012-01-26 | Stephan Arens | 4-Takt Hubkolbenmotor mit 4 oder 8 in einer Linie ausgerichteten Hubkolben und der Kurbelwelle in der Mitte |
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DE19913929A1 (de) | 1999-03-26 | 2000-09-28 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen von Eigenschaften einer Materialbahn |
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DE4445131A1 (de) * | 1994-12-17 | 1996-06-27 | Liebich Max | Kurbelgetriebe, insbesondere für Verbrennungsmotoren |
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- 1995-12-04 DE DE1995145153 patent/DE19545153C1/de not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-12-04 WO PCT/EP1996/005422 patent/WO1997021027A1/de active Application Filing
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DE102009016450B9 (de) * | 2009-04-04 | 2012-08-02 | Stephan Arens | 4-Takt Hubkolbenmotor mit 4 oder 8 in einer Linie ausgerichteten Hubkolben und der Kurbelwelle in der Mitte |
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WO1997021027A1 (de) | 1997-06-12 |
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