DE19605166A1 - Multi-fuel internal combustion engine - Google Patents

Multi-fuel internal combustion engine

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DE19605166A1
DE19605166A1 DE1996105166 DE19605166A DE19605166A1 DE 19605166 A1 DE19605166 A1 DE 19605166A1 DE 1996105166 DE1996105166 DE 1996105166 DE 19605166 A DE19605166 A DE 19605166A DE 19605166 A1 DE19605166 A1 DE 19605166A1
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crankshaft
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Brigitte Dr Heckl-Oestreicher
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/28Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F02B75/282Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders the pistons having equal strokes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B7/00Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/02Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
    • F01B7/14Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on different main shafts

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Abstract

The multi-fuel internal combustion engine has two or more pistons in a cylinder, where their stroke movements are transferred to a crankshaft for each piston. The crankshafts are linked together by a common gearing during their operating phases. The drive shaft extends from the gearing. The inlet and outlet valves are in the cylinder wall, in a layout for a four-stroke or two-stroke operation. The cylinder can be straight or kinked. The ignition is by a spark plug, or diesel compression operation. The whole engine can have a single cylinder or a number of cylinders.

Description

Begriffsdefinitionendefinitions

Verbrennungsraum: Der Raum, in dem das Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird. Als Folge der Kolbenbewegung variiert dieses Volumen im Laufe eines Arbeits-Zyklusses. Daher weicht diese Definition von der eher üblichen Definition ab, bei der unter Verbrennungsraum das Minimum dieses Volumen verstanden wird.Combustion chamber: The space in which the fuel mixture is burned. As a result of the piston movement this varies Volume during a working cycle. Therefore, this gives way Definition of the more usual definition from, under Combustion chamber the minimum of this volume is understood.

Aktuelle Verdichtung: Verhältnis zwischen obigem Maximalwert des Verbrennungsraumes und dem aktuellen Volumen, welches von der jeweiligen Arbeits-Phase abhängt.Current compression: ratio between the above maximum value the combustion chamber and the current volume, which of depends on the particular working phase.

Verdichtungsverlauf: Die oben definierte aktuelle Verdichtung in Abhängigkeit der Arbeits-Phase ergibt den Verdichtungsver­ lauf.Compaction History: The current compaction defined above depending on the working phase results in the Verdichtungsver run.

Verdichtungsverhältnis: Maximal erreichbarer Wert des oben definierten Verdichtungsverlaufs.Compression ratio: Maximum achievable value of the above defined compression curve.

Arbeitsdruck: Aktueller Gasüberdruck im Verbrennungsraum. Dieser Gasdruck beinhaltet insbesondere auch den Druck, der durch die Verbrennung des Kraftstoff-Gemisches entsteht.Working pressure: current gas overpressure in the combustion chamber. In particular, this gas pressure also includes the pressure that produced by the combustion of the fuel mixture.

Hubraum: Dieses Wort wird absichtlich vermieden, da der Raum, den die Kolben durch ihren Hub definieren, im allgemeinen nicht mehr die Variation des oben definierten Verbrennungs­ raumes darstellt. Insbesondere ist daher auch der Hubraum im allgemeinen nicht mehr die relevante Größe zur Berechnung des Verdichtungsverhältnisses. Displacement: This word is intentionally avoided as the space, which define the pistons by their stroke, in general no longer the variation of the combustion defined above represents space. In particular, therefore, the displacement in the general no longer the relevant size to calculate the Compression ratio.  

Stand der TechnikState of the art

Verbrennungsmotoren, oder allgemeiner Wärmekraftmaschinen, sofern man auch Antriebsmaschinen betrachtet, die mittels Dampfkraft arbeiten, basieren auf einem der folgenden Grund­ prinzipien: a) Turbine, b) Rotationskolben-Motor und c) Kolbenmotor bei dem der, bzw. bei Mehrzylinder-Motoren, die Kolben eine lineare Bewegung in einem Zylinder ausführen. Diese lineare Bewegung wird über Pleuelstange(n) auf eine Kurbelwelle oder Ähnliches (wie z. B. ein Antriebsrad bei der Dampflokomotive) übertragen und dadurch in eine Rotationsbe­ wegung umgewandelt. Auf dem letzteren der drei Prinzipien basiert der Otto-Motor. Die anderen beiden Prinzipien, a) und b) sind im folgenden nicht Gegenstand dieser Beschreibung.Internal combustion engines, or more generally heat engines, if one considers also drive machines, which means Steam power work is based on one of the following reasons principles: a) turbine, b) rotary piston engine and c) Piston engine in which, or in multi-cylinder engines, the Piston perform a linear movement in a cylinder. This linear movement is via connecting rod (s) to a Crankshaft or the like (such as a drive wheel in the Steam locomotive) and thereby in a Rotationsbe transformed movement. On the latter of the three principles based the gasoline engine. The other two principles, a) and b) are not the subject of this description below.

Alle Varianten (wie Stern-Motor, Boxer-Motor, Viertakt-Motor, Zweitakt-Motor, Diesel-Motor, etc.) bei denen das Prinzip einer linearen Kolbenbewegung im Zylinder ausgenutzt wird, schließen den Zylinder auf der der Kurbelwelle gegenüberlie­ genden Seite mit einem Zylinderkopf ab. Die Ausführung des Zylinderkopfs trägt entscheidend zu den Eigenschaften des Motors bei. So bestimmt das Volumen im Zylinderkopf mit, wie das Verdichtungsverhältnis des jeweils betrachteten Motors ist.All variants (like star engine, boxer engine, four-stroke engine, Two-stroke engine, diesel engine, etc.) where the principle a linear piston movement in the cylinder is used, Close the cylinder on the opposite side of the crankshaft from the side with a cylinder head. The execution of the Cylinder head contributes significantly to the properties of the Motors at. So determines the volume in the cylinder head with how the compression ratio of each considered engine is.

Ist einmal die Auslegung des Zylinderkopfes für einen Motor festgelegt, wird das Verdichtungsverhältnis, das der ent­ sprechende Motor dann hat, fixiert. Dieses kann dann nur noch konstruktiv verändert werden, was insbesondere nicht bei laufendem Motor geschehen kann.Once the design of the cylinder head for a motor set, the compression ratio, the ent talking engine then has fixed. This can only be done be changed constructively, which in particular not at running engine can happen.

Notwendigerweise wird bei dieser Anordnung das Maximum der aktuellen Verdichtung dann erreicht, wenn der Kolben seine geringste Entfernung zum Zylinderkopf hat. Die gekröpfte Ausbuchtung der Kurbelwelle zeigt dabei genau in Richtung Zylinderachse (ist also im sogenannten oberen Totpunkt), so daß zum Zeitpunkt des Maximums der aktuellen Verdichtung der Arbeitsdruck im Verbrennungsraum kein Drehmoment auf die Kurbelwelle ausüben kann. Dies zwingt a) zu einem genau einzuhaltenden Zündzeitpunkt (i.a. kurz vor oberem Totpunkt), der, bei variabler Drehzahl wie in Kfz. Motoren, normaler­ weise der aktuellen Drehzahl entsprechend über z. B. Flieh­ kraftregler nachgeregelt wird, und b) zu einem zeitlichen Verbrennungsablauf, der den größtmöglichen Arbeitsdruck dann erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle nicht mehr im oberen Totpunkt befindet, so daß ein Drehmoment auf die Kurbelwelle übertragen werden kann. Letzteres bestimmt den Oktan­ zahl-Bedarf an den Kraftstoff.Necessarily, in this arrangement, the maximum of current compression then reaches when the piston is its smallest distance to the cylinder head has. The cranked Bulge of the crankshaft points exactly in the direction Cylinder axis (so it is in the so-called top dead center), so  that at the time of the maximum of the current compression of the Working pressure in the combustion chamber no torque on the Crankshaft can exercise. This forces a) to be exact to be observed ignition time (i.a., shortly before top dead center), the, at variable speed as in motor vehicles. Engines, normal example, the current speed over z. B. Flee is readjusted, and b) at a temporal Combustion process, the maximum working pressure then generated when the crankshaft is no longer in the upper Dead center is located, leaving a torque on the crankshaft can be transferred. The latter determines the octane Number of fuel needs.

Problemproblem

Der starre Zylinderkopf bewirkt, daß gewisse Eigenschaften eines Verbrennungsmotors, der auf dem Prinzip einer linearen Kolbenbewegung basiert, nicht optimiert werden können. Diese Eigenschaften sind:The rigid cylinder head causes certain properties an internal combustion engine operating on the principle of a linear Piston movement based, can not be optimized. These Properties are:

  • 1) Festgeschriebenes Verdichtungsverhältnis: Das Verdich­ tungsverhältnis des Motors kann nicht der jeweilig geforder­ ten Situation angepaßt werden. Zum Beispiel Straßenverkehr im Falle von Kfz-Motoren. Stichworte dazu: Stadt- und Überland­ verkehr, Berg- und Talfahrt, hohe Beschleunigung, Reduzierung der "Motorbremse" durch Verringerung der Kompression bei Drosselung oder Abstellung der Kraftstoffzufuhr. Dies ist u. a. (aber hauptsächlich) im Zusammenhang mit Treib­ stoff-Einsparung zu sehen.1) Committed compression ratio: The compaction ratio of the engine can not be the respective geforder be adapted to the situation. For example, traffic in the Trap of automotive engines. Keywords: urban and rural areas traffic, ascent and descent, high acceleration, reduction the "engine brake" by reducing the compression at Throttling or shutdown of fuel supply. This is u. a. (but mainly) in connection with Treib see fabric-saving.
  • 2) Prinzipiell, d. h. bei entsprechender rechtzeitiger Ein­ leitung der Verbrennung, wird der im Verbrennungsraum größt­ mögliche erreichbare Arbeitsdruck zum Zeitpunkt des Maximums der aktuellen Verdichtung erreicht. Bei herkömmlicher Anord­ nung mit starrem Zylinderkopf kann aber genau zu diesem Zeitpunkt kein Drehmoment auf die Kurbelwelle übertragen werden, da sich diese im oberen Totpunkt befindet. Dies ist im Zusammenhang mit der Leistung bei gegebenem Hubraum, im Zusammenhang mit Treibstoff-Einsparung und im Zusammenhang mit einer "sauberen" Verbrennung zu sehen.2) In principle, d. H. with appropriate on time combustion, the largest in the combustion chamber possible achievable working pressure at the time of the maximum reached the current compression. In conventional Anord But with rigid cylinder head can exactly to this No torque transmitted to the crankshaft  because it is at top dead center. This is in connection with the power at given displacement, in Related to fuel-saving and related to see with a "clean" burn.
  • 3) Die aktuelle Verdichtung in Abhängigkeit der Arbeitsphase (der Verdichtungsverlauf) ist durch die jeweilige Lage des Kolbens im Zylinder festgelegt. Diese Lage hängt nahezu Sinus-förmig von der Phase der Kurbelwelle ab. Die (kleine) Abweichung von einem reinen Sinus-förmigen Verlauf rührt daher, daß sich der Winkel zwischen der Pleuel-Stange und der Zylinderachse im Verlauf eines Arbeits-Zyklusses verändert. Je länger die Pleuel-Stange im Vergleich zum Kolbenhub wird, umso mehr nähert sich diese Lage-Abhängigkeit einem reinen Sinus-förmigen Verlauf. Der Verdichtungsverlauf während eines Arbeits-Zyklusses ist also Bauart bedingt praktisch fixiert und kann daher nicht für die Optimierung eines Motors modifiziert werden.3) The current compression depending on the work phase (the compression curve) is determined by the respective position of the Piston set in the cylinder. This location almost depends Sinusoidal from the phase of the crankshaft. The (small) Deviation from a pure sinusoidal course stirs Therefore, that the angle between the connecting rod and the Cylinder axis changed during a working cycle. The longer the connecting rod rod is compared to the piston stroke, all the more does this situation-dependence approach a pure one Sinusoidal course. The compression process during a Working cycle is thus fixed practically conditionally and therefore can not be for the optimization of a motor be modified.
Lösungsolution

Der feste Zylinderkopf wird durch einen weiteren Kolben, der im selben Zylinder eine lineare Bewegung durchführt, ersetzt. Dies stellt also eine Art "flexibler Zylinderkopf" dar. Der Motor würde also danach zu einem herkömmlichen Motor entar­ ten, wenn der Hub des zweiten Kolbens zu Null würde. Zur Steuerung des zweiten Kolbens wird nun eine weitere Kurbel­ welle benötigt, die analog zu einer Nockenwelle für eine Ventil-Steuerung, von der ersten Kurbelwelle entsprechend angetrieben wird. Andererseits bewirkt der Arbeitsdruck im Verbrennungsraum auch eine Kraft auf den zweiten Kolben. Dadurch wird auch ein entsprechendes Drehmoment auf die zweite Kurbelwelle ausgeübt. Das heißt, daß die Kurbelwelle 2 nicht nur die Kurbelwelle 1 antreibt sondern auch umgekehrt, die Kurbelwelle 2 die Kurbelwelle 1 antreibt. Die beiden Kurbelwellen werden daher über ein zusammenführendes Getriebe gekoppelt. Es entsteht also ein Motor mit zwei Kolben in einem Zylinder mit zwei Kurbelwellen und mit einem zusammen­ führenden Getriebe. Siehe dazu Zeichnung Nr. 1.The solid cylinder head is replaced by another piston, which performs a linear movement in the same cylinder. So this is a kind of "flexible cylinder head" dar. The engine would then entar ten to a conventional engine when the stroke of the second piston would be zero. To control the second piston now another crankshaft is needed, which is analogous to a camshaft for a valve control, driven by the first crankshaft accordingly. On the other hand, the working pressure in the combustion chamber also causes a force on the second piston. As a result, a corresponding torque is exerted on the second crankshaft. That is, the crankshaft 2 not only drives the crankshaft 1 but also, conversely, the crankshaft 2 drives the crankshaft 1 . The two crankshafts are therefore coupled via a merging gear. Thus, there is an engine with two pistons in a cylinder with two crankshafts and with a gear together. See drawing no. 1.

Der Fall läßt sich auch verallgemeinern. Mit N stellvertre­ tend für eine natürliche Zahl kann ein Motor mit N Kolben, die sich alle in einem entsprechend geformten Zylinder bewegen, zusammen mit N Kurbelwellen realisiert werden. Dies ist für den Fall N = 3 in der Zeichnung Nr. 11 gezeigt.The case can also be generalized. With N stellvertre An engine with N pistons can tend to be a natural number. all in a correspondingly shaped cylinder move, be realized together with N crankshafts. This is shown for the case N = 3 in the drawing No. 11.

Erreichte VorteileAchieved benefits

  • 1) Der Motor eröffnet große Flexibilität für die konstruk­ tive Optimierung spezieller Anforderungen. Beispiele solcher Anforderungen sind: besonders sparsamer Verbrauch, besonders saubere Verbrennung, und hohe Leistung bei kleinen Dimensio­ nen des Motors.1) The engine opens up great flexibility for the konstruk tive optimization of special requirements. Examples of such Requirements are: especially economical consumption, especially clean combustion, and high performance with small dimensions NEN of the engine.
  • 2) Das Arbeits-Prinzip des Motors erlaubt bei geeigneter Konstruktion für das zusammenführende Getriebe, daß wichtige Eigenschaften (wie Verdichtungsverhältnis und Verdichtungs­ verlauf) des Motors im Betrieb (ggf. sogar während er läuft) modifiziert werden können. Er kann also für variable Anforde­ rungen dynamisch optimiert werden. Solche variablen Anforde­ rungen treten zum Beispiel im Straßenverkehr auf. Der Motor kann damit auch an unterschiedliche Oktan-Zahlen von ver­ schiedenen Treibstoffen angepaßt werden.2) The working principle of the engine allows for suitable Construction for the merging gear that important Properties (such as compression ratio and compression course) of the engine in operation (possibly even while it is running) can be modified. So he can for variable requirement be dynamically optimized. Such variable requirement For example, road accidents occur in traffic. The motor can thus synonymous to different octane numbers of ver be adapted to different fuels.

Diese Vorteile werden aus den folgenden Gründen erreicht:These benefits are achieved for the following reasons:

  • a) Das Verdichtungsverhältnis und der Verdichtungsverlauf hängen nicht nur von der Lage eines einzigen Kolbens im Zylinder ab, sondern von den Lagen von zwei oder mehreren Kolben. Diese Lagen sind zwar miteinander über das zusammen­ führende Getriebe gekoppelt, jedoch läßt sich die Art und Weise der Kopplung der jeweiligen Situation anpassen. a) The compression ratio and the compression curve not only depend on the location of a single piston in the Cylinder off, but from the layers of two or more Piston. These layers are indeed together over that Coupled with leading gear, however, the type and Adapt the mode of coupling to the situation.  
  • b) Das Maximum der aktuellen Verdichtung tritt nicht mehr notwendigerweise bei der Arbeits-Phase auf, bei der sich die Kurbelwelle im sogenannten oberen Totpunkt befindet. Auf diese Weise wird es möglich auch bei der Arbeits-Phase, bei der das Maximum der aktuellen Verdichtung auftritt, ein Drehmoment auf die Kurbelwelle auszuüben.b) The maximum of the current compression no longer occurs necessarily at the working phase, at which the Crankshaft is located in so-called top dead center. On this way it becomes possible also at the working phase, at the maximum of the current compression occurs Apply torque to the crankshaft.
Weitere Ausgestaltungen der ErfindungFurther embodiments of the invention

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, nämlich die, weiche für breite Anwendungen prädestiniert sind, sind in den Patentansprüchen unter Nr. 2. bis 6. angegeben.Further embodiments of the invention, namely, the, soft are predestined for wide applications are in the Claims specified under No. 2 to 6.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments 1. Grundversion1st basic version

Der einfachste Fall, im folgenden Grundversion genannt, ist in der Zeichnung Nr. 1 schematisch skizziert. Sie zeigt eine Draufsicht der Gesamtanordnung (B), eine stirnseitige Ansicht des zusammenführenden Getriebes (A) und zwei stirnseitige Ansichten eines Schnittes durch die Zylinder-Mitte (C und D). Dabei zeigt der erste Schnitt (C) den Motor bei der gleichen Rotationsphase wie in der Draufsicht (im oberen Totpunkt). Der zweite Schnitt (D) dient der Illustration, wie sich die Kolben im Laufe des Arbeits-Zyklusses im Zylinder bewegen.The simplest case, in the following basic version, is sketched in the drawing no. 1 schematically. It shows one Top view of the overall arrangement (B), an end view of the merging transmission (A) and two frontal Views of a section through the cylinder center (C and D). The first section (C) shows the engine at the same time Rotation phase as in plan view (top dead center). The second section (D) serves to illustrate how the Move the piston in the cylinder during the working cycle.

Bemerkung: Für die modifizierten Ausführungen werden deren Arbeitsweisen anhand von Sequenzen solcher stirnseitiger Schnitte illustriert.Note: The modified versions will have their Working methods based on sequences of such an end-face Illustrated cuts.

Zwei Kolben arbeiten in einem Zylinder und treiben zwei Kurbelwellen an. Der Verbrennungsraum befindet sich zwischen den beiden Kolben. Das zusammenführende Getriebe besteht insgesamt aus drei Stirnrädern. Damit rotieren die beiden Kurbelwellen gleichsinnig. Es besteht keine Phasendifferenz zwischen den beiden Kurbelwellen, d. h. wenn sich eine der Kurbelwellen im "oberen Totpunkt" befindet, befindet sich zwangsläufig auch die andere im "oberen Totpunkt". Das Maximum der aktuellen Verdichtung wird erreicht, wenn beide Kurbelwellen sich im "oberen Totpunkt" befinden. Das Verdich­ tungsverhältnis und der Verdichtungsverlauf ist identisch mit dem eines herkömmlichen Motors, was unmittelbar ersichtlich ist, wenn man sich in der Mitte des Zylinders eine Trennwand vorstellt. Diese Trennwand stellt dann für jeden der beiden Kolben einen starren Zylinderkopf dar. Wie bei einem herkömm­ lichen Motor wird die aktuelle Verdichtung dann maximal, wenn die Kurbelwellen sich im oberen Totpunkt befinden, so daß bei dieser Arbeits-Phase ebenfalls kein Drehmoment auf die Kur­ belwellenübertragen werden kann. In dieser Grundversion ist also kein Vorteil gegenüber einem herkömmlichen Motor er­ sichtlich.Two pistons work in one cylinder and drive two Crankshafts on. The combustion chamber is located between the two pistons. The merging gear consists a total of three spur gears. The two rotate with it  Crankshafts in the same direction. There is no phase difference between the two crankshafts, d. H. if one of the Crankshafts located at "top dead center" is located inevitably the other in the "top dead center". The Maximum of the current compression is achieved if both Crankshafts are in "top dead center". The compact ratio and the compression curve is identical to that of a conventional engine, which is immediately apparent is, if you look in the middle of the cylinder a partition imagines. This partition then provides for each of the two Piston a rigid cylinder head dar. As a herkömm engine, the current compression is then maximum, if the crankshafts are at top dead center, so that at This working phase also no torque on the cure can be transmitted belwellen. In this basic version is So no advantage over a conventional engine he clearly.

Vorteile ergeben sich jedoch aus den verschiedenen Modifika­ tionen dieser Grundversion, welche in den Patentansprüchen unter "weitere Merkmale" und in den Unteransprüchen 2 bis 6 angeführt sind.Advantages, however, result from the various modifica tions of this basic version, which in the claims under "further features" and in subclaims 2 to 6 are listed.

In der Zeichnung Nr. 2 ist die stirnseitige Ansicht des Motors bei verschiedenen Rotationsphasen skizziert. Gezeigt ist eine volle Umdrehung in Form einer Sequenz, bei der die Kurbelwellen um jeweils 30° weitergedreht sind. Diese Zeich­ nung soll zum Vergleich mit entsprechenden Sequenzen von modifizierten Ausführungen dienen.In the drawing no. 2 is the frontal view of the Motors outlined at different rotational phases. Shown is a full revolution in the form of a sequence in which the Crankshafts are further rotated by 30 °. This character tion is to be compared with corresponding sequences of serve modified versions.

2. Motor mit variablem Verdichtungsverhältnis2. Engine with variable compression ratio

Bei dieser Version wird eine der beiden Kurbelwellen aus der Grundversion (Zeichnung Nr. 1 und Nr. 2) um einen steuerbaren Winkel gegenüber der anderen verdreht. Es wird also eine Phasendifferenz zwischen den beiden Kurbelwellen erzeugt. In Zeichnung Nr. 3 ist die Sequenz einer Umdrehung analog zur Zeichnung Nr. 2 in 30° Schritten gezeigt. Dieser Sequenz liegt eine Phasendifferenz von 60° zwischen den beiden Kurbelwellen zugrunde. Die in der Zeichnung angegebenen Rotationsphasen beziehen sich auf die linke Kurbelwelle. Für Zeichnung Nr. 3 wurden die Phasenwinkel so ausgewählt, daß die Rotationsphasen, bei denen der Verbrennungsraum minimal (bei Phase 330°) bzw. maximal (bei Phase 150°) wird, tatsäch­ lich zur Darstellung kommen. Man sieht, daß das Maximum der aktuellen Verdichtung bei einer bzgl. der Grundversion unterschiedlichen Rotationsphase auftritt (nicht im oberen Totpunkt) und, daß verglichen mit der Grundversion, sowohl das Minimum des Verbrennungsraumes größer als auch das Maximum des Verbrennungsraumes kleiner ist. Dadurch wird das Verdich­ tungsverhältnis verkleinert. Das Maximum der aktuellen Ver­ dichtung tritt in diesem Beispiel (Phasendifferenz = 60°) bei der Rotationsphase 330° auf. Beide Kurbelwellen befinden sich dabei außerhalb des oberen Totpunktes. Während sich die linke Kurbelwelle noch 30° vor dem oberen Totpunkt befindet ist die rechte Kurbelwelle bereits 30° nach dem oberen Totpunkt.In this version, one of the two crankshafts will be out of the Basic version (drawing no. 1 and no. 2) about a controllable Angle twisted against the other. So it will be one Phase difference between the two crankshafts generated. In  Drawing No. 3 is the sequence of a revolution analogous to Drawing no. 2 shown in 30 ° steps. This sequence is a phase difference of 60 ° between the two Based on crankshafts. The specified in the drawing Rotation phases refer to the left crankshaft. For Drawing No. 3, the phase angles were selected so that the rotational phases in which the combustion chamber is minimal (at phase 330 °) or maximum (at phase 150 °), actually come to the presentation. One sees that the maximum of the current compression with respect to the basic version different rotational phase occurs (not in the upper Dead center) and that compared to the basic version, both the minimum of the combustion chamber is greater than the maximum of the combustion chamber is smaller. This will cause the compaction reduced ratio. The maximum of the current Ver Gasket occurs in this example (phase difference = 60 °) the rotational phase 330 °. Both crankshafts are located while outside the top dead center. While the left Crankshaft is still 30 ° before top dead center is the Right crankshaft already 30 ° after top dead center.

Das Verdichtungsverhältnis wird in diesem Beispiel, d. h. bei der Anbringung einer Phasendifferenz von 60° von 11 (ohne Phasendifferenz; vgl. Zeichnung Nr. 2) auf 5,6 reduziert.The compression ratio in this example, i. H. at the application of a phase difference of 60 ° of 11 (without Phase difference; see. Drawing no. 2) reduced to 5.6.

Eine solche Phasendifferenz zwischen den beiden Kurbelwellen kann während des Betriebes angebracht und variiert werden. Ein Beispiel für eine diesbezügliche Ausführung des zusammen­ führenden Getriebes ist in der Zeichnung Nr. 4 gezeigt, wo die Phase der rechten Kurbelwelle mittels zweier weiterer Stirnräder (genannt Steuerrollen), die einen Zahnriemen steuern, gegenüber der Phase der linken Kurbelwelle verscho­ ben werden kann. Dazu die Bemerkung: Durch die Verwendung dieses Zahnriemens im zusammenführenden Getriebe rotieren die beiden Kurbelwellen nicht mehr gleichsinnig, sondern gegen­ sinnig. Da dies aber weder einen Einfluß auf das Verdich­ tungsverhältnis und den Verdichtungsverlauf hat, noch diese spezielle Ausführung zwingend ist, um eine solche variierbare Phasendifferenz zu erzeugen, wurde, um den Vergleich bzgl. der aktuellen Verdichtungen zu erleichtern, in der Zeichnung Nr. 3 trotzdem eine gleichsinnig rotierende Sequenz wie in der Zeichnung Nr. 2 gewählt.Such a phase difference between the two crankshafts can be installed and varied during operation. An example of a related execution of the together leading gear is shown in the drawing no. 4, where the phase of the right crankshaft by means of two more Spur gears (called control rollers), which is a toothed belt steer, compared to the phase of the left crankshaft verscho ben can be. In addition the remark: By the use of this timing belt in the merging gear rotate the both crankshafts no longer in the same direction, but against witted. But this does not affect the compaction  ratio and the course of compression still has this special execution is mandatory to such a variable To produce phase difference was, to the comparison. to facilitate the current densifications, in the drawing No. 3 nevertheless a sequence in the same direction as in the drawing No. 2 elected.

Das in Zeichnung Nr. 4 gezeigte Beispiel bewirkt von A) nach B) eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Kurbelwellen von ca. 55°.The example shown in Drawing No. 4 causes from A) to B) a phase shift between the two crankshafts of about 55 °.

3. Motor mit günstiger Drehmomentübertragung auf die Kurbelwellen3. Motor with favorable torque transfer to the crankshafts

Wie bereits des öfteren erwähnt, befinden sich die Kurbelwel­ len zum Zeitpunkt des Maximums der aktuellen Verdichtung nicht im oberen Totpunkt, falls zwischen den beiden Kurbel­ wellen eine endliche Phasendifferenz angebracht wird. Soll diese Phasendifferenz konstant bleiben (was nicht zwingend ist), kann ein zusammenführendes Getriebe entsprechend Zeich­ nung Nr. 1 benutzt werden. Alternativ kann ein flexibles Getriebe entsprechend Zeichnung-Nr. 4 gewählt werden. In die­ sem Fall ist jedoch auf eine Kollisionsgefahr der Kolben zu achten (s. u.).As already mentioned many times, the crankshaft len at the time of the maximum of the current compression not at top dead center, if between the two crank waves a finite phase difference is applied. Should this phase difference remain constant (which is not mandatory is), a merging gearbox can according to sign No. 1. Alternatively, a flexible Gearbox according to drawing no. 4 are selected. In the However, this case is too risk of collision of the piston pay attention (see below).

In einer solchen Konfiguration kann ein Drehmoment auf die Kurbelwelle auch zum Zeitpunkt des Maximums der aktuellen Verdichtung auf die Kurbelwelle übertragen werden.In such a configuration, a torque on the Crankshaft also at the time of the maximum of the current Compression are transmitted to the crankshaft.

Als Beispiel für einen solchen Motor wurde in der Zeichnung Nr. 5 eine Phasendifferenz von 80° gewählt. Das Maximum der aktuellen Verdichtung tritt dabei bei der Rotationsphase 320° auf (in der Zeichnung nicht dargestellt). Wie oben erwähnt, wird zunächst das Verdichtungsverhältis des Motors bei Einführung eines solchen Phasendifferenz verkleinert. Für den in der Zeichnung Nr. 5 dargestellten Motor wurde das Verdichtungsverhältnis wieder erhöht, indem, verglichen mit der Grundversion (Zeichnung Nr. 2) ein kürzerer Zylinder verwendet wird. Die Kurbelwellen liegen also näher beisammen. Der Abstand beträgt 90% von dem der Grundversion (Zeichnung Nr. 2). Ohne die Phasendifferenz würden die beiden Kolben im oberen Totpunkt kollidieren. Mit der gezeigten Konfiguration erhält man den Wert 15,6 für das Verdichtungsverhältnis, während das Verdichtungsverhältnis der Grundversion 11 beträgt. Alternativ können, um das Verdichtungsverhältnis wieder zu erhöhen, die Pleuelstangen verlängert werden.As an example of such a motor, a phase difference of 80 ° was selected in Drawing No. 5. The maximum of the current compression occurs during the rotation phase 320 ° (not shown in the drawing). As mentioned above, first, the compression ratio of the engine is reduced upon introduction of such a phase difference. For the engine shown in Drawing No. 5, the compression ratio was increased again by using a shorter cylinder as compared with the basic version (Drawing No. 2). So the crankshafts are closer together. The distance is 90% of that of the basic version (drawing no. 2). Without the phase difference, the two pistons would collide at top dead center. With the configuration shown, the value obtained is 15.6 for the compression ratio, while the compression ratio of the basic version is 11 . Alternatively, to increase the compression ratio again, the connecting rods can be extended.

Mit der gewählten Phasendifferenz von ca. 80° wird erreicht, daß die Übertragung von Drehmoment auf die Kurbelwellen während der gesamten Expansionsphase äußerst günstig ist. Dies ist anhand der Zeichnung Nr. 5 zu sehen. Bereits im Maximum der aktuellen Verdichtung (bei 320°) sind beide Kurbelwellen außerhalb des oberen Totpunktes. Während der darauffolgenden Expansionsphase von 330° über 360° = 0° bis 60° wird vor allem auf die rechte Kurbelwelle, die diesbezüglich sehr günstig liegt, Drehmoment übertragen. Ab der Rotations­ phase 60° wird andererseits auf die linke Kurbelwelle wir­ kungsvoll Drehmoment übertragen. Letzteres bis hin zu der Phase (nämlich 140°), bei der das Minimum der aktuellen Verdichtung (maximaler Verbrennungsraum) erreicht wird. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß während der gesamten Expansionsphase, wirkungsvoll Drehmoment auf zumindest eine der beiden Kurbelwellen übertragen wird.With the selected phase difference of about 80 ° is achieved that the transmission of torque to the crankshaft during the entire expansion phase is extremely favorable. This can be seen with reference to the drawing no. Already in the Maximum of the current compression (at 320 °) are both Crankshafts out of top dead center. During the subsequent expansion phase from 330 ° over 360 ° = 0 ° to 60 ° is mainly on the right crankshaft, in this regard is very low, transmit torque. From the rotation On the other hand, phase 60 ° will be on the left crankshaft powerful torque transfer. The latter up to the Phase (namely 140 °), at which the minimum of the current Compression (maximum combustion chamber) is achieved. In summary, it can be said that throughout the entire Expansion phase, effective torque on at least one the two crankshafts is transmitted.

4. Motor, bei dem die Kolben unterschiedlichen Hub haben4. Engine in which the pistons have different stroke

Ein Motor mit unterschiedlichen Kurbelwellen, die bewirken, daß die beiden Kolben unterschiedlichen Hub besitzen, ist in der Zeichnung Nr. 6 gezeigt. Wie oben in "Lösung" erwähnt, entartet der Motor zu einem herkömmlichen Motor, wenn der Hub eines der beiden Kolben zu Null wird. Dieser Motor stelle sozusagen eine Zwischenstufe zwischen einem herkömmlichen Motor und einem Motor mit zwei Kolben in einem Zylinder, die im gleichen Maße (symmetrisch) zur Variation des Verbren­ nungsraumes beitragen, dar.An engine with different crankshafts that cause that the two pistons have different stroke is in the drawing No. 6 shown. As mentioned in "solution" above, the engine degenerates to a conventional engine when the hub one of the two pistons becomes zero. Set this engine so to speak, an intermediate stage between a conventional one  Engine and an engine with two pistons in a cylinder, the to the same extent (symmetrical) to the variation of burning contribute to the development of

5. Motor, bei dem die Kolben unterschiedlichen Durchmesser und unterschiedlichen Hub haben5. Motor in which the pistons have different diameters and have different stroke

Die Ausführung in Zeichnung Nr. 7 wird gezeigt, um zu demonstrieren, welche Vielfalt mit dem Konzept von mehreren (im vorliegenden Fall nur zwei) Kolben in einem Zylinder gegeben ist. Gezeigt ist ein Motor, bei dem die Kolben sowohl unterschiedlichen Hub als auch unterschiedlichen Durchmesser haben. Außerdem wurde noch eine Phasendifferenz von 20° zwischen den beiden Kurbelwellen angebracht. Im gezeigten Motor rotieren die Kurbelwellen gegensinnig.The embodiment in drawing no. 7 is shown to demonstrate the diversity with the concept of several (in the present case only two) pistons in a cylinder given is. Shown is an engine in which the pistons both different stroke as well as different diameter to have. In addition, there was still a phase difference of 20 ° mounted between the two crankshafts. Im shown Motor rotate the crankshaft in opposite directions.

6. Motor, bei dem von Umdrehung zu Umdrehung das Verdich­ tungsverhältnis alternierend variiert6. Motor, in which from one revolution to the other the compaction ratio varies alternately

Eine entsprechende Ausführung ist in Zeichnung Nr. 8 gezeigt. Die beiden Kurbelwellen des Motors bewirken einen sehr unterschiedlichen Hub für die beiden Kolben. Die Kurbelwelle, die den großen Hub bewirkt, wird im folgenden Haupt-Kurbel­ welle genannt. Das zusammenführende Getriebe ist so ausge­ legt, daß die Haupt-Kurbelwelle die doppelte Drehzahl im Vergleich zur linken Kurbelwelle (Hilfs-Kurbelwelle) hat. Eine Phasendifferenz wurde im Beispiel nicht angebracht. Befindet sich die Haupt-Kurbelwelle im oberen Totpunkt, so befindet sich die Hilfs-Kurbelwelle bei jeder zweiten Umdre­ hung der Haupt-Kurbelwelle (nämlich bei den Rotationsphasen 0°, 720°, etc.) auch im oberen Totpunkt, was ein sehr hohes Verdichtungsverhältnis bewirkt. Bei den dazwischenliegenden Umdrehungen der Haupt-Kurbelwelle (nämlich bei den Rota­ tionsphasen 360°, 1080°, etc.) befindet sich die Hilfs-Kurbelwelle im unteren Totpunkt, was ein entsprechend niedri­ geres Verdichtungsverhältnis bewirkt. A corresponding embodiment is shown in drawing no. 8. The two crankshafts of the engine cause a lot different stroke for the two pistons. The crankshaft, which causes the big stroke, the following will be the main crank called wave. The merging gear is so out specifies that the main crankshaft double the speed in the Compared to the left crankshaft (auxiliary crankshaft) has. A phase difference was not appropriate in the example. If the main crankshaft is at top dead center, then the auxiliary crankshaft is at every second turn hung the main crankshaft (namely during the rotation phases 0 °, 720 °, etc.) even at top dead center, which is a very high Compression ratio causes. At the intervening Revolutions of the main crankshaft (namely at the Rota tion phases 360 °, 1080 °, etc.) is the Auxiliary crankshaft at the bottom dead center, which corresponds to a niedri Geres compression ratio causes.  

Dieses Verhalten kann z. B. für Motoren benutzt werden, die nur bei jeder zweiten Umdrehung das Kraftstoff-Gemisch ver­ brennen (Viertakt-Prinzip). Das niedrigere Verdichtungsver­ hältnis wird dabei so gewählt, daß es adequat für den Verbrennungs-Takt ist. Das höhere Verdichtungsverhältnis wird dabei so hoch wie technisch realisierbar gewählt, damit die Abgase möglichst vollständig aus dem Verbrennungsraum ausge­ pufft werden können. Das Kraftstoff-Gemisch für die nächste Verbrennung kann damit effektiv angesaugt werden und ist außerdem besonders rein von Rest-Abgasen.This behavior can, for. B. be used for engines that only at every second revolution the fuel mixture ver burn (four-stroke principle). The lower compression ratio The ratio is chosen so that it is adequate for the Combustion cycle is. The higher compression ratio is selected as high as technically feasible, so that the Exhaust gases as completely as possible out of the combustion chamber be puffed. The fuel mixture for the next Combustion can thus be effectively sucked in and is also particularly pure from residual exhaust gases.

7. Motor mit zwei Kompressions-Phasen während einer Um­ drehung von einer der beiden Kurbelwellen7. Motor with two compression phases during one Um rotation of one of the two crankshafts

Das zusammenführende Getriebe ist so ausgelegt, daß es ein Drehzahlverhältnis von 2 : 1 für die beiden Kurbelwellen bewirkt. Zwischen den beiden Kurbelwellen wird eine Phasen­ differenz von 90° angebracht. Die Sequenz des Motors ist in Zeichnung Nr. 9 gezeigt. Dabei ist die linke Kurbelwelle diejenige, die schneller rotiert. Während einer Umdrehung der rechten Kurbelwellen treten zwei Kompressionen und zwei Expansionen auf. Im folgenden beziehen sich die Rotationspha­ sen auf die rechte, die langsamer rotierende, Kurbelwelle. Das erste Minimum des Verbrennungsraumes liegt bei der Rotationsphase 78°, das zweite Minimum bei 282°. Dazwischen liegt das Haupt-Maximum des Verbrennungsraumes, nämlich bei 180°. Bei der Rotationsphase 0° befindet sich ein weiteres Zwischen-Maximum des Verbrennungsraumes. Das Volumen des Verbrennungsraumes in Abhängigkeit der Rotationsphase ist in Zeichnung Nr. 10 gezeigt.The merging gear is designed so that there is a Speed ratio of 2: 1 for the two crankshafts causes. Between the two crankshafts becomes a phase difference of 90 ° attached. The sequence of the engine is in Drawing No. 9 shown. Here is the left crankshaft the one that rotates faster. During a turn of the right crankshafts occur two compressions and two Expansions. In the following, the Rotationspha on the right, the slower rotating crankshaft. The first minimum of the combustion chamber is at the Rotation phase 78 °, the second minimum at 282 °. Between is the main maximum of the combustion chamber, namely at 180 °. In the rotation phase 0 ° is another Intermediate maximum of the combustion chamber. The volume of Combustion chamber as a function of the rotation phase is in Drawing No. 10 shown.

Damit kann ein Motor konzipiert werden, der während nur einer Umdrehung der rechten Kurbelwelle entsprechend einem Vier­ takt-Motor arbeitet. Dazu wird das Kraftstoff-Gemisch zwischen dem zweiten Minimum des Verbrennungsraumes (bei 282°) und dem Zwischen-Maximum (bei 0°) angesaugt (oder eingespritzt) und unter Ausnutzung der Haupt-Expansionsphase von 78° bis 180° verbrannt. Man beachte, daß bei der Rotationsphase mit maximaler aktueller Verdichtung (78°) die rechte Kurbelwelle so liegt, daß die Drehmoment-Übertragung auf die Kurbelwelle äußerst günstig ist.This can be used to design a motor that can be used during just one Rotation of the right crankshaft corresponding to a four clock-motor works. This is the fuel mixture between the second minimum of the combustion chamber (at  282 °) and the intermediate maximum (at 0 °) sucked (or injected) and taking advantage of the main expansion phase burned from 78 ° to 180 °. Note that at the Rotation phase with maximum current compression (78 °) the right crankshaft so that the torque transmission on the crankshaft is extremely low.

8. Motor mit drei Kolben in einem Zylinder8. Engine with three pistons in one cylinder

Ein Motor mit drei Kolben in einem Zylinder ist in Zeichnung Nr. 11 skizziert. Gezeigt ist eine halbe Rotations-Sequenz in 60° Schritten. Eine Phasendifferenz zwischen den drei Kurbel­ wellen wurde im Beispiel nicht angebracht. Alle drei Kurbel­ wellen haben gleiche Drehzahl. Die Geometrie der Stirnflächen der Kolben wurde der Ypsilon-förmigen Zylindergeometrie ange­ paßt. Das zusammenführende Getriebe kann analog Zeichnung Nr. 1 ausgeführt werden, indem drei Stirnräder im 120° Abstand - an­ statt der zwei gegenüberliegenden Stirnräder - in das zentrale Stirnrad eingreifen.
An engine with three pistons in a cylinder is sketched in drawing no. Shown is a half rotation sequence in 60 ° steps. A phase difference between the three crankshaft was not attached in the example. All three crankshafts have the same speed. The geometry of the end faces of the piston was the Ypsilon-shaped cylinder geometry fits. The merging gear can be performed analogously to drawing no. 1 by three spur gears at 120 ° distance - instead of the two opposite spur gears - engage in the central spur gear.

Zeichnungendrawings Verbrennungsmotor für Antriebe generellInternal combustion engine for drives in general Zeichnung Nr.Drawing no. Inhaltcontent 11 Aufbau GrundversionConstruction of basic version 22 Rotationssequenz der GrundversionRotation sequence of the basic version 33 Sequenz mit 60° PhasendifferenzSequence with 60 ° phase difference 44 Flexibles zusammenführendes GetriebeFlexible merging gearbox 55 Sequenz mit 80° PhasendifferenzSequence with 80 ° phase difference 66 Sequenz: Kolben mit unterschiedlichen HübenSequence: pistons with different strokes 77 Sequenz: Kolben mit unterschiedlichen Hüben und unterschiedlichen DurchmessernSequence: pistons with different strokes and different diameters 88th Sequenz: Alternierendes VerdichtungsverhältnisSequence: Alternating compression ratio 99 Sequenz: Zwei Kompressionen bei einer UmdrehungSequence: Two compressions in one revolution 1010 Volumen des Verbrennungsraumes als Funktion der RotationsphaseVolume of the combustion chamber as a function of the rotation phase 1111 Sequenz: Drei Kolben in einem ZylinderSequence: Three pistons in a cylinder

Claims (6)

1. Verbrennungsmotor für Antriebe generell, der vom Prinzip her (d. h. je nach spezieller Ausführung) mit allen erdenk­ lichen Kraftstoffen wie Benzin, Diesel, Alkohol, allen denk­ bar geeigneten Gasen, sowie allen weiteren bekannten und noch unbekannten flüssigen, gasförmigen und auch festen Kraftstof­ fen, die vergast werden können (wie Holz), betrieben werden kann. Dieser Motor ist bei entsprechender Ausführung und Dimensionierung universell einsetzbar (Fahrzeuge zu Land, zu Wasser und zu Luft, Antrieb für Generatoren, Antrieb für Maschinen).
Dieser Verbrennungsmotor ist dadurch gekennzeichnet, daß sich in jeweils einem Arbeits-Zylinder zwei oder auch mehrere Kolben befinden, deren lineare Hubbewegung mittels Pleuelstangen auf zwei oder auch mehrere (dies entsprechend der Anzahl der Kolben pro Zylinder) Kurbelwellen übertragen wird. Daraus resultiert eine kreisförmige Rotation der ein­ zelnen Kurbelwellen. Die einzelnen Kurbelwellen sind über ein zusammenführendes Getriebe verbunden und damit untereinander bezüglich ihrer Phasen (bezogen auf die Rotationsbewegungen) gekoppelt. Aus dem zusammenführenden Getriebe wird im wesent­ lichen, d. h. kräftemäßig, eine einzige Austrittswelle heraus­ geführt. Technische Ausführungen, bei denen die Kraft auf mehrere Austrittswellen verteilt wird (z. B. eine durchgehende Welle, die auf beiden Seiten des Motors austritt) ist dabei auch denkbar. Die Verbrennung im Motor findet in dem Raum statt, der durch die Stirnflächen der einzelnen Kolben und dem Zylinder gebildet wird.
Der Hauptanspruch besteht also darin, daß zwei oder mehr als zwei Kolben in einem Zylinder arbeiten.
Der Motor besitzt folgende weitere Merkmale:
Der Kraftstoffgemisch-Einlaß und der Abgas-Auslaß kann über gesteuerte Ein- und Auslaßventile, die in der Zylinder­ wand untergebracht sind, analog dem Viertaktmotor bewerkstel­ ligt werden. Alternativ kann der Ein- und Auslaß analog zum Zweitaktmotor über eine Kompression im Kurbelwellengehäuse und einem entsprechenden Kanal zwischen Kurbelwellenraum und Verbrennungsraum bewerkstelligt werden.
Die Geometrie des Arbeits-Zylinders kann vielfältiger Natur sein. Insbesondere muß sie selbst in dem einfachsten Fall von nur zwei Kolben in einem Zylinder nicht ein geradliniger Zylinder sein. Der Zylinder kann z. B. einen Knick haben, um z. B. das Anbringen von Ventilen zu vereinfa­ chen. Im Falle von drei Kolben in einem Zylinder ist eine mögliche geometrische Konfiguration ein Ypsilon-förmiges Rohrgebilde. Die Kolben (und dazu passend der Zylinder) können, aber brauchen keinen kreisförmigen Querschnitt besit­ zen. Die verschiedenen Kolben, die sich in einem Zylinder befinden, können verschiedene Durchmesser haben. Dazu muß auch der Zylinder angepaßt werden. Das heißt, der Zylinder hat dann entsprechende Durchmesser jeweils über die Länge, wo die einzelnen Kolben ihre lineare Hubbewegung durchführen.
Je nach zu verwendendem Kraftstoff kann der Motor mit aktiver Zündung (Zündkerze oder Glühkerze) oder mit Selbst­ entzündung aufgrund hoher Kompressionswärme (wie beim Diesel­ motor) realisiert werden.
Die einzelnen Kurbelwellen können je nach Auslegung des zusammenführenden Getriebes gleichsinnig oder auch gegensin­ nig rotieren.
Das zusammenführende Getriebe kann die einzelnen Kurbel­ wellen bezüglich ihrer relativen Phase sowohl starr als auch flexibel miteinander koppeln. Flexibel bedeutet, daß die relative Rotations-Phase zwischen zwei Kurbelwellen während des Betriebes verändert werden kann.
Das zusammenführende Getriebe kann derart sein, daß die verschiedenen Kurbelwellen unterschiedliche Drehzahl haben.
Mehrere solche Arbeits-Zylinder können zusammenarbeiten. Es können also Mehrzylinder-Motoren realisiert werden. Dies kann dadurch realisiert sein, daß die einzelnen Zylinder über entsprechend verlängerte Kurbelwellen in Reihe zusammenge­ schaltet werden (Reihenmotor). Es kann auch dadurch reali­ siert sein, daß die Austrittswellen mehrerer zusammenführen­ der Getriebe über ein weiteres Getriebe zusammengefaßt werden (hierarchisch strukturierter Motor). Es kann auch beides gleichzeitig realisiert werden.
1. Internal combustion engine for general drives, which in principle (ie, depending on the specific design) with all conceivable union fuels such as gasoline, diesel, alcohol, all conceivable bar suitable gases, and all other known and still unknown liquid, gaseous and solid fuel fen, which can be gasified (such as wood), can be operated. This motor is universally applicable with appropriate execution and dimensioning (vehicles on land, on water and in air, drive for generators, drive for machines).
This internal combustion engine is characterized in that in each case a working cylinder two or more pistons are whose linear stroke movement by means of connecting rods on two or more (this according to the number of pistons per cylinder) crankshaft is transmitted. This results in a circular rotation of a single crankshaft. The individual crankshafts are connected via a merging gear and thus coupled with each other with respect to their phases (based on the rotational movements). From the merging gear is in wesent union, ie in terms of power, out a single exit shaft out. Technical versions in which the force is distributed over several output shafts (for example, a continuous shaft that emerges on both sides of the engine) is also conceivable. The combustion in the engine takes place in the space formed by the end faces of the individual pistons and the cylinder.
The main claim is thus that two or more than two pistons work in a cylinder.
The engine has the following additional features:
The fuel mixture inlet and the exhaust outlet can be handled via controlled inlet and outlet valves, which are housed in the cylinder wall, analogous to the four-stroke engine bewerkstel. Alternatively, the inlet and outlet can be accomplished analogous to the two-stroke engine via a compression in the crankcase and a corresponding channel between the crankshaft space and combustion chamber.
The geometry of the working cylinder can be diverse in nature. In particular, even in the simplest case of only two pistons in a cylinder, it does not have to be a straight cylinder. The cylinder can z. B. have a kink to z. B. the attachment of valves to simplify chen. In the case of three pistons in a cylinder, one possible geometric configuration is a Ypsilon-shaped pipe formation. The pistons (and matching the cylinder) can but do not require a circular cross section. The different pistons, which are in a cylinder, can have different diameters. For this purpose, the cylinder must be adjusted. That is, the cylinder then has respective diameters over the length where the individual pistons perform their linear stroke motion.
Depending on the fuel to be used, the engine can be realized with active ignition (spark plug or glow plug) or self-ignition due to high compression heat (as in the diesel engine).
The individual crankshaft can rotate in the same direction or gegensin nig depending on the design of the merging gear.
The merging gear can couple the individual crankshaft with respect to their relative phase both rigid and flexible. Flexible means that the relative rotational phase between two crankshafts can be changed during operation.
The merging transmission may be such that the different crankshafts have different speeds.
Several such working cylinders can work together. So it can be realized multi-cylinder engines. This can be realized by the fact that the individual cylinders are switched together in series via correspondingly extended crankshafts (in-line engine). It can also be reali Siert that the output waves of several merge the transmission are combined via another transmission (hierarchically structured engine). Both can be realized at the same time.
2. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Phasenkopplung der individuellen Kurbelwellen durch das zusammenführende Getriebe nicht starr, sondern flexibel, ist. Dies erlaubt eine Steuerung und damit eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses während des Betriebes, sogar während der Motor läuft.2. Internal combustion engine according to claim 1, which is characterized that the phase coupling of the individual crankshaft the merging gear not rigid, but flexible, is. This allows a control and thus a change the compression ratio during operation, even while the engine is running. 3. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß bei der Kopplung der individuellen Kurbelwellen durch das zusammenführende Getriebe eine Phasendifferenz zwischen den einzelnen Kurbelwellen vorgegeben wird. Dadurch wird das Maximum der aktuellen Verdichtung während eines Ar­ beits-Zyklus nicht im oberen Totpunkt der einzelnen Kurbelwellen erreicht, sondern bei einer davon verschiedenen Phase, bei der bereits ein endliches Drehmoment auf die Kurbelwellen wirkt.3. Internal combustion engine according to claim 1, which is characterized that in the coupling of the individual crankshafts through the merging gear a phase difference between the  individual crankshafts is specified. This will do that Maximum of current compression during an Ar Beits cycle not at top dead center of each crankshaft reached, but at a different phase, at the already a finite torque on the crankshaft acts. 4. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Hub der zwei oder mehreren Kolben in jeweils einem Zylinder durch entsprechend unterschiedliche Auslegung der einzelnen Kurbelwellen (und ggf. Pleuel) verschieden groß ist.4. Internal combustion engine according to claim 1, which is characterized that the stroke of the two or more pistons in one Cylinder by accordingly different interpretation of individual crankshafts (and possibly connecting rod) of different sizes is. 5. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das zusammenführende Getriebe bewirkt, daß die einzelnen Kurbelwellen mit unterschiedlicher Drehzahl rotieren.
Im speziellen Fall von zwei Kolben in einem Zylinder bewirkt ein Drehzahlverhältnis der beiden Kurbelwellen von 2 : 1 bei einer Phasendifferenz von ca. 90° zwischen den beiden Kurbelwellen, daß ein Motor entsteht, bei dem während einer Umdrehung der langsameren Kurbelwelle zwei Kompressionsphasen und zwei Expansionsphasen auftreten.
5. Internal combustion engine according to claim 1, which is characterized in that the merging gear causes the individual crankshafts rotate at different speeds.
In the special case of two pistons in a cylinder, a speed ratio of the two crankshafts of 2: 1 with a phase difference of about 90 ° between the two crankshafts causes an engine to be formed which has two compression phases and two expansion phases during one revolution of the slower crankshaft occur.
6. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei Kolben mit (deutlich) unterschiedlichem Hub in einem Zylinder arbeiten. Die Kurbelwelle, die den größeren Hub bewirkt, wird im folgenden Haupt-Kurbelwelle genannt. Das zusammenführende Getriebe ist so ausgelegt, daß die Kurbel­ wellen das Drehzahlverhältnis 2 : 1 haben. Die Haupt-Kurbel­ welle hat dabei die hohe Drehzahl. Dies bewirkt, daß das Verdichtungsverhältnis von einer Umdrehung der Haupt-Kurbel­ welle zur nächsten alterniert. Insbesondere kann bei jeder zweiten Umdrehung ein extrem hohes Verdichtungsverhältnis realisiert werden, während bei der jeweils dazwischenliegen­ den Umdrehung ein adequates Verdichtungsverhältnis bestehen bleibt. Dies kann z. B. bei Motoren, die nur bei jeder zweiten Umdrehung das Kraftstoff-Gemisch verbrennen (wie beim Vier­ takt-Motor) dazu verwendet werden, daß bei den Umdrehungen, bei der das Verdichtungsverhältnis adequat ist, das Kraft­ stoff-Gemisch verbrannt wird, während bei den dazwischenlie­ genden Umdrehungen mit extrem hohem Verdichtungsverhältnis das Kraftstoff-Gemisch angesaugt bzw. die Abgase ausgepufft werden.6. Internal combustion engine according to claim 1, which is characterized that two pistons with (clearly) different stroke in one Cylinders work. The crankshaft, which is the larger hub  causes, is called in the following main crankshaft. The Merging gear is designed so that the crank Waves have the speed ratio 2: 1. The main crank wave has the high speed. This causes the Compression ratio of one revolution of the main crank wave alternated to the next one. In particular, everyone can second turn an extremely high compression ratio be realized while lying in each case consist of the rotation an adequate compression ratio remains. This can be z. B. in engines that only every other Turn the fuel mixture burn (as in the four clock motor) can be used so that at the revolutions, where the compression ratio is adequate, the force substance mixture is burned while at the intervening turn with extremely high compression ratio sucked in the fuel mixture and exhausted the exhaust gases become.
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