DE19632407A1 - Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents
Zweitakt-Hubkolben-BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE19632407A1 DE19632407A1 DE19632407A DE19632407A DE19632407A1 DE 19632407 A1 DE19632407 A1 DE 19632407A1 DE 19632407 A DE19632407 A DE 19632407A DE 19632407 A DE19632407 A DE 19632407A DE 19632407 A1 DE19632407 A1 DE 19632407A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- charge air
- oil
- crank chamber
- piston
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
- F02B33/04—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with simple crankcase pumps, i.e. with the rear face of a non-stepped working piston acting as sole pumping member in co-operation with the crankcase
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
- F02B33/28—Component parts, details or accessories of crankcase pumps, not provided for in, or of interest apart from, subgroups F02B33/02 - F02B33/26
- F02B33/30—Control of inlet or outlet ports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F02B75/282—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders the pistons having equal strokes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren
Kurbelkammer durch ventilgesteuerten Ein- und Auslaß, wobei mindestens ein
Auslaß für Schmieröl an der untersten Stelle der Kurbelkammer angeordnet ist,
als Ladeluftpumpe ausgebildet ist, und welche mit einem Drucköl-Umlaufschmier
system, das an eine Ölwanne angeschlossen ist, versehen ist, wobei die Ladeluft
von den Kurbelkammer-Ladeluftpumpen durch einen Ölabscheider geführt wird, so
daß durch Ölkondensation und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das
in der Ladeluft enthaltene Schmieröl abgeschieden und in die Ölwanne zurück
geführt wird.
Durch die DE-PS 37 31 250, die Zusatzanmeldung DE 38 32 013 und die Patent
anmeldung DE 39 35 789 sind verschiedene Hubkolben-Brennkraftmaschinen, die mit
Kurbelkammer-Ladeluftpumpen und einem Ölabscheider versehen sind, bekannt
geworden. Bei diesen Maschinen sind die Auslaßventile der Kurbelkammer-Lade
luftpumpen direkt über der Ölwanne angeordnet, so daß die Ladeluft durch die
Ölwanne strömt und die Ölwanne sowie das gesamte Drucköl-Schmiersystem unter
einem ständig veränderlichen Druck der Ladeluft stehen. Die Ölwanne hat jedoch
einen relativ großen Freiraum über dem Ölspiegel, der vom Ölstand abhängig und
ständig veränderlich ist. Dadurch wird die Lieferleistung bzw. der Wirkungsgrad
der Kurbelkammer-Ladeluftpumpen gemindert sowie außerdem das Drucköl-Schmier
system aufwendiger und das Anlassen der Maschine erschwert.
Gemäß den DE 38 32 013 und DE 3 93 589 wird der Wirkungsgrad der Kurbelkammer-La
deluftpumpen noch weiter verschlechtert, da hier die Ladeluft aus den Kurbel
kammer-Pumpen durch einen noch größeren Ölabscheider, der gleichzeitig auch
als Ladeluftkühler für die Ladeluft aus dem Turbolader vorgesehen ist, strömen
soll.
Der schlechtere Wirkungsgrad aller Kurbelkammer-Ladeluftpumpen resultiert aus
den relativ großen Toträumen in den Kurbelkammern. Ein Zweitaktmotor mit Kur
belkammer-Schmierung und mit Kolben-Steuerung des Gaswechsels durch die Zylin
derwandschlitze hindurch benötigt einen relativ langen Kolben, so daß die
Kurbelkammern einen noch größeren Totraum aufweisen.
Ein weiteres Problem der Zweitakt-Motoren ist der Gaswechsel, der in extrem
kurzer Zeit stattfinden muß, wobei der Wirkungsgrad um so höher wird, je
schneller die Ein- und Auslässe, und zwar nach einem unsymmetrischen Steuer
diagramm, gesteuert werden.
Der Wirkungsgrad einer Diesel-Brennkraftmaschine ist besonders abhängig von
einer vollständigen Verbrennung des Brennstoffs in der Verbrennungskammer. Je
vollständiger die Verbrennung ist, desto besser sind auch die Abgasemissionen.
Bei den Dieselmotoren verbrennt der eingespritzte Brennstoff, noch bevor er
sich vollständig molekular mit der frischen Ladung vermischt hat, wodurch sich
Rußpartikel bilden.
Die Anwendung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine ist vor allem von ihrem
Wirkungsgrad bei einem angemessenem Fertigungsaufwand abhängig, wobei mit der
Erhöhung des Wirkungsgrads auch die Abgasemissionen, insbesondere die
Rußpartikel, verringert werden.
Der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschinen hängt von mehreren Faktoren ab, so daß
er sich nur dann wesentlich verbessern läßt, wenn mehrere neue Maßnahmen und
einige bereits bekannte Problemlösungen miteinander zweckmäßig kombiniert
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad einer Zweitakt-
Diesel-Brennkraftmaschine mit Kurbelkammer-Ladeluftpumpen bei gleichzeitig
reduziertem Fertigungsaufwand durch mehrere unterschiedliche Lösungen zu
verbessern.
Diese einzige Aufgabe wird durch Verbesserungen verschiedener Bereiche des
Motors mittels mehrerer neuer, unterschiedlicher Maßnahmen gelöst. Der
Wirkungsgrad der Zweitakt-Diesel-Brennkraftmaschine wird gesteigert durch:
- a. eine Steigerung des Wirkungsgrads der Kurbelkammer-Ladeluftpumpen durch Reduzierung der Toträume der Kurbelkammer sowie der Toträume des Ladelufttrakts;
- b. eine Verlängerung der Dauer des Arbeitstakts durch Versetzung der Zylinderachse;
- c. eine Verbesserung des Gaswechsels durch größere Zeitquerschnitte, die aus einer Steuerung der Zylinderwandschlitze mittels Walzschiebern, die mit der doppelten Geschwindigkeit der Kurbelwelle rotieren, resultieren;
- d. eine Verbesserung der Verbrennung, dadurch, daß der Brennstoff in ver dampftem Zustand zur Verbrennung mit der Frischladung vermischt wird.
Diese neuen Maßnahmen sind in den kennzeichnenden Teilen der Nebenansprüche 1,
2, 3, 4 und 5 angegeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes
sind in Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung in ihren Einzelheiten wird nachfolgend anhand von sechs Figuren
näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt durch die Zylinder, quer zur Kurbelwelle einer
Zweitaktmaschine mit Turbolader;
Fig. 2 den Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Kolbens;
Fig. 3 den Axialschnitt der erste Variante einer erfindungsgemäßen
Brennkammer;
Fig. 4 den Radialschnitt durch die Brennkammer von Fig. 3;
Fig. 5 den Axialschnitt der zweiten Variante einer erfindungsgemäßen
Brennkammer;
Fig. 6 den Radialschnitt durch die Brennkammer von Fig. 5;
In Fig. 1 ist der Längsschnitt einer Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine,
die mit Kurbelkammer-Ladeluft-Pumpen und einem Turbolader 9 versehen ist,
gezeigt. Diese Maschine besteht im wesentlichem aus einem Zylinderblock 1 mit
mehreren Verbrennungszylindern 2, einem Zylinderkopf 3, einem Kurbelkammer-Deckel 4,
je einem Kolben 5 in jedem Zylinder 2, einer einteiligen Kurbelwelle
6 mit Pleuelstange 7, einem Ölabscheider 8, einem Turbolader 9, einem Lade
luftkühler 10, je einem rotierenden Einlaß- und Auslaß-Walzschieber 11 bzw.
12, einer Ölwanne 13, an der ein Drucköl-Umlaufschmiersystem angeschlossen ist,
und anderem.
Zwischen dem Zylinderblock 1 und dem Kurbelkammer-Deckel 4 ist die Kurbel
kammer 14 ausgebildet, die mit Einweg-Einlaß- und Auslaß-Kontrollventilen 15
bzw. 16 versehen ist. Im oberen Bereich der Kurbelkammer 14 sind zwei Einlaß-Ven
tile 15 aus Blattfedern 17 ausgebildet, so daß während des Aufwärtshubs des
Kolbens die Blattfedern 17 zwischen den Wangen der Kurbelwelle 6 flattern.
Durch diese Gestaltung der Einlaßventile 15 wird der Totraum der
Kurbelkammer-Pumpen wesentlich verringert.
Alle Kurbelkammern 14 sind über die Einlaßventile 15 mit einem gemeinsamen
Einlaß-Sammelraum 20 verbunden. Außerdem ist dieser Sammelraum durch jeweils
einen Kanal 21 mit jeder Kurbelkammer 14, unterhalb des Kolbens 5 bei dessen
OT-Stellung, verbunden. Beim Aufwärtshub des Kolbens 5 wird frische Luft aus
dem Sammelraum 20 angesaugt und beschleunigt, so daß, wenn der Kolben 5 OT
erreicht und den Kanal 21 öffnet, die Kurbelkammer 14 mit frischer Luft nach
gefüllt wird.
Im untersten Bereich der Kurbelkammer sind zwei Auslaß-Ventile 16 angeordnet,
die ebenfalls aus Blattfedern 18 bestehen. Die Blattfedern 18 sind durch kleine
Wellen 19 schwenkbar angeordnet, so daß entweder die Blattfedern 18 durch
Umschwenken gespannt, die Auslaß-Ventile 16 eingeschaltet und die Lade
luftpumpen in Betrieb gesetzt werden, oder die Blattfedern 18 entspannt, die
Auslaß-Ventile 16 geöffnet und die Ladeluft-Pumpen außer Betrieb gesetzt wer
den. Durch die Auslaß-Ventile 16 werden die verdichtete Ladeluft und das ausge
laufene Schmieröl aus der Kurbelkarner 14 ausgestoßen.
In der Kurbelkammer 14 ist eine einteilige Kurbelwelle 6 durch Gleitlager
gelagert. Die Zylinderachse ist um ca. 1/3 des Kurbelradius seitlich zur Achse
der Kurbelwelle 6 versetzt, so daß der Kurbelwellen-Winkel beim Arbeitstakt
verlängert und der Unterschied zwischen den Spitzenwerten der Normalkräfte des
Kolbens 5 an der Zylinderwand beim Arbeits- und Verdichtungstakt verringert
wird.
Am Kurbelzapfen der Kurbelwelle 6 ist die Pleuelstange 7 ebenfalls durch ein
Gleitlager gelagert. Die untere Hälfte dieses Lagers ist von einem Metallband
27 umfaßt, dessen Enden an der Unterseite der Pleuelstange 7 verschraubt sind.
Dadurch wird der Totraum der Kurbelkammer-Pumpen weiter verringert. Die Pleuel
stange 7 ist durch zwei Schrauben am Kolbenbolzen 22 verschraubt, der im Kolben
5 gelagert ist. Im Zylinderkopf 3 ist die Brennkammer 8 ausgebildet. Ein erfin
dungsgemäßer Kolben 5 und Brennkammer 8 sind in den Fig. 2 bis 6 gezeigt.
Die Auslaßseiten aller Kurbeikammern 14 münden in einen gemeinsamen Ladeluft-Ka
nal 50, der seinerseits über die Ladeluftleitung 51 mit dem gemeinsamen
Einlaßkanal 65 aller Verbrennungszylinder verbunden ist. In der Ladeluftlei
tung 51 ist ein Ölabscheider 28 angeordnet, der mit Wasser gekühlt und im
Wassermantel des Zylinderblocks 1 angeordnet ist.
Der Ölabscheider 28 besteht aus zwei tiefgezogenen Blechteilen 52 und 53, die
miteinander und an zwei Rahmen 54 verlötet sind. Diese Rahmen 54 sind durch
elastische Dichtungen gegen den Wassermantel abgedichtet. Das eine Blechteil
52 hat ein U-förmiges Profil und in dem anderen Blechteil 53 sind mehrere,
zick-zack-förmig verlaufende Kanäle 55 tiefgezogen.
Die Ladeluft strömt durch das Innere des U-förmigen Blechteils 52 und durch die
zick-zack-förmig verlaufenden Kanäle 55 des anderen Blechteils 53, wobei das
Innere dieser Kanäle mit Wasser gefüllt ist. Bei der Strömung der Ladeluft
durch die tiefgezogenen Kanäle 55 wird die Ladeluft gekühlt, das enthaltene
Schmieröl kondensiert und wird durch die Einwirkung der Trägheits- und Schwer
kräfte von der Ladeluft am Boden der Kanäle abgeschieden. An der Unterseite der
tiefgezogenen Kanäle 55 ist jeweils ein Gitter 56 vorgesehen, so daß die Lade
luftströmung oberhalb der Gitter 56 entlangströmt und das abgeschiedene
Schmieröl durch die Gitter auf den Boden der Kanäle 55 läuft. Das Schmieröl im
Boden der Kanäle 55, von der Ladeluftströmung getrennt, läuft zu der untersten
Stelle des gemeinsamen Ladeluft-Kanals 50 zurück.
Diese Brennkraftmaschine ist mit einem üblichen Drucköl-Umlaufschmiersystem
versehen, das an eine Ölwanne 13 angeschlossen ist.
Die unterste Stelle der gemeinsamen Ladeluft-Leitung 50 ist über eine kleine
Ölkammer 57 mit der Ölwanne 13 verbunden. In dieser Ölkammer 57 ist ein schwim
mendes Ventil 59 angeordnet, so daß, wenn genügend Öl in dieser Ölkammer 57
vorhanden ist und das Ventil 59 schwimmt, die Öffnung am Boden der Ölkammer 57
offen ist und das Öl in die Ölwanne 13 zurückläuft. Wenn das Öl aus der Ölkam
mer 57 ausgelaufen ist und das Ventil 59 nach unten fällt, wird die Öffnung
der Ölkammer 57 verschlossen, so daß die Ladeluft nicht aus dem Ladeluft-Kanal
50 ausströmen kann.
Der Gaswechsel in den Verbrennungs-Zylindern 2 erfolgt durch Ein- und Auslaß-Schlit
ze 61 bzw. 62 in der Zylinderwand, die von den Kolben 5 gesteuert wer
den. Diese Schlitze 61 bzw. 62 werden zusätzlich durch je einen Einlaß- und
einen Auslaß-Walzschieber 11 bzw. 12 nach einem unsymmetrischen Steuerdiagramm
gesteuert. Beide Walzschieber 11 und 12 werden von der Kurbelwelle 6 angetrie
ben und rotieren mit der doppelten Geschwindigkeit der Kurbelwelle 6, wodurch
der Zeit-Querschnitt der Durchlaß-Schlitze 61 und 62 für den Gaswechsel ver
größert wird.
An der Auslaßseite der Verbrennungszylinder 2 ist ein abgasgetriebener Turbo
lader 9 angeschlossen. Vom Turbolader verdichtete Ladeluft wird durch einen
Ladeluftkühler 10 zur Einlaßseite der Verbrennungs-Zylinder 2 geführt. Die
Ladeluftleitungen von der Kurbelkammer und dem Turbolader 51 bzw. 64 münden in
einen für alle Zylinder gemeinsamen Einlaßkanal 65, der unmittelbar vor dem
Einlaß-Walzschieber 11 angeordnet ist. Zwischen den Mündungen beider Ladeluft
leitungen 51 und 64 ist eine Sperrklappe 66 schwenkbar gelagert, die entweder
die eine oder die andere Ladeluft-Leitung schließt oder sich zwischen den
Mündungen beider Ladeluftleitungen befindet, wodurch diese offen bleiben.
Außerdem ist eine Sperrvorrichtung 67 vorgesehen, die bei geschlossener Lade
luftleitung 51 der Kurbelkammer-Pumpen die Sperrklappe 66 arretiert.
Die vorstehend beschriebene Zweitakt-Brennkraftmaschine arbeitet auf folgende
Weise: Beim Anlassen sind die Blattfedern 18 der Auslaß-Ventile 16 der Kurbel
kammer 14 gespannt, wodurch die Kurbelkammer-Ladeluftpumpen eingeschaltet sind.
Dabei ist die Ladeluftleitung 51 der Kurbelkammer durch die Sperrklappe 66
zunächst geschlossen und die Sperrklappe 66 arretiert. Nach wenigen Kurbel
wellenumdrehungen, wenn ein bestimmter Druck in der Ladeluftleitung 51 der
Kurbelkammer aufgebaut ist, wird die Sperrklappe 66 entriegelt, die Lade
luftleitung 51 der Kurbelkammer geöffnet und gleichzeitig die Ladeluftleitung
64 des Turboladers geschlossen. Dabei strömt die vorverdichtete Ladeluft mit
hohem Druck aus der Kurbelkammer 14 durch den Einlaß-Walzschieber 11 und durch
die Einlaß-Schlitze 61 in den Verbrennungszylinder 2 ein.
Nach Anlassen, bei Leerlauf und bei niedriger Teillast der Maschine sind die
Blattfedern 18 der Auslaß-Ventile 16 der Kurbelkammer 14 gespannt und die
Kurbelkammer-Ladeluftpumpen eingeschaltet. Dabei werden die Verbrennungs-Zy
linder mit vorverdichteter Ladeluft sowohl von den Kurbelkammer-Pumpen
als auch vom Turbolader 9 versorgt. Die Sperrklappe 66 befindet sich zwischen
den Mündungen beider Ladeluftleitungen 51 bzw. 64.
Bei höherer Teillast und bei Vollast, wenn der Turbolader 9 ausreichend Lade
luft liefert, werden die Blattfedern 18 der Auslaß-Ventile 16 der Kurbelkammer
14 umgekippt und entspannt sowie die Auslaßöffnungen der Kurbelkammer 14 geöff
net, wodurch die Kurbelkammer-Ladeluftpumpen außer Betrieb gesetzt werden. Die
Verbrennungs-Zylinder werden mit vorverdichteter Ladeluft nur noch vom Turbo
lader 9 versorgt.
In Fig. 2 ist der Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Kolbens 5 gezeigt,
dessen Draufsicht in Fig. 4 und 6 zu sehen ist. Der Kolben 5 besteht aus einem
zylindrischen Grundteil 30, einem Kolbenkopf 31 und einer Lagerschale 32 für
den Kolbenbolzen 22, die miteinander so verschraubt sind, daß Hohlräume im
Kolbeninneren abgedichtet sind. Das zylindrische Grundteil 30 ist auf beiden
Seiten offen, hat einen mittleren Boden, in dem die halbe Bohrung für den
Kolbenbolzen ausgebildet ist, und weist in Inneren mindestens eine axial
verlaufende Wand auf. Im unteren Bereich des Grundteils sind die Ölabstreif
ringe angeordnet. In dem Grundteil 31 sind zur Kühlung des Kolbens mehrere
Axialbohrungen, eine Zentralbohrung 33 und mehrere Bohrungen 34 an dem zylin
drischen Umfang vorgesehen. Die Lagerschale 32 für den Kolbenbolzen 22 ist mit
Hohlräumen ausgebildet, die durch die Verschraubung am Grundteil 30 gegen die
Kurbelkammer abgedichtet sind. In dem Kolbenkopf sind die Dichtringe angeordnet
und in seinem Inneren sind zur Kühlung des Kolbens mit Schmieröl auch mehrere
Bohrungen vorgesehen: eine zentrale Achsialbohrung 35 und mehrere Radialboh
rungen 36, die mit den entsprechenden Bohrungen 33 und 34 des Grundteils 30
verbunden sind. Die Hohlräume im Kolbeninneren sind durch die Drosselbohrungen
37 mit der Kurbelkammer 14 verbunden, so daß bei Temperaturunterschieden ein
Druckausgleich durch diese stattfindet. Der Kolbenkopf ist aus temperaturbe
ständigem Material und als Kegelstumpf ausgebildet. An seinem Boden sind spi
ralförmige Kanäle vorgesehen, die in ähnliche, spiralförmige Kanäle am Boden
des Zylinderkopfs 3 greifen, so daß gegen Ende des Verdichtungstakts von der
gequetschten Frischladung ein rotierender Wirbel in der Brennkammer 8 erzeugt
wird.
In Fig. 3 ist der Axialschnitt und in Fig. 4 der Radialschnitt einer ersten
Variante einer erfindungsgemäßen Brennkammer 8 gezeigt. Im Zylinderkopf 3 ist
ein Ring eingepreßt, in welchem ein tiefer, schmaler Radialkanal 41 ausgebildet
ist. Dieser Ring ist aus temperaturbeständigem, bei der Verbrennung katalytisch
wirkendem und/oder Schadstoff absorbierendem Material. Die Wände des Radial
kanals 41 sind elektrisch erhitzbar. Der Brennstoff wird durch die Einspritz
düse 50 in einem konzentrierten Strahl tangential am Boden des Radialkanals 41
eingespritzt, wobei der Brennstoff bei nur begrenztem Kontakt mit der Frisch
ladung sich hoch erhitzt und verdampft, so daß überwiegend nur die Brennstoff
dämpfe in der Frischladung verbrennen. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzie
rung der Rußbildung bei der Verbrennung in einem Dieselmotor.
In Fig. 5 und 6 sind der Axial- und Radialschnitt der zweiten Variante einer
erfindungsgemäßen Brennkammer gegeben. Diese Brennkammer unterscheidet sich von
der oben beschriebenen nur dadurch, daß ein Abschnitt 45 eines Radialkanals 46
hinter der Einspritzdüse 50 geschlossen bzw. rohrartig ausgebildet ist. Dadurch
wird der Kontakt des eingespritzten Brennstoffs mit der Frischladung während
seiner Erhitzung und Verdampfung verringert.
Claims (15)
1. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren Kurbelkammer durch ventil
gesteuerte Ein- und Auslässe als Ladeluftpumpen ausgebildet ist, wobei minde
stens ein Auslaß für Schmieröl an der untersten Stelle der Kurbelkammer an
geordnet ist, und die mit einem Drucköl-Umlaufschmiersystem, das an eine Öl
wanne angeschlossen ist, versehen ist, wobei die Ladeluft von den Kurbel
kammer-Ladeluftpumpen durch einen Ölabscheider geführt wird, so daß durch
Ölkondensation und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das in der
Ladeluft enthaltene Schmieröl abgeschieden und in die Ölwanne zurückgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung des Totraums der Kurbel
kammer (14) im Inneren des Kolbens (5) abgedichtete Hohlräume (38) zur Stei
gerung des Wirkungsgrads der Ladeluftpumpe ausgebildet sind.
2. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren Kurbelkammer durch ventil
gesteuerte Ein- und Auslässe als Ladeluftpumpe ausgebildet ist, wobei minde
stens ein Auslaß für Schmieröl an der untersten Stelle der Kurbelkammer an
geordnet ist, und die mit einem Drucköl-Umlaufschmiersystem, das an eine Öl
wanne angeschlossen ist, versehen ist, wobei die Ladeluft von den Kurbel
kammer-Ladeluftpumpen durch einen Ölabscheider geführt wird, so daß durch
Ölkondensation und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das in der
Ladeluft enthaltene Schmieröl abgeschieden und in die Ölwanne zurückgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der untersten Stelle der Kurbel
kammer (14) und der Ölwanne (13) eine Ventilvorrichtung (57, 59) vorgesehen ist,
die einen Rücklauf des Schmieröls aus der Kurbelkammer (14) in die Ölwanne (13)
ermöglicht und zugleich das Austreten der Ladeluft in die Ölwanne (13)
verhindert, um die Ölwanne (13) vom Druck der Ladeluft
zu entlasten.
3. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren Kurbelkammer durch ventil
gesteuerte Ein- und Auslässe als Ladeluftpumpe ausgebildet ist, wobei minde
stens ein Auslaß für Schmieröl an der untersten Stelle der Kurbelkammer an
geordnet ist, und die mit einem Drucköl-Umlaufschmiersystem, das an eine Öl
wanne angeschlossen ist, versehen ist, wobei die Ladeluft von den Kurbel
kammer-Ladeluftpumpen durch einen Ölabscheider geführt wird, so daß durch
Ölkondensation und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das in der
Ladeluft enthaltene Schmieröl abgeschieden und in die Ölwanne zurückgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderachse gegen die Achse der
Kurbelwelle (6) seitlich wesentlich versetzt ist, so daß der Kurbelwellen-Win
kel beim Arbeitstakt vergrößert wird, wobei der Arbeitstakt der Kolben (5)
verlängert und der Unterschied zwischen den Spitzenwerten der Normalkräfte des
Kolbens (5) an der Wand des Zylinders (1) beim Arbeits- bzw. Kompressionstakt
verringert wird.
4. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren Kurbelkammer durch ventil
gesteuerte Ein- und Auslässe als Ladeluftpumpe ausgebildet ist, wobei minde
stens ein Auslaß für Schmieröl an der untersten Stelle der Kurbelkammer an
geordnet ist, und die mit einem Drucköl-Umlaufschmiersystem, das an eine Öl
wanne angeschlossen ist, versehen ist, wobei die Ladeluft von den Kurbel
kammer-Ladeluftpumpen durch einen Ölabscheider geführt wird, so daß durch
Ölkondensation und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das in der
Ladeluft enthaltene Schmieröl abgeschieden und in die Ölwanne zurückgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß vom Kolben (5) gesteuerte Schlitze (61, 62)
in der Zylinderwand durch mindestens einen Walzschieber (11 oder 12), der mit
der doppelten Geschwindigkeit der Kurbelwelle (6) rotiert, zusätzlich gesteuert
sind.
5. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren Kurbelkammer durch ventil
gesteuerte Ein- und Auslässe als Ladeluftpumpe ausgebildet ist, wobei minde
stens ein Auslaß für Schmieröl an der untersten Stelle der Kurbelkammer an
geordnet ist, und die mit einem Drucköl-Umlaufschmiersystem, das an eine Öl
wanne angeschlossen ist, versehen ist, wobei die Ladeluft von den Kurbel
kammer-Ladeluftpumpen durch einen Ölabscheider geführt wird, so daß durch
Ölkondensation und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das in der
Ladeluft enthaltene Schmieröl abgeschieden und in die Ölwanne zurückgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff als ein konzentrierter Strahl
am Boden eines engen, hocherhitzten Kanals (41 bzw. 42) in der Brennkammer (8)
so eingespritzt wird, daß er bei geringstmöglichem Kontakt mit der Frischladung
erhitzt und in verdampftem Zustand zur Verbrennung mit einer axial rotieren
den Frischladung vermischt wird.
6. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß unter dem Zylinderkopf (3) ein tiefer, schmaler Radialkanal (41
bzw. 42) ausgebildet ist und daß der Brennstoff tangential am Boden dieses
Kanals eingespritzt wird.
7. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (45) des-Radialkanals (42) im Brennraum (8),
unmittelbar hinter der Einspritzdüse (50), geschlossen bzw. rohrartig aus
gebildet ist, so daß der eingespritzte Brennstoff bei geringstmöglichem Kontakt
mit der Frischladung zur Verdampfung erhitzt wird.
8. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (31) als Kegelstumpf ausgebildet ist und
daß am Boden dieses Kolbens (5) spiralförmige Kanäle vorgesehen sind, so daß
gegen Ende des Verdichtungstakts gequetschte Luft einen rotierenden Drall in
der Brennkammer (8) erzeugt.
9. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest eine der Wände der Brennkammer (8), die zylin
drische Wand (43), der Kolbenkopf (31) und/oder der Boden des Zylinderkopfes
(3) aus thermodämmenden, bei der Verbrennung katalytisch und/oder
absorbierend wirkenden Materialien ausgebildet ist.
10. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Inneren des Kolbens (5) Ein- und Auslaufbohrungen (33, 35,
36, 34) für Schmieröl zur Kühlung des Kolbens (5) vorgesehen sind, die gegen
die Hohlräume (38) im Kolbeninneren abgedichtet sind.
11. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hohlräume (38) des Kolbens (5) durch kleine Drosselbohrungen
(37) oder Bohrungen mit Rückschlagventilen mit der Kurbelkammer (14) so ver
bunden sind, daß bei Temperaturunterschieden ein Druckausgleich im
Kolbeninneren ermöglicht wird.
12. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1, 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) aus drei fest miteinander
verbundenen Teilen besteht, und zwar einem zylindrischen Grundteil (30) mit
einem mittleren Boden, in dem die halbe Bohrung für den Kolbenbolzen angebracht
ist, einem Kolbenkopf mit den Dichtringen und einer Lagerschale (32) für den
Kolbenbolzen (22), wobei die Pleuelstange (7) am Kolbenbolzen (22) verschraubt
ist.
13. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest am Auslaßwalzschieber (12) zumindest eine Axial
bohrung zur Ölkühlung vorgesehen ist.
14. Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß je eine Ladeluftleitung (51 und 64) von den Kurbelkammer-Pum
pen (14) und von einem Turbolader (9) über je ein Rückschlag-Ventil bzw.
über eine gemeinsame, schwenkbare Sperrklappe (66) am Einlaß (65) des Verbren
nungszylinders angeschlossen ist, so daß Ladeluft aus beiden Ladeluftleitungen
(51, 64) gleichzeitig in den Einlaß (65) einströmen kann, jedoch ein Rückströmen
der Ladeluft in die jeweilige Ladeluftleitung (51, 64) verhindert wird.
15. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ölabscheider (28) mit einer Flüssigkeitskühlung, die mit
der Flüssigkeitskühlung der Verbrennungszylinder (1) verbunden ist, versehen
ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19632407A DE19632407A1 (de) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine |
DE19705090A DE19705090A1 (de) | 1996-08-01 | 1997-02-01 | Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19529920 | 1995-08-01 | ||
DE19632407A DE19632407A1 (de) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19632407A1 true DE19632407A1 (de) | 1997-03-06 |
Family
ID=7769483
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19632408A Withdrawn DE19632408A1 (de) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine |
DE19632407A Withdrawn DE19632407A1 (de) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19632408A Withdrawn DE19632408A1 (de) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE19632408A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19806175C2 (de) * | 1997-02-01 | 2001-04-12 | Dancho Zochev Donkov | Plunger-Brennkraftmaschine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10026458C2 (de) * | 2000-05-27 | 2003-12-11 | Hermann Golle | Schadstoffarmer Gegenkolben-Zweitaktmotor |
-
1996
- 1996-08-01 DE DE19632408A patent/DE19632408A1/de not_active Withdrawn
- 1996-08-01 DE DE19632407A patent/DE19632407A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19806175C2 (de) * | 1997-02-01 | 2001-04-12 | Dancho Zochev Donkov | Plunger-Brennkraftmaschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19632408A1 (de) | 1997-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69533226T2 (de) | Zwillingskolbenbrennkraftmaschine | |
EP1427925B1 (de) | Hubkolbenmaschine mit umlaufendem zylinder | |
DE10311358B4 (de) | Hubkolbenbrennkraftmaschine, Verfahren zu ihrem Betreiben sowie Vorrichtung zum Verstellen der Hubfunktion eines Ladungswechselventils | |
WO2007006469A2 (de) | Gaswechselsteuerung für gegenkolbenmotoren mit schiebebüchsen | |
DD255567A5 (de) | Regenerativ arbeitende zweitakthubkolbenbrennkraftmaschine | |
DE3832013C2 (de) | Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Kurbelgehäuse-Ladeluftpumpen | |
EP0021170B1 (de) | Zweitaktbrennkraftmaschine | |
DE19602703A1 (de) | Zweikanal-Zweitaktmotor | |
DE19809300C2 (de) | Viertakt-Verbrennungsmotor | |
DE19806175C2 (de) | Plunger-Brennkraftmaschine | |
DE10004103B4 (de) | Hubkolbenbrennkraftmaschine | |
DE19632407A1 (de) | Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine | |
DE60012585T2 (de) | Zweitaktbrennkraftmaschine mit vergrössertem wirkungsgrad und niedrigem giftgasausstoss | |
DE102019128935B4 (de) | Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine | |
EP0602272B1 (de) | Rotationskolbenmaschine | |
DE3804411A1 (de) | Mittelachsige drehkolbenartige umlaufkolbenmaschine | |
DE19514571C1 (de) | Brennkraftkolbenmaschine mit Kraftstoffeinspritzung | |
DE2416155A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines verbrennungsmotors sowie nach dem verfahren arbeitender motor | |
DE3842802A1 (de) | Doppelkolben aggregat, insbesondere verbrennungsmotor | |
DE102004013461B4 (de) | Verbrennungs-4-Takt-Kolbenmotor mit axialstromigem zyklischem Gaswechsel im Zylinder und zentral liegender geteilter Brennkammer | |
DE2723153A1 (de) | Verbrennungskraftmaschine mit zweistufiger verdichtung und zweistufiger ausdehnung der expandierenden gase | |
DE19727987C2 (de) | Zweitakt-Taumelscheiben-Brennkraftmaschine | |
DE2234077A1 (de) | Kombinierte viertakt-brennkraftmaschine | |
DE1949907A1 (de) | Dreitakt-Drehkolben-Verbrennungsmotor | |
DE102008045580B3 (de) | Pleuelkolbenkompressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 19705090 Format of ref document f/p: P |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DONKOV, DANCHO ZOCHEV, DIPL.-ING., 24768 RENDSBURG |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |