DE19632408A1 - Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine - Google Patents
Gegenkolben-Zweitakt-BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine, die aus
mindestens einem Verbrennungszylinder besteht, in dem sich zwei Kolben über
zwei miteinander verbundenen Kurbelwellen gegeneinander bewegen, so daß sich
zwischen beiden Kolben die Brennkammer bildet und der Gaswechsel mit einer
gleichströmigen Spülung durch von beiden Kolben gesteuerte Ein- und Auslaß
schlitze in der Zylinderwand erfolgt, wobei diese Maschine mit einem Druck
öl-Umlaufschmiersystem versehen ist, das an eine Ölwanne angeschlossen ist.
Diese Brennkraftmaschine wurde früher erfolgreich verwendet, ist aber wegen
verschiedener Mängel in letzter Zeit in Vergessenheit geraten. Ein Grund dafür
ist, daß diese Maschine einen extern angetriebenen Ladeluftverdichter benötigt,
der normalerweise einen schlechten Wirkungsgrad hat und zudem teuer und platz
raubend ist. Diese Maschinen können jedoch mit Kurbelkammer-Ladeluftpumpen
versehen werden.
Ein Nachteil der Kurbelkammer-Ladeluftpumpen ist ihr schlechter Wirkungsgrad
wegen der relativ großen Toträume in den Kurbelkammern. Ein Zweitaktmotor mit
Kurbelkammer-Schmierung und mit Kolben-Steuerung des Gaswechsels durch die
Zylinderwandschlitze hindurch benötigt einen relativ langen Kolben, so daß die
Kurbelkammern einen noch größeren Totraum aufweisen werden.
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 Dieselbrennkraftmaschinen ist besonders abhängig
von einer vollständigen Verbrennung des Brennstoffs in der
Verbrennungskammer. Je vollständiger die Verbrennung ist, desto besser
sind die auch die Abgasemissionen. Bei diesem Motoren verbrennt der
eingespritzte Brennstoff, noch bevor er sich vollständig mit der frischen
Ladung molekular vermischt hat, wodurch sich Rußpartikel bilden.
Die Anwendung einer Hubkolbenmaschine ist vor allem von ihrem Wirkungsgrad bei
einem angemessenen Fertigungsaufwand abhängig, wobei mit der erhöhtem
Wirkungsgrad auch die Abgasemissionen, insbesondere die Rußpartikel,
verringert werden.
Da der Wirkungsgrad einer Brennkraftmaschine hängt von mehreren Faktoren ab, so
daß er sich nur dann wesentlich verbessern läßt, wenn mehrere neue Maßnahmen
und einige bereits bekannte Problemlösungen zweckmäßig miteinander 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 die Verbesserung verschiedener Bereiche des
Motors mittels mehrerer neuer, unterschiedlicher Maßnahmen gelöst. Der Wir
kungsgrad der Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschinen wird gesteigert durch:
- a. eine Steigerung des Wirkungsgrads der Kurbelkammer-Ladeluftpumpen durch Reduzierung der Toträume der Kurbelkammer sowie der Toträume des Ladeluft trakts;
- b. eine Verlängerung der Dauer des Arbeitstakts durch Versetzung der Zylinder achse;
- 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 verdampftem Zustand zur Verbrennung mit der Frischladung vermischt wird.
Diese Maßnahmen sind in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche gegeben.
Die Erfindung in ihren Einzelheiten wird nachfolgend anhand von sieben
Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt durch die Zylinder, quer zu beiden Kurbelwellen
einer Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Turbolader;
Fig. 2 den Axial-Schnitt eines erfindungsgemäßen Kolbens;
Fig. 3 den Längsschnitt durch die Zylinder, parallel zu beiden Kurbelwellen,
einer mehrzylindrigen Gegenkolben-Maschine;
Fig. 4 den Axial-Schnitt der ersten Variante einer erfindungsgemäßen
Brennkammer;
Fig. 5 den Radialschnitt durch die Brennkammer von Fig. 4;
Fig. 6 den Axial-Schnitt der zweiten Variante einer erfindungsgemäßen
Brennkammer;
Fig. 7 den Radialschnitt durch die Brennkammer von Fig. 6.
In Fig. 1 ist eine Zweitakt-Gegenkolben-Brennkraftmaschine gezeigt. Maschine
besteht aus einem zweiteiligen Zylinderblock 71, 71a, in dem sich zwei Kolben 5
und 5a gegeneinander bewegen. Bei dieser Maschine ist eine Gleichstromspülung
vorgesehen, wobei die Einlaß-Schlitze 61 in der Zylinderwand jeweils durch den
einen Kolben 5 und die Auslaß-Schlitze 62 durch den Kolben 5a gesteuert werden.
Dabei sind außerdem je zwei Walzschieber 11 und 12 für die Steuerung der Wand
schlitze 61 und 62 nach einem unsymmetrischen Steuerdiagramm vorgesehen.
Diese Maschine ist mit Kurbelkammer-Ladeluft-Pumpen und einem Turbolader 9
versehen und besteht im wesentlichem aus einem Zylinderblock aus zwei Teilen 71
und 71a mit mehreren Verbrennungszylindern 72, je zwei Kurbelkammer-Deckeln 4,
je einem Kolben 5 und 5a in jedem Zylinder 72, zwei einteiligen Kurbelwellen 6
mit Pleuelstangen 7, zwei Ölabscheiders 28, einem Turbolader 9, einem Lade
luftkühler 10, je zwei rotierenden Einlaß- bzw. Auslaß-Walzschieber 11 bzw. 12,
einer Ölwanne 13, an der ein Drucköl-Umlaufschmiersystem angeschlossen ist, und
anderem.
Zwischen beiden Zylinderblockteilen 71 und 71a und den beiden Kurbelkam
mer-Deckel 4 sind beide Kurbelkammern 14 ausgebildet, die jeweils mit Einweg-
Einlaß- und Auslaßventilen 15 bzw. 16 versehen ist. Im oberen Bereich jeder
Kurbelkammer 14 sind zwei Einlaß-Ventile 15 angeordnet, die aus Blattfedern 17
ausgebildet sind, so daß während des Aufwärtshub des Kolbens die Blattfedern 17
zwischen den Wangen der Kurbelwelle 6 flattern. Durch diese Anordnung und
Gestaltung der Einlaßventile 15 wird der Totraum der Kurbelkammer-Pumpen ver
ringert. Alle Kurbelkammern 14 sind über die Einlaßventile 15 mit einem gemein
samen Einlaß-Sammelraum 20 verbunden. Außerdem ist dieser Sammelraum durch
jeweils einen Kanal 21 mit jeder Kurbelkammer 14, unterhalb des Kolbens 5 bzw.
5a bei dessen OT-Stellung verbunden. Beim Aufwärtshub der Kolben 5 und 5a wird
frische Luft aus dem Sammelraum 20 angesaugt und beschleunigt, so daß, wenn
beide Kolben 5 bzw. 5a OT erreichen und den Kanal 21 öffnen, die Kurbelkammern
14 mit frischer Luft nachgeladen werden.
Im untersten Bereich jeder 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 dadurch die Lade
luftpumpen in Betrieb gesetzt werden, oder die Blattfedern 18 entspannt, die
Auslaß-Ventile 16 geöffnet und die Ladeluftpumpen außer Betrieb gesetzt werden.
Durch die Auslaß-Ventile 16 werden die verdichtete Ladeluft und das ausgelau
fene Schmieröl aus den Kurbelkammern 14 ausgestoßen.
In jeder Kurbelkammer 14 ist eine einteilige Kurbelwelle 6 durch Gleitlager
gelagert. Die Zylinderachse ist um ca. 1/3 des Kurbelradius seitlich zu den
Achsen beider Kurbelwellen 6 versetzt, so daß der Kurbelwellen-Winkel beim
Arbeitstakt verlängert und der Unterschied zwischen den Spitzenwerten der
Normalkräfte beider Kolben 5 und 5a an der Zylinderwand beim Arbeits- und
Verdichtungstakt verringert wird.
Am Kurbelzapfen jeder 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 bzw. 5a gelagert ist. Im Zylinder zwischen beiden Kolben 5 und 5a ist die
Brennkammer ausgebildet. Jeweils ein erfindungsgemäßer Kolben 5 bzw. 5a ist in
Fig. 2 gezeigt. Zwei Varianten einer erfindungsgemäßen Brennkammer 8 sind in
Fig. 4 bis 7 gezeigt.
Die Auslaßseiten aller Kurbelkammern 14 jeder Kolbenreihe münden in einen
gemeinsamen Ladeluftkanal 50, der seinerseits über die Ladeluftleitung 51 mit
dem gemeinsamen Einlaßkanal 65 aller Verbrennungszylinder verbunden ist. In
beiden Ladeluftleitungen 51 ist je ein Ölabscheider 28 angeordnet, der mit
Wasser gekühlt und im Wassermantel des Zylinderblocks 71, 71a angeordnet ist.
Jeder 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 durch die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte
von der Ladeluft abgeschieden. An der Unterseite der tiefgezogenen Kanäle 55
ist jeweils ein Gitter 56 vorgesehen, so daß die Ladeluftströmung 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 der gemeinsamen
Ladeluft-Kanal 50 zurück.
Diese Brennkraftmaschine ist mit einem üblichen Drucköl-Umlaufschmiersystem
versehen, das an eine Ölwanne 13 angeschlossen ist.
Die untersten Stelle beider gemeinsamen Ladeluft-Leitungen 50 sind über eine
kleine Ölkammer 57 mit der Ölwanne 13 verbunden. In dieser Ölkammer 57 ist ein
schwimmendes 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
Ölkammer 57 ausgelaufen ist und das Ventil 59 nach unten fällt, wird die Öff
nung der Ölkammer 57 verschlossen, so daß die Ladeluft nicht aus dem
Ladeluft-Kanal 50 ausströmen kann.
Der Gaswechsel in den Verbrennungs-Zylindern erfolgt durch Ein- und Auslaß-Schlit
ze 61 bzw. 62 in der Zylinderwand, die von den Kolben 5 bzw. 5a gesteuert
werden. Diese Schlitze 61 bzw. 62 werden zusätzlich durch je zwei Einlaß- und
Auslaß-Walzschieber 11 bzw. 12 nach einem unsymmetrischen Steuerdiagramm ge
steuert. Alle vier Walzschieber 11 und 12 werden von der Kurbelwelle 6 ange
trieben und rotieren mit der doppelten Geschwindigkeit der Kurbelwellen 6,
wodurch der Zeit-Querschnitt der Durchlaß-Schlitze 61 und 62 für den Gaswechsel
vergrößert wird.
An der Auslaßseite der Verbrennungszylinder ist ein abgasgetriebener Turbo
lader 9 angeschlossen. Vom Turbolader 9 verdichtete Ladeluft wird durch einen
Ladeluft-Kühler 10 zur Einlaßseite der Verbrennungszylinder geführt. Die Lade
luft-Leitungen von beiden Kurbelkammern 14 laufen zusammen in die Ladeluft-Lei
tung 51 und münden gemeinsam mit der Ladeluftleitung 64 von dem Turbolader 9
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.
Die vorstehend beschriebene Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine arbeitet
auf folgende Weise: Beim Anlassen sind die Blattfedern 18 der Auslaß-Ventile 16
jeder Kurbelkammer 14 gespannt, wodurch die Kurbelkammer-Ladeluftpumpen einge
schaltet sind. Dabei ist die Ladeluftleitung 51 der Kurbelkammer durch die
Sperrklappe 66 zunächst geschlossen. Nach wenigen Kurbelwellenumdrehungen, wenn
ein bestimmter Druck in der Ladeluftleitung 51 der Kurbelkammer aufgebaut ist,
werden die Sperrklappe 66 umgekippt und die Ladeluftleitung 51 geöffnet und
gleichzeitig die Ladeluftleitung 64 des Turboladers geschlossen. Dabei strömt
die vorverdichtete Ladeluft aus der Kurbelkammer 14 durch den Einlaß-Walzschie
ber 11 und durch die Einlaß-Schlitze 61 in den Verbrennungszylinder 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
zylinder 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 und die Auslaßöffnungen der Kurbelkammer 14 geöff
net, wodurch die Kurbelkammer-Ladeluftpumpen außer Betrieb gesetzt werden.
Anschließend werden die Verbrennungs-Zylinder nur noch vom Turbolader 9 mit
vorverdichteter Ladeluft versorgt.
In Fig. 2 ist der Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Kolbens 5a gezeigt,
dessen Draufsicht in Fig. 5 und 7 zu sehen ist. Der Kolben 5 ist ähnlich wie
der Kolben 5a, nur sein Zylinderkopf ist das Gegenstück zum Kolben 5a. Kolben
5a 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 im Inneren mindestens eine
axial verlaufende Wand auf. Im unteren Bereich des Grundteils sind die Ölab
streifringe angeordnet. In dem Grundteil 31 sind zur Kühlung mehrere Bohrungen
34 an dem zylindrischen Umfang vorgesehen. Die Lagerschale 32 für den Kolben
bolzen 22 ist mit Hohlräumen ausgebildet, die durch die Verschraubung am Grund
teil 30 gegen die Kurbelkammer abgedichtet sind. An dem Kolbenkopf sind die
Dichtringe angeordnet und in seinem Inneren sind zur Kühlung des Kolbens mit
Schmieröl auch mehrere Bohrungen vorgesehen: eine zentrale Axialbohrung 35
und mehrere Radialbohrungen 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 Temperaturun
terschieden durch diese ein Druckausgleich stattfindet.
Der Kolbenkopf ist aus temperaturbeständigem Material und als Kegelstumpf
ausgebildet. An seinem Boden sind spiralförmige Kanäle vorgesehen, die in
ähnliche, spiralförmige Kanäle am Kopf des Kolbens 5 greifen, so daß gegen Ende
des Verdichtungstakts von der gequetschten Frischladung ein rotierender Wirbel
in der Brennkammer 8 erzeugt wird.
In Fig. 4 ist der Achsialschnitt und in Fig. 5 der Radialschnitt einer ersten
Variante einer erfindungsgemäßen Brennkammer 8 gezeigt. Im Zylinderblock 71 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. 6 und 7 sind der Axial- und Radialschnitt der zweiten Variante
einer erfindungsgemäßen Brennkammer gegeben. Diese Brennkammer unterschiedet
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.
In Fig. 3 ist eine größere Gegenkolben-Brennkraftmaschine gezeigt, die aus zwei
oder mehreren mehrzylindrigen Gegenkolben-Brennkraftmaschinen der oben be
schriebenen Art zusammengebaut ist, wobei die einzelnen Maschinen achsenparal
lel nebeneinander oder sternförmig angeordnet sind. Die je zwei Kurbelwellen 6
jeder einzelnen Maschine sind durch je ein Kegelradgetriebe über eine Antriebs
welle 75 miteinander verbunden, wobei jedes Kegelradgetriebe aus je zwei Kegel
rädern 73 und 74 besteht und die Antriebswelle 75 parallel zu den Zylinder
achsen angeordnet ist.
An der Antriebswelle 75 jeder einzelnen Maschine ist ein Zahnrad 76 durch eine
Freilaufkupplung 77 gelagert. Die Zahnräder 76 aller Antriebswellen 75 sind im
Inneren eines Zentral-Zahnrads 78 mit Innenverzahnung angeordnet und mit ihm
verzahnt. Das Zentral-Zahnrad 78 ist an der Haupt-Antriebswelle 79 befestigt.
Die Zahnräder 76 aller Antriebswellen 75 sind gegeneinander axial versetzt, so
daß die Verwendung eines kleineren Zentral-Zahnrads 78 ermöglicht ist.
Durch die Verbindung der einzelnen Gegenkolben-Brennkraftmaschinen 70 mitein
ander in einer größeren Maschine über jeweils eine Freilaufkupplung 77 kann
jede einzelne Maschine allein oder auch alle Maschine zusammen betrieben
werden, wodurch jede einzelne Maschine während des Betriebes beliebig ein- und
ausschaltbar ist. Weiterhin ermöglicht diese Anordnung, eine große Maschine
mit einem relativ kleinen Front-Profil und mit einer sehr günstigen Einbau
konfiguration zu gestalten. Dabei kann eine solche Maschine besonders vorteil
haft für den Antrieb von Fahr- und Flugzeugen verwendet werden.
Claims (18)
1. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine, die aus mindestens einem Verbren
nungszylinder, in dem sich zwei Kolben über zwei miteinander verbundenen Kur
belwellen gegeneinander bewegen, besteht, so daß sich zwischen beiden Kolben
eine Brennkammer bildet und beide Kolben die Ein- und Auslaßschlitze in der
Zylinderwand für einen längströmigen Gaswechsel im Zylinder steuern, wobei
diese Maschine mit einem Drucköl-Umlaufschmiersystem, das an eine Ölwanne
angeschlossen ist, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kurbelkam
mern durch jeweils ventilgesteuerte Ein- und Auslässe als Ladeluftpumpen aus
gebildet sind, wobei jeweils mindestens ein Auslaß für Schmieröl an der unter
sten Stelle der Kurbelkammern angeordnet ist, und daß die Ladeluft von der
Kurbelkammer durch einen Ölabscheider geführt wird, so daß durch Ölkondensation
und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das in der Ladeluft enthal
tene Schmieröl abgeschieden und in die Ölwanne zurückgeführt wird.
2. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Inneren beider Kolben (5, 5a) zur Reduzierung des Totraums
beider Kurbelkammern (14) abgedichtete Hohlräume (38) zur Steigerung des Wir
kungsgrads der Ladeluftpumpen ausgebildet sind.
3. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß im Kolbeninneren Ein- und Auslaufbohrungen für Schmieröl,
die von den Hohlräumen im Kolbeninneren abgetrennt sind, zur Kühlung des
Kolbens vorgesehen sind.
4. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (38) des Kolbens (5 bzw. 5a) durch
kleine Drosselbohrungen (37) oder Bohrungen mit Rückschlagventilen mit der
Kurbelkammer (14) verbunden sind.
5. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus drei fest miteinander verbun
denen Teilen besteht, und zwar aus einem zylindrischen Grundteil (30) mit einem
mittleren Boden, in dem die halbe Bohrung für den Kolbenbolzen (22) angeordnet
ist, einem Kolbenkopf (31) mit den Dichtringen und einer Lagerschale (32) für
den Kolbenbolzen (22) besteht, wobei die Pleuelstange (7) am Kolbenbolzen (22)
verschraubt ist.
6. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der untersten Stelle der Kurbelkammer
(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) verhin
dert, um die Ölwanne (13) vom Druck der Ladeluft zu entlasten.
7. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß je eine Ladeluftleitung (51 und 64) von den
Kurbelkammer-Pumpen (14) und von einem Turbolader (9) über je ein Rückschlag-Ven
til bzw. über eine gemeinsame, schwenkbare Sperrklappe (66) am Einlaß (65)
des Verbrennungszylinders angeschlossen sind, so daß Ladeluft aus beiden Lade
luftleitungen (51, 64) gleichzeitig in den Einlaß (65) einströmen kann, jedoch
ein Rückströmen der Ladeluft in die jeweilige Ladeluftleitung (51, 64) verhin
dert wird.
8. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7,
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.
9. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß im Brennraum ein tiefer, schmaler und hoch
erhitzter Radialkanal vorgesehen ist und daß der Brennstoff durch einen kon
zentrierten Strahl tangential am Boden dieses Kanals bei weitestmöglichem
Luftausschluß eingespritzt wird.
10. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (45) des Radialkanals (42) im
Brennraum (8), unmittelbar hinter der Einspritzdüse, geschlossen bzw. rohrartig
ausgebildet ist, so daß der eingespritzte Brennstoff bei kleinstmöglichem
Kontakt mit der Frischladung zur Verdampfung erhitzt wird.
11. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (31) als Kegelstumpf aus
gebildet ist und daß am Boden dieses Kolbens (5 bzw. 5a) ineinandergreifende,
spiralförmige Kanäle vorgesehen sind, so daß gegen Ende des Verdichtungstakts
gequetschte Luft einen rotierenden Drall in der Brennkammer erzeugt.
12. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Wände der Brennkammer (8),
die zylindrische Wand (43) oder beide Kolbenköpfe (31) als thermodämmende, bei
der Verbrennung katalytisch und/oder absorbierend wirkende Materialien ausge
bildet sind.
13. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß vom Kolben (5 bzw. 5a) gesteuerte Schlitze
(61 bzw. 62) in der Zylinderwand durch mindestens einen Walzschieber (11 oder
12), der mit der doppelten Geschwindigkeit der Kurbelwelle (6) rotiert,
zusätzlich gesteuert sind.
14. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest am Auslaßwalzschieber (12)
wenigstens eine Axialbohrung zur Ölkühlung vorgesehen ist.
15. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaß-Schlitze von je zwei
Walzschiebern (11 und 12) gesteuert sind.
16. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ölabscheider (28) mit einer Flüssigkeits
kühlung, die mit der Flüssigkeitskühlung der Verbrennungszylinder (1) verbunden
ist, versehen ist.
17. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderachse gegen die Achsen beider
Kurbelwellen (6) seitlich wesentlich versetzt ist, so daß der Kurbelwellen-Win
kel beim Arbeitstakt vergrößert wird, wobei der Arbeitstakt der Kolben (5,
5a) verlängert und der Unterschied zwischen den Spitzenwerten der Normalkräfte
des Kolbens (5, 5a) an der Wand des Zylinders (71, 71a) beim Arbeits- bzw.
Kompressionstakt verringert wird.
18. Gegenkolben-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kurbelwellen durch zwei Kegelrad
getriebe und eine axial angeordnete Antriebswelle miteinander verbunden
sind und daß die Antriebswellen mehrerer einzelner Maschinen durch je ein
Zahnrad über eine Freilaufkupplung mit einem Zentral-Zahnrad einer Haupt-An
triebswelle verzahnt sind, so daß mehrere einzelnen Maschinen in einer
größeren Maschine zusammengeschlossen sind.
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Family Applications (2)
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Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19632407A Withdrawn DE19632407A1 (de) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1996-08-01 DE DE19632407A patent/DE19632407A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10026458A1 (de) * | 2000-05-27 | 2001-12-13 | Hermann Golle | Schadstoffarmer Gegenkolben-Zweitaktmotor |
DE10026458C2 (de) * | 2000-05-27 | 2003-12-11 | Hermann Golle | Schadstoffarmer Gegenkolben-Zweitaktmotor |
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