DE19806175C2 - Plunger-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die sowohl als Diesel- als auch als Otto- Zweitaktmotor mit direkter Einspritzung des Brennstoffs verwendbar ist.

Die Hubkolbenmaschine weist als Verbrennungsmotor systembedingt einige Mängel auf und ist insbesondere als einfacher Zweitaktmotor mit Durchlassschlitzen in der Zylinderwand, die vom Kolben gesteuert werden, nicht geeignet. Bei dieser Maschine läuft der Kolben in einem geschmierten Verbrennungszylinder, in dem auch die Verbrennung stattfindet, wodurch folgende Probleme entstehen:

• 1. Der Ölfilm auf der Zylinderwand wird bei den Zweitaktmotoren von den Durchlassschlitzen in der Zylinderwand unterbrochen, wodurch die Schmierung des Kolbens beeinträchtigt wird.
• 2. Der mit Öl geschmierte Verbrennungszylinder muß intensiv gekühlt werden, um das Schmieröl nicht zu verbrennen, wobei die Betriebstemperatur gemindert und viel ungenutzte Wärmeenergie aus dem Verbrennungszylinder abgeführt wird, wodurch der Wirkungsgrad reduziert wird.
• 3. Der mit Öl geschmierte Verbrennungszylinder wird direkt von den Brenn­ gasen gespült, wodurch die Abgasemissionen zusätzlich stark belastet werden.

Diese Probleme sind bei der Hubkolben-Brennkraftmaschine systembedingt und lassen sich nur durch einen neuen Motorentyp in den Griff bekommen, wie er mit der vorliegenden Plunger-Brennkraftmaschine gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besser geeignete Alternative zu herkömmlichen Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschinen, deren Gaswechsel vom Kolben gesteuert wird, sowie weitere vorteilhafte Problemlösungen für Verbren­ nungsmotoren anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch eine Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der zugrundeliegende Gedanke des neuen Motorenkonzeptes besteht darin, die Schmierung des Verbrennungszylinders weitgehend zu vermeiden. Bei dem neuen Motor wird der Kolben mit den Verdichtungs- und Ölabstreifringen durch einen Plunger mit glatter Zylinderwand ersetzt, wobei die Verdichtungs- und Ölab­ streifringe im Zylinderblock am Ende des Verbrennungszylinders angeordnet sind. Dabei ist zwischen dem Verbrennungszylinder und dem Plunger, oberhalb der Verdichtungsringe, ein dünner Luftspalt vorgesehen, so dass nicht der Verbrennungszylinder, sondern nur die führende und nicht unterbrochene Zylin­ derwand des Plungers geschmiert wird. Dadurch kann die Betriebstemperatur des Verbrennungszylinders wesentlich gesteigert werden, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird. Außerdem wird dabei die geschmierte Zylinderwand des Plungers indirekt, über den Luftspalt, von den Brenngasen gespült, so dass die schäd­ lichen Abgasemissionen reduziert werden.

Die Plunger-Brennkraftmaschine kann als Zweitakt-Otto- oder -Dieselmotor verwendet werden. Ihre größten Vorteile sind jedoch als Gegenplunger-Zweitakt- Verbrennungsmotor zu erzielen. Dabei benötigt sie jeweils keine Ventile bzw. auch keinen Zylinderkopf, und die Brennkammer kann optimal gestaltet werden. Die frische Ladung wird am Anfang des Verdichtungstaktes dem Verbrennungs­ zylinder zugeführt und der Brennstoff erst gegen Ende des Verdichtungstaktes eingespritzt. Dadurch tritt auch bei dem Plunger-Zweitakt-Ottomotor kein Brennstoff in den Spalt zwischen dem Verbrennungszylinder und dem Plunger ein.

Der Gaswechsel bei der Plunger-Brennkraftmaschine, insbesondere bei der Gegen­ plunger-Brennkraftmaschine, erfolgt durch den großen Gesamtquerschnitt des Verbrennungszylinders, der auch sehr strömungsgünstig ist, wodurch ein sehr verlustarmer Gaswechsel stattfindet. Dadurch wird der Füllungsgrad des Ver­ brennungszylinders erheblich gesteigert, so dass der Verlust an Hubvolumen aufgrund des Totraums in dem Spalt zwischen dem Verbrennungszylinder und dem Plunger weitgehend ausgeglichen wird. Dabei dient die Luft in diesem Totraum als eine thermodämmende Schicht und als Zusatzreservoir für Frischluft für eine Nachverbrennung der Abgase.

Die spezifische Leistung der Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine bezüglich Gewicht und Einbauvolumen wird wegen der besseren Füllung des Verbrennungs­ zylinders mit frischer Ladung und wegen des Fehlens von Ventilen bzw. auch von Zylinderköpfen weit höher als bei den herkömmlichen Zweitakt- und Viertakt­ motoren. Zugleich wird ihr Wirkungsgrad wesentlich gesteigert, weil die Wärme-, Gaswechsel- und Reibungsverluste erheblich reduziert sind. Weiterhin werden die schädlichen Abgasemissionen wesentlich reduziert.

In dem neuen Motorenkonzept sind noch mehrere weitere vorteilhafte Problem­ lösungen für die Verbrennungsmotoren vorgesehen, die jeweils in den Unter­ ansprüchen angegeben sind:

• - die Achse der Kurbelwelle ist seitlich zur Zylinderachse wesentlich ver­ setzt, so dass der Arbeitstakt verlängert und der Spitzenwert der Normalkraft das Plungers an der Zylinderwand reduziert wird, wodurch auch die Reibungs­ verluste reduziert und der Wirkungsgrad gesteigert werden;
• - verschiedene Varianten von neuen Brennkammern für Otto- und Dieselmotoren mit Direkteinspritzung des Brennstoffs, die gegenüber dem heutigen Stand der Technik wesentliche Vorteile aufweisen;
• - eine Vorverdichtung der Ladeluft durch Kurbelkammer-Ladeluftpumpen für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Drucköl-Umlaufschmierung, wodurch sich zusätzliche Aggregate erübrigen;
• - ein Gegenplunger-Zweitaktmotor mit Kreuzkopfführung der Plunger, der einen erheblich geringeren Fertigungs- und Instandsetzungsaufwand erfordert.
• - ein mehrzylindriger Gegenplunger-Zweitaktmotor, bei dem bestimmte Verbren­ nungszylinder bei Teillast während des Betriebes voll ausgeschaltet werden können, während die restlichen bei optimalem Wirkungsgrad weiterarbeiten.

Die Erfindung in ihren Einzelheiten wird nachfolgend anhand beiliegender zwölf Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 - einen Teil-Axialschnitt, quer zur Kurbelwelle, eines Plunger- Zweitakt-Ottomotors mit Umkehrspülung und mit einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen Brennkammer.

Fig. 2 - einen Teil-Axialschnitt durch den Verbrennungszylinder eines Gegenplunger-Ottomotors mit einer zweiten Variante einer erfindungsgemäßen Brennkammer.

Fig. 3 - einen Querschnitt durch den Verbrennungszylinder eines Gegenplunger- Zweitakt-Ottomotors mit einer dritten Variante der Brennkammer.

Fig. 4 - einen Axialschnitt eines Plunger-Zweitakt-Dieselmotors mit Umkehrspülung, Kurbelkammer-Ladeluftpumpen und Turbolader.

Fig. 5 - einen Querschnitt durch den Verbrennungszylinder eines Plunger- Zweitakt-Dieselmotors mit einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen Brennkammer.

Fig. 6 - einen Querschnitt durch den Verbrennungszylinder eines Plunger- Zweitakt-Dieselmotors, wobei links eine zweite und rechts eine dritte Varian­ te jeweils einer erfindungsgemäßen Brennkammer dargestellt sind.

Fig. 7 - einen Axialschnitt, quer zu beiden Kurbelwellen, eines Gegen­ plunger-Zweitakt-Dieselmotors.

Fig. 8 - einen Schnitt durch einen Kettenantrieb zwischen den beiden Kurbelwellen eines Gegenplunger-Zweitaktmotors.

Fig. 9 - einen Axialschnitt quer zu beiden Kurbelwellen eines Gegenplunger- Zweitakt-Dieselmotors mit Kreuzkopfführung des Plungers.

Fig. 10 - einen vergrößerten Axialschnitt in der Ebene der beiden Kurbel­ wellen des Verbrennungszylinders des Gegenplunger-Zweitakt-Motors von Fig. 9.

Fig. 11 - einen Axialschnitt in der Ebene der beiden Kurbelwellen und durch die beiden Kegelradgetriebe, mit denen beide Kurbelwellen miteinander verbun­ den sind, des Gegenplunger-Zweitakt-Dieselmotors von Fig. 9.

Fig. 12 - einen Axialschnitt parallel zu den Kurbelwellen zweier miteinander verbundener, zweizylindriger Gegenplunger-Zweitaktmotoren.

In Fig. 1 ist im Zylinderblock 1 ein Plunger 2 mit einer glatten, zylindri­ schen Außenwand gleitend angeordnet, der mittels eines Kurbeltriebwerks eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Auf dem Zylinderblock 1 ist der Ver­ brennungszylinder 3, der zusammen mit dem Zylinderkopf 3a gestaltet ist, befestigt. Zwischen der Innenwand des Verbrennungszylinders 1 und dem Plunger 2 ist ein schmaler Spalt vorgesehen, so dass der Verbrennungszylinder nicht geschmiert werden muss.

Im oberen Teil des Zylinderblocks 1 sind die Verdichtungsringe 4 angeordnet, unter welchen auf beiden Seiten des Zylinderblocks 1 die Einlassöffnungen 5 und die Auslassöffnungen 6 vorgesehen sind. Am Ende des Arbeitstaktes läuft der Plunger 2 aus den Verdichtungsringen 4 heraus und öffnet die Einlass- und Auslassöffnungen 5 und 6. Die Verdichtungsringe 4 sind kegelförmig gestaltet und in kegelförmigen Nuten angeordnet, so dass sie sich selbst gegenüber der Zylinderachse zentrieren, wenn der Plunger 2 aus den Verdichtungsringen 4 hinausläuft. Dabei können auch zylindrische Verdichtungsringe ohne den Plun­ ger mittig gehalten werden, indem an ihrem Außenumfang verschiedene Federn, insbesondere wellenförmige Federn, angeordnet werden.

Dabei ist der Innendurchmesser der Verdichtungsringe mit einem etwas größeren als dem Nominalmaß des Plungers 2 gestaltet, so dass der Plunger 2 beim Verdichtungshub in die Verdichtungsringe 4 hineinläuft.

Die Nuten der Verdichtungsringe 4 sind jeweils an ihrem Außenumfang durch die Bohrungen 7 mit dem Verbrennungszylinder 3 verbunden, so dass die Verdich­ tungsringe 4 durch den Druck der Gase an den Plunger 2 angedrückt werden und die Abdichtung gewährleistet wird. Unter den Durchlassöffnungen 5 und 6 ist ein Ölabstreifring 8 vorgesehen. Der Nut des Ölabstreifrings 8 ist durch die Bohrungen 9 mit der Kurbelkammer verbunden, so dass das vom Plunger 2 abge­ streifte Schmieröl in die Kurbelkammer einläuft bzw. angesaugt wird. Die Nuten für die Verdichtungs- und Ölabstreifringe 4 bzw. 8 sind zwischen mehreren Distanzringen ausgebildet.

Der Gaswechsel in den Verbrennungszylindern 3 erfolgt durch die Einlass- und Auslassöffnungen 5 bzw. 6, die vom Plunger 2 und außerdem durch je einen Ein­ lass- und Auslasswalzschieber 15 bzw. 16 von außen gesteuert werden, so dass der Gaswechsel nach einem unsymmetrischen Steuerdiagramm erfolgt. Beide Walz­ schieber 15 und 16 werden von der Kurbelwelle angetrieben und rotieren mit deren doppelter Geschwindigkeit, wodurch die Zeitquerschnitte der Durchlass­ öffnungen wesentlich vergrößert und die Gaswechselverluste reduziert werden. Der Gaswechsel beim Plungermotor ist noch weiter dadurch begünstigt, dass er durch den Gesamtquerschnitt des Verbrennungszylinders erfolgt, welcher von Zwischenstegen nicht unterbrochen und damit sehr strömungsgünstig ist. Im Auslasswalzschieber 16 ist eine Axialbohrung 17 zur Flüssigkeitskühlung vorgesehen.

In der Mitte des Zylinderkopfs 3a des Verbrennungszylinders 3 ist eine ". . ."- förmige Mulde 10 vorgesehen. Rund um diese Mulde sowie am Rand der Stirn­ seite des Plungers 2 sind mehrere ineinandergreifende, spiralförmige Kanäle 11 bzw. 12, die tangential in die Mulde 10 einlaufen, vorgesehen, so dass beim Verdichtungstakt des Plungers 2 in der Mulde 10 ein axial rotierender Drall ohne Füllungsverluste entsteht. In der Mitte der Mulde 10 ist eine Mehrloch­ düse 13 angeordnet, durch die der Brennstoff durch mehrere radial gerichtete Strahlen in die Mulde 10 eingespritzt wird.

An der Peripherie der Mulde 10 sind zwei elektrische Zündkerzen 14 in zwei Ausbuchtungen 18 angeordnet, so dass die schwereren Brennstoffteilchen beim rotierenden Drall in die Mulde 10 hineinlaufen und lokal ein leicht zündbares fetteres Gemisch bilden.

In Fig. 2 ist der Axialschnitt einer ähnlichen Brennkammer für einen Gegen­ plunger-Zweitakt-Ottomotor gezeigt. In einem der beiden Plunger 2a ist eine ".W."-förmige Mulde 10a angeordnet. Der Brennstoff wird gegen Ende des Ver­ dichtungstaktes durch einen konzentrierten Strahl von einer Düse 13a schräg in die Mulde 10a des Plungers 2a eingespritzt. In zwei Ausbuchtungen 18 an der Peripherie der Mulde 10a sind zwei Zündkerzen 14a angeordnet, die am Ende des Verdichtungstakts den elektrischen Strom für den Zündfunken aus zwei gegen­ überliegenden Induktoren 14b induktiv übertragen bekommen.

In Fig. 3 ist der Querschnitt durch eine zweite Variante einer Brennkammer für einen Gegenplunger-Zweitakt-Ottomotor gezeigt. In der Mitte des Verbren­ nungszylinders ist eine ringförmige Brennkammer 20 mit etwas größerem Durch­ messer als der Verbrennungszylinder ausgebildet. Jeweils am Rand der Stirn­ seiten der beiden Plunger 2b sind ineinandergreifende, spiralförmige Kanäle 12a vorgesehen, so dass in der Brennkammer während des Verdichtungstakts ein axial rotierender Drall erzeugt wird. Der Brennstoff wird von mindestens einer Düse 13b gegen Ende des Verdichtungstakts tangential in dem Verbren­ nungszylinder eingespritzt, so dass in den Spalt zwischen Plunger und Verbren­ nungszylinder kein Brennstoff einläuft. Die Zündung erfolgt durch mindestens eine, vorzugsweise jedoch zwei Zündkerzen 14, die in je einer Ausbuchtung 18 an der Peripherie der Brennkammer angeordnet sind, so dass beim axial rotierenden Drall in der jeweiligen Ausbuchtung ein fetteres Gemisch gebildet wird.

In Fig. 4 ist der Axialschnitt eines Plunger-Zweitakt-Dieselmotors mit Umkehrspülung gezeigt. Dieser Motor ist mit je einem Ein- und Auslass-Walz­ schieber 15 bzw. 16 zur Steuerung des Gaswechsels, mit einer Kurbelkammer- Ladeluftpumpe 26, die an einen Ölabscheider 22 angeschlossen ist, mit einem Turbolader 23 mit Ladeluftkühler 24 sowie mit einem Drucköl-Umlaufschmier­ system, das an eine Ölwanne 28 angeschlossen ist, versehen.

Der Motor ist ähnlich wie in Fig. 1 aufgebaut. Die Innenwand des nicht geschmierten Verbrennungszylinders 3 und der Kopf 3a sind mit einer wärme­ dämmenden und während der Verbrennung katalytisch wirkenden Schicht 25 bezo­ gen, so dass der Motor bei höheren Temperaturen betrieben werden kann und weniger ungenutzte Wärmeenergie aus dem Verbrennungszylinder ausgeführt sowie die Verbrennung verbessert wird.

Die wärmedämmende Schicht 25 kann auch aus NOx-absorbierendem Material ausge­ bildet werden, so dass die bei der Verbrennung entstehenden NOx-Emissionen ab­ sorbiert und während des Verdichtungstakts in die frische Ladung zurückge­ geben werden. Durch die Schicht 25 wird der Wirkungsgrad wesentlich gesteigert die Abgasemissionen reduziert, und die Rußpartikel bei der höheren Betriebs­ temperatur verbrennen.

Die Kurbelkammer 26 ist als Ladeluftpumpe ausgebildet, die bei Anlassen, Leer­ lauf oder niedriger Teillast die notwendige vorverdichtete Ladeluft in den Verbrennungszylinder 3 liefert. Unter den Durchlassöffnungen 5 und 6 ist ein Verdichtungsring 19 vorgesehen. Die Kurbelkammer 26 ist mit gesteuertem Ein- und Auslass 43 bzw. 44 versehen, wobei mindestens ein Auslass an ihrer unter­ sten Stelle angeordnet ist. Dabei sind mehrere Maßnahmen zur Reduzierung des Totvolumens der Kurbelkammer 26 vorgesehen, wodurch der Wirkungsgrad und die Lieferleistung der Ladeluftpumpe wesentlich gesteigert werden.

An der zylindrischen Wand des Zylinderblocks 1 sind mehrere ringförmige Aus­ sparungen 21 vorgesehen, durch welche die Reibung des Plungers 2 reduziert wird. Der Plunger 2 besteht aus einem zylindrischen Grundteil 30 mit mindes­ tens einer inneren Axialwand 31 zwischen seinem Kopf und dem Lagerbock für den Pleuelbolzen 27. In der Axialwand 31 ist eine Bohrung 32 für Schmieröl vorgesehen, die durch mehrere Radialbohrungen 33 mit mehreren Kanälen 34 an der zylindrischen Außenwand verbunden ist. Über dem Grundteil 30 ist eine Laufbuchse 35 eingepresst, so dass die Außenkanäle 34 abgedichtet sind und von der Zentralbohrung 31 kommendes Schmieröl am unteren Rand der Laufbuchse 35 auf der Zylinderwand des Plungers 2 ausläuft.

An der Unterseite des Grundteils 30 des Plungers 2 sind zwei Spitzen 36 und 37 vorgesehen, die zwischen den Gegengewichten der Kurbelwelle laufen und die Führung des Plungers in OT-Stellung verlängern sowie das Totvolumen der Kur­ belkammer reduzieren. An der Unterseite des Grundteils 30 ist ein Deckel 38 befestigt, so dass die inneren Hohlräume des Plungers 2 gegen die Kurbelkammer 26 abgedichtet sind. Die Hohlräume sind über Drosselbohrungen 39 oder auch Rückschlagventile mit der Kurbelkammer 26 verbunden, so dass bei Temperatur­ unterschieden ein Druckausgleich ermöglicht wird.

Bei Zweitaktmotoren wird die Pleuelstange ausschließlich von Druckkräften beansprucht. Dabei ist die Pleuelstange 40 einseitig am Plungerbolzen 27 durch zwei Schrauben verschraubt. Zwischen dem Zylinderblock 1 und einem Deckel 41 ist eine einteilige Kurbelwelle 28 durch Gleitlager gelagert und eine abgedichtete Kurbelkammer 26 gestaltet. Am Kurbelzapfen der Kurbelwelle 28 ist die Pleuelstange 40 ebenfalls durch ein Gleitlager gelagert, wobei die Lager­ schale dieses Lagers von einem Metallband 42 umfasst wird, dessen Enden an der Unterseite der Pleuelstange 40 verschraubt sind. Dadurch wird der Totraum der Kurbelkammer 26 weiterhin wesentlich verringert.

Auf der Innenseite des Deckels 41 der Kurbelkammer 26 sind zwei Einlass- Membranventile 43 aus Blattfedern so angeordnet, dass während des Aufwärtshubs des Plungers 2 die Blattfedern 43 zwischen den Wangen der Gegengewichte der Kurbelwelle 28 flattern, wodurch der Totraum der Kurbelkammer 26 weiter redu­ ziert wird. Im Deckel 41 der Kurbelkammer 26 sind weiterhin drei Auslaß- Ventile 44 angeordnet, die ebenfalls aus Blattfedern bestehen, wobei eines davon an der untersten Stelle der Kurbelkammer 26 vorgesehen ist. Durch die Auslassventile 44 wird die Ladeluft und das ausgelaufene Schmieröl aus der Kurbelkammer 26 ausgestoßen. Die Blattfedern der Auslassventile 44 sind durch kleine Wellen 45 so schwenkbar gelagert, dass sie durch Umschwenken gespannt oder entspannt und dadurch die Ladeluftpumpen aus- oder eingeschaltet werden können.

Die Kurbelkammern 26 aller Zylinder sind über die Einlassventile 43 an einen gemeinsamen Einlass-Sammelraum 46 angeschlossen. Der Einlass-Sammelraum 46 ist außerdem durch jeweils einen Kanal 47 direkt mit der Kurbelkammer 26 jedes Zylinders, unterhalb des Plungers 2 bei dessen OT-Stellung, verbunden, so dass die Kurbelkammer 26, wenn der Plunger 2 OT erreicht und der Kanal 47 geöffnet wird, mit frischer Luft nachgefüllt wird.

Die Auslassventile 44 aller Kurbelkammern 26 sind in einem gemeinsamen Lade­ luft-Sammelraum 48 angeordnet, an den ein Ölabscheider 22 angeschlossen ist. Der Ölabscheider 22 ist wie ein Ladeluftkühler ausgebildet, und in seinem Inneren sind mehrere übereinander und seitlich zueinander versetzte Blechteile angeordnet, so dass die mit Schmieröl vermischte Ladeluft gekühlt wird und kondensiert. Bei mehrmaliger Ablenkung der Ladeluftströmung wird das schwerere Schmieröl durch die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte aus der Ladeluft abgeschieden und läuft an der untersten Stelle des Sammelraums 48 aus.

An der untersten Stelle des Deckels 41 der Kurbelkammer 26 ist eine Ölwanne 28 angeordnet. In der Ölwanne 28 ist eine Ölkammer 49 vorgesehen, in der ein schwimmendes Ventil 50 angeordnet ist, so daß das Schmieröl in die Ölwanne 28 ausläuft, sobald das Ventil 50 schwimmt, und nach Auslaufen des Öls aus der Ölkammer 49 der Schwimmer 50 die Öffnung der Ölkammer 49 verschließt und die vorverdichtete Ladeluft nicht in die Ölwanne 28 einströmen kann.

Der Ölabscheider 22 mündet in einen Einlass-Sammelraum 51 unmittelbar vor dem Einlasswalzschieber 15. An den Auslass-Walzschieber 16 ist ein Turbolader 23 angeschlossen, der über einen Ladeluftkühler 24 ebenfalls mit dem Einlass- Sammelraum 51 verbunden ist. Zwischen der jeweiligen Mündung der Ladeluft­ leitung des Turboladers 23 und des Ölabscheiders 22 ist eine Sperrklappe 52 schwenkbar gelagert, die entweder die eine oder die andere Mündung verschließt oder sich zwischen den beiden Mündungen befindet und diese offenlässt.

Beim Anlassen der Maschine sind die Blattfedern der Auslassventile 44 der Kurbelkammer 26 gespannt und die Ladeluftpumpen eingeschaltet. Dabei ist die Mündung der Ladeluftleitung des Turboladers 24 durch die Sperrklappe 52 ge­ schlossen, so dass die von den Kurbelkammer-Ladeluftpumpen vorverdichtete Ladeluft durch den Einlasswalzschieber 15 in den Verbrennungszylinder 3 ein­ strömt. Nach Anlassen des Motors und Inbetriebsetzen des Turboladers 23 sowie bei Leerlauf und niedriger Teillast wird der Verbrennungszylinder 3 mit vor­ verdichteter Ladeluft sowohl von den Kurbelkammerpumpen 26 als auch vom Turbolader 23 versorgt und die Sperrklappe 52 stellt sich zwischen die beiden Mündungen. Bei höherer Teillast oder bei Vollast, wenn der Turbolader 23 aus­ reichend Ladeluft liefert, werden die Blattfedern der Auslass-Ventile 44 der Kurbelkammer 26 umgekippt und entspannt, so dass die Kurbelkammer-Ladeluftpum­ pen außer Betrieb gesetzt werden und der Verbrennungszylinder 3 nur noch vom Turbolader 23 mit vorverdichteter Ladeluft versorgt wird.

Bei diesem Motor ist weiterhin eine wesentliche Versetzung der Achse der Kurbelwelle seitlich zur Zylinderachse vorgesehen, wodurch der Arbeitstakt verlängert und der Spitzenwert der Normalkraft des Plungers 2 an der Zylinder­ wand reduziert wird, so dass die Reibungsverluste gemindert und der Wirkungs­ grad gesteigert werden.

In Fig. 5 ist der Querschnitt durch eine erste Variante einer erfindungsge­ mäßen Brennkammer für einen Plunger-Zweitakt-Dieselmotor gezeigt. Durch eine ringförmige Aussparung im Kopf des Plungers 2 ist im Verbrennungszylinder 3 eine ringförmige Brennkammer 20a ausgebildet, die auch mit etwas größerem Durchmesser als der Verbrennungszylinder gestaltet werden kann. An der Stirn­ seite des Plungers 2 und am Zylinderkopf 3a bzw. bei einem Gegenplungermotor auch an der Stirnseite des anderen Plungers 2a sind ineinandergreifende spiralförmige Kanäle 53 bzw. 54 vorgesehen, so dass beim Verdichtungstakt, insbesondere durch die gequetschte Luft gegen Ende des Verdichtungstaktes, in der Brennkammer 20a ein axial rotierender Drall ohne Füllungsverluste er­ zeugt wird. Der Brennstoff wird durch mindestens eine, vorzugsweise jedoch zwei Düsen 55 tangential in Drallrichtung eingespritzt, so dass der Brenn­ stoffstrahl eine große Tiefe erreicht und der Brennstoff über eine lange Strecke dünn auf der heißen Peripheriewand aufgetragen wird. Dabei kann die Peripheriewand in verschiedenen Formvarianten ausgebildet werden.

In Fig. 6 sind die Querschnitte durch zwei weitere Varianten einer Brennkammer für einen Plunger-Zweitakt-Dieselmotor gezeigt.

Bei der zweiten Variante (im Bild links) wird der Brennstoff durch minde­ stens eine, vorzugsweise jedoch zwei Düsen 55 in je ein bogenförmiges Rohr 56 eingespritzt. Dabei ist jedes Rohr 56 in einer Ausbuchtung am Außenrand des Verbrennungszylinders 3 so angeordnet, dass es vom Drall in der Brennkammer 20b durchblasen wird und diesen zugleich weitmöglichst unbehindert lässt. Dabei wird der Brennstoff im Rohr 56 schnell erhitzt, tritt in vergastem Zustand aus und vermischt sich molekular rasch mit der Frischladung.

Bei der dritten Variante (im Bild rechts) wird der Brennstoff bereits in der Einspritzdüse 57, unmittelbar vor der Einspritzung in die Brennkammer, er­ hitzt. Im Düsenhalter 58, unmittelbar vor der Düse 57, ist eine beidseitig dichtend abschließbare Brennstoffkammer 59 vorgesehen, in der der einzusprit­ zende Brennstoff in der Zeit zwischen den Einspritzvorgängen erhitzt wird. Die Brennstoffkammer 59, durch die die Düsennadel 60 läuft, endet mit der Ein­ spritzdüse 57 und ist mit einer schaltbaren elektrischen Heizung 61 versehen. Die Brennstoffkammer 59 ist mittels der Düsennadel 60 durch eine kegelförmige Spitze vor der Düse und durch ein schieberartiges Ventil am anderen Ende beidseitig dichtend abschließbar gestaltet, so daß der erhitzte Brennstoff nicht in die Brennstoffleitung zurücklaufen kann.

Die Wände der oben beschriebenen ringförmigen Brennkammern für Dieselmotoren können mit wärmedämmendem, katalytisch wirkendem sowie NOx-absorbierendem Material bezogen, beim Anlassen elektrisch beheizt und zugleich durch die Wasserkühlung gut gekühlt werden, so dass sie schnell eine optimale Temperatur erreichen. In die ringförmige Brennkammer eingespritzter Brennstoff wird schnell erhitzt und vergast und vermischt sich molekular rasch mit der Frisch­ ladung. Dadurch sind auch die Voraussetzungen für einen kurzen Zündverzug gegeben. Nach Einleitung der Zündung wird die Flammenfront vom Drall in der ringförmigen Brennkammer vorwärts getragen, so dass sich auch die nachfolgend einlaufen Brennstoffteile erhitzen, vergasen und mit der Luft molekular vermischen.

Durch die rasche molekulare Vermischung des Brennstoffs mit der Frischladung schon vor der Verbrennung ist eine vollständige, rußfreie Verbrennung gewähr­ leistet. Bei der kontinuierlichen Verbrennung in der langen, ringförmigen Brennkammer sind die Drucksteigerungsraten niedrig, so dass geringe Verbren­ nungsgeräusche entstehen. Außerdem werden bei diesem Verbrennungsprozess extreme Temperaturspitzen vermieden, so dass auch die NOx-Emissionen reduziert werden.

In Fig. 7 ist ein Gegenplunger-Zweitakt-Dieselmotor gezeigt. In einem Verbren­ nungszylinder 3d sind zwei Plunger 2a und 2b angeordnet, die über zwei mitein­ ander verbundene Kurbeltriebwerke gegeneinander laufen. An einem Ende des Ver­ brennungszylinders 3d ist der Einlass 75 und am anderen Ende der Auslass 76 vorgesehen, die jeweils von den Plungern 2a bzw. 2b gesteuert werden.

Die Laufphasen der beiden Plunger sind gegeneinander so versetzt, dass der Plunger 2b zuerst OT erreicht und die Auslassöffnung 76 öffnet. Erst nachdem der Druck im Verbrennungszylinder 3d gefallen ist, werden die Einlassöffnungen 75 von dem anderen Plunger 2a freigegeben. Vor den beiden Einlassöffnungen 75 ist je ein Einlass-Walzschieber 77 angeordnet, der mit der doppelten Drehzahl der Kurbelwelle rotiert. Durch die einfachen Einlass-Walzschieber 77 werden die Versetzung der Laufphasen der beiden Plunger und die Höhe der Durchlass­ öffnungen 75 und 76 reduziert, wodurch der Arbeitstakt verlängert und somit der Wirkungsgrad weiter gesteigert wird.

An die Auslassöffnungen 76 des Verbrennungszylinders 3d ist ein Turbolader 23 angeschlossen, der über einen Ladeluftkühler 24 vorverdichtete Ladeluft zum Einlass 75 des Verbrennungszylinders liefert. Dabei ist vorgesehen, dass der Luftverdichter des Turboladers 23 über eine Freilaufkupplung 78 auch von einem Elektromotor 79 angetrieben werden kann. Bei Anlassen, Leerlauf oder niedriger Teillast wird der Luftverdichter durch den Elektromotor 79 angetrieben, der bei höherer Teillast oder Vollast ausgeschaltet wird. Der elektrische Antrieb des Luftverdichters des Turboladers 23 wird auch für eine schnelle Beschleu­ nigung der Maschine benutzt.

Fig. 8 zeigt die Draufsicht auf ein Kettengetriebe zwischen den beiden Kurbel­ wellen 28a und 28b eines Gegenplungermotors. An den Kurbelwellen sind die Kettenräder 80a bzw. 80 angeordnet. Diese Kettenräder der beiden Kurbel­ wellen sind durch eine Umlauf-Zahnkette 81 mit einem Abtriebs-Kettenrad 82 verbunden. Die Zahnkette 81 wird durch zwei verschiebbare Spannräder 83 und 84 gespannt, so dass durch die Verschiebung dieser Spannräder die Laufphasen zwischen den beiden Plungern verändert und an die jeweiligen Betriebsbedin­ gungen des Motors angepasst werden können.

Die beiden Einlass-Walzschieber 77 werden ebenfalls durch ein Kettengetriebe angetrieben, das aus einem Kettenrad 85 an der Kurbelwelle, zwei Kettenrädern 87 an den beiden Einlass-Walzschiebern 77, zwei Spannrädern 88 und 89 und einer Umlauf-Zahnkette 86 besteht. Durch die Verschiebung der beiden Spann­ räder 88 und 89 können die Laufphasen zwischen den beiden Walzschiebern 77 und dem Plunger an die jeweiligen Betriebsbedingungen des Motors angepasst werden.

In Fig. 9 ist ein Schnitt quer zu den beiden Kurbelwellen eines Gegenplunger- Dieselmotors mit Kreuzkopfführung 90 der beiden Plunger gezeigt. Die Kreuz­ kopfführung wird üblicherweise bei Stationärmotoren eingesetzt, die überwie­ gend bei konstanter Last oder Drehzahl betrieben werden, so dass auf Einlass- Walzschieber sowie auf eine Veränderung der Laufphasen zwischen den beiden Plungern verzichtet werden kann.

In Fig. 10 ist ein vergrößerter Detailschnitt durch die Achse des Verbren­ nungszylinders in der Ebene der beiden Kurbelwellen von Fig. 9 gezeigt. Der Verbrennungszylinder 93 ist aus zwei Teilen zusammengebaut, da die ringförmige Brennkammer mit einem größeren Durchmesser als der Verbrennungszylinder vor­ gesehen ist. Die innere Zylinderwand des Verbrennungszylinders ist mit einer wärmedämmenden Schicht 25 bezogen. Dabei sind links und rechts zwei unter­ schiedliche Ausführungsvarianten für die Durchlassöffnungen gezeigt. An der linken Seite sind vier Verdichtungsringe 94 mit dazugehörigen Distanzringen zusammen mit einem Ölabstreifring 98 in einer Hülse 99 angeordnet, wobei zwischen den Verdichtungsringen 94 und dem Ölabstreifring 98 zwei gegen­ überliegende Durchlassöffnungen 96 in der Zylinderwand vorgesehen sind.

Die Hülse 99 wird in den Verbrennungzylinder 93, in dem ebenfalls zwei gegen­ überliegende Durchlassöffnungen vorgesehen sind, eingesetzt und mittels einer ringförmigen Schraube 92, an deren Innenumfang ringförmige Nuten für das Schmieröl angeordnet sind, befestigt. Bei der Instandsetzung können nach Herausziehen des Plungers die Hülsen 99 leicht herausgezogen und die Verdich­ tungsringe 94 erneuert werden. Bei dieser Ausführungsvariante sind jedoch die Durchlassöffnungen 96 etwas kleiner.

In der zweiten Ausführungsvariante (im Bild rechts) sind ebenfalls vier Ver­ dichtungsringe 94 mit dazugehörigen Distanzringen direkt im Verbrennungszylin­ der 93a angeordnet und mittels einer ringförmigen Schraube 101 befestigt. Hinter dieser Schraube 97 sind im Verbrennungszylinder 93a zwei gegenüber­ liegende Durchlassöffnungen 95 angeordnet. Hinter den Durchlassöffnungen 95 ist eine Hülse 101 mit dem Ölabstreifring 98 vorgesehen, die mittels einer zweiten ringförmigen Schraube 102 befestigt ist, an deren Innenumfang eben­ falls Ölkanäle vorgesehen sind. Durch diese Ausführungsvariante werden wesen­ tlich größere Durchlassöffnungen im Verbrennungszylinder ermöglicht, die Erneuerung der Verdichtungsringe wird jedoch etwas erschwert.

In Fig. 11 ist der Vertikalschnitt desselben Motors zusammen mit seinem Zahn­ radgetriebe zwischen den beiden Kurbelwellen 28 gezeigt. Die einzelnen Ver­ brennungszylinder 93 sind als einheitliche Baugruppen zwischen je zwei ebenen, langen Platten 100 übereinander, wie in einem Regal, angeordnet. Die beiden Kurbelwellen 28 sind an den Enden dieser Platten 100 gelagert, und auf den Plattenflächen sind die Führungsschienen 106 der Kreuzkopfführungen der Plun­ ger angeordnet, so dass die Verbrennungszylinder 93 mit keinen Außenkräften belastet sind und nur zwischen den Platten 100 arretiert werden müssen. Dieser Motor ist sehr leicht instandzusetzen, weil die Plunger 2 bzw. 2a, die Ver­ dichtungsringe 94 und sogar die Verbrennungszylinder 93 und die Kurbelwellen 28 leicht zu demontieren sind, ohne den gesamten Motor auseinandernehmen zu müssen.

Am Ende der beiden Kurbelwellen 28 ist je ein Kegelzahnrad 112 angeordnet, in das je zwei gegenüberliegende Kegelzahnräder 113 und 114 eingreifen. Das eine Kegelzahnrad 114 ist an einer Antriebswelle 115 drehfest angeordnet, und das Kegelzahnrad 113 an einer weiteren Antriebswelle 116 freilaufend angeordnet. Die Antriebswelle 116 ist als Verlängerung der Antriebswelle 115 vorgesehen und drehfest mit ihr verbunden. Beide Antriebswellen 115, 116 können auch aus einem Stück gefertigt werden. Jeweils zwischen beiden Kegelzahnrädern 113 und 114 ist mindestens je ein freilaufendes Kegelzahnrad 117 mit schwenkbarer Achse vorgesehen, so dass das Drehmoment jeder Kurbelwelle 28 über die je zwei Kegelzahnräder 113 und 114 übertragen wird. Durch diese "Doppel"-Kegelzahn­ radgetriebe können auch doppelt so große Drehmomente übertragen werden.

In Fig. 12 ist ein Dieselmotor gezeigt, der aus zwei zweizylindrigen Gegen­ plunger-Dieselmotoren zusammengebaut ist, wobei die Zylinder der beiden Moto­ ren parallel nebeneinander angeordnet sind. Die je zwei Kurbelwellen 28 der beiden Motoren sind durch je ein Kegelradgetriebe, das aus je zwei Kegelrädern 123 und 124 besteht, und über je eine Antriebswelle 125, die parallel zu den Zylinderachsen angeordnet ist, miteinander verbunden. An der Antriebswelle 125 jedes einzelnen Motors ist ein Zahnrad 126 mittels einer Freilaufkupplung 127 gelagert, und die Zahnräder 126 beider Motoren sind an einem Zentral- Zahnrad 128 verzahnt, welches an der Haupt-Antriebswelle 129 befestigt ist.

Auf diese Weise kann jeder Motor einzeln oder auch alle Motoren zusammen betrieben werden sowie jeder einzelne Motor während des Betriebes beliebig ein- oder auch vollständig ausgeschaltet werden. Bei Teillast können z. B. einige Verbrennungszylinder vollständig ausgeschaltet werden, während die restlichen mit optimalem Wirkungsgrad weiterarbeiten. Diese Anordnung der Verbrennungszylinder ermöglicht außerdem, einen großen Motor mit relativ kleinem Frontprofil und sehr günstiger Einbaukonfiguration zu gestalten. Auf ähnliche Weise können auch mehrere Motoren zusammengebaut werden, wobei die einzelnen Motoren sternförmig angeordnet werden.

Claims (34)

1. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit mindestens einem Verbrennungs­ zylinder mit gesteuerten Ein- und Auslassöffnungen, in welcher mindestens ein Verdichtungselement mittels eines Kurbeltriebwerks eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, so dass das Volumen des Verbrennungszylinders periodisch verändert wird und gegen Ende des Verdichtungstakts Brennstoff direkt in den Verbrennungszylinder eingespritzt wird, und die mit einem Drucköl-Umlauf­ schmiersystem versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungs­ element mit einer glatten zylindrischen Außenwand als Plunger (2) ausgebildet ist und die Verdichtungsringe (4) am Ende des Verbrennungszylinders (3) ange­ ordnet sind, so dass der Plunger (2) beim Abwärtshub aus dem Verbrennungs­ zylinder (3) hinausläuft und dessen unteres Ende zum Gaswechsel öffnet sowie beim Aufwärtshub in den Verbrennungszylinder (3) eintaucht und die Verdich­ tungsringe schmiert, wobei zwischen dem Verbrennungszylinder (3) und dem Plunger (2) ein schmaler Spalt oberhalb der Verdichtungsringe (4) vorgesehen ist, so dass der Verbrennungszylinder (3) oberhalb der Verdichtungsringe (4) von dem Plunger (2) nicht berührt wird und nicht geschmiert ist.

2. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass im Verbrennungszylinder (3) unterhalb der Verdichtungsringe (4) mindestens je eine Einlassöffnung (5) und eine Auslassöffnung (6) angeord­ net sind und mindestens eine dieser Durchlaßöffnungen mittels eines Walz­ schiebers (15 bzw. 16) von außen so gesteuert wird, dass durch eine Umkeh­ rspülung des Verbrennungszylinders (3) ein Gaswechsel stattfindet.

3. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in mindestens einem Verbrennungszylinder (3d), der als ein beidseitig geöffnetes Rohr mit Verdichtungsringen an beiden Enden gestaltet ist, zwei Plunger in Gegenbewegung hin- und herlaufen und das eine Ende des Verbrennungszylinder als Einlass und das andere Ende als Auslass ausgebildet ist, so dass ein Gaswechsel durch eine Gleichstromspülung des Verbrennungs­ zylinders (3d) stattfindet.

4. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Laufphasen der beiden Plunger (2a, 2b) zueinander so versetzt sind, dass beide Plunger (2a, 2b) den Gaswechsel durch eine Gleich­ stromspülung des Verbrennungszylinders (93) steuern.

5. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zumindest der Einlass (75) und/oder auch der Auslass des Verbrennungszylinders (3d) durch Walzschieber (77) zusätzlich von außen gesteuert wird, so dass ein Gaswechsel durch eine Gleichstromspülung des Verbrennungszylinders (3d bzw. 93) stattfindet.

6. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzschieber (15, 16, 77) mit der doppelten Drehzahl der Kurbelwelle (29) rotieren.

7. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Außenumfänge der Nuten der Verdichtungsringe (4) am Ende des Verbrennungszylinders (3) durch Bohrungen (7) mit dem inneren Bereich des Verbrennungszylinders (3) verbunden sind, so dass die Verdichtungsringe (4) durch den Druck im Verbrennungszylinder (3) an den Plunger (2) gedrückt werden und die Abdichtung gewährleisten.

8. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Verdichtungsringe (4) und deren Nuten am Ende des Ver­ brennungszylinders (3) kegelförmig gestaltet sind, so dass diese nach Herauslaufen des Plungers (2) aus den Verdichtungsringen (4) mittig im Verbrennungszylinder (3) bleiben.

9. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Nuten der Ölabstreifringe (8) in der Führung (1) des Plungers (2) durch Bohrungen (9) bzw. auch über ein Rückschlagventil mit der Kurbelkammer (26) verbunden sind, so dass vom Plunger (2) abgestreiftes Schmieröl in die Kurbelkammer (26) ausläuft bzw. dort hineingesaugt wird.

10. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass diese mit mindestens einem Turbolader (23) versehen ist, dessen Ladeluftverdichter bei Anlassen, Leerlauf, Teillast oder bei schneller Beschleunigung zusätzlich durch einen Elektromotor (79) über eine Kupplung (78) antreibbar ist.

11. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Achse der Kurbelwelle (29) seitlich zur Achse der Laufbahn des Plungers (2) wesentlich versetzt ist, so dass der Arbeitstakt des Plungers (2) verlängert und die Spitzenwerte der Normalkraft des Plungers (2) an seiner Führung (1) beim Arbeitstakt verringert werden.

12. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass an der Unterseite des Plungers (2), beidseitig der Pleuel­ stange (40), zwei keilförmige Spitzen (37, 38) vorgesehen sind, die beim Abwärtshub des Plungers zwischen den Wangen der Kurbelwelle in die Kurbel­ kammer (26) hineinlaufen und beim Aufwärtshub die Führung des Plungers (2) verlängern.

13. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass an der Innenwand des Führungszylinders des Plungers mehrere Aussparungen (62), die die Reibung des Plungers (2) reduzieren, vorgesehen sind.

14. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Innenwand des Verbrennungszylinders (3) oberhalb der Verdichtungsringe (4) mit einer wärmedämmenden sowie katalytisch wirkenden und/oder die Abgasemissionen absorbierenden Schicht (25) bezogen ist.

15. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Plunger (2a oder 2b) durch eine Kreuzkopfführung (90) im Verbrennungszylinder (93) geführt wird.

16. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschide nach den Ansprüchen 3 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Enden mehrerer parallel angeordneter Platten (100) die beiden Kurbelwellen (28) eines Gegenplungermotors mit Kreuz­ kopfführungen (90) der Plunger (2a, 2b) gelagert sind und auf den Oberflächen dieser Platten (100) die Führungsschienen (106) der Kreuzkopfführungen (90) befestigt sind, so dass an dem Verbrennungszylinder (93) keine nennenswerten Kräfte von außen wirken und dieser als einheitliche Baugruppe zwischen je zwei Platten (100) arretiert ist.

17. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die beiden Kurbelwellen (25) eines Gegenplungermotors durch je ein Kegelrad (123) mit je einem Kegelrad (124) an einer axial angeordneten Ausgleichswelle (125) miteinander verbunden sind.

18. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die beiden Kurbelwellen (28) eines Gegenplungermotors durch je ein Kegelrad (112) gleichzeitig mit jeweils einem drehfesten Kegelrad (114) und einem freilaufenden Kegelrad (114) an einer axial angeordneten Aus­ gleichswelle (116) verbunden sind und zwischen jedem drehfesten und frei­ laufenden Kegelrad (114 bzw. 113) mindestens ein zusätzliches freilaufendes Kegelrad (117) vorgesehen ist.

19. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die axial angeordneten Ausgleichwellen (125) zwischen den jeweiligen Kurbelwellen (28) mehrerer Gegenplungermotoren über je eine Freilaufkupplung (127) mit einer Hauptantriebswelle (129) verbunden sind, so dass jeder Motor selbständig betrieben oder während des Betriebes beliebig voll, abgeschaltet werden kann.

20. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die beiden Kurbelwellen (28) eines Gegenplungermotors mittels einer Rollenkette (81) oder dergleichen miteinander verbunden sind und die Laufphasen der beiden Plunger (2a, 2b) durch bewegliche Kettenspanner (83, 84) während des Betriebes je nach Betriebsbedingungen gegeneinander verschoben werden können.

21. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer ringförmigen Aussparung am Kopf des einen oder beider Plunger eine ringförmige Brennkammer (20) ausgebildet ist und dass auf der Stirnfläche des einen oder beider Plunger (2b) bzw. auf dem Zylinder­ kopf spiralförmige Kanäle (12a) vorgesehen sind, so dass die gequetschte Luft beim Verdichtungstakt einen axial rotierenden Drall der Frischladung in der Brennkammer (20) erzeugt.

22. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Brennstoff durch mindestens eine Einspritzdüse (55) am Rand der Brennkammer (20) tangential in Drallrichtung eingespritzt wird.

23. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Brennstoff jeweils von mindestens einer Einspritzdüse (55) in ein bogenförmiges Rohr (56) an der Peripherie der Brennkammer (20b) ein­ gespritzt wird, wobei dieses Rohr (56) in einer bogenförmigen Ausbuchtung an der Peripherie der Brennkammer so angeordnet ist, dass diese vom Drall der Frischladung durchblasen wird und zugleich den Drall wenig behindert.

24. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor der Einspritzdüse (57) im Düsenhalter (58) eine beidseitig dichtend abschließbare Brennstoffkammer (59) vorgesehen ist, so dass der einzuspritzende Brennstoff in der Zeit zwischen den Ein­ spritzvorgängen erhitzt wird.

25. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Peripheriewand der ringförmigen Brennkammer (20) zeit­ weilig elektrisch beheizbar ist.

26. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass im Zylinderkopf (3a) eine kreisförmige Mulde (10) und rund um diese Mulde sowie am Rand der Stirnseite des Plungers (2) spiralförmige Kanäle (11 bzw. 12) vorgesehen sind, so dass die gequetschte Luft während des Ver­ dichtungstakts einen axial rotierenden Drall der Frischladung in der Mulde (10) erzeugt und der Brennstoff während des Verdichtungstaktes mittels einer Mehrlochdüse (13) in der Muldenmitte durch mehrere radiale Strahlen einge­ spritzt wird, wobei die Zündung durch mindestens eine Zündkerze (14) in einer Ausbuchtung (18) an der Peripherie der Mulde (10) erfolgt.

27. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in dem einen Plunger (2a) eine kreisförmige Mulde (10a) und rund um diese sowie am Rand der Stirnseite des anderen Plungers (2) spiral­ förmige Kanäle (11a bzw. 12) vorgesehen sind, so dass die gequetschte Luft während des Verdichtungstakts einen axial rotierenden Drall der Frischladung in der Mulde (10a) erzeugt, und dass der Brennstoff während des Verdichtungs­ takts durch eine Düse (13a) an der Zylinderwand schräg in die Mulde (10a) eingespritzt wird, wobei die Zündung durch mindestens eine Zündkerze (14a) in einer Ausbuchtung (18) an der Peripherie der Mulde (10a) im Plunger (2a) erfolgt, die durch einen Induktor (14b) an der Zylinderwand elektrischen Strom für den Zündfunken erhält.

28. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Brennstoff während des Verdichtungstaktes durch mindes­ tens eine Düse (13b) am Rand der Brennkammer (20) eingespritzt wird und das Kraftstoffgemisch durch mindestens eine Zündkerze (14) in einer Ausbuchtung (18) an der Peripherie der ringförmigen Brennkammer (20) gezündet wird.

29. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kurbelkammer (26) mittels mindestens eines gesteuerten Einlasses (43) und eines gesteuerten Auslasses (44) an ihrer untersten Stelle als Ladeluftpumpe ausgebildet ist und dass sie über einen Ölabscheider (22) mit dem Einlass (5) des Verbrennungszylinders (3) verbunden ist, so dass durch Ölkondensation und die Einwirkung der Trägheits- und Schwerkräfte das in der Ladeluft enthaltene Schmieröl abgeschieden und in eine Ölwanne (28) zurück­ geführt wird.

30. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 29, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Auslassventile (44) der Kurbelkammer (26) durch eine Schaltvorrichtung (45) in geöffnete oder geschlossene Stellung gebracht werden können, so dass die Ladeluftpumpe während des Betriebes beliebig ein- und ausschaltbar ist.

31. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 29, dadurch gekenn­ zeichnet, dass an der untersten Stelle der Verbindung zwischen der Kurbel­ kammer (26) und dem Einlass (5) des Verbrennungszylinders (3) ein schwimmendes Ventil (49, 50) oder dergleichen vorgesehen ist, das einen Rücklauf des Schmieröls in die Ölwanne (28) ermöglicht und zugleich das Austreten der Ladeluft verhindert, so dass die Ölwanne (28) nicht mit dem Druck der Ladeluft beaufschlagt wird.

32. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit mindestens einem Turbolader (23) versehen ist und die Kurbelkammer-Ladeluftpumpen (26) ausschaltbar sind, wenn der Turbolader genügend Ladeluft liefert.

33. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 29, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Blattfedern (43) der Einlassventile der Kurbelkammer (26) an der Innenseite der Peripherie der Kurbelkammer (26) angeordnet sind, so dass die Blattfedern (43) beim Verdichtungstakt des Plungers (2) zwischen den Wangen der Kurbelwelle (29) flattern.

34. Plunger-Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 29, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Lagerschale der Pleuelstange (40) am Kurbelzapfen (29) mittels eines Metallbands (42), das die Lagerschale umfasst und dessen zwei Enden am Schaft der Pleuelstange (40) verschraubt sind, befestigt ist.