DE19835708A1 - Verbrennungskraftmaschine mit einem oder mehreren Zylinder, die ohne Kompressionshub zu betreiben ist - Google Patents

Verbrennungskraftmaschine mit einem oder mehreren Zylinder, die ohne Kompressionshub zu betreiben ist

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Abstract

Im Zweitakt oder Viertakt betriebene Verbrennungsmotoren sind Stand der Technik. Diese Verfahren beinhalten einen Kompressionshub. Der erfindungsgemäße Motor soll es ermöglichen, daß er ohne Verdichtungshub zu betreiben ist, die Zündhäufigkeit gegenüber einem im Viertaktprinzip betriebenen Motor verdoppelt wird und keine Einlaß- und Auslaßventile erforderlich sind. DOLLAR A Durch die in der Zylinderwand Innenseite eingelassene Längsnut (2) saugt der Kolben (3) ausgehend vom oberen Totpunkt 0 DEG bis etwa 60 DEG Kurbelwellenumdrehung Frischluft an. Dazu wird zündfähiger Kraftstoff durch die Einspritzdüse (7) eingespritzt und gezündet. Ohne Totpunkt überwinden zu müssen überträgt die Pleuelstange (4) den Expansionshub auf die Kurbelwelle (8). Nach Erreichen des unteren Totpunkts bei 180 DEG wird der Kolben durch das Zusammenziehen der im abgeschlossenen Zylinderraum (10) erkaltenden Verbrennungsgase wieder teilweise in den Zylinderraum gesaugt. Dies ergibt eine zusätzliche Antriebsbewegung. Auf dem Weg zum oberen Totpunkt 360 DEG stößt der Kolben nun die Verbrennungsgase durch die Längsnut (2) aus. DOLLAR A Der erfindungsgemäße Motor ist ohne Kompressionstakt zu betreiben. Ventile werden nicht benötigt. Rechts- und Linkslauf ist möglich. Bei einer Umdrehung der Kurbelwelle findet etwa bei 60 DEG nach dem oberen Totpunkt eine Zündung statt. DOLLAR A Durch die wenigen Bauteile wird die Fertigung vereinfacht.

Description

Der Anwendungsbereich ist ein ohne Verdichtungshub arbeitender Verbrennungsmotor.
Bei Motoren, welche durch das zum Stand der Technik gehörende Zweitakt- oder Viertakt-Verfahren betrieben werden, muß der Zündung ein Verdichtungstakt vorausgehen. Dauerhafte Dichtungen und eine hohe Fertigungsgenauigkeit sind Voraussetzung, um die für den Motorenlauf erforderte Kompression zu erhalten. Nach der Zündung beim Oberen Totpunkt muß die Pleuelstange bei der Kraftübertragung auf die Kurbelwelle einen Totpunkt überwinden. Aufwendige, durch Nockenwelle gesteuerte Ein- und Auslaßventile sind beim Viertaktmotor nötig. Eine Zündung findet dort während zwei Kurbelwellenumdrehungen statt.
Aufgabe des erfindungsgemäßen Motors ist daher eine Kraftstoffverbrennungsmaschine so zu erstellen, daß die oben genannten Nachteile nicht entstehen.
Die Zündhäufigkeit gegenüber einem Viertaktmotor verdoppelt wird. Keine Ventile benötigt werden und durch den fehlenden Kompressionshub und die nicht mehr benötigten Teile die Herstellung und die Fertigungsgenauigkeit vereinfacht wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor ohne einen der Zündung vorausgehenden Kompressionstakt betrieben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor zu erstellen, der zum Betreiben keinen Kompressionshub benötigt.
Im Zweitakt oder Viertakt betriebene Motoren beinhalten einen Verdichtungstakt. Viertakt-Motoren benötigen Ein- und Auslaßventile. Zum Steuern der Ventile wird eine Nockenwelle benötigt. Die Aufgabe der Erfindung ist, einen Motor zu erstellen, der zum Betreiben keinen Kompressionstakt durchläuft und keine Ein- und Auslaßventile benötigt.
Aufgabe der Erfindung ist weiter, die Zündungshäufigkeit eines im Viertakt Prinzip angetriebenen Verbrennungsmotors zu verdoppeln und der Expansionshub durch die Pleuelstange ohne Überwindung eines Totpunkts auf die Kurbelwelle übertragen wird.
Der Arbeitszyklus des erfindungsgemäßen Motors ist bereits nach einer Kurbelwellenumdrehung durchlaufen. Durch die hohe Zündhäufigkeit wird ein guter Gleichförmigkeitsgrad erreicht.
Ein zusätzlicher Antriebsimpuls wird durch das Zurücksaugen des Kolbens in den Zylinderraum durch das Erkalten der Verbrennungsgase erzielt.
Weitere Aufgabe ist, daß durch den nicht benötigten Verdichtungsvorgang und die nicht benötigten Ein- und Auslaßventile die Motorenfertigung vereinfacht wird.
Das Beispiel wird ausgeführt an einer erfindungsgemäßen Kraftstoffverbrennungsmaschine mit einem oder mehreren Zylindern, die ohne Kompressionshub zu betreiben sind.
Ausgehend bei 0° Kurbelwellenumdrehung befindet sich der Kolben 3 des erfindungsgemäßen Motors im Oberen Totpunkt. Die verbrauchten Verbrennungsgase sind ausgestoßen. Während etwa 60° Kurbelwellenumdrehung saugt der Kolben Frischluft durch die Längsnut 2 in den sich erweiternden Zylinderraum 10. Nachdem der Kolben die Längsnut überdeckt hat, wird in den nun abgeschlossenen Verbrennungsraum zündfähiger Kraftstoff durch die Einspritzdüse 7 eingespritzt und durch die Zündkerze 6 gezündet. Der Expansionshub wird von der Pleuelstange 4 ohne einen Totpunkt überwinden zu müssen auf die Kurbelwelle 8 übertragen. Die sich im abgeschlossenen Zylinderraum 10 befindlichen Verbrennungsgase kühlen ab und saugen den Kolben nach dem Erreichen des Unteren Totpunkts bei 180° Kurbelwellenumdrehung zurück in den Zylinderraum 10. Dadurch wird ein zusätzlicher Antriebseffekt erreicht. Auf dem weiteren Weg zum Oberen Totpunkt stößt der Kolben die verbrauchten Verbrennungsgase durch die Längsnut 2 aus dem sich verkleinerndem Zylinderraum 10. Nach 360° Kurbelwellenumdrehung ist der Zyklus durchlaufen.
Das Beispiel wird ausgeführt an einer Kraftstoffverbrennungsmaschine mit einem oder mehreren Zylindern.
Fig. 1 zeigt den Zylinder 1 mit der Längsnut 2, Zündkerze 6 und die Einspritzdüse 7. Der Kolben 3 ist mit dem Kolbenbolzen 5 durch die Pleuelstange 4 mit dem Kurbelbolzen 9 der Kurbelwelle 8 verbunden.
Fig. 2 zeigt die Position, welche der Kolben bei etwa 60° Kurbelwellenumdrehung nach dem Oberen Totpunkt erreicht hat.
Fig. 3 zeigt die Kolbenposition nach dem Expansionshub im Unteren Totpunkt bei 180° Kurbelwellenumdrehung.
Fig. 4 zeigt die Kolbenposition nach dem Zurücksaugen in den abgeschlossenen Zylinderraum.
Fig. 5 auf dem Weg zum Oberen Totpunkt bei 360° Kurbelwellenumdrehung hat der Kolben die Verbrennungsgase durch die Längsnut 2 aus dem Zylinderraum 10 ausgestoßen.
Fig. 6 zeigt den Kolben 3 und einen Schnitt durch den Zylinder 1 im Bereich der Längsnut 2. Die Einspritzdüse ist mit (4) bezeichnet.
Bezugszeichenliste Fig. 1 bis Fig. 6
1
Zylinder
2
Längsnut
3
Kolben
4
Pleuelstange
5
Kolbenbolzen
6
Zündkerze
7
Einspritzdüse
8
Kurbelwelle
9
Kurbelbolzen
10
Zylinderraum

Claims (9)

1. Verbrennungskraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern, die ohne Kompressionshub zu betreiben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zylinderinnenwand eine in der Länge begrenzte Nut eingelassen ist.
2. Motor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Kolbenbewegung, ausgehend vom Oberen Totpunkt bei 0° bis etwa 60° Kurbelwellenumdrehung, durch die Längsnut Frischluft in den sich erweiternden Zylinderraum eingesaugt wird.
3. Motor nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei etwa 60° Kurbelwellenumdrehung, in den nun abgeschlossenen Zylinderraum Kraftstoff eingespritzt und durch die Zündkerze gezündet wird.
4. Motor nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bei etwa 60° beginnende Expansionshub von der Pleuelstange ohne einen Totpunkt überwinden zu müssen, auf die Kurbelwelle übertragen wird.
5. Motor nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben nach dem Erreichen des Unteren Totpunkts durch die erkaltenden Verbrennungsgase in den nach außen abgeschlossenen Zylinderraum gesaugt wird.
6. Motor nach Patentanspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben auf dem weiteren Weg zum Oberen Totpunkt die Verbrennungsgase durch die Längsnut ausstößt.
7. Motor nach Patentanspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnut sowohl zur Frischluftansaugung als auch zum Auspuffen der Verbrennungsgase benützt wird.
8. Motor nach Patentanspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die technische Ausführung des erfindungsgemäßen Motors Rechts- und Linkslauf ermöglicht.
9. Motor nach Patentanspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ohne einen vorhergehenden Kompressionstakt bei etwa 60° nach dem Oberen Totpunkt die Zündung erfolgt.
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