DE19843567C2 - Arbeitsverfahren eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor - Google Patents
Arbeitsverfahren eines Verbrennungsmotors und VerbrennungsmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren eines Verbrennungs
motors, bei dem durch rasche Verbrennung eines Brennstoff-Luft-
Gemisches ein Kolben bewegt wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen Verbrennungsmotor mit zumin
dest einem über eine Kurbelwelle angetriebenen Kolben, der in
einem Zylinder geführt ist, dessen oberhalb des Kolbens befind
licher Zylinderraum über eine Ventilsteuerung abwechselnd mit
einer Ansaugleitung für Frischgas und mit einer Auspuffleitung
für die Abgase verbindbar ist und mit einem Verbrennungsraum in
Verbindung steht, in dem eine Verdampfung des in dem verdichte
ten Frischgas enthaltenen oder in dieses eingeführten Brennstof
fes und seine anschließende Verbrennung erfolgen, insbesondere
zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche.
Bei bekannten Verbrennungsmotoren mit Innenverbrennung sind die
Verbrennungskammern (z. B. vom Typ Ricardo, Perkins, Hercules,
Deutz, ACO u. a.) stationär im Zylinderkopf, Motorblock und/oder
im Motorkolben angeordnet. In der EP-A-1-0 074 174 ist ein theo
retisch gebliebener Vorschlag offenbart, der eine rotierende
Vorverbrennungskammer vorsieht, in der eine Teilmenge eines fet
ten Gemisches verbrannt werden soll, die dann als Anzünder eines
magereren Gemisches in der üblichen Verbrennungskammer dienen
soll.
Allen Ausführungsformen gemeinsam ist der konstruktions- und
verfahrensbedingte enge Zeitraum für die Verdampfung des Brenn
stoffs und für seine Verbrennung. Nachteilig ist ferner, daß die
Verbrennung nicht unter konstant gehaltenem Volumen durchgeführt
werden kann sondern in einem Hubvolumen zwischen ca. -15° vor
bis +35° nach dem oberen Totpunkt erfolgt. Hieraus resultieren
unvollständige Kraftstoffverbrennung und schädliche Abgase. Bei
Kraftstoffen, die für ihre Gemischvorbereitung (Diesel) oder für
ihre Verbrennung (Alkohol) mehr Zeit erfordern, ergibt sich zu
sätzlich eine Begrenzung der maximal möglichen Drehzahl. Die
verfügbare Verbrennungszeit liegt in einer Größenordnung von
etwa 0,001 s. Erzwungene Kompromisse wie z. B. eine Vergrößerung
des Luftüberschuß oder aber die Inkaufnahme einer unvollständi
gen Verbrennung führen zur Senkung des Wirkungsgrades sowie zu
einer Erhöhung der Schadstoffemission. Bei den bekannten Ar
beitsverfahren würde eine Senkung des Luftüberschuß zu einer
unvollständigen Verbrennung, zu weiteren Energieverlusten sowie
zu einem erhöhten Schadstoffausstoß führen. Eine Vergrößerung
des theoretischen Wirkungsgrades durch Senkung der Abgastempera
tur ist nur mit erhöhtem apparativen Aufwand möglich.
Zur Verlängerung der Gemischvorbereitungs- und Verbrennungszeit
wird der Kraftstoff bereits im Vergaser oder - bei indirekter
Kraftstoffinjektion - im Ansaugkanal mit Luft gemischt, wodurch
die Probleme jedoch nur begrenzt verringert werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschrie
bene Arbeitsverfahren insbesondere hinsichtlich seines Wirkungs
grades zu verbessern und zur Durchführung dieses Arbeitsverfah
rens einen geeigneten Verbrennungsmotor zu entwickeln.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in einen Zylin
derraum angesaugte Frischgas in einem sich an einen Ansaugtakt
anschließenden Verdichtungstakt verdichtet und in eine erste,
vom Zylinderraum getrennte, diesem gegenüber jedoch geöffnete
Verbrennungskammer gedrückt wird; nach Abschluß des Verdich
tungstaktes die erste Verbrennungskammer gegenüber dem Zylinder
raum geschlossen und in der ersten Verbrennungskammer eine Ver
dampfung des in dem eingeschlossenen Frischgas enthaltenen oder
in dieses eingeführten Brennstoffes durchgeführt und das ver
dichtete Brennstoff-Luft-Gemisch gezündet und eine Verbrennung
eingeleitet wird, und parallel hierzu nach Abschluß des ge
nannten Verdichtungstaktes eine zweite, ebenfalls vom Zylinder
raum getrennte, diesem gegenüber zuvor geschlossene Verbren
nungskammer mit dem Zylinderraum in Strömungsverbindung gebracht
und der Kolben zur Durchführung eines Arbeitstaktes mit aus die
ser zweiten Verbrennungskammer expandierenden, zuvor in gleicher
Weise erzeugten Verbrennungsgasen beaufschlagt wird, so daß
bei jedem Verdichtungstakt abwechselnd eine der beiden, gegen
über dem Zylinderraum offen gehaltenen Verbrennungskammern be
füllt und der jeweils nachfolgende Arbeitstakt durch Strömungs
verbindung der anderen der beiden Verbrennungskammern mit dem
Zylinderraum eingeleitet wird.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn während des Ansaugtaktes beide
Verbrennungskammern geschlossen gehalten werden, wobei in der
einen Verbrennungskammer die genannte Verdampfung erfolgt, wäh
rend sich in der anderen Verbrennungskammer Abgasreste befinden,
daß während des Verdichtungstaktes nur die genannte andere Ver
brennungskammer gegenüber dem Zylinderraum geöffnet und in der
genannten einen Verbrennungskammer die Verbrennung eingeleitet
wird, daß nach dem oberen Totpunkt die genannte andere Verbren
nungskammer gegenüber dem Zylinderraum geschlossen, die genannte
eine Verbrennungskammer hingegen geöffnet wird, daß beim Ar
beitstakt während zumindest des größten Hubanteils die eine Ver
brennungskammer geöffnet bleibt, während in der anderen Verbren
nungskammer die Verdampfung eingeleitet wird, und daß kurz vor
oder kurz nach dem unteren Totpunkt zur Einleitung des Ausschub
taktes die eine Verbrennungskammer geschlossen wird und während
des Ausschubtaktes geschlossen bleibt, während in der anderen
Verbrennungskammer die Verdampfung während des Ausschubtaktes
fortgeführt wird.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verbrennungsmotor wird
die vorstehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Verbrennungsraum durch zwei separate, gleich große Ver
brennungskammern gebildet ist, die jeweils eine Ein- bzw. Aus
strömöffnung aufweisen, die durch eine entsprechende Steuerung
in Anpassung an die Takte des zugeordneten Kolbens abwechselnd
nacheinander zur Aufnahme des verdichteten Frischgases bzw. zum
Expandieren der Verbrennungsgase mit dem Zylinderraum verbindbar
sind.
Erfindungsgemäß werden die gesamte Gemischvorbereitung und der
Verbrennungsvorgang zeitlich und räumlich von dem bisher bekann
ten Vier- oder Zweitaktvorgang getrennt. Parallel zu diesen be
kannten Taktverfahren läuft erfindungsgemäß ein fünfter oder
dritter "Verbrennungstakt" ab. Man erhält dadurch für die Ge
mischvorbereitung und den Verbrennungsvorgang ausreichend Zeit
und erzielt dadurch eine bessere Energieausbeutung und eine Re
duzierung des Schadstoffausstoßes. Die Optimierung des Ablaufes
erfolgt durch eine optimale Auswahl der Stellung sowie des Zeit
punktes für die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung, durch
die Verwendung von beliebigen, gegebenenfalls langsam brennenden
Kraftstoffen und Kraftstoffgemischen (z. B. Naphtha mit Wasser),
durch die Verbrennung von Verbrennungsmoderatoren oder Katalysa
toren (z. B. Wasser, Nickeleinsatz für Gemisch von Naphtha mit
Wasser, Keramikeinsätze für flammenlose Verbrennung usw.), durch
Optimierung des Verdichtungsgrades, oder durch eine zusätzliche
Wassereinspritzung, um die Abgastemperaturen ohne erheblichen
Druckverlust senken zu können.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform können die beiden Verbren
nungskammern in einem im Zylinderkopf drehbar gelagerten, an
treibbaren Rotationskörper angeordnet sein, der vorzugsweise ein
achsparallel zur Kurbelwelle angeordneter Drehschieber ist, der
von einem stationären Drehschiebergehäuse abdichtend umschlossen
ist, das eine Anschlußöffnung an den Zylinderraum aufweist.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die beiden Verbrennungskammern
auf zwei parallelen, spiegelbildlich zur Drehachse des kreisför
migen Drehschiebers angeordneten Sehnen liegen und jeweils sich
gegenüberliegende Ein- bzw. Ausströmöffnungen aufweisen, die bei
der Rotation des Drehschiebers zeitweise mit der Anschlußöffnung
des Drehschiebergehäuses zur Deckung gebracht werden.
Eine abgewandelte Ausführungsform ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß der Drehschieber axial versetzt zu den bei
den Verbrennungskammern zwei Durchgangskanäle aufweist, die in
einer bestimmten Verdrehstellung des Drehschiebers eine im Dreh
schiebergehäuse gegenüber dem Zylinderraum vorgesehene Ansaug-
bzw. Ausschuböffnung mit der Ansaug- bzw. der Auspuffleitung
verbinden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die beiden Durchgangskanäle auf
zwei parallelen, spiegelbildlich zur Drehachse des Drehschiebers
angeordneten Sehnen liegen, die gegenüber den ebenfalls auf Seh
nen liegenden Verbrennungskammern um 90 Umfangsgrad versetzt
angeordnet sind.
Bei dieser abgewandelten Ausführungsform kann auf herkömmliche
Ventile sowie die diese steuernde Nockenwelle verzichtet werden,
wodurch sich die Herstellungskosten senken lassen. Diese Ausfüh
rungsform ist überdies weniger pannenanfällig und ermöglicht
höhere Drehzahlen. Dabei ist es grundsätzlich möglich, einen
Verbrennungsmotor ohne separaten Zylinderkopf zu bauen. Vielmehr
läßt sich der Zylinderkopf in den Motorkorpus integrieren.
In einer weiterhin abgewandelten Ausführungsform kann erfin
dungsgemäß vorgesehen werden, daß der Drehschieber axial ver
schiebbar ist, um die Verbrennungskammern abwechselnd an den
Zylinderraum eines benachbarten Zylinders anzuschließen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü
che und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfin
dung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Das erfindungsgemäße Arbeitsverfahren erlaubt den Bau von bei
gleicher Leistung kleineren, weniger komplizierten und dadurch
billigeren Motoren. Da erfindungsgemäß eine isochorische Ver
brennung möglich ist, wird der bisher übliche Druckabfall wäh
rend der Verbrennung im Arbeitshub vermieden; zugleich aber wird
die Schadstoffemission erheblich verringert.
In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungs
formen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Zylinder und
den ihm zugeordneten Zylinderkopf mit einem sich
in seiner oberen Totpunktlage befindlichen Kol
ben;
Fig. 1a die Darstellung gemäß Fig. 1 im Ansaughub des
ersten Zyklus;
Fig. 1b die Darstellung gemäß Fig. 1a im Verdichtungshub
des ersten Zyklus;
Fig. 1c die Darstellung gemäß Fig. 1b im Arbeitshub des
ersten Zyklus;
Fig. 1d die Darstellung gemäß Fig. 1c im Auspuffhub des
ersten Zyklus;
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform in einem gegen
über Fig. 1 um 90° gedrehten Axialschnitt mit
einer axial neben den Verbrennungskammern ange
ordneten Drehschieber-Ventilsteuerung;
Fig. 3 einen lotrechten Schnitt durch die Ventilsteue
rung gemäß der Linie A in Fig. 2;
Fig. 3a die Darstellung gemäß Fig. 3 im Ansaughub des
ersten Zyklus;
Fig. 3b die Darstellung gemäß Fig. 3a im Verdichtungshub
des ersten Zyklus;
Fig. 3c die Darstellung gemäß Fig. 3b im Arbeitshub des
ersten Zyklus;
Fig. 3d die Darstellung gemäß Fig. 3c im Auspuffhub des
ersten Zyklus;
Fig. 4 einen lotrechten Schnitt durch die Verbrennungs
kammern gemäß der Linie B in Fig. 2;
Fig. 4a die Darstellung gemäß Fig. 4 im Ansaughub des
ersten Zyklus;
Fig. 4b die Darstellung gemäß Fig. 4a im Verdichtungshub
des ersten Zyklus;
Fig. 4c die Darstellung gemäß Fig. 4b im Arbeitshub des
ersten Zyklus und
Fig. 4d die Darstellung gemäß Fig. 4c im Auspuffhub des
ersten Zyklus.
Fig. 1 zeigt einen Zylinder 1 eines Viertaktmotors mit einem
über eine Kurbelwelle 2 angetriebenen Kolben 3 und einem aufge
setzten Zylinderkopf 4. Letzterer umschließt eine Ansaugleitung
5 mit einem über eine Nockenwelle 6 gesteuerten Einlaßventil 7
und einer gestrichelt angedeuteten Auspuffleitung 8 mit einem
ebenfalls über die Nockenwelle 6 gesteuerten, in der Zeichnung
jedoch nicht näher dargestellten Auslaßventil.
Im Zylinderkopf 4 ist achsparallel zur Kurbelwelle 2 ein Dreh
schieber 9 drehbar gelagert, der vorzugsweise durch die Kurbel
welle 2 über eine Untersetzung so angetrieben wird, daß der
Drehschieber 9 mit einem Viertel der Drehzahl der Kurbelwelle 2
rotiert. Der Drehschieber 9 ist von einem stationären Drehschie
bergehäuse 10 abdichtend umschlossen, das in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel Teil des Zylinderkopfes 4 ist und eine An
schlußöffnung 11 an den Zylinderraum 12 (siehe Fig. 1a) auf
weist.
Der Drehschieber 9 umfaßt zwei separate, gleich große Verbren
nungskammern 13, 14, die in dem dargestellten Ausführungsbei
spiel als geradlinige Kanäle ausgebildet sind, die auf zwei par
allelen, spiegelbildlich zur Drehachse 9a des kreisförmigen
Drehschiebers 9 angeordneten Sehnen liegen und jeweils sich ge
genüberliegende, in der Mantelfläche des Drehschiebers 9 ausmün
dende Ein- bzw. Ausströmöffnungen 15, 16 bzw. 17, 18 aufweisen,
die bei der Rotation des Drehschiebers 9 zeitweise mit der An
schlußöffnung 11 des Drehschiebergehäuses 10 zur Deckung ge
bracht werden.
Fig. 1 läßt ferner erkennen, daß in den Umlaufweg der Ein- bzw.
Ausströmöffnungen 15, 16, 17, 18 (siehe Fig. 4a) eine im Zylin
derkopf 4 bzw. im Drehschiebergehäuse 10 angeordnete Brennstoff-
Einspritzdüse 19 sowie eine Zündkerze 20 ragen.
Fig. 1a zeigt das System im Ansaughub des ersten Zyklus. Der
Kolben 3 befindet sich - wie der eingezeichnete Pfeil andeutet -
in seiner Abwärtsbewegung; das Einlaßventil 7 ist geöffnet; es
wird Frischgas in den Zylinderraum 12 gesaugt. Beide Verbren
nungskammern 13, 14 sind geschlossen, wobei die Verbrennungskam
mer 13 mit einem Abgasrest gefüllt ist, während in der Verbren
nungskammer 14 die Verdampfung des eingeschlossenen Brennstoffs
erfolgt.
Fig. 1b zeigt das System im Verdichtungshub des ersten Zyklus.
Das Einlaßventil 7 ist geschlossen; der Kolben 3 bewegt sich
nach oben und komprimiert das zuvor angesaugte Frischgas im Zy
linderraum 12; die Verbrennungskammer 13 steht über ihre Ein
strömöffnung 15 mit der Anschlußöffnung 11 und somit mit dem
Zylinderraum 12 in Verbindung, so daß der Kolben 3 das verdich
tete Frischgas in die Verbrennungskammer 13 hineindrückt. Die
Einspritzdüse 19 spritzt Brennstoff über die Einströmöffnung 18
in die Verbrennungskammer 14, die mit ihrer anderen Einströmöff
nung 17 gerade an der Zündkerze 20 vorbeigeführt wurde, durch
deren Zündung die Verbrennung in der Verbrennungskammer 14 ein
geleitet wird.
Fig. 1c zeigt das System im Arbeitshub des ersten Zyklus. Durch
die weitere Verdrehung des Drehschiebers 9 ist nun die Verbren
nungskammer 13 über ihre Einströmöffnung 18 mit der Brennstoff-
Einspritzdüse 19 verbunden, die den Brennstoff in die mit dem
verdichteten Frischgas befüllte Verbrennungskammer 13 ein
spritzt. Die Verbrennungskammer 14 steht über ihre Ausströmöff
nung 17 und die Anschlußöffnung 11 mit dem Zylinderraum 12 in
Verbindung, so daß die in der Verbrennungskammer 14 unter hohem
Druck stehenden Verbrennungsgase in den Zylinderraum 12 expan
dieren und hier den Kolben 3 beaufschlagen.
Fig. 1d zeigt das System im Auspuffhub. Das Auslaßventil 21 ist
geöffnet; der Kolben 3 bewegt sich nach oben und schiebt das
Abgas in die Auspuffleitung 8. Beide Verbrennungskammern 13, 14
sind geschlossen; in der Verbrennungskammer 13 findet die Ver
dampfung des Brennstoffs statt, während die Verbrennungskammer
14 nur noch Abgasreste enthält.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform,
bei der der Drehschieber 9 axial versetzt zu den beiden Verbren
nungskammern 13, 14 zwei Durchgangskanäle 22, 23 aufweist, die
ebenfalls auf zwei parallelen, spiegelbildlich zur Drehachse 9a
des Drehschiebers 9 angeordneten Sehnen liegen, die gegenüber
den Sehnen der Verbrennungskammern 13, 14 um 90 Umfangsgrad ver
setzt angeordnet sind. Die beiden Durchgangskanäle 22, 23 ver
binden in einer bestimmten Verdrehstellung des Drehschiebers 9
eine im Drehschiebergehäuse 10 gegenüber dem Zylinderraum 12
vorgesehene Ansaug- bzw. Ausschuböffnung 24 mit der Ansauglei
tung 5 bzw. der Auspuffleitung 8.
Die Fig. 3a bis 3d zeigen analog zu den Fig. 1a bis 1d für
einen Zyklus eine jeweilige Stellung der Durchgangskanäle 22, 23
im Ansaughub, im Verdichtungshub, im Arbeitshub und im Auspuff
hub. Diesen Fig. 3a bis 3d zugeordnet sind die Fig. 4a bis
4d, die zu dem jeweiligen, in den Fig. 3a bis 3d dargestell
ten Takt die Position der Verbrennungskammern 13, 14 zeigen, die
im wesentlichen übereinstimmen mit den in den Fig. 1a bis 1d
dargestellten Positionen.
Claims (18)
1. Arbeitsverfahren eines Verbrennungsmotors, bei dem durch
rasche Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches ein Kol
ben bewegt wird, wobei
- - das in einen Zylinderraum angesaugte Frischgas in ei nem sich an einen Ansaugtakt anschließenden Verdich tungstakt verdichtet und in eine erste, vom Zylinder raum getrennte, diesem gegenüber jedoch geöffnete Ver brennungskammer gedrückt wird;
- - nach Abschluß des Verdichtungstaktes die erste Ver brennungskammer gegenüber dem Zylinderraum geschlossen und in der ersten Verbrennungskammer eine Verdampfung des in dem eingeschlossenen Frischgas enthaltenen oder in dieses eingeführten Brennstoffes durchgeführt und das verdichtete Brennstoff-Luft-Gemisch gezündet und eine Verbrennung eingeleitet wird, und parallel hierzu
- - nach Abschluß des genannten Verdichtungstaktes eine zweite, ebenfalls vom Zylinderraum getrennte, diesem gegenüber zuvor geschlossene Verbrennungskammer mit dem Zylinderraum in Strömungsverbindung gebracht und der Kolben zur Durchführung eines Arbeitstaktes mit aus dieser zweiten Verbrennungskammer expandierenden, zuvor in gleicher Weise erzeugten Verbrennungsgasen beaufschlagt wird, so daß
- - bei jedem Verdichtungstakt abwechselnd eine der bei den, gegenüber dem Zylinderraum offen gehaltenen Ver brennungskammern befüllt und der jeweils nachfolgende Arbeitstakt durch Strömungsverbindung der anderen der beiden Verbrennungskammern mit dem Zylinderraum einge leitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Ansaugtaktes beide Verbrennungskammern ge schlossen gehalten werden, wobei in der ersten Verbren nungskammer die Verdampfung erfolgt, während sich in der zweiten Verbrennungskammer Abgasreste befinden,
daß während des Verdichtungstaktes nur die zweite Verbren nungskammer gegenüber dem Zylinderraum geöffnet und in der ersten Verbrennungskammer die Verbrennung eingeleitet wird,
daß nach dem oberen Totpunkt die zweite Verbrennungskammer gegenüber dem Zylinderraum geschlossen, die erste Verbren nungskammer hingegen geöffnet wird,
daß beim Arbeitstakt während zumindest des größten Huban teils die erste Verbrennungskammer geöffnet bleibt, während in der zweiten Verbrennungskammer die Verdampfung eingelei tet wird, und
daß kurz vor oder kurz nach dem unteren Totpunkt zur Ein leitung des Ausschubtaktes die erste Verbrennungskammer ge schlossen wird und während des Ausschubtaktes geschlossen bleibt, während in der zweiten Verbrennungskammer die Ver dampfung während des Ausschubtaktes fortgeführt wird.
daß während des Ansaugtaktes beide Verbrennungskammern ge schlossen gehalten werden, wobei in der ersten Verbren nungskammer die Verdampfung erfolgt, während sich in der zweiten Verbrennungskammer Abgasreste befinden,
daß während des Verdichtungstaktes nur die zweite Verbren nungskammer gegenüber dem Zylinderraum geöffnet und in der ersten Verbrennungskammer die Verbrennung eingeleitet wird,
daß nach dem oberen Totpunkt die zweite Verbrennungskammer gegenüber dem Zylinderraum geschlossen, die erste Verbren nungskammer hingegen geöffnet wird,
daß beim Arbeitstakt während zumindest des größten Huban teils die erste Verbrennungskammer geöffnet bleibt, während in der zweiten Verbrennungskammer die Verdampfung eingelei tet wird, und
daß kurz vor oder kurz nach dem unteren Totpunkt zur Ein leitung des Ausschubtaktes die erste Verbrennungskammer ge schlossen wird und während des Ausschubtaktes geschlossen bleibt, während in der zweiten Verbrennungskammer die Ver dampfung während des Ausschubtaktes fortgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß Brennstoff abwechselnd in eine der beiden Verbrennungs
kammern eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Verbrennungskammern in einer synchronen
Bewegung nacheinander an einer die jeweilige Verbrennungs
kammer mit dem Zylinderraum verbindenden Überströmverbin
dung vorbeigeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
genannte Bewegung mit kontinuierlicher Geschwindigkeit er
folgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
genannte Bewegung eine Rotation ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Verbrennungskammern mit einer Umdrehungszahl rotie
ren, die ein Viertel der Umdrehungszahl der den Kolben an
treibenden Kurbelwelle beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß synchron mit den beiden Verbrennungskammern ein den
Zylinderraum zeitweise mit einer Ansaugleitung verbindender
Einlaßanschluß sowie ein den Zylinderraum zeitweise mit
einer Auspuffleitung verbindender Auslaßanschluß rotieren,
wobei während der jeweiligen Ansaug- bzw. Auspuffverbindung
die beiden Verbrennungskammern gegenüber dem Zylinderraum
geschlossen gehalten werden.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbrennungskammern abwechselnd an
den Zylinderraum benachbarter Zylinder anschließbar sind.
10. Verbrennungsmotor, insbesondere zur Durchführung eines Ver
fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest
einem über eine Kurbelwelle (2) angetriebenen Kolben (3),
der in einem Zylinder (1) geführt ist, dessen oberhalb des
Kolbens (3) befindlicher Zylinderraum (12) über eine Ven
tilsteuerung (6, 7; 22, 23, 24) abwechselnd mit einer An
saugleitung (5) für Frischgas und mit einer Auspuffleitung
(8) für die Abgase verbindbar ist und abwechselnd mit einer
von zwei gleichgroßen, jeweils vom Zylinderraum (12) ge
trennten Verbrennungskammern (13, 14) verbindbar ist, die
jeweils eine Ein- bzw. Ausströmöffnung (15, 16, 17, 18)
aufweisen, die durch eine entsprechende Steuerung in Anpas
sung an die Takte des zugeordneten Kolbens (3) abwechselnd
nacheinander zur Aufnahme des verdichteten Frischgases bzw.
zum Expandieren der Verbrennungsgase mit dem Zylinderraum
(12) verbindbar sind.
11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Verbrennungskammern (13, 14) in einem im
Zylinderkopf (4) drehbar gelagerten, antreibbaren Rota
tionskörper angeordnet sind.
12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotationskörper ein achsparallel zur Kurbelwelle
(2) angeordneter Drehschieber (9) ist, der von einem sta
tionären Drehschiebergehäuse (10) abdichtend umschlossen
ist, das eine Anschlußöffnung (11) an den Zylinderraum (12)
aufweist.
13. Verbrennungsmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Verbrennungskammern (13, 14) auf zwei par
allelen, spiegelbildlich zur Drehachse (9a) des kreisförmi
gen Drehschiebers (9) angeordneten Sehnen liegen und je
weils sich gegenüberliegende Ein- bzw. Ausströmöffnungen
(15, 16, 17, 18) aufweisen, die bei der Rotation des Dreh
schiebers (9) zeitweise mit der Anschlußöffnung (11) des
Drehschiebergehäuses (10) zur Deckung gebracht werden.
14. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Umlaufweg der Ein- bzw. Ausströmöffnungen (15,
16, 17, 18) eine im Drehschiebergehäuse (10) angeordnete
Brennstoff-Einspritzdüse (19) und/oder eine Zündkerze (20)
ragen.
15. Verbrennungsmotor nach Anspruch 12, 13, 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Drehschieber (9) axial versetzt zu den
beiden Verbrennungskammern (13, 14) zwei Durchgangskanäle
(22, 23) aufweist, die in einer bestimmten Verdrehstellung
des Drehschiebers (9) eine im Drehschiebergehäuse (10) ge
genüber dem Zylinderraum (12) vorgesehene Ansaug- bzw. Aus
schuböffnung (24) mit der Ansaug- bzw. der Auspuffleitung
(5, 8) verbinden.
16. Verbrennungsmotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Durchgangskanäle (22, 23) auf zwei paralle
len, spiegelbildlich zur Drehachse (9a) des Drehschiebers
(9) angeordneten Sehnen liegen, die gegenüber den ebenfalls
auf Sehnen liegenden Verbrennungskammern (13, 14) um
90 Umfangsgrad versetzt angeordnet sind.
17. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Drehschiebers (9)
durch die Kurbelwelle (2) mit einem Untersetzungsverhältnis
von 4 : 1 erfolgt.
18. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (9) axial ver
schiebbar ist, um die Verbrennungskammern (13, 14) abwech
selnd an den Zylinderraum (12) eines benachbarten Zylinders
(1) anzuschließen.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843567A DE19843567C2 (de) | 1998-09-23 | 1998-09-23 | Arbeitsverfahren eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor |
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